功率电感选择-EMC
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器开关电源具有体积小、重量轻、效率高等优点，广泛应用于各个领域。
由于开关电源固有的特点，自身产生的各种噪声却形成一个很强的电磁干扰源。
所产生的干扰随着输出功率的增大而明显地增强，使整个电网的谐波污染状况愈加严重。
对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁，因此解决开关电源的电磁干扰是减小电网污染的必要手段，本文对一台15kW开关电源的EMC测试，分析其测试结果，并介绍如何合理地正确选择EMI滤波器，以达到理想的抑制效果。
1 开关电源产生电磁干扰的机理图1为所测的15kW开关电源的传导骚扰值，由图中可以看出在0、15～15MHz大范围超差。
这是因为开关电源所产生的干扰噪声所为。
开关电源所产生的干扰噪声分为差模噪声和共模噪声。
图1未加任何抑制措施所测得的传导骚扰1.1共模噪声共模噪声是由共模电流，IcM所产生，其特征是以相同幅度、相同相位往返于任一电源线（L、N）与地线之间的噪声电流所产生。
图2为典型的开关电源共模噪声发射路径的电原理图。
图2 共模噪声电原理图由于开关电源的频率较高，在开关变压器原、副边及开关管外壳及其散热器（如接地）之间存在分布电容。
当开关管由导通切换到关断状态时，开关变压器分布电容（漏感等）存储的能量会与开关管集电极与地之问的分布电容进行能量交换，产生衰减振荡，导致开关管集电极与发射极之间的电压迅速上升。
这个按开关频率工作的脉冲束电流经集电极与地之问的分布电容返回任一电源线，而产牛共模噪声。
1.2差模噪声差模噪声是由差模电流IDM昕产生，其特征是往返于相线和零线之间且相位相反的噪声电流所产生。
1.2.1差模输入传导噪声图3为典型的开关电源差模输入传导噪声的电原理图。
其一是当开关电源的开关管由关断切换到导通时，回路电容C 通过开关管放电形成浪涌电流，它在回路阻抗上产生的电压就是差模噪声。
图3差模输入传导噪声电原理图其二是工频差模脉动噪声，它是由整流滤波电容c 在整流电压上升与下降期问的充放电过程中而产生的脉动电流与放电电流，也含有大量谐波成分构成差模噪声。
EMC 用电感器及软磁材料
EMC用电感器及软磁材料近年来，电子技术，特别是电力电子技术的飞速发展，导致系统和各种元器件向高频化、数字化、高功率化、高集成化和电子线路低压化的方向发展,这进一步导致了电磁干扰（或噪声）问题的发生和一个新的领域即电磁兼容（EMC）领域的出现。
目前，对电磁兼容性的较准确的定义是：对于系统、整机、部件和元件来说，“它们所具有的，既不影响周围电磁环境、又不受周围电磁环境的影响、其本身不会发生性能恶化和误动作，而能正常工作的能力”。
电磁干扰（或噪声）抑制技术通常包括以下内容：（1）传导干扰抑制技术（共模、差模滤波，去耦，隔离技术）（2）屏蔽技术（电屏蔽，磁屏蔽）（3）接地技术（4）噪声补偿技术等本文重点介绍近年来（1）和（2）项中所使用的软磁材料进展。
对于电子变压器行业来说，在EMC领域中最关心的实用问题是：A. 近年来出现的新的磁性电感元器件及其软磁新材料。
B. EMC用滤波电感器的最佳磁芯材料的选择。
C. EMC用滤波电感器的设计。
众所周知，对于几十MHz以上射频段的干扰的滤波电感器，通常采用镍锌铁氧体等软磁材料，例如，用于抑制数字线电缆及电源线电缆的射频(传导及辐射)干扰等。
本文仅介绍该频段以下的涉及传导干扰EMC领域中的问题，工业上用于该频段EMC的电感磁芯软磁材料有：薄硅钢，薄铁镍坡莫合金(Permalloy)，锰锌铁氧体，镍锌铁氧体，铁粉芯，铁硅铝粉芯（Sendust），高磁通铁镍50粉芯(HF)，铁镍钼粉芯(MPP)等，80年代和90年代又先后出现了非晶（Amorphous）和铁基纳米晶（Nanocrystallion或超微晶）等新型软磁材料，本文重点介绍这些材料磁芯的最新发展尤其是非晶和铁基纳米晶磁芯的进展，并按“传导干扰”和“磁屏蔽”两部分加以叙述。
1.EMC传导干扰及其抑制用软磁材料EMC传导干扰是从电源导线或信号线进行传播的，EMC传导干扰及其抑制技术包括了三方面的问题：A.本系统对市电网络的噪音(NOIS) 干扰及其抑制B.抵抗市电网络的噪音对本系统的干扰及其抑制C.本系统对下游负载的干扰及其抑制A，B.两项与通常的“电源线滤波器”有关电源线滤波器的基本线路电源线滤波器的作用是抑制共模和差模干扰，共模和差模干扰噪音的来源以及在线路中的流向示于图1，由图可见，抑制这些干扰应采取不同的方法，通常电源线滤波器的基本线路如图2，两级共模滤波电感L1，L2和差模电感L3同相应的共模和差模电容配合，可以达到如图3一例的噪声衰减效果。
Power inductor( 功率电感)
