当前位置:文档之家› 共模电感

共模电感

共模电感
共模电感

共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起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。

目录

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上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路.

共模电感

如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤(尤其是像USB和IEEE 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电磁辐射——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来过滤共模和串模的干扰,共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。

共模电感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。

图2是我们常见的共模电感的内部电路示意图,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(图3),其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。

编辑本段共模电感工作原理

为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。

共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,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时,电流在同相位绕制的电感线圈中产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

图2 图3

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。

现在国内生产的一种小型共模电感,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,在高速信号中难以变形,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。

编辑本段漏感和差模电感

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不会绕满一周,或绕制不紧密,这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组,其间有相当

共模电感

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,利用共模电感的漏感产生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用。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。

编辑本段从看板卡整体设计看共模电感

概述

在一些主板上,我们能看到共模电感,但是在大多数主板上,我们都会发现省略了该元件,甚至有的连位置也没有预留。这样的主板,合格吗?

不可否认,共模电感对主板高速接口的共模干扰有很好的抑制作用,能有效避免EMI通过线缆形成电磁辐射影响其余外设的正常工作和我们的身体健康。但同时也需要指出,板卡的防E

共模电感

MI设计是一个相当庞大和系统化的工程,采用共模电感的设计只是其中的一个小部分。高速接口处有共模电感设计的板卡,不见得整体防EMI设计就优秀。所以,从共模滤波电路我们只能看到板卡设计的一个方面,这一点容易被大家忽略,犯下见木不见林的错误。

只有了解了板卡整体的防EMI设计,我们才可以评价板卡的优劣。那么,优秀的板卡设计在防EMI性能上一般都会做哪些工作呢?

主板Layout(布线)设计

对优秀的主板布线设计而言,时钟走线大多会采用屏蔽措施或者靠近地线以降低EMI。对多层PCB设计,在相邻的PCB走线层会采用开环原则,导线从一层到另一层,在设计上就会避免导线形成环状。如果走线构成闭环,就起到了天线的作用,会增强EMI辐射强度。

信号线的不等长同样会造成两条线路阻抗不平衡而形成共模干扰,因此,在板卡设计中都会将信号线以蛇形线方式处理使其阻抗尽可能的一致,减弱共模干扰。同时,蛇形线在布线时也会最大限度地减小弯曲的摆幅,以减小环形区域的面积,从而降低辐射强度。

在高速PCB设计中,走线的长度一般都不会是时钟信号波长1/4的整数倍,否则会产生谐振,产生严重的EMI辐射。同时走线要保证回流路径最小而且通畅。对去耦电容的设计来说,其设置要靠近电源管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积要尽可能地小,这样才能减小电源的波纹和噪声,降低EMI辐射。

当然,上述只是PCB防EMI设计中的一小部分原则。主板的Layout设计是一门非常复杂而精深的学问,甚至很多DIYer都有这样的共识:Layout 设计得优秀与否,对主板的整体性能有着极为重大的影响。

主板布线的划断

如果想将主板电路间的电磁干扰完全隔离,这是绝对不可能的,因为我们没有办法将电磁干扰一个个地“包”起来,因此要采用其他办法来降低干扰的程度。主板PCB中的金属导线是传递干扰电流的罪魁祸首,它像天线一样传递和发射着电磁干扰信号,因此在合适的地方“截断”这些“天线”是有用的防EMI的方法。“天线”断了,再以一圈绝缘体将其包围,它对外界的干扰自然就会大大

共模电感

减小。如果在断开处使用滤波电容还可以更进一步降低电磁辐射泄露。这种设计能明显地增加高频工作时的稳定性和防止EMI辐射的产生,许多大的主板厂商在设计上都使用了该方法。

图注:“断开”的设计用来阻止电磁干扰借这些接口向外传送形成电磁辐射,图中电路板上的亮线清晰可见。尤其是USB接口部分采用该设计后,可在很大程度上大大改善EMI电流向外辐射的可能。

主板接口的设计

不知大家是否注意到,现在的主板都会附送一块开口的薄铁挡片,其实这也是用来防EMI的。虽然现在的机箱EMI屏蔽性能都不错,但电磁波还是会从机箱表面的开孔处泄漏出来,如PS/2接口、USB接口以及并、串口等的开口处。孔的大小决定了电磁干扰的泄露程度。开口的孔径越小,电磁干扰辐射的削弱程度越大。对方形孔而言,L就是其对角线长度。

使用了挡片之后,挡片上翘起的金属触片会和主板上的输入输出部分很好地通过机箱接地,不但衰减了EMI,而且减小了方孔的尺寸,进一步缩小L值,从而可以更有效地屏蔽电磁干扰辐射。

上述三点只是主板设计中除电路设计之外的几个主要防EMI设计,由此可见,主板的防EMI设计是一个整体的概念,如果整体的设计不合格,就会带来较大的电磁辐射,而这些也不是一个小小的共模电感所能弥补的。

编辑本段从必要性看共模电感

共模电感缺失=防EMI性能低下?这样的说法显然是颇为片面的。

诚然,由于国家现在的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;但是对于那些整体设计优秀,用料不缩水的主板,即使没有共模电感,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,单纯就是否有共模电感这一点来判断主板的优劣.

编辑本段共模电感的测量与诊断

概述

电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来考虑。共模滤波器最重要的部分就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个显著优点在于它的电感值极高,而且体积又小,设计共模扼流圈时要考虑的一个重要问题是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的办法是假定它为共模电感的1%,实际上漏感为共模电感的 0.5% ~ 4%之间。在设计最优性能的扼流圈时,这个误差的影响可能是不容忽视的。

漏感的重要性

漏感是如何形成的呢?紧密绕制,且绕满一周的环形线圈,即使没有磁芯,其所有磁通都集中在线圈“芯”内。但是,如果环形线圈没有绕满一周,或者绕制不紧密,那么磁通

共模电感

就会从芯中泄漏出来。这种效应与线匝间的相对距离和螺旋管芯体的磁导率成正比。共模扼流圈有两个绕组,这两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方向相反,从而使磁场为0。如果为了安全起见,芯体上的线圈不是双线绕制,这样两个绕组之间就有相当大的间隙,自然就引起磁通“泄漏”,这即是说,磁场在所关心的各个点上并非真正为0。共模扼流圈的漏感是差模电感。事实上,与差模有关的磁通必须在某点上离开芯体,换句话说,磁通在芯体外部形成闭合回路,而不仅仅只局限在环形芯体内。

