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差模电感和共模电感的特点,如何选型?

发布日期:2020-11-29 11:30 作者:九昌电子点击:

    弄清共模电感和差模电感的区别之前,我们先弄清什么是共模电流,什么是差模电流。

    差模电流:在一对差分信号线上,大小相同,方向相反的一对信号,一般是电路中的工作
电流,对于信号线就是信号线与信号地线之间流动的电流。
 
    共模电流:大小和方向相同的一对信号(或噪声)在差分信号线上的电流。在电路中, 一般地,地面噪声一般是以共模电流的形式传播的,所以也叫共模噪声。
 
    除从源头消除共模噪声外,还可以采用多种方法来抑制共模噪声,但常用的抑制方法是用共模电感来滤除共模噪声,即把共模噪声挡在目标电路外部。即在线串联共模扼流装置。这个想法是增加共模回路的阻抗,使共模电流被扼流器消耗并被阻断(反射),从而在线路上抑制共模噪声。
 
    共模扼流器或电感的原理
 
    如果用某种磁性材料绕着一对磁环,它是同向的,那么由于电磁感应,当交变电流通过时,就会在线圈内产生一个通量。差模信号由于所产生的磁通量大小相同,方向相反,两者互相抵消,因此磁环产生的差模阻抗很小;而共模信号由于所产生的磁通量大小和方向相同,两者互相叠加,因此磁环产生的共模阻抗很大。这种特性使得共模电感对差模信号影响不大,同时对共模噪声也有良好的滤波效果。
 
    差模电流通过共模线圈,磁力线方向相反,感应磁场减弱,可从下面的图中看到磁力线方向,实线箭头表示电流的方向,虚线表示磁场的方向。
 
    共模电流通过共模线圈时,磁力线方向一致,感应磁场增强,从下面的图中可以看出,磁力线方向为:实线箭头表示电流的方向,虚线表示磁场的方向。
 
    我们知道,共模线圈的电感或自感系数表示产生磁场的能力,对于共模线圈或共模电感,当共模电流流过线圈时,由于磁力线的方向相同,磁通量叠加而成,其原理是互感,下面图中红色线圈产生的磁力线穿过蓝色线圈,而蓝色线圈产生的磁力线又通过红色线圈,互感。
共模电感
    就感应器而言,感应量也是成倍增加,磁链代表总磁通量,而对于共模感应器来说,当磁通量是原磁通量的2倍时,匝数没有改变,电流也没有改变,那么就意味着电感量增加了2倍,等效磁导率也增加了2倍。

 
    为何等效磁导会加倍呢?从下面的电感公式来看,因为匝数N不变,磁路和磁芯截面积由磁芯的物理尺寸决定,所以不变,只是磁导u增加了一倍,所以可以产生更多的磁通量。
 
    因此,当共模电流通过共模感应器时,工作于互感方式,在互感方式下,当量电感量被消耗得更多,因此共模感应器抗会成倍增加,因此对共模信号有很好的滤波作用,即将共模信号用大阻抗加以阻挡,不让它通过共模感应器,即不把这个信号传递到电路的下一层,如电感产生的感抗ZL。
镍芯共模电感
    区分共模电感和差模电感,最主要的就是看有几个绕组,双绕组的为共模电感,单绕组的为差模电感。
 

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关键词:磁环电感,共模电感