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。

为什么说电抗器能提高功率因数

电抗器只有在线路上容性负荷太多时才能起到提高功率因素的作用，比如，总负荷不大，长距离的输电线路上的分布电容使总负荷呈容性，这时接入电抗器，就能提高功率因素。 一般来说电抗器是不能提高功率因数的，因为实际上的负载都是感性负载，比如电机，荧光灯什么的，都是感性负载，所以在实际应用中是使用并联电容来提高功率因数。如果非要说电抗器能提高功率因数，除非你的电路是容性负载。但是一般功率因数补偿中的并联电容器会同时考虑一定数量（6%或7%）的并联电抗，是为了保护电容并有一定的消除谐波的功能。 过去，在正弦电流的网络里，人们习惯于通过并联电容器来改善功率因数。这是因为，在正弦电流网络里，功率因数低的原因只有位移因数这一个方面，不存在畸变因数的问题（v=1）。所以，通过并联电容器，可以减小合成电流的滞后角（φ角），从而提高了cosφ。 但在变频器的输入侧，功率因数低并不是因为电流滞后形成的，而是高次谐波电流形成的。所以，要改善功率因数，必须对症下药，削弱高次谐波电流。具体方法有： 1．接入交流电抗器交流电抗器AL接在电源和整流桥之间，如图1-31a所示，其外形如图b所示。 接入交流电抗器后的电流波形如图c所示，功率因数可提高到0.85以上。 2．接入直流电抗器直流电抗器DL接在整流桥和滤波电容器之间，如图1-32a所示。其外形如图b所示。 为什么不用电容器而用电抗器来改善功率因数 图1-32接入直流电抗器 a）在电路中的接法b）外形c）电流波形 接入直流电抗器DL后的电流波形如图c所示，功率因数可提高到0.9以上。由于其体积较小，故不少变频器已将直流电抗器直接装在变频器内。 直流电抗器除了提高功率因数外，还可削弱在电源刚接通瞬间的冲击电流。 如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频调速系统的功率因数提高至0.95以上。