EMC中的共模和差模分析

电压电流的变化通过导线传输时有两种形态， 即共模和差模。下面带大家简单认识一下共模和差模的区别。

差模

差模，顾名思义，是两个信号的差，如下图，两根导线一个作为去路，一个作为回路，构成闭合传导路径。

此时，流过一边导线的电流和流过另一边导线的电流大小相等，方向相反。这种干扰我们一般通过将两个导线做成双绞来解决EMC的问题。

共模

EMC中的大部分问题其实都是共模干扰造成的。

如下图所示，电路中，不止导线1和导线2，还存在第三个导体，通常我们认为第三个导体为参考“地”。此时，在两个导体中同时加干扰电压Uc，我们则认为，Uc为共模电压，UⅡ为差模电压。

图中I1和I2方向相同，但是大小不同，IⅡ为差模电流，Ic为共模电流，因为I1中差模电流IⅡ和共模Ic同方向，所以I1=Ic+IⅡ。I2中差模电流IⅡ和共模Ic方向相反，所以I2=Ic-IⅡ。

在实际的电路中，共模干扰与差模干扰是可以不断相互转换的。

两根导线与参考地之间存在着阻抗（这个阻抗和分布参数有关，如等效容抗或者等效感抗）。

这两根导线的阻抗一旦不匹配，在终端就会出现模式的相互转换。?

通过导线传递的一种模式在终端会因为阻抗不匹配发生反射， 其中一部分能量或者称之为干扰会变换成另一种模式的能量或干扰。

下面举个例子来分析识别一下常见产品模型中的共模和差模电压，参考下图：

从上图中我们可以识别出以下电压电流信息：

• UAC、UBD是板卡工作电压信号, 为差模电压;

• UCD是?PCB 工作地C、D之间的电压, 是由PCB不同点的阻抗差以及IAB的回流形成的，为共模电压;

• UDE是PCB 的工作地与金属外壳之间的电压, 为共模电压;

• UEF是金属外壳与参考接地板之间,电压，为共模电压;

• UFH是参考接地板与电缆之间电压, 是共模电压;

• UEH是金属外壳与电缆之间电压, 是共模电压;

• 电流?IAB在 PCB 内部流动, 是正常工作信号的电流, 称为差模电流;

• IDC是 IAB的回流, 大小与 IAB一样, 是差模电流；

• 而?ICD是由于IDC?(IAB的回流) 在 PCB 工作地上流过时产生的压降 UCD造成的, 它可能会流向金属外壳或参考接地板, 再从电缆或其他导体中返回, 这是一种典型的共模电流产生机理｡

• IDE､ IEH､ IEF､ IFH都是共模电流｡

综上可得, 对于一个产品来讲, 其上的共模电流总是流向参考接地板或金属外壳, 它经常是一种干扰电流信号，也是我们产品中EMC问题的根本原因;?

差模电流一般总是在产品的板卡内部流动或在板卡之间流动, 它是有用的电流信号，一般不会引起EMC的问题｡?