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共模电感

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.共模电感工作原理

共模电感在电路中,差模信号通过共模电感时,差模信号在磁芯中产生的磁通,大小相等、方向相反,(如下图红色表示)。刚好抵消,净磁通为零,所以共模电感对差模信号感感抗很小;而当共模EMI信号通过共模电感时,两个线圈产生的磁通时相互加强,(如下图蓝色表示),增大了两个线圈对共模电流的感抗,使共模电流受到更大的抑制,达到衰减共模电流的目的,共模电感能将EMI能量转化为热量的形式滤除掉。(红色差模信号,蓝色共模信号)

二.共模电感漏磁

理想共模电感是不存在的,共模电感在工作中,当然有漏磁。下图是测试共模电感漏感方法:N2短接,测N1两端电感。会得到一个较小的感量,就是这个共模电感的漏感。                                          

         

令:

N1总磁通:Φ1

N1漏磁通:Φ1

N1主磁通:Φ1

N2总磁通:Φ2

N2漏磁通:Φ2

N2主磁通:Φ2

则有如下关系:

N1总磁通等于N1绕组主磁通+N1绕组漏磁通:

Φ1=Φ1+Φ1

N1绕组主磁通等于N2绕组总磁通:

Φ1= N2

N2总磁通等于N2绕组主磁通+N2绕组漏磁通:

Φ2=Φ2+Φ2

通过N1的净磁通Φ等于N1总磁通-N2绕组感应的抵消N1绕组的磁通(N2主磁通):

Φ=Φ1-Φ2=Φ1+Φ2

 

根据,电感量在数值上等于其产生的磁通,所以当N2短接时,测得的电感量(漏感),其对应的磁通是Φ1+Φ2漏,而不仅仅是N1绕组产生的漏感。所以共模电感的漏感是N1漏感+N2漏感

 

三.共模电感磁饱和

1.共模电感饱和原理

理想共模电感N1N2产生的磁通,相互抵消,不会饱和。但是共模电感在电路中工作时,由于漏感的存在,磁芯中是有漏磁通的。当漏磁较大时,除以截面积得到的B超过磁芯Bs时,磁芯就饱和了。

2.磁芯漏磁通

磁芯主磁通是线圈产生的磁通经过磁芯组成闭合回路;

磁芯漏磁通是线圈产生的磁通由(至少)线圈包围的磁芯和空气组成闭合回路,所以漏磁是有经过磁芯的。

共模电感N1N2产生的主磁通(通过磁芯组成闭合回路)大小相等、方向相反,相互抵消。磁芯中的磁通仅剩漏磁通,当漏磁通过大时,磁芯会饱和。

 

四.共模电感在电路中的电感量

1.共模电感量

共模电感的共模电感量是两个线圈并联,将共模电感看作一个整体,两个线可看作一个线。如下图测试可得共模电感量。



2.差模电感量

共模电感的差模电感量就是共模电感的漏感N1N2产生的磁通绝大部分相互抵消,极小部分由空间组成回路形成漏磁通,产生差模电感量。如下图测试可得差模电感量






END





差共模一体电感

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