共模電感和磁珠設(shè)計(jì)總結(jié)

1、共模電感和磁珠設(shè)計(jì)總結(jié)作者:日期:1共模扼流圈共模電感（CommonmodeChoke,也叫共模扼流圈，是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對(duì)稱(chēng)繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對(duì)L（或N）與E之間的共模干擾具有抑制作用，而對(duì)L與N之間存在的差模干擾無(wú)電感抑制作用。但實(shí)際線圈繞制的不完全對(duì)稱(chēng)，會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號(hào)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(xiàn)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(xiàn)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?yàn)V波器：一方面要濾除信號(hào)線上

2、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(shè)備的正常工作。共模扼流圈可以傳輸差模信號(hào)，直流和頻率很低的差模信號(hào)都可以通過(guò)，而對(duì)于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗，所以它可以用來(lái)抑制共模電流騷擾。扼流圈一般用在電源線輸入端。1.1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(shè)備中的一個(gè)重要部分。其工作原理：當(dāng)工作電流流過(guò)兩個(gè)繞向相反線圈時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng)H1、H2，此時(shí)工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計(jì)的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號(hào)流過(guò)線圈時(shí)，線圈即呈現(xiàn)出高阻抗，產(chǎn)生很強(qiáng)的阻尼效果，達(dá)到衰減干擾信號(hào)作用。1.2插入損耗特性

3、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(dāng)頻率范圍為0.011MHZ時(shí)，阻抗主要取決于線圈電感L。當(dāng)頻率范圍為110MHZ時(shí)，阻抗主要取決于繞組分布電容CK。當(dāng)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）。1.3共模扼流圈的應(yīng)用1開(kāi)關(guān)電源抑噪濾波器2. 電源線和信號(hào)線靜電噪音濾波器3. 變換器和超聲設(shè)備等輻射干擾抑制器1.4漏感和差模電感對(duì)理想的電感模型而言，當(dāng)線圈繞完后，所有磁通都集中在線圈的中心內(nèi)。但通常情況下環(huán)形線圈不會(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(dāng)大的間

4、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(shè)計(jì)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(duì)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(dá)到更好的濾波效果。2磁珠磁珠專(zhuān)用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來(lái)吸收超高頻信號(hào),一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻

5、率范圍很少超過(guò)錯(cuò)50MHZ。磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中的RF噪聲，RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信號(hào)，而射頻RF能量卻是無(wú)用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射（EMI）。要消除這些不需要的信號(hào)能量，使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色（衰減器），該器件允許直流信號(hào)通過(guò)，而濾除交流信號(hào)。通常高頻信號(hào)為30MHz以上，然而，低頻信號(hào)也會(huì)受到片式磁珠的影響。磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這一點(diǎn)要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱(chēng)的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為

6、標(biāo)準(zhǔn)，比如1000R100MHz，意思就是在100MHz頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。要正確的選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn)：1、不需要的信號(hào)的頻率范圍為多少；2、噪聲源是誰(shuí)；3、需要多大的噪聲衰減；4、環(huán)境條件是什么（溫度，直流電壓，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）；5、電路和負(fù)載阻抗是多少；&是否有空間在PCB板上放置磁珠。磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用,使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)法預(yù)知的情況，磁珠不合適。前三條通過(guò)觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要，即電阻，感抗和總阻抗。最大阻抗而在低頻和直流下信號(hào)衰

7、減盡量小的磁珠型號(hào)。片式磁珠在過(guò)大的直流電壓下，阻抗特性會(huì)受到影響，另外，如果工作溫升過(guò)高，或者外部磁場(chǎng)過(guò)大，磁珠的阻抗都會(huì)受到不利的影響。金FKUIX丁MSVHC；-_3M=TT金FKUIX丁MSVHC；-_3M=TT31FBMA1U1MOI2tT2rvyyxji_,HSBNDGNDDGJiD0?L1D2FBMM1-160MS-121TLW1F0MJHM&QeW-121Ti-ZVWu-l*,LlF9K1A-t1-l&C-faiT工ZVWL_.IZDrvrwxjnrvA.rxvx11liEiflGfWGNOV00VODAlCS斫00DICJD5D7RTD204&6WAITWRGNDGND6rw

8、fi10ywx1214zvw16rwvIBzw辿-TYW_iGND+3.3VE_LCO-CSJLCD-DO廠LC0-D2LCD-D4v廠LC076LCD-WAITOlcdSr+20VBB-LED磁珠的典型應(yīng)用VGA接口對(duì)于總線接口可以使用磁珠排，節(jié)省空間與成本。3磁珠與電感使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時(shí)，使用片式磁珠是最佳的選擇。對(duì)于模、數(shù)混合的PCB板，模、數(shù)、地建議分開(kāi)，最后再同點(diǎn)接地，如用0歐電阻連接。電感是儲(chǔ)能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件,射頻干擾以熱量的形式被消耗掉，達(dá)到EMC的目的，常用于信號(hào)線和電源線入口，抑制高頻干擾和尖峰干擾。電感多用于電源濾波回路，側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性干擾；磁珠多用于信號(hào)回路，主要用于EMI方