通俗理解电磁干扰及共模电感的原理

本文详细解析了电磁干扰(EMI)的两种形式:传导干扰和辐射干扰,并介绍了如何使用共模电感抑制传导干扰,以及金属机箱或电笼减少辐射干扰的策略。特别阐述了共模电感的工作原理,即通过增强磁场作用于共模信号,有效抑制电磁干扰。

通俗理解电磁干扰及共模电感的原理

电磁干扰

电磁干扰(EMI,Electro-Magnetic Interference),主要分为两种,一种是传导干扰,一种是辐射干扰。这里用较为通俗的语言描述,传导干扰是指电信号干扰通过电路传导;辐射干扰是指电信号干扰产生磁场,磁场通过空间介质传导给其他电路。一个是电路内部传导,一个是电生磁从空间传导。

抑制电磁干扰

传导干扰可以通过从电路内部增加共模电感的方法抑制,辐射干扰可以安装金属机箱或者电笼等减少辐射干扰。

共模电感

共模信号是指大小相等极性相同的信号(模电书中定义),对应着图中的IC,差模信号是指大小相等极性相反的信号,对应图中ID。对于两条信号线,在电路中的位置很近,因此若有干扰作用在信号线上,此时会产生共模干扰信号(类似于差分放大电路)。因此此时需要共模电感来抑制,共模电感是分别在两条信号线上的电感,但是绕在同一个铁氧体磁芯上,通过共模信号时,两个电感会在铁芯上产生相同方向的磁场,两个磁场累加,根据L=NΦ/i可知通过共模信号时感抗是原来的两倍,因此对共模信号有很大的抑制作用。

图片转自http://m.elecfans.com/article/611832.html

在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要回答用户关于开关电源LISN和接收机测试原理的问题。首先,我得仔细理解用户的问题,确保覆盖所有关键点。用户提到了LISN测试原理和接收机的测试方法,可能还涉及相关标准和应用场景。 首先,我应该回顾LISN的基本作用。根据引用中的信息,LISN全称是线路阻抗稳定网络,主要用于隔离电网噪声,提供稳定阻抗。引用[3]提到LISN的电路结构,包括1μF电容、50μH电感、0.1μF电容、1kΩ电阻和两个50Ω电阻。这些元件的作用分别是旁路外部噪声、阻隔噪声、隔直、提供放电通路以及稳定阻抗。需要将这些内容整合,解释LISN的工作原理。 接下来是测试原理部分。根据引用[1]和[3],LISN在测试中的作用是确保测量到的干扰来自被测设备而非电网,同时稳定阻抗。这可能涉及到共模和差模干扰的区分,如引用[4]和[5]提到的L和N线测试结果差异,以及X/Y电容调整对干扰类型的影响。需要说明LISN如何帮助测量这两种干扰。 然后是接收机的测试方法。引用[1]提到EMI接收机和频谱仪的区别,包括前端处理、本振扫描、中频滤波器、检波器和精度。需要解释接收机如何通过峰值、准峰值等检波方式评估干扰是否符合标准。同时,引用[2]指出测试的应用场景,如研发阶段、质量控制等,可能需要在测试方法部分提及。 用户的问题还涉及测试拓扑,可能需要简要描述测试时的连接方式,比如被测设备通过LISN连接到电网,接收机连接到LISN的测量端口,如引用[3]中的示意图说明。 需要确保回答结构清晰,分点说明原理和方法,并结合引用中的例子,比如解决干扰超标的方法(引用[5])作为应用实例。同时,生成的相关问题要围绕LISN的功能、干扰类型区分、测试设备差异等展开。 最后,检查是否符合系统级指令,如使用正确的LaTeX格式,中文回答,引用标识自然添加。例如,在解释LISN电路时引用[3],测试方法引用[1]和[2],干扰分析引用[4][5]。 可能需要注意避免技术错误,比如确认LISN中的元件参数和作用是否正确,测试步骤是否符合标准流程。同时,语言要通俗易懂,帮助用户逐步理解复杂的EMI测试原理。</think>### 开关电源LISN与接收机测试原理 #### 1. **LISN(线路阻抗稳定网络)测试原理** LISN的核心作用是为开关电源的传导电磁干扰(EMI)测试提供标准化的阻抗环境(通常为$50\Omega$),同时隔离电网中的外部噪声干扰[^1][^3]。其电路设计包含以下关键元件: - **1μF电容**:旁路电网噪声,防止其流入测量设备。 - **50μH电感**:阻隔高频噪声反向传播至电网。 - **0.1μF电容与1kΩ电阻**:隔直并释放静电,保护接收机输入端。 - **双50Ω电阻**:模拟接收机输入阻抗和虚拟负载,确保相线/中线与安全地线间阻抗稳定。 测试时,LISN连接在电源与被测设备(DUT)之间,通过测量端口提取干扰信号。共模(CM)和差模(DM)干扰可通过L/N线测试结果的差异初步判断[^4]。例如,若L线噪声显著高于N线,可能表明L线存在较强共模干扰。 #### 2. **接收机测试方法** 接收机用于量化分析LISN提取的干扰信号,需遵循以下步骤: 1. **频率扫描**:在$150\text{kHz}-30\text{MHz}$范围内扫描,覆盖传导干扰标准频段[^1]。 2. **信号处理**:通过中频滤波器、峰值/准峰值检波器等评估干扰幅值[^1]。准峰值检波器可反映干扰对通信系统的实际影响[^1]。 3. **结果判定**:对比CISPR等标准限值,判断是否超标[^5]。 **典型测试拓扑**: ``` 电网 → LISN → 被测设备(DUT)                ↓             接收机/频谱仪 ``` #### 3. **干扰诊断与优化** - **差模干扰**:可通过增大X电容抑制(如引用[5]中案例)[^5]。 - **共模干扰**:需优化Y电容、共模电感或调整PCB布局。 ---
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