六、自感与互感

　　自感

　　当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。

　　互感

　　两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。

　　七、最小值与最大值

　　电感L的最小值由所需维持的最小负载电流的要求来决定。流过电感L的电流分为连续和不连续两种工作情况。不管是哪种情况，只要是输入、输出电压保持不变，则电流波形的斜率也不会因为负载电流的减小而改变。

　　如果负载电流I。逐渐减小，在电感L中的波动电流最小值刚好为零时，定义为临界电流Ioc则Ioc应等于电流峰一峰值的－半，即

　　Ioc=1/2△iL

　　当Io < Ioc时，iL将进人不连续状态Io ≥ Ioc时iL为连续状态。

　　单端正激式转换器的闭环控制电路如图所示。图中Cc为去磁复位绕组△的分布电容。连续状态的传递函数有两个极点；不连续状态的传递函数只有一个极点，如果想在状态转换过程中都能稳定地工作，就必须要进行小心细致的设计。

　　单端正激式转换器的闭环控制电路

　　L值的另一个限制因素将出现在应用于多组输出电压的情况。因为控制环只与－个相关的输出端闭环，当此输出端电流低于临界值时，占空比将减少以保持此输出端的电压不变。对于其他的辅助输出端，假定其所带的是恒定负载，在上述占空比下降的情况下，其电压也下降。很明显这不是所希望的，因此在多组输出电压时，为了保持辅助输出电压不变，电感L的值应大于所需的最小值。也就是说，如果辅助电压要保持在一定的波动范围内时，则主输出的电感必须一直超过临界值，即一直在连续状态。

　　电感的最大值一般受效率、体积和造价的限制，带直流电流运行的大电感的造价是昂贵的。从J眭能上来看，电感L过大将使调节系统的反应速度减慢。因为过大的L在负载出现较大的瞬态变化时限制了输出电流的最大变化率。

　　八、共模电感

　　（一）、初识共模电感

　　共模电感（Common mode Choke），也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。

　　小知识：EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）

　　计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路，它们工作时会产生大量高频电磁波互相干扰，这就是EMI。EMI还会通过主板布线或外接线缆向外发射，造成电磁辐射污染，不但影响其他的电子设备正常工作，还对人体有害。

　　PC板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象，也是一个电磁干扰源。总的来说，我们可以把这些电磁干扰分成两类：串模干扰（差模干扰）与共模干扰（接地干扰）。以主板上的两条PCB走线（连接主板各元件的导线）为例，所谓串模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。

　　串模干扰电流作用于两条信号线间，其传导方向与波形和信号电流一致；共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路。

　　串模干扰和共模干扰

　　如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤（尤其是像USB和IEEE 1394接口这种高速接口走线上的共模电流），那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生电磁辐射-在线缆中因共模电流而产生的共模辐射。美国FCC、国际无线电干扰特别委员会的CISPR22以及我国的GB9254等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。

　　为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰，我们必须合理安排滤波电路来过滤共模和串模的干扰，共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。

　　共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

　　上图是我们常见的共模电感的内部电路示意图，在实际电路设计中，还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。此外，在主板上我们也能看到一种贴片式的共模电感，其结构和功能与直立式共模电感几乎是一样的。