一、共模电感的基本原理

共模电感（Common Mode Choke）是一种用于抑制共模干扰的电感元件。其结构通常为两个绕组对称地绕在一个磁芯上，形成磁通方向相反、互不耦合的线圈。

• 共模信号：两个线之间电压相同、方向相同的干扰电流。

• 差模信号：两个线之间电压相反的正常工作信号。

共模电感的作用原理如下：

• 对于差模电流（正常电流），由于磁通方向相反，磁通互相抵消，电感呈现低阻抗。

• 对于共模电流（干扰电流），磁通方向相同，电感呈现高阻抗，有效抑制共模干扰。

二、EMI的主要来源：开关电源中的“罪魁祸首”

开关电源中由于高频开关器件（如MOSFET）频繁开关，会产生大量的电磁干扰信号。这些干扰可以通过三种路径传播：

1. 传导干扰（Conducted EMI）：通过电源线进入电网。

2. 辐射干扰（Radiated EMI）：通过空气以电磁波形式传播。

3. 共模和差模干扰：从干扰电流的流动方式来看，EMI又可细分为共模和差模两类。

其中，共模干扰由于其同时流经火线（L）和零线（N），更容易通过传导和辐射方式对外界设备产生影响，因此是EMI控制的重点。

三、为何共模电感布置在交流输入端？

1. 最大限度地抑制传导干扰

由于EMI主要从开关电源中产生，如果不在最靠近电源输入端的位置进行抑制，干扰就会沿着交流线扩散出去，污染电网。因此，在电源入口处加入共模电感，可以最大限度地防止共模噪声向外“泄露”。

2. 满足电磁兼容性（EMC）法规要求

如CISPR 22、GB9254等EMC标准都对传导干扰设定了严格的限值。将共模电感布置在EMI滤波器的前级，即交流输入端，可以显著降低传导干扰水平，使设备顺利通过电磁兼容测试。

3. 高阻抗点优先布置：滤波更有效

共模电感对高频干扰信号具有高阻抗特性，因此需要在干扰电流刚产生的源头（即输入端）就进行阻隔，才能有效抑制其向电网的回传。

4. 便于配合X电容、Y电容构建π型滤波器

在交流输入侧，工程师通常使用π型滤波网络（共模电感 + X/Y电容）进行EMI抑制。其结构如下：

mathematica复制编辑L（共模电感）- C（X电容/Y电容）- L

共模电感放在输入端，可形成良好的滤波通道，与X电容/Y电容相辅相成，形成共模与差模干扰的协同抑制网络。

四、从结构设计角度看：接在交流侧更利于隔离

1. 原副边绝缘要求

开关电源内部通常会通过变压器进行原副边隔离。共模电感置于变压器之前，可有效提升整体隔离性能，防止共模干扰穿越变压器耦合到输出侧。

2. 防止共模干扰“二次污染”输出侧

如果不在输入端进行抑制，共模干扰可能穿越内部电路，导致副边输出信号受到污染，从而影响负载设备的正常运行。

五、共模电感选型与布局设计要点

1. 电流规格匹配

需根据电源输入电流选择合适的共模电感。例如，对于额定电流为2A的适配器，选择2A~2.5A规格较为合适。

2. 电感量选择

电感量通常在1~30mH之间，具体取决于抑制频段范围和EMC要求。电感量越大，抑制频率越低，但也增加压降和体积。

3. 磁芯材质选择

常用磁芯材料有Mn-Zn和Ni-Zn铁氧体，根据应用频率段不同进行选择。Mn-Zn适用于100kHz以下频段，Ni-Zn适用于100kHz以上。

4. 合理的PCB布局

• 共模电感应尽量靠近电源输入端布置；

• 与X电容、Y电容距离要近；

• 回流路径应最短，减少耦合干扰；

• PCB走线对称，避免额外的差模干扰。

六、实用案例分析

以一款65W笔记本适配器为例，其交流输入端通常包括以下EMI抑制网络：

复制编辑AC输入 → 熔断器 → NTC热敏电阻 → 共模电感 → X电容/Y电容 → 整流桥

测试数据显示：

• 未加入共模电感时，传导干扰超过CISPR限值约10~15dB；

• 加入共模电感后，传导干扰整体下降10dB以上；

• 设备成功通过EMC认证测试。

这充分说明了共模电感在AC输入端的重要作用。

七、结语：前置防护，主动抑制是关键

共模电感之所以接在开关电源的交流一侧，核心目的就是在最早的路径上抑制干扰源头，避免其扩散与放大，这是保障电子设备通过EMC认证、确保系统稳定运行的必要条件。

核心观点总结：

• 共模电感对干扰电流表现为高阻抗，适合放在靠近干扰源的地方。

• AC侧布置可最大限度抑制干扰流入电网。

• 是构建高性能EMI滤波器不可或缺的一部分。

• 对于差模信号损失小，效率影响可忽略。

在电子产品趋于小型化、高频化的今天，理解并正确使用共模电感，对于提升产品EMC性能和市场竞争力具有重要意义。