共模电感的设计实例讲解
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 =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。
非常详细的共模电感及滤波器的设计!(转载)精选全文完整版
⾮常详细的共模电感及滤波器的设计！（转载）看点1 ⼏个简单的实例测验与分析！01 这是⼀个共模电感，如下测量，你觉得测得的电感量是多少？可能有⼀部分会答错。
下⾯来说明⼀下我们知道共模电感的绕法有两种，1 双线并绕，2 两组线圈分开绕。
我们知道共模电感的绕法有两种，1 双线并绕，2 两组线圈分开绕。
1 双线并绕2 两组线圈分开绕正确的答案应该是10mH，下图所⽰。
⼀楼所⽰的测量和如下测量⼀致。
如仍有怀疑，可找个电感测量⼀下便知。
可以理解成两个电感并联，事实上就是两个电感并联，计算结果和测量结果是⼀样的。
两种绕法有何特点？1 双线并绕有较⼩的差模电感有较⾼的耦合电容有较⼩的漏感2 两组线圈分开绕有较⼩的耦合电容有较⾼的漏感因此要根据实际应⽤情况选择绕法。
02 再看看这样测量出来的电感量是多少？为什么？有的⼈可能会回答0mH，有的⼈可能会回答20mH，有的⼈可能会回答10mH。
不过很遗憾都不是，正确的答案L=40mH。
如下图，按右⼿法则已标上电流⽅向和磁通⽅向，从图中可以看出两个线圈的磁通的⽅向是相同的，也就是说磁通是增加的不是相互抵消。
根据磁环电感量计算公式式中：N = 圈数， Ac = 截⾯积， 分母 Mpl = 磁路长度。
注意 N 有平⽅的，⼀组线圈的圈数是N， 则两组线圈的圈数是 2N，将2N代⼊到公式中分⼦有 4N2， 也就是说电感量为 4 倍。
本例则为40 mH。
03 再看看这样测量得到的电感量应该是多少？这样测得的是什么电感量？这个估计很多⼈都知道是0mH，没错，理想状态下就是 0mH。
实际共模电感总有漏感、或差模电感成份，因此按此连接测量得到的数值就是漏感或者叫差模电感。
共模电感中漏感和差模电感是⼀回事，可以称漏感也可称差模电感。
⼀般做得好点的漏感在1-2%左右。
但有时候会特意将差模电感和共模电感做在⼀起，这时候的差模电感量就按实际需要做了。
看点2 共模电感“Z”字形符号是代表什么？共模电感的这个符号应该很常见吧，但是符号中的的 “Z” ⼀样的符号该怎么读？估计很少有⼈知道。
共模电感
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。
一种典型共模电感的设计及优化
一种典型共模电感的设计及优化共模电感在电源滤波器、直流-直流转换器等电路中起着重要的作用，用于抑制共模干扰和提高系统的抗干扰能力。
下面将介绍一种典型共模电感的设计和优化方法。
设计方法：1.确定电感参数：首先要确定电感的工作频率范围和电感值。
工作频率范围决定了电感的工作模式，如连续传导模式或断续传导模式。
电感值的选择与系统的电流和电压相关，根据具体应用来确定。
2.确定线圈材料：根据工作频率和电流来选择合适的线圈材料，常用的有铁氧体和粉末材料。
铁氧体具有高磁导率和低磁滞损耗，适合于高频应用；而粉末材料具有较高的饱和磁感应强度，适合于高电流应用。
3.确定线圈结构：电感的线圈结构有单层、多层、脚踏式等，根据系统的功率和空间限制来选择。
另外，线圈的尺寸和导线的截面积也需要根据电感值和电流来确定。
4.优化设计：A.降低电感的直流电阻：直流电阻会导致电流通过时产生能量损耗，所以降低直流电阻是优化设计的重点。
可以选择合适的材料和提高线圈的填充因子来降低直流电阻。
B.提高电感的品质因数：品质因数衡量了电感的有功损耗和无功损耗之比，值越大表示电感的有功损耗越小。
品质因数可以通过优化线圈材料、线圈结构和绕线方式来提高。
C.抑制谐振：共模电感在工作频率附近可能会产生谐振现象，影响系统的性能。
通过选择合适的线圈参数和结构，可以降低谐振的发生概率和影响程度。
