一文了解共模电感是如何抑制干扰噪声?

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由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰,因此共模电感也是我们常用的有力元件之一!这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。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。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。

共模电感在制作时应满足以下要求:

1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。

3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

通常情况下,同时注意选择所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此我们在选择共模电感时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响,主要关注差模阻抗,特别注意高速端口。

共模电感是怎么抑制干扰噪声的?

总所周知,开关电源产生的共模噪声频率范围为 10 kHz~50 MHz 甚至更高,为了有效衰减或是抑制这些噪声,要求在这个频率范围内共模电感器拥有够高的感抗。那共模电感是怎样抑制干扰噪声的呢?

首先,共模电感器的两组线圈绕在磁环上,绕相同的匝数,同一个方向绕制,只是一组线圈绕在左侧,另一组线圈绕在右侧。共模电感器采用高磁导率的锰锌铁氧体或非晶材料,以提高共模电感器性能。

其次,正常的交流电流流过共模电感器分析。220 V交流电是差模电流,它流过共模电感器L3和L4的方向如下图中所示,两电感器中电流产生的磁场方向相反而抵消,这时正常信号电流主要受电感器电阻的影响(这一影响很小),以及少量因漏感造成的阻尼(电感),加上220 V交流电的频率只有50 Hz,共模电感器电感量不大,所以共模电感器对于正常的220交流电感抗很小,不影响220 V交流电对整机的供电。

共模电感器L3和L4的方向

最后,共模电流流过共模电感器分析。当共模电流流过共模电感器时,电流由于共模电流在共模电感器中同方向,共模电感器L3和L4内产生同方向的磁场,这时增大了共模电感器L3和L4的电感量,也就是增大了L3和L4对共模电流的感抗,使共模电流受到了更大的抑制,达到了衰减共模电流的目的,起到了抑制共模干扰噪声的作用。

抑制共模干扰噪声的作用

共模噪声和共模电感有什么作用

共模噪声又称为非对称噪声或线路对地的噪声,在使用交流电源的电气设备的输入端(输电线和中线)都存在这种噪声,两者对地的相位保持同相。

共模噪声的电流在两个输电线上以相同的方向流动并通过地线返回。

共模噪声可以通过在电磁干扰滤波器中放置与每条输电线串联的电感,并在两个输电线和地之间使用Y电容进行连接,来予以抑制。

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。

随着开关型电源在工业和家用电器中越来越多的应用,电器之间的相互干扰成为日益严重的问题,电磁环境越来越为人们所关心。电磁干扰有很多种类,其中在30MHz以下的共模干扰是非常重要的一类,它们主要以传导方式传播,对仪器的安全正常运行造成很大危害,必须加以控制。通常在输入端附加共模滤波器,以减轻外界共模干扰通过电源线进入仪器,同时防止仪器产生的共模干扰进入电网。共模滤波器的核心是带有软磁铁芯的共模电感,其性能的高低决定了滤波器的水平。

共模噪声和共模电感 共模噪声主要是各种开关器件在导通和关断时产生的,可分解为不同的谐波形式,具有比较宽的频谱范围。对于30MHz以下的干扰信号,一般通过传导方式传播。共模电感由软磁铁芯和两组同向绕制的线圈组成,对差模信号,由于两组线圈产生的磁场方向相反,故相互抵消,铁芯不被磁化,对信号没有抑制作用。对于共模信号,由于两组线圈产生的磁场不是抵消,而是相互叠加,因此铁芯被磁化。由于铁芯材料的高导磁率,铁芯将产生一个大的电感,线圈的阻抗使共模信号的通过受到抑制。

文章转载自:今日头条

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