在AC交流电源中,共模电感元件是一种重要的滤波元件,主要用于抑制共模干扰,提升电源的电磁兼容性(EMC)性能。
1、共模电感作用
滤除共模干扰:共模电感通过其特殊的绕组结构,能够有效抑制两根电源线上同时出现的、幅度和相位相同的共模干扰信号。
提升EMC性能:在AC/DC转换器、开关电源等设备中,共模电感能够防止高频开关噪声(如MOSFET/IGBT开关产生的共模干扰)通过电源线传导到电网或干扰其他设备。
2、共模电感工作原理
共模电感由两组绕在同一磁芯上的线圈组成。当差模信号(正常的工作信号)通过时,由于绕组方向相反,磁场相互抵消,对差模信号基本无影响;而当共模信号通过时,磁场同向叠加,产生电感抗,从而抑制共模信号的通过。
并绕式共模电感
3、共模电感规格与选型
共模电感绕线:按照绕线方式不同,共模电感有分绕和并绕,通过这特征可以快速选型。
磁芯材料:常用的磁芯材料包括铁氧体、纳米晶和非晶材料。铁氧体成本较低,适用于低频到高频段;纳米晶和非晶材料则具有更好的高频特性和高磁导率,适用于高频干扰抑制。
线圈绕组:绕组匝数和线径根据应用需求而定。匝数较多可增强共模抑制效果,但会增加直流电阻,导致功率损耗增加。大电流应用中通常采用较粗的线径以减小电阻。
4、共模电感应用场景
开关电源:用于抑制高频开关噪声,防止干扰传导。
通信设备:防止高频共模噪声干扰数据传输,提升信号完整性。
汽车电子:抑制充电过程中的共模噪声,保护电池管理系统。
总之,共模电感在AC交流电源中是不可或缺的元件,能够有效提升电源的可靠性和兼容性。