共模電感飽和電流測(cè)量方法

因差模電感的存在，差模電流流過(guò)時(shí)就會(huì)使磁芯內(nèi)的磁通密度達(dá)到特定值，磁通密度不再隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而大幅度增大，此時(shí)共模電感達(dá)到飽和，基本與無(wú)磁芯的電感一樣。

由電感與磁導(dǎo)率µ的關(guān)系式可知：

L=NHS/I

1、系列共模電感單一同側(cè)短路直流疊加測(cè)試法

短路共模電感的同側(cè)1&2 腳或 3&4 腳，在另外兩個(gè)引腳中注入持續(xù)增加的電流，直到感量瞬間下降為止，瞬間下降的點(diǎn)即為電感的飽和電流值（注意需在高溫 125 度下測(cè)試，高溫下的飽和電流會(huì)較低）。針對(duì)1-4 繞組的LC，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1-4有

針對(duì) 2-3 繞組，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B2-3 有：

B1-4 與 B2-3 數(shù)值相等但方向相反，從而磁通相互抵消，LC 的 1-4 繞組電壓差為0、LC 的 2-3 繞組電壓差為0，LC 類似導(dǎo)線，最終參與升壓線路儲(chǔ)能和釋能的為 LD1 與 LD2 的漏磁感量的串聯(lián)，如圖 B。此種連接方式差模電感的感量 L1=LD1+LD2，測(cè)出來(lái)的飽和電流等于實(shí)際的飽和電流 Isat。

U型系列17mH 的共模電感實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)如下：

2、共模電感兩對(duì)側(cè)全短路直流疊加測(cè)試法

分別短路共模電感的對(duì)側(cè)1&3 腳和2&4 腳，在 1、4引腳中注入持續(xù)增加的電流，直到感量瞬間下降為止，瞬間下降的點(diǎn)即為電感的飽和電流值（注意需在高溫 125 度下測(cè)試，高溫下的飽和電流會(huì)較低）。針對(duì)1-4 繞組的 LC，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1-4 有：    

針對(duì)2-3 繞組，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B2-3有：

B1-4 與 B2-3 數(shù)值相等但方向相反，從而磁通相互抵消，LC 的1-4 繞組壓差為0、LC 的 2-3 繞組壓差為0，LC 類似導(dǎo)線，最終差模電感總感量為L(zhǎng)D1 與 LD2 的漏磁感量的并聯(lián)，如圖 D。因此，此種連接方式差模電感的感量 L1=LD1*LD2/(LD1+LD2)，測(cè)出來(lái)的飽和電流等于實(shí)際飽和電流 Isat 的2倍。但由于兩個(gè)繞組的DCR 會(huì)不一樣，其電流不一定會(huì)均分，因此測(cè)試結(jié)果會(huì)有一定的誤差。

U型系列17mH 的共模電感實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)如下：

3、共模電感單一同繞組短路直流疊加測(cè)試法    

短路共模電感的其中一繞組2&3腳或1&4腳，在另外兩個(gè)引腳中注入持續(xù)增加的電流，直到感量瞬間下降為止，瞬間下降的點(diǎn)即為電感的飽和電流值（注意需在高溫125度下測(cè)試，高溫下的飽和電流會(huì)較低），直流疊加電流I從1腳流入，再?gòu)?腳流出：

①當(dāng)電流很小甚至為0的時(shí)候，2-3繞組短路相當(dāng)2-3繞組的差模電感LD2 當(dāng)作是2-3繞組的負(fù)載，將此負(fù)載反射到另外一邊的1-4繞組上，因兩繞組匝比相等，因此反射到1-4繞組的差模電感等于LD2，這樣實(shí)測(cè)到的差模感量 L1=LD1+LD2

②當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的電流后，針對(duì)LC共模電感來(lái)說(shuō)，2-3繞組被直接短路則LC繞組的電壓差也就被直接箝位到0V，差模感量約等于LD1的漏磁感量L1≈LD1，如圖F。注意，因繞組DCR 的存在，短路的其中一繞組并不是完全短路，會(huì)導(dǎo)致差模分量還是有微小的分量經(jīng)過(guò)磁芯，從而實(shí)際的感量會(huì)略大于LD1，而且測(cè)試飽和電流也會(huì)低于實(shí)際的Isat。

U型系列17mH 的共模電感實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)如下：    

4、共模電感三種測(cè)試方法的對(duì)比總結(jié)

綜上描述,共模電感差模分量及飽和電流的測(cè)試需采用單一同側(cè)短路的測(cè)試方法，測(cè)試來(lái)的單一繞組的差模感量為測(cè)試值的0.5倍，飽和電流等于實(shí)際測(cè)試的飽和值，測(cè)試數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。  

5、環(huán)形共模電感的飽和電流測(cè)量

如下數(shù)據(jù)所示，環(huán)形電感的漏感很小才26uH左右，且飽和電流非常大，達(dá)近9A以上。環(huán)形電感對(duì)低頻的EMI差模信號(hào)干擾抑制能力較弱，但它不用怎么考慮飽和的問(wèn)題，達(dá)到這么高的電流后，本身繞線的銅損已經(jīng)很大，溫度已經(jīng)承受不了。    

6、共模電感飽和對(duì)EMI測(cè)試結(jié)果的影響

當(dāng)共模電感出現(xiàn)飽和后，μ值會(huì)大幅度減小，磁通量減小，最終導(dǎo)致電感量大幅降低，而失去抑制共模電流的能力。不同材質(zhì)磁芯、不同形狀磁芯、不同繞線方式共模電感飽和后表現(xiàn)出的失效效果不同，下圖為用于開(kāi)關(guān)電源輸入級(jí)L、N線共模電感飽和后電源端傳導(dǎo)測(cè)試數(shù)據(jù)與使用環(huán)形共模電感非飽和狀態(tài)下的電源端傳導(dǎo)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比圖。