共模电感设计方案

近年来，由于政府机构或其他团宥訣MC（电磁兼容）日益重视，工程师们在设计产品时亦是非常注意产品的辐射问题。特别值得一提的是：直流变换器很高的开关频率及尖峰脉冲斜波就是一典型的EMI（电磁干扰）。 共模电感就是一个重要的抗电磁干扰零件，它可以在一宽频条件下提供非常高的阻抗。大多数EMI滤波器主要部件就是一共模电感。在此文中，主要介绍共模电感的设计及磁芯选材问题。 2.基本的共模 开关电源有两种噪声：一为共模，另一为差模。与输入信号的路径相同的噪声称之为差模噪声，而每相相同的从接地到输出的尖峰信号称之为共模噪声。（详见图1A和1B）共模电感设计方案，零欧电阻、磁珠、电感有何区别一典型抗电磁干扰滤波器包含共模电感，差模电感及X，Y电容。Y电容和共模电感使共模噪声衰减。在高频噪声时，电感呈现高阻抗特性，并且反射和吸收噪声。然而电容呈低阻抗（至接地）且改变主线的噪声方向。（见图2）共模电感设计方案，零欧电阻、磁珠、电感有何区别共模电感两绕组圈数是相同的，产生两大小相等方向相反的磁通量。此两磁通相互抵消。因此使磁芯处于无偏磁状态。差模电感只有一个绕组，需要磁芯提供一完全无饱和线性电流。此与共模电感有较大的不同。为防止磁饱和，差模电感必须使用一低的有效磁导率的磁芯（有气隙的铁氧体或铁粉磁芯）。然而，共模电感可以使用一较高的磁导率磁芯且在磁芯相对小的条件下可得到一比较高的电感。 共模电感设计方案，零欧电阻、磁珠、电感有何区别3.磁芯选材首先，噪声是由开关电源的单位基频所产生的，再加上高频谐波。也就是表示噪声在10KHz到50MHz范围内都会存在。为此，电感必须有更宽的频率范围内存在高阻抗特性。共模电感的总阻抗由两部分组成：串联感抗（Xs）和串联电阻（Rs）。在低频时，阻抗呈感抗特性。但随着频率的增加，有效磁导率下降，感抗亦在下降。（见图3）由串联感抗（Xs）和串联电阻（Rs）的相互作用，在整个频宽内产生一可接受的阻抗（Zs）。 对于大多数产品来讲，共模电感的磁芯都选用铁氧体（镍锌系和锰锌系）。镍锌系磁芯的特点是具有较低的初磁导率，但在非常高的频率（大于100MHz）时，仍能保持初磁导率。而锰锌系则恰恰相反，其具有很高的初磁导率，但在频率很低（20KHz）时，磁导率可能会衰减。由于镍锌系磁芯有很低的初磁导率，所以在低频时，不可产生高阻抗特性。然而锰锌系磁芯在低频时，能提供非常高的阻抗特性，且非常适用于10KHz到50MHz的抗电磁干扰。基于此，本文只集中讨论锰锌系磁芯。

频敏变阻器作用

频敏变阻器是一种无触点电磁元件，相当于一个等值阻抗。在电动机起动过程中，由于等值阻抗随转子起动电流中高频成分的减小而自动下降以达到自动变阻，从而只需用一级变阻器，就可以把电动机平稳起动起来。 变阻器实质上是一个铁芯损耗非常大的三相电抗器。它由用数片E型钢板叠合成的铁芯及线圈两个主要部分组成。钢板间夹以垫圈，保持片间距离，以利散热。 当绕线式电动机刚开始启动时，电动机转速很低，故转子频率f2很大（接近f1），铁心中的损耗很大，即等值电阻Rm很大，故限制了启动电流，增大了启动转矩。随着n的增加，转子电流频率下降（f2=sf1），Rm减小，使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率f2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动结束后，转子绕组短接，把频敏变阻器从电路中切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗Xm随转子电流频率而变，反应灵敏，故叫频敏变阻器。 限流电阻如何选择功率 知道了限流电阻的电流，知道了电阻的阻值，电阻需要的功率就是电流的平方乘以电阻，即P=I*I*R。比如电阻是180Ω，通过的电流是100mA，那么需要电阻的功率就是P=0.1*0.1*180=1.8W，选择2W电阻即可。 知道了电阻两端的电压，知道了电阻的阻值，电阻需要的功率就是电压的平方除以电阻，即P=（U*U）/R。比如电阻两端的电压是5V，电阻是100Ω，那么需要电阻的功率就是P=（5*5）/100=0.25W，选择1/4W的电阻即可。 。限流电阻的作用 限流电阻是用来减小负载端电流，例如在发光二极管一端添加一个限流电阻可以减小流过发光二极管的电流，防止损坏LED灯。 限流电阻经常串联于电路中，用以限制所在支路电流的大小，以防电流过大烧坏所串联的元器件。同时限流电阻也能起分压作用。 其原理是：电阻RL是负载电阻，R为稳压调整电阻（也称为限流电阻），D为稳压管。按稳压电路设计准则，在输入电压基本不变时，RL变小时，流过RL的电流增加，但流过D的电流却减少。