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共模与差模电感电路的分析与作用

2023年04月10日17:52 

所谓共模信号,就是两个大小相等、方向相同的信号。所谓差模信号,就是两个大小相等、方向相反的信号。

共模和差模电感电路,也是开关电源交流电源输入回路中的EMI滤波器,电路中的L1和L2是差模电感,L3和L4是共模电感,Cl是X电容、C2和C3是Y电容,电路输入220V交流电源,输出电压加到整流电路。

开关电源产生的共模噪声的频率范围是从10kHz到50MHz,甚至更高。为了有效地衰减这些噪声,要求共模电感能够在此频率范围之内提供足够高的电感。共模电感器的两组线圈以相同的匝数和相同的方向绕在磁环之上,只不过一组线圈绕在右侧,另一组线圈绕在左侧。所述共模线圈采用锰锌铁氧体或高导磁率的非晶材料,以提高共模线圈的性能。

220V交流电是差模电流,它流过共模线圈L3和L4的方向,两线圈之中电流产生的磁场方向相反而抵消,这时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(这一影响很小),以及少量因漏感造成的阻值(电感),加上220V交流电的频率只有50Hz,共模电感器电感量不大,所以共模电感器对于正常的220交流电感抗很小,不影响220V交流电对整机的供电。

当共模电流流过共模电感器时,由于共模电流在共模电感器中方向相同,因此在线圈L3和L4之中产生方向相同的磁场,从而增加了线圈L3和L4的电感,同时增加L3和L4对共模电流的电感电抗,使共模流受到更大的抑制,从而达到衰减共模噪声的目的,起到抑制共模干扰噪声的作用。

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