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根據(jù)共模電感器的工作原理,采用高導(dǎo)磁率的材料,用較小的磁芯就可以獲得非常大的電感。
材料選擇:開關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲主要位于器件的基頻,并包含高次諧波。也就是說,噪聲譜一般包括10KHZ到50MHZ之前的部分。為了提供適當(dāng)?shù)乃p,電感器的阻抗必須足夠高,在這個(gè)頻段。共模電感的總阻抗由兩部分組成,一部分是串聯(lián)感抗,另一部分是串聯(lián)電阻。在低頻時(shí),電抗是主要的部分。隨著頻率的增加,磁導(dǎo)率的實(shí)部減小,鐵心損耗大。
大多數(shù)情況下,共模電感使用的是鐵氧體,鐵氧體又分為兩大類,鎳鋅和錳鋅。鎳鋅具有較低的初始磁導(dǎo)率(小于1000u),但它們可以在非常高的頻率(大于100MHZ)下保持恒定的磁導(dǎo)率。錳鋅的磁導(dǎo)率可超過15000,但在20KHZ的頻率下,磁導(dǎo)率開始下降。由于其低的初始磁導(dǎo)率,NiZn不能在低頻下產(chǎn)生高阻抗。當(dāng)噪聲主要部分的頻率大于10或20MHZ時(shí),是最常用的材料。但錳鋅在低頻時(shí)的磁導(dǎo)率非常大,因此非常適合抑制10 KHZ—50 MHZ范圍內(nèi)的電磁干擾。
選擇共模扼流圈鐵芯時(shí),必須考慮形狀和尺寸、適用頻帶、溫度上升、價(jià)格方面,常用的核心是U型、e型、環(huán)型。
相對(duì)而言,環(huán)形磁芯更便宜,因?yàn)橹荒苤圃煲粋€(gè)環(huán)。共模扼流圈必須使用一對(duì)其他形狀的磁芯成型時(shí),考慮到兩個(gè)鐵芯的配對(duì)問題,為了獲得高磁導(dǎo)率,需要增加研磨工藝,但不需要環(huán)形鐵芯與其他形狀的磁芯相比,環(huán)形磁芯具有更高的有效磁導(dǎo)率當(dāng)兩對(duì)鐵芯裝配在一起時(shí),無論它們?nèi)绾喂ぷ?,間隙都無法消除,因此有效磁導(dǎo)率低于單個(gè)閉合鐵芯。
但是環(huán)芯的繞線成本高,其他形狀的芯使用配套的線框,所以繞線可以操作,環(huán)芯只能手動(dòng)操作或者機(jī)械操作(速度低)工作磁環(huán)孔徑小,機(jī)械穿線困難,需要人工繞線,加工成本高,效率低與綜合性能相比,磁環(huán)性能好,價(jià)格高。
由于成本因素,磁環(huán)多用于大功率電源。當(dāng)然,由于體積小,磁環(huán)芯可用于對(duì)體積有要求的小型電源。共模扼流圈,其主要功能是濾除低頻噪聲,應(yīng)選擇高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體磁芯,并選擇適用于高頻相位反應(yīng)的鎳鋅鐵氧體磁芯和磁粉磁芯。通常適用于高頻磁芯,由于分布的間隙,磁導(dǎo)率相對(duì)較低,它們無法兼得。但是,與普通電感不同,共模電感具有對(duì)噪聲信號(hào)造成較大插入損耗和減少噪聲干擾的功能。雖然錳鋅鐵氧體在高頻時(shí)的有效磁導(dǎo)率較小,但隨著頻率的增加,鐵損也隨之增加,對(duì)高頻噪聲有很大的阻礙作用,因此也能削弱高頻干擾,但效果相對(duì)較差。但是,較大的芯損耗會(huì)導(dǎo)致芯發(fā)熱,損耗較小的芯也會(huì)有較高的價(jià)格。