如何为电力电子选择共模扼流圈

已创建：February 5, 2021
已更新：June 25, 2023

电源单元中的那些大线圈不仅仅是用来升高或降低来自线路的电压/电流。对于从电池或其他直流源取电的电源/管理单元也是如此。EMI滤波只是提供干净电源给下游组件和防止由于强导电EMI引起的信号完整性问题的一个方面。

当你需要在电源系统的供电线路上放置一个EMI滤波器时，你可以使用共模扼流圈来抑制进入系统的共模导电EMI。共模扼流圈除了电源滤波外还有其他用途，它们还可以滤除由辐射EMI引起的任何共模电流。我们将提供一些与电源系统合作的指南，这些指南在你需要选择共模扼流圈进行EMI滤波时都适用。

使用共模扼流圈进行EMI滤波

当将电源系统连接到交流线路时，噪声可以作为导电EMI传入系统，干扰电源电子设备及其供电的组件的正常工作。共模扼流圈利用磁感应来抵消电源调节、调节或转换系统中输入电源线上的共模噪声。在寻找共模扼流圈时，应在数据表中检查一些基本规格：

直流电阻。 由于线圈的厚度和长度，线圈会有一些直流电阻。对于电源电子应用，这应该尽可能低，以防止电力损失和过多的热量在线圈中散发。

电压和电流等级。 这些电气等级不应超过您的特定应用。注意，电流等级往往随着直流电阻的增加而扩大，因为更厚的线圈可以在不过热的情况下处理更大的电流。

共模衰减。 这告诉你在不同频率下共模是如何被衰减的。注意，理想的共模扼流圈将具有线性的衰减谱；实际的扼流圈并非如此。扼流圈的寄生绕组电容将在衰减谱中创建一个共振峰。

绕组电容。 一些共模扼流圈会指定这个值，但你不总是能在数据表中找到它。对于高速设计，较小的绕组电容是可取的，因为你希望防止附近的返回电流噪声通过共模耦合到扼流圈的输出上。

ESD等级。 当这些扼流圈用于高压系统时，ESD等级对于安全性变得重要。检查标准合规性（UL和IEC标准对于高电压/电信/工业产品很常见）也有帮助。

用于高功率系统的共模扼流圈

用于高电压/电流系统的扼流圈通常与大型电感器以相同方式封装，并且它们就像低通滤波器一样工作。上述提到的点同样适用于差模扼流圈，以及集成到IC中的扼流圈。这些扼流圈通常以阵列形式出现，设计用于高带宽应用，如高速摄像机（例如，HDMI或MIPI）、LVDS或类似需要在带边缘进行过滤的应用。

对于高功率系统，你不会找到这些类型的封装；高功率应用的共模扼流圈是由大型铁氧体或铁磁材料制成，带有大型铜线圈。以下是你在市场上会找到的一些共模扼流圈选项的示例：

Schaffner, RB6122-50-0M3

Schaffner的RB6122-50-0M3共模扼流圈非常适合高电压交流电力系统（额定高达600 V AC）或高电压直流系统（额定高达1000 V DC），如光伏装置或电池组。开放式线圈设计允许沿线圈的对流冷却，并确保相对低的绕组电容。这些线圈在60°C下额定高达50 A，最高工作频率为400 Hz。开放式设计和低绕组电容使得这些线圈的衰减共振频率约为500 kHz。下面展示了RB6XXX和RB5XXX系列组件的一些典型共振曲线。

Schaffner其他共模扼流圈的衰减共振曲线。来自RB6122-50-0M3数据手册。

Bourns, 7105

Bourns的4.25 mH共模扼流圈额定最高1 A直流电流，3750 RMS交流电介电强度。这个组件非常适合高压电源转换器的输入过滤。Bourns的71XX系列中的其他扼流圈提供高达50 mH的电感（7121，最大电流2 A），或高达10 A的最大电流（7124，3 mH电感）。这些通孔共模扼流圈具有低廓形，安装在PCB上时横截面最大为1英寸x 1英寸。

Schurter, DLFL-0147-25D2

Schurter的DLFL-0147-25D2共模扼流圈是一种铁粉环形共模扼流圈，额定电压高达440 V AC @ 50 Hz。最大电流额定值（25°C时45 A）随温度变化敏感，如下所示，不应在过高温度下使用。尽管有敏感的降额，它提供2 kV有效隔离电压，并符合IEC 60068-1气候类别25/100/21。这个组件在安装在任何传导EMI进入电路的源头附近时效果最佳，尽管它仍然可以用于中等电流的线路过滤。