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[導讀]什么是共模電感?它的工作原理是什么?本文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。

什么是共模電感?它的工作原理是什么?本文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。

共模電感的工作原理,你知道多少?

原理是流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相互疊加,從而具有相當大的電感量,對共模電流起到抑制作用,而當兩線圈流過差模電流時,磁環(huán)中的磁通相互抵消,幾乎沒有電感量,所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號,而對線路正常傳輸?shù)牟钅P盘枱o影響。

一、共模電感在制作時應滿足以下要求:

1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣,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,主要關注差模阻抗,特別注意高速端口。

二、共模電感是怎么抑制干擾噪聲的?

總所周知,開關電源產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,要求在這個頻率范圍內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),同一個方向繞制,只是一組線圈繞在左側,另一組線圈繞在右側。共模電感器采用高磁導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共模電感器分析。220 V交流電是差模電流,它流過共模電感器L3和L4的方向如下圖中所示,兩電感器中電流產生的磁場方向相反而抵消,這時正常信號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,所以共模電感器對于正常的220交流電感抗很小,不影響220 V交流電對整機的供電。

最后,共模電流流過共模電感器分析。當共模電流流過共模電感器時,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內產生同方向的磁場,這時增大了共模電感器L3和L4的電感量,也就是增大了L3和L4對共模電流的感抗,使共模電流受到了更大的抑制,達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。

三、共模噪聲和共模電感有什么作用

共模噪聲又稱為非對稱噪聲或線路對地的噪聲,在使用交流電源的電氣設備的輸入端(輸電線和中線)都存在這種噪聲,兩者對地的相位保持同相。共模噪聲的電流在兩個輸電線上以相同的方向流動并通過地線返回。

共模噪聲可以通過在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感,并在兩個輸電線和地之間使用Y電容進行連接,來予以抑制。共模電感也叫共模扼流圈,常用于電腦的開關電源中過濾共模的電磁干擾信號。在板卡設計中,共模電感也是起EMI濾波的作用,用于抑制高速信號線產生的電磁波向外輻射發(fā)射。

隨著開關型電源在工業(yè)和家用電器中越來越多的應用,電器之間的相互干擾成為日益嚴重的問題,電磁環(huán)境越來越為人們所關心。電磁干擾有很多種類,其中在30MHz以下的共模干擾是非常重要的一類,它們主要以傳導方式傳播,對儀器的安全正常運行造成很大危害,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電源線進入儀器,同時防止儀器產生的共模干擾進入電網。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關器件在導通和關斷時產生的,可分解為不同的諧波形式,具有比較寬的頻譜范圍。對于30MHz以下的干擾信號,一般通過傳導方式傳播。共模電感由軟磁鐵芯和兩組同向繞制的線圈組成,對差模信號,由于兩組線圈產生的磁場方向相反,故相互抵消,鐵芯不被磁化,對信號沒有抑制作用。

對于共模信號,由于兩組線圈產生的磁場不是抵消,而是相互疊加,因此鐵芯被磁化。由于鐵芯材料的高導磁率,鐵芯將產生一個大的電感,線圈的阻抗使共模信號的通過受到抑制。以上就是共模電感的工作原理解析,希望能給大家?guī)椭?

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