扼流圈原理
抗扼交变电流的电感性线圈。利用线圈电抗与频率成正比关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。 高频扼流圈和低频扼流圈都是电感线圈。电感线圈有抑制电流变化的特性，电感越大这个效应越明显。这个效应对电流的阻碍作用感抗，感抗的大小和电感的工作频率和它本身电感的大小有关。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。共模电感在制作时应满足以下要求： 1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。 2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。 3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者 之间发生击穿。 4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。 5) 通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口 在老式甲类音频功率放大器中的低频扼流圈，其作用就是“通直流，阻交流”。但是这个理想情况是无法满足的，只能近似于“通直流，阻交流”。只要满足放大器的需要，稍微损耗一小部分交流成分也是允许的。在这里扼流圈的感抗要大些。频率一定（音频范围是20kHz——20Hz）的时候就要求电感比较大。一般是毫亨数量级。 高频扼流圈一般工作在高频电流中，其作用大多也是选频，这是就要求其电感不是很大，一般是微亨数量级。 其实“通直流，阻交流”和“通低频阻高频”的说法是针对应用场合来说的。但宗旨都是调整电感的电感量，来满足我们的需要。 相关英文: 扼流圈:choke 切换开关:Switch over the switch 绝缘片:Insulating slice
抗扼交变电流的电感性线圈。利用线圈电抗与频率成正比关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。
高频扼流圈和低频扼流圈都是电感线圈。电感线圈有抑制电流变化的特性，电感越大这个效应越明显。这个效应对电流的阻碍作用感抗，感抗的大小和电感的工作频率和它本身电感的大小有关。
共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。
三辊轧管机共模电感在制作时应满足以下要求： 1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。 2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。 3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。 4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电
压的而授能力。 5) 通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。
另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口 在老式甲类音频功率放大器中的低频扼流圈，其作用就是“通直流，阻交流”。但是这个理想情况是无法满足的，只能近似于“通直流，阻交流”。只要满足放大器的需要，稍微损耗一小部分交流成分也是允许的。在这里扼流圈的感抗要大些。频率一定（音频范围是20kHz——20Hz）的时候就要求电感比较大。一般是毫亨数量级。
高频扼流圈一般工作在高频电流中，其作用大多也是选频，这是就要求其电感不是很大，一般是微亨数量级。 其实“通直流，阻交流”和“通低频阻高频”的说法是针对应用场合来说的。但宗旨都是调整电感的电感量，来满足我们的需要。
共模扼流圈简介
共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，是在一个闭合磁环上对称绕制方向
相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L（或N）与E 之间的共模干扰具有抑制作用，而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。
共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过，而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，所以它可以用来抑制共模电流骚扰。
共模扼流圈工作原理及插入损耗特性（或称阻抗特性）：
1、工作原理：
共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要部分。其工作原理：当工作电流流过两个绕向相反线圈时，产生两个相互抵消的磁场 H1、H2 ，此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时，线圈即呈现出高阻抗，产生很强的阻尼效果，达到衰减干扰信号作用。
2u87、插入损耗特性：
共模扼流圈插入损耗特性是由其在干扰频谱下的阻抗特性来衡量的。
当频率范围为0.01~1MHZ时，阻抗主要取决于线圈电感L。
当频率范围为1~10MHZ时，阻抗主要取决于绕组分布电容CK。
