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共模电感(扼流圈)选型
 日期:2021/12/18 7:47:00 

1、共模电感器基本原理

在详细介绍共模电感器以前先详细介绍扼流圈,扼流圈是一种用于变弱电源电路里边高频率电流量的低特性阻抗电磁线圈。为了更好地提升其电感器扼流圈通常有一铁磁性材料制的关键。共模扼流圈有好几个一样的电磁线圈,电流量在这种电磁线圈里反方向流,因而在扼流圈的芯里电磁场相抵。共模扼流圈常被用于压抑感影响辐射源,由于那样的影响电流量在不一样的次数里反方向,提升系统软件的EMC。

共模信号和差模信号仅仅一个相对性量,共模信号又被称为共模噪声或是称对地噪声,指二根线各自对地的噪声,针对开关电源电路(是一种高频率化电磁能变换设备,是电源供应器的一种。其功用是将一个位准的工作电压,通过不一样类型的构架变换为局端所要求的电流或电流量。)的键入过滤器来讲,是零线和火线各自对地面的电信号。尽管零线和火线也没有立即和地面相接,可是零线和火线可以各自根据电路板上的分布电容或是杂散电容器又或是生存电感器等来和地面相接。差模信号就是指二根线立即的信号误差还可以称作电视机差。

假定有两个信号V1、V2

共模信号就为(V1 V2)/2

差模信号就为:针对V1 (V1-V2)/2;针对V2 -(V1-V2)/2

共模信号特性:力度相同、相位差同样的信号。

差模信号特性:力度相同、相位差相反的的信号。

2、差模噪声和共模噪声关键来源于

针对开关电源电路来讲,假如整流管后的储能技术过滤大电容器为理想化电容器,即等效电路串联电阻为零(忽视全部电容器寄生参数),则键入到开关电源的任何有可能的差模噪声源都是会被该电容器彻底旁通或解耦,但是大空间电容器的等效电路串联电阻并不是为零。因而,键入电容器的等效电路串联电阻是以差模噪声产生器看进来的特性阻抗Zdm的关键一部分。键入电容器除开承担从电源插头注入的工作中电流量外,还需要给予开关管需要的高频率浪涌电流,但不管怎样,电流量流过电阻器必定造成损耗,如电阻的等效电路串联电阻,因此键入耦合电容两边会发生高频率工作电压谐波失真,高频率髙压谐波失真便是来自于差模电流量。它大部分是一个电压源(由等效电路串联电阻造成的)。理论上,整流管关断时,该高频率谐波失真噪声应当仅发生在整流管键入侧。实际上,整流管关闭时,噪声会根据整流管二极管的分布电容泄漏。

高频率电流量注入外壳有很多不经意的途径。当开关电源电路中的电源总开关管的漏极多少振荡时,电流量流过开关管与热管散热器中间的分布电容(热管散热器联接至机壳或是热管散热器便是机壳)。在沟通交流电力网电流量维持整流管关断时,引入外壳的噪声遭受几乎相同的特性阻抗,因而相等注入零线和火线。因而,这也是纯共模噪声。

3、共模电感器怎样抑止共模信号

现阶段早已了解共模信号是2个力度相同、相位差同样的信号,共模信号一般来源于电力网,共模信号会危害线路板的常规工作中,也会以无线电波的方式影响周边环境。

即然是用电感器来抑止共模信号,那麼这毫无疑问和电磁场有关。先来详细介绍插电螺线感,造成的磁场的方向(针对新项目运用来讲,有一些场所例如抑止共模信号来讲,不太必须定量分析的测算,电感器产生的电磁场及其磁通量的尺寸,有兴趣的朋友,这儿推荐一本书可以参照,<<开关电源电路中带磁电子器件>>赵修科教师)。

绕在电感上的电磁线圈在线圈匝数和电流量不会改变时,磁心中越过的磁感线越多,那麼磁通量就越大,则相对性应的电感器量也越大。电感器与生俱来的功效便是阻拦穿过其上电流量的转变,其本质是阻拦其磁通量的转变。这就是运用共模电感器来抑止共模电流量的基本概念。

如下图1所显示为,共模电流量在共模电感器上形成的磁场强度,电流量I1造成的磁场强度为B1,电流量I2造成的磁场强度为B2,两根淡黄色箭头符号各自表明电流量I1和I2在铁氧体中形成的磁感线,可以看得出电流量I1和I2造成的磁感线是累加的,故磁通也是累加的,那麼电感器量便是累加的,电感器量越大,对电流量的抑止工作能力就越强。

