共模电感差模分量计算
品慧电子讯理想的共模电感流过对称的电流是不会出现饱和的，但实际应用的共模电感由于其差模分量的存在，在流经较大的电流时，仍有可能出现饱和。
一、等效模型
假设共模电感两绕组对称绕制，当两绕组流过大小相等方向相反的电流时，其磁通如下所示：
图 1 共模电感通过差模电流时的磁通示意图
对于每个绕组而言，它产生的磁通总可以分成两部分：
1.没有耦合到邻近绕组的磁通，该磁通流经磁芯（绕组内部）并经空气形成闭环，即漏磁通（差模电感）。
2.通过磁芯耦合到邻近绕组的磁通。由于两个绕组所产生的该部分磁通总是大小相等方向相反，因此其总合为0，对自感没有贡献。
因此，对于差模磁通而言，可以等效为两个棒状电感串联。
图 2 共模电感差模分量的等效模型
从该等效模型我们可以得到：
● 差模电感Ldm为两个绕组各自的自感；将两绕组同侧短路，对另一侧端口所测量的电感量Ltest为两差模电感之和，即Ltest=2Ldm。
● 被线圈覆盖部分的磁芯总有磁通流过，且有LdmIdm=NØ。
● 两绕组产生的自感磁通相互“隔离”。两绕组自感对磁通的贡献不能相互叠加。
二、共模电感差模分量的计算
1.计算环形空气芯的电感量：
2.乘以棒状电感（半个磁环）的等效磁导率
从图1可以看出，差模磁通（漏磁通）并不是完全被束缚在磁芯里面，而是有两部分组成：磁芯里面和磁芯外面。磁路长度为：
其中，θ为绕组在磁芯上所覆盖的长度对圆心所张开的角度。
图3 差模电感量磁路长度计算模型
然而漏磁通并不仅仅只存在于磁环的内侧，同样，磁环的外侧也存在着一部分漏磁通，因此，根据经验对上式修正为：
即
等效相对磁导率是一个与磁芯相对磁导率关的参数，差模电感的等效相对磁导率是一个只跟磁芯几何参数有关的量。
其中，
le为厂商所提供的环形磁芯的有效磁路长度；
d为与磁芯有效截面Ae面积相等的圆的直径；
综上所述：
共模电感的差模分量可以按下式进行估算：
三、实验验证
为了验证上述模型的正确性，进行了下述实验：
1.共模电感差模分量的计算
● 测试条件：
（1）磁芯：R7K T25/15/1；
（2）仪器：LCR表；
（3）测试频率：100KHz；
（4）测试信号幅值：1V；
（5）直流偏置：0A。
● 测试方法： 将共模电感两绕组的其中一侧短接，然后再对另一侧进行测量，由上述模型可知，所测得的电感量为差模电感量的两倍。
2. 验证差模分量是否会使电感饱和
● 实验条件：
（1）磁芯：R7K T25/15/7.5；
（2）匝数：50；
（3）仪器：LCR表；
（4）测试频率：100KHz；
（5）测试信号幅值：1V；
（6）直流偏置：8A。
● 理论计算：
● 测试方法： 将共模电感两绕组的其中一侧短接，然后再对另一侧进行测量：在8A的直流偏置下，不同温度下的差模电感量如下：
结果：在110℃，该共模电感流过8A的电流时出现了饱和。
四、结论
1.共模电感的差模分量所产生的磁通虽然只流经磁芯的一部分，但只要该磁通密度足够大（在高温大电流下）也会使电感饱和；
2.当电感工作的最大磁通密度Bm>0.6Bsat（在60℃时，Bsat约为0.35T）时，磁芯的u值/电感量开始下降。为了保证电感工作在磁芯磁化曲线的“膝部”以下，在设计时应留有充足的裕量。
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