共模电感与差模电感

共模差模电感
共模电感和差模电感是两种不同类型的电感，它们在电路中的作用和应用有所不同。

1.共模电感：由于同一铁心上绕有主线圈和一匝线圈，因此，当有电流流过时，两线圈同时产生磁场。

主线圈对共模电流具有较大电感，而匝线圈对差模电流几乎没有作用。

在电力系统中，因高压电等外界干扰源的流入而影响测量、信号设备等问题常有发生。

为抑制这些干扰，在信号线或电源线上加装共模电感，使两者产生的磁场相互抵消，以消除外部干扰的影响。

2.差模电感：在电路中，差模电流主要在信号线或电源线中流动，而共模电流则主要在外部干扰源中流动。

差模电感用于过滤和阻止这些差模电流的干扰，将其滤除或减少到可接受的范围内。

由于磁芯与两个线圈完全相对闭合，使得电感量达到最大化。

同时，其闭合结构可让低频或直流通过，对交流电或高频起到的阻止作用。

总结来说，共模电感主要用于抑制外部干扰源的影响，而差模电感则主要用于过滤和阻止差模电流的干扰。

在电路设计中，根据需要选择不同类型的电感器以优化电路性能。

EMI对策元件之共模差模电感器共模差模电感器是一种用于电磁干扰（EMI）抑制的元器件。

它可用于隔离和抑制电磁辐射和接收设备之间的信号干扰。

共模电感器用于降低共模干扰噪声，差模电感器用于减小差模干扰噪声。

在设计电子设备以满足EMI标准时，使用这些元件可以是一个有效的对策。

共模差模电感器的工作原理是通过在信号线和地线之间插入电感器来抑制EMI。

这些电感器由两个绕线组成，一个或多个匝数的绕线用于共模模式的抑制，而另一个或多个匝数的绕线用于差模模式的抑制。

在设计电子设备时使用共模差模电感器时，有几个主要的考虑因素。

首先是选择正确的电感器。

电感器的参数包括电感值、电流容量和阻抗等级。

这些参数需要根据设备的需求来选择，以确保电感器能够达到所需的效果。

其次，正确安装电感器也是非常重要的。

电感器应正确接地，并与信号线和电源线等连接。

共模差模电感器的另一个重要考虑因素是它们的封装和布局。

封装和布局应该能够最小化电感器与其他电子元件之间的互容干扰。

一种常见的方法是将电感器远离其他元件，以减少干扰。

此外，封装和布局应使用适当的屏蔽材料和技术，以进一步抑制EMI。

为了实现最佳的EMI抑制效果，共模差模电感器还可以与其他EMI对策元件结合使用。

例如，它们可以与EMI滤波器一起使用，以提供更全面的EMI抑制。

EMI滤波器可以进一步降低由于电流波动引起的电磁干扰。

此外，共模差模电感器还可以与屏蔽盒一起使用，以确保设备的整体电磁兼容性（EMC）。

屏蔽盒可以用于隔离设备的敏感部件，以防止外部干扰的影响。

在EMI对策中，共模差模电感器是一种非常有用的元件。

它们可以有效地抑制电磁干扰噪声，并确保设备的正常运行和性能。

在设计电子设备时，合适的选择和正确使用共模差模电感器是非常重要的。

只有这样，才能最大限度地降低EMI对设备的干扰，提供高质量的信号传输和接收。

共模电感 - 基本简介共模电感成品展示共模电感在日常生活中最常见的就是计算机应用中，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共模电感和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。

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，其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。

