在本文中，我們將主要關(guān)注共模扼流圈，但所提出的原理同樣適用于差模耦合電感。
耦合與非耦合
耦合電感器在幾個(gè)方面與標(biāo)準(zhǔn)電感器不同。標(biāo)準(zhǔn)電感器是雙端子器件，其具有纏繞成線圈的單個(gè)導(dǎo)體，通常圍繞導(dǎo)磁芯。另一方面，耦合電感器具有纏繞在單個(gè)芯上的兩個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)體。耦合電感器通常是四端子器件，但共模扼流圈可能有六個(gè)端子用于三相應(yīng)用，或更多用于多導(dǎo)體應(yīng)用。
耦合電感器在小體積內(nèi)提供高電感，共模扼流圈通過使用高磁導(dǎo)率芯獲得高電感。它們的電感與每個(gè)繞組上的匝數(shù)平方成正比。差模電感器實(shí)現(xiàn)高電感，因?yàn)樗鼈兊碾姼信c磁芯上所有繞組匝數(shù)的平方成正比。
耦合電感器的電特性在EMI濾波的感興趣頻率上變化很大。大多數(shù)功率扼流圈的有用頻率范圍是從幾千赫茲到幾十兆赫茲。信號(hào)線扼流圈工作頻率稍高，達(dá)到100 MHz左右。
理想模型與非理想模型
共模扼流圈可以充分地建模為由幾個(gè)無源集總電路元件組成的子電路。下面的示意圖顯示了一個(gè)模型，它考慮了耦合電感的頻率可變行為。
該模型不僅提供了扼流圈的共模電感，而且還考慮了三個(gè)重要寄生元件的影響：
a、繞組電阻
b、繞組電容
c、漏電感
以下段落更詳細(xì)地討論了每一段。
電感是磁芯磁導(dǎo)率和磁芯上導(dǎo)線匝數(shù)的函數(shù)。電感與匝數(shù)的平方成正比。磁芯滲透率隨材料，溫度，直流偏置和頻率而變化。精確的電感建模需要考慮這些屬性中的每一個(gè)。然而，對(duì)于許多應(yīng)用，漏電感，繞組間電容和繞組電阻是主要特性，足以預(yù)測EMI濾波器性能。
耦合因子
共模扼流圈的耦合系數(shù)是衡量一個(gè)繞組耦合到另一個(gè)繞組的磁通量的完全程度。例如，耦合因子為0.95意味著95％的磁通量耦合而5％的磁通量不耦合。
耦合磁芯上所有繞組的磁通量等于繞組之間的互感。未耦合的磁通直接與漏電感有關(guān)。漏電感是所有物理電感中存在的寄生元件，可對(duì)濾波器性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
為了說明，考慮具有100％假設(shè)耦合因子的共模扼流圈。兩個(gè)繞組完美耦合。通過任一繞組的電流在另一個(gè)繞組中感應(yīng)出相等的電流。如果通過兩個(gè)繞組的電流相等，則磁芯中的磁通量為零。由一個(gè)引線中的電流產(chǎn)生的所有核心通量抵消了由另一個(gè)引線中的電流產(chǎn)生的核心通量。
但是，如果耦合系數(shù)小于100％，比如0.95，那么5％的磁通量不會(huì)耦合。一個(gè)繞組中的電流不會(huì)在另一個(gè)繞組中產(chǎn)生相等的電流，因此磁芯中的磁通量不為零，并且一些磁通量在共模扼流圈之外。
未耦合的通量有三種效果：
1.如果磁芯中的磁通足夠強(qiáng)，磁芯將開始飽和。部分飽和會(huì)降低器件的電感，使阻塞效率降低。
2.不在核心的助焊劑是漏磁通。對(duì)于共模扼流圈，漏磁通引入差模電感。（同樣，對(duì)于差模耦合電感，漏磁通會(huì)引入共模電感。）這種差分電感與其他濾波器元件相互作用，雖然它確實(shí)有助于提供額外的差模濾波，但它也引入了新的諧振，有可能放大電路新創(chuàng)建的共振頻率下的噪聲。
3.雜散磁場可以耦合到附近的電路，并且可以從包含共模扼流圈的設(shè)備發(fā)射。對(duì)于包含敏感磁性組件的應(yīng)用，這些雜散磁場可能存在問題。
繞組電容
1.磁芯上的每匝導(dǎo)線對(duì)相鄰匝以及導(dǎo)線和磁芯具有少量電容。這種用于共模扼流圈的分布電容通常在10到50 pF之間，具體取決于使用的匝數(shù)和電感器的結(jié)構(gòu)和物理尺寸。
2.雖然繞組間電容分布在電感的繞組上，但從輸入端到輸出端的集總元件電容通常足夠精確，適用于大多數(shù)濾波器分析。
3.繞組間電容與電感一起設(shè)置電感自諧振頻率（SRF），如下圖中的紅線所示。在低于SRF的頻率下，共模扼流圈表現(xiàn)為電感器，阻抗隨著頻率的增加而增加。在SRF之上，扼流圈表現(xiàn)為串聯(lián)電容器，并且阻抗與頻率增加成比例地減小。
interwinding-capacitance- 電磁干擾
第二個(gè)SRF存在于實(shí)際共模扼流圈中。它是由漏電感和繞組間電容的并聯(lián)諧振引起的。該次級(jí)共振由綠線繪制在上面。
繞組電阻
電感器繞組的電阻對(duì)濾波器性能有微妙但重要的影響。繞組電阻是有益的，因?yàn)樗黾恿穗姼衅鞯拇?lián)阻抗，并為濾波器提供了一些阻尼，特別是在高頻時(shí)。由于電感器將與濾波器電容和通過電纜或其他電路連接到濾波器的電容元件共振，因此繞組電阻的阻尼效果是有益的。繞組電阻降低了由共振放大的信號(hào)的幅度。
繞組電阻的缺點(diǎn)是熱量，流過電線的電流產(chǎn)生熱量，因?yàn)橛糜跇?gòu)造電感器的導(dǎo)線長度可能高達(dá)幾米，并且功率耗散集中在相對(duì)小的區(qū)域中，所以溫度升高可能是顯著的。繞組電阻還會(huì)導(dǎo)致電感器輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的電壓降，如果過大則可能影響電路操作。
雙工繞組耦合電感可提供卓越的性能，但成本較高，因?yàn)殡姼斜仨毷止だp繞，由于其固有的較高成本，手工電感器通常用于價(jià)格不如性能重要的應(yīng)用中。
三相共模扼流圈也可以這種方式纏繞，通過三相將三相引線三芯包裹在芯中。
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