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[金鹰学堂]共模电感的简单介绍

来源:福鹰   发布时间:2016-07-30   点击:316 次
        共模电感是电子产品经常会用到的电子元件之一,现在就由金鹰来给大家简单介绍一下共模电感的原理以及合理使用方法。
共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电子产品中过滤共模的电磁干扰信号。结构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。
共模电感一般使用铁氧体磁芯铁氧体磁芯、磁粉芯粉芯、带绕磁芯。
共模电感
        共模电感在制作时应满足以下要求:
        A、线圈磁芯上的绕线要彼此之间互相绝缘,以防通电的瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路;
        B、当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和,导致高发热现象烧毁原边电路元件;
        C、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;
        D、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;
        共模扼流圈运行特性:
        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,广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、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、低压微分信号平衡及不平衡转换变压器...等,可以说是电子产品必不可少的存在。