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          共模電感和差模電感特點介紹

          發布時間:2020-11-30 15:15:07

            在搞清楚共模電感和差模電感的區別之前,首先要搞清楚什么是共模電流和差模電流。


            差模電流:在一對差分信號線上,一對大小相同、方向相反的信號一般是電路中的工作電流,信號線是在信號線和信號地之間流動的電流。


            共模電流:差分信號線上一對幅度和方向相同的信號(或噪聲)的電流。在電路中,接地噪聲通常以共模電流的形式傳播,因此也稱為共模噪聲。


            除了從源頭上消除共模噪聲外,抑制共模噪聲的方法有很多,但常用的抑制方法是通過共模電感來濾除共模噪聲,即保持共模噪聲在目標電路之外。即在線串聯共模電感裝置。其原理是增加共模環路的阻抗,使共模電流被扼流圈消耗并阻斷(反射),從而抑制線路上的共模噪聲。


            共模扼流圈和電感器的原理


            如果在一對方向相同的磁環周圍使用磁性材料,當交流電通過時,由于電磁感應,線圈中將產生磁通量。由于差模信號產生的磁通量大小相同,方向相反,相互抵消,所以磁環產生的差模阻抗很小;但由于共模信號產生的磁通量大小和方向相同,相互疊加,所以磁環產生的共模阻抗非常大。這一特性使得共模扼流圈對差模信號影響很小,對共模噪聲有很好的濾波效果。


            差模電流通過共模線圈,磁力線方向相反,感應磁場減弱。磁力線的方向可以從下圖看出,實線箭頭表示電流方向,虛線表示磁場方向。


            當共模電流通過共模線圈時,磁力線方向一致,感應磁場增強。從下圖可以看出,磁力線的方向如下:實線箭頭表示電流的方向,虛線表示磁場的方向。


            眾所周知,共模線圈的電感或自感系數表示產生磁場的能力。對于共模線圈或共模扼流圈,當共模電流流過線圈時,由于磁通量方向相同,磁通量疊加,其原理是互感。下圖中紅色線圈產生的磁通量通過藍色線圈,藍色線圈產生的磁通量通過紅色線圈,產生互感。


            就電感而言,電感相乘,磁鏈代表總磁通。就共模電感而言,當磁通量是原磁通量的兩倍時,匝數不變,電流不變,這意味著電感增加了兩倍,等效磁導率也增加了兩倍。


            為什么等效磁導加倍?根據下面的電感公式,由于匝數n不變,磁路和磁芯的截面積由磁芯的物理尺寸決定,所以是不變的,但是磁導率u翻倍,所以可以產生更多的磁通量。


            因此,當共模電流通過共模電感時,它工作在互感模式,在互感模式下,等效電感被消耗得更多,所以共模電感的阻抗會成倍增加,從而對共模信號有很好的濾波效果,即阻擋大阻抗的共模信號,防止其通過共模電感,即不把這個信號傳遞到電路的下一層,比如電感產生的感抗ZL。


            要區分共模扼流圈和差模電感,最重要的是有幾個繞組,兩個繞組的共模扼流圈和一個繞組的差模電感。

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