共模输出滤波和共模扼流圈

【导读】如前所述，输出干扰由不对称和对称分量组成。纹波主要是差动干扰，噪声主要是共模干扰。由于对称噪声信号同时出现在所有输出上，因此任何输出电容都无法“看到”该信号，并且添加输出 LC 滤波并不能减少干扰。如果负载完全对称、线性且隔离，共模噪声就不会成为问题。

共模输出滤波

如前所述，输出干扰由不对称和对称分量组成。纹波主要是差动干扰，噪声主要是共模干扰。由于对称噪声信号同时出现在所有输出上，因此任何输出电容都无法“看到”该信号，并且添加输出 LC 滤波并不能减少干扰。如果负载完全对称、线性且隔离，共模噪声就不会成为问题。然而，负载行为或返回接地的电流路径中的任何非线性都会“纠正”共模噪声并产生差分干扰，因此共模噪声也需要解决。降低共模干扰有两种方法；通过低阻抗路径或使用共模扼流圈“短路”噪声。

隔离式 DC/DC转换器中的共模噪声电容器

共模电容器通常在 1 – 2nF 范围内，为几兆赫开关尖峰频率提供低阻抗。当它们跨过隔离栅放置时，需要在高电位测试电压下进行额定值。

共模扼流圈

在某些应用中，不希望在隔离栅上跨接共模电容器。例如，医疗设备具有严格的漏电流限制，如果在高频隔离层上采用低阻抗路径，则可能会超出该限制。在此类应用中，必须使用共模扼流圈。共模扼流圈的特点是它有两个相反方向绕制的绕组。

共模扼流圈的原理

由于反向绕组，共模电流 IS 会在磁芯中产生净磁通量，即使它们沿相同方向流动。因此，磁芯的阻抗有效地抑制共模电流。流动的差分正向电流和返回电流 IN 不产生净磁场，因此它们不会受到阻尼。这是一个优点，因为即使在高差模电流下磁芯也不会饱和，因此可以使用高磁导率电感器来滤除 CM 噪声，而不会因 DM 电流流过而产生过热风险。

图 3 显示了与 DC/DC 转换器一起使用的共模输出扼流圈。一个绕组与 Vout+ 输出串联，另一个绕组与 Vout- 返回串联。共模扼流圈阻抗被选择为接近共模噪声的能量频率（通常在 10 – 100 MHz 范围内），但共模扼流圈会在很宽的频率范围内衰减 CM 噪声，因为芯材磁导率高。

作为 DC/DC 输出滤波器的共模扼流圈

使用 CM 扼流圈的共模抑制原理可以扩展到双极输出转换器。CM 噪声同时出现在所有三个输出引脚上，因此使用只有两个绕组的标准 CM 扼流圈尤其难以滤除。解决方案是使用具有三个绕组的共模扼流圈。三重 CM 扼流圈的一个有益的副作用是，它还可以通过添加两个额外的电容器来滤除 DM 噪声。

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