D.减小尺寸和体积：随着电子设备的迷你化和集成化，尺寸和体积的要求越来越高。
通过优化线圈结构、材料和导线尺寸，可以实现电感的迷你化设计。
以上是典型共模电感的设计和优化方法，需要根据具体应用场景来选择合适的参数和结构。
随着电子技术的不断发展和应用需求的不断增加，共模电感的设计和优化也在不断地更新和改进。
共模电感的设计范文
共模电感的设计范文在电子电路中，共模电感是一种用于抑制共模干扰的元件。
共模干扰是指电路中对两个输入信号或输出信号产生的干扰。
共模电感的设计在电子系统中非常重要，特别是在高速信号传输、数据通信和功率放大等应用中，可以有效地提高系统的性能和抗干扰能力。
共模电感的设计主要包括参数的选择和设计方法的确定。
参数的选择包括电感值、品质因数（Q值）、频率响应范围和尺寸等。
电感值的选择一般根据系统的需求和设计的频率范围来确定，通常选择合适的电感值可以实现对共模干扰的抑制。
品质因数是衡量电感的损耗程度，较高的品质因数意味着更低的功耗和更好的抑制共模干扰的能力。
频率响应范围要与系统的工作频率匹配，以实现最佳的抑制效果。
尺寸的选择要符合系统的布局和封装要求，在满足性能要求的前提下尽量小化电感的体积。
除了参数的选择，设计方法的确定也是共模电感设计中的关键步骤。
常用的设计方法包括采用磁性材料、布线方式和屏蔽设计。
磁性材料的选择直接影响到电感的性能，一般选择高磁导率和低频率损耗的材料，如铁氧体、纳米晶等。
布线方式的设计包括线圈的结构和排布方式，要避免出现串扰和共振现象，以减小共模干扰。
屏蔽设计可以通过添加屏蔽层或使用屏蔽材料来抑制外界的电磁辐射和电磁感应，提高共模电感的性能。
共模电感的设计还需要考虑一些特殊的问题。
首先是温度问题，电感的性能会随着温度的变化而变化，因此要根据实际应用环境选择合适的温度特性。
其次是电流容量，电感的电流容量要符合系统设计的需求，不能超过电感的额定值，以免损坏电感。
最后是工作频率的选择，电感的性能会随着频率的变化而变化，因此要根据实际频率需求来选择合适的工作频率范围。
总之，共模电感的设计是电子系统设计中重要的一环，合理选择参数和确定设计方法可以提高系统的性能和抗干扰能力。
在设计过程中应考虑电感值、品质因数、频率响应范围、尺寸、磁性材料、布线方式、屏蔽设计、温度特性、电流容量以及工作频率等因素，从而设计出性能优良的共模电感。
共模电感设计
差模峰值电流ΔIdm(A) 1.25 测得的差模电感Ldm(μH) 800 磁通量的最大偏离Bmax 10
引起的磁通偏离)： 引起的磁通偏离 ：
共模线圈的匝数n(匝) 10
共模线圈的匝数n(匝) 10
环形线圈的横截面积 A(mm2) 10
一、磁体中磁通变化量的计算(差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离 磁体中磁通变化量的计算 差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离
ΔΦ=(Ldm*ΔIdm)/n Δ ΔΦ
磁体中磁通变化量ΔΦ 0.0008 测得的差模电感Ldm(μH) 800 差模峰值电流ΔIdm(A) 10
应为： 二、为防止芯体发生磁饱和现象，从而差模电流Idm应为： 为防止芯体发生磁饱和现象，从而差模电流 应为
共模电感设计共模电感设计方案共模电感设计案例
共模电感设计共模电感设计方案共模电感设计案例共模电感设计是在电路中使用的一种特殊类型的电感器件。
它的主要作用是抑制共模干扰信号，并提供电路中所需的功率传输和信号滤波。
共模电感的设计需要考虑一系列因素，包括电感值的选择、磁芯材料的选取、绕线方式以及尺寸和电流的限制等。
下面以设计一个高性能的共模电感为例，介绍共模电感设计的一般原则和过程。
共模电感的设计方案需要根据具体的应用需求进行确定。
在实际设计中，电感的值会根据工作频率、电流和共模信号的范围等因素进行选择。
通常情况下，可以通过仿真软件或公式计算来估算所需的电感值。
