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詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路

發(fā)布時(shí)間:2018-10-26 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】所謂差模信號(hào)就是兩個(gè)大小相等、方向相反的信號(hào)。圖所示是共模和差模電感器電路,這也是開(kāi)關(guān)電源交流市電輸入回路中的EMI濾波器,電路中的L1、L2是差模電感器,L3和L4為共模電感器,C1為X電容,C2和C3為Y電容。該電路輸入220V交流市電,輸出電壓加到整流電路中。
 
所謂差模信號(hào)就是兩個(gè)大小相等、方向相反的信號(hào)。
 
圖所示是共模和差模電感器電路,這也是開(kāi)關(guān)電源交流市電輸入回路中的EMI濾波器,電路中的L1、L2是差模電感器,L3和L4為共模電感器,C1為X電容,C2和C3為Y電容。該電路輸入220V交流市電,輸出電壓加到整流電路中。
 
詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路

1.共模電感器
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的共模噪聲頻率范圍從 10kHz~50MHz 甚至更高,為了有效衰減這些噪聲,要求在這個(gè)頻率范圍內(nèi)共模電感器能夠提供足夠高的感抗。
 
講解共模電感器工作原理前應(yīng)該了解共模電感器結(jié)構(gòu),這有助于理解共模電感器抑制共模高頻噪聲。圖所示是共模電感器實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)示意圖。
 
共模電感器的兩組線圈繞在磁環(huán)上,繞相同的匝數(shù),同一個(gè)方向繞制,只是一組線圈繞在左側(cè),另一組線圈繞在右側(cè)。共模線圈采用高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體或非晶材料,以提高共模線圈性能。
 
(A) 正常的交流電流流過(guò)共模電感器分析。如圖所示,220V交流電是差模電流,它流過(guò)共模線圈L3和L4的方向如圖中所示,兩線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反而抵消。這時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響(這一影響很?。?,以及少量因漏感造成的阻尼(電感),加上220V交流電的頻率只有50Hz,共模電感器電感量不大,所以共模電感器對(duì)于正常的220V交流電感抗很小,不影響220V交流電對(duì)整機(jī)的供電。
 
詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路
 
(B) 共模電流流過(guò)共模電感器分析。當(dāng)共模電流流過(guò)共模電感器時(shí),電流方向如圖所示。由于共模電流在共模電感器中為同方向,線圈L3和L4內(nèi)產(chǎn)生同方向的磁場(chǎng),這時(shí)增大了線圈L3、L4的電感量,也就是增大了L3、L4對(duì)共模電流的感抗,使共模電流受到了更大的抑制,達(dá)到衰減共模電流的目的,起到了抑制共模干擾噪聲的作用。
 
詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路
 
加上兩只Y電容C2和C3對(duì)共模干擾噪聲的濾波作用,共模干擾得到了明顯的抑制。
 
2.差模電感器
圖所示是差模電感器實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)示意圖,顯然它與共模電感器不同。
 
詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路
 
差模電感器磁芯材料有三種。鐵硅鋁磁粉芯的單位體積成本最低,因此最適合制作民用差模電感器。鐵鎳50和鐵鎳鉬磁粉芯的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵硅鋁磁粉芯,更適合軍用和一些對(duì)體積和性能要求高的場(chǎng)合。
 
圖所示是差模電感器電路,差模電感器L1、L2與X電容串聯(lián)構(gòu)成回路,因?yàn)長(zhǎng)1、L2對(duì)差模高頻干擾的感抗大,而X電容C1對(duì)高頻干擾的容抗小,這樣將差模干擾噪聲濾除,而不能加到后面的電路中,達(dá)到抑制差模高頻干擾噪聲的目的。
 
詳析開(kāi)關(guān)電源輸入端共模和差模電感抗干擾電路

 
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