k 0.96 0.92 0.88 0.85 0.79 0.74 0.69 0.6 0.52 0.43 0.37 0ectro Magnetic Compatibility）：直译是"电磁兼容性"，意指设备所 产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干 扰的能力。EMC 包括EMI与EMS。 EMI(Electro Magnetic Interference)：直译是电磁干扰，是指它对外界发射的 电磁骚扰。这是合成词，我们应该分别考虑"电磁"和"干扰"。 所谓"干扰"， 指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。第 一层意思如雷电使收音机产生杂音，摩托车在附近行驶后电视画面出现雪 花，拿起电话后听到无线电声音等 EMS（Electro Magnetic Susceptibility）：直译是"电磁敏感度"，其意是指由 于电磁能量造成性能下降的容易程度。为通俗易懂，我们将电子设备比喻 为人，将电磁能量比做感冒病毒，敏感度就是是否易患感冒。如果不易患 感冒，说明免疫力强，也就是英语单词Immunity，即抗电磁干扰性强。
针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)
L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A) l= 磁路长度（cm) l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材，线圈5圈 半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH 当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后） 即可了解L值下降程度(μi%)
emc 共模电感
emc 共模电感
摘要：
一、共模电感的定义与作用
二、共模电感的应用领域
三、共模电感的特点与选择
四、共模电感在EMC 中的重要性
正文：
共模电感，也称为共模扼流圈，是一种电子元件，主要用于电脑开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。
共模电感在板卡设计中也起到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发射。
在变频空调、平板电视、电动汽车、逆变焊机、高频电感加热、光伏、风电等领域，共模电感也有广泛应用。
共模电感的特点如下：在大频率范围内有良好的衰减；漏感低，更好的性能稳定性；电感量偏差小；体积小，较少匝数可获得。
在选择共模电感时，需要根据具体应用场景和要求来选择合适的电感值、电流、电压等参数。
共模电感在EMC（电磁兼容性）中具有重要作用。
在电子设备中，共模电感能有效抑制电磁干扰，提高设备的抗干扰能力，保证设备在复杂电磁环境中的正常工作。
emc单位公式转换
emc单位公式转换EMC的单位公式转换包括功率、电压、电流、磁场强度等参数的转换。
1. 功率转换：* 从功率dBm转换到电压dBμV：dBμV = dBm + 107dB。
* 从电流dBμA转换到功率dBm：dBm = dBμA - 73dB。
2. 电场强度与磁场强度转换：* 从电场强度dBμV/m转换到磁场强度dBμA/m：dBμA/m = dBμV/m - 51.5dB。
3. 电压转换：* 从电压V转换到dBμV：dBμV = 20 * log10(V/1mV)。
* 从电压dBμV转换到V：V = 1mV * (10^(dBμV/20))。
4. 电流转换：* 从电流mA转换到dBμA：dBμA = 20 * log10(mA/1μA)。
* 从电流dBμA转换到mA：mA = 1μA * (10^(dBμA/20))。
5. 电阻转换：* 从电阻Ω转换到dBμΩ：dBμΩ = 20 * log10(Ω/1μΩ)。
* 从电阻dBμΩ转换到Ω：Ω = 1μΩ * (10^(dBμΩ/20))。
6. 电感转换：* 从电感H转换到dBμH：dBμH = 20 * log10(H/1μH)。
* 从电感dBμH转换到H：H = 1μH * (10^(dBμH/20))。
7. 电容转换：* 从电容F转换到dBμF：dBμF = 20 * log10(F/1μF)。
* 从电容dBμF转换到F：F = 1μF * (10^(dBμF/20))。
8. 频率转换：* 从频率Hz转换到dBHz：dBHz = 20 * log10(Hz/1Hz)。
* 从频率dBHz转换到Hz：Hz = 1Hz * (10^(dBHz/20))。
9. 相位转换：* 从相位度转换到弧度：弧度 = 度 * π / 180。
* 从弧度转换到相位度：度 = 弧度 * 180 / π。
10. 阻抗转换：* 从阻抗Ω转换到dBμΩ：dBμΩ = 20 * log10(Ω/1μΩ)。
emc 共模电感参数选取
emc 共模电感参数选取在电磁兼容（EMC）设计中，共模电感的参数选择非常重要。
共模电感是一种在共模信号传输中用来抑制干扰的被动元件。
选择合适的共模电感参数能够有效提高系统的EMC性能，降低电磁辐射和敏感性。
首先，选取合适的电感值是至关重要的。
电感值的选择应该基于系统的特性和所需的抑制效果。
