共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,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;因此共模扼流圈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。
在电子产品板卡设计中,共模电感起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,那么具体怎么设计电路了,以HDMI为例请参考如下图:
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为什么能防EMI?要弄清楚这点,我们需要从它的结构开始分析;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),当电路中的正常电流流经共模扼流圈时,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。
共模电感选型时需要注意的是所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此我们在选择共模扼流圈时需要看器件资料,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。需要指出,当额定电流较大时,共模扼流圈的线径也要相应增大,以便能承受较大的电流。此外,适当增加电感量,可改善低频衰减特性。
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