网络变压器共模信号及网络变压器EMC石

网络变压器的共模信号

对于一对信号线A、B来说,差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压,共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压;像平常看到的用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声,原理很简单,两线拧在一起,受到的共模干扰电压很接近,Ua-Ub依然没什么变化,当然这是理想情况。比如说,网络变压器利用四色两对双绞线制成就是利用差分传输信号的一种具体应用。

带K2件百兆网络变压器

实际应用中,温度的变化各种环境噪声的影响也可以视作为共模干扰,但如果在传输过程中,两根线的对地噪声哀减的不一样大,使得两根线之间存在了电压差,这时共模噪声就转变成了差模噪声。差分信号不是一定要相对地来说的,如果一根线是接地的,那他们的差值就是相对地的值了,这就是模拟电路中讲过的差分电路的单端输入情况。

一般情况下,任何设备产生共模电流的原因有三个方面:一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压(这个电压相对于大地是等幅同相的),这个电压产生电流;另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同,在这个地电位的驱动下产生电流;;第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差,这样电缆上会有共模电流。

网络变压器内部双绞线线圈

网络变压器EMC

1、EMC包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。

2、EMI,电磁干扰度,描述电子、电气产品在正常工作状态下对外界的干扰;EMI又包括传导干扰CE(conductionemission)和辐射干扰RE(radiationemission)以及谐波harmonic。

3、EMS,电磁抗干扰度,描述一电子或电气产品是否会受其周围环境或同一电气环境内其它电子或电气产品的干扰而影响其自身的正常工作。EMS又包括静电抗干扰ESD,传导抗干扰CS,辐射抗干扰RS,电快速瞬变脉冲群抗扰度EFT,浪涌抗扰度Surge,电压暂降抗扰度VoltageDIPandInterrupt,等等相关项目。

对于任何设备而言,滤波都是解决共模电磁干扰的关键技术之一。网络变压器也是其一。

设备中的导线是效率很高的接收和辐射天线,因此,设备产生的大部分网络噪音辐射发射都是通过各种导线实现的,而外界干扰往往也是首先被导线接收到,然后串入设备的。滤波的目的就是消除导线上的这些干扰信号,防止电路中的干扰信号传到导线上,借助导线辐射,也防止导线接收到的干扰信号传入电路。

网络变压器带K2设计线路不带K2件网络变压器

网络变压器的K件即是网络变压器的滤波设计

K件对EMI的阻断

来自UTP的EMI加载网络变压器进出导线,经过K件上.下两个线圈时,其方向相同,两个电流都流向同名的黑点,他们在K线磁环内部引起的磁通变化互相叠加,K件呈现的感抗ZL将按如下公式随着频率的上升而线性增加。

ZL=2π*?*L

式中L是K件的电感,目前各厂家生产的网络变压器中K件的电感量约为10uh。

K件是串联在EMI回路上中的,因为来自于UTP的EMI在到达T件次级线圈之前,有相当一部分要降在K件两端,所以扼流圈起到阻断EMI的作用,K件EMI的高频成分的阻断效果更好,因为频率越高,ZL越大。降在K件两端的EMI越大.

同样的道理,K件还可以阻断计算机内部产生的EMI传送到UTP上。

可见网络变压器本身设计就带有对设备共模信号噪音的抑制作,其实衡量其的指标又称为网络变压器的共模抑制比CMRR

CMRR(Commonmoderejectionratio)参数描述了变压器对共模干抗性号的抑制能力,共模阻抗的大小决定了共模抑制比的好坏。通常绕组间的分布电容及CMC的阻抗对它的影响较大。一般大家都希望变压器的共模抑能力越强越好

带K件网络变压器为常规设计


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