​​《差模噪声 vs 共模噪声：从原理到滤波解决方案》​

电磁干扰是一种场现象，但电磁场很难想象，除非亲眼看到。我们使用诸如电压和电流之类的简单术语来帮助我们理解电磁干扰，因为它们更具体。如果我们开始谈论电场或磁场，往往会把人吓跑。

工程师们熟悉电压和电流，所以当我们讨论电磁兼容（EMC）时，使用诸如射频频（RF）电压/电流这样的术语是很自然的。对于传导发射来说尤其如此。传导噪声可以简化为差模噪声和共模噪声的总和。这些噪声可以通过线阻抗稳定网络（LISN）（电压测量）或良好的带宽电流探头（电流测量）进行测量。

电磁干扰是一种场现象，但电磁场很难想象，除非亲眼看到。我们使用诸如电压和电流之类的简单术语来帮助我们理解电磁干扰，因为它们更具体。如果我们开始谈论电场或磁场，往往会把人吓跑。

工程师们熟悉电压和电流，所以当我们讨论电磁兼容（EMC）时，使用诸如射频频（RF）电压/电流这样的术语是很自然的。对于传导发射来说尤其如此。传导噪声可以简化为差模噪声和共模噪声的总和。这些噪声可以通过线阻抗稳定网络（LISN）（电压测量）或良好的带宽电流探头（电流测量）进行测量。

搭建了一个简单的降压转换器，以演示差模和共模之间的差异。

降压转换器的差模与共模噪声分析

差模电流（蓝色线条）

主导低频范围（kHz ~ 3MHz），与开关模式电源（SMPS）或电机驱动电路的开关频率直接相关。

特性：路径明确（正负导线间循环），通常易于理解和测量。

共模噪声（红色线条）

高频特性显著（MHz ~ GHz），因转换器与接地平面间寄生电容值较小，形成射频电流（RF）的低阻抗环路[2]。

关键影响：

高频电流沿电缆表面流动，使电缆成为辐射天线。

主要来源：辐射发射（电磁干扰/EMI的核心问题）。

同样的原理也适用于更大的系统，比如工业电机驱动系统，如图6所示。电机电缆和变频器对地面结构（或任何可能作为射频频谱能量回路的附近金属结构）表现出寄生电容。因此，共模电流会通过寄生电容自由流动。结果形成了一个大的回路，导致传导和辐射发射。

一旦理解了差模噪声和共模噪声的概念，就可以设计出针对这两种类型噪声的滤波器。一般来说，电感用于抑制差模噪声，而共模扼流圈用于抑制共模噪声。

在诸如电机驱动的并网变频器（见图7）等应用中，可以找到差模滤波器和共模滤波器。输入电源滤波器级是一个n阶滤波器，而变频器输出滤波器是一个由低通LC滤波器和三相共模扼流圈组成的二阶滤波器。电容器通常与电感器一起设计，以形成LC滤波器或L滤波器。