什么是共模電感

共模電感有時候也叫共模扼流圈，它是一種用于濾除共模干擾信號的EMC常用元器件之一。

原理：流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過差模電流時，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒有電感量，所以差模電流可以無衰減地通過。因此，共模電感在平衡線路中能夠有效地抑制共模干擾信號，而對線路正常傳輸?shù)夭橹冃盘枱o影響。

共模電感在制作時應(yīng)該改滿足以下要求：

1.繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈地匝間不發(fā)生擊穿短路。

2.當(dāng)線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

3.線圈中地磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者發(fā)生擊穿

4.線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈地寄生電容，增強(qiáng)線圈對瞬時過電壓地承受能力。

共模電感如何抑制共模信號

目前已經(jīng)知道共模信號是兩個幅度相等、相位相同的信號，共模信號一般來自電網(wǎng)，共模信號會影響電路板的正常工作，也會以電磁波的形式干擾周圍環(huán)境。

既然是用電感來抑制共模信號，那么這肯定和磁場相關(guān)。先來介紹通電螺線感，產(chǎn)生的磁場的方向（對于項目應(yīng)用而言，有些場合比如抑制共模信號而言，不太需要定量的計算，電感產(chǎn)生的磁場以及磁通量的大小，感興趣的童鞋，這里推薦一本書可以參考，《《開關(guān)電源中磁性元器件》》趙修科老師）。對于通電螺線管的磁場方向判斷方法為，右手握住螺管，四指指向電流方向，則拇指指向就是磁場方向。接下來介紹一個重要的名詞，即磁通。垂直通過一個截面的磁力線總量稱為該截面的磁通量，簡稱磁通。磁力線是通電螺線管產(chǎn)生的，是實際存在的，只是看不見也摸不著，磁力線是一個閉和的回路，對于通電螺線管，磁力線都要經(jīng)過螺線管內(nèi)部，磁力線是與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比的。如圖3所示為通電螺線管產(chǎn)生磁力線的示意圖。

圖3 螺線管磁力線

如圖4所示為，穿過某一截面的磁通

圖4 穿過截面的磁通

磁通量用F表示，是一個標(biāo)量，單位為韋伯，代號Wb。磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及截面積A的關(guān)系為：

F=BA

從關(guān)系式可以看出，穿過橫截面的磁力線越多，磁通量就越大。對于繞在磁芯上的線圈，在其上通電流i，則線圈的電感L可以表示為：

L=NF/i

N為線圈匝數(shù)。

到此為止，通過上述的簡要概述，可以知道，繞在磁芯上的線圈在匝數(shù)和電流不變時，磁芯中穿過的磁力線越多，那么磁通量就越大，則相對應(yīng)的電感量也越大。電感天生的作用就是阻止流過其上電流的變化，其實質(zhì)是阻止其磁通量的變化。這就是利用共模電感來抑制共模電流的基本原理。

如圖5所示為，共模電流在共模電感上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流I1產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，電流I2產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，兩條黃色箭頭分別表示電流I1和I2在鐵氧體中產(chǎn)生的磁力線，可以看出電流I1和I2產(chǎn)生的磁力線是相加的，故磁通也是相加的，那么電感量就是相加的，電感量越大，對電流的抑制能力就越強(qiáng)。

圖5共模電流在共模電感上的磁通分布

對于共模電感如何抑制共模電流用一句話可以解釋，即共模電感上流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對共模電流起到抑制作用。

當(dāng)兩個線圈流過差模電流時，鐵氧體磁環(huán)中的磁力線相反，導(dǎo)致磁通相互抵消，幾乎沒有電感量，所以差模信號可以基本無衰減的通過（考慮到電感本身具有一定的電阻）。所以不僅對于開關(guān)電源的輸入濾波器加共模電感，在走差分信號線時也可以加上共模電感來抑制共模電流，以防止電路誤觸發(fā)等現(xiàn)象。