一般来说，较大的电感值可以提供更好的共模抑制。
然而，过大的电感值可能会引入额外的损耗和不必要的成本。
因此，在选择电感值时需要综合考虑多种因素，包括系统的频率范围、信号的幅度和带宽等。
其次，电感的电流饱和值也是一个需要考虑的参数。
共模电感在使用过程中会承受一定的电流，如果电流超过了电感的饱和电流，电感的性能可能会发生变化，导致共模抑制效果下降。
因此，在选择共模电感时，需要确保其饱和电流大于系统中的最大共模电流。
此外，电感的串联电阻也是一个需要考虑的因素。
串联电阻会产生额外的电压降，在一些要求电压幅度较小的系统中，这可能会对信号传输造成一定的干扰。
因此，在选择共模电感时，应当尽量选择串联电阻较小的型号。
最后，选择合适的封装方式也是非常重要的。
共模电感常见的封装方式有SMD贴片和插件式等。
在选择封装方式时，需要考虑到系统的布局和尺寸限制。
SMD贴片方式封装可以节省空间和提高布局灵活性，但对于一些高功率应用，插件式封装可能更为适合，因为它可以提供更好的散热性能。
综上所述，共模电感的参数选取对于系统的EMC性能至关重要。
在实际设计中，应综合考虑电感值、电流饱和值、串联电阻以及封装方式等因素，选取合适的共模电感，以提高系统的抗干扰能力，保证系统的可靠性和稳定性。
探讨EMC中共模电感的选择
探讨EMC中共模电感的选择共模电感在电磁兼容（EMC）设计中是一种重要的组件，它可以用来抑制共模噪声，提高系统的抗干扰能力。
在设计中选择合适的共模电感对于提高系统的性能和可靠性至关重要。
本文将探讨共模电感的选择要素以及如何选择合适的共模电感。
在EMC设计中，选择共模电感需要考虑以下要素：1.频率范围：共模电感的频率范围应与实际应用中的信号频率范围匹配。
根据信号频率的不同，可选择不同类型的共模电感，如线圈式、扁平线圈式或螺旋式。
2.电感值：共模电感的电感值应根据系统的要求来选择。
一般来说，较大的电感值可以提供更好的抗干扰性能，但同时也会增加系统的失耦电感。
3.额定电流：共模电感的额定电流应根据系统的电流需求来选择。
如果共模电感的额定电流小于实际应用中的电流，则可能导致共模噪声的抑制效果下降，从而影响系统的性能。
4.直流阻抗：共模电感应具有较高的直流阻抗，以避免短路共模信号。
直流阻抗越高，共模电感的效果越好。
5.尺寸和重量：共模电感的尺寸和重量也是选择要素之一、根据实际应用的要求，选择合适的尺寸和重量，以便在系统中方便布置和散热。
根据以上要素，选择共模电感时应考虑以下几个方面：1.系统需求：首先需要了解系统的工作条件和要求，包括信号频率范围、电流需求等。
这些信息有助于确定共模电感的参数范围。
2.厂家性能数据：对不同品牌和型号的共模电感进行调查和对比，了解它们的性能数据，如额定电流、电感值、直流阻抗等。
这些数据可用于筛选出符合系统要求的共模电感。
3.仿真和实验验证：根据系统要求，可以使用电磁场仿真软件进行电磁兼容分析，评估不同共模电感的抗干扰性能。
同时，还可以进行实验验证，对比不同共模电感的效果，选择最佳的共模电感。
4.成本和可靠性：在选择共模电感时，还需要考虑成本和可靠性。
成本包括购买成本和系统维护成本，可靠性包括共模电感的寿命和可靠性指标。
总之，选择合适的共模电感是EMC设计中很关键的一步。
需要根据系统要求和性能数据，结合仿真和实验验证，综合考虑成本和可靠性等因素，选择最佳的共模电感。
如何选择适合的电感
如何选择适合的电感电感是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电路中。
选择适合的电感对于电路的正常运行至关重要。
本文将介绍如何选择适合的电感，并给出一些建议。
一、了解电感的基本概念和特性电感是指电流变化时所产生的自感电动势，通常由线圈或线圈组成。
电感的单位是亨利（H），常用的子单位有微亨（μH）和纳亨（nH）。
电感的特性包括电感值、品质因数、最大电流等。
二、确定电感的使用环境和要求在选择适合的电感之前，需要了解电路的使用环境和对电感的要求。
比如工作频率范围、电流大小、容忍功率损耗等。
只有明确这些要求，才能更好地选择适合的电感。
三、选择合适的电感类型1. 通用型电感：通用型电感适用于大部分一般性电路，具有较好的频率响应和磁饱和特性。
在选择时，需要根据要求确定合适的电感值和容忍功率损耗。
2. 高频电感：高频电感适用于工作频率较高的电路，具有较低的内阻和较小的耦合电容。
在选择时，需要考虑电感的高频响应和磁芯材料的磁导率。
3. 低频电感：低频电感适用于工作频率较低的电路，通常具有较高的电感值和较高的耦合电容。
在选择时，需要考虑电感的低频特性和磁芯材料的饱和电流。
四、选择适当的电感参数1. 电感值：根据电路的需求确定合适的电感值，可以通过仿真软件或实验验证得到。
一般来说，电感值越大，电感所储存的能量越多，但也会增加电感本身的大小和成本。
2. 容忍功率损耗：不同的电感具有不同的功率损耗特性。
在选择时，需要根据电路的功率需求和效率要求来确定合适的容忍功率损耗。
3. 最大电流：电感的最大电流是指电感能够承受的最大电流值。
在选择时，需要根据电路的工作电流来确定合适的最大电流。
