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          金鑫磁材詳解共模電感和差模電感,分別都有什么用處?

          發布時間:2019-11-08 11:59:00


            電源濾波器的設計通常可從共模和差模兩方面來考慮。共模濾波器最重要的部分就是共模扼流圈,與差模扼流圈相比,共模扼流圈的一個顯著優點在于它的電感值極高,而且體積又小,設計共模扼流圈時要考慮的一個重要問題是它的漏感,也就是差模電感。通常,計算漏感的辦法是假定它為共模電感1%,實際上漏感為共模電感的 0.5% 4%之間。在設計最優性能的扼流圈時,這個誤差的影響可能是不容忽視的。

            

          漏感的重要性。漏感是如何形成的呢?緊密繞制,且繞滿一周的環形線圈,即使沒有磁芯,其所有磁通都集中在線圈內。但是,如果環形線圈沒有繞滿一周,或者繞制不緊密,那么磁通就會從芯中泄漏出來。這種效應與線匝間的相對距離和螺旋管芯體的磁導率成正比。共模扼流圈有兩個繞組,這兩個繞組被設計成使它們所流過的電流沿線圈芯傳導時方向相反,從而使磁場為0。如果為了安全起見,芯體上的線圈不是雙線繞制,這樣兩個繞組之間就有相當大的間隙,自然就引起磁通泄漏,這即是說,磁場在所關心的各個點上并非真正為0。共模扼流圈的漏感是差模電感。事實上,與差模有關的磁通必須在某點上離開芯體,換句話說,磁通在芯體外部形成閉合回路,而不僅僅只局限在環形芯體內。

           

          如果芯體具有差模電感,那么,差模電流就會使芯體內的磁通發生偏離零點,如果偏離太大,芯體便會發生磁飽和現象,使共模電感基本與無磁芯的電感一樣。結果,共模輻射的強度就如同電路中沒有扼流圈一樣。

           

            共模扼流圈綜述

           

            濾波器設計時,假定共模與差模這兩部分是彼此獨立的。然而,這兩部分并非真正獨立,因為共模扼流圈可以提供相當大的差模電感。這部分差模電感可由分立的差模電感來模擬。

            為了利用差模電感,在濾波器的設計過程中,共模與差模不應同時進行,而應該按照一定的順序來做。首先,應該測量共模噪聲并將其濾除掉。采用差模抑制網絡(Differential Mode Rejection NETWORK),可以將差模成分消除,因此就可以直接測量共模噪聲了。如果設計的共模濾波器要同時使差模噪聲不超過允許范圍,那么就應測量共模與差模的混合噪聲。因為已知共模成分在噪聲容限以下,因此超標的僅是差模成分,可用共模濾波器的差模漏感來衰減。對于低功率電源系統,共模扼流圈的差模電感足以解決差模輻射問題,因為差模輻射的源阻抗較小,因此只有極少量的電感是有效的。

            

           


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