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共模电感在EMI滤波器中的分析设计!

《开关电源:EMC的分析与设计》&《开关电源:电磁兼容进级与优化设计》我在课程中都有谈到,EMI滤波器的设计不仅对EMI传导设计是关键的环节;优化的滤波器结构对我们产品的EMS-快速群脉冲的设计应用也相当重要!特别是目前的产品设计中开关电源 未来更加高频化,追求小体积;带来的EMI问题也更加明显;为了满足产品功能要求、减少调试时间,使产品满足电磁兼容标准的要求,好的设计事半功倍。我将EMI滤波器中的关键器件:共模电感的分析设计提供参考;

电子产品的CLASSA &B 标准要求!

我们通过如下的框图结构知道,如果对于有开关电源系统的产品及电子线路如果不插入EMI滤波器;其很难通过上述的CLASS A/B的标准限值要求;

《开关电源:EMC的分析与设计》&《开关电源:电磁兼容进级与优化设计》

分析设计中EMI-传导高效设计我的设计理论是150KHZ-10MHZ我们快速使用EMI输入滤波器来搞定!上图中EMI滤波器中最为关键的设计为共模电感的选择和设计;以下我将共模电感的特性进行理论分析!

1.快速设计法:目前推荐及常用的比较优化的共模电感结构如下;

共模电感器等效电路:

共模滤波器中,其漏感作为差模电感的用途;可进一步优化EMI滤波器的体积。

共模电感器磁场分布特点如下:

A. FCM

共模磁通基本都在磁芯内部,使得共模电感量很大!

B. FDM

差模磁通通过磁芯外部空气,使得差模电感量较小!

2.分析两种常用的共模电感的磁芯结构

A.T Core

B.SQ Core

应用时注意要点:

Δ对分绕结构,工频功率电流(差模形态)作用下,磁芯存在偏磁磁通;

Δ偏磁磁通沿磁芯分布不均匀,在绕组中间部位磁密最大;

Δ如果在偏磁磁通下,磁密最大处磁芯饱和,则共模感量急剧下降;

Δ漏感(差模电感)越大,在工频电流下偏磁通越大,则磁芯越易局部饱和;

偏磁电流(直流/工频)对共模电感的影响需要考虑

直流电流偏磁影响评估

在电子线路中;共模电感需要满足的基本要求,其最大饱和磁通不要超过其使用范围!

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