共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對(duì)稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對(duì)L(或N)與E之間的共模干擾具有抑制作用,而對(duì)L與N之間存在的差模干擾無(wú)電感抑制作用。但實(shí)際線圈繞制的不完全對(duì)稱,會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號(hào)電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過(guò)時(shí)方向相反,產(chǎn)生的磁通量相互抵消,扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流(包括地環(huán)路引起的騷擾電流,也處稱作縱向電流)流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同,產(chǎn)生的磁通量同向相加,扼流圈呈現(xiàn)高阻抗,從而起到抑制共模噪聲的作用。
共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向濾波器:一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾,另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾,避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。
共模扼流圈可以傳輸差模信號(hào),直流和頻率很低的差模信號(hào)都可以通過(guò),而對(duì)于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗,所以它可以用來(lái)抑制共模電流騷擾。
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(guān)電源、變頻器、UPS電源等設(shè)備中的一個(gè)重要部分。其工作原理:當(dāng)工作電流流過(guò)兩個(gè)繞向相反線圈時(shí),產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng)H1、H2,此時(shí)工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計(jì)的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號(hào)流過(guò)線圈時(shí),線圈即呈現(xiàn)出高阻抗,產(chǎn)生很強(qiáng)的阻尼效果,達(dá)到衰減干擾信號(hào)作用。
共模電感的濾波電路,La和Lb就是共模電感線圈。這兩個(gè)線圈繞在同一鐵芯上,匝數(shù)和相位都相同(繞制反向)。這樣,當(dāng)電路中的正常電流流經(jīng)共模電感時(shí),電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消,此時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼);當(dāng)有共模電圖2 圖3流流經(jīng)線圈時(shí),由于共模電流的同向性,會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線圈的感抗,使線圈表現(xiàn)為高阻抗,產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果,以此衰減共模電流,達(dá)到濾波的目的。
事實(shí)上,將這個(gè)濾波電路一端接干擾源,另一端接被干擾設(shè)備,則La和C1,Lb和C2就構(gòu)成兩組低通濾波器,可以使線路上的共模EMI信號(hào)被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號(hào)傳入,又可以衰減線路自身工作時(shí)產(chǎn)生的EMI信號(hào),能有效地降低EMI干擾強(qiáng)度。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一種小型共模電感,采用高頻之雜訊抑制對(duì)策,共模扼流線圈結(jié)構(gòu),訊號(hào)不衰減,體積小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛使用在雙平衡調(diào)音裝置、多頻變壓器、阻抗變壓器、平衡及不平衡轉(zhuǎn)換變壓器。。。等。
還有一種共模濾波器電感/EMI濾波器電感采用鐵氧體磁心,雙線并繞,雜訊抑制對(duì)策佳,高共模噪音抑制和低差模噪聲信號(hào)抑制,低差模噪聲信號(hào)抑制干擾源,在高速信號(hào)中難以變形,體積小、具有平衡度佳、使用方便、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛使用在抑制電子設(shè)備EMI噪音、個(gè)人電腦及外圍設(shè)備的 USB線路、DVC、STB的IEEE1394線路、液晶顯示面板、低壓微分信號(hào)。。。等。
插入損耗特性
共模扼流圈插入損耗特性是由其在干擾頻譜下的阻抗特性來(lái)衡量的。
當(dāng)頻率范圍為0.01~1MHZ時(shí),阻抗主要取決于線圈電感L。
當(dāng)頻率范圍為1~10MHZ時(shí),阻抗主要取決于繞組分布電容CK。
當(dāng)頻率范圍為》10MHZ時(shí),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并聯(lián)電路有關(guān)(ZS為等效阻抗)。