共模电感浅谈
共模电感与共磁电感
共模电感与共磁电感
【原创版】
目录
1.共模电感的定义与作用
2.共模电感的特点
3.共模电感的应用领域
4.共磁电感的定义与作用
5.共磁电感的特点
6.共磁电感的应用领域
7.共模电感与共磁电感的异同
正文
一、共模电感的定义与作用
共模电感，又称为共模扼流圈，是一种常用于电脑开关电源中过滤共模电磁干扰信号的电子元件。
它的主要作用是在板卡设计中起到 EMI 滤波的作用，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
二、共模电感的特点
共模电感具有以下特点：
1.在大的频率范围内有良好的衰减性能；
2.漏感低，具有更好的性能稳定性；
3.电感量偏差小；
4.体积小，较少匝数可获得。
三、共模电感的应用领域
共模电感广泛应用于变频空调、平板电视、电动汽车、逆变焊机、高
频电感加热、光伏、风电等领域。
四、共磁电感的定义与作用
共磁电感是一种具有磁芯的电感器，它通过磁芯产生磁场，从而提高电感值。
共磁电感的主要作用是在通信系统中，抑制共模干扰信号，提高信号传输的质量。
五、共磁电感的特点
共磁电感具有以下特点：
1.具有较高的电感值；
2.抑制共模干扰信号性能优越；
3.体积较大，通常需要较多的匝数。
六、共磁电感的应用领域
共磁电感主要应用于通信设备、卫星接收器、无线电发射设备等领域。
线路 共模电感
线路共模电感1. 什么是共模电感？共模电感（Common Mode Inductor）是一种用于滤除共模干扰的电感器件。
在电路中，共模干扰指的是噪声信号以共模方式穿越电路中的多个信号线，并干扰正常信号的传输和接收。
共模电感常常被应用在通信设备、电力设备、工控设备等场合，用于滤除由电源、地线或其他信号线引入的共模噪声。
通过使用共模电感，可以有效减小共模噪声对系统的影响，提高系统的抗干扰性能。
2. 共模电感的工作原理共模电感是一种带有多个线圈的电感器件。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当共模干扰信号通过线圈时，会在线圈中产生一个感应电压。
通过正确选择电感器件的参数，可以使得共模干扰信号尽可能地被滤除，而正常信号则不受影响。
在一个共模电感中，一般有两个线圈，分别为主线圈和辅助线圈。
主线圈通常与被保护的信号线串联连接，而辅助线圈则与地线连接。
共模干扰信号通过主线圈时，会在主线圈和辅助线圈之间引发一个互感作用，产生出滤除共模干扰的电感作用。
3. 共模电感的特点•高共模抑制能力：共模电感能够提供较高的共模抑制能力，有效滤除共模干扰信号。
•宽频带特性：共模电感的设计可以适应不同频率范围的共模干扰信号，提供更好的滤波效果。
•低频损耗：共模电感自身具有低电阻，减小对正常信号的传输损耗。
•小尺寸：与传统线圈相比，共模电感具有较小的尺寸，适用于紧凑型电路设计。
4. 共模电感的应用场景由于共模噪声干扰的存在，共模电感在许多应用中得到了广泛的使用，例如：4.1 通信设备在通信设备中，共模电感被用于滤除由电源线或信号线引入的共模噪声。
这些噪声可能来自于电源电线的交流干扰、设备之间的地线回路以及数据线的串扰等。
使用共模电感可以有效降低这些噪声的影响，提高通信设备的抗干扰能力，保证信号的传输质量。
4.2 电力设备在电力设备中，如电源供应器、变频器等，由于高功率电路的存在，可能会引入较大的共模噪声干扰。
共模电感可以用于滤除这些干扰信号，确保设备的正常运行。
共模 差模电感
共模差模电感
共模电感和差模电感是两种不同类型的电感，它们在电路中的作用和应用有所不同。
1.共模电感：由于同一铁心上绕有主线圈和一匝线圈，因此，当有电流流过时，两线圈同时产生磁场。
主线圈对共模电流具有较大电感，而匝线圈对差模电流几乎没有作用。
在电力系统中，因高压电等外界干扰源的流入而影响测量、信号设备等问题常有发生。
为抑制这些干扰，在信号线或电源线上加装共模电感，使两者产生的磁场相互抵消，以消除外部干扰的影响。
