共模電感基礎(chǔ)知識(shí)
圖（1）：共模電感
什么是共模電感
共模電感（Common Mode Choke）也叫共模扼流圈，是一個(gè)以鐵氧體、非晶體為磁芯的共模干擾抑制器件。它有兩個(gè)尺寸相同、匝數(shù)相同的線(xiàn)圈對(duì)稱(chēng)的繞制在磁芯上，形成的四端口器件。
理想的共模電感只對(duì)共模干擾有抑制作用，對(duì)差模信號(hào)無(wú)衰減和抑制作用，而實(shí)際上由于線(xiàn)圈繞制的不完全對(duì)稱(chēng)會(huì)導(dǎo)致差模漏感的產(chǎn)生，使得共模電感可以對(duì)差模信號(hào)有一定的抑制作用。
由于共模扼流圈能夠在結(jié)構(gòu)很小的磁芯上實(shí)現(xiàn)非常大的共模電感值而廣泛的應(yīng)用于EMI濾波器中，它對(duì)抑制傳導(dǎo)EMI噪聲具有非常重要的作用，共模電感被廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源輸入L、N線(xiàn)和高速差分信號(hào)的共模干擾抑制。
共模電感工作原理
圖（2）：差模電流流入共模電感工作原理
當(dāng)差模電流流過(guò)兩個(gè)匝數(shù)相同、繞制方式相同的兩個(gè)線(xiàn)圈時(shí)，產(chǎn)生相互抵消的磁場(chǎng)，差模電流主要受到線(xiàn)圈本身電阻的影響，所以差模信號(hào)可以無(wú)衰減的通過(guò)。
圖（3）：共模電流流入共模電感工作原理
共模電流流入線(xiàn)圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線(xiàn)圈的感抗，使線(xiàn)圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較高的共模噪聲阻尼效果，以此衰減共模電流達(dá)到濾波的目的。
共模感量測(cè)試方法
共模扼流圈的兩個(gè)繞組完全對(duì)稱(chēng)和繞組銅損對(duì)應(yīng)的阻抗R。的值相對(duì)總的共模通路阻抗是可以忽略的，簡(jiǎn)化后的共模扼流圈共模電路拓?fù)淙缦聢D(4)所示。
圖（4）：共模電感繞組的共模通路
為了方便共模EMI噪聲電流分析的需要，則可以將兩個(gè)繞組阻抗并聯(lián)連接，并聯(lián)后的等效電路如圖(5)所示，即共模扼流圈的高頻共模模型結(jié)構(gòu)。
圖（5）：共模等效模型
由于磁性元件的非線(xiàn)性特性，Lcm是隨頻率變化的參數(shù)，此高頻等效電路的模型的阻抗表達(dá)式為：
將共模扼流圈并聯(lián)連接，阻抗Zcm以及電感Lcm0測(cè)量電路如下圖所示，一般來(lái)說(shuō)，Rcm取阻抗曲線(xiàn)Zcm諧振峰值阻抗，Lcm取低頻狀態(tài)下Lcm0，根據(jù)Zcm曲線(xiàn)的諧振點(diǎn)求取Ccm。
圖（6）：共模阻抗測(cè)試連接圖
差模感量的測(cè)試方法
將P2和P4短接，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量PI和P3之間的阻抗ZB及電感Leq，或者將P1和P3短接，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量PI和P3之間的阻抗ZB及電感Leq，測(cè)量連接方法如下圖所示。
圖（7）：差模感量測(cè)量連接圖
這種阻抗測(cè)量情況下的等效電路的簡(jiǎn)化形式如下圖所示：
圖（8）：差模等效模型
考慮到差模電感是由共模扼流圈的漏磁通產(chǎn)生，漏磁通磁勢(shì)主要降落在繞組周?chē)目諝獯抛枭希皇墙德湓诶@組內(nèi)部磁芯磁阻上，因而漏磁通受到共模扼流圈磁芯材料特性的影響比較小，那么可以認(rèn)為差模電感感受共模扼流圈磁芯材料特性隨頻率發(fā)生非線(xiàn)性變化的影響也非常小,通過(guò)電感曲線(xiàn)可以得到Leq ，Req為阻抗曲線(xiàn)ZB諧振峰值阻抗，R為共模電感的DC阻抗（一般情況下可以忽略）。
等效電路各阻抗可以表示為:
總阻抗ZB的表達(dá)式為:
