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共模扼流圈

发布时间:2013-09-04

目前,共模扼流圈在当代的应用可谓是越来越广泛,共模扼流圈是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解共模扼流圈。

共模扼流圈图:

共模扼流圈
共模扼流圈

共模扼流圈图

共模扼流圈介绍:

共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。

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(和少量因漏感造成的阻尼);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。

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。

共模扼流圈的插入损耗特性:


共模扼流圈
共模扼流圈


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)。

共模扼流圈的工作原理:


共模扼流圈
共模扼流圈


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。

理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但
实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。

漏感和差模电感:

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。

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。

综上所述,本文已为讲解共模扼流圈,相信大家对共模扼流圈的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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