2.差模电感：在电路中，差模电流主要在信号线或电源线中流动，而共模电流则主要在外部干扰源中流动。
差模电感用于过滤和阻止这些差模电流的干扰，将其滤除或减少到可接受的范围内。
由于磁芯与两个线圈完全相对闭合，使得电感量达到最大化。
同时，其闭合结构可让低频或直流通过，对交流电或高频起到的阻止作用。
总结来说，共模电感主要用于抑制外部干扰源的影响，而差模电感则主要用于过滤和阻止差模电流的干扰。
在电路设计中，根据需要选择不同类型的电感器以优化电路性能。
emc 共模电感
emc 共模电感
摘要：
一、共模电感的定义与作用
二、共模电感的应用领域
三、共模电感的特点与选择
四、共模电感在EMC 中的重要性
正文：
共模电感，也称为共模扼流圈，是一种电子元件，主要用于电脑开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。
共模电感在板卡设计中也起到EMI 滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
在变频空调、平板电视、电动汽车、逆变焊机、高频电感加热、光伏、风电等领域，共模电感也有广泛应用。
共模电感的特点如下：在大频率范围内有良好的衰减；漏感低，更好的性能稳定性；电感量偏差小；体积小，较少匝数可获得。
在选择共模电感时，需要根据具体应用场景和要求来选择合适的电感值、电流、电压等参数。
共模电感在EMC（电磁兼容性）中具有重要作用。
在电子设备中，共模电感能有效抑制电磁干扰，提高设备的抗干扰能力，保证设备在复杂电磁环境中的正常工作。
共模电感的电感量正公差
共模电感的电感量正公差共模电感是指在共模模式下，两个线圈之间的互感作用。
它是电路中一种常见的元件，常被用于抑制共模干扰。
首先，我们来明确一下什么是共模模式和差模模式。
在电路中，两个线圈之间的互感作用会导致两个信号的耦合。
如果信号的方向和幅度相同，则为共模模式；如果方向和幅度相反，则为差模模式。
而共模电感就是用来抑制共模模式下的干扰信号。
共模电感常见于电子设备中的滤波器和抑制干扰的电路中。
共模干扰是电路中常见的问题，特别是在高频信号传输和高速数字信号传输中。
共模电感的作用就是通过引入额外的电感来提高信号的共模抑制能力，从而减少共模干扰。
在实际应用中，共模电感的电感量需要满足一定的准确性要求。
正公差是指电感量的实际测量值与标称值之间的偏差为正值。
正公差的存在是为了确保电感量在一定的范围内，满足设计要求。
常见的共模电感的正公差范围为±10%。
这意味着在测量共模电感时，其实际值可以比标称值大10%，也可以比标称值小10%。
这种正公差的设计是为了保证电感量在一定的容限内，不会对电路的性能产生明显的影响。
在选择共模电感时，正公差需要根据具体的要求和应用场景来确定。
对于一些对共模抑制要求较高的电路，可以选择具有较小的正公差的共模电感，以确保共模抑制的效果。
而对于一些对共模抑制要求相对较低的电路，选择具有较大正公差的共模电感也可以满足需求，并且能够降低成本。
共模电感的正公差与负公差相比，更适合用于抑制共模干扰。
因为正公差能够提高共模电感的电感量，增加抑制共模干扰的效果。
而负公差则会减小电感量，可能无法满足设计要求。
总结一下，共模电感的电感量正公差是为了保证电感量在一定的容限内，满足设计要求。
正公差的选择需要根据具体的应用场景和要求来确定。
合理选择正公差能够提高共模电感的抑制能力，减少共模干扰的影响。
浅谈共模电感的防EMI性能
能否缺了它?浅谈共模电感的防EMI性能2005-3-2 11:18:00文/微型计算机Ada出处：微型计算机一、初识共模电感共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。
在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
