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共模电感原理作用及如何选型？

Release time：2022-05-07

author：Ameya360

source：网络

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　　共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。那么，共模电感原理作用及如何选型？本文Ameya360电子元器件采购网将一一为您详细讲解：

共模电感原理作用及如何选型？

　　一.什么是共模电感？

　　共模电感也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI（ElectroMagnetic Interference 电磁干扰）滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。

　　二.共模电感工作原理

　　共模电感工作原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

　　共模电感的滤波电路，La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制反向)。这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。

　　还有一种共模滤波器电感/EMI滤波器电感采用铁氧体磁心，双线并绕，杂讯抑制对策佳，高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制，低差模噪声信号抑制干扰源，在高速信号中难以变形，体积小、具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在抑制电子设备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...等。

　　三.共模电感作用介绍

　　1.EMI滤波器件有很多，有铁氧体磁珠、磁环、三端电容、差模电感、共模电感等，每一种元器件在不同的电路起着重要的作用。对于共模电感也是一种比较有效抑制电磁干扰的元器件之一，特别对于EMI滤波器和各类开关电源产品，因此选择合适的共模电感显得更加重要。

　　2.共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

　　3.共模电感的大小会直接影响到EMC性能，主要作用是可以隔离共模信号，衰减外部共模干扰，从而降低对电源的影响。还可以衰减内部共模信号，降低对电网的影响。但是共模电感感量大对低频骚扰的抑制效果好，对高频却可能会变差，而感量小了对低频骚扰抑制效果差。

　　四.共模电感该如何选型？

　　1.共模电感磁芯种类

　　常见的磁芯材料有铁氧体磁芯、磁粉芯和高磁通磁粉芯，其中常用的磁粉芯有铁粉芯、和铁硅铝粉芯。上述磁芯材料中，铁氧体磁芯的形状最为多样，而磁粉芯以及高磁通磁粉芯的形状只有环形这个形状。

　　2.共模电感磁芯形状

　　共模电感常用的磁芯一般为U型、E型和环形，相对的来说环形的磁性比较便宜，毕竟制作起来非常的容易，也不用考虑绕线正反的问题。而其他形状的磁芯是由双组磁芯组成，并且成型时还要考虑磁芯的配对问题，后期还需要精细打磨，但导磁率相比于封闭的磁芯要低的多。

　　3.共模电感磁芯成本及性能

　　环形磁芯绕线的成本比较的高，因为其他形状磁芯都有自动化设备在生产，生产成本非常低，而环形磁芯现在大多还是需要手工操作，或者机器在低效率下工作，加工成本高，效率低。

　　从性能上进行比较，由于磁环的性能比较好，价格也高，磁环大多应用在大功率电源上，如果对体积有要求的小功率电感也是可以采用磁环磁芯。

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行业新闻

电感的作用和工作原理

　　今天给大家分享一下关于电感的知识，主要是关于电感的作用以及电感的工作原理。　　什么是电感?　　电感是一种由线圈组成的无源电气元件，是用于滤波、定时、电力电子应用的两端元件，属于一种储能元件，可以把电能转换成磁能并储能起来。常用字母“L”表示。　　在实际中，电感的种类繁多，分类方式也多种多样，这里就不具体讲了。　　电感的工作原理　　电感就是将导线绕制成线圈形状，当电流流过时，在线圈(电感)两端就会形成较强的磁场。由于电磁感应的作用，会对电流的变化起阻碍作用。　　因此，电感对直流呈现很小的电阻(近似于短路)，对交流呈现的阻抗较高，其阻值的大小与所通过交流信号的频率有关。　　同一电感元件，通过交流电流的频率越高，呈现的阻值越大。　　电感的两个重要特性　　1、电感对直流呈现很小的电阻(近似于短路)，对交流呈现的阻抗与信号频率成正比，交流信号频率越高，电感呈现的阻抗越大;电感的电感量越大，对交流信号的阻抗越大。　　2、电感具有阻止电流变化的特性，流过电感的电流不会发生突变，根据电感的特性，在电子产品中常作为滤波线圈、谐振线圈等。　　电感的功能及作用　　1、电感的滤波功能　　LC滤波电路　　在电感滤波中，纹波系数与负载电阻成正比，另一方面，在电容滤波中，它与负载电阻成反比，因此如果将电感滤波与电容结合起来，纹波系数将几乎与负载滤波无关。它也被称为电感输入滤波电路、扼流输入滤波电路、RC滤波电路。　　在该电路中，扼流圈与负载串联，为交流分量提供高电阻，并允许直流分量流过负载。负载两端的电容并联连接，过滤掉流过扼流圈的任何交流分量。通过这种方式，就可以得到整流，并通过负载提供平滑的直流电。　　电感滤波电路　　这种类型也叫做扼流过滤电路，由插在整流器和负载电阻R之间的电感组成。整流包含交流分量和直流分量。当输出通过电感时，为交流分量提供高电阻，而对直流分量没有电阻。因此整流输出的交流分量被阻断，只有直流分量到达负载。　　2、电感的谐振功能　　电感通常和电容并联构成LC谐振电路，主要用来阻止一定频率的信号干扰。　　天线感应射频信号，经电容Ce耦合到由调谐线圈L1和可变电容CT组成的谐振电路，经L1和CT谐振电路的选频作用，把选出的广播节目载波信号通过L2耦合传送到高频放大器。　　图中的黄色圈起来的部分为CT、L1构成的谐振电路进行调谐选台。　　3、LC串联、并联谐振电路　　LC串联谐振电路　　将电感与电容串联，可构成串联谐振电路，如下图所示。　　该电路可简单理解为与LC并联电路相反。LC串联电路对谐振频率信号的阻抗几乎为0，阻抗最小，可实现选频功能。电感和电容的参数值不同，可选择的频率也不同。　　LC并联谐振电路　　电感与电容并联能起到谐振作用，阻止谐振频率信号输入。电感对交流信号的阻抗随频率的升高而变大。电容的阻抗随频率的升高而变小。　　电感和电容并联构成的LC并联谐振电路有一个固有谐振频率，即共谐频率。　　在这个频率下，LC并联谐振电路呈现的阻抗最大。利用这种特性可以制成阻波电路，也可制成选频电路。　　电感的应用　　电感的两个主要应用领域是电力电子和射频电路。电感是各种DC-DC转换电路以及LC调谐振荡的射频电路中必不可少的元器件。下面，我将从这两个方面举个例子。　　1、DC-DC转换电路　　DC-DC转换电路或者开关稳压器用于几乎所有的电子设备中，因为在直流电压的升压和降压期间具有高效率，下面是用于降低直流电压的降压转化器的简化图。　　在实际应用中，在一些DC-DC转换电路中也常用晶体管来代替二极管来进行同步整流。　　2、射频电路　　电感用于各种射频电路，包括滤波器、振荡器等。以下图为例，是连接在单级晶体管放大器的集电极和基极之间的 LC 谐振电路。　　放大器是必不可少的，因为 LC 电路本身会由于组件的寄生电阻而产生阻尼振荡。振荡电路中的放大器确保无阻尼振荡。　　要选择射频扼流圈，需要选择自谐振频率 (SRF) 接近需要扼流圈的频率的电感。这是因为电感的阻抗在其自谐振频率处最大。　　对于LC电路选择电感，自谐振频率要比工作频率高很高，还必须考虑电感的容差，不然会导致频率选择出现不必要的偏移。　　当然，电感的应用还有很多，不仅仅只有我说的这些。

2024-07-23 11:14 reading：265

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