電磁兼容EMC篇元件之--共模電感

共模電感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對稱(chēng)繞制方向相反、匝數相同的線(xiàn)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(wú)電感抑制作用。但實(shí)際線(xiàn)圈繞制的不完全對稱(chēng)會(huì )導致差模漏電感的產(chǎn)生。信號電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過(guò)時(shí)方向相反，產(chǎn)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(huán)路引起的騷擾電流，也處稱(chēng)作縱向電流）流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同，產(chǎn)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(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向濾波器：一方面要濾除信號線(xiàn)上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)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(guò)，而對于高頻共模噪聲則呈現很大的阻抗，所以它可以用來(lái)抑制共模電流騷擾。

共模扼流圈工作原理及插入損耗特性（或稱(chēng)阻抗特性）：

1、工作原理：

共模電感扼流圈是開(kāi)關(guān)電源、變頻器、UPS電源等設備中的一個(gè)重要部分。其工作原理：當工 作電流流過(guò)兩個(gè)繞向相反線(xiàn)圈時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng) H1、H2 ，此時(shí)工作電流主要受線(xiàn)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(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈即呈現出高阻抗，產(chǎn)生很強的阻尼效果，達到 衰減干擾信號作用。

2、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(lái)衡量的。

當頻率范圍為0.01~1MHZ時(shí)，阻抗主要取決于線(xiàn)圈電感L。

當頻率范圍為1~10MHZ時(shí)，阻抗主要取決于繞組分布電容CK。

當頻率范圍為>10MHZ時(shí)，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(lián)電路有關(guān)（ZS為等效阻抗）。

小知識：漏感和差模電感

對理想的電感模型而言，當線(xiàn)圈繞完后，所有磁通都集中在線(xiàn)圈的中心內。但通常情 況下環(huán)形線(xiàn)圈不會(huì )繞滿(mǎn)一周，或繞制不緊密，這樣會(huì )引起磁通的泄漏。共模電感有兩個(gè)繞組，其間有相當大的間隙，這樣就會(huì )產(chǎn)生磁通泄漏，并形成差模電感。因 此，共模電感一般也具有一定的差模干擾衰減能力。

在濾波器的設計中，我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中，僅安裝一個(gè)共模電感，利用共模電感的漏感產(chǎn)生適量的差模電感，起到對差模電流的抑制作用。有時(shí)，還要人為增加共模扼流圈的漏電感，提高差模電感量，以達到更好的濾波效果。