电缆/连接器中共模电流的控制

电缆要成为天线，需要一定的长度，而且电缆端口进行抗扰度和传导骚扰测试的电缆最小长度为3m（有些标准中规定电缆进行浪泳测试的最小长度为10m），因此理论上在产品电缆设计时，在满足使用要求的前提下，可以尽量使用短的电缆，避免电缆成为天线，并免去大部分的EMC测试。但电缆长度往往受到设各之间连接距离的限制，不能随意缩短。而且，当电缆的长度不能减小到波长的一半以下或小于3m时，减小电缆长度也没有明显效果。在这种情况下只能减小流入电缆或连接器中的共模电流。常用的方法有：

●增加共模电流回路的阻抗。因为在共模电压一定的情况下，增加共模电流路径的阻抗可以减小共模电流。

●低通滤波器滤波，目的暴减少高频共模电流成分，这些高频共模电流的辐射效率很高；电缆屏蔽，目的是为共模电流提供一条环路面积较小的路径。

下面介绍在实际工程中应用上述概念的方法。

1．增加共模电流回路的阻抗

当设各电缆上产生或注入的共模电压一定时，减小电缆上的共模电流的方法就是增加共模电流回路的阻抗。但是怎样增加共模回路的阻抗是许多工程师困惑的问题。很多工程师往往试图通过断开线路板与机箱之间的连接，或者断开机箱与安全地之间的连接，来增加共模回路的阻抗，结果往往令人失望。因为这些方法仅对低频有效，而低频共模电流并不是辐射的主要原因。实用而有效的方法是在电缆上串联共模扼流圈，共模扼流圈能够对共模电流形成较大的阻抗，而对差模信号没有影响，因此使用上很简单，并且共模扼流圈不需要接地，可以直接加到电缆上。将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上绕几匝。为了工程方便，很多厂家提供分体式的磁环，这种磁环可以很容易地卡在电缆上。电缆上套了铁氧体磁环后，共模电流减小的改善量取决于原来共模电流回路的阻抗。从共模辐射的公式容易推导出下面的结论（推导中，应用共模电压不变的条件）：

式中，E1——加铁氧体前的电缆辐射强度；

E2——加铁氧体后的电缆辐射强度；

ICM1一劫日铁氧体前电缆上的共模电流；

JCM2——加铁氧体后电缆上的共模电流；

ZCM2——加铁氧体后的共模环路阻抗；

ZCvtt一劫口铁氧体前的共模环路阻抗；

Z——共模扼流圈的阻抗。

例如，在某一频率下，如果没加共模扼流圈时的共模电流环路阻抗为100Ω，共模扼流圈的阻抗为1000Ω，则共模辐射改善为20dB；而如果原来的共模电流环路阻抗为1000Ω，则改善量仅为6dB。