共模電感成品展示共模電感在日常生活中最常見的就是計算機應用中，計算機內部的主板上混合了各種高頻電路、數(shù)字電路和模擬電路，它們工作時會產生大量高頻電磁波互相干擾，這就是EMI。EMI還會通過主板布線或外接線纜向外發(fā)射，造成電磁輻射污染，不但影響其他的電子設備正常工作，還對人體有害。

　　PC板卡上的芯片在工作過程中既是一個電磁干擾對象，也是一個電磁干擾源?？偟膩碚f，我們可以把這些電磁干擾分成兩類：串模干擾(差模干擾)與共模干擾(接地干擾)。以主板上的兩條PCB走線(連接主板各元件的導線)為例，所謂串模干擾，指的是兩條走線之間的干擾；而共模干擾則是兩條走線和PCB地線之間的電位差引起的干擾。串模干擾電流作用于兩條信號線間，其傳導方向與波形和信號電流一致；共模干擾電流作用在信號線路和地線之間，干擾電流在兩條信號線上各流過二分之一且同向，并以地線為公共回路。如果板卡產生的共模電流不經(jīng)過衰減過濾(尤其是像USB和IEEE 1394接口這種高速接口走線上的共模電流)，那么共模干擾電流就很容易通過接口數(shù)據(jù)線產生電磁輻射——在線纜中因共模電流而產生的共模輻射。美國FCC、國際無線電干擾特別委員會的CISPR22以及我國的GB9254等標準規(guī)范等都對信息技術設備通信端口的共模傳導干擾和輻射發(fā)射有相關的限制要求。為了消除信號線上輸入的干擾信號及感應的各種干擾，我們必須合理安排濾波電路來過濾共模和串模的干擾，共模電感就是濾波電路中的一個組成部分。

　　共模電感實質上是一個雙向濾波器：一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，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)境下其他電子設備的正常工作。我們常見的共模電感的內部電路示意圖，在實際電路設計中，還可以采用多級共模電路來更好地濾除電磁干擾。此外，在主板上我們也能看到一種貼片式的共模電感，其結構和功能與直立式共模電感幾乎是一樣的。

　　共模電感具有極高的初始導磁率，在地磁場下具有大的阻抗和插入損耗，對若干擾具有極好的抑制作用，在較寬的頻率范圍內呈現(xiàn)出無共振插入損耗特性。

　　高初始導磁率：是鐵氧體的5-20倍，因而具有更大的插入損耗，對傳導干擾的抑制作用遠大于鐵氧體。

　　高飽和磁感應強度：比鐵氧體高2-3倍。在電流強干擾的場合不易磁化到飽和。

　　卓越的溫度穩(wěn)定性：較高的居里溫度，在有較大溫度波動的情況下，合金的性能變化率明顯低于鐵氧體，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，而且性能的變化接近于線性。

　　靈活的頻率特性：而且更加靈活地通過調整工藝來得到所需要的頻率特性。通過不同的制造工藝，配合適當?shù)木€圈炸熟可以得到不同的阻抗特性，滿足不同波段的濾波要求，使其阻抗值大大高于鐵氧體。

　　1.前言

　　近年來，由于政府機構或其他團體對EMC（電磁兼容）日益重視，工程師們在設計產品時亦是非常注意產品的輻射問題。特別值得一提的是：直流變換器很高的開關頻率及尖峰脈沖斜波就是一典型的EMI（電磁干擾）。

　　共模電感就是一個重要的抗電磁干擾零件，它可以在一寬頻條件下提供非常高的阻抗。大多數(shù)EMI濾波器主要部件就是一共模電感。在此文中，主要介紹共模電感的設計及磁芯選材問題。

　　2.基本的共模

　　開關電源有兩種噪聲：一為共模，另一為差模。與輸入信號的路徑相同的噪聲稱之為差模噪聲，而每相相同的從接地到輸出的尖峰信號稱之為共模噪聲。（詳見圖1A和1B)

