（二）、从工作原理看共模电感

　　为什么共模电感能防EMI要弄清楚这点，我们需要从共模电感的结构开始分析。

　　共模电感滤波电路

　　上图是包含共模电感的滤波电路，La和Lb就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同（绕制反向）。这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响（和少量因漏感造成的阻尼）；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。

　　事实上，将这个滤波电路一端接干扰源，另一端接被干扰设备，则La和C1，Lb和C2就构成两组低通滤波器，可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入，又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号，能有效地降低EMI干扰强度。

　　小知识：漏感和差模电感

　　对理想的电感模型而言，当线圈绕完后，所有磁通都集中在线圈的中心内。但通常情况下环形线圈不会绕满一周，或绕制不紧密，这样会引起磁通的泄漏。共模电感有两个绕组，其间有相当大的间隙，这样就会产生磁通泄漏，并形成差模电感。因此，共模电感一般也具有一定的差模干扰衰减能力。

　　在滤波器的设计中，我们也可以利用漏感。如在普通的滤波器中，仅安装一个共模电感，利用共模电感的漏感产生适量的差模电感，起到对差模电流的抑制作用。有时，还要人为增加共模扼流圈的漏电感，提高差模电感量，以达到更好的滤波效果。

　　从看板卡整体设计看共模电感

　　在一些主板上，我们能看到共模电感，但是在大多数主板上，我们都会发现省略了该元件，甚至有的连位置也没有预留。这样的主板，合格吗？

　　不可否认，共模电感对主板高速接口的共模干扰有很好的抑制作用，能有效避免EMI通过线缆形成电磁辐射影响其余外设的正常工作和我们的身体健康。但同时也需要指出，板卡的防EMI设计是一个相当庞大和系统化的工程，采用共模电感的设计只是其中的一个小部分。高速接口处有共模电感设计的板卡，不见得整体防EMI设计就优秀。

　　所以，从共模滤波电路我们只能看到板卡设计的一个方面，这一点容易被大家忽略，犯下见木不见林的错误。 只有了解了板卡整体的防EMI设计，我们才可以评价板卡的优劣。那么，优秀的板卡设计在防EMI性能上一般都会做哪些工作呢？

　　●主板Layout（布线）设计

　　对优秀的主板布线设计而言，时钟走线大多会采用屏蔽措施或者靠近地线以降低EMI。对多层PCB设计，在相邻的PCB走线层会采用开环原则，导线从一层到另一层，在设计上就会避免导线形成环状。如果走线构成闭环，就起到了天线的作用，会增强EMI辐射强度。

　　信号线的不等长同样会造成两条线路阻抗不平衡而形成共模干扰，因此，在板卡设计中都会将信号线以蛇形线方式处理使其阻抗尽可能的一致，减弱共模干扰。同时，蛇形线在布线时也会最大限度地减小弯曲的摆幅，以减小环形区域的面积，从而降低辐射强度。

　　主板的蛇形布线

　　在高速PCB设计中，走线的长度一般都不会是时钟信号波长1/4的整数倍，否则会产生谐振，产生严重的EMI辐射。同时走线要保证回流路径最小而且通畅。对去耦电容的设计来说，其设置要靠近电源管脚，并且电容的电源走线和地线所包围的面积要尽可能地小，这样才能减小电源的波纹和噪声，降低EMI辐射。

　　当然，上述只是PCB防EMI设计中的一小部分原则。主板的Layout设计是一门非常复杂而精深的学问，甚至很多DIYer都有这样的共识：Layout设计得优秀与否，对主板的整体性能有着极为重大的影响。

　　●主板布线的划断

　　如果想将主板电路间的电磁干扰完全隔离，这是绝对不可能的，因为我们没有办法将电磁干扰一个个地“包”起来，因此要采用其他办法来降低干扰的程度。主板PCB中的金属导线是传递干扰电流的罪魁祸首，它像天线一样传递和发射着电磁干扰信号，因此在合适的地方“截断”这些“天线”是有用的防EMI的方法。

　　“天线”断了，再以一圈绝缘体将其包围，它对外界的干扰自然就会大大减小。如果在断开处使用滤波电容还可以更进一步降低电磁辐射泄露。这种设计能明显地增加高频工作时的稳定性和防止EMI辐射的产生，许多大的主板厂商在设计上都使用了该方法。

　　电感的计算公式：

　　加载其电感量按下式计算：线圈公式

　　阻抗（ohm） = 2 * 3.14159 * F（工作频率） * 电感量（mH），设定需用 360ohm 阻抗，因此：

　　电感量（mH） = 阻抗 （ohm） ÷ （2*3.14159） ÷ F （工作频率） = 360 ÷ （2*3.14159） ÷ 7.06 = 8.116mH

　　据此可以算出绕线圈数：

　　圈数 = ［电感量* { （ 18*圈直径（吋）） + （ 40 * 圈长（吋））}］ ÷ 圈直径 （吋）

　　圈数 = ［8.116 * {（18*2.047） + （40*3.74）}］ ÷ 2.047 = 19 圈

　　空心电感计算公式

　　空心电感计算公式：L（mH）=（0.08D.D.N.N）/（3D+9W+10H）

　　D------线圈直径

　　N------线圈匝数

　　d-----线径

　　H----线圈高度

　　W----线圈宽度

　　单位分别为毫米和mH。。

　　空心线圈电感量计算公式：

　　l=（0.01*D*N*N）/（L/D+0.44）

　　线圈电感量 l单位： 微亨

　　线圈直径 D单位： cm

　　线圈匝数 N单位： 匝

　　线圈长度 L单位： cm

　　频率电感电容计算公式：

　　l=25330.3/［（f0*f0）*c］

　　工作频率： f0 单位：MHZ 本题f0=125KHZ=0.125

　　谐振电容： c 单位：PF 本题建义c=500.。.1000pf 可自行先决定，或由Q

　　值决定

　　谐振电感： l 单位： 微亨

　　线圈电感的计算公式

　　1。针对环行CORE，有以下公式可利用： （IRON）

　　L=N2．AL L= 电感值（H）

　　H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数（圈）

　　AL= 感应系数

　　H-DC=直流磁化力 I= 通过电流（A）

　　l= 磁路长度（cm）

　　l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如： 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52（表示OD为0.5英吋），经查表其AL值约为33nH

　　L=33．（5.5）2=998.25nH≒1μH

　　当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74（查表）

　　H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后）

　　即可了解L值下降程度（μi%）

　　2。介绍一个经验公式

　　L=（k*μ0*μs*N2*S）/l

　　其中

　　μ0 为真空磁导率=4π*10（-7）。（10的负七次方）

　　μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1

　　N2 为线圈圈数的平方

　　S 线圈的截面积，单位为平方米

　　l 线圈的长度， 单位为米

　　k 系数，取决于线圈的半径（R）与长度（l）的比值。

　　计算出的电感量的单位为亨利（H）。

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