什么是共模電感以及如何選型

共模電感，也習(xí)慣叫做共模扼流圈，它是在一個(gè)閉合的磁環(huán)上面繞制方向是相反的，但是匝數(shù)相同的共模扼流圈，理想的共模扼流圈對(duì)L與N之間的共模干擾具有抑制作用，對(duì)L與N之間的差模電感沒(méi)有電感抑制作用。但是如果實(shí)際線圈繞制的不完全對(duì)稱就會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的發(fā)生，電源電流在兩個(gè)繞組中流經(jīng)時(shí)方向相反，這時(shí)磁通量抵消，為低阻抗。電源電流在兩個(gè)繞組中流經(jīng)時(shí)方向相同，這時(shí)磁通量相加，為高阻抗，起到抑制共模噪聲的作用。

共模電感是開(kāi)關(guān)電源，移動(dòng)電源等設(shè)備的重要部分，工作原理：當(dāng)電流流經(jīng)兩個(gè)繞制方向相反的電圈時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng)h1，h2，此時(shí)工作電流主要受到線圈歐姆電阻以及可以省略不計(jì)的工作頻率下小漏電電感的阻尼。假如有干擾信號(hào)流經(jīng)線圈時(shí)，線圈呈現(xiàn)高阻抗，阻尼效果強(qiáng)，這就達(dá)到了削弱干擾信號(hào)的作用。

為了適用于更多的電子產(chǎn)品，共模電感封裝大小，電感值，電流都是不相同的，可分為：0605疊層封裝、0806封裝、1210疊層封裝、2012疊層封裝、2012繞線封裝等；電源用有：3225繞線封裝、4532繞線封裝、5050封裝、5546繞線封裝、7060繞線封裝、7660繞線共模、9070封裝、1211封裝、1513封裝等。

在選用共模電感的時(shí)候需要考慮到濾波的頻段曲線，共模的阻抗越大越好，以及要特別注意差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響，注意高速端口。當(dāng)額定電流大的時(shí)候，共模電感的線徑也要增大，來(lái)承受更大的電流。另外，能夠適當(dāng)?shù)脑黾与姼辛靠梢缘皖l衰減的特性。

共模電感是怎么解決ESD問(wèn)題的

共模電感在很多工程師的映象中，其主要是用來(lái)解決EMI問(wèn)題；其實(shí)根據(jù)共模電感的特性，對(duì)共模信號(hào)有很好的抑制效果，對(duì)差模信號(hào)幾乎無(wú)影響。但是對(duì)于ESD來(lái)說(shuō)，其也是一種共模干擾，所以在合適的位置用上共模，對(duì)ESD很能起到很好的作用。

靜電放電的過(guò)程中，還會(huì)伴隨著瞬態(tài)磁場(chǎng)，走線過(guò)長(zhǎng)的線路或連接線就很容易成為天線，吸收外界的電磁波，從而在線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而影響電路的正常工作狀態(tài)。

ESD放電過(guò)程中形成的電流，以共模電流為主。對(duì)于減小共模電流有效的方法之一就是采用共模電感，共模電感對(duì)于阻塞和消耗共模電流是有效的，為了提供一個(gè)阻抗給共模電流，導(dǎo)線必須纏繞在磁芯上，這樣共模電流發(fā)生的磁通在磁芯中疊加，而差模電流發(fā)生的磁通在磁芯中相減。所以由于差模電流發(fā)生的磁通量在磁芯中相互抵消，所以共模電感（理想情況下）不會(huì)影響有用信號(hào)。

原來(lái)共模電感是這樣解決EMI問(wèn)題的

共模電感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對(duì)共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)；因此共模扼流圈在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)，而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。

在電子產(chǎn)品板卡設(shè)計(jì)上，共模電感起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，那么具體怎么設(shè)計(jì)電路了，以HDMI為例請(qǐng)參考如下圖：

為什么能防EMI?要弄清楚這點(diǎn)，我們需要從它的結(jié)構(gòu)開(kāi)始分析；共模電感的濾波電路，La和Lb就是共模電感線圈，這兩個(gè)線圈繞在同一鐵芯上，匝數(shù)和相位都相同(繞制反向)，當(dāng)電路中的正常電流流經(jīng)共模扼流圈時(shí)，電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消，此時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼);當(dāng)有共模電流流經(jīng)線圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模電流，達(dá)到濾波的目的。

共模電感選型時(shí)需要注意的是所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們?cè)谶x擇共模扼流圈時(shí)需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口。需要指出，當(dāng)額定電流較大時(shí)，共模扼流圈的線徑也要相應(yīng)增大，以便能承受較大的電流。此外，適當(dāng)增加電感量，可改善低頻衰減特性。