图1：各种CMC•小知识：EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路，它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰，这就是EMI。
EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射，造成电磁辐射污染，不但影响其他的电子设备正常工作，还对人体有害。
PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象，也是一个电磁干扰源。
总的来说，我们可以把这些电磁干扰分成两类：串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。
以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例，所谓串模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。
串模干扰电流作用于两条信号线间，其传导方向与波形和信号电流一致；共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路，如图1-1所示。
图1-1：串模干扰和共模干扰如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤(尤其是像USB和IEEE 1394接口这种高速接口走线上的共模电流)，那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生电磁辐射——在线缆中因共模电流而产生的共模辐射。
美国FCC、国际无线电干扰特别委员会的CISPR22以及我国的GB9254等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。
为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰，我们必须合理安排滤波电路来过滤共模和串模的干扰，共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。
共模电感的原理及使用情况
共模电感的原理及使用情况
共模电感是一种特殊的电感器件，用于抑制或隔离共模干扰。
共模干扰是指在信号传输过程中，由于外界干扰或信号源本身的问题，导致信号中出现共同的噪声或干扰成分。
共模电感可以通过特殊的结构设计和线圈布置，有效地抑制共模干扰信号。
共模电感的原理是利用两个相互缠绕的线圈，其中一个线圈接受到的共模干扰信号被传递到另一个线圈上，并通过线圈间的互感作用，使共模干扰信号被抑制或隔离。
其工作原理与普通电感相似，但是具有更好的共模抑制特性。
共模电感主要用于电子设备和通信系统中，用于抑制或隔离共模干扰。
在电子设备中，共模电感常用于滤波电路中，用于消除信号中的共模噪声，提高信号质量。
在通信系统中，共模电感常用于传输线路中，用于抑制线路上的共模干扰，提高信号传输的稳定性和可靠性。
总之，共模电感是一种用于抑制或隔离共模干扰的特殊电感器件，其原理是利用互感作用实现共模干扰信号的抑制或隔离。
它在电子设备和通信系统中具有广泛的应用，可以提高信号质量和传输的可靠性。
共模电感参数解读
共模电感参数解读共模电感是一种在电子领域广泛应用的元件，其参数对于电路设计和性能起着至关重要的作用。
在实际的电路设计和应用过程中，对共模电感参数的理解和解读是非常重要的。
下面将对共模电感参数进行详细的解读，帮助大家更好地理解其特性和应用。
1. 共模电感的基本概念共模电感是指在两个相对的导体之间传递共同的电磁感应能力。
它是通过两个相对的导体之间的磁耦合实现的，因此也被称为磁耦合电感。
在电路中，共模电感通常用来抑制共模干扰、提高信号的抗干扰能力，从而提高电路的稳定性和可靠性。
2. 共模电感的参数共模电感的参数通常包括电感值、分布电容和直流电阻三个重要的指标。
（1）电感值共模电感的电感值是指在单位电流下两个导体间的电磁感应能力。
