耦合电感的去耦等效电路

耦合电感的去耦等效电路
电感耦合是一种常见的电工电子学应用技术，它的效果是在一个回路的一端征动另一端的电路参数。

它是通过两个或多个电感之间工作的磁场耦合实现的。

电感耦合通常在滤波器，变压器和变换器的设计中使用，其也可以应用到改善两个不同电路之间是电力不同类型信号传输的质量和抑制反馈等场合，因而是一种有效的和实用的电路方法。

由电感耦合而成的去耦等效电路主要由两个电感和一个变压器组成，这三种元件是实现单绕组电感耦合的关键元件。

由于两个电感之间的磁场耦合，电力信号可以实现从一端到另一端的传输。

由于改变电感的耦合度，去耦等效电路可以影响频率，相位，和电压增益。

去耦等效电路在模拟和数字电路等各种电路中被广泛使用。

它提供了一个非常简单但非常有效的方法来克服两个不同电路之间的耦合，而不会影响各自的性能。

去耦等效电路还可用于实现特定的功能，如保护电路和提高信号质量，等。

去耦等效电路实现电路之间信号传输的关键在于精确控制电感耦合和变压器之间的参数，根据需求设计出合适的耦合电路，以达到最佳的耦合效果。

此外，变压器需要足够的电流值，以应付整个耦合电路的电流需求。

有时这样的电路可以加入其他元件以增加电感耦合电路的稳定性和电流传输性能。

去耦等效电路是一种具有优异性能和可靠性的电路，可以用于改善两个不同回路之间的耦合关系并实现变压器或变换器等应用。

它极大地降低了信号失真率和反馈，从而提高了信号的质量，使得该技术在大多数电路设计中得到应用。

耦合电感的去耦等效方法耦合电感的去耦等效方法的讨论王胤旭91陈琦然06杨衎 5090309摘要：本文主要讨论有公共连接点的两个耦合电感的简单去耦等效方法以及由此衍生的两个特例--耦合电感的串联和并联。

并讨论多重耦合电感的去耦相对独立性以及某些含有复杂耦合电感电路的快速去耦等效方法。

1.有公共连接点的耦合电感的去耦等效图示电路中, 耦合电感L1和L2 有一公共连接点N, 根据耦合电感的性质, 可得如下方程:对于节点N 有KCL 方程：0321=++I I I上面两式整理得：2211322311)()()()(I M L j I M L j U U U MI j I M L j U MI j I M L j U BC AC AB BC AC ---=-=--=--=ωωωωωω故可得其等效去耦电路如图2所示。

图1 耦合电感图2 等效去耦后的电感上述去耦过程可以用文字表述如下:1）设互感为M 的两耦合电感具有公共的连接点（假设其同名端相连）且连接点处仅含有三条支路, 则其去耦规则为: 含有耦合电感的两条支路各增加一个电感量为- M 的附加电感; 不含耦合电感的另一条支路增加一个电感量为- M 的附加电感。

若为非同名端连接，只需将上述电感量M 改变符号即可。

2）若连接处含有多条支路, 则可以通过节点分裂, 化成一个在形式上仅含三条支路的节点。

2.两个特例----耦合电感的串联和并联2. 1 两耦合电感串联1）若同名端连接于同一节点（即电流从异名端流入）, 则构成反接串联，计算公式：M L L L eq 221-+=;2）若非同名端连接于同一节点(即电流从同名端流入), 则构成顺接串联，计算公式：M L L L eq 221++=;2. 2 两耦合电感的并联1)若同名端连接于同一节点, 则构成同侧并联,计算公式：ML L M L L L eq 221221-+-=; 2)若非同名端连接于同一节点, 则构成异侧并联,计算公式：ML L M L L L eq 221221++-=; 3.多重耦合电感的去耦相对独立性独立性：在电路中, 若含有多个电感的多重耦合, 可以只对其中某一个或某几个互感进行去耦变换, 保留其它耦合不变, 则变换后的电路与原电路等效。

6.5.2 耦合电感的等效电路 1. 耦合电感的去耦等效电路 （1）串联电路去耦图6-41（a ）和图6-42（a ）即为耦合电感的串联电路。

图6-41（a ）中1L 和2L 的异名端联接在一起，该联接方式称为同向串联（顺接）；图6-42（a ）中1L 和2L 的同名端连接在一起，该连接方式称为反向串联（反接）。

