03.03 為什麼在電子產品的電源部分經常會有個共模電感?

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電子產品的電源部分經常有個共模電感,這個電感是起雙向濾波作用的,一是用來濾除共模干擾信號影響後級電路,二是濾除後級電路產生的電磁干擾影響電網。



共模電感是由兩個相同線圈分別繞在鐵芯兩端製成的,共模信號是指放大器兩個輸入端是同相位並且大小相等的信號,而題主所說電子產品的電源都是交流電輸入,而交流電就是一個差模信號,它流過共模電感的兩個線圈時,兩個線圈電流產生的磁場方向相反被相互抵消掉,所以共模電感是對正常交流電流不起作用的。


而電源當中的共模信號是指火零兩根線分別對地的噪聲,因為大小相等,相位相同所以稱為共模干擾信號。用共模電感就是濾除這種噪聲的,當有共模信號流過共模電感時,由於共模電流的同相性,會在兩個線圈內產生相同的磁場從而增大感抗,使共模信號衰減,達到濾波的目的。

另外,由於開關電源中開關管高速開關的影響會產生電磁干擾,為防止此干擾型號串入電網影響其他用電器使用,所以加入共模電感和兩個Y電容,用來吸收火零在線的噪聲和抑制共模干擾信號。

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很高興,關於電學的問題越來越多了,下面我為題主解答一下。


題主觀察的很仔細,確實,共模電感對於電源產品來說是很重要的器件,接下來我就共摸電感簡單分析一下。


什麼是共模電感?

先上一張圖,大家體會一下共模電感

共模電感,又叫電源濾波器,從結構上說是一個鐵氧體為磁芯,由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈,對稱纏在磁芯(鐵氧體)上,常見管腳數目是四個管腳。


共模電感的等效電路


在PCB原理圖上,是這樣子的:

在這張原理圖上,直流電源輸入端就加入了濾波電感,接法在圖上也可看出來。


具體接法:

同一個繞組的兩個端子避免接在電源的正負極上,請參考PCB原理圖接入即可


共模電感的作用?

前面說了那麼多,還沒有說共模電感到底是幹嘛用的。下面說一下共模電感的具體用法,一言以蔽之,共模電感用來抑制共模噪聲的


為什麼需要抑制共模噪聲呢?

共模信號是作用在運放兩個輸入端信號(a,b)的相同成分,一般由於線路傳導和磁場干擾產生的。 共模 (a+b)/2

一般情況下,我們不希望這種信號存在。相反,差模信號是兩個輸入端信號的差,(a-b)/2

因此,如果共模信號很大,會影響到實際需要的差模信號的傳輸。


怎麼衡量共模抑制的能力呢?

在這裡要引入一個概念,共模抑制比CMRR。

共模抑制比CMRR:是用來來衡量差分放大電路抑制共模信號的能力。

具體概念比較繞口,它是運放對差模信號的電壓放大倍數與對共模信號的電壓放大倍數之比。當然,CMRR越大,放大器的性能越好。




最後再送一張,共模電感的示意圖


有任何疑問或者我那個地方不正確可以在評論區回覆我哈


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