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金鑫磁材詳解共模電感和差模電感,分別都有什么用處?

發(fā)布時(shí)間:2019-11-08 11:59:00


  電源濾波器的設(shè)計(jì)通??蓮墓材:筒钅煞矫鎭?lái)考慮。共模濾波器最重要的部分就是共模扼流圈,與差模扼流圈相比,共模扼流圈的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)在于它的電感值極高,而且體積又小,設(shè)計(jì)共模扼流圈時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題是它的漏感,也就是差模電感。通常,計(jì)算漏感的辦法是假定它為共模電感1%,實(shí)際上漏感為共模電感的 0.5% 4%之間。在設(shè)計(jì)最優(yōu)性能的扼流圈時(shí),這個(gè)誤差的影響可能是不容忽視的。

  

漏感的重要性。漏感是如何形成的呢?緊密繞制,且繞滿一周的環(huán)形線圈,即使沒(méi)有磁芯,其所有磁通都集中在線圈內(nèi)。但是,如果環(huán)形線圈沒(méi)有繞滿一周,或者繞制不緊密,那么磁通就會(huì)從芯中泄漏出來(lái)。這種效應(yīng)與線匝間的相對(duì)距離和螺旋管芯體的磁導(dǎo)率成正比。共模扼流圈有兩個(gè)繞組,這兩個(gè)繞組被設(shè)計(jì)成使它們所流過(guò)的電流沿線圈芯傳導(dǎo)時(shí)方向相反,從而使磁場(chǎng)為0。如果為了安全起見(jiàn),芯體上的線圈不是雙線繞制,這樣兩個(gè)繞組之間就有相當(dāng)大的間隙,自然就引起磁通泄漏,這即是說(shuō),磁場(chǎng)在所關(guān)心的各個(gè)點(diǎn)上并非真正為0。共模扼流圈的漏感是差模電感。事實(shí)上,與差模有關(guān)的磁通必須在某點(diǎn)上離開(kāi)芯體,換句話說(shuō),磁通在芯體外部形成閉合回路,而不僅僅只局限在環(huán)形芯體內(nèi)。

 

如果芯體具有差模電感,那么,差模電流就會(huì)使芯體內(nèi)的磁通發(fā)生偏離零點(diǎn),如果偏離太大,芯體便會(huì)發(fā)生磁飽和現(xiàn)象,使共模電感基本與無(wú)磁芯的電感一樣。結(jié)果,共模輻射的強(qiáng)度就如同電路中沒(méi)有扼流圈一樣。

 

  共模扼流圈綜述

 

  濾波器設(shè)計(jì)時(shí),假定共模與差模這兩部分是彼此獨(dú)立的。然而,這兩部分并非真正獨(dú)立,因?yàn)楣材6罅魅梢蕴峁┫喈?dāng)大的差模電感。這部分差模電感可由分立的差模電感來(lái)模擬。

  為了利用差模電感,在濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,共模與差模不應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,而應(yīng)該按照一定的順序來(lái)做。首先,應(yīng)該測(cè)量共模噪聲并將其濾除掉。采用差模抑制網(wǎng)絡(luò)(Differential Mode Rejection NETWORK),可以將差模成分消除,因此就可以直接測(cè)量共模噪聲了。如果設(shè)計(jì)的共模濾波器要同時(shí)使差模噪聲不超過(guò)允許范圍,那么就應(yīng)測(cè)量共模與差模的混合噪聲。因?yàn)橐阎材3煞衷谠肼暼菹抟韵拢虼顺瑯?biāo)的僅是差模成分,可用共模濾波器的差模漏感來(lái)衰減。對(duì)于低功率電源系統(tǒng),共模扼流圈的差模電感足以解決差模輻射問(wèn)題,因?yàn)椴钅]椛涞脑醋杩馆^小,因此只有極少量的電感是有效的。

  

 


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