差動モード対。 コモンモード伝導エミッション

更新:3年2023月XNUMX日

デバイスを電源に接続するたびに、電源ケーブルを流れる電流には、差動モード電流とコモンモード電流のXNUMX種類があります。 このような電流の合計は、伝導性エミッションテスト中に測定され、そのスペクトルが限界と比較されます。

差動モード電流は、デバイスに電力を供給するためにデバイスによって通常生成される電流です。 それらは供給電流とも呼ばれ、一般に低周波 (つまり 50/60Hz) と高周波 (つまり 100KHz + スイッチングの高調波) で構成されます。 回路).

 

図1.伝導性エミッション試験における差動モード電流

 

コモンモード電流は通常、デバイス自体のパラメータだけでなく、システム全体の寄生パラメータのみが原因で無視されます。

この質問を検討してください。指でプローブに触れたときにスコープに表示される50 / 60Hzの信号を覚えていますか? これは、コモンモード電流と同様の現象によるものです。ソースがフィールド(建物のケーブルから50 / 60Hz)を生成し、寄生パラメータを介して身体と結合し、結合されたものを伝導します。 電圧 プローブとスコープに。 

オシロスコープは、内部寄生パラメータと電源ケーブルを介して公衆回線に再び接続されます。 最終的には、システム内のデバイスのアーキテクチャ、関連する寄生パラメータ、およびシステム内の信号源によって決定される小さな電流を流すことができる大きなループが生成されます (電圧 建物のケーブルと電圧 回路 範囲内)。

 

図2.指でプローブに触れたときに生成される信号の測定値。

 

伝導性エミッションのテスト中にも同様の状況が発生します。 主電源の両方のラインは、RFでEUTのシャーシと結合する同じ方向に電流を流すことができます。 シャーシはアースケーブルに接続されており、このスキームでは、このようなコモンモード電流のリターンパスとして機能し、ループを作成します。

EUTの内部回路は、EUT自体の下のグランドプレーンに直接結合できるため、UTがアースに接続されていない場合、または導電性シャーシがない場合にも、コモンモード電流が存在する可能性があります。

 

図3.伝導エミッションテストのコモンモード電流。

 

受信機が測定するのは、 電圧 各相の LISN によって RF に示される 50Ω インピーダンスの両端間。 差動電流とコモンモード電流を合計すると、受信機での測定信号は次のようになります。

  • Vフェーズ1 =50Ω∙(ICM+ IDM)

  • Vフェーズ2 =50Ω∙(ICM - IDM)

通常、このような電圧は、前に示したように、EMC規制によって提供される制限と比較するために、受信機でdBuVとして測定されます。 

 

ノイズリダクションテクニック

各デバイスは、LISNでの差動およびコモンモード電流を低減するために、メインポートで何らかのフィルタリングを必要とします。これにより、測定されたノイズの合計が制限を下回ります。

 

図4.汎用AC / DCEMIフィルター。 画像提供:SCHAFFNERFN2020データシート

 

フィルタリングの非常に一般的なスキームは、図 4 に示されているスキームです。 コンデンサ RF の位相 (Cx-1 と Cx-2) 間には、差動モード電流のフィルターとして機能する低インピーダンスが存在します。 代わりに、 コンデンサ 各相とアース接続PE間のCyは、コモンモード電流がLISN相に到達するのを避けてアース接続に短絡する役割を果たし、コモンモードフィルタとして機能します。

Lはコモンモードチョークで、各巻線が各ラインと直列になっているトランスの一種です。 同じ方向の電流(コモンモード)の場合、提示されるインピーダンスは非常に高く、Lはフィルターとして機能します。 逆に、反対方向の電流(差動モード)の場合、提示されるインピーダンスは非常に低く、Lの影響は無視できます。

この一般的なスキームの周りには多くのバリエーションがあり、設計者はフィルタリングステージをデバイスの特定のケースに適合させるために取り組んでいます。