共模电感的磁芯材料的选取也非常重要，它直接影响到电感器件的性能。
常见的磁芯材料包括铁氧体、磁性材料和多层陶瓷等。
选取磁芯材料时，需要考虑到工作频率范围、饱和磁感应强度和损耗等因素。
绕线方式是共模电感设计中另一个重要的因素。
常见的绕线方式包括单层绕线、多层绕线和扁平线圈等。
选择合适的绕线方式可以提高电感器件的效能，减小损耗和体积。
尺寸和电流的限制是共模电感设计中需要特别注意的问题。
尺寸的选择需要考虑到电感器件在实际应用中的安装空间限制，同时要保证足够的绕线长度。
电流是决定共模电感器件能否正常工作的关键因素，因此需要根据电路中的电流要求来选择合适的电感器件。
下面是一个具体的共模电感设计案例：假设我们需要设计一个用于直流电源的共模电感，工作频率范围为10kHz到100kHz，电流为5A，电感值为10uH，尺寸限制为直径为10mm，高度为15mm。
首先，根据工作频率范围和电感值，可以通过公式计算得到所需的磁芯面积。
然后，根据绕线长度和电流要求，可以计算出所需的导线截面积。
接下来，选择合适的磁芯材料和绕线方式，并根据尺寸限制确定最终的设计。
在实际制造过程中，可以通过计算机辅助设计软件进行电感器件的建模和优化，以获得最佳的设计方案。
此外，还需进行一系列的实验测试和性能验证，以确保设计的共模电感能够满足预期的要求。
共模电感设计范文
共模电感设计范文
（包括计算过程）
一、选定参数
此项目的要求是设计一个带有共模电感的电路。
在设计该电路之前，
需要确定其参数，包括电感L，共模电感Lcm，频率f，电压V，电流I，
以及抗干扰能力要求。
1.电感L：300μH
2. 共模电感Lcm：200μH
3.频率f：10MHz
4.电压V：5V
5.电流I：1A
6.抗干扰能力要求：可以抵抗100V/μs以下的电压波动
二、电感的计算
1.首先需要计算定子芯线的绕线数N，定子芯线受到的电流和定子线
圈截面积S进行计算，公式为：
N=I×I∕I=1A×300μH÷(π×2×10-6)I=381.4
2.根据计算出来的绕线数N的值，用下面的公式计算出定子线圈截面
积S：
I=I×I∕I=1A×300μH÷381.4=7.94×10−6I
3.计算出定子线圈截面积S后，就方便计算定子线圈半径R，公式为：
I=√I∕π=√7.94×10−6I÷π=2.51×10−3I
4. 由于共模电感Lcm为200μH，因此它的绕线数Ncm、定子芯线截面积Scm、定子线圈半径Rcm也可以用上述同样的公式计算出来：Ncm=1A×200μH÷(π×2×10-6)I=254.3
Scm=1A×200μH÷254.3=7.94×10−6I
Rcm=√7.94×10−6I÷π=2.51×10−3I
三、计算共模电感
1.首先需要计算出各自线圈的抗阻阻抗Z，公式为：。
共模电感的设计范文
共模电感的设计范文共模电感是一种用于滤除电源电路中的共模干扰的重要元件。
在现代电子设备中，由于电路的复杂性和器件的密集度增加，共模干扰的抑制变得越来越重要。
共模电感作为一种专门设计用于滤除共模干扰的元件，被广泛应用于各种电子设备中。
首先，确定共模电感的额定电流。
额定电流是指共模电感能够承受的最大电流。
在设计过程中，需要根据实际应用情况和要求，确定共模电感的额定电流。
其次，确定共模电感的频率响应。
频率响应是指共模电感在不同频率下的阻抗特性。
在设计共模电感时，需要根据应用需求，选择适合的频率响应特性。
通常情况下，共模电感的频率响应应该是平滑的，在设计过程中需要对频率响应进行仿真和测试，以确保其满足设计要求。
然后，确定共模电感的电感值。
电感值是指共模电感的电感大小。
在设计过程中，需要根据共模干扰的大小和要求，选择适当的电感值。
一般情况下，共模电感的电感值应该尽可能大，以提高滤除共模干扰的效果。
最后，选择适合的材料。
共模电感的材料选择直接影响其性能和工作温度范围。
一般情况下，常用的共模电感材料有铁氧体、磁性材料等。
在设计过程中，需要根据实际应用需求，选择适合的材料。
