为什么共模电流是EMI的主要原因

作者：李义君

为什么共模电流是EMI的主要原因？

要回答这个问题，如果从共模辐射和差模辐射的发射模型公式可以明显看出，共模辐射能量强的多，但是，这还不足以让我们对“为什么共模电流是EMI的主要原因”这个问题有更深刻的认识，因为这只是从最终能量来看。简洁的模型并不能体现实际情况中的差共模电流的实际辐射情况，我们没有看到共模电流是怎么来的以及共模电流为什么更容易辐射出去，所以严格来说并没有回答上述问题。

以下内容是基于小编对共模电流有一个重新认识，即“共模电流是电路中除了我们所希望的路径流动的电流之外的其他任何电流（难以控制的电流）”。

首先，什么是差模电流，相对地说，自然是我们可以控制的电流，更准确地说，是我们可以控制其返回路径的电流。比如，典型的时钟信号，我们可以通过设置完整的参考地，来控制信号电流的路径，也就控制了整个回流面积。而在这个可控的回流面积的电流就是差模电流。根据差模辐射模型，以及实际测试验证，回流面积是辐射面积的是辐射强度的最关键因素，只要减小回路面积就不容易辐射出去。这就是为什么在整个EMI测试中，差模电流不是主要部分的原因了。接下来回答共模电流是怎么来的，以及为什么更容易辐射出去（只说明某种情况，不包含其他情况），小编是从差模电流转化共模电流的角度，也可以说大部分共模电流都是差模电流转化的。当差模电流在PCB中流动时，由于寄生参数（不可避免）的存在或者PCB参考层不完整等因素，一定会发生串扰耦合的“分流”情况。假如原信号电流为10mA,实际在我们期望回流路径中的电流可能只有9mA，那么另外的1mA电流是沿着某个其他路径留回驱动端。这个路径必然使得这部分的回流面积变大。回流面积是EMI的最主要因素，所以共模电流自然更容易引起辐射，即使这个电流很小。

上图为由于PCB参考地不完整造成的不可预期回流路径增大环路面积

小编对共模电流新的认识，非常有利于小编在解决实际中的EMI问题公共有效思路。更能理解为什么要减小串扰，为什么要设置参考层，为什么要包地，为什么要减小回路阻抗等老生常谈的问题。所以努力消除正常信号流动路径之外的任何路径，是抑制EMI的重要思路。