如果芯体具有差模电感,那么,差模电流就会使芯体内的磁通发生偏离零点,如果偏离太大,芯体便会发生磁饱和现象,使共模电感基本与无磁芯的电感一样。结果,共模辐射的强度就如同电路中没有扼流圈一样。差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离可由下式得出:

式中,是芯体中的磁通变化量,Ldm是测得的差模电感,是差模峰值电流,n为共模线圈的匝数。

由于可以通过控制B总,使之小于B饱和,从而防止芯体发生磁饱和现象,有以下法则:

式中,是差模峰值电流,Bmax是磁通量的最大偏离,n是线圈的匝数,A是环形线圈的横截面积。Ldm是线圈的差模电感。

共模扼流圈的差模电感可以按如下方法测得:将其一引腿两端短接,然后测量另外两腿间的电感,其示值即为共模扼流圈的差模电感。

共模扼流圈综述

滤波器设计时,假定共模与差模这两部分是彼此独立的。然而,这两部分并非真正独立,因为共模扼流圈可以提供相当大的差模电感。这部分差模电感可由分立的差模电感来模拟。

为了利用差模电感,在滤波器的设计过程中,共模与差模不应同时进行,而应该按照一定的顺序来做。首先,应该测量共模噪声并将其滤除掉。采用差模抑制网络(Differential Mode Rejection Network),可以将差模成分消除,因此就可以直接测量共模噪声了。如果设计的共模滤波器要同时使差模噪声不超过允许范围,那么就应测量共模与差模的混合噪声。因为已知共模成分在噪声容限以下,因此超标的仅是差模成分,可用共模滤波器的差模漏感来衰减。对于低功率电源系统,共模扼流圈的差模电感足以解决差模辐射问题,因为差模辐射的源阻抗较小,因此只有极少量的电感是有效的。

尽管少量的差模电感非常有用,但太大的差模电感可以使扼流圈发生磁饱和。可根据公式(2)作简单计算来避免磁饱和现象的发生。

用LISN原理测量共模扼流圈饱和特性的方法

测量共模线圈磁芯(整体或部分)的饱和特性通常是很困难的。通过简单的试验可以看出共模滤波器的衰减在多大程度上受由60Hz编置电流引起的电感减小量的影响。进行此项测试需要一台示波器和一个差模抑制网络(DMRN)。首先,用示波器来监测线电压。按如下方法从示波器的A通道输入信号,将示波器的时间基准置为2ms/div,然后将触发信号加在A通道上,在交流电压达到峰值时会有线电流产生,此时滤波器效能的降级是意料中的事情。差模抑制网络(DMRN)的输入端连接到LISN,输出端用50的阻抗进行匹配且与示波器的B通道相连。当共模扼流圈工作在线性区时,在输入电流波动期间,B通道监测到的发射增加值不超过6—10dB。图1为此测试在示波器上显示的结果,上面的曲线为共模发射;下面的曲线为线电压。在线电压峰值期间,桥式整流器正向导通且传送充电电流。

图1 示波器上显示的由于60Hz充电电流引起的共模扼流圈的降级

图一

如果共模扼流圈达到饱和,那么在输入浪涌增加时,发射将会增加。如果共模扼流圈达到强饱和,发射强度与不加滤波器时的情况是一样的,也就是说很容易达到40dB以上。

这些实验数据可用其他方法来解释。发射最小值(线电流为0的时候)是滤波器无偏置电流时表现出来的效果。峰值发射与最小发射的比率,即降级因子,用来衡量线电流偏移量对滤波器实际效果的影响。降级因子较大表明共模扼流圈磁芯完全没有得到恰当的使用,较好的滤波器的“固有降级因子”差不多在2—4之间。它是由两种现象产生的:第一,60Hz充电电流引起的电感减小(如上所述);第二,桥式整流器的正向及反向导通。共模发射的等效电路由一个阻抗约为200pF的电压源、二极管阻抗和LISN 的共模阻抗组成,如图2所示。当桥式整流器正向偏置时,在源阻抗、25和LISN共模阻抗之间会产生分压现象。当桥整流器反向偏置时,在源阻抗、整流桥反偏电容、LISN之间产生分压现象。当二极管整流桥反向偏置电容较小时,对共模滤除有一定效果。当整流桥正向偏置时则对共模滤除没有影响。

图2 共模辐射等效电路

图2 共模辐射等效电路

由于产生了分压,固有降级因子的预期值为2左右。实际值的变化相当大,主要取决于源阻抗和二极管整流桥反向偏置电容的实际大小。在Flugan发明的一个电路中,正是应用这个原理来减小镇流器的传导发射的。

用电流原理测量共模扼流圈饱和特性的方法

如果测试人员相当谨慎,那么就可以采取类似MIL-STD-461中的测试装置来检测共模扼流圈的饱和特性。这个原理的应用如下:测试时采用两只电流探头,低频探头监测线电流,高频探头仅测量共模发射电流。线电流监视器作为触发源。不过,使用电流探头的一个隐患是差模电流衰减是管芯内绕组导线对称性的函数。如果精心合理安排绕线布局的话,30dB左右的差模电流衰减是能够得到的。即使达到这个衰减值,测得的差模分量也可能超过预期的共模分量值。可用如下两项技术来解决这一问题:第一,将一只6kHz转折频率的高阶高通滤波器与示波器串联(注意应用50的终端阻抗进行匹配)。第二,在每只10μF的电容与电源总线之间接入一根导线。为了测量共模辐射,电流探头应夹在这些载有极小线电流的导线近旁。

共模扼流圈内存在的差模与共模磁通

为了快速且浅显地介绍共模扼流圈的作用,可考虑采用以下论述:“共模扼流圈管芯两侧的磁场相互抵消,因此不存在磁通使管芯饱和。”尽管这种论述对共模扼流圈作用的直觉叙述具体化了,但实质上并非如此。

参考以下围绕麦克斯韦方程所进行的讨论

* 假设电流密度J产生磁场H,那么就可得出结论:附近的另一个电流不会抵消或阻止磁场或者是由此而产生的电场。

* 同样一个相邻的电流可以导致磁场路径的改变。

* 在环形共模电感的特殊场合中,每条引线中的差模电流密度可假定是相等的,且方向相反。所以由此而产生的磁场必定在环形磁芯周边上的总和为0,而在其外部则不为0!