共模电感 - 性能特点共模电感具有极高的初始导磁率，在地磁场下具有大的阻抗和插入损耗，对若干扰具有极好的抑制作用，在较宽的频率范围内呈现出无共振插入损耗特性。

共模电感的差模感量测量共模电感是指在差模信号下，两个绕组之间所产生的电感。

差模电感可以用来衡量电路中的共模干扰水平，因此对于差模感的量测非常重要。

本文将介绍共模电感的差模感量测方法。

在实际电路中，常常会有共模信号和差模信号同时存在。

共模信号是指同时作用于电路两个输入端的信号，而差模信号则是两个输入端信号的差值。

共模电感的差模感量测就是要确定在差模信号下，共模电感的大小。

为了量测共模电感的差模感，一种常用的方法是使用差动电压法。

差动电压法通过将信号源的信号分别连接到电路的两个输入端，然后测量电路输出端的差动电压来确定共模电感的大小。

具体操作步骤如下：1. 将信号源的信号分别连接到电路的两个输入端，并保持差模信号不变。

2. 测量电路输出端的差动电压。

差动电压是指电路输出端的两个信号之间的差值。

3. 根据测得的差动电压和已知的差模信号大小，可以计算出共模电感的大小。

差动电压法的原理是，当差模信号存在时，共模电感会对电路产生影响，从而导致输出端的差动电压不为零。

通过测量差动电压的大小，可以间接得到共模电感的大小。

除了差动电压法，还有其他一些方法可以用来量测共模电感的差模感。

例如，可以使用差模电流法来测量差模感。

差模电流法是通过测量电路输入端的差模电流来确定共模电感的大小。

另外，还可以使用差模电阻法和差模电容法来进行差模感的量测。

共模电感的差模感量测是电路设计和故障排查中的重要环节。

通过合适的量测方法，可以准确地确定共模电感的大小，从而评估电路的共模干扰水平。

这对于提高电路的抗干扰能力和保证信号质量具有重要意义。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解并应用差模感量测方法。

开关电源输入：共模电感，X电容，Y电容，差模电感理论计算引言在开关电源中，EMI滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显著的作用。

在研究滤波器原理的基础上，探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析，分别建模的方法，最后基于此提出了一种EMI滤波器的设计程序。

高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。

在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。

同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz到数MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）骚扰源。

从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。

减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。

除此之外，可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。

EMI骚扰通常难以精确描述，滤波器的设计通常是通过反复迭代，计算制作以求逐步逼近设计要求。

本文从EMI滤波原理入手，分别通过对其共模和差模噪声模型的分析，给出实际工作中设计滤波器的方法，并分步骤给出设计实例。

1、EMI滤波器设计原理在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的dv/dt和di/dt，因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几MHz。

所以，传导型电磁环境（EME）的测量，正如很多国际和国家标准所规定，频率范围在0.15～30MHz。

设计EMI滤波器，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。

基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理范围内即可。

针对共模电感差模分量计算的分析
 理想的共模电感流过对称的电流是不会出现饱和的，但实际应用的共模电感由于其差模分量的存在，在流经较大的电流时，仍有可能出现饱和。

 假设共模电感两绕组对称绕制，当两绕组流过大小相等方向相反的电流时，其磁通如下所示：
 图1 共模电感通过差模电流时的磁通示意图
 对于每个绕组而言，它产生的磁通总可以分成两部分：
 没有耦合到邻近绕组的磁通，该磁通流经磁芯（绕组内部）并经空气形成闭环，即漏磁通（差模电感）。

 通过磁芯耦合到邻近绕组的磁通。

由于两个绕组所产生的该部分磁通总是大小相等方向相反，因此其总合为0，对自感没有贡献。

共模和差模电感电路分析方法及思路所谓共模信号就是二个大小相等、方向相同的信号。

所谓差模信号就是二个大小相等、方向相反的信号。

如上图所示是共模和差模电感器电路，这也是开关电源交流市电输入回路中的EMI滤波器，电路中的L1、L2是差模电感器，L3和L4为共模电感器，C1为×电容，C2和C3为Y电容，该电路输入220V交流市电，输出加到整流电中。

1．共模电感器电路开关电源产生的共模噪声频率范围从10kHz~50MHz甚至更高，为了有效衰减这些噪声，要求在这个频率范围内共模电感器能够提供足够高的感抗(1)正常的交流电流流过共模电感器分析。

