一、为什么开关电源需要共模电感？

1.1 开关电源的干扰来源

开关电源以高频方式控制功率器件的通断，实现电能转换。这一过程产生的EMI干扰可分为：

• 共模干扰（Common Mode Noise）：信号或噪声以相同方向流向地线。

• 差模干扰（Differential Mode Noise）：噪声存在于火线与零线之间，流向相反。

特别是共模干扰，频率高（可达几MHz到几十MHz），传播广，对外围设备干扰严重，需重点抑制。

1.2 国家/国际EMC标准要求

如CISPR、EN55022、GB9254等标准都对开关电源的传导干扰做了严格规定，如果不使用共模滤波器（共模电感+Y电容），几乎无法通过认证。

二、共模电感的结构与工作原理

2.1 结构特点

共模电感通常为一个磁环（或EE型磁芯）上绕制两组线圈，分别连接火线（L）和零线（N），并绕向一致。

关键特性：火线和零线绕组磁通方向相同（同向），在共模条件下增强磁通耦合。

2.2 工作原理

三、共模电感在交流输入侧的典型电路结构

在开关电源输入侧，典型的EMI滤波器结构如下：

scss复制编辑交流输入(L/N)
   │ [保险丝]
   │[共模电感]─────┬─────┐
   │            │     │  [Y电容]      [Y电容]（接地）
   │            │     │[整流桥]───────┘     └─
   │[大电解滤波电容]
   │[后级变换器...]

组成说明：

• 共模电感：滤除共模噪声

• Y电容：为共模电流提供泄放路径，增强滤波

• X电容（通常并在L-N间）：主要滤除差模干扰

放置位置：

共模电感一般位于整流桥之前，即在交流电源输入端。这样可以第一时间抑制从设备向电网或从电网向设备传播的共模干扰。

四、为什么共模电感必须放在交流输入侧？

4.1 抑制干扰源头

高频共模干扰主要来源于MOSFET开关过程、电感快速反向充放电、电路地环路等。若不在第一时间抑制，其能量会迅速通过整流桥向上级电网反向传导，影响其他设备。

4.2 满足EMC传导指标

通过在输入侧布设共模电感+Y电容组合，可以形成π型滤波结构，在数MHz以上的高频段具备极高的衰减能力，使设备满足国家EMI标准。

4.3 保护下游电路

共模电感同样可以部分抑制来自电网的高频干扰（如雷击脉冲、电压突变），起到一定的浪涌抑制和抗干扰作用。

五、共模电感参数选择与设计要点

5.1 常用参数

• MnZn 铁氧体：适用于低频共模抑制（<10MHz）

• NiZn 铁氧体：适用于更高频段

• 夹层屏蔽结构：减少漏磁、提升EMC性能

5.3 注意事项

• 绕向必须一致，否则不能形成共模磁通。

• 匝数平衡性要求高，否则会引起差模磁饱和。

• 与Y电容配合使用，构成完整滤波网络。

六、典型应用场景举例

6.1 开关电源适配器

手机、笔记本适配器在市电输入处必须设置共模电感，否则很难通过CCC、CE认证。

6.2 工业电源/服务器电源

高功率、高频率，产生的干扰强，通常采用大尺寸共模电感+多级滤波结构。

6.3 LED驱动电源

LED灯具对EMC要求越来越高，共模电感可减少对邻近照明系统的干扰。

七、常见问题解答

Q1：共模电感能完全滤除所有干扰吗？

不能。它主要抑制共模干扰，对差模噪声效果有限。通常与X电容、电感等组合使用。

Q2：共模电感有方向性吗？

从功能角度看没有方向性，但实际应用中应按厂家标注接法布线，以确保匝数与绕向一致。

Q3：共模电感一定要接地吗？

共模电感本身不接地，但其必须配合Y电容对地泄放干扰电流，否则无法形成完整滤波路径。

八、总结：为何共模电感不可或缺？

共模电感在开关电源的交流输入端，承担着“守门员”的角色。它能够：

• 高效抑制高频共模干扰

• 保护设备与电网不被干扰

• 协助产品通过各类EMC认证

在高可靠性、稳定性与合规性日益重要的今天，共模电感的合理选型与布局设计，已成为开关电源工程中不可忽视的关键环节。