1+-2uM L +ML +1+-2u（a ） （b ）ML L 2++i-+u（c ）图6-41 串联耦合电路的去耦顺接时，支路的电压电流关系为dtdiM L L dt di M L dt di M L dtdi M dt di L dt di M dt di L u )2()()()()(212121++=+++=+++=根据等效变换的概念，该顺接耦合电感可用一个)(1M L +的电感和一个)(2M L +的电感相串联的电路等效替代，或用一个)2(21M L L ++的电感等效替代。

如图6-41（b ）所示。

反接时，支路的电压电流关系为dtdiM L L dt di M L dt di M L dtdi M dt di L dt di M dt di L u )2()()()()(212121-+=-+-=-+-=根据等效变换的定义，该反接耦合电感可用一个)(1M L -的电感和一个)(2M L -的电感相串联的电路等效替代，或用一个)2(21M L L -+的电感等效替代。

如图6-42（b ）所示。

1+-2uM L -iML -1+-2u（a ） （b ）M L L 2-+i-+u（c ）图6-42 串联耦合电路的去耦（2）T 型电路去耦图6-43（a ）和图6-44（a ）即为耦合电感的T 型连接电路，其中图6-43（a ）中耦合电感的联接形式称为同侧联接，图6-44（a ）的联接形式称为异侧联接。

T 型电路的等效去耦网络分别如图6-43（b ）和图6-44（b ）所示（证明从略）。

§13-3耦合电感的去耦等效电路耦合电感是指存在于两个或多个电路之间的电感。

在实际电路中，耦合电感会对电路的性能产生影响，包括阻抗、谐振频率以及信号传输等。

因此，在某些情况下，需要使用去耦电容来消除这些干扰。

去耦等效电路是一种用于去除耦合电感的电路。

其原理基于这样一个事实：当两个电感串联时，在电流的变化或消失时，耦合电感会产生电磁感应，从而在两端生成电压。

如果这个电压高于电路的其他元器件所能承受的水平，那么就会导致电路出现故障或失效。

因此，为了消除这种耦合效应，需要采用去耦等效电路。

该电路通常是由一个电容和一个电感组成。

电容与耦合电感串联，电感与电路其他元器件并联。

通过这种方式，当电流变化或消失时，电容能够吸收部分能量，并将其储存起来。

随着时间的推移，电容中储存的能量渐渐释放到电感中。

这种能量交换过程可以有效地消除耦合电感带来的干扰。

去耦等效电路的设计需要根据实际情况确定电容和电感的数值。

在实际应用中，这些数值会受到很多因素的影响，包括电路的工作频率、负载阻抗、噪声等级以及电源电压等因素。

因此，为了达到最佳效果，需要通过实验或仿真的方式来确定最佳参数。

除了去耦等效电路之外，还有其他一些方法可以用于消除耦合电感。

例如，可以采用磁屏蔽罩或者更改电路布局等方式来减少耦合的强度。

此外，一些特殊材料和结构也可以用于减少电路中的干扰信号。

综上所述，耦合电感是电路中常见的干扰源之一。

为了消除耦合效应，可以采用去耦等效电路进行补偿。

该电路可以有效地消除耦合电感带来的信号干扰，从而提高电路工作的可靠性和性能。

去耦等效电路法在分析耦合电感电路中的运用阎少兴，崔京1．引言线性耦合电感电路的分析，必须考虑耦合电感元件中互感的作用。

因此分析此类电路的方法也因对互感作用的不同处理而不同。

一般应视耦合电感元件两互感支路的联接方式而定：①若耦合电感串联，即两互感支路串联。

利用耦合电感的串联等效公式，可将耦合电感化成一个电感元件L，其中L=L1+L2±2M②若耦合电感并联，即两互感支路并联。

利用耦合电感的并联等效公式，也可将耦合电感化成一个电感元件L，其中③若耦合电感一端相联，即两互感支路有一公共节点，则利用去耦等效电路法（亦称互感消去法），将耦合电感用三个电感组成的T形网络等效替换。

