共模電感和差模電感特點(diǎn)介紹
發(fā)布時(shí)間:2020-11-30 15:15:07在搞清楚共模電感和差模電感的區(qū)別之前,首先要搞清楚什么是共模電流和差模電流。
差模電流:在一對(duì)差分信號(hào)線上,一對(duì)大小相同、方向相反的信號(hào)一般是電路中的工作電流,信號(hào)線是在信號(hào)線和信號(hào)地之間流動(dòng)的電流。
共模電流:差分信號(hào)線上一對(duì)幅度和方向相同的信號(hào)(或噪聲)的電流。在電路中,接地噪聲通常以共模電流的形式傳播,因此也稱(chēng)為共模噪聲。
除了從源頭上消除共模噪聲外,抑制共模噪聲的方法有很多,但常用的抑制方法是通過(guò)共模電感來(lái)濾除共模噪聲,即保持共模噪聲在目標(biāo)電路之外。即在線串聯(lián)共模電感裝置。其原理是增加共模環(huán)路的阻抗,使共模電流被扼流圈消耗并阻斷(反射),從而抑制線路上的共模噪聲。
共模扼流圈和電感器的原理
如果在一對(duì)方向相同的磁環(huán)周?chē)褂么判圆牧希?dāng)交流電通過(guò)時(shí),由于電磁感應(yīng),線圈中將產(chǎn)生磁通量。由于差模信號(hào)產(chǎn)生的磁通量大小相同,方向相反,相互抵消,所以磁環(huán)產(chǎn)生的差模阻抗很小;但由于共模信號(hào)產(chǎn)生的磁通量大小和方向相同,相互疊加,所以磁環(huán)產(chǎn)生的共模阻抗非常大。這一特性使得共模扼流圈對(duì)差模信號(hào)影響很小,對(duì)共模噪聲有很好的濾波效果。
差模電流通過(guò)共模線圈,磁力線方向相反,感應(yīng)磁場(chǎng)減弱。磁力線的方向可以從下圖看出,實(shí)線箭頭表示電流方向,虛線表示磁場(chǎng)方向。
當(dāng)共模電流通過(guò)共模線圈時(shí),磁力線方向一致,感應(yīng)磁場(chǎng)增強(qiáng)。從下圖可以看出,磁力線的方向如下:實(shí)線箭頭表示電流的方向,虛線表示磁場(chǎng)的方向。
眾所周知,共模線圈的電感或自感系數(shù)表示產(chǎn)生磁場(chǎng)的能力。對(duì)于共模線圈或共模扼流圈,當(dāng)共模電流流過(guò)線圈時(shí),由于磁通量方向相同,磁通量疊加,其原理是互感。下圖中紅色線圈產(chǎn)生的磁通量通過(guò)藍(lán)色線圈,藍(lán)色線圈產(chǎn)生的磁通量通過(guò)紅色線圈,產(chǎn)生互感。
就電感而言,電感相乘,磁鏈代表總磁通。就共模電感而言,當(dāng)磁通量是原磁通量的兩倍時(shí),匝數(shù)不變,電流不變,這意味著電感增加了兩倍,等效磁導(dǎo)率也增加了兩倍。
為什么等效磁導(dǎo)加倍?根據(jù)下面的電感公式,由于匝數(shù)n不變,磁路和磁芯的截面積由磁芯的物理尺寸決定,所以是不變的,但是磁導(dǎo)率u翻倍,所以可以產(chǎn)生更多的磁通量。
因此,當(dāng)共模電流通過(guò)共模電感時(shí),它工作在互感模式,在互感模式下,等效電感被消耗得更多,所以共模電感的阻抗會(huì)成倍增加,從而對(duì)共模信號(hào)有很好的濾波效果,即阻擋大阻抗的共模信號(hào),防止其通過(guò)共模電感,即不把這個(gè)信號(hào)傳遞到電路的下一層,比如電感產(chǎn)生的感抗ZL。
要區(qū)分共模扼流圈和差模電感,最重要的是有幾個(gè)繞組,兩個(gè)繞組的共模扼流圈和一個(gè)繞組的差模電感。
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