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EMI电路中的共模电感

抑制共模噪声

抑制共模噪声的方法多种多样,除了从源头去减少共模噪声外,通常我们抑制最常用的方法就是使用共模电感来滤除共模噪声,也就是将共模噪声阻挡在目标电路外面。即在线路中串联共模扼流器件。

这样做的目的是增大共模回路的阻抗,使得共模电流被扼流器所消耗和阻挡(反射),从而抑制线路中的共模噪声。

▎共模扼流器或电感的原理

若在以某种磁性材料的磁环上绕上同向的一对线圈,当交变电流通过时,因为电磁感应而在线圈中产生磁通量。

对于差模信号,产生的磁通量大小相同、方向相反,两者相互抵消,因而磁环产生的差模阻抗非常小;

而对于共模信号,产生的磁通量大小和方向均相同,两者相互叠加从而使磁环产生了较大的共模阻抗。

这一特性使得共模电感对于差模信号的影响较小,而对共模噪声具有很好的滤波性能。

通俗的总结:

因为楞次定律(Lenz's law),共模电感这种连接下,两条线互感形成的磁通是同一方向。 交变电流形成的磁场与磁铁的固有磁场形成对抗,相互抑制,才能实现滤波功能。 

1) 共模电流通过共模线圈,磁力线方向相同,感应磁场加强,从如下图磁力线方向可以看出—实线箭头表示电流方向,虚线表示磁场方向

对于共模线圈或者共模电感,当共模电流流过线圈时,由于磁力线方向相同,在不考虑漏感的情况下,磁通量叠加,其原理是互感。

下图红色线圈产生的磁力线穿过蓝色线圈,同时蓝色线圈产生的磁力线也穿过红色线圈,彼此相互感应。

从电感的角度来看,电感量也是成倍增加,磁链代表了总磁通量。对于共模电感,当磁通量是原来的2倍时,匝数没有发生变化,电流也没有发生变化,此时电感量增加为原来的2倍,意味着等效磁导率变为原来的2倍。

等效磁导率何以增加一倍,从下面的电感公式来看,由于匝数N不改变、磁路和磁芯截面积由磁芯的物理尺寸决定,因此也没有改变,唯一就是磁导率u增加了一倍,因而可以产生更多的磁通量。

所以,共模电感在共模电流通过时,工作在互感模式下。

在互感的作用下,等效电感量被成倍增加,共模感抗也会成倍增加,因而对共模信号有良好的滤波作用,也就是将共模信号用大阻抗阻挡,不让其通过共模电感,即不让此信号传输到电路的下一级,如下是电感产生的感抗ZL。

ZL= ωL = 2πfL ,ZL 就是感抗,单位为欧姆 ,ω 是交流发电机运转的角速度,单位为弧度/秒,f 是频率,单位为赫兹 ,L 是线圈电感,单位为亨利。

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旻旻旻
LV.7
2
11-10 19:21

电感线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的耐受能力

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cwm4610
LV.6
3
11-15 11:00

共模线圈或者共模电感,作用是非常强大的的

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11-24 23:31

若在以某种磁性材料的磁环上绕上同向的一对线圈,当交变电流通过时,因为电磁感应而在线圈中产生磁通量。如何增大感量?

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only one
LV.7
5
11-25 00:11

因为楞次定律(Lenz's law),共模电感这种连接下,两条线互感形成的磁通是同一方向。 交变电流形成的磁场与磁铁的固有磁场形成对抗,同向绕才可以吗?

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小燕纸
LV.5
6
11-25 07:59

共模电感的两条线互感形成的磁通是同一方向,相互抑制,互相抵消了

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XHH9062
LV.9
7
11-25 22:52

学习到了

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11-26 14:27

抑制共模噪声的方法多种多样,除了从源头去减少共模噪声外,通常我们抑制最常用的方法就是使用共模电感来滤除共模噪声,也就是将共模噪声阻挡在目标电路外面。

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沈夜
LV.8
9
11-27 01:37

如何选择合适的共模电感以提高电路的电磁兼容性?

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千影
LV.5
10
11-27 20:52

如何选择合适的共模电感以提高电路的共模噪声抑制效果?

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方笑尘MK
LV.7
11
12-06 21:23

共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响

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旻旻旻
LV.7
12
12-08 22:36

共模扼流器件通过增大共模回路的阻抗,使得共模电流被扼流器所消耗和阻挡(反射),从而抑制线路中的共模噪声

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