很多設計師對于共模電感的設計大多有一種感覺，那就是總覺得共模電感的設計看起來十分簡單，但實際操作起來上，又有點復雜。的確共模電感的設計要考慮溫度及應力等等因素。

共模電感多用在電磁干擾電磁干擾濾波器（簡稱EMI濾波器）中。得益于共模電感很高的阻抗，可抑制高頻電路中產生的高頻噪聲。共模電感的構造不像工字電感和貼片電感單單把線圈繞在磁芯上面，共模電感的磁芯是環形的，繞線分單雙股繞線，是共模電感特有的繞線方法。下面來簡述一下共模電感設計需要注意哪些因素？

共模電感設計一般需要注意三個參數，輸入電流、阻抗和頻率。

1.輸入電流：

一般情況下，在電路板設計完成，有一個固定的輸入電流，通過輸入電流來確定共模電感尺寸。

2.阻抗和頻率

阻抗一般是和頻率是有關聯的，每個電路中的頻率是不同的，需要通過頻率計算出電路中的阻抗，使用相同抗性的共模電感是最佳選擇。

當參數確定，我們需要考慮共模電感的磁芯和線材，并且還要計算需要的匝數，當然這個可以交給專業做共模電感的廠家去設計。線徑由線路電路決定，通常測試一圈的流量量是多少，就可以算出需要繞多少圈。磁芯一般考慮的比較多一點，根據溫度，頻率，還有成本等因素來確定最后使用什么材質的磁芯。

共模電感器之設計步驟：

Step 0 SPEC取得：EMI允許級別，應用位置。

Step 1電感值確定。

Step 2 core材質及規格確定。

Step 3繞組匝數及線徑確定。

Step 4打樣

Step 5測試

設計舉例

圖3實際EMI濾波器

Step 0 ： 如圖3所示EMI濾波電路

CX = 1.0 Uf Cy = 3300PF EMI等級 ： Fcc Class

Type ： Ac Common Mode Choke

Step 1：電感（L）確定：

由電路圖可知共模信號由L3和C2、C3組成的共模濾波器抑制，實際L3與C2和C3構成兩路LC串聯電路，分別吸收L和N在線的噪聲。只要確定濾波電路的截止頻率，也已知電容容量C，則可以下式求出電感L。

fo= 1/（2π√LC）L → 1/（2πfo）2C

通常EMI測試頻寬如下：

傳導干擾：150KHZ →30MHZ（注：VDE標準10KHZ - 30M）

輻射干擾：30MHZ 1GHZ

實際的濾波器無法達到理想濾波器那樣陡峭的阻抗曲線，通常可將截止頻率設定在50KHZ左右。在此，假設f o = 50KHZ，則

L =1/（2πfo）2C = 1/ ［（ 2*3.14*50000）2 *3300*10-12］ = 3.07mH

L1、L2、C1組成（低通）常模濾波器，線間電容有1.0uF，則常模電感為：

L = 1/ ［（ 2*3.14*50000）2 *1*10-6］ = 10.14uH

如此，可得到理論要求的電感值，若想獲得更低的截止頻率fo，則可進一步加大電感值，截止頻率一般不低于10KHZ。理論上電感量越高對EMI抑制效果越好，但過高的電感將使截止頻率更低，而實際的濾波器只能做到一定寬帶，也就使高頻噪聲的抑制效果變差（一般開關電源的噪聲成分約為5 ~10MHZ間，但也有超過10MHZ之情形）。另外，電感量愈高，則繞線匝數愈多，或CORE之ui越高，如此將造成低頻阻抗增加（DCR變大）。匝數增加使分布電容也隨之增大（如圖4），使高頻電流全部經此電容流通。過高的ui使CORE極易飽和，同時制作也極困難，成本也較高。

圖4有分布電容Cd之等效電路圖

Step 2 CORE材質及SIZE確定

從前述設計要求中可知，共模電感器需不易飽和，如此就需要選擇低B - H角形比之材料，因需要較高的電感值，磁芯的ui值也就要高，同時還必須有較低的磁芯損耗和較高的Bs值，符合上述要求之CORE材質，目前以Mn - Zn鐵氧體材料CORE最為合適。

COEE SIZE在設計時并無一定的規定，原則上只要符合所需電感量，且在允許的低頻損耗范圍內，以所設計的產品體積最小化即可。

因此，CORE材質及SIZE提取應以成本、允許損耗、安裝空間等作考察。共模電感常用CORE之ui約在2000 ~ 10000之間。Iron Powder Core也有低的鐵損，高的Bs和較低的B - H角形比率，但其ui較低，故一般不被應用于共模電感，而該類磁芯卻是常模電感器之優選材料。

Step 3確定匝數N和線徑dw

首先確定CORE之規格，如本例采用T18*10*7、A10、AL = 8230±30%，則：

N = √L / AL = √（3.07*106 ） / （8230*70%） = 23 TS

線徑以電流密度3 ~ 5A / mm2為選擇原則，若空間允許可選擇盡量低的電流密度。假設本例輸入電流I i = 1.2A，取J = 4 A / mm2

則Aw = 1.2 / 4 = 0.3 mm2 Φ0.70 mm

實際的共模電感還必需通過實做樣品進行測試，方可確認設計之可靠性，因為制作工藝的差異也將導致電感參數的差異而影響濾波效果，如分布電容的增加，將使高頻噪聲更易傳遞，兩繞組的不對稱性，使兩組感量差異變大，對常模信號形成一定阻抗。