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共模电感的取值-工艺优良

2019-06-10 11:58 电子游戏

  共模电感的取值Rg9RrK04 计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路,它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰,这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射,造成电磁辐射污染,影响其他的电子设备正常工作。

  如果想将主板电路间的电磁干扰完全隔离,这是不可能的,因为我们没有办法将电磁干扰一个个地“包”起来,因此要采用其他办法来降低干扰的程度。主板PCB中的金属导线是传递干扰电流的罪魁祸首,它像天线一样传递和发射着电磁干扰信号,因此在合适的地方“截断”这些“天线”是有用的防EMI的方法。“天线”断了,再以一圈绝缘体将其包围,它对外界的干扰自然就会大大减小。如果在断开处使用滤波电容还可以更进一步降低电磁辐射泄露。这种设计能明显地增加高频工作时的稳定性和防止EMI辐射的产生,许多大的主板厂商在设计上都使用了该方法。

  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。

  不可否认,共模电感对主板高速接口的共模干扰有很好的抑制作用,能有效避免EMI通过线缆形成电磁辐射影响其余外设的正常工作和我们的身体健康。但同时也需要指出,板卡的防EMI设计是一个相当庞大和系统化的工程,采用共模电感的设计只是其中的一个小部分。高速接口处有共模电感设计的板卡,不见得整体防EMI设计就。所以,从共模滤波电路我们只能看到板卡设计的一个方面,这一点容易被大家忽略,犯下见木不见林的错误。

  电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来考虑。共模滤波器最重要的部分就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个显著优点在于它的电感值极高,而且体积又小,设计共模扼流圈时要考虑的一个重要问题是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的办法是假定它为共模电感的1%,实际上漏感为共模电感的 0.5% ~ 4%之间。在设计性能的扼流圈时,这个误差的影响可能是不容忽视的。

  测量共模线圈磁芯(整体或部分)的饱和特性通常是很困难的。通过简单的试验可以看出共模滤波器的衰减在多大程度上受由60Hz编置电流引起的电感减小量的影响。进行此项测试需要一台示波器和一个差模抑制网络(DMRN)。首先,用示波器来监测线电压。按如下方法从示波器的A通道输入信号,将示波器的时间基准置为2ms/div,然后将触发信号加在A通道上,在交流电压达到峰值时会有线电流产生,此时滤波器效能的降级是意料中的事情。差模抑制网络(DMRN)的输入端连接到LISN,输出端用50的阻抗进行匹配且与示波器的B通道相连。当共模扼流圈工作在线性区时,在输入电流波动期间,B通道监测到的发射增加值不超过6-dB。图1为此测试在示波器上显示的结果,上面的曲线为共模发射;下面的曲线为线电压。在线电压峰值期间,桥式整流器正向导通且传送充电电流。



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