在设计电路时，如果现有的共模电感不能满足需求，就需要进行产品定制，以确保共模电感满足电路的抗电磁干扰及结构布局等需求。而定制共模电感时需要结合实际应用场景、性能参数需求等选择合适的材料与产品结构。对于选型工程师来说，明确自己的需求很关键。

 

 

01 共模电感的定义

首先我们先弄清楚什么是共模电感。

定义：共模电感 (Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，是在一个闭合磁环上绕制方向相反、匝数相同的线圈。其共模阻抗很大，对共模干扰具有抑制作用；而差模阻抗很低，对差模信号基本无抑制作用。

原理：根据右手螺旋定则，当有共模电流流过时，上下两组线圈产生相互增强的磁场（图1），使整个线圈呈现高阻状态，衰减干扰信号；当差模电流流过时，产生两个相互抵消的磁场（图2），不影响电流信号流过，故在电路中应用于抑制共模干扰。

 

图1  当共模电流流过时，磁场相互叠加

 

图2  当差模电流流过时，磁场相互抵消

 

02 共模电感的主要分类

共模电感根据应用场景可分为信号线共模扼流圈、电源线共模扼流圈两大类。

以下是科达嘉官网共模电感的标准产品分类及对应产品型号，页面链接如下：

https://www.codaca.com.cn/Productsctr_Common-Mode-Choke.html

 

图3 信号线共模扼流圈

 

图4 电源线共模扼流圈

 

参数解读：

以科达嘉CPSQ1515L-203共模电感为例：

 

表1 CPSQ1515L-203共模电感特性参数

 

1、电感量（Inductance）：在相同的频率和寄生电容条件下，电感值越大，阻抗值越大；

2、阻抗（Impedance）：阻抗值越大滤波效果越好，在不同频率下呈现出不同的阻抗值；

 

图5 共模电感CPSQ1515L-203 阻抗 Vs 频率特性曲线

 

3、直流电阻（DC Resistance）：在直流条件下，电感两端呈现出的电阻，通常越小越好；
4、额定电流（Rated Current）：长时间能承载的电流强度；
5、额定电压（Rated Voltage）：正常工作的电路电压额定值；
6、耐压值（Hi-pot）：绕组与绕组间在一段时间内所能承受的电压值；
7、工作温度范围（Operating Temperature Range）：保证元器件能正常工作的温度区间。

 

03 共模电感定制6大步骤

当标准品不能满足客户需求的时候，就需要进行共模电感的定制。通过上述内容，我们已经弄清楚了共模电感的定义、原理及特性参数，接下来探讨如何给客户定制一款合适的共模电感。

 

Step 1：明确客户需求

应用场景分析：对共模电感的使用场景进行全面的分析，包括具体应用场合（决定客户需求的产品等级-车规级or工业级）、电路工作电压、电流大小、工作频率等，这些都将直接影响到共模电感的设计和选择。

 

Step 2：确定共模电感特性参数

电感量：电感量是共模电感的重要性能参数之一，对其应用有着直接影响。需要根据具体应用场景来确定所需的电感量。

在滤波电路中共模电感所需要的最小电感值计算公式（忽略寄生电容）：

其中为频率为时的阻抗值。

 

阻抗：共模电感对共模噪声的抑制能力与其阻抗密切相关，需要根据所需的滤波效果来确定合适的阻抗值。

 

Step 3：选择合适的材料与产品结构

磁芯材料：磁芯是用来增强线圈的导磁能力，使得电感线圈中的磁感应强度增加，从而提高电感器的感应电流和电感值，通常选用高磁导率的材料，如高导铁氧体、非晶/纳米晶等，磁芯材料的选择对电感的性能有直接影响，合适的材料选择也会相应缩小产品的体积。

线圈材料：线圈通常由铜线绕制而成，根据所需的电感量和有效电流值，设计选定线圈的匝数和线径。

 

电感量的计算公式：

 

-真空磁导率

- 磁芯相对磁导率
- 磁芯有效截面积
- 磁芯有效磁路长度

-线圈匝数

 

如上述公式，实现产品小型化，可以考虑如下措施：采用更高磁导率的磁芯，以缩减磁芯体积。

结构设计：根据客户电路板的空间布局情况，合理设计立式/卧式产品结构，选择插件/贴片的封装方式，以确保电感可以正确安装到电路板上。

 

Step 4：安规标准参照

安规参照IEC 60664-1或客户内部标准。

 

Step 5：考虑环境因素

使用环境也会对电感的电性能产生影响。在定制共模电感时，需要考虑使用环境，如温度、湿度、冷却方式等，以确保共模电感在实际使用中能够稳定工作。

 

Step 6：性能测试与优化

定制完成后，需要对共模电感进行性能测试，包括电感量、阻抗等参数的测试。如测试结果不符合要求，需对设计进行优化，直到满足使用需求为止。

 

04 结语

综上所述，定制一款合适的共模电感需要综合考虑客户的使用需求、材料与结构、性能参数、安规要求、环境因素以及性能测试与优化等多个方面。通过科学的分析和合理设计，才能确保定制出的共模电感能够满足实际应用需求。
科达嘉电子的研发团队拥有丰富的共模电感定制开发经验，可以根据客户不同的应用场景，快速提供与之匹配的产品解决方案，欢迎大家前来咨询了解。

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