共模電感的工作原理有哪些
共模電感,也叫共模扼流圈,常用于電腦的開關(guān)電源中過濾共模的電磁干擾信號。在板卡設(shè)計(jì)中,共模電感也是起EMI濾波的作用,用于抑制高速信號線產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射。
為什么共模電感能防EMI?要弄清楚這點(diǎn),我們需要從共模電感的結(jié)構(gòu)開始分析。
包含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)生反向的磁場而相互抵消,此時(shí)正常信號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信號被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號傳入,又可以衰減線路自身工作時(shí)產(chǎn)生的EMI信號,能有效地降低EMI干擾強(qiáng)度。
小知識(shí):漏感和差模電感
對理想的電感模型而言,當(dāng)線圈繞完后,所有磁通都集中在線圈的中心內(nèi)。但通常情況下環(huán)形線圈不會(huì)繞滿一周,或繞制不緊密,這樣會(huì)引起磁通的泄漏。共模電感有兩個(gè)繞組,其間有相當(dāng)大的間隙,這樣就會(huì)產(chǎn)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(shè)計(jì)中,我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中,僅安裝一個(gè)共模電感,利用共模電感的漏感產(chǎn)生適量的差模電感,起到對差模電流的抑制作用。有時(shí),還要人為增加共模扼流圈的漏電感,提高差模電感量,以達(dá)到更好的濾波效果。
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