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共模電感是如何抑制干擾噪聲?

發(fā)布時(shí)間:2019-02-26 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】由于EMC所面臨解決問(wèn)題大多是共模干擾,因此共模電感也是我們常用的有力元件之一!這里就給大家簡(jiǎn)單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。
 
由于EMC所面臨解決問(wèn)題大多是共模干擾,因此共模電感也是我們常用的有力元件之一!這里就給大家簡(jiǎn)單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個(gè)尺寸相同,匝數(shù)相同的線(xiàn)圈對(duì)稱(chēng)地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上,形成一個(gè)四端器件,要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。
 
共模電感是如何抑制干擾噪聲?
 
原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加,從而具有相當(dāng)大的電感量,對(duì)共模電流起到抑制作用,而當(dāng)兩線(xiàn)圈流過(guò)差模電流時(shí),磁環(huán)中的磁通相互抵消,幾乎沒(méi)有電感量,所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此共模電感在平衡線(xiàn)路中能有效地抑制共模干擾信號(hào),而對(duì)線(xiàn)路正常傳輸?shù)牟钅P盘?hào)無(wú)影響。
 
共模電感在制作時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:
 
1)繞制在線(xiàn)圈磁芯上的導(dǎo)線(xiàn)要相互絕緣,以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線(xiàn)圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。
 
2)當(dāng)線(xiàn)圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí),磁芯不要出現(xiàn)飽和。
 
3)線(xiàn)圈中的磁芯應(yīng)與線(xiàn)圈絕緣,以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。
 
4)線(xiàn)圈應(yīng)盡可能繞制單層,這樣做可減小線(xiàn)圈的寄生電容,增強(qiáng)線(xiàn)圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。
 
通常情況下,同時(shí)注意選擇所需濾波的頻段,共模阻抗越大越好,因此我們?cè)谶x擇共模電感時(shí)需要看器件資料,主要根據(jù)阻抗頻率曲線(xiàn)選擇。另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響,主要關(guān)注差模阻抗,特別注意高速端口。
 
共模電感是如何抑制干擾噪聲?
 
總所周知,開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的共模噪聲頻率范圍為 10 kHz~50 MHz 甚至更高,為了有效衰減或是抑制這些噪聲,要求在這個(gè)頻率范圍內(nèi)共模電感器擁有夠高的感抗。那共模電感是怎樣抑制干擾噪聲的呢?
 
首先,共模電感器的兩組線(xiàn)圈繞在磁環(huán)上,繞相同的匝數(shù),同一個(gè)方向繞制,只是一組線(xiàn)圈繞在左側(cè),另一組線(xiàn)圈繞在右側(cè)。共模電感器采用高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體或非晶材料,以提高共模電感器性能。
 
其次,正常的交流電流流過(guò)共模電感器分析。220 V交流電是差模電流,它流過(guò)共模電感器L3和L4的方向如下圖中所示,兩電感器中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反而抵消,這時(shí)正常信號(hào)電流主要受電感器電阻的影響(這一影響很?。?,以及少量因漏感造成的阻尼(電感),加上220 V交流電的頻率只有50 Hz,共模電感器電感量不大,所以共模電感器對(duì)于正常的220交流電感抗很小,不影響220 V交流電對(duì)整機(jī)的供電。
 
共模電感器L3和L4的方向
最后,共模電流流過(guò)共模電感器分析。當(dāng)共模電流流過(guò)共模電感器時(shí),電流由于共模電流在共模電感器中同方向,共模電感器L3和L4內(nèi)產(chǎn)生同方向的磁場(chǎng),這時(shí)增大了共模電感器L3和L4的電感量,也就是增大了L3和L4對(duì)共模電流的感抗,使共模電流受到了更大的抑制,達(dá)到了衰減共模電流的目的,起到了抑制共模干擾噪聲的作用。
 
共模電感是如何抑制干擾噪聲?
 
共模噪聲和共模電感有什么作用
 
共模噪聲又稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)噪聲或線(xiàn)路對(duì)地的噪聲,在使用交流電源的電氣設(shè)備的輸入端(輸電線(xiàn)和中線(xiàn))都存在這種噪聲,兩者對(duì)地的相位保持同相。
 
共模噪聲的電流在兩個(gè)輸電線(xiàn)上以相同的方向流動(dòng)并通過(guò)地線(xiàn)返回。
 
共模噪聲可以通過(guò)在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線(xiàn)串聯(lián)的電感,并在兩個(gè)輸電線(xiàn)和地之間使用Y電容進(jìn)行連接,來(lái)予以抑制。
 
共模電感也叫共模扼流圈,常用于電腦的開(kāi)關(guān)電源中過(guò)濾共模的電磁干擾信號(hào)。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(hào)線(xiàn)產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射。
 
隨著開(kāi)關(guān)型電源在工業(yè)和家用電器中越來(lái)越多的應(yīng)用,電器之間的相互干擾成為日益嚴(yán)重的問(wèn)題,電磁環(huán)境越來(lái)越為人們所關(guān)心。電磁干擾有很多種類(lèi),其中在30MHz以下的共模干擾是非常重要的一類(lèi),它們主要以傳導(dǎo)方式傳播,對(duì)儀器的安全正常運(yùn)行造成很大危害,必須加以控制。通常在輸入端附加共模濾波器,以減輕外界共模干擾通過(guò)電源線(xiàn)進(jìn)入儀器,同時(shí)防止儀器產(chǎn)生的共模干擾進(jìn)入電網(wǎng)。共模濾波器的核心是帶有軟磁鐵芯的共模電感,其性能的高低決定了濾波器的水平。
 
共模噪聲和共模電感 共模噪聲主要是各種開(kāi)關(guān)器件在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的,可分解為不同的諧波形式,具有比較寬的頻譜范圍。對(duì)于30MHz以下的干擾信號(hào),一般通過(guò)傳導(dǎo)方式傳播。共模電感由軟磁鐵芯和兩組同向繞制的線(xiàn)圈組成,對(duì)差模信號(hào),由于兩組線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,故相互抵消,鐵芯不被磁化,對(duì)信號(hào)沒(méi)有抑制作用。
 
對(duì)于共模信號(hào),由于兩組線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不是抵消,而是相互疊加,因此鐵芯被磁化。由于鐵芯材料的高導(dǎo)磁率,鐵芯將產(chǎn)生一個(gè)大的電感,線(xiàn)圈的阻抗使共模信號(hào)的通過(guò)受到抑制。
 
 
 
 
 
 
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