共模电感元器件的器件特性分析

haidaowang

一、共模信号与差模信号：差模又称串扰，指两根线之间的信号差值。共模噪声又称对地噪声，指的是两根线分别对地的噪声。
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差模信号：幅度相等，相位相反的信号。
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共模信号：幅度相等，相位相同的信号。

& r' I. c8 R  m' R& ]- E例如：两个信号v1和v2，则共模信号为：(v1+v2) / 2，信号v1的差模信号为：(v1-v2) / 2，信号v2的差模信号为：(v2-v1) / 2。

! H, H8 H( ^8 A0 _" `$ C( J每一个信号都是"共模信号"和"差模信号"的和。共模信号会影响电路板的正常工作，也会以电磁波的形式干扰周围环境，是EMI问题的主要来源。对于一对信号线A和B来说，差模干扰相当于在A和B之间加上一个干扰电压；共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压。
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7 x& H; B8 ]2 }  U: y! ^4 {+ Y5 u' K二、共模电感：又称共模扼流圈，常用于电源零线火线、高速差分信号线中抑制共模电磁干扰，用以有效地减少EMI问题。共模电感对差模信号电流和电源电流阻抗很小，而对两根导线与地之间流过的共模电流阻抗很大。

按照抑制的信号类型可分为：信号线共模电感、电源线共模电感。
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+ N" r  @; f3 O* y+ M- g9 D三、共模电感的工作原理：
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如下图所示，为共模电流在共模电感上产生的磁感应强度。电流I1产生的磁感应强度为B1，电流I2产生的磁感应强度为B2，两条黄色箭头分别表示电流I1和I2在铁氧体中产生的磁力线。可以看出电流I1和I2产生的磁力线是叠加的，因此磁通量也是相加的，那么电感量就是叠加的，电感量越大，对电流的抑制能力就越强，从而有效地抑制共模信号。

2 }1 i. d7 I7 \& `. L/ p% j共模电感抑制共模电流原理：共模电感上流过共模电流时，磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量和感抗，对共模电流起到抑制作用。
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当两个线圈流过差模电流时，铁氧体中的磁力线相反，导致磁通相互抵消，几乎没有电感量和感抗，所以差模信号几乎可以无衰减地通过共模电感。

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/ O+ a/ [2 K  [; {四、共模电感主要性能参数：直流电阻、额定电流、自谐振频率。
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直流电阻：共模电感线圈的绕线电阻值。

额定电流：允许流过共模电感线圈上的最大电流值。
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  N* D% u  ]: d' z' a, g* D自谐振频率：共模电感与电感的频率特性一样，其阻抗是随着频率的不同而变化的，因此共模电感频率特性的考量至关重要。其中要抑制的共模信号的频率不要超过共模电感的自谐振频率并留有一定裕量，因为超过共模电感的自谐振频率，阻抗会随着频率的提升而下降。如下图所示为某型号共模电感的阻抗-频率特性曲线图。

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重阳

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