磁芯的作用就好像它在线圈绕组的间隙处裂为两半时所表现出来的效果一样。每个绕组在环形线圈一半的区域内产生磁场,意指穿过空气的磁场必定会形成自封闭回路,图3是环形磁芯和差模电流磁路的示意图。

图3 共模环形磁芯中差模磁路示意图

图3 共模环形磁芯中差模磁路示意图

漏感综述

共模扼流圈能发挥一定的作用是由于μcm比μdm大好几个数量级的缘故,因为共模电流通常很小,可以通过使L/D保持在较低值来获得更小的μdm。

为了得到共模电感,同时又要使差模电感最小,最好是采用横截面积较大的磁芯绕制成多匝线圈。采用较大的螺旋管磁芯,也并非一定要这样的磁芯,可在共模扼流圈内并入有效的差模电感。因为差模磁通是远离磁芯(环形结构)的,因此可能会产生极强的辐射。尤其是滤波器安装在PCB 板上的情况下,这种辐射可以耦合到电源线,使传导发射增强。当磁性材料被带到场内时(例如,环形磁芯放置在铁壳里),差模磁导率就可能会显著地增加,从而由于差模电流而导致磁芯的饱和。

无辐射共模扼流圈结构

为了实现有效的滤波器设计,磁通离开磁芯引起的辐射问题必须予以解决。其办法有是将差模磁通限制在磁性结构物体中(壶形铁芯),或者是为差模磁通(E形铁芯)提供一条高磁导率的路径。

壶形铁芯结构

如果共模扼流圈采用壶形铁芯结构,那么就需两个绕轴。图4示意出了壶形铁芯窗格里的两组线圈及其产生的磁通路径。同时也表明了同一结构条件下的差模磁通路径。

图4 共模壶形铁芯电感中的磁路

图4 共模壶形铁芯电感中的磁路

注意第一组,所有的磁通均在铁芯内部。正是由于这种结构,从铁芯外表面到其中心垂直隔板间的空气隙长度决定了纯磁阻的大小。使用磁导率大于10的垫圈后,就可以通过改变垫圈(其值等于空气隙长度)内外半径的大小来控制纯磁阻。壶形铁芯的差模电感、共模扼流圈可按如下公式计算:

具体尺寸如图5所示。

图5 壶形铁芯计算差模电感时的具体尺寸

减小差模路径上的磁阻将使差模电感增加。使用这种共模扼流圈的最显著的优点就在于壶形铁芯具有固有的“自屏蔽”特性。

E形铁芯结构

另外还有一种共模扼流圈,它比环形磁芯线圈更易绕制,但比壶形铁芯线圈的辐射更厉害,E形铁芯线圈如图6所示。图中表明,共模磁通将外部引线上的两组线圈都联系在一起了。为了获得较高的磁导率,在外部引线上应没有空气隙。另一方面,差模磁通将外部引线和中心引线联系起来。差模路径中的磁导率可以通过使中心引线彼此隔开来取得,中心引线是产生辐射的主要区域。

电阻、电容、电感规格、封装、尺寸、功率识别

公制长(L) 宽(W) 高(t) a

0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是: 0402=1.0x0.5 0603=1.6x0.8 0805=2.0x1.2 1206=3.2x1.6 1210=3.2x2.5 1812=4.5x3.2 2225=5.6x6.5 常规贴片电阻(部分) 常规的贴片电阻的标准封装及额定功率如下表:英制(mil) 公制(mm) 额定功率(W)@ 70°C 0201 0603 1/20 0402 1005 1/16 0603 1608 1/10 0805 2012 1/8 1206 3216 1/4 1210 3225 1/3 1812 4832 1/2 2010 5025 3/4 2512 6432 1 国内贴片电阻的命名方法:

2、1%精度的命名:RS-05K1002FT R -表示电阻 S -表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。 05 -表示尺寸(英寸):02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。 K -表示温度系数为100PPM, 102-5%精度阻值表示法:前两位表示有效数字,第三位表示有多少个零,基本单位是Ω,102=10000Ω=1KΩ。1002是1%阻值表示法:前三位表示有效数字,第四位表示有多少个零,基本单位是Ω,1002=100000Ω=10KΩ。 J -表示精度为5%、F-表示精度为1%。 T -表示编带包装 1:0402(1/16W) 2:0603(1/10W) 3:0805(1/8W) 4:1206(1/4W) 5:1210(1/3W) 6:2010(1/2W) 7:2512(1W) 1206 20欧1/4 *4 5欧1w 120 贴片电阻各参数说明 国内贴片电阻的命名方法: 1、5%精度的命名:RS-05K102JT

开关电源变压器共模电感设计方案注意事项

开关电源变压器共模电感设计注意事项 在电源变压器的设计过程中,工程师们需要严格的计算并完成共模电感设计和数值选取,这直接关系到开关电源变压器的运行精度。在今天的文章中,我们将会就开关电源变压器的共模电感设计展开简要分析,看在电源变压器共模电感设计和计算过程中,都应该注意哪些问题。 在电源变压器的设计和制作过程中,工程师所要进行的共模电感设计,其所需要的基本参数主要有三个,分别是输入电流,阻抗及频率,磁芯选取。先来看输入电流。这一参数值直接决定了绕组所需的线径。在线径的计算和选取时,电流密度通常取值为400A/cm³, 但此取值须随电感温升的变化。通常情况下,绕组使用单根导线作业,这样可削减高频噪声及趋肤效应损失。 在计算过程中,开关电源变压器共模电感的阻抗在所给的频率条件下,一般规定为最小值。串联的线性阻抗可提供一般要求的噪声衰减。但实际上,线性阻抗问题往往是最容易被人忽视的,因此设计人员经常以50W线性阻抗稳定网络仪来测试共模电感,并渐渐成为一种标准测试共模电感性能的方法。但所得的结果与实际通常有相当大的差别。实际上,共模电感在正常时角频首先会产生每八音度增加-6dB 衰减(角频是共模电感产生-3dB)的频率此角频通常很低,以便感抗能 够提供阻抗。因此,电感可以用这一公式来表达,即:Ls=Xx/2 n f

这里还有一个问题需要工程师需要注意,那就是在进行共模电感设计时须注意磁芯材料和所需的圈数问题。首先来看磁芯型号的选取问题,此时如果有规定电感空间,我们就按此空间来选取合适的磁芯型号,如没有规定,通常磁芯型号的随意选取。 在确定了电源变压器的磁芯型号之后,接下来的工作就是计算磁芯所能绕最大圈数。通常来说,共模电感有两绕组,一般为单层,且每绕组分布在磁芯的每一边,两绕组中间须隔开一定的距离。双层及堆积绕组亦有偶尔使用,但此种作法会提高绕组的分布电容及降低电感的高频性能。由于铜线的线径已由线性电流的大小所决定,内圆周长可以由磁芯的内圆半径减去铜线半径计算得来。故最大圈数的就可以铜线加绝缘的线径及每个绕组所占据的圆周来计算。

