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電磁兼容EMC篇-共模電感

更新時(shí)間:2024-01-15      點(diǎn)擊次數(shù):860

共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對(duì)稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對(duì)L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用,而對(duì)L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實(shí)際線圈繞制的不對(duì)稱會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號(hào)電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過時(shí)方向相反,產(chǎn)生的磁通量相 互抵消,扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流(包括地環(huán)路引起的騷擾電流,也處稱作縱向電流)流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同,產(chǎn)生的磁通量同向相加,扼流圈呈現(xiàn)高阻 抗,從而起到抑制共模噪聲的作用。

共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器:一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾,另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾,避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。

共模扼流圈可以傳輸差模信號(hào),直流和頻率很低的差模信號(hào)都可以通過,而對(duì)于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗,所以它可以用來抑制共模電流騷擾。


共模扼流圈工作原理及插入損耗特性(或稱阻抗特性):

1、工作原理:


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共模電感扼流圈是開關(guān)電源、變頻器、UPS電源等設(shè)備中的一個(gè)重要部分。其工作原理:當(dāng)工 作電流流過兩個(gè)繞向相反線圈時(shí),產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng) H1、H2 ,此時(shí)工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計(jì)的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號(hào)流過線圈時(shí),線圈即呈現(xiàn)出高阻抗,產(chǎn)生很強(qiáng)的阻尼效果,達(dá)到 衰減干擾信號(hào)作用。


2、插入損耗特性:



圖片


共模扼流圈插入損耗特性是由其在干擾頻譜下的阻抗特性來衡量的。

當(dāng)頻率范圍為0.01~1MHZ時(shí),阻抗主要取決于線圈電感L。

當(dāng)頻率范圍為1~10MHZ時(shí),阻抗主要取決于繞組分布電容CK。

當(dāng)頻率范圍為>10MHZ時(shí),阻抗與繞組電容、主回路電感、漏電感和磁芯鐵損與銅損所組成的并聯(lián)電路有關(guān)(ZS為等效阻抗)。


小知識(shí):漏感和差模電感

對(duì)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(duì)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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