当频率范围为>10MHZ爱随身携带时，阻抗与绕组电容、主回路电感、漏电感和磁芯铁损与铜损所组成的并联电路有关（ZS为等效阻抗）。
小知识：漏感和差模电感 对理想的电感模型而言，当线圈绕完后，所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周，或绕制不紧密，这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组，其间有相当大的间隙，这样就会产生磁通泄漏，并形成差模电感。因此，共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。 在滤波器的设计中，我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中，仅安装一个共模电感，利用共模电感的漏感产生适量的差模电感，起到对差模电流的抑制作用。有时，还要人为增加共模扼流圈的漏电感，提高差模电感量，以达到更好的滤波效果。 作者：
辽宁工程技术大学电气工程系 刘南 梁亮
摘要：本文运用二端口网络理论，提出了一种应用变压器的等效电路模型来模拟等效共模扼流圈模型的方法。这种新的模型既考虑了线圈漏感、又考虑了铁心损耗和分布电容，与实际模型有更大的相似性，最后用仿真结果验证了此模型的有效性。
关键词：共模扼流圈；仿真模型，分布电容；线圈漏感
引言
目前，工程上最普遍、最常用的解决电磁干扰的方法是采用滤波器来阻断电磁干扰的传输途径。开关电源中的EMI滤波器一般是由共模电感、差模电感和电容组成单级或多级滤波器网络，其中共模电感是通过共模扼流圈实现的。共模扼流圈是由两个独立的线圈绕在同一个磁环上构成的，并且两个线圈的圈数相同。
共模扼流圈的理论仿真模型与实际模型存在误差，致使实际输出信号与仿真结果存在一定的误差。基于这一点，本文提出了一种应用变压器的等效电路模型来模拟等效共模扼流圈模型的方法。
常用共模扼流圈的理论仿真模型
如图1所示，共模电感是绕在同一个磁环上的两个独立的线圈，它们绕的匝dif数相同，铁心一般选用铁氧体，其中A、B为输入端，C、D为输出端，icm为共模电流，N1和N2是两个线森林资源二类调查
圈的匝数，并且N1= N2=n。根据两个共模电流可以判断出，当电流进入线圈时，两个线圈在磁环内产生的磁通互相加强，对共模噪声呈现出很高的阻抗，从而抑制共模噪声。
共模扼流圈的常用理论仿真模型如图2所示。
其中，Lcm为单个线圈的电感量，Ld为耦合后的等效电感，μr为磁环的相对磁导率，Ac为磁环截面积，Lc为磁环的平均磁路长度，n为线圈匝数。但由于漏感的存在，k Ld<4Lcm (4)
这种仿真模型的缺点有：①只体现出两个电感耦合，并且默认耦合系数k=1，没有考虑漏电感。②没有考虑铁心的电阻和线圈电阻。③开关电源经常工作在高频状态，所以电感的分布电容也要考虑进去。正是由于以上的缺点，导致这种模型的仿真结果与实验结果存在一定的误差。
新型共模扼流圈的理论仿真电路模型
双绕组环形变压器的结构如图3所示。其中，N1和N2为两个线圈的匝数，i1和i2分别为输入电流和输出电流，A、B为输入端，C、 D为输出端。可以看出共模扼流圈结构与环形变压器结构非常相似，都是由一个磁环和两个独立的线圈构成。而且图1可以看成是由图 3逆时针旋转90得来的。那么共模扼流圈的等效电路模型就可以由变压器的等效电路模型逆时
针旋转90得来。
因此在本文中，运用二端口网络模型，用变压器的电路模型模拟等效共模扼流圈电路模型，最后在引出端子上加以区别。
变压器的电路模型
变压器的电路模型可以分为5种：①理想电路模型；②考虑励磁电感的变压器电路模型；③考虑漏感影响时的变压器等效电路模型；④考虑铁心损耗和绕组铜耗的变压器等效电路模型，④考虑分布电容影响时的变压器等效电路模型。
为了克服常用仿真模型的缺点，需要考虑漏电感、铁心损耗、绕组损耗和分布电容的影响，因此采用第5种变压器等效电路模型。如图4所示。其中，A、B为输人端， C、D为输出端，i1和i2分别为输入电流和输出电流，Lm为励磁电感；L1和L2分别为两个线圈的漏电感，Rc为铁心损耗的等效电阻，Rac1和Rac2分别为两个线圈的等效电阻。C1和 C2分别为两个线圈的分布电容，C12为两个线圈间的分布电容。
共模扼流圈的等效电路模型
根据以上分析，把变压器的等效电路模型逆时针旋转900就可以得到共模扼流圈的等效电路模型，如图5所示。其中A、B为输入端， C、D为输出端；Rc是环形磁芯的损耗；Ce为
两个线圈的等效电容，它一般为几pF；Ldm是两个线圈的漏感；Lcm是共模电感。
仿真验证
为了验证这种新模型的有效性，本设计对这种新模型进行了仿真验证。同时也对常用的模型进行了仿真。仿真结果如图6和图7所示。
经过分析可知，由于电感器在高频时存在并联电容，会发生谐振，并且从图中可以看出，两个模型在300KHz、1.0MHz和3.0MHz时的衰减是一样的，只是新模型多了几次震荡，而且随着频率的再次升高，衰减并不会继续增加，而会因其它外部因素而减小。新模型就体现出了这一点。而常用的模型并没有反映出来，可以看出，新模型具有更大的相似性。
结语
共模扼流圈的仿真模型不准确，就导致所有包含腹膜后共模扼流圈的电路仿真均存在很大的误差。本文提出了一种应用变压器的等效电路模型来模拟等效共模扼流圈模型的方法。通过仿真可以看出，新模型与原有模型相比，与实际情况有更大的相似性，从而证明了新模型的有效性。
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