共模电感的设计实例讲解

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 =ωL

③ 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 × A

⑤ 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1.0mm

2)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 MIN

4)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16TS

5）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。

1.08是漆包线的外径，加了绝缘层和预留量，160是绕线的分布度数，160/360也就是说一个线包的分布范围是160度，