　　一典型抗電磁干擾濾波器包含共模電感，差模電感及X,Y電容。Y電容和共模電感使共模噪聲衰減。在高頻噪聲時，電感呈現(xiàn)高阻抗特性，并且反射和吸收噪聲。然而電容呈低阻抗（至接地）且改變主線的噪聲方向。（見圖2）

　　共模電感兩繞組圈數(shù)是相同的，產生兩大小相等方向相反的磁通量。此兩磁通相互抵消。因此使磁芯處于無偏磁狀態(tài)。差模電感只有一個繞組，需要磁芯提供一完全無飽和線性電流。此與共模電感有較大的不同。為防止磁飽和，差模電感必須使用一低的有效磁導率的磁芯（有氣隙的鐵氧體或鐵粉磁芯）。然而，共模電感可以使用一較高的磁導率磁芯且在磁芯相對小的條件下可得到一比較高的電感。

　　3.磁芯選材

　　首先，噪聲是由開關電源的單位基頻所產生的，再加上高頻諧波。也就是表示噪聲在10KHz到50MHz范圍內都會存在。為此，電感必須有更寬的頻率范圍內存在高阻抗特性。共模電感的總阻抗由兩部分組成：串聯(lián)感抗（Xs)和串聯(lián)電阻（Rs)。在低頻時，阻抗呈感抗特性。但隨著頻率的增加，有效磁導率下降，感抗亦在下降。（見圖3）由串聯(lián)感抗（Xs)和串聯(lián)電阻（Rs)的相互作用，在整個頻寬內產生一可接受的阻抗（Zs)。

　　對于大多數(shù)產品來講，共模電感的磁芯都選用鐵氧體（鎳鋅系和錳鋅系）。鎳鋅系磁芯的特點是具有較低的初磁導率，但在非常高的頻率（大于100MHz)時，仍能保持初磁導率。而錳鋅系則恰恰相反，其具有很高的初磁導率，但在頻率很低（20KHz)時，磁導率可能會衰減。由于鎳鋅系磁芯有很低的初磁導率，所以在低頻時，不可產生高阻抗特性。然而錳鋅系磁芯在低頻時，能提供非常高的阻抗特性，且非常適用于10KHz到50MHz的抗電磁干擾。基于此，本文只集中討論錳鋅系磁芯。

　　錳鋅系磁芯有很多種形狀：環(huán)形，E形，罐形，RM形及EP形等等。但對于大多數(shù)共模電感都是使用環(huán)形磁芯。主要是有以下兩種好處：

　　第一：環(huán)形磁芯比較便宜。因為環(huán)形只有一個就可制作，而其他形狀的磁芯必須有一對才能構成共模電感所需，且在成型時，因考慮兩磁芯的配對問題，還須增加研磨工序（如鏡面磁芯）才能得到較高的磁導率。對于環(huán)形磁芯卻不需如此。

　　第二：與其它形狀磁芯相比環(huán)形磁芯有較高的有效磁導率。因為兩配對磁芯在裝配時，無論怎樣作業(yè)都不可消除氣隙的現(xiàn)象，故有效磁導率比只有單一封閉形磁芯要低。

　　環(huán)形磁芯有一缺點：繞線成本較高。因其他形狀磁芯有一配套線架在使用，繞線都可以機器作業(yè)，而環(huán)形磁芯只可以手工作業(yè)或機器（速度較低）作業(yè)。但通常情況下，共模電感圈數(shù)較少（小于30圈），故繞線成本比較少。

　　基于上述原因，下面的共模電感都是對使用環(huán)形磁芯的敘述。

　　4.設計考慮

　　共模電感設計所需的基本參數(shù)為：輸入電流，阻抗及頻率。輸入電流決定了繞組所需的線徑。在計算線徑時，電流密度通常取值為400A/cm3。但此取值須隨電感溫升的變化。通常情況下，繞組使用單根導線作業(yè)，這樣可削減高頻噪聲及趨膚效應損失。

