差模电感的工作原理详解
电感是什么?
电感(inductance)是闭合回路的一种属性,即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感(self-inductance),是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变,由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路,这种电感称为互感(mutual inductance)。
电感以方程式表达为
u=Ldi/Dt;
其中, u是电动势, L是电感, i是电流, t是时间。
术语「电感」是1886年由奥利弗·黑维塞命名[1]。通常自感是以字母「L」标记,这可能是为了纪念物理学家海因里希·冷次的贡献[2][3]。互感是以字母「M」标记,是其英文术语的第一个字母。采用国际单位制,电感的单位是亨利(henry),标记为「H」,是因美国科学家约瑟·亨利命名。 1 H = 1 Wb/A 。
电感器是专门用在电路裏实现电感的电路元件。螺线管是一种简单的电感器,指的是多重卷绕的导线(称为「线圈」),内部可以是空心的,或者有一个金属芯。螺线管的电感是自感。变压器是两个耦合的线圈形成的电感器,由於具有互感属性,是一种基本磁路元件。
差模电感(DM inductor)必须流过交流电源电流,一般是采用μ值较低的铁粉心(Iron powdercore),由于μ值较低所以感值较低,典型值是数十uH 到数百uH 之间。共模电感与差模电感的区别共模电感和差模电感:
下面着重介绍一下抗电磁波干扰用的两种电感:共模电感和差模电感。骚扰电磁场在线-线之间产生差模电流,在负载上引起干扰,这就是差模干扰;骚扰电磁场在线-地之间产生共模电流,共模电流在负载上产生差模电压,引起干扰,这就是共模的地环路干扰。
差模电感与共模电感的区别
抑制共模干扰的滤波电感叫共模电感。抑制差模干扰的滤波电感叫差模电感。
共模电感是绕在同一铁心上的圈数相等、导线直径相等、绕向相反的两组线圈。差模电感是绕在一个铁心上的一个线圈。
共模电感的特点是:由于同一铁心上的两组线圈的绕向相反,所以铁心不怕饱和。市场上用的最多的磁芯材料是高导铁氧体材料。
差模电感的特点是应用在大电流的场合。由于一个铁心上绕的一个线圈,当流进线圈的电流增大时,线圈中的铁心会饱和,因此市场上用的最多的铁心材料是金属粉心材料。特别是铁粉心材料(由于价格便宜)。工作原理共模电感的滤波电路,La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电
流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。
事实上,将这个滤波电路一端接干扰源,另一端接被干扰设备,则La和C1,Lb和C2就构成两组低通滤波器,可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入,又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号,能有效地降低EMI干扰强度。
现在国内生产的一种小型共模电感,采用高频之杂讯抑制对策,共模扼流线圈结构,讯号不衰减,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在双平衡调音装置、多频变压器、阻抗变压器、平衡及不平衡转换变压器。。.等。
还有一种共模滤波器电感/EMI滤波器电感采用铁氧体磁心,双线并绕,杂讯抑制对策佳,高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制,低差模噪声信号抑制干扰源,在高速信号中难以变形,体积小、具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。广泛使用在抑制电子设备EMI噪音、个人电脑及外围设备的 USB线路、DVC、STB的IEEE1394线路、液晶显示面板、低压微分信号。。.等。
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