從物理(lǐ)結構上(shàng)看，扁平線共模電(diàn)感也是一種線圈，屬于共模扼流圈的一種高(gāo)級形态，它具有(yǒu)阻抗與頻率成比例增加的特性。通(tōng)常EMC幹擾信号通(tōng)常有(yǒu)兩種，差模幹擾和(hé)共模幹擾。但(dàn)顧名思義，扁平線共模電(diàn)感相對于共模電(diàn)流（信号）具有(yǒu)高(gāo)阻抗，因此可(kě)以有(yǒu)效抑制(zhì)共模噪聲的增加。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖1)

抗與頻率關系對于差模噪聲，兩根導線內(nèi)方向相反的幹擾電(diàn)流，在線圈的鐵(tiě)芯內(nèi)部會(huì)産生(shēng)相反方向的磁通(tōng)量。這些(xiē)相反的磁通(tōng)量在鐵(tiě)芯內(nèi)部相互抵消，因此在鐵(tiě)芯內(nèi)部幾乎不産生(shēng)磁通(tōng)量，這導緻線圈電(diàn)感非常低(dī)。而低(dī)電(diàn)感意味着低(dī)阻抗，所以扁平線共模電(diàn)感幾乎與差模噪聲無關。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖2)

線圈差模示意圖

而對于共模噪聲，兩根導線同向的幹擾電(diàn)流，每根導線的磁通(tōng)量相加，在鐵(tiě)芯內(nèi)部産生(shēng)同一方向的磁通(tōng)量，疊加增大(dà)。在共模模式下，電(diàn)感感量上(shàng)升，阻抗與頻率成比例增加，從而抑制(zhì)共模噪聲。

由于扁平線共模電(diàn)感對于不同模式的幹擾噪聲具有(yǒu)不同的阻抗，因此可(kě)以有(yǒu)效地僅去除共模的噪聲分量，而對差模電(diàn)流幾乎沒有(yǒu)影(yǐng)響。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖3)

線圈共模示意圖

電(diàn)源電(diàn)路用扁平線共模電(diàn)感

随着USB充電(diàn)設備數(shù)量的增加，開(kāi)關電(diàn)源被用于越來(lái)越多(duō)的各種場(chǎng)合。從EMC的角度來(lái)看，開(kāi)關電(diàn)源的幹擾噪音(yīn)非常麻煩。開(kāi)關電(diàn)源中，差模噪聲是在電(diàn)源線的“L和(hé)N”之間(jiān)流動的噪聲，而共模噪聲

是在“L和(hé)N和(hé)E”之間(jiān)流動的噪聲。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖4)

差模幹擾和(hé)共模幹擾

由于噪聲抑制(zhì)組件對每個(gè)噪聲流都起作(zuò)用，首先識别噪聲模式，而後确認對應噪聲抑制(zhì)手段。在開(kāi)關電(diàn)源的噪聲抑制(zhì)中，隻關注頻率是無法獲得(de)合适的效果的，有(yǒu)必要針對每種噪聲傳播模式設計(jì)濾波電(diàn)路，該濾波器(qì)通(tōng)常配置為(wèi)“LC濾波器(qì)”。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖5)

共模幹擾對策LC型濾波器(qì)

其中電(diàn)容器(qì)的名稱因噪聲傳播模式而異，差模電(diàn)容稱之為(wèi)“X電(diàn)容器(qì)”，使用大(dà)容量的電(diàn)容器(qì)，電(diàn)容值通(tōng)常在“0.1uF ~ 10uF”之間(jiān)。适用于差模噪聲中“1MHz以下”的低(dī)頻噪聲。共模電(diàn)容稱之為(wèi)“Y電(diàn)容”，因 Y 電(diàn)容會(huì)産生(shēng)漏電(diàn)流，不使用大(dà)容量電(diàn)容，電(diàn)容值通(tōng)常在“1000pF 至 4700pF”。由于電(diàn)容值偏小(xiǎo)，對低(dī)頻效果不好，但(dàn)對共模噪聲中“1MHz以上(shàng)”的高(gāo)頻噪聲效果很(hěn)好。由于 Y 電(diàn)容器(qì)是針對1MHz 或更高(gāo)的共模噪聲有(yǒu)效的元件，因此扁平線共模電(diàn)感則用于改善1MHz 或更低(dī)的低(dī)頻噪聲。由此電(diàn)感量原則上(shàng)“越高(gāo)越好”大(dà)概在0.1mH 到 10mH的範圍內(nèi)。電(diàn)源回路內(nèi)置的“LC濾波器(qì)”具有(yǒu)分别作(zuò)用于“差模噪聲”和(hé)“共模噪聲”的電(diàn)路配置。同時(shí)需要區(qū)分頻帶劃“低(dī)頻”和(hé)“高(gāo)頻”，為(wèi)每個(gè)頻帶選擇最佳分量常數(shù)。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖6)