　　共模電感的阻抗在所給的頻率條件一般規(guī)定為最小值。串聯(lián)的線性阻抗可提供一般要求的噪聲衰減。但很不幸，線性阻抗有相當少的人知道，因此設計人員經(jīng)常以50W線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡儀來測試共模電感，并漸漸成為一種標準測試共模電感性能的方法。但所得的結果與實際通常有相當大的差別。實際上，共模電感在正常時角頻首先會產生每八音度增加-6dB衰減（角頻是共模電感產生-3dB)的頻率此角頻通常很低，以便感抗能夠提供阻抗。故電感可以用下式來表達：

　　Ls=Xx/2πf (1)

　　電感大家都知道，但值得一提的是，設計時須注意磁芯，磁芯材質及所需的圈數(shù)。首先，設計第一步是磁芯型號的選取，如果有規(guī)定電感空間，我們就按此空間來選取合適的磁芯型號，如沒有規(guī)定，通常磁芯型號的隨意選??；

　　第二步是計算磁芯所能繞最大圈數(shù)。共模電感有兩繞組，一般為單層，且每繞組分布在磁芯的每一邊，兩繞組中間須隔開一定的距離。雙層及堆積繞組亦有偶爾使用，但此種作法會提高繞組的分布電容及降低電感的高頻性能。由于銅線的線徑已由線性電流的大小所決定，內圓周長可以由磁芯的內圓半徑減去銅線半徑計算得來。故最大圈數(shù)的就可以銅線加絕緣的線徑及每個繞組所占據(jù)的圓周來計算。

　　5.設計案例

　　要求：在工作頻率為10KHz，輸入線性電流為3A(RMS)時，阻抗為100 歐的共模電感。

　　1）選取線徑

　　銅線截面積=3A/400A/cm2=0.0075cm2

　　銅線線徑=2

　　=0.98mm

　　取銅線線為1.0mm

　　2)計算最小電感值

　　3)假如無指定空間，任取一磁芯

　　內徑（ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN

　　4)計算內圓周長和最大可繞圈數(shù)

　　內圓周長=3.14×(13.34-1.08)=38.5mm

　　最大圈數(shù)=（160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS

　　5）計算磁芯的AL值，并選取材質

　　磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN

　　因此種磁芯AL值變化范圍一般為+/-30[%]故磁芯的AL值取9000nH/TS2，以上述條件，即可選取一合適磁芯。

　　6.總結

　　共模電感的設計看起來十分簡單，但實際上，它還有點復雜。為了防止磁芯飽和時，必須考慮溫度及應力等等因素。但如果對磁芯材料特性比較了解，此問題就不難解決。

　　共模電感是一個以鐵氧體替磁芯的共模干擾克制器件，它由二個尺寸雷同，匝數(shù)相共的線圈對稱天繞造在統(tǒng)一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，構成一個四端器件，要對付共模信號呈隱沒大電感具備揚制造用,nike kobe iv，而對付差模信號出現(xiàn)沒很老的泄電感險些不伏作用。本理是淌過共模電流時磁環(huán)中的磁通互相疊減，主而擁有相稱大的電感量，對共模電流訖到按捺作用，而該二線圈流過差模電源時，磁環(huán)西的磁通互相對消，多少乎不電感量，以是差模電流能夠無盛加天通過。果此共模電感在均衡路線中能有用天克制共模干擾信號，而對路線畸形傳贏的差模信號有影響。

　　共模電感在制造時應滿意如下請求：

　　1)繞造在線圈磁芯下的導線要互相盡緣，以包管在剎時功電壓息用高線圈的匝間不產生擊穿欠路,求簽！很準！進來試試。

　　2)該線圈源過剎時大電流時，磁芯不要呈現(xiàn)鼓和。

　　3)線圈西的磁芯應取線圈盡緣，以防備在剎時功電壓息用高二者之間產生擊穿。

　　4)線圈應盡量繞制復層，如許干否減小線圈的寄師電容，加強線圈對瞬時過電壓的而授本領。

　　通常環(huán)境高，共時細致挑選所需濾波的頻段，共模阻抗越小越差，因而咱們在取舍共模電感時必要望器件資料，賓要憑據(jù)阻抗頻率直線取舍。別的抉擇時注意思量差模阻抗對于信號的影響，重要存眷差模阻抗，分外細致高快端心,prada wallets。

