对于一款电子产品,再设计之初,往往要考虑很多问题。例如成本以及功能的实现。在设计过程中,也要考虑很多问题,其中EMI问题就是其中之一。抑制EMI,设计师往往会用到共模电感。

那么今天就讲一讲共模电感!

共模电感(Common mode Choke),亦有人把它叫做共模扼流圈。顾名思义,即扼制共模电流的线圈。共模电感一共有四个引脚。

其往往应用于差分信号场景中。简单的讲就是两个大小相同,方向相反的信号,分别在两个导体上传输,其两信号的差,即为差分信号。

例如USB接口,Camera的MIPI信号等,均是采用差分信号的形式。

其在设计中,也往往会选择田间共模电感来起到滤波的作用,抑制共模电流,和对外产生辐射干扰其他电子设备,用以有效的减少EMI问题。

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图中的干扰信号为蓝色,即为共模信号。特点是,大小相等,方向相同。

正常的差分信号,前面也说了,特点是,大小相等,方向相反,为图中的绿色部分。

根据右手螺旋定则,差分信号在螺线圈中产生的磁场为红色部分,H1,H2大小相同,方向相反,刚好抵消,差分信号在流经共模电感时,主要受到线圈电阻的影响。
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然而,干扰信号即共模信号,在线圈中存在共模电流。其所产生的磁场,大小相同,方向相同,增大了线圈中存在的磁场,然而电感的作用就是阻止电流的变化,实质为阻止磁通量的变化,所以起到了抑制共模电流的作用。同时电感量越大,抑制作用效果越强。

共模电感,几个值得关注的参数

  1. 封装体积
    共模电感分为贴片式的,和插件式的。通常,贴片式的共模电感的焊盘往往可以贴两个0201封装的0欧姆电阻,这也是为什么一些项目中,为了降低成本,会将前期贴片的共模电感,替换为0欧姆电阻。因为0欧姆电阻,在高速信号下,也能起到共模电感的作用。
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    直插
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    贴片

直插

贴片
2. 直流电阻DCR:共模电感线圈的绕线电阻值。
3. 额定电流:允许流过共模电感的最大电流,在进行电路设计时,工作电流要小于共模电感的额定电流。
4. 额定电压:共模电感所能承受的最大电压。在电路设计时,信号线上的电压,一定要小于共模电感工作时的额定电压。
5. 自谐振频率:共模电感,其阻抗是随着频率的变化而变化。在进行选择时,电路工作的信号频率不能高于共模电感在阻抗最大时所对应的频率。

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