詳析開關電源輸入端共模和差模電感抗幹擾電路
發布時間:2018-10-26 責任編輯:lina
【導讀】所謂差模信號就是兩個大小相等、方向相反的信號。圖所示是共模和差模電感器電路,這也是開關電源交流市電輸入回路中的EMI濾波器,電路中的L1、L2是差模電感器,L3和L4為共模電感器,C1為X電容,C2和C3為Y電容。該電路輸入220V交流市電,輸出電壓加到整流電路中。
所謂差模信號就是兩個大小相等、方向相反的信號。
圖所示是共模和差模電感器電路,這也是開關電源交流市電輸入回路中的EMI濾波器,電路中的L1、L2是差模電感器,L3和L4為共模電感器,C1為X電容,C2和C3為Y電容。該電路輸入220V交流市電,輸出電壓加到整流電路中。

1.共模電感器
開關電源產生的共模噪聲頻率範圍從 10kHz~50MHz 甚至更高,為了有效衰減這些噪聲,要求在這個頻率範圍內共模電感器能夠提供足夠高的感抗。
講jiang解jie共gong模mo電dian感gan器qi工gong作zuo原yuan理li前qian應ying該gai了le解jie共gong模mo電dian感gan器qi結jie構gou,這zhe有you助zhu於yu理li解jie共gong模mo電dian感gan器qi抑yi製zhi共gong模mo高gao頻pin噪zao聲sheng。圖tu所suo示shi是shi共gong模mo電dian感gan器qi實shi物wu圖tu和he結jie構gou示shi意yi圖tu。
共gong模mo電dian感gan器qi的de兩liang組zu線xian圈quan繞rao在zai磁ci環huan上shang,繞rao相xiang同tong的de匝za數shu,同tong一yi個ge方fang向xiang繞rao製zhi,隻zhi是shi一yi組zu線xian圈quan繞rao在zai左zuo側ce,另ling一yi組zu線xian圈quan繞rao在zai右you側ce。共gong模mo線xian圈quan采cai用yong高gao磁ci導dao率lv的de錳meng鋅xin鐵tie氧yang體ti或huo非fei晶jing材cai料liao,以yi提ti高gao共gong模mo線xian圈quan性xing能neng。
(A) 正常的交流電流流過共模電感器分析。如圖所示,220V交流電是差模電流,它流過共模線圈L3和L4的方向如圖中所示,兩線圈中電流產生的磁場方向相反而抵消。這時正常信號電流主要受線圈電阻的影響(這一影響很小),以及少量因漏感造成的阻尼(電感),加上220V交流電的頻率隻有50Hz,共模電感器電感量不大,所以共模電感器對於正常的220V交流電感抗很小,不影響220V交流電對整機的供電。

(B) 共模電流流過共模電感器分析。當共模電流流過共模電感器時,電流方向如圖所示。由於共模電流在共模電感器中為同方向,線圈L3和L4內產生同方向的磁場,這時增大了線圈L3、L4的電感量,也就是增大了L3、L4對共模電流的感抗,使共模電流受到了更大的抑製,達到衰減共模電流的目的,起到了抑製共模幹擾噪聲的作用。

加上兩隻Y電容C2和C3對共模幹擾噪聲的濾波作用,共模幹擾得到了明顯的抑製。
2.差模電感器
圖所示是差模電感器實物圖和結構示意圖,顯然它與共模電感器不同。

差模電感器磁芯材料有三種。鐵矽鋁磁粉芯的單位體積成本最低,因此最適合製作民用差模電感器。鐵鎳50和鐵鎳鉬磁粉芯的價格遠遠高於鐵矽鋁磁粉芯,更適合軍用和一些對體積和性能要求高的場合。
圖所示是差模電感器電路,差模電感器L1、L2與X電容串聯構成回路,因為L1、L2對差模高頻幹擾的感抗大,而X電容C1對高頻幹擾的容抗小,這樣將差模幹擾噪聲濾除,而不能加到後麵的電路中,達到抑製差模高頻幹擾噪聲的目的。

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