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共模电感扼流线圈的等效回路构建(理论)

在共模电感扼流线圈的等效回路的构建过程中，主要通过三个步骤(STEP1～3)进行测量，并计算出等效回路的数值。
  STEP1
1次侧线圈
测量阻抗
(1、2次侧线圈输入输出连接)
※获取铁损电阻、巻线容量		 STEP2
1次侧线圈
测量阻抗
(2次侧线圈SHORT)
※获取漏电感		 STEP3
1次侧线圈
测量阻抗
(2次侧线圈OPEN)
※获取巻线电阻
测量回路图 测量回路图(1、2次侧线圈输入输出连接) 测量回路图(2次侧线圈SHORT) 测量回路图(2次侧线圈OPEN)
根据测量值获得的参数

(STEP1)
以阻抗的相位θ为基准获取Co，Ro，Lo。
Co：θ<-80deg
Lo：θ>+80deg

Ro以如下频率fo的阻抗值为基准。
 测量包含泄漏电感在内的电感Lo以及相当于铁损的阻抗Ro、绕组的杂散电容Co。
Ro、Co为1次侧线圈、2次侧线圈的合计值。
Lo加上1次侧线圈和2次侧线圈双方产生的磁通量，电感会被误认为2倍，其实1次侧线圈与2次侧线圈为并联连接，结果保持Lo。		 测量在STEP1获取的Lo内所包含的泄漏电感Ls。
经过磁耦合，Ls为1次侧线圈、2次侧线圈的泄漏电感合计值。
2次侧线圈SHORT(短路)时，从1次侧线圈来看，磁耦合后的Lo也会SHORT(短路)，由此即可测量出剩余部分的泄漏电感Ls		 测量铜线的直流阻抗DCRo。
只要1次侧线圈与2次侧线圈采用相同的卷数，则测量值也同样适用于2次侧线圈。
将测量结果分离为1次侧线圈、2次侧线圈的操作
C: 一个电路的绕组杂散电容
R: 相当于一个电路的铁损电阻
Lo: 一个电路的电感
(包括漏电感)
Lℓeak: 一个电路的电感(包括漏电感)

【备注】关于Lo‘
从Lo中减去Lℓeak，即可成为对共模噪声起作用的电感。
 
DCR: 相对于一个端子的直流阻
考虑到磁耦合的等效回路


通过在STEP1、2获得的Lo、Lℓeak计算耦合系数k及互感电感M，将线圈部分置换为T型等效回路，成为可再现共模电感扼流线圈磁耦合的等效回路。(图1.)
 

 
然而图1中所示的等效回路会发生如下问题。
(故障内容)
互感电感M用来表示磁耦合，无法再现1次侧线圈、2次侧线圈的电气绝缘。

作为对策，在SPICE等模拟中，只要将耦合系数k设定为1以下，就可以在模拟中包含泄漏电感的影响，因此为了减少元件数量，确保磁性和电气的一致性，建议采用如图2所示的等效回路。
包含直流阻抗部分和模拟错误对策的最终等效回路
按照STEP1～3的步骤完成左图所示的最终等效回路。

①杂散电容(C)、
②铁损(R)、
③耦合系数（k）所造成的漏电感（Lℓeak）

这些要素都会使高频特性与理想特性产生偏差。
因此在创建用于SPICE等的等效回路模型时，是一项非常重要的参数。

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