共模电感设计

共模电感设计 选择共模滤波电感规格不是一件困难和令人困惑的事情。用一个标准滤波器平面图可以用来实现一个相对简单直接的设计过程。预设的平面模型滤波器元件参数很容易被修改,从而,达到符合设计要求。 常规共模电感 线性滤波器防止过度的噪声从AC线传导到正在工作的电子设备。通常AC线为防护的重点。 图示-1所示,共模滤波器与AC线之间接阻抗匹配电路,后面再接开关变换器。共模噪声(大地为参考在两根线上同时产生的噪声大小相等方向相同)的方向是从负载流向滤波器,流向两条AC线上的共模噪声已经被充分地衰减了。其结果是从滤波器输出到AC线的共模噪声经过阻抗匹配电路衰减得非常微弱了。 共模滤波器的设计本质上是设计两个相同的差分滤波器,每个分别作用于同一个磁心,两边耦合的是两个极性一致的电感。对于一个差分输入电流(从(A)到(B)通过L1和从(B)到(A)通过L2),两电感间的磁通(大小相等方向相反)耦合为零。 任何电感通过差模信号时,两个扼流圈未能耦合。它们作为独立的元件,只有漏感响应差模信号:这个漏感会衰减差模信号。 当电感L1和L2,通过相对于大地方向相同的完全一样的信号(共模型号),每个扼流圈在同一个磁心上出力的是非零磁通。对于共模信号电感作为独立的元件运行相互间产生互感:互感的作用使共模信号变弱。

第一阶滤波器 最简单、最昂贵的滤波器设计是一阶滤波器。这种类型的滤波器采用单一的电抗结构存储某一频率段的能量,使这些能量未能传递出去。就一个低通共模滤波器来说,一个共模电感的电抗元件会被采用。 所要求扼流圈的电感量可以简单地采取负载电阻除以衰减频率(包含以上频率)的角频率。譬如,要衰减4000Hz以上的频率到50Ω的负载里面需要一个1.99mH(50/(2π×4000) )的电感。由此产生共模滤波器结构如图示-3: 在4000Hz的衰减将是3dB,并以6dB每倍频程增加。因为主要的电感依赖的一阶滤波器,实际变化中,扼流圈电感是必须被考虑的。例如,正常电感测量误差为±20%,那个在4000Hz频率名义上的3dB,实际衰减得频率范围从3332Hz到4999Hz。这是共模电感的典型电感值被指定的一个最低要求,从而保证这个交叉频率不被改变太高。然而,一些情况应该观察到选择扼流圈作一阶低通滤波器可能限制阻塞一些有用的衰减,因为用了一个较高于典型值或极小值的电感。 二阶滤波器 一个二阶滤波器使用了两个电抗部分。比第一阶滤波器有两个优势:⑴理论上,在截点频率以后,一个二阶滤波器有12dB每倍频程(4倍于一阶滤波器)的衰减量。⑵在电感谐振频率以上提供了更大的衰减。(参见图示-4)

贴片电阻规格、封装、尺寸

文章由情难枕精心整理,希望对大家的学习和工作带来帮助 贴片电阻常见封装有9种,用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码,前两位与后两位分别表示电阻的长与宽,以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种是米制代码,也由4位数字表示,其单位为毫米。下表列出贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸: 贴片元件的封装 一、零件规格: (a)、零件规格即零件的外形尺寸,SMT发展至今,业界为方便作业,已经形成了一个标准零件系列,各家零件供货商皆是按这一标准制造。

标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法,如下表 英制表示法1206 0805 0603 0402 公制表示法3216 2125 1608 1005 含义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm) L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm) L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm) L:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm) 注: a、L(Length):长度;W(Width):宽度;inch:英寸 b、1inch=25.4mm (b)、在(1)中未提及零件的厚度,在这一点上因零件不同而有所差异,在生产时应以实际量测为准。 (c)、以上所讲的主要是针对电子产品中用量最大的电阻(排阻)和电容(排容),其它如电感、二极管、晶体管等等因用量较小,且形状也多种多样,在此不作讨论。 (d)、SMT发展至今,随着电子产品集成度的不断提高,标准零件逐步向微型化发展,如今最小的标准零件已经到了0201。 二、常用元件封装 1)电阻: 最为常见的有0805、0603两类,不同的是,它可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。 注: ABCD四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H 1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同 0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5(公制表示法) 1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5(公制表示法) 2)电阻的命名方法 1、5%精度的命名:RS – 05 K 102 JT 2、1%精度的命名:RS – 05 K 1002 FT R -表示电阻 S -表示功率 0402是1/16W、 0603是1/10W、 0805是1/8W、 1206是1/4W、 1210是1/3W、 1812是1/2W、 2010是3/4W、 2512是1W。 05 -表示尺寸(英寸):

EMC滤波电路的原理与设计---整理【WENDA】

第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理 滤波原理:阻抗失配;作为电感器就是低通(更低的频率甚至直流能通过)高阻(超过一定频率后就隔断住难于通过)(或者是损耗成热消散掉),因此电感器滤波靠的是阻抗 Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。也就是分成两个部分,一个是R涡流损耗,频率越高越大,直接把杂波转换成热消耗掉,这种滤波最干净彻底;一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用,把其阻挡住。实际都是两者的结合。但是要看你要滤除的杂波的频率,选择合适的阻抗曲线。因为电感器是有截止频率的,超过这个频率就变成容性,也就失去电感器的基本特性了,而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大,因此要滤波更高的频率的干扰,就需要更低的磁导率,更低的分布电容。因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰,一般使用非晶做共模电感器,或者10KHZ以上的高导铁氧体来做,这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性,主要发挥阻挡作用。电感器滤波器是通过串联在电路里实现。撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。 因此:共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了,然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果。当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感 器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用。这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000 的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 电容的阻抗是Z=-1/2ΠfL那么也就是频率越高阻抗绝对值越小,那么就是高通低阻,就是频率越高越能通过,所以电容滤波是旁路,也就是采用并联方式,把高频的干扰通过电容旁路给疏导回去。

