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共模与差模电感电路的分析与作用

所谓共模信号就是二个大小相等、方向相同的信号。所谓差模信号就是二个大小相等、方向相反的信号。

如图6-23所示是共模和差模电感电路,这也是开关电源交流市电输入回路中的EMI滤波器,电路中的Ll、L2是差模电感器,L3和L4为共模电感器,Cl为X电容,C2和C3为Y电容,该电路输入220V交流市电,输出电压加到整流电路中。

共模电感器电路分析:

开关电源产生的共模噪声频率范围从lOkHz~50MHz,甚至更高,为了有效衰减这些噪声,要求在这个频率范围内共模电感器能够提供足够高的感抗。

示意图

图6-23共模和差模电感电路 图6-25共模电感器实物照片和结构示意图

讲解共模电感器工作原理前应该了解共模电感器结构,这有助于理解共模电感器抑制共模高频噪声。

共模电感器的两组线圈绕在磁环上,绕相同的匝数,同一个方向绕制,只是一组线圈绕在左侧,另一组线圈绕在右侧。共模线圈采用高磁导率的锰锌铁氧体或非晶材料,以提高共模线圈性能。

如图6-25所示,220V交流电是差模电流,它流过共模线圈L3和L4的方向如图6-25中所示,两线圈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,电流方向如图6-26所示,由于共模电流在共模电感器中的同一方向,线圈L3祁L4内产生同方向的磁场,这时增大了线圈L3、L4电感量,也就是增大了L3、L4对共模电流的感抗,使共模电流受到了更大的抑制,达到衰减共模电流的目的,起到了抑制共模干扰噪声的作用。

示意图

图6-25交流电差模电流流过共模电感器示意图 图6-26共模电流流过共模电感器示意图

加上两只Y电容C2和C3对共模干扰噪声的滤波作用,使共模干扰得到了明显的抑制。