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共模扼流圈介绍

共模扼流圈介绍
共模扼流圈介绍

共模扼流圈分析

若按上图所示连接,I1、I2朝向均由左向右,共模电压为V cm,输入阻抗为Z,电感相等为L,互感为M。则I1、I2和V out分别为:

得到:

若L等于M则上式化简为下式

我们使用的共模扼流圈B82789C0513N002(51uH)(epcos)的参数是:

51uH、0.5欧、250mA

在50HZ下

也就是说在低频的共模电压下I2将会很大,超出额定电流?

要使低频共模电压下I2减小,就要提高r2,但r2提高后V1也随之提高,对低频的共模输入的抑制就变得很差了。

共模扼流圈图

共模扼流圈介绍:

共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。

共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。

共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又

要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,所以它可以用来抑制共模电流骚扰。

共模扼流圈的插入损耗特性:

共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。

当频率范围为0.01~1MHZ时,阻抗主要取决于线圈电感L。

当频率范围为1~10MHZ时,阻抗主要取决于绕组分布电容CK。

当频率范围为>10MHZ时,阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关(ZS为等效阻抗)。

共模扼流圈的工作原理:

共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理:当工作电流流过两个绕向相反线圈时,产生两个相互抵消的磁场H1、H2 ,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到衰减干扰信号作用。

理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但

实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,

扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。

漏感和差模电感:

在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。

对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。

共模电感认识

共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。 共模电感在制作时应满足以下要求: 1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。 2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。 3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。 4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。 通常情况下,同时注意选择所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此我们在选择共模电感时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响,主要关注差模阻抗,特别注意高速端口。 一、初识共模电感 由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰,因此共模电感也是我们常用的有力元件之一!这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。

共模电感小知识

一、初识共模电感 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起EMI滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。 图1 各种CMC 小知识:EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰) 计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰,这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射,造成电磁辐射污染,不但影响其它的电子设备正常工作,还对人体有害。 PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各组件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间,干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路,如图1-1所示。

图2是我们常见的共模电感的内部电路示意图,在实际电路设计中,还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。此外,在主板上我们也能看到一种贴片式的共模电感(图3),其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。 图4 贴片CMC 二、从工作原理看共模电感 为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。 图5 共模电感滤波电路 图4是包含共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度。 小知识:漏感和差模电感

共模扼流圈在开关电源中的应用

共模扼流圈在开关电源中的应用 摘要: 本文阐述了对共模扼流圈的工作原理及使用方法,及其在开关电源中的应用与实现。 我们经常采用共模扼流的方法可以抑制外界的噪声干扰,但是目前现有的共模扼流圈(这里指的是开关电源中所用的共模扼流圈,不考虑经过调制解调的)多数都是采用同轴电缆在变压器的铁心上绕制而成,为了获得较大的电感值,就要尽量多绕制才能取得足够的电感值。本文则介绍共模扼流圈在开关电源中的应用。 关键词:开关电源;电磁干扰;共模扼流圈;合成扼流圈;共模电感 引言: 由于功率开关管的高速开关动作,开关电源会产生较强的电磁干扰( EMI) 信号。为了抑制开关电源对外电磁噪声和外界对内电磁干扰,使得产品能够满足相关EMC 标准,有必要在开关电源输入线上添加额外的EMI 滤波器。尤其对于车用DC/ DC 变换器的控制器来说,周围电磁环境相当恶劣,所应遵循的整车及零部件EMC 标准也很严格,因此必须在控制器电源输入线上添加EMI 滤波器,使其满足相关EMC 标准。传统的EMI 滤波器一般由共模电感、差模电感和电容等分立元件组成,元件数量多,体积大。分立元件较长的引线造成的分布电感和分布电容对滤波特性有很大的影响。而共差模合成扼流圈利用两个不同特性的磁芯将共模电感和差模电感集成在一起,替代分立的共模电感与差模电感,可以使滤波器尺寸和性能上得到进一步的改善。 正文: 1、共模扼流圈的简介: 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面

