Step 1：電感（L）確定：

由電路圖可知共模信號(hào)由L3和C2、C3組成的共模濾波器抑制，實(shí)際L3與C2和C3構(gòu)成兩路LC串聯(lián)電路，分別吸收L和N在線的噪聲。只要確定濾波電路的截止頻率，也已知電容容量C，則可以下式求出電感L。

fo= 1/（2π√LC）L → 1/（2πfo）2C

通常EMI測(cè)試頻寬如下：

傳導(dǎo)干擾：150KHZ →30MHZ（注：VDE標(biāo)準(zhǔn)10KHZ - 30M）

輻射干擾：30MHZ 1GHZ

實(shí)際的濾波器無(wú)法達(dá)到理想濾波器那樣陡峭的阻抗曲線，通常可將截止頻率設(shè)定在50KHZ左右。在此，假設(shè)f o = 50KHZ，則

L =1/（2πfo）2C = 1/ ［（ 2*3.14*50000）2*3300*10-12］ = 3.07mH

L1、L2、C1組成（低通）常模濾波器，線間電容有1.0uF，則常模電感為：

L = 1/ ［（ 2*3.14*50000）2*1*10-6］ = 10.14uH

如此，可得到理論要求的電感值，若想獲得更低的截止頻率fo，則可進(jìn)一步加大電感值，截止頻率一般不低于10KHZ。理論上電感量越高對(duì)EMI抑制效果越好，但過(guò)高的電感將使截止頻率更低，而實(shí)際的濾波器只能做到一定寬帶，也就使高頻噪聲的抑制效果變差（一般開(kāi)關(guān)電源的噪聲成分約為5 ~10MHZ間，但也有超過(guò)10MHZ之情形）。另外，電感量愈高，則繞線匝數(shù)愈多，或CORE之ui越高，如此將造成低頻阻抗增加（DCR變大）。匝數(shù)增加使分布電容也隨之增大（如圖4），使高頻電流全部經(jīng)此電容流通。過(guò)高的ui使CORE極易飽和，同時(shí)制作也極困難，成本也較高。

圖4有分布電容Cd之等效電路圖

Step 2 CORE材質(zhì)及SIZE確定

從前述設(shè)計(jì)要求中可知，共模電感器需不易飽和，如此就需要選擇低B - H角形比之材料，因需要較高的電感值，磁芯的ui值也就要高，同時(shí)還必須有較低的磁芯損耗和較高的Bs值，符合上述要求之CORE材質(zhì)，目前以Mn - Zn鐵氧體材料CORE最為合適。

COEE SIZE在設(shè)計(jì)時(shí)并無(wú)一定的規(guī)定，原則上只要符合所需電感量，且在允許的低頻損耗范圍內(nèi)，以所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品體積最小化即可。

因此，CORE材質(zhì)及SIZE提取應(yīng)以成本、允許損耗、安裝空間等作考察。共模電感常用CORE之ui約在2000 ~ 10000之間。Iron Powder Core也有低的鐵損，高的Bs和較低的B - H角形比率，但其ui較低，故一般不被應(yīng)用于共模電感，而該類磁芯卻是常模電感器之優(yōu)選材料。

Step 3確定匝數(shù)N和線徑dw

首先確定CORE之規(guī)格，如本例采用T18*10*7、A10、AL = 8230±30%，則：

N = √L / AL = √（3.07*106） / （8230*70%） = 23 TS

線徑以電流密度3 ~ 5A / mm2為選擇原則，若空間允許可選擇盡量低的電流密度。假設(shè)本例輸入電流I i = 1.2A，取J = 4 A / mm2

則Aw = 1.2 / 4 = 0.3 mm2 Φ0.70 mm

實(shí)際的共模電感還必需通過(guò)實(shí)做樣品進(jìn)行測(cè)試，方可確認(rèn)設(shè)計(jì)之可靠性，因?yàn)橹谱鞴に嚨牟町愐矊?dǎo)致電感參數(shù)的差異而影響濾波效果，如分布電容的增加，將使高頻噪聲更易傳遞，兩繞組的不對(duì)稱性，使兩組感量差異變大，對(duì)常模信號(hào)形成一定阻抗。