在共模电感的设计过程中，还需要考虑其他因素，如尺寸、结构、成本等。
根据不同应用需求和要求，可以选择不同的设计方案。
为了确保设计的准确性和可靠性，可以进行仿真和测试，并根据测试结果进行优化和修改。
综上所述，共模电感是一种用于滤除电源电路中共模干扰的重要元件。
设计共模电感需要考虑多个因素，包括额定电流、频率响应、电感值、材料选择等。
在设计过程中，需要根据实际应用需求和要求，选择适合的设计方案。
通过仿真和测试，可以优化和修改设计，确保其准确性和可靠性。
纳米晶共模电感设计
纳米晶共模电感设计1，裸磁芯参数≔d132mm ≔d220mm ≔h 10mm ≔K10.7≔C1=――――2π⋅h ln ⎛⎜⎝―d1d2⎞⎟⎠⎛⎝⋅1.337103⎞⎠―1m ≔C2=―――――⋅4π⎛⎜⎝-―1d2―1d1⎞⎟⎠⋅h 2ln ⎛⎜⎝―d1d2⎞⎟⎠3⎛⎝⋅2.269104⎞⎠―1L ≔Ae =―――⋅K1C1C241.235mm 2≔Le =――C12C278.75mm ≔Ve =⋅Ae Le 3.247cm 32，计算感量≔uo ⋅4π10-7―Hm≔ur_1KHz 80000≔ur_100KHz 28000≔N 15≔L_1KHz =―――――――⋅⋅⋅uo ur_1KHz Ae N 2Le 11.844mH%电感公差±30≔L_100KHz =――――――――⋅⋅⋅uo ur_100KHz Ae N 2Le 4.145mH %电感公差±30≔Lk_1KHz =⋅0.005L_1KHz 59.22μH 理论估算，漏感最大为电感的千分之五3，计算线径和电阻≔Irms 18A≔J 8.95――Amm 2电流密度根据散热和使用环境温度选择≔D_wire =⋅2‾‾‾‾‾――Irms⋅J π1.6mm ≔ρ⋅⋅0.017510-6Ωm≔D1=+d1 3.3mm 0.035m 外壳1.4加上装配余量0.5，这样是3.3≔D2=-d2 3.3mm 0.017m ≔K2 1.07绕线系数≔H =+h 3.3mm 0.013m≔K320mm引线头部≔L_wire =+⋅⋅((++-D1D2⋅2H ⋅4D_wire ))K2N ⋅4K3908.194mm ≔Rdc =⋅ρ――――⋅4L_wire⋅πD_wire 20.008Ω≔σ⋅8.910-6――kg mm 3≔W_wire =⋅⋅2σL_wire ――――⋅πD_wire 240.033kg 4，计算阻抗值阻抗模型包括电容C ，电感L ，磁芯损耗等效电阻计算200KHz 的阻抗≔f1200KHz ≔ur_20016000≔u''_20013000≔L_200KHz =―――――――⋅⋅⋅uo ur_200Ae N 2Le 2.369mH ≔Cp 2pF≔Zl =⋅⋅2πf1L_200KHz 2.977KΩ≔R =⋅⋅⋅2πf1―――――――⋅⋅⋅uo u''_200Ae N 2Le 2.419kΩ≔Zc =――――1⋅⋅⋅2πf1Cp 397.887KΩ≔Z =――――⋅((+Zl R ))Zc ++Zl R Zc5.323KΩ计算500KHz 的阻抗≔f1500KHz ≔ur_5008800≔u''_5008000≔L_500KHz =―――――――⋅⋅⋅uo ur_500Ae N 2Le 1.303mH ≔Zl =⋅⋅2πf1L_500KHz 4.093KΩ≔R =⋅⋅⋅2πf1―――――――⋅⋅⋅uo u''_500Ae N 2Le 3.721kΩ≔Zc =――――1⋅⋅⋅2πf1Cp 159.155KΩ≔Z =――――⋅((+Zl R ))Zc ++Zl R Zc7.448KΩ计算3MHz 的阻抗≔f13000KHz ≔ur_30002000≔u''_30001900≔L_3000KHz =―――――――⋅⋅⋅uo ur_3000Ae N 2Le 0.296mH ≔Zl =⋅⋅2πf1L_3000KHz 5.581KΩ≔R =⋅⋅⋅2πf1―――――――⋅⋅⋅uo