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5.数据手册解读——共模电感

news 来源：原创 2025/8/27 18:35:02

1 共模电感的工作原理

2 核心参数解读

2.1 电气参数

2.2 阻抗特性

共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L（或N）与E之间的共模干扰具有抑制作用，而对L与N之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。

1 共模电感的工作原理

这里对共模电感进行简要介绍，后续会会共模滤波器构成EMI滤波器做详细分析。

共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过，而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，发挥了一个阻抗器的作用，所以它可以用来抑制共模电流骚扰。

如图1所示，电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。因此共模电感对差模电流影响很小，几乎无阻抗。

图1 差模电流流过共模电感

如图2所示，共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，对共模信号扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。

图2 共模电流共模电感

2 核心参数解读

本文以TDK的ACT系列的共模电感为例讲解共模电感的参数。

2.1 电气参数

ACT系列的共模电感参数如图3所示。

共模阻抗：表示对共模噪声的抑制能力，下图所示是指在特定频率下的阻抗。

共模电感：共模电感本身就是一个电感必然存在一个电感值，通常共模电感不会单独使用，会与电容构成LC滤波器。

浮游电感（Stray Inductance）：寄生电感、杂散电感

直流电阻：指共模电感绕组在直流条件下的导线电阻，是衡量绕组铜损的核心参数，单位为欧姆（Ω）。

绝缘电阻：指共模电感绕组之间或绕组与磁芯/外壳之间的直流电阻，用于衡量电气隔离性能，单位通常为MΩ或GΩ。

额定电压：为该器件连续工作时的电压值

图3 ACT系列的共模电感电气参数

2.2 阻抗特性

与普通电感、电容类似，共模电感在不同频率下的信号的阻抗不同。需要注意的是，共模电感阻抗特性曲线分两类。

一类是对共模信号的的阻抗曲线，如图4中Common mode所示。在实际选型时需要根据共模噪声的频率选择电感，最好是共模干扰频率对应共模电感的最大阻抗。

另一类是对差模模信号的的阻抗曲线，前面讲过实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。这个差模电感对我们来书未必是一件坏事，通过下图对比可知，共模阻抗远大于差模阻抗。

图4 ACT系列的共模电感阻抗特性

2.3磁芯材料

共模电感的小型化依赖合适的磁芯材质。磁芯材质的选择是共模电感设计的关键之一。在数据手册中没有介绍这一部分。

一下是从网上搜索到的关于磁芯对共模电感的影响。

锰锌铁氧体是常见的选择，具有较高的磁导率。镍锌铁氧体也用于共模电感磁芯，适用高频环境。非晶态合金材质磁芯，能提供出色的磁性能。硅钢片材质在某些共模电感中有所应用。铁粉芯材质磁芯，成本相对较低。铁硅铝材质具有较好的稳定性和低损耗特点。磁芯材质影响共模电感的电感量大小。不同磁芯材质对共模电感的工作频率有影响。

坡莫合金材质的磁芯，磁导率很高。铁镍钼材质磁芯常用于高端共模电感。铁氧体磁芯材质的温度稳定性值得关注。纳米晶材质的磁芯在一些特殊场合表现优异。磁芯材质决定共模电感的抗干扰能力强弱。有些共模电感采用钴基非晶材质磁芯。磁芯材质的选择要考虑共模电感的使用场景。铁基非晶材质的磁芯能降低电感体积。高频下，某些磁芯材质的损耗会增加。不同磁芯材质的饱和磁通密度不一样。

磁芯材质还会影响共模电感的体积大小。高性能的共模电感可能采用复合磁芯材质。软磁铁氧体材质磁芯在中低频表现不错。磁芯材质的导磁率直接关系电感性能。共模电感对磁芯材质的矫顽力有要求。有些磁芯材质适合大电流工作环境。磁芯材质的电阻率影响电感的发热情况。磁芯材质的硬度也是一个考虑因素。高磁导率磁芯材质能减小电感匝数。低磁导率磁芯材质可能增加绕线难度。

磁芯材质的居里温度会影响电感工作范围。磁芯材质的耐腐蚀性需要考虑。某些磁芯材质具有良好的机械强度。磁芯材质的磁滞回线特性影响电感效果。共模电感的稳定性和磁芯材质紧密相关。磁芯材质的电磁兼容性影响电感使用。不同厂家的磁芯材质质量可能有差异。磁芯材质的颜色不一定反映其性能。优质磁芯材质能提高共模电感的可靠性。磁芯材质的制造工艺影响其性能。有些磁芯材质容易获得，成本较低。

1 共模电感的工作原理

2 核心参数解读

2.1 电气参数

2.2 阻抗特性

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