








混成式共模电感的原理与功能:
在常规单级EMI滤波器电路中,如图一,有共模噪声滤波器(LCM、CY1与CY2)与差模噪声滤波器(LDM、CX1与CX2)分别形成”LC滤波器”衰减共模与差模噪声。共模电感通常以高导磁锰锌(Mn-Zn)铁氧体(Ferrite)制成,电感值可达1~50mH。共模电感器,如图二,由于绕线极性安排,虽然两组线圈分别流过负载电流,但铁芯内部磁力线互相抵消,一般不存在铁芯饱和的问题。常用的铁芯有环型(Toroidal)、UU型(UU-9.8、UU-10.5等)、ET型与UT型,如图三。为了获得足够的共模电感值,要尽量让两组线圈的耦合达到,所以多采用施工成本较高的环型或一体成型电感的ET与UT铁芯。 二、共模滤波器(a)环型(b)ET型(c)UU型(d)UT型: 从共模电感的工作原理与等效电路来看,如图四所示,双绕组的共模电感虽然有很好的耦合,但是还是存在漏电感,漏电感就是由漏磁通造成。这个漏电感在等效上串联在电路上,功能上与差模电感无异。所以可以说,共模电感器的漏电感可以利用来做为差模滤波器。然而如图三所示的共模电感器,由于机械结构的关系,其漏电感都很小,约莫在数mH到100mH。如果要得到更大的漏电感,只有增加匝数一途,如此一来,线径变细,电流耐受降低。要改善只有增加铁芯尺寸,当然也增加了滤波器的体积与成本。许多要求极高共模电感的应用,其实不在滤除共模噪声,而是要得到较大的漏电感当差模滤波器用,只是许多工程师不甚清楚罢了。 三、共模电感器的等效模型: 为了增加共模电感的漏电感,特殊的铁芯结构与绕线方法称为混成式共模电感器(Integratemon-modeChoke)或者称混成共模电感器(Hybrimon-modeChoke),如图五所示。这样的结构,不仅可以保留共模电感量以充分滤除共模噪声,而且其漏电感形成的差模电感可以高达数百mH,配合适当的X电容,可以有效的滤除中低频段(150kHz~3MHz)的差模信号。实验证明混成式共模电感器不仅具有很好的滤波特性,低成本与小体积更是大的优点。

共模滤波电感用在什么场合?注意什么
一、共模滤波电感用在什么场合呢? 共模滤波电感流变化较大或整流后的脉动直流中混有大量高频纹波的场合(譬如,各种开关电源及DC-DC电源)。下面我们用感抗和容抗来解释一下电感是如何滤波的?电感构成的LC滤波电路。以上是一个电感和电容构成的LC滤波电路。我们知道,电感对交流电感构成的LC滤波电路。 二、共模滤波电感如何选用电感?电容值的方法是什么? 电感值的选用除了考虑所想滤掉的噪声频率外,还要考虑瞬时电流的反应能力。如果LC的输出端会有机会需要瞬间输出大电流,则滤波共模电感电感值太大会阻碍此大电流流经此电感的速度,增加纹波噪声。 电容值则和所能容忍的纹波噪声规范值的大小有关。纹波噪声值要求越小,电容值会较大。而电容的ESR/ESL也会有影响。另外,如果这LC是放在开关式电源)的输出端时,还要注意此LC所产生的极点零点对负反馈控制回路稳定度的影响。 2、模拟电源处的滤波经常是用LC电路。但是为什么有时LC比RC滤波效果差? LC滤波效果的比较必须考虑所要滤掉的频带与电感值的选择是否恰当。因为电感的感抗(reactance)大小与电感值和频率有关。如果电源的噪声频率较低,而电感值又不够大,这时滤波效果可能不如RC。但是,使用RC滤波要付出的代价是电阻本身会耗能,效率较差,且要注意所选电阻能承受的功率。 3、在电路板尺寸固定的情况下,如果设计中需要容纳更多的功能,就往往需要提高PCB的走线密度,但是这样有可能导致走线的相互干扰增强,同时走线过细也使阻抗无法降低,请介绍在高速(>100MHz)高密度PCB设计中的技巧在设计B时,串扰(crosstalkinterference)确实是要特别注意的,因为它对时序(timing)与信号完整性(signalintegrity)有很大的影响。


