1 前言

大家好，我是硬件花園！ 《打工人必會技術》來了，今天就跟大家聊一聊共模電感的相關知識點。我們先來了解一下“共模電流”和“差模電流”的概念。

2 共模電流和差模電流

差模電流：在一對差分信號線上，大小相同，方向相反的一對信號，一般是電路中的工作電流，對于信號線就是信號線與信號地線之間流動的電流。

共模電流：在一對差分信號線上，大小相同，方向相同的一對信號(或噪音)。在電路中，一般對地噪音一般都是以共模電流的方式傳輸?shù)模杂址Q為共模噪聲。

4共模電感工作原理

抑制共模噪聲的方法多種多樣，除了從源頭去減少共模噪聲外，通常我們抑制最常用的方法就是使用共模電感來濾除共模噪聲，也就是將共模噪聲阻擋在目標電路外面。也就是在線路中串聯(lián)共模扼流器件。這樣做的目的是增大共模回路的阻抗，使得共模電流被扼流器所消耗和阻擋(反射)，從而抑制線路中的共模噪聲。

共模扼流器或電感的原理

若在以某種磁性材料的磁環(huán)上繞上同向的一對線圈，當交變電流通過時，因為電磁感應而在線圈中產(chǎn)生磁通量。對于差模信號，產(chǎn)生的磁通量大小相同、方向相反，兩者相互抵消，因而磁環(huán)產(chǎn)生的差模阻抗非常小；而對于共模信號，產(chǎn)生的磁通量大小和方向均相同，兩者相互疊加從而使磁環(huán)產(chǎn)生了較大的共模阻抗。這一特性使得共模電感對于差模信號的影響較小而對共模噪聲具有很好的濾波性能。

(1)差模電流通過共模線圈，磁力線方向相反，感應磁場削弱，從如下圖磁力線方向可以看出—實線箭頭表示電流方向，虛線表示磁場方向。

(2)共模電流通過共模線圈，磁力線方向相同，感應磁場加強，從如下圖磁力線方向可以看出—實線箭頭表示電流方向，虛線表示磁場方向。

共模線圈的電感或者稱為自感系數(shù)，我們知道電感是表征產(chǎn)生磁場的能力，對于共模線圈或者共模電感，當共模電流流過線圈時，由于磁力線方向相同，在不考慮漏感的情況下，磁通量疊加，其原理是互感，下圖紅色線圈產(chǎn)生的磁力線穿過藍色線圈，同時藍色線圈產(chǎn)生的磁力線也穿過紅色線圈，彼此相互感應。

從電感的角度來看，電感量也是成倍增加，磁鏈代表了總磁通量，對于共模電感，當磁通量是原來的2倍時，匝數(shù)沒有發(fā)生變化，電流也沒沒有發(fā)生變化，那么意味著電感量增加為原來的2倍，也就意味著等效磁導率變?yōu)樵瓉淼?倍。

等效磁導率何以增加一倍，從下面的電感公式來看，由于匝數(shù)N不改變、磁路和磁芯截面積由磁芯的物理尺寸決定，因此也沒有改變，唯一就是磁導率u增加了一倍，因而可以產(chǎn)生更多的磁通量。

所以，共模電感在共模電流通過時，工作在互感模式下，在互感的作用下，等效電感量被成本增加，因而共模感抗會成倍增加，因而對共模信號有良好的濾波作用，也就是將共模信號用大阻抗阻擋，不讓其通過共模電感，也就是不讓此信號傳輸?shù)诫娐返南乱患墸缦率请姼挟a(chǎn)生的感抗ZL。

認識共模電感在共模模式下的電感量，主要線索是認識互感，一切的磁性元器件，無論什么名稱只要把握磁場的變化形式，透過現(xiàn)象看磁場變化的本質(zhì)，也會容易理解，再者我們要始終把握磁力線，它是我們認識磁場的直觀形式，試想無論同名端或異名端或者互感等概念或磁場現(xiàn)象，我們都是畫磁力線去認識他們的——掌握之前講解的"磁棒繞線法"。

文章出處：【微信公眾號：硬件花園】歡迎添加關注！