共模电感设计 共模电感设计方案 共模电感设计案例

共模电感的设计实例讲解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50~100Ω，即至少50%的衰减，因此有：Z =ωL③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 × A⑤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、设计案例：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1.0mm2)计算最小电感值3)假如无指定空间，任取一磁芯内径（ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN4)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最大圈数=（160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS5）计算磁芯的AL值，并选取材质磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN因此种磁芯AL值变化范围一般为+/-30%故磁芯的AL值取9000nH/TS2，以上述条件，即可选取一合适磁芯。

dcdc 电路共模电感dcdc电路中的共模电感是一种非常重要的元件，它在电路中起着关键的作用。

本文将从共模电感的定义、原理、应用以及选型等方面进行详细阐述。

我们来了解一下共模电感的定义。

共模电感是指在直流-直流转换器（DC-DC转换器）中用于滤除共模噪声的电感。

共模噪声是指同时作用于电路两个输入端的噪声信号，它们具有相同的幅度和相位。

共模电感的主要作用是阻止共模噪声进入电路，从而保证电路的正常工作。

接下来，我们来了解一下共模电感的工作原理。

共模电感的工作原理基于电感的特性。

当共模噪声进入电路时，共模电感会产生反向的电流，从而抵消共模噪声。

共模电感的大小取决于电路的设计和要求，一般来说，共模电感的阻抗应与电路输入端的负载匹配。

共模电感在电路中有着广泛的应用。

首先，它常用于直流-直流转换器中，用于滤除共模噪声。

在高频电路中，共模电感也常被用于滤波器和功率放大器中，起到抑制共模噪声的作用。

此外，共模电感还常被用于干扰抑制、电源线滤波、通信设备、医疗设备等领域。

在选用共模电感时，需要考虑一些关键因素。

首先是电感值的选择，通常选择的电感值应能满足电路的要求。

其次是电感的尺寸和结构，要根据电路的空间和布局要求来选择合适的尺寸和结构。

此外，还需要考虑电感的性能参数，如电感的电流、频率响应等。

最后，还需要考虑电感的可靠性和成本等因素。

总结起来，共模电感在dcdc电路中是一种非常重要的元件。

它能够有效滤除共模噪声，保证电路的正常工作。

共模电感的工作原理是利用电感的特性，通过产生反向电流来抵消共模噪声。

在选用共模电感时，需要考虑电感值、尺寸、性能参数以及可靠性和成本等因素。

通过合理选择和应用共模电感，可以提高电路的性能和稳定性，减少噪声对电路的干扰。

一、共模电感原理在介绍共模电感之前先介绍扼流圈，扼流圈是一种用来减弱电路里面高频电流的低阻抗线圈。

为了提高其电感扼流圈通常有一软磁材料制的核心。

共模扼流圈有多个同样的线圈，电流在这些线圈里反向流，因此在扼流圈的芯里磁场抵消。

共模扼流圈常被用来压抑干扰辐射，因为这样的干扰电流在不同的线圈里反向，提高系统的EMC。

对于这样的电流共模扼流圈的电感非常高。

共模电感的电路图如图1所示。

图1共模电感电路图示共模信号和差模信号只是一个相对量，共模信号又称共模噪声或者称对地噪声，指两根线分别对地的噪声，对于开关电源的输入滤波器而言，是零线和火线分别对大地的电信号。

虽然零线和火线都没有直接和大地相连，但是零线和火线可以分别通过电路板上的寄生电容或者杂散电容又或者寄生电感等来和大地相连。

差模信号是指两根线直接的信号差值也可以称之为电视差。

假设有两个信号V1、V2共模信号就为（V1+V2）/2差模信号就为：对于V1 （V1-V2）/2；对于V2 -（V1-V2）/2共模信号特点：幅度相等、相位相同的信号。

差模信号特点：幅度相等、相位相反的信号。

如图2所示为差模信号和共模信号的示意图。

图2差模信号和共模信号示意图二、共差模噪声来源对于开关电源而言，如果整流桥后的储能滤波大电容为理想电容，即等效串联电阻为零（忽略所有电容寄生参数），则输入到电源的所有可能的差模噪声源都会被该电容完全旁路或解耦，可是大容量电容的等效串联电阻并非为零。

因此，输入电容的等效串联电阻是从差模噪声发生器看进去的阻抗Zdm的主要部分。

输入电容除了承受从电源线流入的工作电流外，还要提供开关管所需的高频脉冲电流，但无论如何，电流流经电阻必然产生压降，如电容的等效串联电阻，所以输入滤波电容两端会出现高频电压纹波，高频高压纹波就是来自于差模电流。

它基本上是一个电压源（由等效串联电阻导致的）。

理论上，整流桥导通时，该高频纹波噪声应该仅出现在整流桥输入侧。

事实上，整流桥关断时，噪声会通过整流桥二极管的寄生电容泄露。

共模电感设计共模电感设计方案共模电感设计案例共模电感设计是指在电路中采用共模电感来抑制共模噪声、提高信号品质和抗干扰能力的一种方法。

共模电感是一种特殊的电感元件，它在电路中起到滤波、隔离和阻抗匹配的作用。

本文将介绍几种常见的共模电感设计方案，并给出一些实际的共模电感设计案例。

1.单线圈共模电感设计方案：单线圈共模电感是一种简单的共模滤波器，它由一根绕线构成。

该共模电感一端接地，另一端与共模信号相连接。

单线圈共模电感的阻抗主要与其电感值和频率有关。

在设计时，可以选择合适的电感值和线圈长度，使其产生滤波效果，抑制共模噪声。

2.磁组件共模电感设计方案：磁组件共模电感由多个线圈和铁芯组成。

铁芯的存在可以增加线圈的感应效果，提高共模电感的阻抗。

在设计时，可以根据需要选择合适的铁芯材料、线圈匝数和电感值，以满足共模滤波的需求。

3.三相共模电感设计方案：三相共模电感适用于三相电路中的共模抑制。

三相电路中，共模电感一般由三个线圈组成，每个线圈对应一个相位。

通过适当的线圈匝数和电感值的选择，可以实现对三相共模信号的滤波和抑制。

案例1：手机通信模块共模电感设计手机通信模块中，常常存在大量的共模噪声。

为了提高通信质量，需要设计合适的共模电感来滤除这些噪声。

设计方案：采用单线圈共模电感，电感值选择5μH，线圈匝数为100匝。

根据手机通信频率范围，选择合适的线径和绕线长度。

通过电磁场仿真和实际测试，验证共模电感的滤波效果，得到满意的结果。

案例2：工业控制系统中的共模电感设计工业控制系统中，电机和传感器的共模噪声较大，容易影响系统的稳定性和准确度。

为了解决这个问题，需要设计合适的共模电感。

设计方案：采用磁组件共模电感，由多个线圈和铁芯组成。

根据系统要求和噪声特点，选择合适的铁芯材料和线圈匝数。

通过电磁场仿真和实际测试，得到满意的共模滤波效果。