电源适配器去耦电感也叫Choke,教科书上通常翻译成扼流圈。去耦电感的作用是滤除线路上的干扰,属于EMC器件,EMC工程师主要用来解决产品的辐射发射(RE)和传导发射(CE)的测试问题。
电源适配器去耦电感,通常结构比较简单,大都是铜丝直接绕在铁氧体环上。个人觉得可以简单地分为差模电感和共模电感。这里不再赘述共模和差模的概念,可以参考以下两本书籍的相关章节。
6w电源适配器差模电感
电源适配器差模电感就是普通的绕线电感,用于滤除一些差模干扰,主要就是与电容一起构成LC滤波器,减小电源噪声。
对于220V市电,差模干扰就是L相到N相之间的干扰;对POE来说,就是POE+和POE-之间的干扰;对于主板上的低压直流电源,其实就是电源噪声。
6w电源适配器差模电感选型需要注意一下几点:
• 直流电阻、额定电压和电流,要满足工作要求;
• 结构尺寸满足产品要求;
• 通过测试确定噪声的频段,根据电感的阻抗曲线选择电感;
• 设计LC滤波器,可以做简单的计算和仿真。
磁珠(Ferrite Bead),也常用来滤除主板上的低压直流电源的噪声,但磁珠与去耦电感有区别的。
• 磁珠是铁氧体材料烧制而成,高频时铁氧体的磁损耗(等效电阻)变得很大,高频噪声被转化成热能耗散了;
• 去耦电感是线圈和磁芯组成,主要是线圈电感起作用;
• 磁珠只能滤除较高频的噪声,低频不起作用;
• 去耦电感可以绕制成较高感值,滤除低频噪声。
电源适配器磁珠等效电路模型
电源适配器共模电感
电源适配器共模电感就是在同一个铁氧体环上绕制两个匝数相同、绕向相反的线圈。
如上图所示的共模电感:
当有共模成分流过共模电感时,根据右手定则,会在两个线圈形成方向相同的磁场,相互加强,相当于对共模信号存在较高的感抗;
当有差模成分流过共模电感时,根据右手定则,会在两个线圈形成方向相反的磁场,相互抵消,相当于对差模信号存在较低的感抗。
换一个方式理解:当V+上流过一个频率的共模干扰,形成的交变磁场,会在另一个线圈上形成一个感应电流,根据左手定则,感应电流的方向与V-上共模干扰的方向相反,就抵消了一部分,减小了共模干扰。
共模电感主要用于双线或者差分系统,如220V市电、CAN总线、USB信号、HDMI信号等等。用于滤除共模干扰,同时有用的差分信号衰减较小。