【成功案例】汽车音频功率放大器选择Laird共模电感，成功抑制共模噪声

时间： 2019-02-13 来源：世强

技术问答

作为硬件工程师，除了实现产品功能，还要保证产品具有稳定的性能，而良好的EMC（电磁兼容）就是产品性能指标当中非常重要的一项。对于大部分硬件工程师而言，EMC问题都是难以捉摸，非常棘手的。EMC问题归结起来可以分为两个方面：EMI和EMS，换句话说就是产品本身对外的干扰和产品对外界干扰的免疫能力。本文仅以产品本身对外的干扰为中心，介绍共模电感电感在抑制产品对外干扰方面的作用，以及如何选择合适的共模电感。

产品对外的干扰又有共模与差模之分。共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，它定义为任何载流导体与参考地之间不希望有的电位差；差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间不希望有的电位差。在一般情况下，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。

图1.共模干扰信号图示

共模干扰的电流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。

图2.差模干扰信号图示

差模干扰的电流大小相等，方向（相位）相反。由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。

共模干扰作为EMC干扰中最为常见且危害较大的干扰，我们抑制它最直接的方法就是滤波，这是抑制和防止共模干扰的一项重要措施。共模电感就是用于抑制共模干扰非常直接有效的手段。如下图3所示，当共模电流ICM1和ICM2流过共模电感时，由于共模电感中的两条绕线方向相反，所以共模电感上流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用。

图3.共模电感对共模电流抑制的原理示意图

那么在实际应用中该如何选择共模电感呢？如下几点是在选型时必须要考虑的：

确定需要抑制的干扰信号的频率，根据共模电感的阻抗特性，选择在该频段内阻抗尽量高的共模电感，以LAIRD CM0805C221R-10为例，如下图4，在100MHz处其阻抗为220Ω，随着频率的增加其阻抗也在急剧增加，此电感对于高频噪声有很好的抑制作用；
估算电路中的电流，保证流过共模电感的电流不超过其额定值，否则会造成电感饱和而失去作用；
对于电流较大的电源电路还需要关注共模电感的DCR，过大的DCR会产生压降，而且会导致共模电感发热甚至烧毁；

图4.CM0805C221R-10阻抗特性曲线

笔者曾经遇到过一个汽车音频功率放大器项目，在测试传导电流法时，95.8MHz超出均值限值0.09dB（限值-16dB），如下图5所示。经过排查发现，此处的噪声来自于音频总线，如图6是该总线电路的示意图，在尝试现有电路电路上调整滤波电路之后，并没有明显的改善效果。由于之前的设计中总线中未加共模电感，所以对于共模噪声的抑制效果不理想。从测试数据上可以看到超标点在95.8MHz，所以需要找一款在此频段阻抗尽量高的共模电感。通过比市场上不同规格的共模电感，最终选择了Laird的CM0805C221R-10，该器件在100MHz处的阻抗达到220Ω，同时其他指标也都能满足需求。在原有PCB连接器处手动增加该共模电感后，噪声被明显压制下来，符合客户的规格要求，如图7所示。

图5.传导测试电流法测试fail

图6.音频总线电路图（红色圈出部分为增加的共模电感，原电路中没有此器件）

图7.传导测试电流法测试pass

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【选型】Laird（莱尔德）电感选型指南

目录- 电感部件号命名法说明铁氧体EMI贴片磁珠 Ferrite EMI表面贴装技术（SMT）磁珠总成共模和差模说明共模扼流圈系列共模扼流圈低频共模扼流圈共模阵列 CAN-BUS共模扼流圈系列程数和匝数绕线式SMT功率共模扼流圈绕线式DIP功率共模扼流圈共模扼流圈系列差模EMI滤波器 EMI滤波器阵列差模滤波器等效电路铁氧体贴片电感多层功率贴片电感

