添加到安迪的答案中,无需重复他所写的内容。
从您所写的内容来看,我认为您的问题更多是关于直观地理解扼流圈的工作原理。考虑一个电感器:
这个电感只有一根线。流过的电流会产生磁通量,该磁通量会被线圈本身吸收并产生与电流变化相反的电压。我想你知道这件事。
现在,将电线纵向分开。您现在有相同的电感器,但有两根导线以相同的方向缠绕:
共模电流以相同方向流过这些导线。因此,无论您是使用一根导线承载电流 I,还是两根导线均承载 I/2,都无关紧要。
(如果两条线都像安迪的第一张图片一样连接,那么结果与有一条线相同)。
我的第一个想法是共模信号撞击扼流圈并在内部产生磁通量。通过这样做,大量能量以热量的形式损失(滞后和可能的其他影响)。只有一小部分通过
所以,这不是它的工作方式。它只是一个不作用于差分信号,仅作用于共模信号的电感器。由于其电感,它增加了共模阻抗。
但是它是如何去除噪音的呢?
简单的。它是一个电感器,因此它会阻碍高频共模电流的流动,只需增加阻抗即可。
这里,两个交流源“Vhc1”和“Vhc2”具有相同的值,因此它们将共模电压噪声添加到“LINE1”和“LINE2”。
该噪声电压将导致电流通过扼流圈,然后是右侧的设备,并且该电流将通过明确的接地(如果两个齿轮都接地)或通过它可以找到的任何方式(通过空气,或连接到其他设备的其他电缆)。
流经电缆的 HF 共模电流会将它们变成天线,这是个坏主意。
扼流圈增加了电路的阻抗,从而降低了电流。就那么简单。
在上图中,左侧的扼流圈为线路增加了共模阻抗,而电容则将剩余的共模噪声短接到地。这基本上是一个分压器或 LC 低通滤波器,除了它处理两根电线而不是一根。
想想“分压器”。扼流圈增加了噪声源的阻抗,使电容具有更好的滤波效果。
绕线的方式会产生各种影响。为了获得最佳的共模滤波效果,请将电线扭在一起(或将整条电缆缠绕在磁芯上)。您展示的扼流圈在两根电线之间有一定距离,因此共模滤波效率会低一些。但是,两根导线之间的绝缘要好得多,而且这种绕组还在每根导线中增加了差模电感,这使得该组件起到了两个作用。
可以使用多于两根电线。事实上,您可以将整根电缆穿过铁氧体磁芯(在您的计算机上寻找带有其中一根的 USB 电缆):
该图告诉您在共模下添加到电缆的阻抗。
此外,铁氧体扼流圈是有损耗的。这意味着该材料被设计成一个相当糟糕的变压器,在高频下效率很低。它具有高滞后性。这意味着它将高频磁场转化为热量。因此,在某个频率以上,电感器不再具有感应性,并且表现得更像一个电阻器。
如果你把扼流圈放在电缆上,它有损耗的事实是非常有用的,因为它会消除谐振,否则可能会使电缆变成有效的天线。
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检查铁氧体磁珠的阻抗。这不是共模扼流圈,但有趣的特性在于铁氧体材料本身。如果是双线绕制,共模阻抗将具有相同的特性。
(来源)
标有“X”的部分是电感阻抗。标有“R”的部分是电阻。这部分会像电感一样糟糕,它的 Q 值非常低,损耗很大,无法用它制作调谐 LC 谐振电路。但是,当您想将 HF 噪声转化为热量时,损失是很大的。
有许多不同的铁氧体材料,其中一些针对低损耗进行了优化并制造了高质量的电感器,而另一些则针对某些频率下的高损耗进行了优化。
如果它被指定为“EMI 抑制”或“铁氧体磁珠”或“扼流圈”而不是电感,您将获得有损耗的材料。然后您必须检查阻抗曲线以确保它们会过滤您想要的频率。