共模电感

一、共模电感原理 在介绍共模电感之前先介绍扼流圈,扼流圈是一种用来减弱电路里面高频电流的低阻抗线圈。为了提高其电感扼流圈通常有一软磁材料制的核心。共模扼流圈有多个同样的线圈,电流在这些线圈里反向流,因此在扼流圈的芯里磁场抵消。共模扼流圈常被用来压抑干扰辐射,因为这样的干扰电流在不同的线圈里反向,提高系统的EMC。对于这样的电流共模扼流圈的电感非常高。共模电感的电路图如图1所示。 图1共模电感电路图示 共模信号和差模信号只是一个相对量,共模信号又称共模噪声或者称对地噪声,指两根线分别对地的噪声,对于开关电源的输入滤波器而言,是零线和火线分别对大地的电信号。虽然零线和火线都没有直接和大地相连,但是零线和火线可以分别通过电路板上的寄生电容或者杂散电容又或者寄生电感等来和大地相连。差模信号是指两根线直接的信号差值也可以称之为电视差。 假设有两个信号V1、V2 共模信号就为(V1+V2)/2 差模信号就为:对于V1 (V1-V2)/2;对于V2 -(V1-V2)/2 共模信号特点:幅度相等、相位相同的信号。 差模信号特点:幅度相等、相位相反的信号。 如图2所示为差模信号和共模信号的示意图。

图2差模信号和共模信号示意图

二、共差模噪声来源 对于开关电源而言,如果整流桥后的储能滤波大电容为理想电容,即等效 串联电阻为零(忽略所有电容寄生参数),则输入到电源的所有可能的差模噪 声源都会被该电容完全旁路或解耦,可是大容量电容的等效串联电阻并非为零。因此,输入电容的等效串联电阻是从差模噪声发生器看进去的阻抗Zdm的主 要部分。输入电容除了承受从电源线流入的工作电流外,还要提供开关管所需 的高频脉冲电流,但无论如何,电流流经电阻必然产生压降,如电容的等效串 联电阻,所以输入滤波电容两端会出现高频电压纹波,高频高压纹波就是来自 于差模电流。它基本上是一个电压源(由等效串联电阻导致的)。理论上,整 流桥导通时,该高频纹波噪声应该仅出现在整流桥输入侧。事实上,整流桥关 断时,噪声会通过整流桥二极管的寄生电容泄露。 高频电流流入机壳有许多偶然的路径。当开关电源中的主开关管的漏极高 低跳变时,电流流经开关管与散热器之间的寄生电容(散热器连接至外壳或者 散热器就是外壳)。在交流电网电流保持整流桥导通时,注入机壳的噪声遭遇 几乎相等的阻抗,因此等量流入零线和火线。因此,这是纯共模噪声。

共模滤波电感原理分析

共模滤波电感器不是电感量越大越好.主要看你要滤除的共模干扰的频率范围,先说一下共模电感器滤波原理:共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果.当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用. 这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz 或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000h00的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号. 因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 共 模电感的测量与诊断 电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来考虑。共模滤波器 最重要的部分就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个 显著优点在于它的电感值极高,而且体积又小,设计共模扼流圈时要考 虑的一个重要问题是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的办 法是假定它为共模电感的1%,实际上漏感为共模电感的 0.5% ~ 4%之 间。在设计最优性能的扼流圈时,这个误差的影响可能是不容忽视的。 漏感的重要性 漏感是如何形成的呢?紧密绕制,且绕满一周的环形线圈,即 使没有磁芯,其所有磁通都集中在线圈“芯”内。但是,如果环形线圈 没有绕满一周,或者绕制不紧密,那么磁通就会从芯中泄漏出来。这种 效应与线匝间的相对距离和螺旋管芯体的磁导率成正比。共模扼流圈有 两个绕组,这两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方 向相反,从而使磁场为0。如果为了安全起见,芯体上的线圈不是双线 绕制,这样两个绕组之间就有相当大的间隙,自然就引起磁通“泄漏”, 这即是说,磁场在所关心的各个点上并非真正为0。共模扼流圈的漏感 是差模电感。事实上,与差模有关的磁通必须在某点上离开芯体,换句 话说,磁通在芯体外部形成闭合回路,而不仅仅只局限在环形芯体内。 如果芯体具有差模电感,那么,差模电流就会使芯体内的磁通 发生偏离零点,如果偏离太大,芯体便会发生磁饱和现象,使共模电感 基本与无磁芯的电感一样。结果,共模辐射的强度就如同电路中没有扼 流圈一样。差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离可由下式得出:

