共模電感和磁珠設計總結
發布時間:2018-07-20 責任編輯:wenwei
【導讀】共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一個閉合磁環上對稱繞製方向相反、匝數相同的線圈。理想的共模扼流圈對L(或N)與E之間的共模幹擾具有抑製作用,而對L與N之間存在的差模幹擾無電感抑製作用。
但dan實shi際ji線xian圈quan繞rao製zhi的de不bu完wan全quan對dui稱cheng,會hui導dao致zhi差cha模mo漏lou電dian感gan的de產chan生sheng。信xin號hao電dian流liu或huo電dian源yuan電dian流liu在zai兩liang個ge繞rao組zu中zhong流liu過guo時shi方fang向xiang相xiang反fan,產chan生sheng的de磁ci通tong量liang相xiang互hu抵di消xiao,扼e流liu圈quan呈cheng現xian低di阻zu抗kang。共gong模mo噪zao聲sheng電dian流liu(包括地環路引起的騷擾電流,也處稱作縱向電流)流經兩個繞組時方向相同,產生的磁通量同向相加,扼流圈呈現高阻抗,從而起到抑製共模噪聲的作用。
共模電感實質上是一個雙向濾波器:yifangmianyaolvchuxinhaoxianshanggongmodianciganrao,lingyifangmianyouyaoyizhibenshenbuxiangwaifachudianciganrao,bimianyingxiangtongyidiancihuanjingxiaqitadianzishebeidezhengchanggongzuo。
共(gong)模(mo)扼(e)流(liu)圈(quan)可(ke)以(yi)傳(chuan)輸(shu)差(cha)模(mo)信(xin)號(hao),直(zhi)流(liu)和(he)頻(pin)率(lv)很(hen)低(di)的(de)差(cha)模(mo)信(xin)號(hao)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo),而(er)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)則(ze)呈(cheng)現(xian)很(hen)大(da)的(de)阻(zu)抗(kang),所(suo)以(yi)它(ta)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)抑(yi)製(zhi)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)騷(sao)擾(rao)。
扼流圈一般用在電源線輸入端。
工作原理

共模電感扼流圈是開關電源、變頻器、UPS電源等設備中的一個重要部分。其工作原理:當工作電流流過兩個繞向相反線圈時,產生兩個相互抵消的磁場H1、H2,此(ci)時(shi)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)主(zhu)要(yao)受(shou)線(xian)圈(quan)歐(ou)姆(mu)電(dian)阻(zu)以(yi)及(ji)可(ke)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)下(xia)小(xiao)漏(lou)電(dian)感(gan)的(de)阻(zu)尼(ni)。如(ru)果(guo)有(you)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)流(liu)過(guo)線(xian)圈(quan)時(shi),線(xian)圈(quan)即(ji)呈(cheng)現(xian)出(chu)高(gao)阻(zu)抗(kang),產(chan)生(sheng)很(hen)強(qiang)的(de)阻(zu)尼(ni)效(xiao)果(guo),達(da)到(dao)衰(shuai)減(jian)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)作(zuo)用(yong)。
共模電感的濾波電路,La和Lb就是共模電感線圈。這兩個線圈繞在同一鐵芯上,匝數和相位都相同(繞製反向)。這(zhe)樣(yang),當(dang)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)正(zheng)常(chang)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)時(shi),電(dian)流(liu)在(zai)同(tong)相(xiang)位(wei)繞(rao)製(zhi)的(de)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)中(zhong)產(chan)生(sheng)反(fan)向(xiang)的(de)磁(ci)場(chang)而(er)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao),此(ci)時(shi)正(zheng)常(chang)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)主(zhu)要(yao)受(shou)線(xian)圈(quan)電(dian)阻(zu)的(de)影(ying)響(xiang)(和少量因漏感造成的阻尼);當有共模電圖2 圖3liuliujingxianquanshi,youyugongmodianliudetongxiangxing,huizaixianquanneichanshengtongxiangdecichangerzengdaxianquandegankang,shixianquanbiaoxianweigaozukang,chanshengjiaoqiangdezunixiaoguo,yicishuaijiangongmodianliu,dadaolvbodemude。

事實上,將這個濾波電路一端接幹擾源,另一端接被幹擾設備,則La和C1,Lb和C2就構成兩組低通濾波器,可以使線路上的共模EMI信號被控製在很低的電平上。該電路既可以抑製外部的EMI信號傳入,又可以衰減線路自身工作時產生的EMI信號,能有效地降低EMI幹擾強度。
國內生產的一種小型共模電感,采用高頻之雜訊抑製對策,共模扼流線圈結構,訊號不衰減,體積小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品質等優點。廣泛使用在雙平衡調音裝置、多頻變壓器、阻抗變壓器、平衡及不平衡轉換變壓器。。。等。
還有一種共模濾波器電感/EMI濾(lv)波(bo)器(qi)電(dian)感(gan)采(cai)用(yong)鐵(tie)氧(yang)體(ti)磁(ci)心(xin),雙(shuang)線(xian)並(bing)繞(rao),雜(za)訊(xun)抑(yi)製(zhi)對(dui)策(ce)佳(jia),高(gao)共(gong)模(mo)噪(zao)音(yin)抑(yi)製(zhi)和(he)低(di)差(cha)模(mo)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)抑(yi)製(zhi),低(di)差(cha)模(mo)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)源(yuan),在(zai)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)中(zhong)難(nan)以(yi)變(bian)形(xing),體(ti)積(ji)小(xiao)、具有平衡度佳、使用方便、高品質等優點。廣泛使用在抑製電子設備EMI噪音、個人電腦及外圍設備的 USB線路、DVC、STB的IEEE1394線路、液晶顯示麵板、低壓微分信號。。。等。
插入損耗特性

