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产生共模骚扰的主要原因是电源与大地(保护地)之间存在分布电容,电路中方波电压的高频谐波分量通过分布电容传入大地,与电源线构成回路,产生共模骚扰。如图8所示,L、N为电源输入,C1、C2、C3、C4、C5、L1、L2组成输入EMI滤波器,DB1为整流桥,VT2为开关管,开关管安装在散热器上时,开关管的D极与散热器相连,与散热器之间形成一个耦合电容,如图8中的C7所示,VT2工作在开关状态,其D极的电压为高频方波,方波的频率为开关管的开关频率,方波中的各次谐波就会通过耦合电容、L、N电源线构成回路,产生共模骚扰。电源与大地的分布电容比较分散,难以估算,但从图8来看,VT2的 D极与散热器之间耦合电容的作用最大,从DB1到电感L3之间的电压为100Hz,而从L3到VD1和VT2的D极之间的连线的电压均为方波电压,含有大量的高次谐波。其次L3的影响也比较大,但L3与机壳的距离比较远,分布电容比开关管和散热器之间的耦合电容小得多,因此,我们主要考虑开关管与散热器之间的耦合电容。
3.4、接地技术的应用
“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地,两者概念不同,目的也不同。“地”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”。
3.4.1、设备的信号接地
设备的信号接地,可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点,它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。在这里介绍浮地和混合接地,另外,还有单点接地和多点接地。
1)浮地采用浮地的目的是将电路或设备与公共接地系统,或可能引起环流的公共导线隔离开来。浮地还可以使不同电位间的电路配合变得容易。实现电路或设备浮地的方法有变压器隔离和光电隔离。浮地的最大优点是抗干扰性能好。浮地的缺点是由于不与公共地相连,容易在两者间造成静电积累,当电荷积累到一定程度后,可能引起剧烈的静电放电,而成为破环性很强的骚扰源。一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积累的电荷。注意控制释放电阻的阻抗,太低的阻抗会影响设备泄漏电流的合格性。
2)混合接地混合接地使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性,这在宽带敏感电路中是必要的。电容对低频和直流有较高的阻抗,因此能够避免两模块之间的地环路形成。当将直流地和射频地分开时,将每个子系统的直流地通过10~100nF的电容器接到射频地上,这两种地应在一点有低阻抗连接起来,连接点应选在最高翻转速度di/dt信号存在的点。
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