u''_3000Ae N 2Le 5.302kΩZc=――――1⋅⋅⋅2πf1Cp26.526KΩ≔Zc =――――1⋅⋅⋅2πf1Cp 26.526KΩ≔Z =――――⋅((+Zl R ))Zc ++Zl R Zc7.717KΩ计算谐振频率点≔fr =―――――――1⋅2π‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾⋅L_1KHz Cp1.034MHz 计算fr 的阻抗≔f1=fr 1.034MHz ≔ur_10345000≔u''_10344200≔L_1034KHz =―――――――⋅⋅⋅uo ur_1034Ae N 2Le 0.74mH ≔Zl =⋅⋅2πf1L_1034KHz 4.81KΩ≔R =⋅⋅⋅2πf1―――――――⋅⋅⋅uo u''_1034Ae N 2Le 4.04kΩ≔Zc =――――1⋅⋅⋅2πf1Cp 76.955KΩ≔Z =――――⋅((+Zl R ))Zc ++Zl R Zc7.937KΩ5计算温升共模电感的损耗主要是铜线损耗，我们忽略磁芯的损耗来评估温升，对于共模噪声比较大的场合，不适用。
一种典型共模电感的设计及优化
一种典型共模电感的设计及优化共模电感在电力电子转换器中起着非常重要的作用，通过抑制共模电流，可以减小电磁干扰和提高系统的工作效率。
在设计和优化共模电感时，需要考虑多个因素，包括工作频率、电感值、电流负载、材料选择等。
本文将介绍一种典型的共模电感设计及其优化方法。
一、典型共模电感的设计------/\----元件图图中的线圈由一对螺线管组成，它们通过一个磁性材料隔开，以减小磁场的交叉干扰。
在设计共模电感时，需要确定线圈的匝数、线径、线圈排列方式等参数，并选择合适的磁性材料。
1.线圈设计线圈的设计是非常关键的一步，它会直接影响到共模电感的性能。
线圈的匝数需要根据工作频率和电感值来确定，通常使用下式计算匝数：N=(L*I)/B其中，N为匝数，L为所需电感值，I为电流负载，B为线圈的磁场强度。
线径的选择是根据电流负载及电感值而定的。
线径过细会造成电流通过时的损耗增加，而线径过粗则会影响电感值的稳定性。
因此，需要进行适当的线径计算和选择。
2.磁性材料选择磁性材料的选择直接影响到共模电感的性能。
常用的磁性材料包括铁氧体、软铁、磁性不锈钢等。
选择合适的材料需要考虑磁导率、剩余磁感应强度、饱和磁感应强度等因素。
二、共模电感的优化1.提高电感值电感值的大小对于共模电感的性能至关重要。
可以通过增加线圈的匝数、改变线径等方式来提高电感值。
另外，根据实际应用需求，还可以采用多种线圈的串联或并联方式来提高电感值。
2.降低电流负载共模电感承受的电流负载过大会导致温升过高、损耗增加等问题。
为了降低电流负载，可以采用串联多个共模电感来分担电流负载。
此外，合理布置线圈和选择合适的磁性材料也能有效降低电流负载。
3.优化线圈结构线圈的结构对共模电感的性能有着重要影响。
可以采用L型线圈、螺旋线圈等非规则形状设计来减小磁场的交叉干扰。
此外，还可以对线圈进行层间绝缘设计，减小绕线间的电容和耦合。
4.选择合适的磁性材料合适的磁性材料能够提高共模电感的性能。
共模电感抑制emc的原理及应用
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共模电感的设计范文
共模电感的设计范文共模电感是指在通信电路、电源电路以及模拟电路中用于抑制共模干扰的一种电子元件。
共模干扰是指在电路中出现的由于信号线、地线等共同模式传导引起的干扰信号，常常会对电路的稳定性和指标产生显著的负面影响。
因此，共模电感的设计和应用成为了电子工程领域的重要课题。
共模电感通常由一个或多个线圈组成，其工作原理类似于传统的电感。
共模电感的设计需要考虑到电路的工作频率、共模信号的幅度、电流负载、对地电容和电感的电气参数等因素。
设计共模电感的第一步是确定电路的工作频率。
共模电感通常用于抑制从电源线、信号线等共模传导的高频干扰信号。
