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市电220V输入增加共模电感作用

1:定义:
共模电感即扼流圈,两组线圈绕在磁环上,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,匝数和相位都相同,形成一个四端器件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。

2:作用
两根电源线对地之间干扰叫共模干扰,两根电源线之间的干扰叫差模干扰,当电感和电容组合成滤波器,可以使滤波效果更好,电感电容起作用的频段也会不同,和Y电容起到滤除共模干扰的作用,X电容主要是短路信号的作用,减小差模信号流过的路径,进而减少电路中寄生参数引起的震荡造成高频发射。
开关电源产生的共模噪声频率范围从 10kHz~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。

主要是考虑EMC电磁兼容性,减少辐射、降低高频共模噪音;其对共模噪音有明显的抑制作用,工作原理是当共模电流通过元件时,两个电感的电感量会叠加。但是对于差模噪音,两个电感量相当于取差,电感值减小,抑制效果会削弱。主要作用是可以隔离共模信号,衰减外部共模干扰,从而降低对电源的影响。还可以衰减内部共模信号,降低对电网的影响。
实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰。

(A) 正常的交流电流流过共模电感器分析。如下图所示,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尼(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220V交流电感抗很小,不影响220V交流电对整机的供电。   



(B) 共模电流流过共模电感器分析。当共模电流流过共模电感器时,电流方向如图所示。由于共模电流在共模电感器中为同方向,线圈L3和L4内产生同方向的磁场,这时增大了线圈L3、L4的电感量,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。   加上两只Y电容C2和C3对共模干扰噪声的滤波作用,共模干扰得到了明显的抑制。




3:共模电感在制作时应满足以下要求:

    1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

    2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。

    3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

    4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

4:差摸电感:如下图所示是差模电感器电路,差模电感器L1、L2与X电容串联构成回路,因为L1、L2对差模高频干扰的感抗大,而X电容C1对高频干扰的容抗小,这样将差模干扰噪声滤除,而不能加到后面的电路中,达到抑制差模高频干扰噪声的目的。