共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,所以它可以用来抑制共模电流骚扰。
共模扼流圈工作原理及插入损耗特性(或称阻抗特性):
1、工作原理:
共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理:当工 作电流流过两个绕向相反线圈时,产生两个相互抵消的磁场 H1、H2 ,此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时,线圈即呈现出高阻抗,产生很强的阻尼效果,达到 衰减干扰信号作用。
2、插入损耗特性:
共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。
当频率范围为0.01~1MHZ时,阻抗主要取决于线圈电感L。
当频率范围为1~10MHZ时,阻抗主要取决于绕组分布电容CK。
当频率范围为>10MHZ时,阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关(ZS为等效阻抗)。
小知识:漏感和差模电感
对理想的电感模型而言,当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情 况下环形线圈不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏,并形成差模电感。因 此,共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。
在滤波器的设计中,我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中,仅安装一个共模电感,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。有时,还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量,以达到更好的滤波效果。