共模扼流圈插入損耗特性是由其在幹擾頻譜下的阻抗特性來衡量的。
當頻率範圍為0.01~1MHZ時,阻抗主要取決於線圈電感L。
當頻率範圍為1~10MHZ時,阻抗主要取決於繞組分布電容CK。
當頻率範圍為》10MHZ時,阻抗與繞組電容、主回路電感、漏電感和磁芯鐵損與銅損所組成的並聯電路有關(ZS為等效阻抗)。
共模扼流圈的應用
1.開關電源抑噪濾波器
2.電源線和信號線靜電噪音濾波器
3.變換器和超聲設備等輻射幹擾抑製器
漏感和差模電感
對dui理li想xiang的de電dian感gan模mo型xing而er言yan,當dang線xian圈quan繞rao完wan後hou,所suo有you磁ci通tong都dou集ji中zhong在zai線xian圈quan的de中zhong心xin內nei。但dan通tong常chang情qing況kuang下xia環huan形xing線xian圈quan不bu會hui繞rao滿man一yi周zhou,或huo繞rao製zhi不bu緊jin密mi,這zhe樣yang會hui引yin起qi磁ci通tong的de泄xie漏lou。共gong模mo電dian感gan有you兩liang個ge繞rao組zu,其qi間jian有you相xiang當dang大da的de間jian隙xi,這zhe樣yang就jiu會hui產chan生sheng磁ci通tong泄xie漏lou,並bing形xing成cheng差cha模mo電dian感gan。因yin此ci,共gong模mo電dian感gan一yi般ban也ye具ju有you一yi定ding的de差cha模mo幹gan擾rao衰shuai減jian能neng力li。
在(zai)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)設(she)計(ji)中(zhong),我(wo)們(men)也(ye)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)漏(lou)感(gan)。如(ru)在(zai)普(pu)通(tong)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)中(zhong),僅(jin)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan),利(li)用(yong)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)的(de)漏(lou)感(gan)產(chan)生(sheng)適(shi)量(liang)的(de)差(cha)模(mo)電(dian)感(gan),起(qi)到(dao)對(dui)差(cha)模(mo)電(dian)流(liu)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。有(you)時(shi),還(hai)要(yao)人(ren)為(wei)增(zeng)加(jia)共(gong)模(mo)扼(e)流(liu)圈(quan)的(de)漏(lou)電(dian)感(gan),提(ti)高(gao)差(cha)模(mo)電(dian)感(gan)量(liang),以(yi)達(da)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)。
磁珠
磁珠專用於抑製信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰幹擾,還具有吸收靜電脈衝的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號,一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,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,其應用頻率範圍很少超過錯50MHZ。
磁珠的功能主要是消除存在於傳輸線結構(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電磁幹擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。
要消除這些不需要的信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信號也會受到片式磁珠的影響。
磁ci珠zhu的de單dan位wei是shi歐ou姆mu,而er不bu是shi亨heng特te,這zhe一yi點dian要yao特te別bie注zhu意yi。因yin為wei磁ci珠zhu的de單dan位wei是shi按an照zhao它ta在zai某mou一yi頻pin率lv產chan生sheng的de阻zu抗kang來lai標biao稱cheng的de,阻zu抗kang的de單dan位wei也ye是shi歐ou姆mu。磁ci珠zhu的deDATASHEET上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為標準,比如1000R@100MHz,意思就是在100MHz頻率的時候磁珠的阻抗相當於600歐姆。
要正確的選擇磁珠,必須注意以下幾點:
1、不需要的信號的頻率範圍為多少;
2、噪聲源是誰;
3、需要多大的噪聲衰減;
4、環境條件是什麼(溫度,直流電壓,結構強度);
5、電路和負載阻抗是多少;
6、是否有空間在PCB板上放置磁珠。
cizhudedengxiaodianluxiangdangyudaizuxianboqi,zhiduimougepindiandezaoshengyouxianzhuyizhizuoyong,shiyongshixuyaoyuxiangujizaodianpinlv,yibianxuanyongshidangxinghao。duiyupinlvbuquedinghuowufayuzhideqingkuang,cizhubuheshi。
qiansantiaotongguoguanchachangjiatigongdezukangpinlvquxianjiukeyipanduan。zaizukangquxianzhongsantiaoquxiandoufeichangzhongyao,jidianzu,gankanghezongzukang。zuidazukangerzaidipinhezhiliuxiaxinhaoshuaijianjinliangxiaodecizhuxinghao。 pianshicizhuzaiguodadezhiliudianyaxia,zukangtexinghuishoudaoyingxiang,lingwai,ruguogongzuowenshengguogao,huozhewaibucichangguoda,cizhudezukangdouhuishoudaobulideyingxiang。

磁珠與電感
使用片式磁珠還是片式電感主要還在於應用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時,使用片式磁珠是最佳的選擇。對於模、數混合的PCB板,模、數、地建議分開,最後再同點接地,如用0歐電阻連接。
電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件,射頻幹擾以熱量的形式被消耗掉,達到EMC的目的,常用於信號線和電源線入口,抑製高頻幹擾和尖峰幹擾。電感多用於電源濾波回路,側重於抑止傳導性幹擾;磁珠多用於信號回路,主要用於EMI方麵,抑製電磁輻射幹擾。磁珠用來吸收超高頻信號,像一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種儲能元件,用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應用頻率範圍很少超過50MHz。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



