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共模滤波器设计指引
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
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