共模电感在电源模块输入端的作用
网络整理 2021-11-26

共模电感的原理

共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响;当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。

事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度。国内生产的一种小型共模电感,采用高频之杂讯抑制对策,共模扼流线圈结构,讯号不衰减,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器等。

共模电感的作用

共模电感在电源模块输入端的作用

共模电感是指两个线圈绕在同一铁芯上,且绕制相反、匝数和相位都相同。常用于开关电源中过滤共模的电磁干扰信号,EMI滤波用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。

电源模块输入端加共模电感一般是为了减少辐射、降低高频共模噪音。其对共模噪音有明显的抑制作用,工作原理是当共模电流通过元件时,两个电感的电感量会叠加。但是对于差模噪音,两个电感量相当于取差,电感值减小,抑制效果会削弱。

共模电感的大小会直接影响到EMC性能,主要作用是可以隔离共模信号,衰减外部共模干扰,从而降低对电源的影响。还可以衰减内部共模信号,降低对电网的影响。但是共模电感感量大对低频骚扰的抑制效果好,对高频却可能会变差,而感量小了对低频骚扰抑制效果差。

我们常见于电源模块输入端都有加X电容、Y电容和一个共模电感,电容对信号来说是低阻抗,起到旁路和去耦信号的作用。电感对信号来说是高阻抗,起到反射和吸收高频干扰信号的作用。

两根电源线对地之间干扰叫共模干扰,两根电源线之间的干扰叫差模干扰,当电感和电容组合成滤波器,可以使滤波效果更好,电感电容起作用的频段也会不同。和Y电容起到滤除共模干扰的作用,X电容主要是短路信号的作用,减小差模信号流过的路径,进而减少电路中寄生参数引起的震荡造成高频发射。

当在设计时减去电感或者电容,剩下的部分还是起作用的,不过效果会差很多。一般来说,共模阻抗越大越好,在选择共模电感时主要根据阻抗频率曲线选择,同时需要注意考虑差模阻抗对信号的影响。

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