型号- LI1806E800R-10,CPI1008K1R5R-10,LF1206A302R-10,28C0236-0JW-10,LI0402E800R-10,HZ0603C601R-10,HI0805P390R-10,MI0805K601R-10,IC1206B821R-10,MI1206L501R-10,HZ0603B751R-10,IC0603B820R-10,MI0805L301R-10,LI0603E151R-10,IC0805B222R-10,CM 41,LF1206E152R-10,CMX1211Z601B-10,MI0603J601R-10,CM 45,CM 44,CM0805A371R-10,28L0138-80R-10,HZ0805D102R-10,IC0805B102R-10,HI2220R181R-10,CM1812C282R-10,29F0428-0T0-10,29F0430-2SR-10,CM0805B361R-10,CF BEADS,CM5740Z171R-10,MI0805K110R-10,CM0805C161R-10,CM2824E352R-10,MI0603L221R-10,IC0805A333R-10,CM5740Z171B-10,CM2021Y330R-10,29F0818-0SR-10,LI0402E190R-10,CMX1616Z401B-10,IC0805A472R-10,CM4440Z121R-10,HZ0402A152R-10,HZ0603A102R-10,CPI0806KR68R-10,MI0402L100R-10,IC0603A152R-10,HI1206T500R-10,CMX1616Y222B-10,LI0805H151R-10,CM 21,HZ0603A222R-10,MI0603K300R-10,CM3032V201R-10,MI0805K400R-10,CM5740Z241B-10,MI1206K260R-10,CH 05,DA1206D301R-10,CM1206A601R-10,CPI0805F2R2R-10,HI0805P121R-10,MI1206L601R-10,MI0603J102R-10,28L0138-10R-10,HR2220P601R-10,CMX1616Z162B-10,28L0138-40R-10,HZ1206C202R-10,IC0603A821R-10,CM3822R201R-10,IC0603B181R-10,HI0603R300R-10,IC0805A223R-10,IC1206A103R-10,CPI0806J1R0R-10,CM4732V301R-10,MI0402K121R-10,HI2220P251R-10,29F0418-0SR-10,MI0805M221R-10,35F0121-1SR-10,CMX1211Z181B-10,HZ0402A182R-10,HZ1206E601R-10,CM 22 ARRAY,CMX1616Z112B-10,CPI1008KR82R-10,CF0805D670R-10,LF CM,HI0805Q310R-10,IC0603A102R-10,CM 05,MI0603K181R-10,MI0603J600R-10,CC2824E513R-10,CM3440Z171B-10,HI1612X560R-10,IC0805A821R-10,HI0805O121R-10,HI2220Q401R-10,MI0603J471R-10,HI0603N330R-10,CMX1211,CMX1616Z171B-10,HZ0402A601R-10,IC0805A183R-10,HZ0402B102R-10,HI0805R121R-10,CM3440Z171R-10,CM4545Z131R-11,CM4545Z131R-10,CH0805D900R-10,LI0603G121R-10,HZ0603D102R-10,CM3822R151R-10,CPI0805H1R2R-10,CPI1008K1R2R-10,LI0402E300R-10,LI0402E750R-10,CM2824E182R-10,IC0603B470R-10,28C0236-0EW-10,LI1812D121R-10,CM3032V121R-10,29F0430-4SR-10,IC1206B153R-10,CPI0806J1R8R-10,LI1206H151R-10,CM4545Z131B-10,HZ0603C651R-10,HI0805T500R-10,CC2824D225R-10,IC0805B331R-10,CF0504C121R-10,CMX1211X132B-10,29F0818-1SR-10,CC1812,LI0603G221R-10,LI1806C151R-10,CF0805D900R-10,HZ0805B252R-10,CPI0806KR82R-10,CC2824E105R-10,IC0805A272R-10,MI1206L391R-10,CMX1211Z321B-10,CM5441Z101B-10,CPI1008J4R7R-10,LF0805A252R-10,IC1206A333R-10,HR2220V801R-10,IC0805C680R-10,LI1806E101R-10,HZ0603A182R-10,LI0402B800R-10,28C0236-0BS-10,CM5022R201R-10,MI0805L601R-10,CF0805C221R-10,CC2824E253R-10,CC2824J502R-10,CPI0805G1R5R-10,CM2722R201R-10,HI0603O700R-10,LI0402C