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《日科行业》 共模电感工作原理及应用

日期: 2018-05-11
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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。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。

  随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及,电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰,常使人防不胜防,这已引起国内外电子界的高度重视。

  电磁干扰滤波器(EMI Filter)是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声,提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性,可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。

共模电感工作原理

  共模电感的两根线是同向穿过磁环,差模信号通过磁环产生的磁通方向相反而相互抵消从而不产生作用,而共模信号通过磁环产生的磁通方向相同而相互叠加从而发挥其感性作用。在正常的情况下,共模电感只有对共模信号产生作用。通过分析共模电感的工作原理可知,共模电感对差模信号不产生作用的原因是穿过磁环的两条线上的差模信号产生的大小相等方向相反的磁通相互抵消的结果。

  为了能够让共模电感对差模信号产生感性作用,可以将穿过磁环的两条线圈数不相等,则它们产生的磁通不能完全相互抵消,这样共模电感既可以对共模信号产生作用也可以对差模信号产生作用。在此姑且称其为差共模电感。需要考虑的是共模电感的磁环是铁氧体材料,其u 值较高(一般为4000),抗饱和能力较差。因此在设计时要求选择合适的差模电感值,防止电感在额定工作条件下产生饱和而失去其作用。


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