混成式共模电感的原理及功能讲解？

混合成型共模电感的原理和功能解释？岑科电感小编今天将为制造商解开这个谜团！

EMI抑制方案有许多组合，包括滤波器组合、变压器绕线安排，甚至PCB布局。本文提供了一种结合共模电感和差模电感的磁混合，称为混合共模电感。它不仅保留了共模电感的高阻抗特性，而且使用其高泄漏电感作为差模电感。它不仅可以减少体积，节省滤波器成本，而且还为工程师提供快速的传导解决方案EMI 问题的方法。

一、混合共模电感的原理与功能：

在常规单级EMI 滤波器电路中，如图一，有共模噪声滤波器 (LCM、CY1与CY2) 与差模噪声滤波器 (LDM、CX1与CX2) 分别形成”LC滤波器”衰减共模与差模噪声。共模电感通常是高导磁锰锌 (Mn-Zn) 铁氧体 (Ferrite) 电感值可达1~50mH。共模电感器，如图2所示，由于绕组极性布置，虽然两组线圈分别流过负载电流，但铁芯内的磁线相互抵消，一般不存在铁芯饱和的问题。常用的铁芯有环形 (Toroidal)、UU型 (UU-9.8、UU-10.5等)、ET型与UT类型，如图3所示。为了获得足够的共模电感值，应尽量使两组线圈的耦合达到最佳，因此应使用施工成本较高的环形或集成电感ET与UT 铁芯。

二、共模滤波器(a)环型(b)ET型(c)UU型(d)UT型：

从共模电感的工作原理和等效电路来看，如图4所示，虽然双绕组共模电感耦合良好，但仍存在漏电感，漏电感是由漏磁引起的。这种漏电感在等效上与电路串联，在功能上与差模电感无异。因此，共模电感器的漏电感可作为差模滤波器使用。然而，由于机械结构的关系，如图3所示的共模电感器的漏电感非常小，约莫mH到100mH。若要获得更大的漏电感，只能增加匝数，这样线径变细，电流耐受性降低。只有增加铁芯的尺寸，当然也增加了滤波器的体积和成本。事实上，许多需要高共模电感的应用不是过滤共模噪声，而是获得较大的漏电感作为差模滤波器，但许多工程师不太清楚。

三、共模电感器等效模型：

特殊的铁芯结构和绕泄漏感，特殊的铁芯结构和绕组方法称为混合共模电感器 (Integrated Common-mode Choke) 或混合共模电感器 (Hybrid Common-mode Choke)，如图五所示。这种结构不仅能保留共模电感，充分过滤共模噪声，还能保留漏电感形成的差模电感mH，配合适当的X电容，可有效过滤中低频段 (150kHz~3MHz) 差模信号。实验表明，混合成型共模电感器不仅具有良好的滤波特性，而且具有成本低、体积小的优点。

四、立式和卧式混合共模电感器

1.主要电气参数

混合共模电感器不仅保留了传统共模电感器的规格，而且具有差模电感的特性。除共模和差模电感标记外，还应规范以下参数。

(1)共模阻抗 (Common-mode Impedance, ZCM) :

与电源阻抗稳定网络相比， (Line Impedance Stabilization Network, LISN)高频等效电阻 (共模为25W)，共模阻抗越大越好。绕线方法(槽数)除铁芯材料外，更影响高频阻抗。图6为共模阻抗测量法，图7为ASU-共模阻抗特性图1200系列。由于绕线层间杂散电容 (Stray Capacitance, CS) 存在，高频时会变成电容；CS越小越好。

(2)共模电感 (Common-mode Inductance, LCM) :

传统上，除了测试电压外，还习惯了测试电压 (VOSC)用频率来规范共模电感。根据铁芯材料的特点，共模电感采用VOSC = 1Vac @100kHz 测量相对稳定。

(3)差模阻抗 (Differential-mode Impedance, ZDM) :

同样，测量等效差模阻抗的方法如图8所示，用差模阻抗特性图 (如图9所示)定义差模滤波的效率；与LISN 的等效电阻100W，模具阻抗越大越好。当然，高频时也会变成电容性，但只要阻抗足够大，就有同样的滤波效果。

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