Windows|电感四条腿?你见过吗?

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我们常见的电感是两个腿的 , 叫做差模电感 。 今天和大家介绍四个腿的共模电感 。

差模电流与共模电流
差模电流:在一对差分信号线上 , 大小相同 , 方向相反的一对信号 , 一般是电路中的工作电流 , 对于信号线就是信号线与信号地线之间流动的电流 。

共模电流:在一对差分信号线上 , 大小相同 , 方向相同的一对信号(或噪音) 。 在电路中 , 一般对地噪音一般都是以共模电流的方式传输的 , 所以又称为共模噪声 。
抑制共模噪声
抑制共模噪声的方法多种多样 , 除了从源头去减少共模噪声外 , 通常我们抑制最常用的方法就是使用共模电感来滤除共模噪声 , 也就是将共模噪声阻挡在目标电路外面 。 即在线路中串联共模扼流器件 。
这样做的目的是增大共模回路的阻抗 , 使得共模电流被扼流器所消耗和阻挡(反射) , 从而抑制线路中的共模噪声 。

共模扼流器或电感的原理
若在以某种磁性材料的磁环上绕上同向的一对线圈 , 当交变电流通过时 , 因为电磁感应而在线圈中产生磁通量 。
对于差模信号 , 产生的磁通量大小相同、方向相反 , 两者相互抵消 , 因而磁环产生的差模阻抗非常小 。
而对于共模信号 , 产生的磁通量大小和方向均相同 , 两者相互叠加从而使磁环产生了较大的共模阻抗 。
这一特性使得共模电感对于差模信号的影响较小 , 而对共模噪声具有很好的滤波性能 。
1) 差模电流通过共模线圈 , 磁力线方向相反 , 感应磁场削弱 , 从如下图磁力线方向可以看出—实线箭头表示电流方向 , 虚线表示磁场方向 。


2) 共模电流通过共模线圈 , 磁力线方向相同 , 感应磁场加强 , 从如下图磁力线方向可以看出—实线箭头表示电流方向 , 虚线表示磁场方向


共模线圈的电感或者称为自感系数 , 我们知道电感是表征产生磁场的能力 。
对于共模线圈或者共模电感 , 当共模电流流过线圈时 , 由于磁力线方向相同 , 在不考虑漏感的情况下 , 磁通量叠加 , 其原理是互感 。
下图红色线圈产生的磁力线穿过蓝色线圈 , 同时蓝色线圈产生的磁力线也穿过红色线圈 , 彼此相互感应 。

从电感的角度来看 , 电感量也是成倍增加 , 磁链代表了总磁通量 。
对于共模电感 , 当磁通量是原来的2倍时 , 匝数没有发生变化 , 电流也没没有发生变化 , 此时电感量增加为原来的2倍 , 意味着等效磁导率变为原来的2倍 。


等效磁导率何以增加一倍 , 从下面的电感公式来看 , 由于匝数N不改变、磁路和磁芯截面积由磁芯的物理尺寸决定 , 因此也没有改变 , 唯一就是磁导率u增加了一倍 , 因而可以产生更多的磁通量 。