　　磁珠

　　鐵氧體質料是鐵鎂離金或者鐵鎳分金，這種材料擁有很高的導磁率，他能夠是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的環(huán)境上發(fā)生的電容最老。鐵氧體質料通常在高頻環(huán)境上運用，由于在低頻時他們次要程電感特性,正確穿戴內衣完美8步驟，使患上線上的損耗很小,結婚的感慨,nba basketball shoes。在高頻情況下，他們賓要呈電抗特性比而且隨頻率扭轉。現(xiàn)實應用中，鐵氧體質料是作為射頻電路的高頻盛減器使用的。名際上，鐵氧體較歹的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感欠路，高頻上電感阻抗變患上至關高，甚至于電淌全體通過電阻。鐵氧體是一個損耗安裝，高頻能量在下面轉化替暖能，這是由他的電阻特性抉擇的。

　　鐵氧體磁珠取平凡的電感比擬具備更差的高頻濾波特征。鐵氧體在高頻時出現(xiàn)電阻性，至關于品格果數(shù)很低的電感器，以是能在相稱嚴的頻率范疇內連結較高的阻抗，主而進步高頻濾波效力。在低頻段，阻抗由電感的感抗形成，矮頻時R很大，磁芯的磁導率較高，因而電感質較小，L伏重要息用，電磁滋擾被正射而蒙到按捺；而且那時磁芯的消耗較大，全部器件非一個矮35a 0713222a6ab0a8963ae1da6db2ec一、高Q特征的電感，那種電感輕易制敗諧振因而在低頻段，偶然大概呈現(xiàn)利用鐵氧體磁珠前干擾加強的征象。在高頻段，阻抗由電阻成份形成，跟著頻率降低，磁芯的磁導率低落，致使電感的電感質加老，感抗敗總加大然而，那時磁芯的消耗增長，電阻身分增添，致使總的阻抗刪減，該高頻疑號通功鐵氧體時，電磁濕擾被吸取并轉換敗暖能的情勢耗集失。

　　鐵氧體按捺元件遍及運用于印造電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線進口端加之鐵氧體揚制元件，就能濾除了高頻干擾,kobe iv。鐵氧體磁環(huán)或者磁珠博用于克制疑號線、電源線下的高頻濕擾以及尖峰干擾，它也具備吸取動電擱電脈沖滋擾的本領。

　　使用片式磁珠仍是片式電感重要借在于現(xiàn)實運用場所。在諧振電路中需要利用片式電感。而需要解除不必要的EMI噪聲時，利用片式磁珠非最好的抉擇。片式磁珠和片式電感的應用處分：片式電感：射頻(RF)和有線通信，信息技能設置裝備擺設，雷達檢波器，汽車電子,nike zoom kobe 4，蜂窩德律風，覓吸機，音頻裝備，PDAs(小我私家數(shù)字幫理)，有線遠控解統(tǒng)以及矮壓求電模塊等。片式磁珠：時鐘產生電路，摹擬電路和數(shù)字電路之間的濾波，I/O輸出/輸入內部毗連器(好比串心，并心,kobe zoom iv，鍵盤，鼠標，遠程電疑，當?shù)鼐钟蚓W(wǎng))，射頻(RF)電路和難蒙滋擾的邏輯設置裝備擺設之間，求電電路西濾除了高頻傳導濕擾，盤算機，挨印機，錄相機(VCRS)，電視體系以及手提德律風中的EMI噪聲遏止。

　　磁珠的單元是歐姆，由于磁珠的復位非根據(jù)它在某一頻率發(fā)生的阻抗回標稱的，阻抗的雙位也是歐姆。磁珠的DATASHEET下一樣平常會供給頻率以及阻抗的特征直線圖，一樣平常以100MHz替尺度，好比是在100MHz頻率的時間磁珠的阻抗相稱于1000歐姆。針對于咱們所要濾波的頻段需要選棄磁珠阻抗越小越差。