電感在電路電源中的應(yīng)用

我從EMC說起。EMC包括EMI和EMS，在EMI里面又包括CE和RE,而EMS里面包括ESD、EFT、浪涌……(這里提到的這些ESD……只是我們產(chǎn)品上用到了，我聽的多了，所以拿來用，還有可能有更多別的相關(guān)東西，請(qǐng)查閱相關(guān)資料)。簡單的說，EMI是干擾源，而EMS是被干擾源，有了這個(gè)解釋，就可以理解我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，解決方法是對(duì)于EMI去盡可能減少干擾，對(duì)于EMS是防止干擾。所以引出了在電源設(shè)計(jì)的時(shí)候需要加上共模電感和差模電感來去避免EMI和EMS。

電感分兩類(僅限于我現(xiàn)在知道的)：差模電感和共模電感。兩根電源線對(duì)GND的干擾叫共模干擾，共模干擾主要是對(duì)EMI來說。在電源設(shè)計(jì)的時(shí)候一般放到兩條電源線上(4個(gè)引腳)，既然是對(duì)地的干擾，我就想是不是GND產(chǎn)生了雜波信號(hào)對(duì)正常信號(hào)產(chǎn)生了影響，其實(shí)不是，因?yàn)镋MI是干擾源，而不是被干擾源，所以我上述說法是錯(cuò)誤的。既然它是干擾源，它產(chǎn)生的干擾又是對(duì)GND的，這到底是怎么回事呢?朱工解釋是：EMI對(duì)GND的干擾，實(shí)際是對(duì)感應(yīng)回路的干擾，具體的說，在走線或者放置器件等相關(guān)操作的時(shí)候，當(dāng)信號(hào)層的參考層為GND的時(shí)候，對(duì)于感應(yīng)回路的參考平面(GND)來說，其實(shí)在整個(gè)GND的不同位置，可能已經(jīng)產(chǎn)生了電壓差，白了說已經(jīng)產(chǎn)生了一些干擾，而我們想要的效果是整個(gè)GND處于一個(gè)零電視狀態(tài)，但是我們又不可能去對(duì)GND來進(jìn)行相關(guān)處理，所以只能在開始就開始預(yù)防EMI的產(chǎn)生，或者去減少這些干擾，此時(shí)，典型應(yīng)用就出來了，電源里的共模電感就用到這里了。具朱工解釋，在這來典型的電路設(shè)計(jì)是一個(gè)共模電感后面加一個(gè)對(duì)大地的Y電容是一個(gè)典型應(yīng)用。

接著說共模電感其他一些東西。共模電感因?yàn)槎际菍?duì)GND的，所以在兩根線之間的電流方向是相反的，同樣，那些干擾信號(hào)產(chǎn)生的方向也是相反的。根據(jù)楞次定律說的，有電流流過就有相應(yīng)磁場產(chǎn)生，由我們學(xué)過的右手法則可以知道一根線的磁場是向里的，而另一個(gè)電流磁場也是向里的(因?yàn)殡娏鞣较蛳喾?，所以在共模電感之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁渦，這個(gè)磁渦的出現(xiàn)增大了線路上面的感抗，有效的抑制了EMI的產(chǎn)生。

差模干擾：兩根線之間的干擾叫差模干擾。首先要明確一點(diǎn)是差模干擾說的是干擾信號(hào)，而不是正常信號(hào)(因?yàn)槲以谶@出過誤解，所以提一下)，因?yàn)椴钅８蓴_是兩根線之間產(chǎn)生的干擾，所以，產(chǎn)生的干擾方向是同一方向，這樣由楞次定律可以知道這兩根線產(chǎn)生的磁場方向是相反的。這樣就可以相互抵消來減少差模間的EMI。“差模電感的特點(diǎn)是應(yīng)用在大電流的場合。由于一個(gè)鐵心上繞的一個(gè)線圈，當(dāng)流進(jìn)線圈的電源增大時(shí)，線圈中的鐵心會(huì)飽和”這是從百度上查到的。朱工說，一般我們差模電感后面會(huì)加上一個(gè)Y電容來構(gòu)成典型電路。

另外：我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路的時(shí)候，在進(jìn)入IC電源的時(shí)候一般都會(huì)加入一個(gè)磁珠然后再進(jìn)入IC引腳，但是好多情況我看到好多人使用的是電感，后來查了一下，有這樣的介紹：磁珠專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號(hào)，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHZ。 磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，等效于電阻和電感串聯(lián)，但電阻值和電感值都隨頻率變化。

還要說明的一點(diǎn)是：磁珠所收集的能量最終以熱能的形式散放，而電感只是減緩了大電流的速度，能量不會(huì)散失。

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