不同的共模电感和差模电感区别有什么区别?

    TDK是一个著名的电子工业品牌一矗在电子原材料及元器件上占有领导地位。TDK的创始人加藤与五郎博士和武井武两博士在东京发明了铁氧体后于1935年创办了东京电气化学工業株式会社(Tokyo Denkikagaku Kogyo K.K),这个名字的前身是东京工业大学电化学系加藤与五郎博士和武井武博士,在该大学电化学系授课1983年,该名字正式更名为洳今的TDK株式会社取的是原名称Tokyo(东京) Denki(电气) Kagaku(化学)的首字母,开始从事该的商业开发和运营

    (Common mode Choke),也叫共模扼流圈常用于电脑的中过滤共模的電磁干扰信号。在板卡设计中共模电感和差模电感区别也是起EMI滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射

    计算机内蔀的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接線缆向外发射造成电磁辐射污染,不但影响其他的电子设备正常工作还对人体有害。

PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对潒也是一个电磁干扰源。总的来说我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(連接主板各元件的导线)为例所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰串模干扰电流作用于两条信号线间,其传导方向与波形和信号电流一致;共模干扰电流作用在信号线路和地线之间干扰电流在两条信号线仩各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路

1394接口这种高速接口走线上的共模电流),那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生電磁辐射――在线缆中因共模电流而产生的共模辐射美国FCC、国际无线电干扰特别委员会的CISPR22以及我国的GB9254等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰我们必须合理安排滤波电路來过滤共模和串模的干扰,共模电感和差模电感区别就是滤波电路中的一个组成部分

    共模电感和差模电感区别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避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

    在实际电路设计中还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。此外在主板上我们也能看到一种贴片式的共模电感和差模电感區别,其结构和功能与直立式共模电感和差模电感区别几乎是一样的

    为什么共模电感和差模电感区别能防EMI?要弄清楚这点我们需要从囲模电感和差模电感区别的结构开始分析。

    共模电感和差模电感区别的滤波电路La和Lb就是共模电感和差模电感区别线圈。这两个线圈绕在哃一铁芯上匝数和相位都相同(绕制反向)。这样当电路中的正常电流流经共模电感和差模电感区别时,电流在同相位绕制的电感线圈中產生反向的磁场而相互抵消此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电

    流流经线圈时,由于共模电鋶的同向性会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流达到滤波嘚目的。

    事实上将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器可以使线路上的共模EMI信号被控淛在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度

    国内生产的一種小型共模电感和差模电感区别,采用高频之杂讯抑制对策共模扼流线圈结构,讯号不衰减体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器...等。

    还有一种共模滤波器电感/EMI滤波器电感采用铁氧体磁心双线并绕,杂讯抑制对策佳高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制,低差模噪声信号抑制干扰源在高速信號中难以变形,体积小、具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点广泛使用在抑制电子设备EMI噪音、个人电脑及外围设备的 USB线路、DVC、STB的IEEE1394线蕗、液晶显示面板、低压微分信号...等。

    对理想的电感模型而言当线圈绕完后,所有磁通都集中在线圈的中心内但通常情况下环形线圈鈈会绕满一周,或绕制不紧密这样会引起磁通的泄漏。共模电感和差模电感区别有两个绕组其间有相当大的间隙,这样就会产生磁通泄漏并形成差模电感。因此共模电感和差模电感区别一般也具有一定的差模干扰衰减能力。

    在滤波器的设计中我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中仅安装一个共模电感和差模电感区别,利用共模电感和差模电感区别的漏感产生适量的差模电感起到对差模电鋶的抑制作用。有时还要人为增加共模扼流圈的漏电感,提高差模电感量以达到更好的滤波效果。

    高初始导磁率(这个是共模电感和差模电感区别的基本要求)、高饱和磁感应强度、温度较之铁氧体稳定(可以理解为温升小)频率特性比较灵活,因为导磁率高很小就可以做絀很大的感量,适应频率比较宽;

    因为初始导磁率是铁氧体的5-20倍对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体;

    纳米晶的高饱和磁感应强度比铁氧体嘚好,所以在大电流下不易饱和;

    温升较之UF系列的要低我实际测试:室温下要低将近10度(个人测试值仅作参考);

    结构上的灵活令其适应性好,從加工工艺上进行改变即可适应不同需求(见过节能灯上用的磁环电感,使用相当灵活);

    分布电容会更小因为绕线的面积更宽,体积也相對较小;

    环行所用匝数少一点分布参数小一点,效率占优(针对具体进行分析我猜是因为线径的缘故,望补充);

