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四個腿的共模電感

電子芯期天 ? 來源:電子芯期天 ? 作者:電子芯期天 ? 2022-05-06 09:48 ? 次閱讀

我們常見的電感是兩個腿的,叫做差模電感。今天和大家介紹四個腿的共模電感。 ▎

差模電流與共模電流 差模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相反的一對信號,一般是電路中的工作電流,對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。

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共模電流:在一對差分信號線上,大小相同,方向相同的一對信號(或噪音)。在電路中,一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸的,所以又稱為共模噪聲。

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抑制共模噪聲

抑制共模噪聲的方法多種多樣,除了從源頭去減少共模噪聲外,通常我們抑制最常用的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲,也就是將共模噪聲阻擋在目標電路外面。即在線路中串聯共模扼流器件。 這樣做的目的是增大共模回路的阻抗,使得共模電流被扼流器所消耗和阻擋(反射),從而抑制線路中的共模噪聲。

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共模扼流器或電感的原理

若在以某種磁性材料的磁環上繞上同向的一對線圈,當交變電流通過時,因為電磁感應而在線圈中產生磁通量。 對于差模信號,產生的磁通量大小相同、方向相反,兩者相互抵消,因而磁環產生的差模阻抗非常小; 而對于共模信號,產生的磁通量大小和方向均相同,兩者相互疊加從而使磁環產生了較大的共模阻抗。 這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小,而對共模噪聲具有很好的濾波性能。 1) 差模電流通過共模線圈,磁力線方向相反,感應磁場削弱,從如下圖磁力線方向可以看出—實線箭頭表示電流方向,虛線表示磁場方向

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2) 共模電流通過共模線圈,磁力線方向相同,感應磁場加強,從如下圖磁力線方向可以看出—實線箭頭表示電流方向,虛線表示磁場方向

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共模線圈的電感或者稱為自感系數,我們知道電感是表征產生磁場的能力。

對于共模線圈或者共模電感,當共模電流流過線圈時,由于磁力線方向相同,在不考慮漏感的情況下,磁通量疊加,其原理是互感。 下圖紅色線圈產生的磁力線穿過藍色線圈,同時藍色線圈產生的磁力線也穿過紅色線圈,彼此相互感應。

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從電感的角度來看,電感量也是成倍增加,磁鏈代表了總磁通量。 對于共模電感,當磁通量是原來的2倍時,匝數沒有發生變化,電流也沒沒有發生變化,此時電感量增加為原來的2倍,意味著等效磁導率變為原來的2倍。

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等效磁導率何以增加一倍,從下面的電感公式來看,由于匝數N不改變、磁路和磁芯截面積由磁芯的物理尺寸決定,因此也沒有改變,唯一就是磁導率u增加了一倍,因而可以產生更多的磁通量。

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所以,共模電感在共模電流通過時,工作在互感模式下。 在互感的作用下,等效電感量被成倍增加,共模感抗也會成倍增加,因而對共模信號有良好的濾波作用,也就是將共模信號用大阻抗阻擋,不讓其通過共模電感,即不讓此信號傳輸到電路的下一級,如下是電感產生的感抗ZL。

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認識共模電感在共模模式下的電感量,主要線索是認識互感,一切的磁性元器件。無論什么名稱只要把握磁場的變化形式,透過現象看磁場變化的本質,也會容易理解。 再者我們要始終把握磁力線,它是我們認識磁場的直觀形式,試想無論同名端或異名端或者互感等概念或磁場現象,我們都是畫磁力線去認識他們的——掌握之前講解的"磁棒繞線法"。

審核編輯 :李倩

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原文標題:電感四條腿?別奇怪,那是共模電感!

文章出處:【微信號:Elec-sunday,微信公眾號:電子芯期天】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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