它通常用亨利（H）来表示，是共模电感最基本的特性参数之一。
电感值决定了共模电感在电路中的应用范围和性能表现，因此是设计和选择共模电感时需要重点考虑的参数。
（2）分布电容在实际的共模电感中，由于导体间的绝缘层或介质会形成电容。
这个电容称为共模电感的分布电容，它会对共模电感的高频特性和传输性能产生影响。
分布电容通常用皮法（pF）来表示，需要在设计和应用时进行合理的考虑和抑制。
（3）直流电阻共模电感中导体和导体间的接触电阻会产生直流电阻，这个直流电阻会对共模电感的电路性能产生显著的影响。
在共模电感的参数评估中，直流电阻也是一个需要重点关注的参数。
3. 共模电感参数的影响因素共模电感参数受到多种因素的影响，主要包括磁芯材料、线圈结构、线圈布线、绕组方式等。
（1）磁芯材料磁芯材料直接影响着共模电感的性能，通常包括软磁材料和硬磁材料两种。
软磁材料适用于频率较低的应用场景，而硬磁材料适用于高频场景。
合理选择和设计磁芯材料对共模电感的参数有着重要的影响。
（2）线圈结构共模电感的线圈结构对参数影响较大，包括线圈匝数、线径和线圈间距等因素。
合理设计线圈结构可以提高共模电感的性能和稳定性。
（3）线圈布线合理的线圈布线能够减小感应线圈间的互感和互感对共模电感参数的影响。
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共模电感浅谈存储与多媒体产品线彭浩版本历史目录1.共模电感简介 (3)2.共模电感用于EMI滤波器 (4)2.1噪声测量方法 (4)2.2滤波器电路结构分析 (4)2.3滤波器元器件参数计算 (6)2.4共模电感的差模电感 (7)3.共模电感的寄生参数 (9)3.1寄生电容C1、C2 (9)3.2电感L LK、L C (11)3.3等效电阻R C、R W (11)4.磁芯材料与共模电感磁芯选型 (12)4.1铁氧体磁芯 (12)4.2磁粉芯与高磁通磁粉芯 (12)4.3共模电感磁芯选型 (13)5.共模电感的设计流程 (14)6.共模电感安规管控 (15)1. 共模电感简介共模电感，也叫扼流圈，常用在开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。
共模电感是一个以铁氧体等为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，线圈的绕制方向相反，形成一个四端器件。
当两线圈中流过差模电流时，产生两个相互抵消的磁场H1、H2，此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可以忽略不计的工作频率下小漏感的阻尼，所以差模信号可以无衰减地通过，如图1-1所示；而当流过共模电流时，磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，线圈即呈现出高阻抗，产生很强的阻尼效果，达到对共模电流的抑制作用。
因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。
图1-1 差模信号通过共模线圈2. 共模电感用于EMI 滤波器对理想的电感模型而言，当线圈绕完后，所有磁通都集中在线圈的中心内。
但通常情况下环形线圈不会绕满一周，或绕制不紧密，这样会引起磁通的泄漏。
共模电感有两个绕组，其间有相当大的间隙，这样就会产生磁通泄漏，并形成差模电感，因而共模电感对差模噪声也有抑制作用。
实际应用中，共模电感常和X 电容、Y 电容组成EMI 滤波器，滤除差模噪声和共模噪声。
2.1 噪声测量方法图2-1所示为典型的噪声测量结构图，噪声的测量主要通过LISN 来实现。
L ISN 是指线路阻抗稳定网络，是传导型噪声测量的重要工具。
图2-1 噪声测量结构图其内部结构如图2-1中虚线框内所示，高频时，电感相当于断路，电容短路，低频时相反。
LISN 的作用为隔离待测试的设备和输入电源，滤除由输入电源线引入的噪声及干扰，并且在50Ω电阻上提取噪声的相应信号值送到接收机进行分析。