共模电感认识

共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N)与E 之间的共模干扰具有抑制作用,而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反,产生的磁通量相互抵消,扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流(包括地环路引起的骚扰电流,也处称作纵向电流)流经两个绕组时方向相同,产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,从而起到抑制共模噪声的作用。共模电感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。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。 共模电感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。 2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。 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两者之间发生击穿。 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而授能力。 通常情况下,同时注意选择所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此我们在选择共模电感时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择。另外选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。 一、初识共模电感 由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰,因此共模电感也是我们常用的有力元件之一!这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。

EMI滤波电感设计

EMI滤波电感设计 EMI滤波器 正常工作的开关类电源(SMPS)会产生有害的高频噪声,它能影响连接到相同电源线上的电子设备像计算机、仪器和马达控制。用一个EMI滤波器插入电源线和SMPS之间能消除这类干扰(图1)。一个差模噪声滤波器和一个共模噪声滤波器能够串联或在许多情况下单独使用共模噪声滤波器。 图1 EMI滤波器的插入 一、共模电感设计 在一个共模滤波器内,电感的每一个绕阻和电源输入线中的任一根导线相串联。(对于电源的输入线来讲)电感绕组的接法和相位是这样的,第一个绕组产生的磁通会与第二个绕组产生的磁通相削. 于是,除了泄漏阻抗的小损耗和绕组的直流电阻以外,电感至电源输入线的插入阻抗为另。由于磁通的阻碍,SMPS 的输入电流需要功率,因此将通过滤波器,滤波器应没有任何明显的损耗。 共模噪声的定义是出现在电源输入线的一根或二根导线上的有害电流通过电感的地返回噪声源的噪声。 此电流要视共模电感的任何一个或二个绕组的全部阻抗,因为它不能被返回的电流所抵消。共模噪声电压是电感绕组上的衰减,应从有害噪声中保持电源输入线的畅通。 1.1、选择电感材料 开关电源正常工作频率20KHz以上,而电源产生的有害噪声比20KHz高,往往在100KHz~50MHz之间。 对于电感来讲,大多数选择适当和高效费比的铁氧体,因为在有害频带内能提供最高的阻抗。当看到公共参数如磁导率和损耗系数就去识别材料是困难的。图2给出铁氧体磁环J-42206-TC绕10匝后的阻抗ZS和频率的关系曲线。 图2铁氧体磁环的阻抗和频率的关系 在1~10MHz之间绕组到达最大阻抗,串联感抗XS和串联电阻RS(材料磁导率和损耗系数的函数)共同产生总阻抗Zt。

共模电感的设计

EMI滤波共模电感设计 正常工作的开关类电源(SMPS)会产生有害的高频噪声,它能影响连接到相同电源线上的电子设备像计算机、仪器和马达控制。用一个EMI滤波器插入电源线和SMPS之间能消除这类干扰(图1)。一个差模噪声滤波器和一个共模噪声滤波器能够串联或在许多情况下 单独使用共模噪声滤波器。 图1 EMI滤波器的插入 在一个共模滤波器内,电感的每一个绕阻和电源输入线中的任一根导线相串联。(对于电源的输入 线来讲)电感绕组的接法和相位是这样的,第一个绕组产生的磁通会与第二个绕组产生的磁通相削. 于是,除了泄漏阻抗的小损耗和绕组的直流电阻以外,电感至电源输入线的插入阻抗为零。由于磁 通的阻碍,SMPS的输入电流需要功率,因此将通过滤波器,滤波器应没有任何明显的损耗。 共模噪声的定义是出现在电源输入线的一根或二根导线上的有害电流通过电感的地返回噪声源的噪声。 此电流要视共模电感的任何一个或二个绕组的全部阻抗,因为它不能被返回的电流所抵消。共模噪声电压是电感绕组上的衰减,应从有害噪声中保持电源输入线的畅通。 1.1、选择电感材料 开关电源正常工作频率20KHz以上,而电源产生的有害噪声比20KHz高,往往在100KHz~50MHz之间。 对于电感来讲,大多数选择适当和高效率比的铁氧体,因为在有害频带内能提供最高的阻抗。当看到公共参数如磁导率和损耗系数就去识别材料是困难的。图2给出铁氧体磁环J-42206-TC绕10匝后的阻抗ZS和频率的关系曲线。 图2铁氧体磁环的阻抗和频率的关系

在1~10MHz之间绕组到达最大阻抗,串联感抗XS和串联电阻RS(材料磁导率和损耗系数的函数)共同产生总阻抗Zt。 图3所示为图2中铁氧体材料的磁导率和损耗系数与频率的函数关系。由于感抗引起的下降,导致磁导率在750KHz以上的下降;由于电阻取决高频的源阻抗所以损耗系数随频率而增加。 铁氧体磁环的磁导率、损耗系数和频率的关系 图3 图4给出三种不同材料的总阻抗和频率的关系 J材料在超过1~20MHz范围内具有高的总阻抗,它最广泛地应用于共模滤波器的扼流圈。在1MHz,W材料阻抗比J材料高20-50%,当低频噪声是主要问题时经常应用J材料;K材料可用于2MHz以上,因为在此频率范围内它产生的阻抗比J材料高直至100%。在2MHz 以上或以下,对于滤波器所要求的规范,J或W是优先的。图4三种不同材料的阻抗和频率的关系。 1.2、磁芯的形状 对于共模噪声滤波器环形磁芯是最普及的,他们不贵、泄漏磁通也低。环形磁芯必须 用手绕制(或在独特的环形绕线机上绕制)。正常情况要用一个非金属的分隔板放置在两 个绕组之间,以及为了和PC板连接,这个绕制器件还需环氧化在印制板的头部。具有附件

贴片电阻规格封装尺寸终审稿)

贴片电阻规格封装尺寸文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

贴片电阻常见封装有9种,用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码,前两位与后两位分别表示电阻的长与宽,以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种是米制代码,也由4位数字表示,其单位为毫米。下表列出贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸: 英制(inch)公制 (mm) 长(L)(mm)宽(W)(mm)高(t)(mm)a(mm)b(mm) 020106030.60±0.050.30±0.050.23±0.050.10±0.050.15±0.05 040210051.00±0.100.50±0.100.30±0.100.20±0.100.25±0.10 060316081.60±0.150.80±0.150.40±0.100.30±0.200.30±0.20 080520122.00±0.201.25±0.150.50±0.100.40±0.200.40±0.20 120632163.20±0.201.60±0.150.55±0.100.50±0.200.50±0.20 121032253.20±0.202.50±0.200.55±0.100.50±0.200.50±0.20 181248324.50±0.203.20±0.200.55±0.100.50±0.200.50±0.20 201050255.00±0.202.50±0.200.55±0.100.60±0.200.60±0.20 251264326.40±0.203.20±0.200.55±0.100.60±0.200.60±0.20贴片元件的封装 一、零件规格:(a)、零件规格即零件的外形尺寸,SMT发展至今,业界 为方便作业,已经形成了一个标准零件系列,各家零件供货商皆是按这 一标准制造。标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法,如下表 英制表示法1206 0805 0603 0402 公制表示法3216 2125 1608 1005含 义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm)L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25m

