什么是共模電感

共模電感有時(shí)候也叫共模扼流圈，它是一種用于濾除共模干擾信號(hào)的EMC常用元器件之一。

原理：流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對(duì)共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線(xiàn)圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此，共模電感在平衡線(xiàn)路中能夠有效地抑制共模干擾信號(hào)，而對(duì)線(xiàn)路正常傳輸?shù)夭橹冃盘?hào)無(wú)影響。

共模電感在制作時(shí)應(yīng)該改滿(mǎn)足以下要求：

1.繞制在線(xiàn)圈磁芯上的導(dǎo)線(xiàn)要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線(xiàn)圈地匝間不發(fā)生擊穿短路。

2.當(dāng)線(xiàn)圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

3.線(xiàn)圈中地磁芯應(yīng)與線(xiàn)圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者發(fā)生擊穿

4.線(xiàn)圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線(xiàn)圈地寄生電容，增強(qiáng)線(xiàn)圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓地承受能力。

共模電感如何抑制共模信號(hào)

目前已經(jīng)知道共模信號(hào)是兩個(gè)幅度相等、相位相同的信號(hào)，共模信號(hào)一般來(lái)自電網(wǎng)，共模信號(hào)會(huì)影響電路板的正常工作，也會(huì)以電磁波的形式干擾周?chē)h(huán)境。

既然是用電感來(lái)抑制共模信號(hào)，那么這肯定和磁場(chǎng)相關(guān)。先來(lái)介紹通電螺線(xiàn)感，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向（對(duì)于項(xiàng)目應(yīng)用而言，有些場(chǎng)合比如抑制共模信號(hào)而言，不太需要定量的計(jì)算，電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)以及磁通量的大小，感興趣的童鞋，這里推薦一本書(shū)可以參考，《《開(kāi)關(guān)電源中磁性元器件》》趙修科老師）。對(duì)于通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)方向判斷方法為，右手握住螺管，四指指向電流方向，則拇指指向就是磁場(chǎng)方向。接下來(lái)介紹一個(gè)重要的名詞，即磁通。垂直通過(guò)一個(gè)截面的磁力線(xiàn)總量稱(chēng)為該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通。磁力線(xiàn)是通電螺線(xiàn)管產(chǎn)生的，是實(shí)際存在的，只是看不見(jiàn)也摸不著，磁力線(xiàn)是一個(gè)閉和的回路，對(duì)于通電螺線(xiàn)管，磁力線(xiàn)都要經(jīng)過(guò)螺線(xiàn)管內(nèi)部，磁力線(xiàn)是與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比的。如圖3所示為通電螺線(xiàn)管產(chǎn)生磁力線(xiàn)的示意圖。

圖3 螺線(xiàn)管磁力線(xiàn)

如圖4所示為，穿過(guò)某一截面的磁通

圖4 穿過(guò)截面的磁通

磁通量用F表示，是一個(gè)標(biāo)量，單位為韋伯，代號(hào)Wb。磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及截面積A的關(guān)系為：

F=BA

從關(guān)系式可以看出，穿過(guò)橫截面的磁力線(xiàn)越多，磁通量就越大。對(duì)于繞在磁芯上的線(xiàn)圈，在其上通電流i，則線(xiàn)圈的電感L可以表示為：

L=NF/i

N為線(xiàn)圈匝數(shù)。

到此為止，通過(guò)上述的簡(jiǎn)要概述，可以知道，繞在磁芯上的線(xiàn)圈在匝數(shù)和電流不變時(shí)，磁芯中穿過(guò)的磁力線(xiàn)越多，那么磁通量就越大，則相對(duì)應(yīng)的電感量也越大。電感天生的作用就是阻止流過(guò)其上電流的變化，其實(shí)質(zhì)是阻止其磁通量的變化。這就是利用共模電感來(lái)抑制共模電流的基本原理。

如圖5所示為，共模電流在共模電感上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流I1產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，電流I2產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，兩條黃色箭頭分別表示電流I1和I2在鐵氧體中產(chǎn)生的磁力線(xiàn)，可以看出電流I1和I2產(chǎn)生的磁力線(xiàn)是相加的，故磁通也是相加的，那么電感量就是相加的，電感量越大，對(duì)電流的抑制能力就越強(qiáng)。

圖5共模電流在共模電感上的磁通分布

對(duì)于共模電感如何抑制共模電流用一句話(huà)可以解釋?zhuān)垂材ｋ姼猩狭鬟^(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對(duì)共模電流起到抑制作用。

當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)圈流過(guò)差模電流時(shí)，鐵氧體磁環(huán)中的磁力線(xiàn)相反，導(dǎo)致磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模信號(hào)可以基本無(wú)衰減的通過(guò)（考慮到電感本身具有一定的電阻）。所以不僅對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的輸入濾波器加共模電感，在走差分信號(hào)線(xiàn)時(shí)也可以加上共模電感來(lái)抑制共模電流，以防止電路誤觸發(fā)等現(xiàn)象。