Перейти к содержанию

Синфазный дроссель (common-mode choke)

Синфазный дроссель выглядит как обычный дроссель с двумя обмотками, но работает иначе: полезный ток идёт по одной обмотке туда, а по другой обратно, и их поля в сердечнике гасят друг друга. Помеха, текущая по обоим проводам в одну сторону, встречает большое сопротивление.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Синфазный дроссель (common-mode choke, CMC) — дроссель с двумя одинаковыми обмотками на общем магнитопроводе, включёнными в прямой и обратный провод. Для рабочего (дифференциального) тока потоки обмоток вычитаются, и дроссель почти не создаёт сопротивления. Для синфазного тока, текущего по обоим проводам в одну сторону, потоки складываются, и дроссель представляет большой индуктивный импеданс.

Где применяют

  • Входные фильтры преобразователей. TI в руководстве SLYY208 включает синфазный дроссель во входной фильтр против кондуктивных помех. Его индуктивность рассеяния — та часть поля, которая не охватывает обе обмотки, — дополнительно ослабляет и дифференциальную помеху.
  • Дифференциальные линии связи. CAN, USB, Ethernet: дроссель снижает излучение кабеля и наводки на него, почти не искажая сигнал.
  • Сетевые фильтры — вместе с X- и Y-конденсаторами.

Когда дроссель вредит

TI посвятила этому записку SLLA271 о дросселях в CAN. Дроссель может ухудшить устойчивость к помехам в части диапазона и целостность сигнала. Опаснее всего замыкание линии шины на постоянное напряжение: трансивер переключает доминантный и рецессивный уровни, ток через дроссель резко меняется, и индуктивный выброс может превысить 65 В. TI измерила это для дросселей от 11 до 470 мкГн разных производителей и рекомендует ставить защитные приборы между дросселем и трансивером, а не у разъёма.

В источниках питания SLYY208 называет и другой недостаток: дроссель нежелателен там, где цепь земли должна оставаться непрерывной, и тихий преобразователь, которому он не нужен, предпочтительнее.

Чем отличается от бусины

Ферритовая бусина стоит в одном проводе и гасит в нём любой высокочастотный ток. Синфазный дроссель охватывает пару проводов и избирателен: подавляет только синфазную составляющую.

Частые вопросы

Почему синфазный дроссель не насыщается рабочим током?

Рабочий ток идёт по одной обмотке туда и по другой обратно, и магнитные потоки в сердечнике взаимно уничтожаются. Сердечник видит только синфазную составляющую, которая обычно мала. Поэтому дроссель на большой ток может быть небольшим: его индуктивность работает только против помехи.

Нужен ли синфазный дроссель в шине CAN?

Не всегда. TI в записке SLLA271 отмечает, что многие современные автомобильные трансиверы оптимизированы по ЭМС и работают без дросселя. Если дроссель всё же нужен, учитывают риск: при замыкании линии шины на питание индуктивный выброс может превысить 65 В и повредить трансивер, поэтому защитные диоды ставят между дросселем и трансивером.

Чем синфазный дроссель отличается от ферритовой бусины?

Бусина стоит в одном проводе и гасит любой высокочастотный ток в нём, в том числе полезный сигнал. Синфазный дроссель охватывает оба провода пары и почти не мешает дифференциальному сигналу, зато подавляет ток, текущий по обоим проводам в одну сторону. Поэтому на дифференциальных линиях — USB, CAN, Ethernet — применяют дроссели, а не бусины.

Источники

  1. Texas Instruments. An Engineer's Guide to Low EMI in DC/DC Regulators, SLYY208 (2022) — входной фильтр: синфазный дроссель LCM создаёт большое сопротивление для синфазного тока, его индуктивность рассеяния даёт и дифференциальное ослабление; нежелателен там, где цепь земли должна оставаться непрерывной; более тихие преобразователи позволяют обойтись без него; рис. 5 в главе о входных фильтрах — кондуктивные помехи CISPR 25 с синфазным дросселем и без него
  2. Texas Instruments. Common Mode Chokes in CAN Networks: Source of Unexpected Transients, SLLA271 (January 2008) — синфазные дроссели ставят в CAN для ЭМС — ослабить излучение через трансивер и повысить помехоустойчивость; но они могут ухудшить устойчивость в части диапазона и целостность сигнала, а при замыкании линии шины на постоянное напряжение индуктивный выброс при смене доминантного и рецессивного уровня может превысить 65 В; табл. 1–2 — измерения для дросселей 11–470 мкГн разных производителей (бифилярная и секционная намотка, стержневой или кольцевой сердечник); решение — ставить защитные приборы между дросселем и трансивером

Нашли ошибку?

Смотрите также