共模电感的参数选择

开关电源EMI滤波器的设计 要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性,设计与开关电源共模、差模噪声等效电路端接的EMI滤波器时,就要分别设计抗共模干扰滤波器和抗差模干扰滤波器才能收到满意的效果。 1.抗共模干扰的电感器的设计 电感器是在同一磁环上由两个绕向与匝数都相同的绕组构成。当信号电流在两个绕组流过对,产生的磁场恰好抵消,它可几乎无损耗地传输信号。因此,共模电流可以认为是地线的等效干扰电压Ug所引起的干扰电流。当它流经两个绕组时,产生的磁场同相叠加,电感器对干扰电流呈现出较大的感抗,由此起到了抑制地线干扰的作用。电路如图1所示。 信号源至负载RL连接线的电阻为Rcl、Rc2,电感器自感为L1、L2,互感为M,设两绕组为紧耦合,则得到L1=L2=M。由于Rc1和RL串联且Rc1<<RL,则可以不考虑Vg,Vg 被短路可以不考虑Vg的影响。其中(Is是信号电流,Ig是经地线流回信号源的电流。由基尔霍夫定律可写出:

式(2)表明负载上的信号电压近似等于信号源电压,即共模电感传输有用信号时几乎不引入衰减。由(1)式得知,共模千扰电流Ig随f:fc的比值增大而减小。当f:fc的比值趋于无穷时,Ig=0,即干扰信号电流只在电感器的两个绕组中流过而不经过地线,这样就达到了抑制共模干扰的作用。所以,可以根据需要抑制的干扰电压频率来设置电感器截止频率。一般来说,当干扰电压频率f≥5fc时,即Vn:Vg≤0.197,就可认为达到有效抑制地线中心干扰的目的。 2.抗差模干扰的滤波器设计 差模干扰的滤波器可以设计成Π型低通滤波器,电路如图2所示。这种低通滤波器主要是设置电路截止频率人的值达到有效地抑制差模传导干扰的目的。

15uH贴片电感规格_风华高科CMI100505J150M

L(长)尺寸 1.0±0.125mm W(宽)尺寸0.5±0.125mm D(高)尺寸0.3±0.125mm 公制封装代号100505 英制封装代号0402 声明: 1、本规格书是由风华高科授权代理商-南京南山半导体有限公司自风华高科官方网站下载整理,若有变更,恕不另行通知; 2、本规格书仅列明了产品基本规格、参数,更详细的电性能参数、使用说明等,请在订购产品之前与南京南山半导体有限公司确认。

|100505(0402)贴片电感特性数据图表 |焊接曲线 ■ 电感量-直流偏置特性 ■ 阻抗-频率特性 ■ 电感量-温度特性 ■ Q 值-频率特性

贴片电感样品申请单 南山联系资料 总机:技术支持:客服:传真:电邮: 客户基本资料 公司名称网址: 联系方式电话:传真:□生产型企业□贸易商 收货地址 生产产品 姓名:职务:□技术□采购□其他 联络人 电话:手机:电邮: 样品明细资料 元器件名称型号及封装单机用量申请数量备注 预计生产情况 预计小批量生产日期:规模生产日期:样品申请日期: 样品申请流程 1、请详细、全面、真实填写上列各项。表格不够填写,可自行复制。 Service@https://www.doczj.com/doc/3a5573231.html, 2、请以附件的形式将该文档通过E-mail发送,并请将此单打印盖章后,电邮至: :。 3、公司将根据客户所填信息并综合相关情况,由样品小组负责确定该样品申请单是否执行及如何执行。 4、收到样品申请单并经审核通过后,南京库有现货2个工作日内发出;如需订货,交期3-4周,非常规品顺延1-2周。 5、样品免费,运费到付(一般选择顺丰快递);样品数量:单个型号5~20pcs,或根据BOM表清单按2~5套提供。 6、说明:接单后,样品小组将努力跟进,但由于原厂生产等环节存有不确定因素,我们无法保证样品数量、型号完 全符合要求,也不承诺一定按期交出。 跟进记录 □已中止进行□中止原因描述: □已联系客户 □已建议生产□已发送样品/日期□客户已签收/日期

共模电感设计与案例

共模电感设计与案例 很多设计师对于共模电感的设计大多有一种感觉,那就是总觉得共模电感的设计看起来十分简单,但实际操作起来上,又有点复杂。的确共模电感的设计要考虑温度及应力等等因素。 下面我就对于共模电感的设计过程与案例结合起来简单讲讲。 一、设计过程: ①选择磁芯材料(镍锌系和锰锌系) 铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。 ②设定电感的阻抗 对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为 50~100 Q,即至少50%的衰减,因此有:Z=?L ③选择磁芯的形状的和尺寸

成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容 易实现机械化绕制,一般用手工绕制。磁环尺寸的大小选取有一定 的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。为了减小共模电 感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。若单层绕制时磁芯 无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。当然也可以基于 磁芯的数据手册由LI的乘积选取。 ④计算线圈的匝数 由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:(106 )0.5 L N = L X A ⑤计算导线的线径 导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm2,由此可以得到要 求的线径。 二、案例: 在工作频率为10KHZ,输入线性电流为3A(RMS)时,阻抗为100欧的共模电感。1)选取线径 铜线截面积=3A/400A/cm2=0.0075cm2 铜线线径=0.98mm 取铜线线为1.0mm 2)计算最小电感值 512翼血1 x J0000^1.S9rah 3)假如无指定空间,任取一磁芯 内径(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN 4)计算内圆周长和最大可绕圈数 内圆周长=3.14 ><13.34-1.08)=38.5mm

共模电感小知识

一、初识共模电感 共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起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。 图1 各种CMC 小知识:EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰) 计算机内部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线缆向外发射,造成电磁辐射污染,不但影响其它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象,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(连接主板各组件的导线)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上各流过二分之一且同向,并以地线为公共回路,如图1-1所示。

图2是我们常见的共模电感的内部电路示意图,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(图3),其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。 图4 贴片CMC 二、从工作原理看共模电感 为什么共模电感能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从共模电感的结构开始分析。 图5 共模电感滤波电路 图4是包含共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,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时,电流在同相位绕制的电感线圈中产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。 小知识:漏感和差模电感

元件封装型号及尺寸.