1 》共模電感器的作用是濾除線路中的共模噪聲，設(shè)計(jì)時(shí)要求兩繞組具有完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，電參數(shù)相同。

2 》共模電感的分布電容對(duì)抑制高頻噪聲有負(fù)面影響，應(yīng)盡量減小。

3 》共模電感的感值與須濾除的噪聲頻帶及配合電容容量有關(guān)，通常感值在2mH ~50 mH之間

開(kāi)關(guān)電源變壓器共模電感設(shè)計(jì)需要注意這些

在電源變壓器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師］需要嚴(yán)格的計(jì)算并完成共模電感設(shè)計(jì)和數(shù)值選取，這直接關(guān)系到開(kāi)關(guān)電源變壓器的運(yùn)行精度。在今天的文章中，我］將會(huì)就開(kāi)關(guān)電源變壓器的共模電感設(shè)計(jì)展開(kāi)簡(jiǎn)要分析，看在電源變壓器共模電感設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中，都應(yīng)該注意哪些問(wèn)題。

在電源變壓器的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，工程師所要進(jìn)行的共模電感設(shè)計(jì)，其所需要的基本參數(shù)主要有三個(gè)，分別是輸入電流，阻抗及頻率，磁芯選取。先來(lái)看輸入電流。這一參數(shù)值直接決定了繞組所需的線徑。在線徑的計(jì)算和選取時(shí)，電流密度通常取值為400A/cm，但此取值須隨電感溫升的變化。通常情況下，繞組使用單根導(dǎo)線作業(yè)，這樣可削減高頻噪聲及趨膚效應(yīng)損失。

在計(jì)算過(guò)程中，開(kāi)關(guān)電源變壓器共模電感的阻抗在所給的頻率條件下，一般規(guī)定為最小值。串聯(lián)的線性阻抗可提供一般要求的噪聲衰減。但實(shí)際上，線性阻抗問(wèn)題往往是最容易被人忽視的，因此設(shè)計(jì)人員經(jīng)常以50W線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)儀來(lái)測(cè)試共模電感，并漸漸成為一種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試共模電感性能的方法。但所得的結(jié)果與實(shí)際通常有相當(dāng)大的差別。實(shí)際上，共模電感在正常時(shí)角頻首先會(huì)產(chǎn)生每八音度增加-6dB衰減（角頻是共模電感產(chǎn)生-3dB）的頻率此角頻通常很低，以便感抗能夠提供阻抗。因此，電感可以用這一公式來(lái)表達(dá)，即：Ls=Xx2mf.

這里還有一個(gè)問(wèn)題需要工程師需要注意，那就是在進(jìn)行共模電感設(shè)計(jì)時(shí)須注意磁芯材料和所需的圈數(shù)問(wèn)題。首先來(lái)看磁芯型號(hào)的選取問(wèn)題，此時(shí)如果有規(guī)定電感空間，我們就按此空間來(lái)選取合適的磁芯型號(hào)，如沒(méi)有規(guī)定，通常磁芯型號(hào)的隨意選取。

在確定了電源變壓器的磁芯型號(hào)之后，接下來(lái)的工作就是計(jì)算磁芯所能繞最大圈數(shù)。通常來(lái)說(shuō)共模電感有兩繞組，一般為單層，且每繞組分布在磁芯的每一邊，兩繞組中間須隔開(kāi)一定的距離。雙層及堆積繞組亦有偶爾使用，但此種作法會(huì)提高繞組的分布電容及降低電感的高頻性能。由于銅線的線徑已由線性電流的大小所決定，內(nèi)圓周長(zhǎng)可以由磁芯的內(nèi)圓半徑減去銅線半徑計(jì)算得來(lái)。故最大圈數(shù)的就可以銅線加絕緣的線徑及每個(gè)繞組所占據(jù)的圓周來(lái)計(jì)算。