共模电感磁通对电源滤波器的影响

发布时间：2018-09-18 阅读量：550 来源: 我爱方案网作者: sunny编辑

共模扼流圈也叫共模电感，常用于过滤共模的电磁干扰，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高系统的EMC。它实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模电感磁通对电源滤波器的影响

共模电感采用铁氧体磁心，双线并绕，有着高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制能力，在高速信号中难以变形，体积小、使用方便，具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在抑制电子设备EMI噪音方面。

电源滤波器中共模扼流圈的作用，网络上有很多解释为共模扼流圈管芯两侧的磁场相互抵消，因此不存在磁通使管芯饱和，但最后可能有其他结果。假设电流密度J产生磁场H，则附近的另一个电流不会抵消或阻止磁场或由此而产生的电场；同样一个相邻的电流可以导致磁场路径的改变；在环形共模电感的特殊场合中，每条引线中的差模电流密度可假定是相等的，且方向相反。由此而产生的磁场必定在环形磁芯周边上的总和为零，而在其外部的总和则不为零。

磁芯的作用就好像它在线圈绕组的间隙处裂为两半时所表现出来的效果一样。每个绕组在环形线圈一半的区域内产生磁场，意指穿过空气的磁场必定会形成自封闭回路。为了得到共模电感，同时使差模电感最小，设计时最好采用横截面积较大的磁芯绕制成多匝线圈。采用较大的螺旋管磁芯(并非一定要采用这样的磁芯)可在共模扼流圈内并入有效的差模电感。由于差模磁通是远离磁芯(环形结构)的，因此可能会产生极强的辐射，尤其是滤波器安装在PCB印刷电路板上时，这种辐射可以耦合到电源线，使传导发射增强。当磁性材料被带到场内时，例如环形磁芯放置在铁壳里，差模磁导率就会显著地增加，从而由于差模电流导致磁芯的饱和。

共模电感磁通对电源滤波器的影响

为了实现有效的滤波器设计，必须解决磁通离开磁芯引起的辐射问题。具体解决办法有两种：或将差模磁通限制在磁性结构物体中(壶形铁芯)，或为差模磁通(E形铁芯)提供一条高磁导率的路径。

由于电源滤波器接主电源线，因此在设计中除了要考虑源阻抗和负载阻抗不匹配的因素之外，还必须考虑其对串联电感的电感量和并联电容的电容量的严格限制。滤波器中所采用的串联电感受到电源频率下允许电压降的限制，不能选择太大；并联的滤波电容受到允许接地漏电流的限制，也不能选择太大。由于以上限制，往往很难同时满足对滤波器插入损耗的要求。

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