共模电感浅谈

共模电感浅谈 存储与多媒体产品线彭浩版本历史

目录 1.共模电感简介 (3) 2.共模电感用于EMI滤波器 (4) 2.1噪声测量方法 (4) 2.2滤波器电路结构分析 (4) 2.3滤波器元器件参数计算 (6) 2.4共模电感的差模电感 (7) 3.共模电感的寄生参数 (9) 3.1寄生电容C1、C2 (9) 3.2电感L LK、L C (11) 3.3等效电阻R C、R W (11) 4.磁芯材料与共模电感磁芯选型 (12) 4.1铁氧体磁芯 (12) 4.2磁粉芯与高磁通磁粉芯 (12) 4.3共模电感磁芯选型 (13) 5.共模电感的设计流程 (14) 6.共模电感安规管控 (15)

1. 共模电感简介 共模电感,也叫扼流圈,常用在开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。共模电感是一个以铁氧体等为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,线圈的绕制方向相反,形成一个四端器件。当两线圈中流过差模电流时,产生两个相互抵消的磁场H1、H2,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可以忽略不计的工作频率下小漏感的阻尼,所以差模信号可以无衰减地通过,如图1-1所示;而当流过共模电流时,磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到对共模电流的抑制作用。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。 图1-1 差模信号通过共模线圈

2. 共模电感用于EMI 滤波器 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感,因而共模电感对差模噪声也有抑制作用。实际应用中,共模电感常和X 电容、Y 电容组成EMI 滤波器,滤除差模噪声和共模噪声。 2.1 噪声测量方法 图2-1所示为典型的噪声测量结构图,噪声的测量主要通过LISN 来实现。L ISN 是指线路阻抗稳定网络,是传导型噪声测量的重要工具。 图2-1 噪声测量结构图 其内部结构如图2-1中虚线框内所示,高频时,电感相当于断路,电容短路,低频时相反。 LISN 的作用为隔离待测试的设备和输入电源,滤除由输入电源线引入的噪声及干扰,并且在50Ω电阻上提取噪声的相应信号值送到接收机进行分析。 共模负载阻抗为25Ω,差模负载阻抗为100Ω,测量到的噪声电压如式(2-1)(2-2)所示: dm cm L I I V ?+?=5025(2-1) dm cm N I I V ?-?=5025(2-2) V L 扫描和V N 扫描分别都要求满足限值要求。 2.2 滤波器电路结构分析 由X 电容、共模电感和Y 电容组成的滤波器如图2-2所示:

共模扼流圈介绍

共模扼流圈分析 若按上图所示连接,I1、I2朝向均由左向右,共模电压为V cm,输入阻抗为Z,电感相等为L,互感为M。则I1、I2和V out分别为: 得到: 若L等于M则上式化简为下式 我们使用的共模扼流圈B82789C0513N002(51uH)(epcos)的参数是:

51uH、0.5欧、250mA 在50HZ下 也就是说在低频的共模电压下I2将会很大,超出额定电流? 要使低频共模电压下I2减小,就要提高r2,但r2提高后V1也随之提高,对低频的共模输入的抑制就变得很差了。 共模扼流圈图 共模扼流圈介绍: 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。 共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又

共模电感

共模电感 工作原理 共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 漏感差模 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当共模电感大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。 在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。 漏感综述 共模扼流圈能发挥一定的作用是由于μcm比μdm大好几个数量级的缘故,因为共模电流通常很小,可以通过使L/D保持在较低值来获得更小的μdm。 为了得到共模电感,同时又要使差模电感最小,最好是采用横截面积较大的磁芯绕制成多匝线圈。采用较大的螺旋管磁芯,也并非一定要这样的磁芯,可在共模扼流圈内并入有效的差模电感。因为差模磁通是远离磁芯(环形结构)的,因此可能会产生极强的辐射。尤其是滤波器安装在PCB板上的情况下,这种辐射可以耦合到电源线,使传导发射增强。当磁性材料被带到场内时(例如,环形磁芯放置在铁壳里),差模磁导率就可能会显著地增加,从而由于差模电流而导致磁芯的饱和。 共模电感在制作时应满足以下要求 (1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路; (2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和; (3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿;

