一、背景

 

随着电子设备的日益普及和性能不断提高，其对电磁兼容性（EMC）的要求也越来越高。在电子设备中，高速时钟信号、高频开关电路等都可能导致电源线上产生大量高频噪声，从而影响其他电路的正常工作。为了解决这个问题，共模电感被引入到电源芯片中，以减少电源线上的EMI干扰。

二、共模电感的工作原理

 

共模电感是一种特殊的电感器件，用于抑制共模干扰（Common Mode Interference，CMI）。它由两个同向的电感绕组组成，所以也称为同向电感。共模电感的基本功能是将高频信号从电源线导向地线，从而消除共模噪声。当电源线上存在共模噪声时，它们会通过共模电感的同向电感绕组产生感应电压。此时，共模电感会将这些噪声电信号引流到地线。通过这种方式，共模电感可以消除雷击、静电放电等噪声干扰。

 

同时，在正向和反向电流下，共模电感都具有良好的低通滤波特性。这使得它能够过滤掉高频噪声，提高系统的EMC性能。

 

三、共模电感在电源芯片中的应用

 

共模电感在电源芯片中的应用非常广泛。以下是其中的一些典型应用：

 

1. DC/DC转换器：在DC/DC转换器中，共模电感被用作滤波器，以减少变换器的EMI噪声。它通常与磁性元件（例如变压器）配合使用，从而提高整体转换效率和换流器质量。

 

2. LDO稳压器：LDO稳压器是在低压降或小电流运行条件下实现稳压的一种方法。共模电感可以在稳压器的输入端附近创建一个虚拟地，以有效地减少输入端噪声和EMI。

 

3. AC/DC转换器：在AC/DC转换器中，共模电感用于减少电源线上的EMI干扰。它可以防止主机板和其他设备中传输的EMI信号干扰彼此。

 

4. 电动汽车充电桩：电动汽车在充电时会产生高频噪声，这会对充电桩和其他设备产生干扰。利用共模电感可以有效地抑制这些噪声，同时提高整个系统的EMC性能。

 

以上四种应用是共模电感在电源芯片中最常见的应用。在这些应用中，共模电感被用作EMI滤波器，以减少电源线上的干扰噪声。

 

四、共模电感的优点

 

共模电感具有以下几个优点：

 

1. 抑制EMI干扰：共模电感可以有效地抑制电源线上产生的噪声干扰，从而提高整个系统的EMC性能。

 

2. 降低电路成本和复杂度：利用共模电感可以避免使用其他滤波器件，从而降低电路成本和复杂度。

 

3. 提高电源稳定性：共模电感可以防止输入/输出端之间电气干扰，提高电源稳定性。

 

4. 减少PCB面积：共模电感通常比其他滤波器件更小，可以减少电路板的面积。

 

五、总结

 

共模电感是一种重要的EMI滤波器件，在电子设备中得到了广泛应用。它的优点在于可以有效地减少噪声干扰，提高系统的EMC性能。随着电子设备的不断发展，共模电感在电源芯片中的应用也越来越重要。因此，在电源芯片的设计过程中，需要仔细考虑EMI的问题，并灵活运用共模电感等滤波器件来解决噪声干扰问题。