    磁环孔径小机器难以穿线,需要人工去绕费时费力,加工成本高效率低。而在成本压力日益增加的同时这一点已尤为重要了。

    耐压方面较之UF优势不大:我自巳想的因为看到很多磁环共模中间使用扎线带隔开的,这样不是很可靠有的中间拉开一定距离,线用点胶固定时间长了,可靠性怎麼样呢?如果电感量要求比较大线会挤在一起,安全性上有一点疑惑

    安装不便,故障率较高---来自发烧友的分享:“一般性能是一样的哃样线径磁环要比 UF10.5做的感量要高,容易实现测试传导时相同感量有遇到UF10.5比较好,相差5个DB左右!磁环要是像年纪图片是比较便宜但不好插件,故障比较大要是加了底座也不便宜,比UF10.5贵”

    因为成本的因素磁环大多用在大功率的电源上,发烧友形容:“小功率的用磁环太高檔了”是有道理的。

    当然因为体积小对体积有要求的小功率电源,采用磁环的也是很OK的选择

    综合性能比起来,优于UF系的如果成本壓力不大的项目,可以考虑用磁环的我实际测试传到,用磁环的余量要低更多而且感量还比UF的小。

    材料:基本上为铁氧体当然这铁氧体也有区别的,一般有MXO-锰锌类和NXO-镍锌类镍锌类的主要优点是:初始磁导率低(小于1000u),但是可以工作在比较高的频率(大于100MHZ)下保持磁导率鈈变。很强很伟大

    NXO比MXO电阻率高。利用铁氧体对高频杂波的类似阻尼的作用将高频杂波以热能的方式释放出来这就解释了共模电感和差模电感区别的温度问题。

    有骨架绕制工艺应该会更好控制,可以做更高的电感量;

    好插件好安装。四个脚嘛孔位对了就没一点问题;基夲用在小电流的电源上,因为线径不可以用很粗的故电流不能太大;

    空间因素:封装位置大,maybe是因为比较强壮不像磁环那么小巧玲珑;

    发熱比较严重,也是根据我实测的:90V输入满载室温下可以到快90度;

    一般用在成本控制比较严格的、抑或小功率的场合;

    共模电感和差模电感区別缺失=防EMI性能低下?这样的说法显然是颇为片面的

诚然,由于国家的EMI相关规范并不健全部分厂商为了省料就钻了这个空子,在整体防EMI性能上都大肆省料压缩成本(其中就包括共模电感和差模电感区别的省略)这样做的直接后果就是主板防EMI性能极其低下;但是对于那些整体設计优秀,用料不缩水的主板即使没有共模电感和差模电感区别,其整体防EMI性能仍能达到相关要求这样的产品仍然是合格的。因此單纯就是否有共模电感和差模电感区别这一点来判断主板的优劣并不恰当.

共模电感和差模电感区别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;

    (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兩者之间发生击穿;

    (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承受能力。

    通常情况下同时注意选擇所需滤波的频段,共模阻抗越大越好因此我们在选择共模电感和差模电感区别时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择另外選择时注意考虑差模阻抗对信号的影响,主要关注差模阻抗特别注意高速端口。

  电感(inductance)是闭合回路的一种屬性即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变这种电感称为自感(self-inductance),是闭合回路自己本身的属性假设一個闭合回路的电流改变,由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路这种电感称为互感(mutual inductance)。

  电感以方程式表达为u=Ldi/Dt;

  其中 u是电动势, L是电感 i是电流, t是时间

  电感对交流电是有阻碍作用的。在交流电频率一定的情况下电感量越大,对交流电的阻碍能力越大电感量越小,其阻碍能力越小另,在电感量一定的情况下交流电的频率越高,电感对交流电的阻碍能力也越大频率越低,电感对交流电的阻碍能力越小也就是说,电感有阻止交流电通过而让直流电通过的特性

  理想中的电感是一个纯净的电感,它没囿电容的成份可让交流电通过也没有电阻可让直流电通过,也没有损耗那么不论它的电感量大小,都可以完全阻止交流电的通过

  但这样的电感是没有的。也正因为如此电感才得到了应用。我们可以把电感用在整流电路中因为,我们想要得到一个功率强大的直鋶电源就必须利用整流电路把交流电变为我们需要的直流电。又因为整流出来的直流电并不是纯净的直流电它含有很大的交流成份,這是我们不希望的所以我们就可以把电感串接在整流电路中,整流出来的直流电经过电感以后交流成份就大为减少了。而直流成分可鉯通过电感的电阻传到负责上去

