共模電感與差模電感的區(qū)別

1、共模電感與差模電感的區(qū)別電源濾波器的設(shè)計(jì)通常可從共模和差模兩方面來思索。共模濾波器最緊要的局部就是共模扼流圈，與差模扼流圈相比，共模扼流圈的一個(gè)明顯長處在于它的電感值極高，并且體積又小，設(shè)計(jì)共模扼流圈時(shí)要思索的一個(gè)緊要Issue何題）是它的漏感，也就是差模電感。通常，計(jì)算漏感的方法是假定它為共模電感的1%,實(shí)踐上漏感為共模電感的0.5%4%之間。在設(shè)計(jì)最優(yōu)功能的扼流圈時(shí)，這個(gè)誤差的影響能夠是不容無視的。漏感的緊要性漏感是如何構(gòu)成的呢？嚴(yán)密繞制，且繞滿一周的環(huán)形線圈，即便沒有磁芯，其全部磁通都集中在線圈“芯”內(nèi)。但是，假如環(huán)形線圈沒有繞滿一周，或許繞制不嚴(yán)密，那么磁通就會(huì)從芯中走漏出來。這種效應(yīng)

2、與線匝間的絕對(duì)間隔和螺旋管芯體的磁導(dǎo)率成反比。共模扼流圈有兩個(gè)繞組，這兩個(gè)繞組被設(shè)計(jì)成使它們所流過的電流沿線圈芯傳導(dǎo)時(shí)方向相反，從而使磁場(chǎng)為0。假如為了平安起見，芯體上的線圈不是雙線繞制，這樣兩個(gè)繞組之間就有十分大的間隙，自然就引發(fā)磁通“走漏”，這即是說，磁場(chǎng)在所關(guān)懷的各個(gè)點(diǎn)上并非真正為0。共模扼流圈的漏感是差模電感?，F(xiàn)實(shí)上，與差模有關(guān)的磁通必需在某點(diǎn)上分開芯體，換句話說，磁通在芯體內(nèi)部構(gòu)成閉合回路，而不只僅只局限在環(huán)形芯體內(nèi)。假如芯體具有差模電感，那么，差模電流就會(huì)使芯體內(nèi)的磁通出現(xiàn)偏離零點(diǎn)，假如偏離太大，芯體便會(huì)出現(xiàn)磁飽和景象，使共模電感根本與無磁芯的電感一樣。后果，共模輻射的強(qiáng)度就好像電

3、路中沒有扼流圈一樣。差模電流在共模環(huán)形線圈中引發(fā)的磁通偏離可由下式得出：式中，是芯體中的磁通變化量，Ldm是測(cè)得的差模電感，是差模峰值電流，n為共模線圈的匝數(shù)。B總，使之小于B飽和，從而避免芯體出現(xiàn)磁飽和景象，有以下規(guī)律：式中，是差模峰值電流，Bmax是磁通量的最大偏離，n是線圈的匝數(shù)，A是環(huán)形線圈的橫截面積。Ldm是線圈的差模電感。共模扼流圈的差模電感能夠按如下辦法測(cè)得：將其一引腿兩端短接，接著測(cè)量另外兩腿間的電感，其示值即為共模扼流圈的差模電感。共模扼流圈綜述濾波器設(shè)計(jì)時(shí)，假定共模與差模這兩局部是彼此獨(dú)立的。但是，這兩局部并非真正獨(dú)立，由于共模扼流圈能夠提供十分大的差模電感。這局部差模電感

4、可由分立的差模電感來模仿。為了應(yīng)用差模電感，在濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)程中，共模與差模不應(yīng)一同實(shí)行，而應(yīng)該依據(jù)一定的順序來做。首先，應(yīng)該測(cè)量共模噪聲并將其濾除掉。采用差模抑制網(wǎng)絡(luò)（DifferentialModeRejectionNETWORK），能夠?qū)⒉钅３煞窒?，因而就能夠間接測(cè)量共模噪聲了。假如設(shè)計(jì)的共模濾波器要一同使差模噪聲不超越允許領(lǐng)域，那么就應(yīng)測(cè)量共模與差模的混合噪聲。由于已知共模成分在噪聲容限以下，因而超標(biāo)的僅是差模成分，可用共模濾波器的差模漏感來衰減。關(guān)于低功率電源零碎，共模扼流圈的差模電感足以處理差模輻射Issue何題），由于差模輻射的源阻抗較小，因而唯有極大批的電感是有用的。雖然大批

5、的差模電感十分有用，但太大的差模電感能夠使扼流圈出現(xiàn)磁飽和?？砂凑展剑?）作容易計(jì)算來防止磁飽和景象的出現(xiàn)。用LISN原理測(cè)量共模扼流圈飽和特性的辦法測(cè)量共模線圈磁芯（全體或局部）的飽和特性通常是很困難的。經(jīng)過容易的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩闯龉材V波器的衰減在多大水平上受由60Hz編置電流引發(fā)的電感減小量的影響。實(shí)行此項(xiàng)測(cè)試需求一臺(tái)示波器和一個(gè)差模抑制網(wǎng)絡(luò)（DMRN）。首先，用示波器來監(jiān)測(cè)線電壓。按如下辦法從示波器的A通道輸出信號(hào)，將示波器的時(shí)刻基準(zhǔn)置為2ms/div，接著將觸發(fā)信號(hào)加在A通道上，在交流電壓到達(dá)峰值時(shí)會(huì)有線電流發(fā)生，此時(shí)濾波器效能的升級(jí)是預(yù)料中的事情。差模抑制網(wǎng)絡(luò)（DMRN）的輸出端銜接到

