市場規模與增長
全球市場規模:2023年約12億美元,年復合增長率(CAGR)6.5%(2024-203)
增長驅動因素:
各國EMC法規趨嚴
區域市場分布
領域 市場份額 典型場景
汽車電子 30% 新能源汽車(電驅系統、車載網絡)
通信基礎設施 10% 基站、數據中心、光纖設備
價格區間
消費級:0.1~0.5美元/顆(如USB接口用貼片電感)
工業級:0.5~2美元/顆(高耐壓、寬溫度范圍型號)
車規級:2~10美元/顆(AEC-Q200認證,如TDK ACT45系列)
代理業務
新能源汽車電驅系統(SiC模塊配套共模電感)
數據中心高速光模塊(100G/400G以太網電感)
市場需求量預測
新能源汽車:2025年車用共模電感需求超2億顆
5G基站:單基站需20-30顆高頻電感,全球年需求超5億
產品功能
PRODUCT FEATURES
共模電感的功能
1、抑制共模噪聲
共模噪聲:指電路中兩根導線(如電源線、信號線)對地(或參考平面)同時存在的同方向、同幅度的干擾信號。
工作原理:共模電感對共模電流呈現高阻抗,通過磁芯的磁場耦合抵消共模噪聲能量,將其反射回源頭或轉化為熱量消耗。
2、提供高頻阻抗路徑
在共模噪聲的頻率范圍內(通常為幾十kHz至數百MHz),電感的高阻抗特性可阻斷噪聲傳播路徑,防止其通過電纜或電路輻射出去。
3、隔離干擾
防止外部干擾(如電網浪涌、射頻干擾)通過電源線或信號線進入系統,同時抑制系統內部噪聲向外輻射。
4、保持差模信號完整性
對差模信號(有用信號)的阻抗極低,幾乎不影響其傳輸特性。
差分信號/單線信號
差分信號/共模信號
差分傳輸是一種信號傳輸的技術,區別于傳統的一根信號線一根地線的做法,差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號,這兩個信號的振幅相同,相位相反。在這兩根線上的傳輸的信號就是差分信號。信號接收端比較這兩個電壓的差值來判斷發送端發送的邏輯狀態。在電路板上,差分走線必須是等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的兩根線。
共模信號是作用在差分放大器或儀表放大器同相、反相輸入端的相同信號。例如,平衡線對中引入到兩個平衡端的噪聲電壓。另外一個例子是加在平衡線上的直流電壓(例如:由于信號源與接收器之間的地電位差而產生的直流電平)。
任何兩個信號都可以分解為共模信號和差模信號。共模信號是作用在差分放大器或儀表放大器兩個輸入端的相同信號,通常是由于線路傳導和空間磁場干擾產生的,是不希望出現的信號,差模信號是兩個輸入端信號的相位相差180度。如果共模信號被放大很多,會影響到真正需要放大的差模信號。
差模信號是電路的核心功能載體,需通過濾波保留其完整性;
共模信號是EMI的主要源頭,需通過隔離、屏蔽和濾波徹底抑制;
協同設計:結合差模與共模抑制措施(如π型濾波器),并優化PCB布局與接地,是實現高可靠EMC設計的關鍵。
選型參數
速率差異與應用場景
APPLICATION SCENARIO
(1) 10/100Mbps PHY
應用場景:
車載診斷:OBD-II接口(100BASE-T1)
(2) 1Gbps PHY
應用場景:
消費電子:4K電視、NAS存儲
工業相機:機器視覺(實時圖像傳輸)
企業網絡:千兆交換機、路由器
(3) 2.5G/5G PHY(Multi-Gigabit)
應用場景:
工業控制:PLC、傳感器網絡(如Modbus TCP)
智能家居:智能插座、低功耗物聯網設備(如Zigbee網關)
車載診斷:OBD-II接口(100BASE-T1)
(4) 10G/25G PHY
應用場景:
數據中心:服務器互聯(SFP+/QSFP28)
5G基站:前傳網絡(eCPRI over 25G)
超高清視頻制作:8K視頻實時傳輸
(5) 40G/100G及以上 PHY
應用場景:
AI/超算集群:GPU/TPU互聯(InfiniBand替代)
核心骨干網:城域網/跨數據中心互聯
光通信:CPRI/OBSAI光纖前傳
共模電感的應用領域
GROWTH DRIVERS
差分信號通信系統
差分信號傳輸依賴兩條相位相反的導線,共模電感可有效抑制共模噪聲,提升信號完整性:
以太網(Ethernet)
千兆以太網(如1000BASE-T)的差分線對(如RJ45接口)中,共模電感濾除高頻共模噪聲,確保高速數據傳輸的穩定性。
USB(Universal Serial Bus)
USB 2.0/3.0的D+/D-差分對使用共模電感,抑制由電源或外部環境引入的共模干擾,防止數據傳輸錯誤。
HDMI/DisplayPort
高速視頻接口的差分信號線(如TMDS通道)中,共模電感減少高頻輻射干擾,提升電磁兼容性(EMC)。
LVDS(低壓差分信號)
顯示屏接口(如LCD、OLED驅動電路)中,共模電感抑制顯示屏驅動芯片與主板間的共模噪聲。
工業與車載通信
工業及車載環境電磁干擾(EMI)復雜,共模電感用于保護通信總線:
CAN總線(Controller Area Network)
車載CAN總線中,共模電感濾除引擎點火、電機驅動等產生的共模噪聲,確保關鍵控制信號的可靠性。
工業長距離通信中,共模電感防止地電位差和共模噪聲干擾,提升抗干擾能力。
工業以太網(Profinet、EtherCAT)
工業自動化網絡中,共模電感抑制電機、變頻器等設備的高頻噪聲對通信的影響。
無線通信模塊
無線通信系統對信號純凈度要求極高,共模電感用于射頻(RF)電路:
天線饋線和射頻電路中,共模電感抑制共模干擾,減少信號失真和誤碼率。
蜂窩通信(4G/5G模塊)
基站和移動設備的天線電路中,共模電感減少高頻噪聲對射頻信號的干擾。
電源與信號混合系統
在電源與信號共存的系統中,共模電感隔離噪聲路徑:
PoE(Power over Ethernet)
以太網供電系統中,共模電感同時濾除電源和數據的共模噪聲,避免相互干擾。
開關電源的輸入/輸出端,共模電感抑制高頻開關噪聲通過電源線耦合到通信線路。
高速數字電路
高速數字信號易受共模噪聲影響,共模電感用于關鍵信號線:
PCIe(高速串行總線)
PCIe接口的差分信號線中,共模電感降低高速切換引起的共模輻射。
DDR內存接口
內存數據總線上,共模電感抑制高頻噪聲,提升時序穩定性。
審核編輯 黃宇
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共模電感
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