EMC系列☞什么是共模

什么是共模

产品或者设备要工作，必须有：一个供电设备，一个负载，还有一个传输设备，三者同时具备才能构成最简单的电路，图形表达下就是下图：

根据安培环路定律，电流永远需要一个完整的环路，电流要经过完整环路回到源头。也即下图所示：

在这个环路里面，信号的传输路径，有两条，一条是驱动路径，电流从驱动端到接收端。

另一条路径，是*从接收端到发送端，这个路径，叫做返回路径。*如下图所示：

看上面的图，信号传输路径，有驱动路径和返回路径，这两个路径上，电流大小是相等的，方向是相反的。

看上面这个图，这个电流就是差模电流，这个回路就是差模回路，注意，差模是存在于信号路径，和它的返回路径之中，这个差模电流，就是我们产品要正常工作需要的电流，他传送的是有用信号，差模才是真正能工作的电流。

我们常指的电压和电流，一般指的就是这个，比如电路额定电流，指的就是差模电流。

举例：AC220V，L-N回路电流，就是差模电流，它也是差模环路。

再举例，信号线正负线之间的电流，也是差模电流，这个回路就是差模回路。里面有GND，这个GND，叫信号GND，严格来说，它不是地，就是信号的回路，即返回路径，它和驱动回路一起，就构成了回路。

其实，电路中还有一种电流，共模电流，这个是祸害。电路工作时，高频分布参数效应，在任何电路中，任何两个导体之间都会形成分布电容。

这个，在现代的高速电路里面非常明显，只要是导体，就有分布电容，所以，工作电路难免和周边导体之间形成分布电容，比如和布线，和机壳，和水平参考接地平板，和散热器，和IO线缆等等，分布电容任何时候都存在，只是大小不同而已。而这些分布电容，为交流信号提供了一个通路，因此会有一部分电流从差模回路中逃逸出来，通过电容返回信号源。

再看差模电路模型。原本，我们有用的工作电流，也即差模电流，差模，存在于驱动路径和返回路径之间。在自己差模回路好好的流动。但是，因为驱动路径和返回路径，对地形成了分布电容，此时，交变电流对电容又形成一种通路，它通过分布电容，和地返回源头，这个时候，这部分电流不是通过返回路径，而是通过地，那这个回路，就是共模回路。

欧姆定律，电流走阻抗最低路径。我们的交变信号，包含很多频率成分，那么，对某些频率成分，分布电容就是最低阻抗路径。

如下图共模路径：

这是共模模型，共模回路是信号路径和返回路径，他们通过对地的回路，不是信号路径和返回路径之间的差模回路。

这就是共模的回路，共模电流在信号线与地线之间流动，方向相同。大小相等，方向相同。

总之：共模电流在信号线与地线之间流动，方向相同。差模电流在两根信号线之间流动，方向相反。