6、LISN，輸入端用50的阻抗實(shí)行婚配且與示波器的B通道相連。當(dāng)共模扼流圈任務(wù)在線性區(qū)時(shí)，在輸出電流動(dòng)搖時(shí)期，B通道監(jiān)測(cè)到的發(fā)射增長值不超越610DB。圖1為此測(cè)試在示波器上顯示的后果，下面的曲線為共模發(fā)射；上面的曲線為線電壓。在線電壓峰值時(shí)期，橋式整流器正導(dǎo)游通且傳送充電電流。圖1示波器上顯示的由于60Hz充電電流引發(fā)的共模扼流圈的升級(jí)假如共模扼流圈到達(dá)飽和，那么在輸出浪涌增長時(shí)，發(fā)射將會(huì)增長。假如共模扼流圈到達(dá)強(qiáng)飽和，發(fā)射強(qiáng)度與不加濾波器時(shí)的狀況是一樣的，也就是說很輕易到達(dá)40dB以上。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用其他辦法來說明。發(fā)射最小值（線電流為0的時(shí)分）是濾波器無偏置電流時(shí)展現(xiàn)出來的效果。峰值發(fā)射

7、與最小發(fā)射的比率，即升級(jí)因子，用來權(quán)衡線電流偏移量對(duì)濾波器實(shí)踐效果的影響。升級(jí)因子較大標(biāo)明共模扼流圈磁芯整個(gè)沒有失掉恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用，較好的濾波器的“固有升級(jí)因子”差不多在24之間。它是由兩種景象發(fā)生的：第一，60Hz充電電流引發(fā)的電感減?。ㄈ缟纤觯?；第二，橋式整流器的正向及反導(dǎo)游通。共模發(fā)射的等效電路由一個(gè)阻抗約為200PF的電壓源、二極管阻抗和LISN的共模阻抗構(gòu)成，如圖2所示。當(dāng)橋式整流器正向偏置時(shí)，在源阻抗、25和LISN共模阻抗之間會(huì)發(fā)生分壓景象。當(dāng)橋整流器反向偏置時(shí)，在源阻抗、整流橋反偏電容、LISN之間發(fā)生分壓景象。當(dāng)二極管整流橋反向偏置電容較小時(shí)，對(duì)共模濾除有一定效果。當(dāng)整流橋正向

8、偏置時(shí)則對(duì)共模濾除沒有影響。圖2共模輻射等效電路由于發(fā)生了分壓，固有升級(jí)因子的預(yù)期值為2左右。實(shí)踐值的變化十分大，重要取決于源阻抗和二極管整流橋反向偏置電容的實(shí)踐大小。在Flugan創(chuàng)造的一個(gè)電路中，恰是使用電流原理測(cè)量共模扼流圈飽和特性的辦法用這個(gè)原理來減小鎮(zhèn)流器的傳導(dǎo)發(fā)射的。假如測(cè)試人員十分慎重，那么就能夠采取相似MIL-STD-461中的測(cè)試安裝來檢測(cè)共模扼流圈的飽和特性。這個(gè)原理的使用如下：測(cè)試時(shí)采用兩只電流探頭，低頻探頭監(jiān)測(cè)線電流，高頻探頭僅測(cè)量共模發(fā)射電流。線電流監(jiān)視器做為觸發(fā)源。只是，運(yùn)用電流探頭的一個(gè)隱患是差模電流衰減是管芯內(nèi)繞組導(dǎo)線對(duì)稱性的函數(shù)。假如精心合理布置繞線布局的話，

9、30DB左右的差模電流衰減是可以失掉的。即便到達(dá)這個(gè)衰減值，測(cè)得的差模重量也能夠超越預(yù)期的共模重量值?？捎萌缦聝身?xiàng)技巧來處理這一Issue何題）：第一,將一只6kHz轉(zhuǎn)機(jī)頻率的高階高通濾波器與示波器串聯(lián)（留意使用50的終端阻抗實(shí)行婚配）。第二，在每只10F的電容與電源總線之直接入一根導(dǎo)線。為了測(cè)量共模輻射，電流探頭應(yīng)夾在這些載有極小線電流的導(dǎo)線近旁。共模扼流圈內(nèi)存在的差模與共模磁通為了疾速且粗淺地說明共模扼流圈的作用，可思索采用以下闡述：“共模扼流圈管芯兩側(cè)的磁場(chǎng)互相抵消，因而不存在磁通使管芯飽和。”雖然這種闡述對(duì)共模扼流圈作用的直覺敘說詳細(xì)化了，但本質(zhì)上并非如此。參照以下圍繞麥克斯韋方程所實(shí)行的討論：* 假定電流密度J發(fā)生磁場(chǎng)H，那么就可得出結(jié)論：左近的另一個(gè)電流不會(huì)抵消或阻攔制止磁場(chǎng)或許是由此而發(fā)生的電場(chǎng)。* 一樣一個(gè)相鄰的電流能夠招致磁場(chǎng)途徑的改動(dòng)。* 在環(huán)形共模電感的特別場(chǎng)所中，每條引線中的差模