五、考虑其它因素除了上述参数外，还有一些其他因素需要考虑：1. 尺寸和重量：根据电路的空间限制和重量要求，选择适合的电感尺寸和重量。
2. 成本：根据预算确定合适的电感。
3. 可靠性：选择可靠性较高的品牌和供应商。
六、参考实例以下是一些常见应用场景下的电感选择建议：1. 高频应用：对于高频应用，建议选择高频电感，具有较低的内阻和较小的耦合电容。
常用EMC器件简介
磁珠主要参数
1、阻抗[Z]@100MHz (ohm)； 2、 直流电阻DC Resistance (m ohm)； 3、额定电流Rated Current (mA)；
磁珠选用
1、磁珠在低频端几乎没有任何阻抗，只有在高频时候才会表现 很高很宽带宽的阻抗。故而一般 在抑制高频干扰时候大多选择流这三个参 数外，还应该注意磁珠的使用类 别。比如：高频高速磁珠、电 源磁珠（大电 流）、普通信号磁珠。
不同防护器件过电压波形图
产品特点
高度贴片化 优点1：便于用户 高效、自动化生产；达到降低成本效果； 优点2：便于元件 小型化设计； 优点3：用户生产 过程中抛料率低；
产品特点
产品小型化—— 1206 封装 优点 1：适用于有体积要求的小型板安装； 优点 2：能承受 ：6KV 6KV@10/700 700μS以上的雷击浪涌；
工作模式
半导体放电管的工作模式是：当外加电压低于其不动作电压 VDRM时，管子的漏电流极小，相当于断路；当外电压继续加大 时，开始发生击穿（类是于二级管）；当外电压进一步加大后， 管子的两端变成导通状态，相当于短路，可以泄放很大的电流； 当外电压撤去以后，管子即可恢复断态。
工作模式
VDRM IDRM
典型应用
气体放电管主要应用在AC电源、DC电源接口、485电路、视频接 口、XDSL、以太网接口等需要防雷保护的接口。
典型应用电路
半导体放电管简介
半导体放电管简介
半导体放电管是一种小型化、快反应速度和高可靠性的电力电子 半导体器件，它具有五层双端对称结构的设 计。相对于其他浪涌 抑制器件，半导体放电管的优势在于： 1）、反应速度快，残压低； 2）、可靠性高，参数一致性好； 3）、使用寿命长，可长时间重复使用； 4）、结电容相对较低，可应用在高速传输设备上。
电感厂大功率电感内部资料
功率电感之大电流电感随着电气技术的发展，对电源在高频率，高效率，环保，尺寸，安全，低温升，低噪音，抗干扰E等方面不断提出新的要求，在结构上提出“轻、薄、短、小”的要求，对关键器件提出了扁平化，轻量化，低功耗和高性能的要求，体现在磁性器件方面，尤其是非隔离DC-DC模块电源中，贴片化和扁平化（低高度）成为一种趋势。
CODACA从2001年成立至今，已专注生产电感14年，其产品系列不断推陈出新，顺应时代的发展，无论是技术积累还是品质和性价比，都奠定了CODACA这一电感品牌越来越具有影响力。
对于电源工程师以及磁性器件件工程师而言，高频化大功率电路对产品体积要求越来越严苛，功率密度要求越来越大，只有对功率电感有了更系统了解，尤其是大电流电感，才能设计和选型更优化的电感。
本文系统的对功率电感的相关知识进行阐述整理，主要包括功率电感的定义、选型因素、常用磁性材料、功率电感的工作点、典型电气参数、非典型参数、扁平线绕组的优势，常用拓扑结构和关于温升、饱和和噪音三个问题的建议。
1.功率电感的定义功率电感(Power Inductor),顾名思义，用在电路中传输功率的电感。
电感在电路中主要用来处理功率，信号和电磁兼容（EMC），其中负责功率传输的主要包括升压电感（boost），降压电感（buck），升降压电感（buck-boost），功率因素校正电感（PFC），正激电路输出侧的直流输出滤波电感（相当于buck）和逆变电路输出侧的逆变电感等，这些电感同时承担着储能和平滑滤波的作用；其中用于EMC的电感分为共模电感和差模电感，差模电感在电路中主要滤除差模干扰，无论传输电流是直流电还是交流电，都需要承担滤波和储能的作用，因此在本篇文章中，从能量储存的角度讲，也将差模电感归入功率电感范畴。
2.功率电感的选型因素：1)电感的电气特性，主要饱和特性，温升特性，频率特性等；2)电感的机械特性，主要尺寸限制，贴装方式，机械要求等；3)电感的使用环境，电气条件裕量，环境温湿度，酸碱度等；4)电感的性价比（品质，品牌，技术支持，服务，付款条件等）；5)电感的新型研发，深度定制和快捷样品反馈以及批产能力；功率电感的选型因素很多，对于设计人员或者采购人员而言，在满足主要考量因素的情况下，尽可能的平衡其他因素。
常用EMC器件简介
该案例主要介绍了某电子产品电源电路的设计过程，包括电源拓扑的选择、功率器件的选型、电磁兼容器件的选 用等。在设计过程中，需要考虑电源电路的效率、体积、重量、可靠性等多个方面，同时还需要进行详细的电磁 兼容测试，以确保产品在各种电磁环境下能够正常工作。
某通信设备信号完整性设计案例
总结词
信号完整性设计是通信设备中非常重要的环节，通过合理选择和设计信号完整性方案，可以有效地提 高设备的传输性能和稳定性。
详细描述
