【導(dǎo)讀】共模電感（Common mode Choke），也叫共模扼流圈，是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對(duì)稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對(duì)L（或N）與E之間的共模干擾具有抑制作用，而對(duì)L與N之間存在的差模干擾無(wú)電感抑制作用。
但實(shí)際線圈繞制的不完全對(duì)稱，會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號(hào)電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過(guò)時(shí)方向相反，產(chǎn)生的磁通量相互抵消，扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流（包括地環(huán)路引起的騷擾電流，也處稱作縱向電流）流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同，產(chǎn)生的磁通量同向相加，扼流圈呈現(xiàn)高阻抗，從而起到抑制共模噪聲的作用。
共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器：一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。
共模扼流圈可以傳輸差模信號(hào)，直流和頻率很低的差模信號(hào)都可以通過(guò)，而對(duì)于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗，所以它可以用來(lái)抑制共模電流騷擾。
扼流圈一般用在電源線輸入端。
工作原理
共模電感扼流圈是開(kāi)關(guān)電源、變頻器、UPS電源等設(shè)備中的一個(gè)重要部分。其工作原理：當(dāng)工作電流流過(guò)兩個(gè)繞向相反線圈時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng)H1、H2，此時(shí)工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計(jì)的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號(hào)流過(guò)線圈時(shí)，線圈即呈現(xiàn)出高阻抗，產(chǎn)生很強(qiáng)的阻尼效果，達(dá)到衰減干擾信號(hào)作用。
共模電感的濾波電路，La和Lb就是共模電感線圈。這兩個(gè)線圈繞在同一鐵芯上，匝數(shù)和相位都相同（繞制反向）。這樣，當(dāng)電路中的正常電流流經(jīng)共模電感時(shí)，電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消，此時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響（和少量因漏感造成的阻尼）；當(dāng)有共模電圖2 圖3流流經(jīng)線圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模電流，達(dá)到濾波的目的。
事實(shí)上，將這個(gè)濾波電路一端接干擾源，另一端接被干擾設(shè)備，則La和C1，Lb和C2就構(gòu)成兩組低通濾波器，可以使線路上的共模EMI信號(hào)被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號(hào)傳入，又可以衰減線路自身工作時(shí)產(chǎn)生的EMI信號(hào)，能有效地降低EMI干擾強(qiáng)度。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一種小型共模電感，采用高頻之雜訊抑制對(duì)策，共模扼流線圈結(jié)構(gòu)，訊號(hào)不衰減，體積小、使用方便，具有平衡度佳、使用方便、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛使用在雙平衡調(diào)音裝置、多頻變壓器、阻抗變壓器、平衡及不平衡轉(zhuǎn)換變壓器。。。等。
還有一種共模濾波器電感/EMI濾波器電感采用鐵氧體磁心，雙線并繞，雜訊抑制對(duì)策佳，高共模噪音抑制和低差模噪聲信號(hào)抑制，低差模噪聲信號(hào)抑制干擾源，在高速信號(hào)中難以變形，體積小、具有平衡度佳、使用方便、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛使用在抑制電子設(shè)備EMI噪音、個(gè)人電腦及外圍設(shè)備的 USB線路、DVC、STB的IEEE1394線路、液晶顯示面板、低壓微分信號(hào)。。。等。
插入損耗特性
共模扼流圈插入損耗特性是由其在干擾頻譜下的阻抗特性來(lái)衡量的。
當(dāng)頻率范圍為0.01~1MHZ時(shí)，阻抗主要取決于線圈電感L。
當(dāng)頻率范圍為1~10MHZ時(shí)，阻抗主要取決于繞組分布電容CK。
當(dāng)頻率范圍為》10MHZ時(shí)，阻抗與繞組電容、主回路電感、漏電感和磁芯鐵損與銅損所組成的并聯(lián)電路有關(guān)（ZS為等效阻抗）。
共模扼流圈的應(yīng)用
1.開(kāi)關(guān)電源抑噪濾波器
2.電源線和信號(hào)線靜電噪音濾波器
3.變換器和超聲設(shè)備等輻射干擾抑制器
漏感和差模電感
對(duì)理想的電感模型而言，當(dāng)線圈繞完后，所有磁通都集中在線圈的中心內(nèi)。但通常情況下環(huán)形線圈不會(huì)繞滿一周，或繞制不緊密，這樣會(huì)引起磁通的泄漏。共模電感有兩個(gè)繞組，其間有相當(dāng)大的間隙，這樣就會(huì)產(chǎn)生磁通泄漏，并形成差模電感。因此，共模電感一般也具有一定的差模干擾衰減能力。
在濾波器的設(shè)計(jì)中，我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中，僅安裝一個(gè)共模電感，利用共模電感的漏感產(chǎn)生適量的差模電感，起到對(duì)差模電流的抑制作用。有時(shí)，還要人為增加共模扼流圈的漏電感，提高差模電感量，以達(dá)到更好的濾波效果。
磁珠
磁珠專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來(lái)吸收超高頻信號(hào)，一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路（DDR SDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)錯(cuò)50MHZ。
磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中的RF噪聲，RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信號(hào)，而射頻RF能量卻是無(wú)用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射（EMI）。
要消除這些不需要的信號(hào)能量，使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色（衰減器），該器件允許直流信號(hào)通過(guò)，而濾除交流信號(hào)。通常高頻信號(hào)為30MHz以上，然而，低頻信號(hào)也會(huì)受到片式磁珠的影響。
磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這一點(diǎn)要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)，比如1000R@100MHz，意思就是在100MHz頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。
要正確的選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn)：
1、不需要的信號(hào)的頻率范圍為多少；
2、噪聲源是誰(shuí)；
3、需要多大的噪聲衰減；
4、環(huán)境條件是什么（溫度，直流電壓，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）；
5、電路和負(fù)載阻抗是多少；
6、是否有空間在PCB板上放置磁珠。
磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)法預(yù)知的情況，磁珠不合適。
前三條通過(guò)觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要，即電阻，感抗和總阻抗。最大阻抗而在低頻和直流下信號(hào)衰減盡量小的磁珠型號(hào)。 片式磁珠在過(guò)大的直流電壓下，阻抗特性會(huì)受到影響，另外，如果工作溫升過(guò)高，或者外部磁場(chǎng)過(guò)大，磁珠的阻抗都會(huì)受到不利的影響。
磁珠與電感
使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時(shí)，使用片式磁珠是最佳的選擇。對(duì)于模、數(shù)混合的PCB板，模、數(shù)、地建議分開(kāi)，最后再同點(diǎn)接地，如用0歐電阻連接。
電感是儲(chǔ)能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件，射頻干擾以熱量的形式被消耗掉，達(dá)到EMC的目的，常用于信號(hào)線和電源線入口，抑制高頻干擾和尖峰干擾。電感多用于電源濾波回路，側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性干擾；磁珠多用于信號(hào)回路，主要用于EMI方面，抑制電磁輻射干擾。磁珠用來(lái)吸收超高頻信號(hào)，像一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路（DDR，SDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種儲(chǔ)能元件，用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50MHz。
推薦閱讀：