共模噪音(yīn)及對策元器(qì)件

因此對扁平線共模電(diàn)感的選型，首先要考慮的是額定電(diàn)流值符合設計(jì)回路的要求。在符合額定電(diàn)流值的前提下，優先選擇高(gāo)電(diàn)感值的扁平線共模電(diàn)感。在電(diàn)源線的噪聲水(shuǐ)平“150kHz 至 30MHz”的頻率範圍內(nèi)，扁平線共模電(diàn)感的主要作(zuò)用是抑制(zhì)150kHz 至 1MHz範圍內(nèi)的低(dī)頻段噪聲。在電(diàn)氣回路值，“扁平線共模電(diàn)感”和(hé)“Y電(diàn)容器(qì)”組成的低(dī)通(tōng)型LC濾波器(qì)處理(lǐ)，由于漏電(diàn)流的限制(zhì)，Y電(diàn)容小(xiǎo)，扁平線共模電(diàn)感的電(diàn)感大(dà)才能滿足低(dī)頻濾波要求，這個(gè)值通(tōng)常在1mH以上(shàng)。

由于電(diàn)感量越高(gāo)，電(diàn)感對應尺寸越大(dà)，必須要滿足扁平線共模電(diàn)感在電(diàn)路平面和(hé)空(kōng)間(jiān)尺寸的要求。因此在選型階段，需要綜合評估尺寸和(hé)性能的兩個(gè)方面。一種減小(xiǎo)扁平線共模電(diàn)感尺寸的方法是使用具有(yǒu)高(gāo)磁導率的磁芯材料。近年來(lái)，為(wèi)了能夠以小(xiǎo)尺寸獲得(de)高(gāo)電(diàn)感，使用了磁導率為(wèi)10,000以上(shàng)的鐵(tiě)氧體(tǐ)材料、磁導率更高(gāo)的Finemet磁芯等磁芯材料。這些(xiē)磁芯材料具有(yǒu)非常高(gāo)的磁導率，可(kě)在低(dī)頻下提供高(gāo)阻抗。但(dàn)不同材料，價格差異很(hěn)大(dà)，所以也存在尺寸和(hé)成本的綜合考慮。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖7)

磁通(tōng)量關系圖

在電(diàn)流容量較大(dà)的電(diàn)力電(diàn)子設備中，扁平線共模電(diàn)感可(kě)能會(huì)因共模電(diàn)流而導緻磁飽和(hé)現象。發生(shēng)磁飽和(hé)現象時(shí)，線圈的阻抗急劇(jù)下降，導緻抑制(zhì)共模噪聲的效果消失，需要降低(dī)電(diàn)感值，使用低(dī)電(diàn)感的扁平線共模電(diàn)感或增加內(nèi)部鐵(tiě)芯材料的截面積，以增加鐵(tiě)芯內(nèi)部的磁通(tōng)密度。共模磁飽和(hé)的發生(shēng)頻率較低(dī)，當實踐中發現扁平線共模電(diàn)感無效時(shí)，需要考慮這個(gè)可(kě)能。

在滿足以上(shàng)前提的條件下，性能的穩定性、一緻性、價格及交貨優勢就是各個(gè)廠家(jiā)孜孜追求的目标。扁平線共模電(diàn)感之所以在共模扼流圈中脫穎而出，原因在此！在電(diàn)路中，扁平線共模電(diàn)感通(tōng)常采用直接引腳。由于扁平線共模電(diàn)感會(huì)施加高(gāo)電(diàn)壓，因此必須選擇符合銷售地區(qū)安全标準的材質和(hé)工藝生(shēng)産的産品。

通(tōng)信電(diàn)路用共模電(diàn)感常用于USB、HDMI、LVDS等高(gāo)速差分通(tōng)信電(diàn)路中，用于減少(shǎo)因信号抖動和(hé)傳輸線不對稱引起的“偏斜”保持。“偏斜”是差分信号中兩個(gè)單端信号之間(jiān)的時(shí)間(jiān)差，這個(gè)時(shí)間(jiān)差會(huì)産生(shēng)共模電(diàn)壓。随着4G、5G通(tōng)信速度的提高(gāo)，"偏斜"更易發生(shēng)，為(wèi)抑制(zhì)噪聲降低(dī)“偏斜量”很(hěn)重要.因此共模電(diàn)感保持保持高(gāo)共模阻抗直至1GHz或甚至更高(gāo)。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖8)

通(tōng)電(diàn)路的共模幹擾信号

同時(shí)在高(gāo)頻條件，需要重視(shì)差分信号的損失。因此通(tōng)信電(diàn)路中共模電(diàn)感的選型中除了共模的阻抗外，需要兼顧“特性阻抗”、“截止頻率”、“模式轉換量”三個(gè)特性。在高(gāo)速通(tōng)信電(diàn)路中，傳輸線的特性阻抗受到控制(zhì)，需要使用與特性阻抗匹配的型号，使得(de)共模電(diàn)感中進行(xíng)阻抗匹配，由于各家(jiā)通(tōng)訊制(zhì)造商的産品中都包含特性阻抗和(hé)通(tōng)信标準，按照标準選型即可(kě)。截止頻率則應根據通(tōng)信标準的速度進行(xíng)選擇，當指定通(tōng)信速率時(shí)，通(tōng)常選擇比基頻高(gāo) 3 或 5 倍的截止頻率。對于模式轉換量，差模信号被亂碼為(wèi)共模噪聲的特性尤為(wèi)重要，如果模式轉換量很(hěn)大(dà)，可(kě)能共模電(diàn)感實際上(shàng)是噪聲源。該模式轉換量因每個(gè)元件而略有(yǒu)不同，會(huì)根據外圍元件的排列和(hé)安裝時(shí)的布線圖案而變化。

扁平線共模電(diàn)感的選型(圖9)

三大(dà)特性增益

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