该案例主要介绍了某工业自动化设备电磁兼 容设计的过程，包括电源滤波器的设计、信 号隔离器件的选型、电磁屏蔽材料的选择等 。在设计过程中，需要考虑设备的运行环境 、干扰源、传输介质等多个方面，同时还需 要进行详细的电磁兼容测试，以确保设备在
各种电磁环境下能够正常工作。
THANKS
谢谢您的观看
电容
用于存储电能，具有隔直流、通交流 的特点，可用于旁路、去耦、滤波等 。
电感
用于存储磁场能，具有隔交流、通直 流的特点，可用于扼流、滤波等。
磁珠/磁环
磁珠
由铁氧体制成，具有高电阻、高磁导率 的特点，可用于抑制高频噪声或电磁干 扰。
VS
磁环
由铁氧体制成，具有高磁导率、低电阻的 特点，可用于抑制低频噪声或电磁干扰。
共模阻抗
共模阻抗是抑制共模干扰的重要参数，高共模阻抗能够有效地抑制共模干扰。
环境条件
工作温度
不同的EMC器件有着不同的工作 温度范围，选用时需要考虑实际 工作环境温度。
工作湿度
湿度对EMC器件的性能和使用寿 命有一定影响，需根据实际工作 环境湿度进行选择。
机械强度
某些EMC器件需要承受一定的机 械应力，如连接线的弯曲、拉伸 等，需要考虑器件的机械强度。
电感的应用及选型
电感的应用及选型电感，从工艺技术上，领先的基本上是三大日系厂商：TDK、Murata、Taiyo Yuden。
这三家的产品线完整，基本上可以满足大多数需求。
三家都有相应的选型软件，有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线。
在电路设计中，电感主要有三大类应用：·功率电感：主要用于电压转换，常用的DCDC电路都要使用功率电感；·去耦电感：主要用于滤除电源线或信号线上的噪声，EMC工程师应该熟悉；·高频电感：主要用于射频电路，实现偏置、匹配、滤波等电路。
功率电感功率电感通常用于DCDC电路中，通过积累并释放能量来保持连续的电流。
功率电感大都是绕线电感，可以提高大电流、高电感；多层片状功率电感也越来越多，通常电感值和电流都较低，优点是成本较低、体积超小，在手机等空间限制较大的产品中有较多应用。
功率电感需要根据所选的DCDC芯片来选型。
电感值通常应使用DCDC芯片规格书推荐的电感值；电感值越大，纹波越小，但尺寸会变大；通常提高开关频率，可以使用小电感，但开关频率提高会增加系统损耗，降低效率；额定电流功率电感一般有两个额定电流，即温升电流和饱和电流；当电感有电流通过的时候，由于损耗的存在，电感发热而产生温升，电流越大，温升越大；在额定的温度范围内，允许的最大电流即为温升电流。
增加磁芯的磁导率，可以提高电感值，通常使用铁磁性材料做磁芯。
铁磁性材料存在磁饱和现象，即当磁场强度超过一定值时，磁感应强度不在增加，即磁导率下降了，也就是电感下降了。
在额定电感值范围内，允许的最大电流即为饱和电流。
磁滞回线：磁性材料-------铁氧磁体,比重计，多孔性材料密度仪，液体密度计，固体颗粒体积测试仪，磁性材料密度仪。
通常对DCDC电路设计，要计算峰值（PEAK）电流和均方根（RMS）电流，通常规格书中会给出计算公式。
温升电流是对电感热效应的评估，根据焦耳定律，热效应需要考虑一段时间内的电流对时间的积分；选择电感时，设计RMS电流不能超过电感温升电流。
emc 共模电感参数选取
emc 共模电感参数选取
共模电感是一种用于滤除共模干扰的元件，其参数的选取十分重要。
共模电感的参数主要包括感值、阻值和额定电流。
下面将详细介绍如何选取合适的共模电感参数。
首先，感值是共模电感最重要的参数之一。
感值决定了电感对电流的阻抗特性，一般用亨利（H）作为单位。
感值越大，则共模电感对共模干扰的抑制效果越好。
在选择感值时，需要根据实际电路中的共模干扰噪声的频率范围来确定。
一般来说，共模电感的感值应该在电路中的共模干扰噪声频率范围内具有较低的感抗，以提供最佳的抑制效果。
其次，阻值也是共模电感重要的参数之一。
阻值表示共模电感对于共模干扰电流的损耗程度，单位为欧姆（Ω）。
阻值越大，共模电感对共模干扰电流的损耗越大，抑制效果越好。
在选择阻值时，需要根据实际电路中的共模干扰电流大小来确定。
共模干扰电流越大，则共模电感的阻值应该选择得越大。
最后，额定电流是共模电感的额定工作电流。
额定电流表示共模电感能够承受的最大电流值。
在选择共模电感的额定电流时，需要根据实际电路中的共模干扰电流大小来确定。
额定电流应大于或等于实际电路中的共模干扰电流，以保证共模电感的正常工作和维持良好的抑制效果。
综上所述，在选择共模电感参数时，需要根据实际电路中的共模干扰噪声频率范围、共模干扰电流大小以及共模电感的感值、阻值和额定电流等因素综合考虑。
根据具体的应用场景和电路需求，我们可以选择适当的共模电感参数，以提供最佳的抑制效果和保证电路的正常工作。
EMC基础知识
敏感设备 1、所有的电子电路都能接受电磁干扰。但能产 生显著影响的主要是传导干扰。 2、在数字电路中，临界信号最容易受到电磁干 扰的影响。这些信号包括复位、中断和控制信 号。 3、在模拟电路中，前置放大器等小信号放大电 路及电源调整电路很容易受到噪声的影响。