图1共模电流量在共模电感器上的磁通遍布

针对共模电感器怎样抑止共模电流量用一句话可以表述,即共模电感器名流过共模电流量时磁芯中的磁通互相累加,进而具非常大的电感器量,对共模电流量产生抑制效果。

当2个电磁线圈穿过差模电流量时,铁氧体磁芯中的磁感线反过来,造成磁通互相相抵,几乎沒有电容量,因此差模信号可以基本上无衰减系数的根据(充分考虑电感器自身具备一定的电阻器)。因此不但针对开关电源电路的键入过滤器加共模电感器,在走差分信号信号线时还可以再加上共模电感器来抑止共模电流量,以避免电源电路误开启等状况。

4、共模电感器选择

依据共模电感器的额定电压、电阻测量及其额定值工作频率下特性阻抗值规定,可以按流程开展设计方案:

1 依据特性阻抗值测算最少电感器值

2 挑选共模电感器磁心原材料及其磁心规格

3 明确匝数

4 挑选输电线

共模电感器最少电感器值计算方法:

Xl为工作频率为f时的特性阻抗值

扼流圈电感器值是用负荷(企业:Ohms)除于信号逐渐衰减系数时的角频率或以上工作频率。比如,在50Ω的负荷中,当工作频率做到4000 Hz或以上时信号逐渐衰减系数,则必须应用1.99 mH(50/2π×4000))的电感器。其相对应的共模过滤器结构,如下图6所显示:

挑选所需过滤的频率段,共模特性阻抗越重越好,因而在挑选共模电感器时必须看元件材料,关键依据输入阻抗頻率弧线挑选。

电感器计算出去后和一般设计方案电感器一样,在这里也不详尽进行。

自身在线圈电感电感器时要留意些事宜,

1)线圈电感在电磁线圈磁心上的输电线要互相绝缘层,以确保在瞬间过压功效下电感的堵转不产生穿透短路故障。

2)当电磁线圈穿过瞬间大电流量时,磁心不必发生饱和状态。

3)电磁线圈中的磁心应与电磁线圈绝缘层,以预防在瞬间过压功效下彼此之间产生穿透。

4)电磁线圈应尽量线圈电感单面,那样做可减少电磁线圈的分布电容,提高电磁线圈对瞬间过压的而授工作能力

共模电感器磁心的选择磁心时,样子规格、可用频率段、升温及其价钱都需要考虑到,常见的磁心为U型、E型和圆形。

相对来说,圆形磁心较为划算,由于圆形只有一个就可制做。而别的样式的磁心务必有一对才可以为共模电感器常用,且在成形时,考虑到两磁心的识别问题,还须提升碾磨工艺流程才可以获得较高的导磁率,针对圆形磁心却不需这般;与其他样子磁心对比圆形磁心有较高的高效导磁率,由于两匹配磁心在组装时,不管怎样工作都不能清除磁密的状况,故合理导磁率比单一封闭式形磁心要低。但圆形磁心缠线成本费较高,因别的样子磁心有一配套设施线架在应用,缠线可以设备工作,而圆形磁心只可以手工作业或设备(速率较低)工作;且磁芯直径小,设备无法装线,必须人力去绕,费时费劲,生产成本高,高效率低;安裝不方便,倘若加基座,则成本费会升高。综合型比得上起來,磁芯特性不错,价钱也较高。由于成本费的要素,磁芯大多数用在功率大的的开关电源上。自然由于体型小,对体型有需求的小输出功率开关电源,可以选用磁芯磁心。针对关键功能是滤掉低频率噪声的共模电感器,理应采用高导磁率的锰锌铁氧体磁芯;反过来,应当采用适用高频率的镍锌铁氧体磁芯或磁粉探伤芯磁心。通常适用高频率的磁心,因其具备分散式磁密,故导磁率相对性较低,二者不能兼顾。但是,与一般电感不一样的是,共模电抗器作用是对噪声信号产生很大的插入损耗,以减少噪声影响。锰锌铁氧体在高频率时,尽管其合理导磁率不大,但磁心耗损随工作频率提升而扩大,对高频率噪声有很大的阻拦功效,因此也可以变弱高频率影响,仅仅实际效果相对来说较弱。殊不知,比较大的磁心耗损会造成磁心发烫,而耗损较小的磁心价钱也较高。

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