如果电路中的耦合电感属于上述三种联接形式，在对电路进行分析时，就可以分别利用以上的方法，将电路中的耦合电感等效为一个电感元件或一个由三个电感组成的T形网络。

经这样处理后电路即可作为一般无互感电路来分析计算。

④若耦合电感无联接，即两互感支路无联接点（空心变压器），由于此类耦合电感元件不能用一个电感L或一T形等效网络等效替代，上述方法不能用于分析含空心变压器的电路。

因其互感的作用是靠在电路中增添电压源来计及的，分析此类电路可采用应用“反映阻抗”概念的等效回路法求解。

2．去耦等效电路法去耦等效电路法是一种重要的方法。

当耦合电感线圈一端相联时，如图1（a）、(b)所示，其中图1（a）为同侧联接，图1（b）为异侧联接。

可分别用图1（c）、（d）所示的T 形无互感网络等效。

其中图1（c）是图1（a）的等效电路，图1（d）是图1（b）的等效电路。

此种方法称去耦等效电路法，亦称互感消去法。

去耦等效电路法的适用条件是耦合电感线圈间有一公共端相联，而耦合电感的串联、并联实质上也都满足这个条件，因此，完全可以采用去耦等效电路法去耦。

3．去耦等效电路法的推广3.1 用于耦合电感的串联如图2（a）为耦合电感的顺向串联，可看成为一端相联的异侧相联情况，利用去耦等效电路法，画出它的T形等效电路为图2（b），最后可等效化简为图2（c），其中，L=L1+L2+2M，与耦合电感顺向串联等效公式完全一致。

耦合电感的去耦等效方法.doc一、引言耦合电感是指两个或多个线圈之间通过磁场相互耦合的电感元件。

在电子和电力系统中，耦合电感经常被用于实现信号传输、能量转换和控制等功能。

然而，耦合电感也会引入一些问题，如相互干扰和噪声等，因此需要进行去耦处理。

去耦是通过增加额外的元件或改变电路布局来减小耦合电感的影响，提高电路的稳定性和性能。

二、耦合电感的去耦等效方法1.增加去耦电容增加去耦电容是一种常用的耦合电感去耦方法。

在耦合电感的外围增加适当的去耦电容可以减小两个线圈之间的耦合强度，从而降低相互干扰和噪声的影响。

这种方法的优点是简单易行，适用于大多数应用场景。

然而，去耦电容的选择和放置需要考虑系统的具体情况和要求，否则可能达不到预期的效果。

2.优化电路布局优化电路布局是一种从电路设计角度出发的耦合电感去耦方法。

通过合理安排电路元件的位置和走线，可以减小耦合电感的耦合强度。

具体来说，可以将敏感元件或噪声源放置在远离耦合电感的地方，或者通过调整走线的方向和距离来减小耦合强度。

这种方法需要对电路设计和电磁场有一定的理解和经验，但可以实现更好的去耦效果。

3.使用磁屏蔽技术磁屏蔽技术是一种通过使用高磁导率材料来减小磁场传播的耦合电感去耦方法。

在耦合电感的外围增加一层磁屏蔽材料可以有效地减小两个线圈之间的耦合强度，从而降低相互干扰和噪声的影响。

这种方法的优点是去耦效果较好，适用于对电磁干扰较为敏感的场合。

然而，磁屏蔽技术的实现需要使用高磁导率材料，成本较高，且可能带来其他问题如重量和体积的增加等。

4.采用差分平衡电路差分平衡电路是一种通过增加额外的元件或改变电路结构来达到去耦目的的方法。

差分平衡电路通常由两个完全相同的电路组成，其中一个受到干扰而产生噪声，另一个则作为参考。

通过比较两个电路的输出信号，可以消除噪声的影响。

这种方法的优点是去耦效果较好，适用于对噪声较为敏感的场合。

然而，差分平衡电路的实现需要增加额外的元件和电路结构，增加了系统的复杂性和成本。

端联接在一起，该联接方式称为同向串联（顺接）;图6-42（ a ）中L 1和L 2的同名端连接在l_2 M :u'u 2—(b )L 1 ■ L2 - 2M_____ ■■- __________________________4 U -（c） 图6-41 串联耦合电路的去耦顺接时，支路的电压电流关系为uM 色)(L 2d M di ) dt dt dt dt-J: -J: -J:= (L j M )匕(L 2 M )2 = (L 1L 2 2M )d -dt dtdt根据等效变换的概念，该顺接耦合电感可用一个（L j • M ）的电感和一个 （L 2M ）的电感相串联的电路等效替代，或用一个（J • L 2• 2M ）的电感等效替代。

如图6-41 （ b ）所示。

反接时，支路的电压电流关系为八 di R” didi di u =馆 M ) (L 2M ) dt dtdtdt-J:-J:-J:=(L i - M )—— (L 2- M )——=(L iL 2- 2M )—dt dtdtdi根据等效变换的定义, 该反接耦合电感可用一个（L r -M ）的电感和一个 （L 2- M ）的电感相串联的电路等效替代, 或用一个 （J • L 2-2M ）的电感等效替代。