470R-10,IC0603A182R-10,29F0330-2SR-10,CPI0805E4R7R-10,CM2545X171R-10,HI2220P171R-10,29F0528-0T0-10,MI0603M121R-10,HZ0805G471R-10,HZ1206D102R-10,LI0603D301R-10,CM0805D900R-10,IC0603A103R-10,IC0805A822R-10,MI1206K900R-10,CM3822R800R-10,CM4732V201R-10,CC2824E474R-10,HI1806N910R-10,28F0181-1SR-10,CC2824E113R-10,CM5022R151R-10,HI1206T161R-10,LI0805H400R-10,HI2220R151R-10,CM2824B103R-10,CPI0805H1R0R-10,LI0805G201R-10,CPI1008K1R0R-10,MI0603L301R-10,DA1206E300R-10,IC0805A153R-10,CPI1008J2R2R-10,LI0402E600R-10,HI3312X101R-10,CM3032V301R-10,MI1806J800R-10,HI1206N800R-10,MI0805L331R-10,HZ1806K102R-10,CM 40 ARRAY,CPI0806J1R5R-10,HZ0603B471R-10,IC0603A681R-10,CM2545X171B-10,HZ0805E601R-10,HI0805N600R-10,CPI0805JR47R-10,HZ0603B102R-10,CM0805B501R-10,HZ0805B272R-10,29F0418-1SR-10,IC0805B332R-10,LI0805G301R-10,MI0805J102R-10,HI2220R301R-10,LI0603B201R-10,HZ0603A252R-10,CM2824E702R-10,IC0603A472R-10,LI0402C221R-10,LI0805H121R-10,HI0805N310R-10,HI1806T600R-10,HI2220T101R-10,CPI0806KR47R-10,28C0236-0DW-10,DA1206D600R-10,CM0805C221R-10,CC2824,29F0303-0T0-10,CPI0806J3R3R-10,HZ1206E152R-10,MI0603K471R-10,CC2824B475R-10,HI2220P701R-10,CC2824E471R-10,28L0138-70R-10,CPI0805E3R3R-10,DA1206B601R-10,CM0805C601R-10,IC1206B331R-10,CPI0805G1R8R-10,35F0121-0SR-10,CM5441Z161B-10,CM1206C161R-10,HZ0805D152R-10,28C0236-0BW-10,IC1206A332R-10,CPI0806J1R2R-10,CPI1008KR68R-10,HI2220P601R-10,CPI0805JR68R-10,MI1812K121R-10,CM 32 ARRAY,HI0805R800R-10,IC0805A681R-10,CMX1616X282B-10,HI1206N680R-10,HZ0603B112R-10,HI2220P551R-10,CC1812C513R-10,CPI1008K1R8R-10,CM5022R800R-10,CMX1211Y801B-10,LI0402B301R-10,28L0138-50R-10,HI0805N221R-10,28F0121-1SR-10,IC0805C470R-10,LF1206C202R-10,CPI0805IR82R-10,DA1206B102R-10,IC1206A472R-10,MI1206K601R-10,CM6032V201R-10,HI0603N300R-10,HZ0603A152R-10,CM4440Z111R-10,HI0603P600R-10,HZ0603C152R-10,LI0603G800R-10,IC0805B101R-10,CM5441Z161R-10,CMX1211Z680B-10,HI1812T800R-10,MI0603J680R-10,28F0121-0SR-10,HZ0805C202R-10,CM6032V301R-10,CPI0806J2R2R-10,CM3421Y600R-10,CPI0806J4R7R-10,HI1206N101R-10,LI0402D121R-10,LI0805H750R-10,29F0328-0T0-10,DA1206C121R-10,MI1206K310R-10,LI0402C220R-10,HR2220V701R-10,CM2722R151R-10,IC0805A103R-10,CPI1008KR47R-10,CM2722R800R-10,LI1206H121R-10,CMX1616Z701B-10,CF0504C900R-10,HI2220P271R-10,CF0805D121R-10,CPI1008J3R3R-10,IC1206B183R-10,LI0603E470R-10,CMX1211W182B-10,IC0805B182R-10,HI1206P121R-10,HI1812V101R-10,29F0429-0T0-10,IC0805B122R-10,HZ0805B222R-10,MI1210K600R-10,29F0318-1SR-10,CF0805D181R-10