因此，选择合适的共模电感需要考虑到工作频率的范围以及对共模干扰的抑制效果。
其次，设计共模电感需要考虑到共模干扰信号的幅度。
共模干扰信号的幅度对共模电感的设计和选型有着重要的影响。
一般来说，干扰信号的幅度越大，所需的共模电感的电感值就越大。
此外，电流负载也是设计共模电感时需要考虑的因素之一、电路的负载电流越大，所需的共模电感的电流容量就越大。
因此，对电流负载的准确评估对共模电感的设计非常重要。
对地电容也是共模电感设计中需要考虑的因素之一、共模电感通常与地线相接，对地电容对共模电感的性能有着显著的影响。
因此，设计共模电感时需要合理地选择电感线圈的材料、绕制方式和结构等参数，以尽量减小对地电容的影响。
最后，电感的电气参数也是共模电感设计中不可忽视的因素。
电气参数包括电感值、电流容量、电阻、电感的Q值等。
这些电气参数决定了共模电感的性能和可靠性。
在共模电感的设计过程中，通常会利用电磁场仿真软件进行模拟分析和优化设计。
通过优化设计，可以得到满足电路要求的共模电感方案，从而提高整个电路的抗干扰能力和稳定性。
总之，共模电感的设计需要考虑到多个因素，包括电路的工作频率、共模干扰信号的幅度、电流负载、对地电容和电感的电气参数等。
通过合理的设计和选择，可以有效地抑制共模干扰，提高电路的抗干扰能力和稳定性。
共模电感设计
共模电感设计共模电感设计选择共模滤波电感规格不是一件困难和令人困惑的事情。
用一个标准滤波器平面图可以用来实现一个相对简单直接的设计过程。
预设的平面模型滤波器元件参数很容易被修改，从而,达到符合设计要求。
常规共模电感线性滤波器防止过度的噪声从AC线传导到正在工作的电子设备。
通常ＡC线为防护的重点。
图示－1所示,共模滤波器与AC线之间接阻抗匹配电路，后面再接开关变换器。
共模噪声（大地为参考在两根线上同时产生的噪声大小相等方向相同)的方向是从负载流向滤波器，流向两条AC线上的共模噪声已经被充分地衰减了。
其结果是从滤波器输出到AＣ线的共模噪声经过阻抗匹配电路衰减得非常微弱了。
共模滤波器的设计本质上是设计两个相同的差分滤波器，每个分别作用于同一个磁心,两边耦合的是两个极性一致的电感。
对于一个差分输入电流(从(A)到(Ｂ)通过Ｌ１和从(B)到(A)通过L2),两电感间的磁通(大小相等方向相反)耦合为零。
任何电感通过差模信号时,两个扼流圈未能耦合。
它们作为独立的元件，只有漏感响应差模信号：这个漏感会衰减差模信号。
当电感L1和Ｌ2,通过相对于大地方向相同的完全一样的信号（共模型号）,每个扼流圈在同一个磁心上出力的是非零磁通。
对于共模信号电感作为独立的元件运行相互间产生互感:互感的作用使共模信号变弱。
第一阶滤波器最简单、最昂贵的滤波器设计是一阶滤波器。
这种类型的滤波器采用单一的电抗结构存储某一频率段的能量,使这些能量未能传递出去。
就一个低通共模滤波器来说,一个共模电感的电抗元件会被采用。
所要求扼流圈的电感量可以简单地采取负载电阻除以衰减频率（包含以上频率）的角频率。
譬如，要衰减40０0Ｈz以上的频率到50Ω的负载里面需要一个１.99mH(5０/（2π×４000) )的电感。
由此产生共模滤波器结构如图示-3：在4000Hz的衰减将是３ｄB,并以6dＢ每倍频程增加。
因为主要的电感依赖的一阶滤波器，实际变化中，扼流圈电感是必须被考虑的。
CMC 共模电感电子教案
C M C共模电感由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰，因此共模电感也是我们常用的有力元件之一！这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。
共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。
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。