如上图所示，220V交流电是差模电流，它流过共模线圈L3和L4的方向如图中所示，两线圈中电流产生的磁场方向相反而抵消，这时正常信号电流主要受线圈电阻的影响（这一影响很小），以及少量因漏感造成的阻尼（电感），加上220V交流电的频率只有50Hz，共模电感器电感量不大，所以共模电感器对于正常的220交流电感抗很小，不影响220V 交流电对整机的供电。

(2)共模电流流过共模电感器分析。

当共模电流流过共模电感时，电流方向如上图所示，由于共模电流在共模电感器中的同方向，线圈L3和L4内产生同方向的磁场，这时增大了线圈L3、L4电感量，也就是增大了L3、L4对共模电流的感抗，使共模电流受到了更大的抑制，达到衰减共模电流的目的，起到了抑制共模干扰噪声的作用。

加上二只Y电容C2和C3对共模干扰噪声的滤波作用，使共模干扰得到了明显的抑制。

2．差模电感器电路如上图所示是差模电感器电路，差模电感器L1、L2与×电容串联构成回路，因为L1、L2对差模高频干扰的感抗大，而X电容C1对高频干扰的容抗小，这样将差模干扰噪声滤除，而不能加到后面的电路中，达到抑制差模高频干扰噪声的目的。