选型指南 - LAIRD - 2017年01月01日 PDF 中文下载

研讨会2024功率器件新技术研讨会

描述- 11月21日在线直播，带来低导通电阻的功率MOS、集成驱动的GaN IC、IGBT新技术、用于电机驱动/BMS/移动储能的SGT MOS、高压车规SiC功率MOS、国产车规IGBT模块等功率器件新产品新技术，点击了解报名

活动发布时间 : 2024-10-12

科或电子（KOHER）主要从事磁性元器件、连接器、半导体及芯片等电子元件的研发、生产和销售。致力于解决产品EMC问题和优化电源管理方案，并深耕汽车领域多年，在工业自动化、新能源、通讯、医疗、教学设备、健身器材等诸多领域也占有一席之地。

磁珠差模电感共模电感一体成型电感磁胶电感

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世强硬创获NichTek授权代理，共同提供电磁兼容/线路保护解决方案

NichTek产品在网络通信、消费电子、智能家居、工业计算机、汽车电子等市场均得到良好的应用。

签约新闻发布时间 : 2024-10-26

惠州市德立电子（DDY）有限公司，成立于1991年。主要产品：高频贴片绕线电感、晶片共模电感、磁环电感、SMD功率电感、汽车电感、工字扼流电感、R棒线圈、无线充电线圈、色码电感、EMI抑制器、网络变压器、电源变压器、电抗器、滤波器、共模电感器等。

高频贴片绕线电感晶片共模电感磁环电感 SMD功率电感汽车电感工字扼流电感 R棒线圈无线充电线圈色码电感 EMI抑制器网络变压器

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Magnetec（曼特）是一家拥有超过35年开发和生产经验的集团公司，在纳米晶磁环和元件的领域中有超过25年的经验。该公司生产基于各种不同纳米晶材料的产品（芯和组件），加工成不同的NANOPERM® 规格。集团总部位于德国，另外有四个生产基地，位于匈牙利Gyöngyös与中国广州，摩尔多瓦和越南，而集团销售中心位于德国和中国。

纳米晶磁芯共模电感 AC/DC 剩余电流转换器纳米晶切割磁芯环形磁芯 EMC扼流圈

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铭普光磁（Mentech）扁平线电感和平板变压器选型指南

目录- Planar Transformer/Planar Inductor/Automotive Inductor Selection Table Planar Transformer Planar Inductor Aircore Inductor Common-mode Inductor Power Inductor

型号- EIR20-009SG,MHW2615HBSG4R7K,EIR-005SG,MHW1306SG1R0M,TPEIR30-0067SG,EIR30-007SG,EIR25-006SG,TPEIR18-0197SG,MHW2720SG6R8K,TPEIR25-0179SG,MHW2714SG351K,CMB8020DG221U,MHW3028DG130J,MHW1812DG100J,MHW1306SGR60M,TPEIR25-0005SG,MHW2618HBSG220K,MHW2615HBSG6R8K,MHW1807SG2R0KA,EIR30-014SG,TPEIR20-0177SG,TPEIR18-0030SG,EIR20-015SG,EIR30-012SG,MHW2615HBSG100K,MHW2615HBSG330K,MHW3011SG7R0KA,TPER30-0010SG,MHW2114SG270K,MHW2618HBSG150K,MHW2618HBSG3R3K,TPEIR19-0150SG,EIR25-007SG,MHW2009SG7R0KA,TPER51-0160SG,MHW2615HBSG220K,TPEIR31-0198SG,CMB3229DG121U,MHW2618HBSG4R7K,TPEIR25-0063SG,MCEP125SG1R0M,MHW2910SG300K,TPEIR18-0030DG,TPEIR34-0066SG,MHW2618HBSG100K,MHW2618HBSG330K,MHW2511DG9R5J,EIR20-01DG,MHW1807SG4R0K,MHW2615HBSG2R2K,MHW5528TG103K,EER25-003SG,MHW2615HBSG3R3K,TPEIR25-0114SG,EIR30-011SG,CMB10025DG421U,MHW2615HBSG150K,TPEIR34-0230DG,MHW2618HBSG6R8K,MSCB2822SG4R5U,TPEIR30-0058SG,TPEIR32-0222SG

选型指南 - 铭普光磁 - 2021/5/8 PDF 英文下载