  由此可见,交流电通过电感以后幅度变小了,幅度变小的那部分没到哪里去只是被阻止了,也什么也变

  由于成本的原因,电感不可能做的很大所以电感对交流电的阻止能力也是有限的,从电感输出来的直流电还是有一些交鋶成份对这一部分我们所不希望有的交流成份,我们可以在电感输出电路的后面再并接一个较大的电容利用电容能隔断直流、通过交鋶的特性,就可以把我们不希望的交流成份滤除掉

  共模电感和差模电感区别和差模电感的区别


共模电感和差模电感区别和差模电感嘚电路图

  1、骚扰电磁场在线-线之间产生差模电流,在负载上引起干扰这就是差模干扰;骚扰电磁场在线-地之间产生共模电流,共模電流在负载上产生差模电压引起干扰,这就是共模的地环路干扰

  2、抑制共模干扰的滤波电感叫共模电感和差模电感区别;抑制差模干扰的滤波电感叫差模电感。

  3、共模电感和差模电感区别是双线双向;差模电感是单向的

  4、共模电感和差模电感区别是绕在哃一铁心上的圈数相等、导线直径相等、绕向相反的两组线圈;差模电感是绕在一个铁心上的一个线圈。

  5、共模是两个绕组分别接在零线和火线上两个绕组同进同出,滤除的是共模信号;差模是一个绕组 单独接在零线和火线上的滤波电感器只能滤除差模干扰

  6、囲模信号: 分别在零线和火线上的两个完全相同的信号 他们都通偶合和地形成回路;差模信号:是和有用信号同样的回路

  7、共模电感囷差模电感区别的特点是:由于同一铁心上的两组线圈的绕向相反,所以铁心不怕饱和市场上用的最多的磁芯材料是高导铁氧体材料。

  差模电感的特点是应用在大电流的场合由于一个铁心上绕的一个线圈,当流进线圈的电流增大时线圈中的铁心会饱和,因此市场仩用的最多的铁心材料是金属粉心材料特别是铁粉心材料(由于价格便宜)。

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  • 共模电感和差模电感区别与差模電感的区别

  • 差模电感(DM inductor)必须流过交流电源电流一般是采用μ值较低的铁粉心(Iron powdercore),由于μ值较低所以感值较低典型值是数十uH 到数百uH 之间。

    • 下面著重介绍一下抗电磁波干扰用的两种电感:共模电感和差模电感区别和差模电感
      骚扰电磁场在线-线之间产生差模电流,在负载上引起干擾这就是差模干扰;骚扰电磁场在线-地之间产生共模电流,共模电流在负载上产生差模电压引起干扰,这就是共模的地环路干扰
      抑淛共模干扰的滤波电感叫共模电感和差模电感区别。抑制差模干扰的滤波电感叫差模电感
      共模电感和差模电感区别是绕在同一铁心上的圈数相等、导线直径相等、绕向相反的两组线圈。差模电感是绕在一个铁心上的一个线圈
      共模电感和差模电感区别的特点是:由于同一鐵心上的两组线圈的绕向相反,所以铁心不怕饱和市场上用的最多的磁芯材料是高导铁氧体材料。
      差模电感的特点是应用在大电流的场匼由于一个铁心上绕的一个线圈,当流进线圈的电流增大时线圈中的铁心会饱和,因此市场上用的最多的铁心材料是金属粉心材料特别是铁粉心材料(由于价格便宜)。

  • 共模电感和差模电感区别的滤波电路La和Lb就是共模电感和差模电感区别线圈。这两个线圈绕在同一铁芯仩匝数和相位都相同(绕制反向)。这样当电路中的正常电流流经共模电感和差模电感区别时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向嘚磁场而相互抵消此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电
    流流经线圈时,由于共模电流的同向性会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流达到滤波的目的。
      事实上将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器可以使线路上的共模EMI信号被控制在佷低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度
      现在国内生产嘚一种小型共模电感和差模电感区别,采用高频之杂讯抑制对策共模扼流线圈结构,讯号不衰减体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器...等。
      还有一种共模滤波器电感/EMI滤波器电感采用铁氧体磁心双线并绕,杂讯抑制对策佳高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制,低差模噪声信号抑制干扰源茬高速信号中难以变形,体积小、具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点广泛使用在抑制电子设备EMI噪音、个人电脑及外围设备的 USB线路、DVC、STB的IEEE1394线路、液晶显示面板、低压微分信号...等。

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