在設計電路時，如果現有的共模電感不能滿足需求，就需要進行產品定制，以確保共模電感滿足電路的抗電磁干擾及結構布局等需求。而定制共模電感時需要結合實際應用場景、性能參數需求等選擇合適的材料與產品結構。對于選型工程師來說，明確自己的需求很關鍵。

01 共模電感的定義

首先我們先弄清楚什么是共模電感。

定義：共模電感 (Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，是在一個閉合磁環上繞制方向相反、匝數相同的線圈。其共模阻抗很大，對共模干擾具有抑制作用；而差模阻抗很低，對差模信號基本無抑制作用。

原理：根據右手螺旋定則，當有共模電流流過時，上下兩組線圈產生相互增強的磁場（圖1），使整個線圈呈現高阻狀態，衰減干擾信號；當差模電流流過時，產生兩個相互抵消的磁場（圖2），不影響電流信號流過，故在電路中應用于抑制共模干擾。

圖1  當共模電流流過時，磁場相互疊加

圖2  當差模電流流過時，磁場相互抵消

02 共模電感的主要分類

共模電感根據應用場景可分為信號線共模扼流圈、電源線共模扼流圈兩大類。

以下是科達嘉官網共模電感的標準產品分類及對應產品型號，頁面鏈接如下：

https://www.codaca.com.cn/Productsctr_Common-Mode-Choke.html

圖3 信號線共模扼流圈

圖4 電源線共模扼流圈

參數解讀：

以科達嘉CPSQ1515L-203共模電感為例：

表1 CPSQ1515L-203共模電感特性參數

1、電感量（Inductance）：在相同的頻率和寄生電容條件下，電感值越大，阻抗值越大；

2、阻抗（Impedance）：阻抗值越大濾波效果越好，在不同頻率下呈現出不同的阻抗值；

圖5 共模電感CPSQ1515L-203 阻抗 Vs 頻率特性曲線

3、直流電阻（DC Resistance）：在直流條件下，電感兩端呈現出的電阻，通常越小越好；

4、額定電流（Rated Current）：長時間能承載的電流強度；

5、額定電壓（Rated Voltage）：正常工作的電路電壓額定值；

6、耐壓值（Hi-pot）：繞組與繞組間在一段時間內所能承受的電壓值；

7、工作溫度范圍（Operating Temperature Range）：保證元器件能正常工作的溫度區間。

03 共模電感定制6大步驟

當標準品不能滿足客戶需求的時候，就需要進行共模電感的定制。通過上述內容，我們已經弄清楚了共模電感的定義、原理及特性參數，接下來探討如何給客戶定制一款合適的共模電感。

Step 1：明確客戶需求

應用場景分析：對共模電感的使用場景進行全面的分析，包括具體應用場合（決定客戶需求的產品等級-車規級or工業級）、電路工作電壓、電流大小、工作頻率等，這些都將直接影響到共模電感的設計和選擇。

Step 2：確定共模電感特性參數

電感量：電感量是共模電感的重要性能參數之一，對其應用有著直接影響。需要根據具體應用場景來確定所需的電感量。

在濾波電路中共模電感所需要的最小電感值計算公式（忽略寄生電容）：

其中

為頻率為

時的阻抗值。

阻抗：共模電感對共模噪聲的抑制能力與其阻抗密切相關，需要根據所需的濾波效果來確定合適的阻抗值。

Step 3：選擇合適的材料與產品結構

磁芯材料：磁芯是用來增強線圈的導磁能力，使得電感線圈中的磁感應強度增加，從而提高電感器的感應電流和電感值，通常選用高磁導率的材料，如高導鐵氧體、非晶/納米晶等，磁芯材料的選擇對電感的性能有直接影響，合適的材料選擇也會相應縮小產品的體積。

線圈材料：線圈通常由銅線繞制而成，根據所需的電感量和有效電流值，設計選定線圈的匝數和線徑。

電感量的計算公式：

-真空磁導率

- 磁芯相對磁導率

- 磁芯有效截面積

- 磁芯有效磁路長度

-線圈匝數

如上述公式，實現產品小型化，可以考慮如下措施：采用更高磁導率的磁芯，以縮減磁芯體積。

結構設計：根據客戶電路板的空間布局情況，合理設計立式/臥式產品結構，選擇插件/貼片的封裝方式，以確保電感可以正確安裝到電路板上。

Step 4：安規標準參照

安規參照IEC 60664-1或客戶內部標準。

Step 5：考慮環境因素

使用環境也會對電感的電性能產生影響。在定制共模電感時，需要考慮使用環境，如溫度、濕度、冷卻方式等，以確保共模電感在實際使用中能夠穩定工作。

Step 6：性能測試與優化

定制完成后，需要對共模電感進行性能測試，包括電感量、阻抗等參數的測試。如測試結果不符合要求，需對設計進行優化，直到滿足使用需求為止。

04 結語

綜上所述，定制一款合適的共模電感需要綜合考慮客戶的使用需求、材料與結構、性能參數、安規要求、環境因素以及性能測試與優化等多個方面。通過科學的分析和合理設計，才能確保定制出的共模電感能夠滿足實際應用需求。

科達嘉電子的研發團隊擁有豐富的共模電感定制開發經驗，可以根據客戶不同的應用場景，快速提供與之匹配的產品解決方案，歡迎大家前來咨詢了解。