共模扼流圈一般指共模電感,常用于電腦的開(kāi)關(guān)電源中過(guò)濾共模的電磁干擾信號(hào)。在板卡設(shè)計(jì)中,共模電感也是起EMI濾波的作用,用于抑制高速信號(hào)線產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射。
共模扼流圈實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向濾波器:一方面要濾除信號(hào)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。
共模扼流圈的磁芯用什么材料
1、磁環(huán)類型的鐵芯優(yōu)點(diǎn):
高初始導(dǎo)磁率(這個(gè)是共模電感的基本要求)、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、溫度較之鐵氧體穩(wěn)定(可以理解為溫升?。?,頻率特性比較靈活,因?yàn)閷?dǎo)磁率高,很小就可以做出很大的感量,適應(yīng)頻率比較寬;
整體優(yōu)勢(shì):
因?yàn)槌跏紝?dǎo)磁率是鐵氧體的5-20倍,對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制作用遠(yuǎn)大于鐵氧體;
納米晶的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度比鐵氧體的好,所以在大電流下不易飽和;
溫升較之UF系列的要低,某人實(shí)際測(cè)試:室溫下要低將近10度(測(cè)試值僅作參考);
結(jié)構(gòu)上的靈活令其適應(yīng)性好,從加工工藝上進(jìn)行改變,即可適應(yīng)不同需求(見(jiàn)過(guò)節(jié)能燈上用的磁環(huán)電感,使用相當(dāng)靈活);
分布電容會(huì)更小,因?yàn)槔@線的面積更寬,體積也相對(duì)較小;
環(huán)行所用匝數(shù)少一點(diǎn),分布參數(shù)小一點(diǎn),效率占優(yōu)(針對(duì)具體進(jìn)行分析,可能是因?yàn)榫€徑的緣故,望補(bǔ)充);
整體劣勢(shì):
磁環(huán)孔徑小,機(jī)器難以穿線,需要人工去繞,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,加工成本高,效率低。而在成本壓力日益增加的同時(shí),這一點(diǎn)已尤為重要了。
耐壓方面較之UF優(yōu)勢(shì)不大:因?yàn)榭梢钥吹胶芏啻怒h(huán)共模中間使用扎線帶隔開(kāi)的,這樣不是很可靠,有的中間拉開(kāi)一定距離,線用點(diǎn)膠固定,時(shí)間長(zhǎng)了,可靠性怎么樣呢?如果電感量要求比較大,線會(huì)擠在一起,安全性上有一點(diǎn)疑惑。
安裝不便,故障率較高。
應(yīng)用:
因?yàn)槌杀镜囊蛩?,磁環(huán)大多用在大功率的電源上,某人形容:“小功率的用磁環(huán)太高檔了”,是有道理的。
當(dāng)然因?yàn)轶w積小,對(duì)體積有要求的小功率電源,采用磁環(huán)的也是很OK的選擇。
綜合性能比起來(lái),優(yōu)于UF系的。如果成本壓力不大的項(xiàng)目,可以考慮用磁環(huán)的。某實(shí)際測(cè)試傳導(dǎo),用磁環(huán)的余量要低更多。而且感量還比UF的小。
2、UF/UU系列的共模
材料:基本上為鐵氧體,當(dāng)然這鐵氧體也有區(qū)別的,一般有MXO-錳鋅類和NXO-鎳鋅類。鎳鋅類的主要優(yōu)點(diǎn)是:初始磁導(dǎo)率低(小于1000u),但是可以工作在比較高的頻率(大于100MHZ)下,保持磁導(dǎo)率不變。很強(qiáng)很偉大。
NXO比MXO電阻率高。利用鐵氧體對(duì)高頻雜波的類似阻尼的作用將高頻雜波以熱能的方式釋放出來(lái),這就解釋了共模電感的溫度問(wèn)題。
整體優(yōu)勢(shì):
最重要的一點(diǎn):成本低(某網(wǎng)友用的這個(gè)是0.9元人民幣),可以用機(jī)器繞、高效,常用UU9.8或UU10.5;
有骨架,繞制工藝應(yīng)該會(huì)更好控制,可以做更高的電感量;
耐壓及可靠性要好?針對(duì)磁環(huán)共模的;
好插件,好安裝。四個(gè)腳嘛,孔位對(duì)了就沒(méi)一點(diǎn)問(wèn)題;基本用在小電流的電源上,因?yàn)榫€徑不可以用很粗的,故電流不能太大;
整體劣勢(shì):
空間因素:封裝位置大,maybe是因?yàn)楸容^強(qiáng)壯,不像磁環(huán)那么小巧玲瓏;
發(fā)熱比較嚴(yán)重,也是根據(jù)我實(shí)測(cè)的:90V輸入滿載室溫下,可以到快90度;
應(yīng)用:
一般用在成本控制比較嚴(yán)格的、抑或小功率的場(chǎng)合;
無(wú)輻射共模扼流圈結(jié)構(gòu)
為了實(shí)現(xiàn)有效的濾波器設(shè)計(jì),磁通離開(kāi)磁芯引起的輻射問(wèn)題必須予以解決。其辦法有是將差模磁通限制在磁性結(jié)構(gòu)物體中(壺形鐵芯),或者是為差模磁通(E形鐵芯)提供一條高磁導(dǎo)率的路徑。
1、壺形鐵芯結(jié)構(gòu)
如果共模扼流圈采用壺形鐵芯結(jié)構(gòu),那么就需兩個(gè)繞軸。圖4示意出了壺形鐵芯窗格里的兩組線圈及其產(chǎn)生的磁通路徑。同時(shí)也表明了同一結(jié)構(gòu)條件下的差模磁通路徑。
注意第一組,所有的磁通均在鐵芯內(nèi)部。正是由于這種結(jié)構(gòu),從鐵芯外表面到其中心垂直隔板間的空氣隙長(zhǎng)度決定了純磁阻的大小。使用磁導(dǎo)率大于10的墊圈后,就可以通過(guò)改變墊圈(其值等于空氣隙長(zhǎng)度)內(nèi)外半徑的大小來(lái)控制純磁阻。壺形鐵芯的差模電感、共模扼流圈可按如下公式計(jì)算:
減小差模路徑上的磁阻將使差模電感增加。使用這種共模扼流圈的最顯著的優(yōu)點(diǎn)就在于壺形鐵芯具有固有的“自屏蔽”特性。
2、E形鐵芯結(jié)構(gòu)
另外還有一種共模扼流圈,它比環(huán)形磁芯線圈更易繞制,但比壺形鐵芯線圈的輻射更厲害,E形鐵芯線圈如下圖所示。圖中表明,共模磁通將外部引線上的兩組線圈都聯(lián)系在一起了。為了獲得較高的磁導(dǎo)率,在外部引線上應(yīng)沒(méi)有空氣隙。另一方面,差模磁通將外部引線和中心引線聯(lián)系起來(lái)。差模路徑中的磁導(dǎo)率可以通過(guò)使中心引線彼此隔開(kāi)來(lái)取得,中心引線是產(chǎn)生輻射的主要區(qū)域。