共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一個閉合磁環上對稱繞制方向相反、匝數相同的線圈。理想的共模扼流圈對L(或N)與E之間的共模干擾具有抑制作用,而對L與N之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實際線圈繞制的不完全對稱,會導致差模漏電感的產生。信號電流或電源電流在兩個繞組中流過時方向相反,產生的磁通量相互抵消,扼流圈呈現低阻抗。共模噪聲電流(包括地環路引起的騷擾電流,也處稱作縱向電流)流經兩個繞組時方向相同,產生的磁通量同向相加,扼流圈呈現高阻抗,從而起到抑制共模噪聲的作用。
共模電感實質上是一個雙向濾波器:一方面要濾除信號線上共模電磁干擾,另一方面又要抑制本身不向外發出電磁干擾,避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。
共模扼流圈可以傳輸差模信號,直流和頻率很低的差模信號都可以通過,而對于高頻共模噪聲則呈現很大的阻抗,所以它可以用來抑制共模電流騷擾。
扼流圈一般用在電源線輸入端。
工作原理
共模電感扼流圈是開關電源、變頻器、UPS電源等設備中的一個重要部分。其工作原理:當工作電流流過兩個繞向相反線圈時,產生兩個相互抵消的磁場H1、H2,此時工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號流過線圈時,線圈即呈現出高阻抗,產生很強的阻尼效果,達到衰減干擾信號作用。
共模電感的濾波電路,La和Lb就是共模電感線圈。這兩個線圈繞在同一鐵芯上,匝數和相位都相同(繞制反向)。這樣,當電路中的正常電流流經共模電感時,電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消,此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼);當有共模電圖2 圖3流流經線圈時,由于共模電流的同向性,會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗,使線圈表現為高阻抗,產生較強的阻尼效果,以此衰減共模電流,達到濾波的目的。
事實上,將這個濾波電路一端接干擾源,另一端接被干擾設備,則La和C1,Lb和C2就構成兩組低通濾波器,可以使線路上的共模EMI信號被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號傳入,又可以衰減線路自身工作時產生的EMI信號,能有效地降低EMI干擾強度。
國內生產的一種小型共模電感,采用高頻之雜訊抑制對策,共模扼流線圈結構,訊號不衰減,體積小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品質等優點。廣泛使用在雙平衡調音裝置、多頻變壓器、阻抗變壓器、平衡及不平衡轉換變壓器。。。等。
還有一種共模濾波器電感/EMI濾波器電感采用鐵氧體磁心,雙線并繞,雜訊抑制對策佳,高共模噪音抑制和低差模噪聲信號抑制,低差模噪聲信號抑制干擾源,在高速信號中難以變形,體積小、具有平衡度佳、使用方便、高品質等優點。廣泛使用在抑制電子設備EMI噪音、個人電腦及外圍設備的 USB線路、DVC、STB的IEEE1394線路、液晶顯示面板、低壓微分信號。。。等。
插入損耗特性
共模扼流圈插入損耗特性是由其在干擾頻譜下的阻抗特性來衡量的。
當頻率范圍為0.01~1MHZ時,阻抗主要取決于線圈電感L。
當頻率范圍為1~10MHZ時,阻抗主要取決于繞組分布電容CK。
當頻率范圍為》10MHZ時,阻抗與繞組電容、主回路電感、漏電感和磁芯鐵損與銅損所組成的并聯電路有關(ZS為等效阻抗)。