电磁感应与电磁干扰 （EMI） 很多人从事电子线路设计的时候，都是从认识电子元器件 开始，但从事电磁兼容设计应从电磁场理论开始，即从电磁感 应认识开始。 一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、 有源器件和导线组成，当电路中有电压存在的时候，在所有带 电的元器件周围都会产生电场，当电路中有电流流过的时候， 在所有载流体的周围都存在磁场。 恒定电场与恒定磁场 恒定电压（直流电压）产生的电场为恒定电场。 恒定电流（直流电流）产生的磁场为恒定磁场。 恒定电场和恒定磁场不会产生电磁干扰！！
多层（PCB）板的信号电流与回流
地层过孔
Top
GND Power supply Bottom
多个信号线共 享地层过孔将 产生强的EMI 干扰
信号过孔
回流问题——密集过孔
1. 密集过孔，破坏了地平面，无意的分割 2. 跨越分割的信号线，会产生感性串扰和EMI
回流问题——感性串扰
插件过孔安全间距过大，破坏了 地平面产生感性串扰
VCC Top VCC Bottom Bottom
VCC
信号线上的电流
发送侧串接22~220欧姆的阻尼电阻，电阻越大干扰越 小，但是敏感性变差。
R C
分布电容
R
大
采用点对点连接，不打过孔，走线平滑
信号线上的电流
高频时钟（上升沿<2ns的时钟）尽可能有保护地
发送端带阻 尼电阻
时钟线
共模电感选型注意事项
共模电感选型注意事项1. 理解共模电感的作用:共模电感主要用于抑制电路中的共模噪声,防止高频信号沿电源线和地线耦合到其他敏感电路中,从而影响整个系统的电磁兼容性(EMC)。
2. 确定所需的抑制频率范围:共模电感的抑制频率范围因应用而异,通常在几百kHz到几十MHz 之间。
您需要了解系统中的高频干扰源及其工作频率,以选择合适的共模电感。
3.评估电流要求:共模电感需要承受一定的电流,因此必须根据电路中的最大电流选择合适的电流额定值。
过低的电流额定值可能会导致共模电感过早饱和,失去抑制共模噪声的能力。
4.考虑直流电阻:共模电感的直流电阻会造成一定的功率损耗和温升,因此需要权衡直流电阻与电流承载能力之间的平衡。
较低的直流电阻通常意味着较大的体积和成本。
5.评估耦合系数:共模电感的耦合系数表示线圈之间的磁通耦合程度,直接影响共模抑制效果。
耦合系数越高,共模噪声抑制能力越强。
6.关注工作温度范围:共模电感的性能会随着温度的变化而改变,因此需要确保所选共模电感能够在预期的工作温度范围内正常运行。
7.考虑外形尺寸和安装方式:共模电感的外形尺寸需要与电路板布局相匹配,以方便安装和布线。
此外,还需要考虑共模电感的安装方式(如贴片或插件式)。
8.选择合适的封装和绝缘等级:根据应用环境的潮湿度、温度和污染程度,选择合适的共模电感封装和绝缘等级,以确保长期可靠运行。
9.评估成本和可用性:在满足技术要求的前提下,还需要考虑共模电感的成本和可用性,以便在成本和性能之间达成适当的平衡。
选择合适的共模电感对于确保系统的EMC性能至关重要。
仔细评估电路要求并权衡各项技术参数,可以帮助您选择最佳的共模电感解决方案。
电感选取技巧
电感选取技巧01电感，和电容、电阻一起，是电子学三大基本无源器件；电感的功能就是以磁场能的形式储存电能量。
以圆柱型线圈为例，简单介绍下电感的基本原理如上图所示，当恒定电流流过线圈时，根据右手螺旋定则，会形成一个图示方向的静磁场。
而电感中流过交变电流，产生的磁场就是交变磁场，变化的磁场产生电场，线圈上就有感应电动势，产生感应电流：电流变大时，磁场变强，磁场变化的方向与原磁场方向相同，根据左手螺旋定则，产生的感应电流与原电流方向相反，电感电流减小；电流变小时，磁场变弱，磁场变化的方向与原磁场方向相反，根据左手螺旋定则，产生的感应电流与原电流方向相同，电感电流变大。
以上就是楞次定律，最终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化，就是电感对交变电流呈高阻抗。
同样的电感，电流变化率越高，产生的感应电流越大，那么电感呈现的阻抗就越高；如果同样的电流变化率，不同的电感，如果产生的感应电流越大，那么电感呈现的阻抗就越高。
所以，电感的阻抗于两个因素有关：一是频率；二是电感的固有属性，也就电感的值，也称为电感。
根据理论推导，圆柱形线圈的电感公式如下：可以看出电感的大小与线圈的大小及内芯的材料有关。
实际电感的特性不仅仅有电感的作用，还有其他因素，如：绕制线圈的导线不是理想导体，存在一定的电阻；电感的磁芯存在一定的热损耗；电感内部的导体之间存在着分布电容。
因此，需要用一个较为复杂的模型来表示实际电感，常用的等效模型如下：等效模型形式可能不同，但要能体现损耗和分布电容。
根据等效模型，可以定义实际电感的两个重要参数：❶ 自谐振频率(SelfResonance Frequency)由于Cp的存在，与L一起构成了一个谐振电路，其谐振频率便是电感的自谐振频率。
在自谐振频率前，电感的阻抗随着频率增加而变大；在自谐振频率后，电感的阻抗随着频率增加而变小，就呈现容性。
❷ 品质因素(Quality Factor)也就是电感的Q值，电感储存功率与损耗功率的比，Q值越高，电感的损耗越低，和电感的直流阻抗直接相关的参数。
EMC共模电感选型...