USB共模电感和差模阻抗引言USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的通用接口标准。

在USB接口中，共模电感和差模阻抗是两个重要的参数，对于USB的性能和稳定性起着重要作用。

本文将详细介绍USB共模电感和差模阻抗的概念、特性以及其在USB接口中的作用。

USB共模电感共模电感是指在USB接口中用于抑制共模干扰的电感元件。

共模干扰是指通过共模信号线（如地线）传播的电磁干扰。

USB共模电感的作用是通过阻抗匹配和滤波的方式，将共模干扰信号尽可能地抑制在接口内部，以保证USB信号的稳定性和可靠性。

USB共模电感通常采用线圈形式，由绕组和磁芯组成。

绕组中的线圈通过电感耦合的方式，起到阻抗匹配和滤波的作用。

磁芯则用于增加电感的感应效果，提高共模电感的性能。

USB共模电感的特性主要包括电感值、频率响应和直流电阻。

电感值决定了共模电感对共模干扰信号的抑制能力，通常以亨利（H）为单位。

频率响应描述了共模电感在不同频率下的阻抗特性，常用的指标是频率响应曲线。

直流电阻则表示了共模电感在直流电路中的电阻值，对于USB信号的传输没有实质性影响。

USB差模阻抗差模阻抗是指在USB接口中用于匹配差模信号的阻抗。

差模信号是指通过差模信号线（如数据线）传播的电信号，用于传输实际数据。

USB差模阻抗的作用是保证差模信号的传输质量，避免信号的失真和损耗。

USB差模阻抗通常采用传输线的形式，由导体和绝缘层组成。

导体用于传输差模信号，绝缘层则用于隔离和保护导体。

差模阻抗的大小取决于导体的几何形状、材料特性和绝缘层的介电常数等因素。

USB差模阻抗的特性主要包括阻抗值、频率响应和传输损耗。

阻抗值决定了差模阻抗对差模信号的匹配程度，通常以欧姆（Ω）为单位。

频率响应描述了差模阻抗在不同频率下的阻抗特性，常用的指标是频率响应曲线。

传输损耗表示了差模信号在传输过程中的信号衰减程度，对于USB信号的传输质量有重要影响。

共模电感的原理共模电感，也称为差模电感，是一种电感元件，主要用于抑制电路中的共模干扰信号。

在电路中，共模幅度大于差模幅度的信号往往会引起电磁干扰。

共模电感能够通过特殊的结构和电磁设计，在电路中提供一个高阻抗的路径，从而将共模噪声电流抑制在较低的水平上。

共模电感的原理主要包括差模信号和共模信号的概念、电感的电磁感应和磁链的产生以及共模电感的结构设计。

差模信号是电路中两个输入信号的差值，而共模信号是两个输入信号的总和。

在差分信号的输入下，两个信号同时变化，但变化大小相等、方向相反。

而在共模信号的输入下，两个信号同时变化，变化大小相等、方向相同。

共模电感的主要作用就是对抗共模信号。

电感是一种储存电能的元件，其主要原理是通过磁链的建立和崩溃来储存和释放能量。

在共模电感中，差模信号和共模信号产生的磁链分别通过磁芯构成的磁通回路流过。

由于共模信号是两个信号的总和，在磁链上产生的总磁通也是差模磁通和共模磁通之和。

共模电感的结构设计决定了其抑制共模信号的能力。

一种常见的结构设计是采用对称的绕组，即两个线圈在同一个铁芯上并列布置。

这种设计可以使得两个线圈的磁链可同时通过磁芯建立，并能抵消共模信号的磁链。

此外，共模电感的绕组材料也起到了重要的作用。

一般情况下，铁氧体和磁性材料是常用的绕组材料。

这些绕组材料能够提高磁链的传导效果，从而提高电流在电感中的储存和释放效果。

在实际应用中，共模电感主要应用于抗干扰和滤波电路中。

共模电感可以有效地抑制电路中的共模干扰信号，提高电路的抗干扰能力。

同时，共模电感还可以用于滤波电路中，通过选择合适的工作频率和阻抗特性，实现对特定频率的信号进行滤波和衰减。

总之，共模电感是一种通过特殊的结构和设计，在电路中提供高阻抗路径，抑制共模噪声电流的电感元件。

它利用差模信号和共模信号的不同特性，通过电感的电磁感应和设计结构，实现对共模信号的抑制和滤波。

共模电感在电子电路中具有广泛的应用，能够提高电路的抗干扰能力，保证信号的质量和稳定性。

一.差共模一体电感原理将共模电感的漏感作为差共模一体电感的差模电感，来实现差共模一体电感集成。

1.共模电感的漏感作为差共模一体电感的差模电感的原理共模电感漏磁是由N1产生的磁通没有经过N2形成闭合回路，差共模电感接在电路中，当通过差模信号时，漏磁就是差共模电感的净磁通。

差共模一体电感产生的磁通可以看作两个线圈的漏磁。

漏磁越大，差共模一体电感的差模电感量就越大。

2.共模信号通过差共模一体电感用EE磁芯中间开气隙来说明差共模电感的工作情况。

当共模信号通过差共模一体电感时，此时由于中柱开气隙，磁阻较大，且N1和N2产生的磁通在中柱相互抵消，在大口字形的磁路里相互叠加，所以N1和N2的磁通不会经过中柱，如下图3.差模信号通过差共模一体电感用EE磁芯中间开气隙来说明差共模电感的工作情况。

当差模信号通过差共模一体电感时，N1和N2产生的磁通在中柱不会产生抵消而是同方向经过中柱，此时大口字形磁路磁阻较小但磁路较长；小口字形磁路较短但由于开气隙磁阻较大。

中柱气隙开的大，则经过中柱的磁通较小，差共模电感的漏磁小，差共模电感的差模电感量小；中柱气隙开的小，则经过中柱的磁通较大，差共模电感的漏磁大，差共模电感的差模电感量大。

所以可以通过控制中柱气隙大小来调节差共模一体电感的差模电感量。

二.差共模电感磁饱和以EE磁芯为例说明差共模电感磁饱和。

大口字形磁芯和中柱磁芯都有可能造成差共模一体电感磁饱和。

大口字形磁芯由于作为共模电感的主磁路，所以一般选用高磁导率材料。

中柱磁芯由于作为漏磁通的磁路且N1和N2的漏磁通都经过中柱，所以中柱一般选用高Bs材料。

当差模信号通过差共模一体电感时：①由于大口字形磁芯时高磁导率材料，所以当漏磁较大时，漏磁通除以截面积得到的B大于高磁导率材料的Bs时，大口字形磁芯是会饱和的。

②由于中柱承受N1和N2之和的漏磁通，所以如果中柱截面积选取较小，或者开的气隙较小，中柱磁芯也会饱和。

三、结语希望本文对大家能够有所帮助。