电感在电路电源中的应用

我从EMC说起。EMC包括EMI和EMS，在EMI里面又包括CE和RE,而EMS里面包括ESD、EFT、浪涌……(这里提到的这些ESD……只是我们产品上用到了，我听的多了，所以拿来用，还有可能有更多别的相关东西，请查阅相关资料)。简单的说，EMI是干扰源，而EMS是被干扰源，有了这个解释，就可以理解我们在设计产品的时候，解决方法是对于EMI去尽可能减少干扰，对于EMS是防止干扰。所以引出了在电源设计的时候需要加上共模电感和差模电感来去避免EMI和EMS。

电感分两类(仅限于我现在知道的)：差模电感和共模电感。两根电源线对GND的干扰叫共模干扰，共模干扰主要是对EMI来说。在电源设计的时候一般放到两条电源线上(4个引脚)，既然是对地的干扰，我就想是不是GND产生了杂波信号对正常信号产生了影响，其实不是，因为EMI是干扰源，而不是被干扰源，所以我上述说法是错误的。既然它是干扰源，它产生的干扰又是对GND的，这到底是怎么回事呢?朱工解释是：EMI对GND的干扰，实际是对感应回路的干扰，具体的说，在走线或者放置器件等相关操作的时候，当信号层的参考层为GND的时候，对于感应回路的参考平面(GND)来说，其实在整个GND的不同位置，可能已经产生了电压差，白了说已经产生了一些干扰，而我们想要的效果是整个GND处于一个零电视状态，但是我们又不可能去对GND来进行相关处理，所以只能在开始就开始预防EMI的产生，或者去减少这些干扰，此时，典型应用就出来了，电源里的共模电感就用到这里了。具朱工解释，在这来典型的电路设计是一个共模电感后面加一个对大地的Y电容是一个典型应用。

接着说共模电感其他一些东西。共模电感因为都是对GND的，所以在两根线之间的电流方向是相反的，同样，那些干扰信号产生的方向也是相反的。根据楞次定律说的，有电流流过就有相应磁场产生，由我们学过的右手法则可以知道一根线的磁场是向里的，而另一个电流磁场也是向里的(因为电流方向相反)，所以在共模电感之间会产生一个磁涡，这个磁涡的出现增大了线路上面的感抗，有效的抑制了EMI的产生。

差模干扰：两根线之间的干扰叫差模干扰。首先要明确一点是差模干扰说的是干扰信号，而不是正常信号(因为我在这出过误解，所以提一下)，因为差模干扰是两根线之间产生的干扰，所以，产生的干扰方向是同一方向，这样由楞次定律可以知道这两根线产生的磁场方向是相反的。这样就可以相互抵消来减少差模间的EMI。“差模电感的特点是应用在大电流的场合。由于一个铁心上绕的一个线圈，当流进线圈的电源增大时，线圈中的铁心会饱和”这是从百度上查到的。朱工说，一般我们差模电感后面会加上一个Y电容来构成典型电路。

另外：我们在设计电路的时候，在进入IC电源的时候一般都会加入一个磁珠然后再进入IC引脚，但是好多情况我看到好多人使用的是电感，后来查了一下，有这样的介绍：磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。 磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。还要说明的一点是：磁珠所收集的能量最终以热能的形式散放，而电感只是减缓了大电流的速度，能量不会散失。

扩展阅读：