共模电感LC、差模电容Cd如何抑制传导干扰

根据GB17743-1999《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》的规定，在不同频率下允许的电磁干扰的准峰值及平均值。

为了说明差模滤波器和共模滤波器对抑制干扰之作用，我们不妨把9kHZ到30MHZ(电子镇流器EMC测试的频率范围)分为低、中、高三个频段，即9-150 kHZ、150 kHZ-2.0MHZ、2.0—30MHZ三段。当然两个频段之间的分界点频率并不那么严格，对不同的镇流器电路或滤波电路,可能向前或向后有所移动。

1.低频段9—150 kHZ

主要以差模干扰为主，镇流器的EMC测试中，加大差模滤波电容Cd值或在相线或中线中串接一个差模电感，均会使干扰幅度降低，说明在这个频段内差模干扰影响是较大的。同时串接共模电感后，干扰幅度也会降低，表明共模干扰也是存在的，而且随着频率的增加，共模干扰的影响会愈来愈严重。所示的曲线对应的电子镇流器中，如再增加一级共模电感，则整个频段中的干扰都将大大降低。

2. 中频段150 kHZ—2.0MHZ

这个频段同时存在差模干扰与共模干扰，不过以共模干扰为主。电子镇流器如采用图3所示的滤波电路，对于各个频段的干扰都有抑制作用。如未接C1、C2或虽接C1、C2但镇流器金属外壳未接大地，即未接到与大地相联的大的金属导体，则在EMC测试中，得到所示的曲线。除中频段干扰有所超标外(超标的情况跟电子镇流器的具体电路有关，采用无源功率因数校正电路，,采用有源功率因数校正电路则超标部分可能延续到1.0MHZ附近，而在低频段及高频段落均可过关，特别是在高频段，富裕量还是很大的。我曾改变共模电感的电感量或两个共模电感的电感量的相对大小，试图彻底消除中频段的干扰，情况虽有所改善，但始终未能达标。

在另外一次测试中，采用C1、C2接镇流器的金属外壳，并将外壳接大地，结果得到图5所示的曲线。测试表明：共模滤波电容C1、C2接大地后中频段的共模干扰大幅度下降，远离允许的限值。

也就是说，这个频段的共模干扰必须采用共模滤波电容C1、C2并将其接大地才能加以滤除。在几种不同镇流器电路(有源功率因数校正电路和无源功率因数校正电路)中采用C1=C2=2200pF的共模滤波电容并将其接大地来抑制中频段的共模干扰，均屡试不爽，取得了满意的效果。

不过遗憾的是，这样一来，却带来了新的问题，即在高频段的10--30 MHZ一带出现了向上的干扰尖峰，使高频段不能满足EMC测试要求。这种满足中频段便不满足高频段、或反过来满足高频段又不能满足中频段的矛盾现象，一直是困扰技术人员的棘手问题。不知道如何找到一种折衷的办法、才能做到两全其美。

3. 2.0—30MHZ高频段

这个频段频率较高，起影响的主要是共模干扰，差模干扰影响很小。如果这段频率内EMC测试不能满足要求，一定要从改善共模滤波器的滤波效果来想办法，这已是尽人皆知的事(例如对图1所示曲线的电路再加一级共模电感对全频段的EMC测试均有改善)。这个频段EMC测试曲线形状还会受被测试镇流器和接地金属极板的摆放位置、镇流器离墙面的距离的影响，不同的测试单位测得的结果和出具的测试报告曲线在这一频段往往不尽相同。

针对前面提到的棘手问题，亦即既使中频段干扰不超标，又使高频段不出现向上的干扰尖峰这样的问题，笔者冥思苦想，终于从对比的曲线中思路豁然开朗，找到了解决问题的办法。

要使中频段EMC过关，C1、C2接外壳后必须接大地，单单接外壳是不够的，即必须为它们提供连接大地的低阻通路。而从知，为了在高频段、在10--30 MHZ一带不出现向上的干扰尖峰，必须不接C1、C2，或接外壳后的C1、C2不与大地相通，即必须使C1、C2与大地间呈现高阻抗，如果这两点能同时兼顾到，岂非两全其美了吗?

为此，利用电感在不同频段的阻抗变化，使得在中频段，L阻抗很小，不妨碍C1、C2，接地;而在高频段，L阻抗很大，使C1、C2，对地可以视为开路，问题岂不迎刃而解了吗?

根据以上的思路，对L值是这样选择的：在中频段，使L的感抗不大，比C1、C2的容抗小，或相差不多。即便随着频率的增加，L呈现较大的感抗，但只要它和容抗相抵消后，对地仍然是短路的，问题也不大;而在高频段，在出现干扰尖峰的频率，只要使L的感抗足够大，比C1、C2的容抗大得多，对地呈现开路状态就行了。

实验表明：这样做之后，的确取得了满意的效果。L取值允许在一定的范围变化，L值取得过小，则干扰尖峰向高频段方向移动，或者根本起不到抑制作用。反之，太大，则干扰尖峰向中频段移动，有可能越过了2.51—3.0MHZ ，并使中频段不能满足要求。

在实际使用中，对于不同灯管、不同镇流器电路，可取L值在47-100μH之间。当然对于具体电路，应根据情况，适当作一些调整。是采用L较小值得到的EMC测试曲线，则采用了较大电感值，但两者都基本上能兼顾高、中两个频段，满足电光源检测中心对EMC测试的要求。

结论：

1.要抑制传导干扰，必须采用共模电感LC、差模电容Cd,如有空间，接两级共模电感更好，对图1所示的测试曲线，如采用两级共模电感，则不论低频段还是高频段，其共模干扰均大幅下降。

2.对金属外壳的电子镇流器来说，为抑制中频段的共模干扰，须接共模电容C1、C2，该电容还必须与大地相连，否则作用很小;为避免在高频段出现干扰尖峰，建议在接共模电容C1、C2时，采用图6所示电路。对于塑料外壳，此电容可以不用。

最后，我想说的是，在工厂中为了判断无源滤波器的滤波效果，最好的办法是用专用的EMC测试系统，对每种电路的测试结果进行分析，找出它们之间的联系，对症下药，并最终找出解决问题的办法。