共模负载阻抗为25Ω，差模负载阻抗为100Ω，测量到的噪声电压如式（2-1）（2-2）所示：dm cm L I I V ⨯+⨯=5025（2-1）dm cm N I I V ⨯-⨯=5025（2-2）V L 扫描和V N 扫描分别都要求满足限值要求。
2.2 滤波器电路结构分析由X 电容、共模电感和Y 电容组成的滤波器如图2-2所示：图2-2 EMI 滤波器电路图2.2.1 共模等效电路图2-3为滤波器的共模等效电路图，由于C X 对于共模噪声不起作用，故将其略去，并且以接地点G 为对称点将电路对折。
其等效共模电感量为L C ，两个C Y 的等效电容值因并联变成原先的两倍，LISN 提供的两个50Ω的电阻负载也并联成为25Ω的等效负载。
这个25Ω的等效负载阻抗可以看作滤波器的负载阻抗，其值相对较小，而通常情况下共模噪声源阻抗Z CM 一般较大，在满足CM YZ C <<ω21和Ω>>25C L ω的条件下，阻抗失配极大化，从而滤波器对于共模噪声的插入损耗也尽可能大。
图2-3 共模等效电路图容易看出此等效电路为LC 二阶低通滤波电路，其转折频率为YC RCM C L f 221⋅=π （2-3） 其插入损耗随着噪声频率以40dB/dec 的斜率增加。
2.2.2 差模等效电路与上面共模等效电路分析的方法相类似，等效差模电感量为2L D ， LISN 提供的两个50Ω的电阻负载也串连成为100Ω的负载阻抗。
两个C Y 的等效电容值因串联变为原来的一半，但由于差模噪声源阻抗Z CM 一般较小，通常满足DM YZ C >>ω2 ，因此可将Y 电容忽略。
由此得到简化的差模等效电路图，如图2-4所示。
图2-4 差模等效电路图在满足DM D Z L >>ω和Ω<<1001XC ω的条件下，阻抗失配极大化，滤波器对于差模噪声的插入损耗也尽可能大。
与共模等效电路一样，这也是LC 二阶低通滤波电路，其转折频率为：XD RCM C L f ⋅=π21 （2-4） 其插入损耗随着噪声频率也是以40dB/dec 的斜率增加。
2.3 滤波器元器件参数计算基于以上的分析，可以计算相应的滤波器元器件参数。
首先根据测得的原始共模与差模噪声，决定需要衰减的噪声频率段与衰减量，求得共差模滤波器的转折频率，然后计算滤波器各个元件的参数。
在计算元件参数时，应该注意，由于滤波器电感电容值越大，其转折频率越低，对噪声的抑制效果越好，但同时成本和体积也相应增加。
而且由材料特性可知，当电感电容值越大时，可持续抑制噪声的频率范围也相对变窄，因此其值不可以取得无限大。
考虑到电容对于体积的影响较电感小，而且市场上出售的电容器都有固定的电容值，与电感值相比缺乏弹性，故在决定电感电容值时，应优先考虑电容。
在计算共模元器件参数时，由于电容C Y 受安规限制，其值不能太大，应该选择符合安规的最大值。
选取C Y 后，利用已经得到的转折频率f RCM ，可以通过式（2-3）计算出所需共模电感量为：Y RCM C C f L 21212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=π（2-5）而在计算差模元器件参数时，电感与电容值的选择弹性较大。
在决定差模电容值C X 之后,差模电感值可通过式（2-4）计算出所需差模电感量为：X RDM D C f L 1212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=π（2-6）2.4 共模电感的差模电感将共模电感的一个线圈短路，测量另外一个线圈的电感，或者短接一对同名端，测另一对同名端的电感，即为两个线圈的差模电感之和。
那么各个线圈的差模电感分别是多少呢？共模电感的磁通并不是完全封闭在磁芯内，有部分泄露在空气中。
设磁芯中的磁场强度为H ，空气中的磁场强度为H ’；磁芯的磁导率为μ，空气的磁导率为'μ，应有'μμ>>；磁芯的横截面节为S 、磁路长度为l ，假设空气中磁通均匀分布在面积为S ’、磁路长度为l ’的空间中，不妨假设S=S ’，l=l ’。
