片式电磁干扰对策元件的特性及其应用(2).doc

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23、基本特性   任何1个电感器都可以看作是1个扼流圈,因为其阻抗随频率的上升几乎是线性地增加,从而可以抑制高频噪声。例如本文第一部份介绍过的铁氧体磁珠就是这样。然而在某些情况下，1个电感器或磁珠的阻抗特性满足不了抑制噪声的要求,于是人们设计制造了各种特征的扼流圈来满足不同场合的需求。   众所周知,线路中的电磁干扰电流可分为共模(Commonmode)干扰和差模(Differentialmode)干扰两种。共模干扰的干扰电流在电缆中的所有导线上流动的方向是相同的,是在这些导线与“地”之间形成的回路中流动的;而差模干扰的干扰电流则是在

24、信号线与信号“地”线之间的回路中流动的。图8描述了这种情况。(a)差模噪声                      (b)共模噪声图8   共模干扰与差模干扰的干扰电流图   共模干扰一般是由来自外界或电路其它部份的干扰电磁波在电缆与“地”的回路中感应产生的,有时由于电缆两端部位的接“地”电位不同,也会产生共模干扰。它对电磁兼容的危害很大,一方面，共模干扰会使电缆线向外发射出强烈的电磁辐射,干扰电路的其它部份或周边电子设备;另一方面,如果电路不平衡,在电缆中不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异时,共模干扰则会转变成差模干扰,

25、将严重影响正常信号的质量,所以人们都在努力抑制共模干扰。   差模干扰主要是电路中其它部份产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径进入信号线回路,如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。由于差模干扰电流与正常的信号电流同时、同方向在回路中流动,所以它对信号的干扰是严重的,必须设法抑制。   综上所述可知,为了达到电磁兼容的要求,对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。为了有效地抑制共模与差模干扰,人们设计制造了共模扼流圈、差模扼流圈和双模(共模/差模)扼流圈。   图9表示出共摸扼流圈的基本结构和工作原理。它是在1个磁芯上绕制两个完全相同的线圈,但绕制

26、方向相反。如图9(a)所示,当差模电流流过时,两个线圈所产生的磁力线方向相反,相互抵消,因而在大电流下磁芯也不致饱和,而且对差模信号的阻抗是很低的,这一特征是很重要的;反之,当共模电流流过时,如图9(b)所示,两个线圈所产生的磁力线方向相同,相互叠加,所以对共模信号的阻抗相当高,因而对共模干扰起到了有力的抑制作用。这就是说，1个共模扼流圈在有效地对共模干扰进行抑制时,对有用的信号(信号都是差模传输)影响却很小,而且其阻抗随频率上升曲线的形态比较陡峭,即若将它看作1个低通滤波器时,其形态因子(shapefactor)较高,因而即便是信号

27、频率与噪声频率相当临近甚至在相同频带时,它仍然能够很好地抑制共模噪声,而对信号不产生明显的影响，而且不易饱和。这些性能就是共模扼流圈的基本特征。（a）差模电流情况                  （b）共模电流情况图9     共模扼流圈的基本结构   应当指出,上面所述的只是理想情况。实际上有差模电流时,磁芯上绕制的两个线圈所产生的磁力线在磁芯内部不可能完全抵消,因而存在差模磁通,在大电流时仍会造成磁芯的饱和。所以，在使用共模扼流圈时,应将差模电流Id限制在N·Bmax·A/Ld以内,其中N为线圈匝数,Bmax是磁芯所能承受的最大

28、磁感应强度,A为磁芯截面积,Ld为差模电感(将两个绕组串联后测出的电感,见本文)。此外,在线圈的外部，空间磁力线发散出去,将造成辐射干扰,也是必须关注的问题。   差模扼流圈是在同1磁芯上绕制2个完全相同的线圈,绕制方向