如图6-42 （ b ）所示。

6.5.2耦合电感的等效电路 1.耦合电感的去耦等效电路 （1）串联电路去耦图6-41 （a ）和图6-42（ a ）即为耦合电感的串联电路。

图6-41 （a ）中J 和L 2的异名起，该连接方式称为反向串联（反接）(a )l_1 ：：；U 1+u. M ,L1 一、L2比 _ - u2-L2「MU2 -M亠U1(a)(c )图6-42 串联耦合电路的去耦(2) T 型电路去耦图6-43 ( a )和图6-44 (a )即为耦合电感的T 型连接电路，其中图 6-43 ( a )中耦合电感的联接形式称为同侧联接，图6-44 (a )的联接形式称为异侧联接。

t型耦合电感的去耦等效型耦合电感是一种结构简单、应用广泛的有源滤波组件，作为电子系统中对交流信号的阻抗补偿和滤波具有重要的意义。

与普通的磁性耦合电感相比，型耦合电感具有高效的工作特性，因此被广泛应用于高性能的滤波和阻抗补偿应用。

不论是抵消电容和谐振还是提供归一化低阻抗，型耦合电感在微波、中频和各级频段都表现出了非常理想的特性。

然而，型耦合电感在电子应用中也存在一些缺点，如电感耦合级联结构受有源耦合线芯和电容耦合器件参数较大的影响，使其频率响应不稳定。

另外，由于较大的体积和体积负载阻抗，型耦合电感的耦合系数也较低，这将限制型耦合电感的应用范围，为解决这一问题需要对耦合电感进行结构优化。

为了解决型耦合电感的结构缺点，"去耦等效技术"应运而生，它是将型耦合电感的线路模型拆解为多个技术基本元件组成的等效模型，即由交流源、变压器元件、平衡双极管和去耦电感组成，这样可以将型耦合电感的实际线路拆解成多个可控制的基本元件，根据实际应用需求，采用有效的方法对基本元件进行参数调整，从而达到优化线路并较大程度提高型耦合电感的性能。

例如，采用双极管控制变压器耦合电感的去耦等效就可以使电感耦合级联结构的频率响应得到很好的改善，型耦合电感在此频段的阻抗也有明显的改变。

通过调整变压器耦合电感铁心结构参数及额定功率，可以改善电感耦合级联结构的频率特性，从而有效抑制各级回路受到的抗扰低下。

另外，通过调整变压器耦合电感的电容，可以有效抑制电容耦合器件的抗扰耦合，达到将型耦合电感耦合系数提高的目的。

总之，去耦等效技术的应用可以解决型耦合电感的结构弊端，有效地抵消电容耦合器件的抗扰低下和提高型耦合电感的耦合系数，改善耦合电感级联结构的频率响应特性，从而不仅大大拓宽了型耦合电感的使用范围，而且还使其应用得到更广泛和更全面。

耦合电感去耦等效方法耦合电感是指两个感性元件之间的磁连通，是电路中一种重要的电磁元件。

耦合电感去耦等效方法则是一种常用的电路分析方法，可以用来推导出许多复杂的电路参数。

下面，将围绕这一主题，从以下几个方面进行详细介绍。

一、定义耦合电感是一对绕在同一芯上的电感器，其磁通量相互作用，产生了电感变化，称为耦合电感或互感器。

而耦合电感去耦等效方法则是指将电路中的耦合电感看做一个等效的单一电感器，从而方便进行电路分析计算。

二、耦合电感去耦等效方法的步骤1、将耦合电感看做一个等效的单一电感器，可使用下列公式推导：L=k√L1L2其中，L1和L2分别表示两个电感器的感值大小，k为耦合系数，其大小在0~1之间。

2、通过等效电路分析原理，将耦合电路等效为单独的电路元器件，计算耦合电路的电参数。

3、将得到的电参数接入电路分析方程，计算出电路的响应。

三、应用范围耦合电感去耦等效方法适用于各种电路分析，特别是对于中小型复杂电路、含有多个电感器的电路，使用该方法能够大大简化电路分析过程。

该方法还可以应用于无线电通信系统，特别是天线和射频电路设计中。

四、注意事项1、在进行耦合电感去耦等效方法前，应先确定耦合电感的耦合系数，以保证计算结果的准确性。

2、正确认识耦合电感在电路中的作用，不要误认为简单的将其等效为单一电感器就能得到正确的结果。

3、在进行具体应用时，应尽可能保持电路的简单性，以免导致电路分析的复杂性。

综上所述，耦合电感去耦等效方法在电路分析中具有重要的作用，不仅可以方便地推导出电路参数，而且可以很好地简化电路分析的过程。

对于电路设计工作来说，掌握这一方法是非常必要的。