因此共模电感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。
共模电感在制作时应满足以下要求：1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。
3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。
4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。
通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，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。
随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及，电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。
特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰，常使人防不胜防，这已引起国内外电子界的高度重视。
电磁干扰滤波器(EMI Filter)是近年来被推广应用的一种新型组合器件。
它能有效地抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。
共模电感设计 共模电感设计方案 共模电感设计案例
共模电感设计共模电感设计方案共模电感设计案例1.共模电感设计共模电感设计中特别值得一提的是：直流变换器很高的开关频率及尖峰脉冲斜波就是一典型的EMI（电磁干扰）。
共模电感就是一个重要的抗电磁干扰零件，它可以在一宽频条件下提供非常高的阻抗。
大多数EMI滤波器主要部件就是一共模电感。
在此文中，主要介绍共模电感的设计及磁芯选材问题。
2.基本的共模开关电源有两种噪声：一为共模，另一为差模。
与输入信号的路径相同的噪声称之为差模噪声，而每相相同的从接地到输出的尖峰信号称之为共模噪声。
（详见图1A和1B)一典型抗电磁干扰滤波器包含共模电感，差模电感及X,Y电容。
Y电容和共模电感使共模噪声衰减。
在高频噪声时，电感呈现高阻抗特性，并且反射和吸收噪声。
然而电容呈低阻抗（至接地）且改变主线的噪声方向。
（见图2）共模电感两绕组圈数是相同的，产生两大小相等方向相反的磁通量。
此两磁通相互抵消。
因此使磁芯处于无偏磁状态。
差模电感只有一个绕组，需要磁芯提供一完全无饱和线性电流。
此与共模电感有较大的不同。
为防止磁饱和，差模电感必须使用一低的有效磁导率的磁芯（有气隙的铁氧体或铁粉磁芯）。
然而，共模电感可以使用一较高的磁导率磁芯且在磁芯相对小的条件下可得到一比较高的电感。
3.磁芯选材首先，噪声是由开关电源的单位基频所产生的，再加上高频谐波。
也就是表示噪声在10KHz 到50MHz范围内都会存在。
为此，电感必须有更宽的频率范围内存在高阻抗特性。
共模电感的总阻抗由两部分组成：串联感抗（Xs)和串联电阻（Rs)。
在低频时，阻抗呈感抗特性。
但随着频率的增加，有效磁导率下降，感抗亦在下降。
（见图3）由串联感抗（Xs)和串联电阻（Rs)的相互作用，在整个频宽内产生一可接受的阻抗（Zs)。
对于大多数产品来讲，共模电感的磁芯都选用铁氧体（镍锌系和锰锌系）。
镍锌系磁芯的特点是具有较低的初磁导率，但在非常高的频率（大于100MHz)时，仍能保持初磁导率。
共模电感的设计
EMI滤波共模电感设计正常工作的开关类电源（SMPS）会产生有害的高频噪声，它能影响连接到相同电源线上的电子设备像计算机、仪器和马达控制。
用一个EMI滤波器插入电源线和SMPS之间能消除这类干扰（图1）。
一个差模噪声滤波器和一个共模噪声滤波器能够串联或在许多情况下单独使用共模噪声滤波器。
图1 EMI滤波器的插入在一个共模滤波器内，电感的每一个绕阻和电源输入线中的任一根导线相串联。