共模扼流圈

共模扼流圈简介 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,所以它可以用来抑制共模电流骚扰。 共模扼流圈工作原理及插入损耗特性(或称阻抗特性): 1、工作原理: 共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理:当工作电流流过两个绕向相反线圈时,产生两个相互抵消的磁场 H1、H2 ,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到衰减干扰信号作用。 2、插入损耗特性:

共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。 当频率范围为0.01~1MHZ时,阻抗主要取决于线圈电感L。 当频率范围为1~10MHZ时,阻抗主要取决于绕组分布电容CK。 当频率范围为>10MHZ时,阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关(ZS为等效阻抗)。 小知识:漏感和差模电感 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。 在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。 EMI滤波器能有效抑制单片开关电源的电磁干扰。图4中曲线a为加EMI滤波器时开关电源上0.15MHz~30MHz传导噪声的波形(即电磁干扰峰值包络线)。曲线b是插入如图3(d)所示EMI滤波器后的波形,能将电磁干扰衰减50dBμV~70dBμV。显然,这种EMI滤波器的效果更佳。 3 EMI滤波器的技术参数及测试方法 3.1 主要技术参数 EMI滤波器的主要技术参数有:额定电压、额定电流、漏电流、测试电压、绝缘电阻、直流电阻、使用温度范围、工作温升Tr、插入损耗AdB、外形尺寸、重量等。上述参数中最重要的是插入损耗(亦称插入衰减),它是评价电磁干扰滤波器性能优劣的主要指标。 插入损耗(AdB)是频率的函数,用dB表示。设电磁干扰滤波器插入前后传输到负载上的噪声功率分别为P1、P2,有公式: AdB=10lg(P1/P2) (1) 假定负载阻抗在插入前后始终保持不变,则P1=V12/Z,P2=V2 2/Z。式中V1是噪声源直接

扼流圈

扼流圈 扼流圈(Choke)是抗扼交变电流的电感性线圈,利用线圈电抗与频率成正比关系(高频高阻抗),可扼制高频交流电流,让低频和直流通过。根据频率高低,采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。 扼流圈的原理通俗地来说就是在交变电流通过时,线圈因自感产生的磁场会阻碍电流产生的磁场(的变化),从而使电流“延迟”通过。扼流圈对于交流电的阻抗X=2πfL,L是线圈的自感系数。可见当电感一定时,交流电频率f越高,扼流圈的阻抗越大。所以会“通直流,阻交流”和“通低频,阻高频”。 用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。高频扼流圈的线圈有的绕在铁氧体(Ferrite)芯上,有的是空心的,匝数为几十或几百,自感系数为几毫亨。这种扼流圈只对高频交变电流有较大的阻碍作用,对低频交变电流的阻碍作用很小,対直流的阻碍作用更小,因此可以用来“通直流,阻交流,通低频,阻高频”。高频扼流圈一般工作在高频电流中,其作用大多也是选频,这是就要求其电感不是很大,一般是微亨数量级。 高频扼流圈和低频扼流圈都是电感线圈。电感线圈有抑制电流变化的特性,电感越大这个效应越明显。这个效应产生对电流的阻碍作用,叫做“感抗”。感抗的大小和电感的工作频率和它本身电感的大小有关(阻抗XL=2πfL,L是线圈的自感系数)。 “低频扼流线圈”因延迟的时间比交流电改变方向所需的时间长,而阻止交流电通过。 “高频扼流线圈”延迟的时间小于低频交流电改变方向所需的时间,但大于高频交流电改变方向所需的时间,因而低频交流电可以通过而高频交流电不能通过。 以上是普通的传统扼流圈,此外还有一种扼流圈称为共模扼流圈(Common Mode Choke),也叫做“共模电感”。如下图1所示,共模扼流圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸、匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件。共模扼流圈对于共模信号呈现出大电感,具有抑制作用。而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。其原理是共模电流流过时,磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用。而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。 图1共模扼流圈