元件封装型号及尺寸 零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念.因此不同的元件可共用同一零件封装,同种元件也可有不同的零件封装。像电阻,有传统的针插式,这种元件体积较大,电路板必须钻孔才能安置元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡(也可手焊,成本较高,较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件(SMD这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD 元件放上,即可焊接在电路板上了。 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB- 电位器VR 二极管DIODE 三极管TO 电源稳压块78和79系列TO-126H和TO-126V 场效应管和三极管一样 整流桥D-44D-37D-46 单排多针插座CON SIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 电阻:RES1,RES2,RES3,RES4;封装属性为axial系列

无极性电容:cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容:electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0 电位器:pot1,pot2;封装属性为vr-1到vr-5 二极管:封装属性为diode-0.4(小功率diode-0.7(大功率 三极管:常见的封装属性为to-18(普通三极管to-22(大功率三极管to-3(大功率达林 顿管 电源稳压块有78和79系列;78系列如7805,7812,7820等 79系列有7905,7912,7920等 常见的封装属性有to126h和to126v 整流桥:BRIDGE1,BRIDGE2:封装属性为D系列(D-44,D-37,D-46 电阻:AXIAL0.3-AXIAL0.7其中0.4-0.7指电阻的长度,一般用AXIAL0.4 瓷片电容:RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小,一般用RAD0.1 电解电容:RB.1/.2-RB.4/.8其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6 二极管:DIODE0.4-DIODE0.7其中0.4-0.7指二极管长短,一般用DIODE0.4 发光二极管:RB.1/.2 集成块:DIP8-DIP40,其中8-40指有多少脚,8脚的就是DIP8 贴片电阻

共模、差模电源线滤波器设计

切断电磁干扰传输途径——共模、差模电源线滤波器设计 电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除,开关电源EMI滤波器基本电路如图6所示。一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模干扰和共模干扰都有较强的抑制作用。在图6中CX1和CX2叫做差模电容,L1叫做共模电感,CY1和CY2叫做共模电容。差模滤波元件和共模滤波元件分别对差模和共模干扰有较强的衰减作用。 共模电感L1是在同一个磁环上由绕向相反、匝数相同的两个绕组构成。通常使用环形磁芯,漏磁小,效率高,但是绕线困难。当市网工频电流在两个绕组中流过时为一进一出,产生的磁场恰好抵消,使得共模电感对市网工频电流不起任何阻碍作用,可以无损耗地传输。如果市网中含有共模噪声电流通过共模电感,这种共模噪声电流是同方向的,流经两个绕组时,产生的磁场同相叠加,使得共模电感对干扰电流呈现出较大的感抗,由此起到了抑制共模干扰的作用。L1的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关,具体关系参见表1所列。 [4] 实际使用中共模电感两个电感绕组由于绕制工艺的问题会存在电感差值,不过这种差值正好被利用作差模电感。所以,一般电路中不必再设置独立的差模电感了。共模电感的差值电感与电容CX1及CX2构成了一个∏型滤波器。这种滤波器对差模干扰有较好的衰减。 除了共模电感以外,图6中的电容CY1及CY2也是用来滤除共模干扰的。共模滤波的衰减在低频时主要由电感器起作用,而在高频时大部分由电容CY1及CY2起作用。电容CY的选择要根据实际情况来定,由于电容CY接于电源线和地线之间,承受的电压比较高,所以,需要有高耐压、低漏电流特性。计算电容CY漏电流的公式是 ID=2πfCYVcY 式中:ID为漏电流; f为电网频率。 一般装设在可移动设备上的滤波器,其交流漏电流应<1mA;若为装设在固定位置且接地的设备上的电源滤波器,其交流漏电流应<3.5mA,医疗器材规定的漏电流更小。由于考虑到漏电流的安全规范,电容CY的大小受到了限制,一般为2.2~33nF。电容类型一般为瓷片电容,使用中应注意在高频工作时电容器CY与引线电感的谐振效应。 差模干扰抑制器通常使用低通滤波元件构成,最简单的就是一只滤波电容接在两根电源线之间而形成的输入滤波电路(如图6中电容CX1),只要电容选择适当,就能对高频干扰起到抑制作用。该电容对高频干扰阻抗甚底,故两根电源线之间的高频干扰可以通过它,它对工频信号的阻抗很高,故对工频信号的传输毫无影响。该电容的选择主要考虑耐压值,只要满足功率线路的耐压等

共模电感资料分析

Q/DNXXXX-2005 前言 本规范是总规范GJB 1435-92《开关电源变压器总规范》的相关详细规范。 本规范的附录A是资料性附录。 本规范由北京德恩电子有限公司起草 本规范主要起草人: 本规范审核人: 质量: 工艺: 本规范标准化人: 本规范批准人:

Q/DNXXXX-2005 XXXXX型 共模电感器详细规范 1 范围 1.1 主题内容 本规范规定了XXXXX型共模电感器(以下简称“共模电感器”)的详细要求、质量保证规定和试验方法。 1.2 适用范围 本规范适用于XXXXX型共模电感器的生产和试验。 1.3 分类 1.3.1 型号规格 本规范规定的共模电感器型号规格为XXXXX型。 1.3.2类别 由于本规范所参照及引用的GJB 1435-92是开关电源变压器的总规范,按照总规范应规定变压器的类别,XXXXX型是共模电感器,因此未在本规范中规定类别,凡是涉及到与类别有关的试验,均按GJB 1435-92 中有关8类的规定执行。 2 引用文件 下列文件的有关条款通过引用而构成为本规范的条款。凡注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本规范,但提倡使用本规范的各方面探讨使用其最新版本的可能性,凡不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本规范。 GJB 360A—96 电子及电气元件试验方法 GJB 1435—92 开关电源变压器总规范 GJB 4027-2000 军用电子元器件破坏性物理分析方法 3 要求 3.1 总则 共模电感器应符合本规范和GJB 1435-92总规范的规定。本规范的要求与总规范不一致时,应以本规范为准。 3.2 材料 制造共模电感器的磁芯应符合“XXXX”的有关规定,其它材料要求见附录A(补充件)。 3.3 设计和结构 3.3.1 外形尺寸结构 共模电感器的外形构见图1,引出线端的引出方向及结构应与图1相一致,外形尺寸应符合表1规定,单位为毫米。 图1