由安培环路定理有⎰=NI Hdl ，N 为共模电感的匝数，即 NI l H Hl =+'（2-7）又()S H HS N LI ''μμ+=（2-8） 其中I HS N L C μ=，IS H N L D ''μ=（2-9） 由（2-7）（2-8）可得''μμμ--=l NI NS LI H ，''μμμ--=NS LI l NI H （2-10） 将（2-10）带入（2-9），可得lS N L l N NS L S N L C )'(''''2μμμμμμμμμμμ---=--=（2-11）， L l S N NS L l N SN L D '')'('''2μμμμμμμμμμμ---=--=（2-12），因为'μμ>>，所以l S N L L L C ''2μμμ-+=，L l S N L D μμμ''2-=（2-13）， 则)('1221L L L L D D -=-μμ， ))('1(2121L L L L C C -+=-μμ（2-14），由（2-14）式可知，共模电感的两个线圈的共模电感和差模电感感值之差正比于其总电感量之差。
由于共模差模噪声产生原因以及传播路径不同，为使共差模噪声互不影响，要求使电路中L 现和N 线到地回路的阻抗对称，即要求共模电感的两个线圈的共模电感和差模电感相等，因此行业内要求共模电感的两个线圈感值之差尽量小，一般在±5%以内。
因为'μμ>>，在两线圈电感之差不大的情况下，可认为L D1=L D2，因而共模电感单个线圈的差模电感即为测得的漏感的一半。
尽管少量的差模电感非常有用，但差模电流流过差模电感会使芯体内的磁通发生零点偏离，如果偏离太大，芯体便会发生磁饱和现象，使共模电感基本与无磁芯的电感一样。
结果，共模辐射的强度就如同电路中没有扼流圈一样。
差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离可由下式得出：nI L dm D =∆Φ（2-15） 式中，∆Φ是芯体中的磁通变化量，L D 是差模电感，是差模峰值电流，n 为共模线圈的匝数。
由于磁芯具有饱和磁感应强度B S ，为了防止芯体发生磁饱和现象，有以下法则：(max)dm S D I A nB L ≤（2-16） 式中，I dm(max)是差模峰值电流，B S 是磁感应强度的最大偏离，n 是线圈的匝数，A 是环形线圈的横截面积。
3. 共模电感的寄生参数共模电感广泛应用于EMI 滤波器中，对抑制传导干扰具有重要作用。
然而，由于共模电感的寄生参数效应，使得滤波器的高频滤波性能变差，如滤波器的插入损耗减小，可用频带变窄，无法在传导干扰考虑的0.15～30MHz 范围内正常工作。
共模电感的寄生参数主要有导线和磁芯损耗（磁损），以及绕组的寄生电容。
其中磁损由涡流损耗、磁滞损耗以及剩余损耗组成，影响磁损的因素很多，有频率、磁感应强度、温度、波形等，因而磁芯损耗是非线性的；共模电感的寄生电容即为绕组匝与匝、匝与地、匝与磁芯、绕组与绕组间的电容。
通过适当简化铁氧体磁芯损耗，将非线性的磁芯损耗用一个与频率相关的电阻元件等效；通过阻抗测量来提取共模电感的寄生电容和共模电感的漏感，可建立了考虑寄生参数的共模电感集中参数模型，如图3-1所示。
R W 表示绕组等效电阻，R C 为磁心等效电阻；C 1 为绕组匝间的寄生电容；C 2 为两个绕组间的寄生电容图3-1 共模电感模型3.1 寄生电容C 1、C 2寄生参数C 可以通过阻抗测量的方法获取。
图3-2为测量C 1的原理图。
图3-2 测量C 1的原理图共模电感P 1与P 2端短接，P 3与P 4端短接，如图3-2a 所示，测量P 1（P 2），P 3（P 4）端的谐振频率fr ，由于12<<L CR ，则LC f r 1221π=，其中电感值L=L C +LD ，因而()L f C r 221212π=。
因为L 与磁芯磁导率μ成正比，如果μ随频率改变，L 也随之变化为非线性电感，因此确定fr 下的电感值比较困难。