共模电感与差模电感的区别

共模电感与差模电感的区别 电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来思索。共模滤波器最紧要的局部就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个明显长处在于它的电感值极高,并且体积又小,设计共模扼流圈时要思索的一个紧要Issue(问题)是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的方法是假定它为共模电感的1%,实践上漏感为共模电感的0.5% ~4%之间。在设计最优功能的扼流圈时,这个误差的影响能够是不容无视的。漏感的紧要性 漏感是如何构成的呢?严密绕制,且绕满一周的环形线圈,即便没有磁芯,其全部磁通都集中在线圈“芯”内。但是,假如环形线圈没有绕满一周,或许绕制不严密,那么磁通就会从芯中走漏出来。这种效应与线匝间的绝对间隔和螺旋管芯体的磁导率成反比。共模扼流圈有两个绕组,这两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方向相反,从而使磁场为0。假如为了平安起见,芯体上的线圈不是双线绕制,这样两个绕组之间就有十分大的间隙,自然就引发磁通“走漏”,这即是说,磁场在所关怀的各个点上并非真正为0。共模扼流圈的漏感是差模电感。现实上,与差模有关的磁通必需在某点上分开芯体,换句话说,磁通在芯体内部构成闭合回路,而不只仅只局限在环形芯体内。假如芯体具有差模电感,那么,差模电流就会使芯体内的磁通出现偏离零点,假如偏离太大,芯体便会出现磁饱和景象,使共模电感根本与无磁芯的电感一样。后果,共模辐射的强度就好像电路中没有扼流圈一样。差模电流在共模环形线圈中引发的磁通偏离可由下式得出: 式中,是芯体中的磁通变化量,Ldm是测得的差模电感,是差模峰值电流,n为共模线圈的匝数。

由于能够经过控制B总,使之小于B饱和,从而避免芯体出现磁饱和景象,有以下规律:式中,是差模峰值电流,Bmax是磁通量的最大偏离,n是线圈的匝数,A是环形线圈的横截面积。Ldm是线圈的差模电感。 共模扼流圈的差模电感能够按如下办法测得:将其一引腿两端短接,接着测量另外两腿间的电感,其示值即为共模扼流圈的差模电感。共模扼流圈综述 滤波器设计时,假定共模与差模这两局部是彼此独立的。但是,这两局部并非真正独立,由于共模扼流圈能够提供十分大的差模电感。这局部差模电感可由分立的差模电感来模仿。 为了应用差模电感,在滤波器的设计进程中,共模与差模不应一同实行,而应该依据一定的顺序来做。首先,应该测量共模噪声并将其滤除掉。采用差模抑制网络(Differential Mode Rejection NETWORK),能够将差模成分消弭,因而就能够间接测量共模噪声了。假如设计的共模滤波器要一同使差模噪声不超越允许领域,那么就应测量共模与差模的混合噪声。由于已知共模成分在噪声容限以下,因而超标的仅是差模成分,可用共模滤波器的差模漏感来衰减。关于低功率电源零碎,共模扼流圈的差模电感足以处理差模辐射Issue(问题),由于差模辐射的源阻抗较小,因而唯有极大批的电感是有用的。 虽然大批的差模电感十分有用,但太大的差模电感能够使扼流圈出现磁饱和。可按照公式(2)作容易计算来防止磁饱和景象的出现。用LISN原理测量共模扼流圈饱和特性的办法测量共模线圈磁芯(全体或局部)的饱和特性通常是很困难的。经过容易的实验能够看出共模滤波器的衰减在多大水平上受由60Hz编置电流引发的电感减小量的影响。实行此项测试需求一台示波器和一个差模抑制网络(DMRN)。首先,用示波器来监测

共模电感的原理以及使用剖析

共模电感的原理以及使用情况。 由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰,因此共模电感也是我们常用的有力元件之一!这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。 共模电感在制作时应满足以下要求: 1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。 2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。 3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。 4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。 通常情况下,同时注意选择所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此我们在选择共模电感时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响,主要关注差模阻抗,特别注意高速端口。

随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及,电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰,常使人防不胜防,这已引起国内外电子界的高度重视。 电磁干扰滤波器(EMI Filter)是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声,提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性,可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。 1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用 1.11 构造原理 电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为 10kHz~30MHz,最高可达150MHz。根据传播方向的不同,电源噪声可分为两大类:一类是从电源进线引入的外界干扰,另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号,电子设备既是噪声干扰的对象,又是一个噪声源。若从形成特点看,噪声干扰分串模干扰与共模干扰两种。串模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声。因此,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)的要求,也必须是双向射频滤波器,一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。此外,电磁干扰滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。 1.2 基本电路及典型应用 电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。 该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端,使用时外壳应接通大地。电路中包括共模扼流圈(亦称共模电感)L、滤波电容C1~C4。L对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦

共模电感的作用

共模电感的作用共模电感工作原理 共模电感的作用 共模电感(Common modeChoke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起EMI(ElectroMagnetic Interference 电磁干扰)滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。 共模电感工作原理 为什么共模电感能防EMI?共模电感工作原理是什么呢?要弄清楚这些问题,我们需要从共模电感的结构开始分析。 共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI 信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度。 现在国内生产的一种小型共模电感,采用高频之杂讯抑制对策,共模扼流线圈结构,讯号不衰减,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器...等。

共模扼流圈,共模滤波器,磁环

共模电感 目录·初识共模电感 ·共模电感工作原理 ·漏感和差模电感 ·从看板卡整体设计看共模电感 ·从必要性看共模电感 ·共模电感的测量与诊断 初识共模电感 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起EMI滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。 小知识:EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰) 计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰,这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射,造成电磁辐射污染,不但影响其他的电子设备正常工作,还对人体有害。 PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB 地线之间的电位差引起的干扰。串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间,干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路. 如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤(尤其是像USB和IEEE 1394接口这种高速接口走线上的共模电流),那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生电磁辐射——在线缆中因共模电流而产生的共模辐射。美国FCC、国际无线电干扰特别委员会的CISPR22以及我国的GB9254等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰,我们必须合理安排滤波电路来过滤共模和串模的干扰,共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。

共模扼流圈简介

共模扼流圈简介 [日期:2010-07] 来源:作者:[字体:大中小] 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上 对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,所以它可以用来抑制共模电流骚扰。 共模扼流圈工作原理及插入损耗特性(或称阻抗特性): 1、工作原理: 共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理:当工作电流流过两个绕向相反线圈时,产生两个相互抵消的磁场H1、H2 ,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到衰减干扰信号作用。 2、插入损耗特性:

共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。 当频率范围为0.01~1MHZ时,阻抗主要取决于线圈电感L。 当频率范围为1~10MHZ时,阻抗主要取决于绕组分布电容CK。 当频率范围为>10MHZ时,阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关(ZS为等效阻抗)。 小知识:漏感和差模电感 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。 在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。

共模电感的原理,特性及应用

共模电感的原理,特性及应用 什么叫共模电感(Common Mode Choke) ? 共模电感(Common Mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E之间的共模干扰具有抑制作用,而对L与N之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,发挥了一个阻抗器的作用,所以它可以用来抑制共模电流骚扰。 共模扼流圈工作原理及插入损耗特性(或称阻抗特性): 1.工作原理:

共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理:当工作电流流过两个绕向相反线圈时,产生两个相互抵消的磁场 H1、H2,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到衰减干扰信号作用。 2.插入损耗特性: 共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。 当频率范围为0.01~1MHZ时,阻抗主要取决于线圈电感L。 当频率范围为1~10MHZ时,阻抗主要取决于绕组分布电容CK。 当频率范围为>10MHZ时,阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关(ZS为等效阻抗)。 3.漏感和差模电感: 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。 在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。

共模电感

计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰,这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射,造成电磁辐射污染,不但影响其他的电子设备正常工作,还对人体有害。 PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间,干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路. 如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤(尤其是像USB和IEEE 1394接口这种高速接口走线上的共模电流),那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生电磁辐射——在线缆中因共模电流而产生的共模辐射。美国FCC、国际无线电干扰特别委员会的CISPR22以及我国的GB9254等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰,我们必须合理安排滤波电路来过滤共模和串模的干扰,共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。

图2 图3 共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 图2是我们常见的共模电感的内部电路示意图,在实际电路设计中,还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。此外,在主板上我们也能看到一种贴片式的共模电感(图3),其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。 [编辑本段] 共模电感工作原理 为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。 共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,L b和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EM I信号,能有效地降低EMI干扰强度。 现在国内生产的一种小型共模电感,采用高频之杂讯抑制对策,共模扼流线圈结构,讯号不衰减,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器...等。 还有一种共模滤波器电感/EMI滤波器电感采用铁氧体磁心,双线并绕,杂讯抑制对策佳,高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制,低差模噪声信号抑制干扰源,在高速信号中难以变形,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在抑制电子设备EMI噪音、个人电脑及外围设备的USB线路、DVC、STB 的IEEE1394线路、液晶显示面板、低压微分信号...等。 [编辑本段] 漏感和差模电感 对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感

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