共模電感的原理以及使用

1、共模電感的原理以及使用情況。由于EMC所面臨解決問題大多是共模干擾，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。共模電感是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。原理是流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過差模電流時，磁環(huán)中的磁通相抵消，幾乎沒有電感量，所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在衡線路中能有效地抑制共模干

2、擾信號，而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枱o影響。共模電感在制作時應(yīng)滿足以下要求：1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相，絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。2）當(dāng)線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現(xiàn)飽和。3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時過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，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。通常情況下，同時注意選擇所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們在選擇共模電感時需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時注意考慮差模阻抗對信號的影響，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口。隨著電子設(shè)備、計算機與家用電器的大

3、量涌現(xiàn)和廣泛普及，電網(wǎng)噪聲干擾日益嚴(yán)重并形成一種公害。特別是瞬態(tài)噪聲干擾，其上升速度快、持續(xù)時間短、電壓振幅度高（幾百伏至幾千伏）、隨機性強，對微機和數(shù)字電路易產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，常使人防不勝防，這已引起國內(nèi)外電子界的高度重視。電磁干擾濾波器（EMIFilter）是近年來被推廣應(yīng)用的一種新型組合器件。它能有效地抑制電網(wǎng)噪聲，提高電子設(shè)備的抗干擾能力及系統(tǒng)的可靠性，可廣泛用于電子測量儀器、計算機機房設(shè)備、開關(guān)電源、測控系統(tǒng)等領(lǐng)域。1電磁干擾濾波器的構(gòu)造原理及應(yīng)用1.11構(gòu)造原理電源噪聲是電磁干擾的一種，其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為10kHz30MHz,最高可達150MHz。根據(jù)傳播方向的不同，電源噪聲可分為

4、兩大類：一類是從電源進線引入的外界干擾，另一類是由電子設(shè)備產(chǎn)生并經(jīng)電源線傳導(dǎo)出去的噪聲。這表明噪聲屬于雙向干擾信號，電子設(shè)備既是噪聲干擾的對象，又是一個噪聲源。若從形成特點看，噪聲干擾分，模干擾與共模干擾兩種。，模干擾是兩條電源線之間（簡稱線對線）的噪聲，共模干擾則是兩條電源線對大地（簡稱線對地）的噪聲。因此，電磁干擾濾波器應(yīng)符合電磁兼容性（EMC）的要求，也必須是雙向射頻濾波器，一方面要濾除從交流電源線上引入的外部電磁干擾，另一方面還能避免本身設(shè)備向外部發(fā)出噪聲干擾，以免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。止匕外，電磁干擾濾波器應(yīng)對，模、共模干擾都起到抑制作用。1.2基本電路及典型應(yīng)用

5、電磁干擾濾波器的基本電路如圖1所示。該五端器件有兩個輸入端、兩個輸出端和一個接地端，使用時外殼應(yīng)接通大地。電路中包括共模扼流圈（亦稱共模電感）L、濾波電容C1C4。L對，模干擾不起作用，但當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后總電感量迅速增大，因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，使之不易通過，故稱作共模扼流圈。它的兩個線圈分別繞在低損耗、高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁環(huán)上，當(dāng)有電流通過時，兩個線圈上的磁場就會相加強。L的電感量與EMI濾波器的額定電流I有關(guān)，參見表1。晨I電感量武國與笠定電流的美京崽蟲漉市，1_16W以1:電患修他，口日”N*口2-*0.4-0H0.3-4.30.I-D.10.

6、4-Q.QI需要指出，當(dāng)額定電流較大時，共模扼流圈的線徑也要相應(yīng)增大，以便能承受較大的電流。止匕外，適當(dāng)增加電感量，可改善低頻衰減特性。C1和C2采用薄膜電容器，容量范圍大致是0.01Mf0.47.1主要用來濾除，模干擾。C3和C4跨接在輸出端，并將電容器的中點接地，能有效地抑制共模干擾。C3和C4亦可并聯(lián)在輸入端，仍選用陶瓷電容，容量范圍是2200Pf0.1.F。為減小漏電流，電容量不得超過0.1.F,并且電容器中點應(yīng)與大地接通。C1C4的耐壓值均為630VDC或250VAC。圖2示出一種兩級復(fù)合式EMI濾波器的內(nèi)部電路，由于采用兩級（亦稱兩節(jié)）濾波，因此濾除噪聲的效果更佳。針對某些用戶現(xiàn)場

7、存在重復(fù)頻率為幾千赫茲的快速瞬態(tài)群脈沖干擾的問題，國內(nèi)外還開發(fā)出群脈沖濾波器（亦稱群脈沖對抗器），能對上述干擾起到抑制作用。2EMI濾波器在開關(guān)電源中的應(yīng)用為減小體積、降低成本，單片開關(guān)電源一般采用簡易式單級EMI濾波器，典型電路如圖3所示-QttiM工大片Ni11?限月H工電源常尿的KMIRMH52RD.com圖(a)與圖(b)中的電容器C能濾除，模干擾，區(qū)別僅是圖(a)將C接在輸入端，圖(b)則接到輸出端。圖(c)、(d)所示電路較復(fù)雜，抑制干擾的效果更佳。圖(c)中的L、C1和C2用來濾除共模干擾，C3和C4濾除，模干擾。R為泄放電阻，可將C3上積累的電荷泄放掉，避免因電荷積累而影響濾波

8、特性；斷電后還能使電源的進線端L、N不帶電，保證使用的安全性。圖(d)則是把共模干擾濾波電容C3和C4接在輸出端。EMI濾波器能有效抑制單片開關(guān)電源的電磁干擾。圖4中曲線a為不加EMI濾波器時開關(guān)電源上0.15MHz30MHz傳導(dǎo)噪聲的波形(即電磁干擾峰值包絡(luò)線)。曲線b是插入如圖3(d)所示EMI濾波器后的波形，能將電磁干擾衰減50dB.V-70dBVo顯然，這種EMI濾波器的效果更佳。由4XRMIanKMQTVtUt52RO.com3EMI濾波器的技術(shù)參數(shù)及測試方法3.1主要技術(shù)參數(shù)EMI濾波器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、漏電流、測試電壓、絕緣電阻、直流電阻、使用溫度范圍、工作溫升Tr、插入損耗AdB、外形尺寸、重量等。上述參數(shù)中最重要的是插入損耗（亦稱插入衰減），它是評價電磁干擾濾波器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。插入損耗（AdB）是頻率的函數(shù)，用dB表示。設(shè)電磁干擾濾波器插入前后傳輸?shù)截撦d上的噪聲功率分別為P1、P2,有公式：AdB=10lgP1/P2（1）假定負載阻抗在插入前后始終保持不變，則P1=V12/Z,P2=V22/Z。式中V1是噪聲源直接加到負載上的電壓，V2是在噪聲源與負載之間插入電磁干擾濾波器后負載上的噪聲電壓，且V2L反，其等效電抗XFX反。在相同的正弦電壓作用下，正向串聯(lián)時的電流小，反向串聯(lián)時的電流大，利用這一關(guān)系，即可判斷兩個線圈的同名端。方法三