输入共模电感在电路中的故障分析 技术部培训教材 讲师：朱总工 2005年.

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1 输入共模电感在电路中的故障分析 技术部培训教材 讲师：朱总工 2005年

2 1. 共模电感的工作原理: 共模电感是开关电源输入电源滤波器的一部分,它在滤波器中用于抑制开关电源和电网的共模干扰,同时给开关电源提供一个低阻抗的输入电流通路,从下图来说明共模电感对共模干扰和电源输入电流的工作原理..。

3 从图(a)中可以看出,对于方向相同, 信号大小相等的共模干扰信号在磁芯中的磁通方向相同被加强,形成大的感抗,并对共模干扰进行抑制。图(b)中，共模电感对方向相反，大小相等的电路输入电流由于在磁芯中产生的磁通相互抵消，此时的电感近似为零，所以对输入电流阻抗非常小，产生的电压降就是绕组直流电阻的电压下降，所以共模电感对输入电流的损耗是非常小的。

4 2. 线圈短路对共模电感的影响 造成共模电感线圈短路有两种情况，其一是两绕组隔离不良并造成两绕组绝缘破坏而短路，另一种情况是两绕组通过磁芯形成短路（环型磁芯共模电感容易反生此短路）共模电感在工作时发生两线圈短路, 将造成输入电流短路,如果电源中没有短路保护，共模电感将瞬间被短路电流烧损,一般这种故障发生时,仅烧损共模电感本身和共模电感输出端前面的元件,而共模电感输出端后的电路元件不会损坏。

5 3. 共模电感输出端元件短路对共模电感的影响 共模电感的输出端并联环路中如有元件短路，将使流经共模电感的输入电流增大，短路愈深，输入电流愈大，大的电流将使共模电感线圈温升增加，如果电路中没有保护电路，将可能发生共模电感烧毁，这时在短路环路中的短路元件和被短路电流通过的元件也可能因过热损环或烧毁。

6 4. 共模电感线圈匝间短路对共模电感的影响 共模电感线圈发生匝间短路，即在耦合电感中形成短路环，产生短路环流，造成共模电感的电感量和Q值大大下降，电感和Q值大大下降，将破坏共模电感对共模干扰的抗干扰能力，造成开关电源EMC/EMI性能下降至不合格，另一方面，匝间短路引起共模电感的降低不影响共模电感的输入电流通路的工作，因为共模电感两个线圈是串联在输入电流回路中，共模电感对电源输入呈低阻抗状态，对于输入电流，要求共模电感愈小愈好，此种情况共模电不会产生线圈发热和烧损现象。

7 5. 共模电感两线圈匝数不等对共模电感的影响 共模电感实际工作电路如下： 共模电感的输入和输出端都并有一个电容，电容的容抗为： 式中： Xc  容抗，单位：Ω f  电流频率，单位：Hz C  电容，单位：F

8 C1和C2一般设计在≤0.1uF=0.1×10-6 F，此时对输入电流50Hz或0Hz(DC)，XC很大，对高频干扰信号，XC很小，频率愈高，XC愈小，即C1和C2在高频时使共模电感输入和输出端近似短路，这种情况，L1和L2相当L1=L2，K1的耦合电感同名端并联，其并联电感和L1，L2相等。但当L1和L2绕组匝数不等时，共模电感在电路中工作就等于L1≠L2，K1的耦合电感同名端并联，由于产生短路环流，其电感量和Q值将大大下降，在高频，失去对共模干扰的抗干扰能力，失去共模电感的作用，而对于电源输入电流不产生什么影响，不会产生共模电感线圈发热或烧损现象。

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