共模电感为何接在开关电源交流一侧

时间:2025-06-03

开关电源的电路设计中,我们常常会看到共模电感被连接在交流一侧。那么,共模电感为什么要接在开关电源交流一侧呢?要解答这个问题,我们需要先了解共模电感的作用、原理以及它在开关电源中的应用。


共模电感的作用、原理


共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件。它由两个尺寸相同、匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件。共模电感对交流电流起着阻碍的作用。对于插件电感,常见的类型有 UU 型、EE 型以及环型等。


在交流电频率一定的情况下,电感量越大,其对交流电阻碍能力越大;相反,电感量小其阻碍能力也小。共模电感在电路当中主要抑制的是共模信号,其电感值可以用电桥来测量。这是因为共模信号是幅度相等、相位相同的信号,当共模信号通过共模电感时,两个线圈中的电流方向相同,会在线圈内产生同向的磁场,从而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,对共模信号起到抑制作用。


共模电感在开关电源的应用


共模电感有时候也被叫做共模扼流圈,这是因为它的主要作用是抑制干扰。它多应用于开关电源电路中,构成各种滤波器对电磁干扰(EMI)进行滤波,抑制各种高速信号产生的电磁波向外发射。


在电路中有一组并行线路,当正常信号通过时基本不受影响。但是,当有共模电流流经时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果。这时候共模电流会被衰减,从而达到抑制干扰的目的。



共模电感接在开关电源交流一侧的原因


下面是开关电源前级部分原理图,其中 L1 是共模电感。为了抑制共模干扰,我们需要了解共模信号的特点。共模信号是幅度相等且相位相同的信号,它产生的噪声是对地噪声,是两根线分别对地的噪声。



开关电源在工作时,交流输入侧会受到来自电网的各种干扰,这些干扰很多是以共模信号的形式存在的。如果不加以抑制,这些共模干扰会通过电源进入到后续的电路中,影响电路的正常工作,还可能会以电磁波的形式干扰周围的电子设备。


将共模电感接在开关电源的交流一侧,可以在干扰进入开关电源内部之前就对其进行有效的抑制。共模电感对共模信号呈现高阻抗,能够衰减共模电流,减少共模干扰对开关电源和后续电路的影响。同时,这样的连接方式也有助于开关电源满足电磁兼容性(EMC)的要求,降低其对周围环境的电磁干扰。


此外,在开关电源的交流侧,电压和电流的变化相对较为复杂,容易产生共模干扰。共模电感接在这个位置,可以更好地适应这种复杂的电气环境,有效地抑制共模干扰的产生和传播。

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