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電磁兼容EMC篇-共模電感

更新時間:2024-01-15   點擊次數:163次

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制方向相反、匝數相同的線圈。理想的共模扼流圈對L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用,而對L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實際線圈繞制的不對稱會導致差模漏電感的產生。信號電流或電源電流在兩個繞組中流過時方向相反,產生的磁通量相 互抵消,扼流圈呈現低阻抗。共模噪聲電流(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,從而起到抑制共模噪聲的作用。

共模電感實質上是一個雙向濾波器:一方面要濾除信號線上共模電磁干擾,另一方面又要抑制本身不向外發出電磁干擾,避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。

共模扼流圈可以傳輸差模信號,直流和頻率很低的差模信號都可以通過,而對于高頻共模噪聲則呈現很大的阻抗,所以它可以用來抑制共模電流騷擾。


共模扼流圈工作原理及插入損耗特性(或稱阻抗特性):

1、工作原理:


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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 ,此時工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號流過線圈時,線圈即呈現出高阻抗,產生很強的阻尼效果,達到 衰減干擾信號作用。


2、插入損耗特性:



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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衡量的。

當頻率范圍為0.01~1MHZ時,阻抗主要取決于線圈電感L。

當頻率范圍為1~10MHZ時,阻抗主要取決于繞組分布電容CK。

當頻率范圍為>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并聯電路有關(ZS為等效阻抗)。


小知識:漏感和差模電感

對理想的電感模型而言,當線圈繞完后,所有磁通都集中在線圈的中心內。但通常情 況下環形線圈不會繞滿一周,或繞制不緊密,這樣會引起磁通的泄漏。共模電感有兩個繞組,其間有相當大的間隙,這樣就會產生磁通泄漏,并形成差模電感。因 此,共模電感一般也具有一定的差模干擾衰減能力。

在濾波器的設計中,我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中,僅安裝一個共模電感,利用共模電感的漏感產生適量的差模電感,起到對差模電流的抑制作用。有時,還要人為增加共模扼流圈的漏電感,提高差模電感量,以達到更好的濾波效果。


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