共模滤波器设计指南

共模滤波器设计指南 简介 选择共模滤波器的元件值不需要很复杂的过程。可使用标准过滤器排列来取得相对简单和直观的设计过程,虽然这些排列可能经过修改以使用预先定义好的元件值。 概述 线路滤波器防止在电子设备和AC线路之间产生过多噪音;一般而言,重点还是对AC 线路的保护。图1显示了在AC线路(通过全阻抗匹配电路)和(噪音)电源转换器之间使用共模滤波器的情况。共模噪音(噪音在接地的两条线路上同时产生)的运动方向是从负载端进入滤波器,这样两个线路共有的噪音得到很大衰减。最后,滤波器加到AC线路(通过全阻抗匹配电路)上的输出小到可以忽略不计。 图1 通用线路滤波 设计共模滤波器必须设计两个相同的差动滤波器。其中每个滤波器分别对应两极的线路,而每一边的感应器分别耦合一个磁芯。 图2 共模感应器 对于差动输入电流(从A到B的输入是沿L1,从B到A是沿L2),两个感应器之间的耦合净磁通量为0。 任何差动信号引起的自感应是两个滤波器耦合不好引起的。滤波器作为独立元件工作,其漏感对差动信号做出响应:漏感衰减了差动信号。 当感应器L1和L2收到接地的同一电极的相同信号,它们都会在共用的磁芯中产生一个非零的净通量。两个感应器于是作为独立元件工作,其共同的自感应对共同的差动信号做出响应:共同的自感应衰减了共同的差动信号。 一阶滤波器 设计最简单、最便宜的滤波器是一阶滤波器。这种滤波器使用单个反应元件来储存波谱能量的特定波段,而不将能量传递到负载。在低通共模滤波器中,使用的反应元件是共模线圈。 滤波器的自感应值是用负载(单位:欧姆)除以信号将衰减时及超过这一水平的角频率。例如,在50欧姆的负载中,当频率达到4000HZ或以上水平时候信号开始衰减,则需要使用1.99mH(50/(2π×4000))的感应器。其相应的共模滤波器配置如下图: 图3 一阶(单极)共模滤波器 频率达到4000HZ时,衰减量为3dB,每增加8HZ,衰减6dB。由于最主要的感应器对一阶滤波器的依赖性,因此必须考虑线圈自感应的变动。例如,额定自感应值变动±20%意味着名义33dB,4000HZ的频率其实际范围在3332-4999HZ。典型做法是规定共模滤波器的自感应值为最小值,这样就保证了交叉频率不会升得太高。但是,在选择一阶低通滤波器的线圈时要加以注意,因为比典型和最小值高得多的自感应值可能限制线圈可使用的衰减波段。

共模滤波电感原理分析

共模滤波电感器不是电感量越大越好.主要看你要滤除的共模干扰的频率范围,先说一下共模电感器滤波原理:共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果.当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用. 这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz 或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000h00的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号. 因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 共 模电感的测量与诊断 电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来考虑。共模滤波器 最重要的部分就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个 显著优点在于它的电感值极高,而且体积又小,设计共模扼流圈时要考 虑的一个重要问题是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的办 法是假定它为共模电感的1%,实际上漏感为共模电感的 0.5% ~ 4%之 间。在设计最优性能的扼流圈时,这个误差的影响可能是不容忽视的。 漏感的重要性 漏感是如何形成的呢?紧密绕制,且绕满一周的环形线圈,即 使没有磁芯,其所有磁通都集中在线圈“芯”内。但是,如果环形线圈 没有绕满一周,或者绕制不紧密,那么磁通就会从芯中泄漏出来。这种 效应与线匝间的相对距离和螺旋管芯体的磁导率成正比。共模扼流圈有 两个绕组,这两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方 向相反,从而使磁场为0。如果为了安全起见,芯体上的线圈不是双线 绕制,这样两个绕组之间就有相当大的间隙,自然就引起磁通“泄漏”, 这即是说,磁场在所关心的各个点上并非真正为0。共模扼流圈的漏感 是差模电感。事实上,与差模有关的磁通必须在某点上离开芯体,换句 话说,磁通在芯体外部形成闭合回路,而不仅仅只局限在环形芯体内。 如果芯体具有差模电感,那么,差模电流就会使芯体内的磁通 发生偏离零点,如果偏离太大,芯体便会发生磁饱和现象,使共模电感 基本与无磁芯的电感一样。结果,共模辐射的强度就如同电路中没有扼 流圈一样。差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离可由下式得出:

常用贴片元件封装尺寸

常用贴片元件封装 1 电阻: 最为常见的有0201、0402、0805、0603、1206、1210、1812、2010、2512几类 1)贴片电阻的封装与尺寸如下表: 英制(mil) 公制(mm) 长(L)(mm) 宽(W)(mm) 高(t)(mm) 0201 0603 0.60±0.05 0.30±0.05 0.23±0.05 0402 1005 1.00±0.10 0.50±0.10 0.30±0.10 0603 1608 1.60±0.15 0.80±0.15 0.40±0.10 0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.15 0.50±0.10 1206 3216 3.20±0.20 1.60±0.15 0.55±0.10 1210 3225 3.20±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 1812 4832 4.50±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 2010 5025 5.00±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 2512 6432 6.40±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 2)贴片电阻的封装、功率与电压关系如下表: 英制(mil)公制(mm)额定功率@ 70°C 最大工作电压(V) 0201 0603 1/20W 25 0402 1005 1/16W 50 0603 1608 1/10W 50 0805 2012 1/8W 150 1206 3216 1/4W 200

1210 3225 1/3W 200 1812 4832 1/2W 200 2010 5025 3/4W 200 2512 6432 1W 200 3)贴片电阻的精度与阻值 贴片电阻阻值误差精度有±1%、±2%、±5%、±10%精度, J -表示精度为5%、 F-表示精度为1%。 T -表示编带包装 阻值范围从0R-100M 2电容: 1)贴片电容可分为无极性和有极性两种,容值范围从0.22pF-100uF 无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603; 英制尺寸公制尺寸长度宽度厚度 0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.05 0603 1608 1.60±0.10 0.80±0.10 0.80±0.10 0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20 1206 3216 3.20±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20 1210 3225 3.20±0.30 2.50±0.30 1.25±0.30 1808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 ≤2.00 1812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 ≤2.50 2225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 ≤2.50 3035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 ≤3.00

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档