網(wǎng)絡(luò)變壓器工作原理

1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

1、共模扼流圈（CMC：Common mode Choke）

共模扼流圈(Common mode Choke)，也叫共模扼制電感，是在一個閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對L（或N）與E 之間的共模干擾具有抑制作用，而對L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實際線圈繞制的不完全對稱會導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號電流或電源電流在兩個繞組中流過時方向相反，產(chǎn)生的磁通量相互抵消，扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流（包括地環(huán)路引起的騷擾電流，也處稱作縱向電流）流經(jīng)兩個繞組時方向相同，產(chǎn)生的磁通量同向相加，扼流圈呈現(xiàn)高阻抗，從而起到抑制共模噪聲的作用。共模電感實質(zhì)上是一個雙向濾波器：一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。

共模扼流圈可以傳輸差模信號，直流和頻率很低的差模信號都可以通過，而對于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗，所以它可以用來抑制共模電流騷擾

共模電感扼流圈是開關(guān)電源、變頻器、UPS 電源等設(shè)備中的一個重要部分。其工作原理：當(dāng)工作電流流過兩個繞向相反線圈時，產(chǎn)生兩個相互抵消的磁場 H1、 H2 ，此時工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現(xiàn)出高阻抗，產(chǎn)生很強的阻尼效果，達(dá)到衰減干擾信號作用。

CMC抑制共模信號：

顧名思義，共模扼流圈是用來抑制共模噪聲信號（無用的信號，干擾信號)的元件，它對共模噪聲信號形成高阻抗，而對差模信號(有用的信號)基本上無影響。它是抑制EMI電磁干擾的主要元件，工作原理如下:

共模信號是指在兩輸入端輸入極性相同的信號。共模信號將導(dǎo)致電磁干擾。電磁干擾分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾（進入電源線內(nèi)）。信號傳輸不對稱和阻抗不匹配時差模信號轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生數(shù)字終端設(shè)備的共模信號。

CMC對差模信號無影響：

共模傳輸特性：

理想中心抽頭的變壓器，所有的共模電流通過中心抽頭返回到源。

中心抽頭作用：

通過提供差分線上共模噪聲的低阻抗回流路徑，降低線纜上共模電流和共模電壓。

對于某些收發(fā)器提供一個直流偏置電壓或功率源

中間抽頭，所以電感兩邊阻抗相同，所以兩邊的電流相同，都是Icm的一半，在線圈方向相反。結(jié)果產(chǎn)生的磁感應(yīng)為0。

非理想中心抽頭變壓:

但是：中間抽頭不是理想的。首先由線上寄生電感，同時兩邊的線圈線長不可能理想等長。

如圖，LCT，△L，C12降低了共模衰減。

△L產(chǎn)生了差?！材＾D(zhuǎn)換 因為LCT+ △L≠0，所以中心抽頭上存在共模電壓。

共模電壓在線纜上驅(qū)動共模電流，產(chǎn)生輻射。

2、自耦合變壓器(Center Tapped Auto-Transformer)

自耦合變壓器對差模信號形成高阻抗，對共模信號基本上無影響，按照以上的接線方式接入線路中，可以有效地進行信號傳輸，繼而進一步減少及抑制了電磁干擾。

3、扼流圈工作原理及插入損耗特性（或稱阻抗特性）：

變壓器兩腳加上信號電壓(差模信號)時，經(jīng)過磁路耦合作用在變壓器的次級端感應(yīng)出感生電壓。對于信號電壓，由于CMC兩繞組同時流過的信號電流大小相等、方向相反，在CMC的鐵芯磁路中產(chǎn)生了方向相反的磁通，相互抵消，不影響差模信號傳輸。而此時變壓器Transformer兩繞組流過的則是大小相等，方向相同的電流，致使變壓器Transformer的作用相當(dāng)于一個大的電阻，阻礙差模信號的通過，對載波信號的傳輸影響極少。所以差模信號被直接耦合加到負(fù)載上。而對共模信號來說，主要是通過變壓器的初、次級間的分布電容耦合到次級，而此時CMC兩繞組流過的是大小相等、方向相同的電流，這時CMC相當(dāng)于一個大的電阻，阻止共模電流的傳輸，而變壓器Transformer兩繞組則是流過大小相等、方向相反的電流，對共模信號相當(dāng)于短路，這樣共模電壓基本上不會被傳送，而被耦合到負(fù)載上。從而既能使載波信號被很好的傳輸，又能抑制共模干擾信號。

變壓器的中間抽頭。中間抽頭為什么有些接電源？有些接地？這個主要是使用的phy芯片UTP（雙絞線）口驅(qū)動類型決定的，有兩種，如果是電壓驅(qū)動的就要接電源；如果是電流驅(qū)動的就不用了，直接接個電容到地。為什么有些接2.5v？而有些又接3.3v呢？這個由PHY芯片資料里規(guī)定的UTP端口電平?jīng)Q定。如果是2.5v的就上拉到2.5v，如果是3.3v的就上拉到3.3v。

審核編輯 黃宇