（对于电源的输入 线来讲）电感绕组的接法和相位是这样的，第一个绕组产生的磁通会与第二个绕组产生的磁通相削. 于是，除了泄漏阻抗的小损耗和绕组的直流电阻以外，电感至电源输入线的插入阻抗为零。
由于磁 通的阻碍，SMPS的输入电流需要功率，因此将通过滤波器，滤波器应没有任何明显的损耗。
共模噪声的定义是出现在电源输入线的一根或二根导线上的有害电流通过电感的地返回噪声源的噪声。
此电流要视共模电感的任何一个或二个绕组的全部阻抗，因为它不能被返回的电流所抵消。
共模噪声电压是电感绕组上的衰减，应从有害噪声中保持电源输入线的畅通。
1.1、选择电感材料开关电源正常工作频率20KHz以上，而电源产生的有害噪声比20KHz高，往往在100KHz～50MHz之间。
对于电感来讲，大多数选择适当和高效率比的铁氧体，因为在有害频带内能提供最高的阻抗。
当看到公共参数如磁导率和损耗系数就去识别材料是困难的。
图2给出铁氧体磁环J-42206-TC绕10匝后的阻抗ZS和频率的关系曲线。
图2铁氧体磁环的阻抗和频率的关系在1～10MHz之间绕组到达最大阻抗，串联感抗XS和串联电阻RS（材料磁导率和损耗系数的函数）共同产生总阻抗Zt。
图3所示为图2中铁氧体材料的磁导率和损耗系数与频率的函数关系。
由于感抗引起的下降，导致磁导率在750KHz以上的下降；由于电阻取决高频的源阻抗所以损耗系数随频率而增加。
图3铁氧体磁环的磁导率、损耗系数和频率的关系图4给出三种不同材料的总阻抗和频率的关系J材料在超过1～20MHz范围内具有高的总阻抗，它最广泛地应用于共模滤波器的扼流圈。
共模电感外围电路
共模电感外围电路共模电感是电子电路中的一个重要组件，主要用于抑制共模干扰。
共模电感外围电路设计是为了提高电路的共模抑制能力，保证信号的稳定性和可靠性。
在本文中，我们将深入探讨共模电感的工作原理、外围电路的设计原则以及其在电路中的应用。
1. 共模电感的工作原理共模电感是一种差模和共模信号之间的电感器件，其主要工作原理涉及磁感应定律和电感的特性。
当电路中有共模信号通过时，共模电感会引起电感中的磁场变化，从而在电感中感应出一个电势，抑制共模信号的传播。
2. 共模电感外围电路设计原则2.1 共模电感的选取共模电感的选取需要考虑电路的工作频率范围和所需的共模抑制能力。
通常，共模电感的电感值越大，其在共模信号抑制方面的性能越好。
2.2 共模电感的连接方式共模电感可以采用串联和并联的方式连接在电路中。
在一些应用中，将多个共模电感并联可以提高共模抑制效果。
2.3 地线的布局地线的布局对于共模电感的性能也有着重要的影响。
合理设计和布置地线可以减小共模电感与其他元件之间的耦合，提高电路的稳定性。
2.4 良好的屏蔽设计在一些高频电路中，采用屏蔽罩或屏蔽罩材料对共模电感进行屏蔽设计，可以有效地阻挡外部的电磁辐射和共模干扰，提高电路的可靠性。
3. 共模电感外围电路的应用3.1 通信系统在通信系统中，共模电感外围电路广泛用于抑制共模干扰。
通过合理设计电路结构和选择合适的共模电感，可以提高通信系统对共模噪声的抵抗能力，确保信号传输的清晰和可靠。
3.2 电源线滤波器在电源线滤波器中，共模电感被用于滤除电源线上的共模噪声，提供稳定的电源给其他电路元件。
这在要求电源纹波和噪声极小的应用中尤为重要，例如精密仪器和高性能电子设备。
3.3 传感器系统在一些传感器系统中，由于环境的电磁干扰可能导致传感器输出信号的共模噪声增加，共模电感外围电路的设计可以有效提高传感器系统对干扰的抵抗性。
4. 共模电感外围电路设计案例4.1 信号放大器在差分信号放大器中，为了提高共模抑制比，可以在输入端串联共模电感，使其对共模信号产生阻抗，提高抑制效果。
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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，。