共模电感抑制EMI的工作原理与应用-ASIM阿赛姆
一、工作原理
共模电感(Common Mode Choke)通过高频阻抗特性抑制共模噪声。其结构由两个绕组在同一磁芯上对称绕制而成:
- 差模信号通路:当差分信号(有用信号)通过时,绕组产生的磁场相互抵消,呈现低阻抗,信号无损通过。
共模噪声抑制:共模噪声(如EMI干扰)同向流过绕组时,磁场叠加,电感呈现高阻抗(典型值60–120Ω@100MHz),将噪声能量转化为热能耗散。
二、关键设计参数
- 阻抗匹配:阻抗值需根据噪声频率选择(如USB3.0接口推荐90Ω@100MHz),过高可能衰减信号,过低则抑制不足。
- 低漏电流:对差模信号影响极小(漏电流<1μA),确保信号完整性。
- 高频性能:优质共模电感可抑制8.5GHz以上高频噪声(如CMF0605UD系列)。
三、典型应用场景
- 电源线滤波
- 在DC/DC电路输入/输出端串联共模电感(如ASIM CMF2G152WIT),吸收开关电源引起的共模EMI,降低辐射超标风险。
- 高速接口防护
- USB/HDMI差分线:抑制数据传输中的共模噪声(如CMF1210UD900MFR),减少信号抖动。
- EFT抗扰度整改
- 电源端口加共模电感(如CMF2K102WIT),吸收电快速瞬变脉冲群(EFT)的高频能量。
四、选型与布局要点
- 封装尺寸:小型化设计(如1210封装:1.25×1.0×0.5mm)适应高密度PCB。
- 接地优化:金属外壳设备需确保电感接地端与主板地低阻抗连接,避免噪声回流。
- 高频电容配合:并联小容量电容(如470pF)形成π型滤波,增强高频抑制。
五、局限性
共模电感仅针对共模噪声有效,对差模噪声需结合磁珠或差模滤波器。此外,在超高速接口(如USB3.1 Gen2)中需评估信号衰减风险,优先选择低插损型号(如CMF2012WD900MQT)。