EMC共模电感选型...最近开通了公众号，有文章更新，刚兴趣可以关注一下，谢谢！1、EMI 共模电流的产生机理a.差分电流产生差模电磁场，使得差分回路面积内的走线产生共模电流；b.（共模电流/辐射主要源头）工作电流经过单板地，由于地阻抗的存在，形成地上共模电压（地电位差），共模电压驱动端口信号，在线束上形成共模电流；c. 电缆与大地形成的寄生回路，通过磁耦合的方式，感应共模电流；d.开关电源通过分布参数，如散热器、变压器分布电容，形成共模电流；e.高速信号/电源平面有高频干扰，相邻层走线会耦合，形成共模干扰。
2、共模电感的工作原理根据右手螺旋定理，当差模电流流过共模电感线圈时，产生2个相互抵消的磁场；当共模电流流过共模线圈时，产生2个相互增强的磁场，使整个线圈阻抗变高，衰减共模电流。
3、共模感量测量4、共模电感的绕法a. 双芯并绕(Bifilar)--对称性高，差模阻抗相对较小b. 2组线圈分别绕（Sectional）--对称性低，差模阻抗相对较大5、共模电感参数选型a. AC/DC电源类应用共模感量--电源滤波，大的电感值可以获得更好的滤波效果差模漏感--绕制不平衡产生的感量偏差额定电流--工作电流小于额定电路，需考虑温升和降额设计额定电压--正常工作的额定电压值直流电阻--DCR 带来热量损耗，越小越好耐压值--同名绕组线与线之间施加一定的高压，在一段时间内承受的电压值绝缘电阻--绕组与绕组之间的电阻值b. 差分信号类应用共模阻抗--对应相应频率的共模信号，大的阻抗可以获得更好的滤波效果差模阻抗--影响信号传输质量，尽可能接近传输线阻抗；高速数字电路应用时，差模阻抗尽量小，必要时测试眼图/插损6、共模电感应用a. AC110-220V输入EMC参考电路b. AC24V输入EMC参考电路c. DC12V输入EMC参考电路d.CAN接口EMC参考电路e.485接口EMC参考电路。
emc 共模电感参数选取
EMC共模电感参数选取1. 简介电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指电子设备在特定的电磁环境中，能够以无干扰的方式正常工作，同时不对周围环境和其他设备产生不可接受的电磁干扰。
EMC共模电感是提高设备抗干扰能力的重要元件之一。
本文将详细介绍EMC共模电感的参数选取方法，帮助读者了解如何选择合适的共模电感以提高设备的抗干扰性能。
2. EMC共模电感参数2.1 额定电流（Rated Current）额定电流是指共模电感在规定条件下可以连续承受的最大工作电流。
选取共模电感时，需要根据实际应用中的最大工作电流来选择额定电流。
通常情况下，额定电流应大于等于实际工作条件下的最大工作电流。
2.2 额定阻抗（Rated Impedance）额定阻抗是指在规定条件下，共模电感对于特定频率下的共模信号提供的阻抗值。
选取共模电感时，需要根据实际应用中常见的共模信号频率来选择额定阻抗。
通常情况下，额定阻抗应与实际应用中的共模信号频率相匹配。
2.3 频率响应（Frequency Response）频率响应是指共模电感对不同频率的共模信号的阻抗变化情况。
选取共模电感时，需要考虑实际应用中常见的共模信号频率范围，并选择具有平坦频率响应特性的共模电感。
2.4 直流电阻（DC Resistance）直流电阻是指共模电感在直流条件下的电阻值。
直流电阻会对功耗和热量产生影响，因此需要根据实际应用中的功耗要求选择合适的直流电阻值。
2.5 尺寸与重量（Size and Weight）尺寸和重量是选取共模电感时需要考虑的因素之一。
通常情况下，尺寸和重量越小越好，可以减小设备体积和重量，提高整体性能。
3. EMC共模电感参数选取方法3.1 确定工作条件在选取EMC共模电感之前，首先需要确定实际工作条件，包括最大工作电流、常见的共模信号频率范围以及功耗要求等。
3.2 选择额定电流根据确定的最大工作电流，选择额定电流大于等于最大工作电流的共模电感。
电感类对EMC的影响
杨继深 2002年8月
滤波器安装在线路板上时， 在电源线入口处增加一只高 频共模滤波器
这样试一试
机箱内
机箱外 屏蔽箱
杨继深 2002年8月
还要注意的一个小问题
杨继深 2002年8月
低通滤波器对脉冲干扰的抑制
A
2VIPd
输入脉冲频谱
A
2VIPd
输出脉冲频谱
f IL 滤波器特性
+ fCO
f
f
杨继深 2002年8月
相当于脉冲的上升时间和 脉宽变大， 脉宽变大，而幅度没有减 小。
fCO
低通滤波器抑制脉冲的效果
低通滤波器
杨继深 2002年8月
抑制脉冲干扰的方法
2VIPd
脉冲干扰频谱 经过瞬态抑制频谱
瞬态抑制器件与 低通滤波器一起 使用
低通滤波后频谱
杨继深 2002年8月
杨继深 2002年8月
10MHz
100MHz
1000MHz
ω
铁氧体磁环使用方面的一些问题
Ω
125 600 1250
Ω
300个 30个
4500
1
10
100
1000
Ω
½匝 1½匝
Ω
0.1
1
10
100
1000
无偏置 有偏置
杨继深 2002年8月
低通滤波器对脉冲信号的影响
杨继深 2002年8月
信号滤波器的安装位置
杨继深 2002年8月
选择滤波器的保险方法
0.1Ω
滤 波 器
100Ω
100Ω
滤 波 器
0.1Ω
~
~
50Ω 0.1/100Ω
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士3 - 电感电流 -
概述
• 功率电感的电流负载可以用以下方法计算： 工具软件 (LTSpice, Webench, SWIFT, …) 逐步计算 用下面的方法做粗略计算 BUCK
I Lmax 1,5 Iout
ΔT=40 K |ΔL/L|<10%
IDC
2,70
Isat
3,00
Eigenres.-Frequenz self-res.-frequency
SRF
7,90
Einheit / unit tol.
礖
? 0%
typ.
C L鰐pad / soldering spec. :
[mm]
5,4
2,9
max.
A
L
1
(2 f )?C
设计贴士 7
选择开关频率的 1/10作为LC滤波器的截止频率 选择输出电容 (e.g. 22 μF) 计算感值
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士8 - 电感选择软件 -
Würth Elektronik eiSos © 2009
SMALL –printed letters often make a
BIG difference
Würth Elektronik eiSos © 2009
饱和电流 • 饱和电流 ISAT
定义? 标准 ?
没有标准......
