共模滤波器设计指引.pdf

共模滤波器 设计指南 介绍 任何电感在收到差分信号时，将形成两个耦合不好 选择共模滤波器的元件值不必是很复杂和困惑的过 的扼流圈。它们作为独立元件工作，其漏电感对差 程。可使用标准的滤波器校正来实现相对简单和直 分信号做出响应：是漏电感减弱了差分信号。 观的设计过程，可以修改这些校正以使用预定的元 当电感 L1 和 L2 收到接地的极性相同的一对信号 件值。 （共模信号），它们都会在共用的磁芯中产生一个 概述 非零的净磁通量。两个电感于是作为独立元件工作， 其互感对共模信号做出响应：是互感减弱了共模信 线路滤波器防止在电子设备和交流线路之间产生过 号。 多噪声；一般而言，重点还是对交流线路的保护。 图 1 显示了在交流线路（通过阻抗匹配电路）和 一阶滤波器 （噪声）功率转换器之间使用共模滤波器的情况。 设计最简单、最便宜的滤波器是一阶滤波器。这种 共模噪声 （噪声在接地的两条线路上同时产生）的 滤波器使用单个电抗元件来储存频谱能量的某一频 运动方向是从负载端进入滤波器，这样两个线路共 带，而不将能量传递到负载。在低通共模滤波器中， 有的噪声得到很大衰减。最后，滤波器加到交流线 使用的电抗元件是共模扼流圈。 路（通过阻抗匹配电路）上的输出小到可以忽略不 计。 所需的扼流圈电感值是用负载（单位：Ohms）除 以信号开始衰减时的角频率或以上频率。例如，在 50Ω 的负载中，当频率达到 4000 Hz 或以上时信 号开始衰减，则需要使用 1.99 mH （50/ （2π×4000））的电感。其相应的共模滤波器构造 如下图： 图1. 通用线路滤波 设计共模滤波器本质上是设计两个相同的差分滤波 器。在两极线路上各有一个滤波器，而每一边的电 感通过一个磁芯耦合在一起： 图3. 一阶（单极）共模滤波器 频率在 4000 Hz 时，衰减量为 3dB，每倍频程增 加6dB。由于一阶滤波器对电感有突出的依赖性， 必须考虑实际扼流电感的变差。例如，±20%变差 的额定电感意味着标称的3dB，4000 Hz 的实际频 图2. 共模电感 率范围可以是在3332 Hz – 4999 Hz 之间。典型做 法是规定共模扼流圈的电感值为最小值，这样就保 对于差分输入电流（从A 到 B 的输入是沿L1，从 证了分频频率不会升得太高。但是，在选择一阶低