由于EMC所面臨解決問(wèn)題大多是共模干擾，因此共模電感也是我們常用的有力元件之一！這里就給大家簡(jiǎn)單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。

 

 

原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對(duì)共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)，而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。

 

共模電感在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

 

1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

 

2）當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

 

3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

 

4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。

 

通常情況下，同時(shí)注意選擇所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們?cè)谶x擇共模電感時(shí)需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口。

 

 

總所周知，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的共模噪聲頻率范圍為 10 kHz～50 MHz 甚至更高，為了有效衰減或是抑制這些噪聲，要求在這個(gè)頻率范圍內(nèi)共模電感器擁有夠高的感抗。那共模電感是怎樣抑制干擾噪聲的呢？

 

首先，共模電感器的兩組線圈繞在磁環(huán)上，繞相同的匝數(shù)，同一個(gè)方向繞制，只是一組線圈繞在左側(cè)，另一組線圈繞在右側(cè)。共模電感器采用高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體或非晶材料，以提高共模電感器性能。

 

其次，正常的交流電流流過(guò)共模電感器分析。220 V交流電是差模電流，它流過(guò)共模電感器L3和L4的方向如下圖中所示，兩電感器中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反而抵消，這時(shí)正常信號(hào)電流主要受電感器電阻的影響（這一影響很小），以及少量因漏感造成的阻尼（電感），加上220 V交流電的頻率只有50 Hz，共模電感器電感量不大，所以共模電感器對(duì)于正常的220交流電感抗很小，不影響220 V交流電對(duì)整機(jī)的供電。

 

共模電感器L3和L4的方向

最后，共模電流流過(guò)共模電感器分析。當(dāng)共模電流流過(guò)共模電感器時(shí)，電流由于共模電流在共模電感器中同方向，共模電感器L3和L4內(nèi)產(chǎn)生同方向的磁場(chǎng)，這時(shí)增大了共模電感器L3和L4的電感量，也就是增大了L3和L4對(duì)共模電流的感抗，使共模電流受到了更大的抑制，達(dá)到了衰減共模電流的目的，起到了抑制共模干擾噪聲的作用。

 

 

共模噪聲和共模電感有什么作用

 

共模噪聲又稱為非對(duì)稱噪聲或線路對(duì)地的噪聲，在使用交流電源的電氣設(shè)備的輸入端（輸電線和中線）都存在這種噪聲，兩者對(duì)地的相位保持同相。

 

共模噪聲的電流在兩個(gè)輸電線上以相同的方向流動(dòng)并通過(guò)地線返回。

 

共模噪聲可以通過(guò)在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感，并在兩個(gè)輸電線和地之間使用Y電容進(jìn)行連接，來(lái)予以抑制。

 

共模電感也叫共模扼流圈，常用于電腦的開(kāi)關(guān)電源中過(guò)濾共模的電磁干擾信號(hào)。在板卡設(shè)計(jì)中，共模電感也是起EMI濾波的作用，用于抑制高速信號(hào)線產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射。

 

隨著開(kāi)關(guān)型電源在工業(yè)和家用電器中越來(lái)越多的應(yīng)用，電器之間的相互干擾成為日益嚴(yán)重的問(wèn)題，電磁環(huán)境越來(lái)越為人們所關(guān)心。電磁干擾有很多種類(lèi)，其中在30MHz以下的共模干擾是非常重要的一類(lèi)，它們主要以傳導(dǎo)方式傳播，對(duì)儀器的安全正常運(yùn)行造成很大危害，必須加以控制。通常在輸入端附加共模濾波器，以減輕外界共模干擾通過(guò)電源線進(jìn)入儀器，同時(shí)防止儀器產(chǎn)生的共模干擾進(jìn)入電網(wǎng)。共模濾波器的核心是帶有軟磁鐵芯的共模電感，其性能的高低決定了濾波器的水平。

 

共模噪聲和共模電感 共模噪聲主要是各種開(kāi)關(guān)器件在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的，可分解為不同的諧波形式，具有比較寬的頻譜范圍。對(duì)于30MHz以下的干擾信號(hào)，一般通過(guò)傳導(dǎo)方式傳播。共模電感由軟磁鐵芯和兩組同向繞制的線圈組成，對(duì)差模信號(hào)，由于兩組線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，故相互抵消，鐵芯不被磁化，對(duì)信號(hào)沒(méi)有抑制作用。

 

對(duì)于共模信號(hào)，由于兩組線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不是抵消，而是相互疊加，因此鐵芯被磁化。由于鐵芯材料的高導(dǎo)磁率，鐵芯將產(chǎn)生一個(gè)大的電感，線圈的阻抗使共模信號(hào)的通過(guò)受到抑制。