Würth Elektronik eiSos © 2009
饱和电流
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士2 - 感值 -
感值
• 如果没有软件支持，感值的计算公式如下： BUCK
BOOST
Iout … 工作电流 Uout … 输出电压 Uin … 输入电压 fswitch … IC的开关频率
L DC (Uin Uout ) fswitch r Iout
2009
WÜ RTH ELEKTRONIK EISOS GMBH & CO. KG 功率电感 – 怎样选择
- 8个设计小贴士 -
Würth Elektronik eiSos © 2009
概述
• 高效 • 发展趋势
输出电压小于 1 V 输出电流最大至 60 A 开关频率高达 5 MHz
•IC公司仿真软件支持 Texas Instruments – SWIFT / TPS40K Linear Technology – LTSpice / SwitcherCAD National Semiconductor – Webench
•WE提供支持 设计工具 在产品原型设计和优化设计时能够快速查找大量的WE元件信息
Würth Elektronik eiSos © 2009
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士1 - 开关频率 -
impedance
开关频率
• 磁芯材料的选择与工作频率相关
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,01
XL(Fe) „0“-400kHz
0,1
XL(MnZn)
XL(NiZn)
„0“-10MHz
„0“-40MHz
1
10
Würth Elektronik eiSos © 2009
100
f/MHz 1000
电感值
设计贴士 1
开关频率 < 100 kHz: 可供选择的磁芯材料: 铁粉, 铁氧体 开关频率 > 100 kHz: 可供选择的磁芯材料: 铁氧体 • 根据开关频率不同，磁芯材料的使用情况大致如下：
Würth Elektronik eiSos © 2009
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士4 - 直流电阻 -
直流电阻
设计贴士 4
相同封装尺寸下的直流电阻值 感值越高 – 直流电阻越大 感值越低 – 直流电阻越小 感值相同，采取了屏蔽措施的电感- 直流电阻小
• 电感选择软件与常规计算的比较
500KHz 24V
2A
L
12V
常规计算
L Uin U out U out
U in0,3Iout f
计算得出的感值是后续优化设计的起点
L 20,000礖
电感选择软件
U U U L
in
(
out
out U D )
(U I in U D ) 0,3
Würth Elektronik eiSos © 2009
屏蔽 / 非屏蔽
• 使用屏蔽/非屏蔽的对比
Würth Elektronik eiSos © 2009
屏蔽 / 非屏蔽
设计贴士 5 尽可能使用磁屏蔽封装的功率电感. 不要在功率电感下方布线，也不要在其上方安排电路板，因为这样会增加气隙耦合的程度。
电感选择软件 Inductor Selector
• 计算和选择正确电感的捷径
L
设计贴士 8 电感选择器可用于 BUCK-converter BOOST-converter 要计算正确的感值，必须考虑额定电流，饱和电流和直流电阻。
Würth Elektronik eiSos © 2009
电感选择软件 Inductor Selector
f
out
L 24V 12V (12V 0,7V )
(24V 0,7V ) 0,3 2A500kHz
L 20,567礖
尝试这些感值 18, 22, 27 µH
尝试这些感值: 18µH; 22µH; 27µH
纹波电流系数 (0.2 ~ 0.5)
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士 3 请注意产品规格书中的定义 额定电流 功率电感的额定电流通常和直流工作条件下的自发热关联 -- 在本篇中，电感在额定电流下 自发热温升是40°C。 饱和电流 根据半导体制造厂家的推荐，饱和电流是指感值跌落10%的工作点电流。遗憾的是，在功 率电感的规格书中没有这样的标准值，常常给用户造成误解和困惑。
• 伍尔特电子的定义 – 例如： WE-PD
110
100
90
80
inductance L/Lo [ %]
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10 15 20
• 饱和电流通常代表在一定程度上的感值跌落
25 30 35 I [A]
饱和电流
Würth Elektronik eiSos © 2009
∆L= - 10%
Kunde / customer : Artikelnummer / part number :
744770147
Bezeichnung : description :
SPEICHERDROSSEL WE-PD POWER-CHOKE WE-PD
A Mechanische Abmessungen / dimensions :
L DC Uout (1 DC )? fswitch r Iout
设计贴士 2
r 0.2 ..... 0.4
感值
感值高 – 纹波电流小 感值低 – 纹波电流大 纹波电流是决定磁芯损耗的要素. 减少功率电感损耗的重要参数不仅包括开关频率，还包括纹波电流。
Würth Elektronik eiSos © 2009
开关频率 < 100 kHz 磁芯材料: 铁粉; 锰锌; Superflux, 镍锌, WE-Perm
开关频率 > 100 kHz….. 1000 kHz 磁芯材料: 锰锌; Superflux, 镍锌, WE-Perm
开关频率 > 1000 kHz 磁芯材料: 镍锌, WE-Perm
Würth Elektronik eiSos © 2009
shielded
unshielded
smaller leff
bigger leff
Würth Elektronik eiSos © 2009
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士6 - AL 值 -
AL 值 • AL值根据有效磁路长度和磁通面积计算得出
L AL N 2
有问题吗? • 请拨打产品热线获得技术支持
pm_.hotline@we-online.de
Würth Elektronik eiSos © 2009
N L
AL
设计贴士 6 磁屏蔽电感的优点是: AL 值更高
同样的感值，直流电阻更低 线损（铜损）更低
Würth Elektronik eiSos © 2009
设计贴士7 - LC 输出滤波器 -
Würth Elektronik eiSos © 2009
LC 输出滤波器
• 得到一个干净的输出电压
A
C
E
B
D
? Ma rking
DATUM / DATE : 2004-10-11 Typ XL
A
12,0 ? 0,3
mm
B
12,0 ? 0,3
mm
C
8,0 max.
mm
D
8,0 ? 0,3
mm
E
5,0 ? 0,2
mm
= Start of winding
Marking = Inductance code
max.
7,0 12,8