共模电感选取指南：额定电流、直流电阻及阻抗值要求详解

共模电感选取指南：额定电流、直流电阻及阻抗值要求详解

共模电感的选择

根据共模电感在额定频率下的额定电流、直流电阻及阻抗值要求，可分步骤进行设计：

1 根据阻抗值计算最小电感值

2.选择共模电感磁芯材料和磁芯尺寸

3 确定线圈匝数

4 选择电线

共模电感最小电感值计算公式为：

Xl 是频率 f 时的阻抗值

电感器的电感量是负载（单位为欧姆）除以信号开始衰减的角频率或以上。例如，在50Ω负载下，当频率达到或以上时，信号开始衰减，需要1.99mH（50/2π×4000）的电感量。相应的共模滤波器结构如下图6所示：

选择滤波的频段，共模阻抗越大越好，所以选择共模电感时需要看器件数据，主要根据阻抗-频率曲线来选择。

计算电感量和普通设计的电感相同，这里就不再赘述了。

自己绕制电感器时，应注意一些事项。

1）绕在线圈铁心上的各导线必须相互绝缘，保证在瞬时过电压作用下，线圈各匝之间不发生击穿或短路。

2）当线圈中流过瞬时大电流时，磁芯不应饱和。

3）线圈内的磁芯与线圈应有绝缘，防止在瞬时过电压作用下，两者之间发生击穿。

4）线圈尽量采用单层绕制，这样可以减小线圈的寄生电容，增强线圈承受瞬态过电压的能力。

选择共模电感磁芯时要考虑其形状尺寸、适用频段、温升、价格等，常用的磁芯有U型、E型、环形等。

相对而言环形铁心由于只需制作一个环形铁心，所以成本较低。其它形状的环形铁心必须有一对用于共模电感，而且在成型时要考虑两个铁心的配对问题，还要增加磨削工序才能获得较高的磁导率，而环形铁心则不需要这样做；环形铁心相对于其它形状的磁心来说，其有效磁导率较高，因为两个配对的铁心组装起来后，无论怎样操作，都无法消除气隙现象，所以其有效磁导率比单个闭合铁心要低。但是环形铁心的绕线成本较高，因为其它形状的磁心在使用时有配套的线架，可以用机器绕线，而环形铁心只能用手工或机器（速度较低）绕线； 而且磁环孔径小，机器穿线困难，需要手工绕制，费时费力，加工成本高，效率低；安装不方便，如果加底座，成本也会增加。与整体性能相比，磁环性能更好，价格也更高。由于成本因素，磁环多用于大功率电源。当然，由于其体积小，有体积要求的小电源可以使用磁环磁芯。对于主要作用是滤除低频噪声的共模电感，应选择磁导率高的锰锌铁氧体磁芯；反之，应选择适合高频的镍锌铁氧体磁芯或磁粉芯。通常适合高频的磁芯都有分布气隙，所以磁导率比较低，两者无法同时实现。 但与普通电感不同的是，共模电感的作用是对噪声信号形成较大的插入损耗，以减少噪声干扰。在高频下，虽然锰锌铁氧体的有效磁导率很小，但随着频率的增加，磁芯损耗增大，对高频噪声有较大的阻断作用，因此也能减少高频干扰，但效果相对较差。但较大的磁芯损耗会造成磁芯发热，损耗较小的磁芯价格也较高。

如何选择合适的共模电感

1. 包装体积

共模电感有插入式、贴片式、一体式，需要根据实际电路来选择，如果无法安装插入式，就只能使用贴片式。

2.阻抗特性

这个是主要要考虑的因素，一般选择的时候要特别注意滤波需要的频段，需要看共模电感的规格书，主要是阻抗频率曲线，一般共模阻抗越大越好，下图是共模电感的阻抗特性曲线，不同的阻抗值对应不同的频率。

3.漏电感

由于共模电感的加工工艺等问题，共模电感的线圈不可能完全一样，这样就会产生漏磁，也就是所谓的“漏感”。需要考虑差模阻抗对信号的影响，特别是高速信号。但有时漏感不一样，这是不好的。利用共模电感产生的漏感，有时可以省去增加差模电感元件的成本。因此，我们经常会看到类似下图的EMI滤波器，这就是二次EMI滤波器。

4. 其他

例如成本、品牌等也将成为选择共模电感的重要因素。