EN
Liens rapides
Lors de la conception de circuits, si les inductances de mode commun standard ne répondent pas aux exigences, la personnalisation du produit devient nécessaire. Cela garantit que l'inductance étouffement en mode commun peut satisfaire les besoins du circuit en matière de suppression des interférences électromagnétiques (EMI), d'agencement structurel et d'autres spécifications. La personnalisation d'une inductance de mode commun nécessite la sélection de matériaux appropriés et d'une structure produit adaptée en fonction du scénario d'application réel et des paramètres de performance requis. Pour un ingénieur concepteur, définir clairement ces besoins constitue une première étape essentielle.
1.Définition de l'inductance de mode commun
Commençons par clarifier ce qu'est une inductance de mode commun.
Définition : Une bobine d'inductance commune, également connue sous le nom de bobine de filtrage en mode commun, se compose de deux bobinages ayant le même nombre de spires enroulés en sens opposé sur un noyau magnétique fermé unique. Elle présente une impédance très élevée aux bruits en mode commun, ce qui lui permet de supprimer les interférences en mode commun. Inversement, elle présente une impédance très faible aux signaux en mode différentiel, n'entraînant quasiment aucune atténuation du signal utile.
Principe : Selon la règle de la main droite, lorsqu'un courant en mode commun traverse les bobinages, les champs magnétiques générés par les deux bobines s'additionnent (Figure 1). Cela confère au composant une impédance élevée, atténuant ainsi le signal d'interférence. Lorsqu'un courant en mode différentiel circule, les deux champs magnétiques générés sont égaux et opposés, s'annulant mutuellement (Figure 2). Cela permet au signal de courant utile de passer sans être affecté. Pour cette raison, les bobines d'inductance en mode commun sont utilisées dans les circuits afin de supprimer les interférences en mode commun.
Figure 1 : Lorsque le courant en mode commun circule, les champs magnétiques se renforcent mutuellement
Figure 2 : Lorsque le courant en mode différentiel circule, les champs magnétiques s'annulent mutuellement
2.Catégories principales des selfs de mode commun
Les selfs de mode commun peuvent être divisées en deux catégories principales selon leur application : selfs de mode commun pour lignes de signal et selfs de mode commun pour lignes d'alimentation .
Ci-dessous figurent la classification standard des produits et les modèles correspondants des selfs de mode commun sur le site web officiel. Codaca la page peut être consultée ici :
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html
Figure 3 : Self de mode commun pour ligne de signal
Figure 4 : Inductance de mode commun pour ligne d'alimentation
Interprétation des paramètres :
En prenant l'inductance de mode commun Codaca CPSQ1515L-203 par exemple :
Tableau 1 : Paramètres caractéristiques du filtre de mode commun CPSQ1515L-203
① Inductance : À fréquence et capacitance parasite égales, une inductance plus élevée entraîne une impédance plus grande.
② Impédance : Une impédance plus élevée assure de meilleures performances de filtrage. La valeur d'impédance varie selon les fréquences.
Figure 5 : Courbe caractéristique de l'impédance en fonction de la fréquence pour le filtre de mode commun CPSQ1515L-203
③ Résistance continue (DCR) : Résistance présentée par l'inductance en régime continu ; une DCR plus faible est généralement préférable.
④ Courant nominal : Courant maximal que l'inductance peut supporter en continu sans surchauffe.
⑤ Tension nominale : Tension à laquelle le circuit est conçu pour fonctionner normalement.
⑥ Tension de tenue (Hi-pot) : Tension que l'enroulement peut supporter entre spires ou entre enroulements pendant une durée déterminée sans claquage.
⑦ Plage de température de fonctionnement : La plage de température dans laquelle le composant peut fonctionner de manière fiable.
3. Les 6 étapes de personnalisation du filtre anti-parasite mode commun
Lorsque les produits standard ne peuvent pas répondre aux besoins d'un client, une personnalisation du filtre anti-parasite mode commun est nécessaire. Après avoir clarifié la définition, le principe et les paramètres des filtres anti-parasite mode commun, nous allons maintenant aborder la manière de personnaliser un filtre adapté pour un client.
Étape 1 : Clarifier les exigences du client
Analyse du scénario d'application : Effectuer une analyse complète du cas d'utilisation du filtre anti-parasite mode commun. Cela inclut l'application spécifique (ce qui détermine le niveau de produit requis — automobile ou industriel), la tension d'alimentation, le courant et la fréquence de fonctionnement. Ces facteurs influenceront directement la conception et le choix du filtre anti-parasite mode commun.
Étape 2 : Déterminer les paramètres caractéristiques
Inductance : L'inductance est l'un des paramètres de performance les plus importants d'une bobine de mode commun et a un impact direct sur son application. L'inductance requise doit être déterminée en fonction du cas d'utilisation spécifique.
La formule pour calculer l'inductance minimale requise pour une bobine de mode commun dans un circuit de filtrage (en ignorant la capacitance parasite) est :
Où 
est la valeur d'impédance requise à la fréquence 
.
Impédance : La capacité d'une bobine de mode commun à supprimer le bruit en mode commun est étroitement liée à son impédance. La valeur d'impédance appropriée doit être déterminée en fonction de l'effet de filtrage souhaité.
Étape 3 : Sélectionner les matériaux et la structure du produit appropriés
Matériau de base : Le noyau est utilisé pour améliorer la perméabilité magnétique de la bobine, ce qui augmente l'intensité d'induction magnétique dans l'enroulement et élève ainsi la valeur de l'inductance. Des matériaux à haute perméabilité magnétique, tels que les ferrites à haute perméabilité, les matériaux amorphes ou nanocristallins, sont généralement choisis. Le choix du matériau du noyau influence directement les performances de l'inductance, et un matériau approprié peut également contribuer à réduire la taille physique du produit.
Matériau de la bobine : La bobine est généralement enroulée avec du fil de cuivre. Le nombre de spires et le diamètre du fil sont conçus selon l'inductance requise et la valeur efficace du courant.
La formule de calcul de l'inductance est :
μ 0= Perméabilité du vide
μ e = Perméabilité relative du noyau
A e = Section efficace du noyau
l e = Longueur effective du trajet magnétique du noyau
N = Nombre de spires de la bobine
Comme le montre la formule, pour parvenir à une miniaturisation du produit, on peut envisager d'utiliser un noyau ayant une perméabilité magnétique plus élevée afin de réduire le volume du noyau.
Conception de la structure: En fonction de la disposition spatiale du circuit imprimé du client, concevoir rationnellement une structure verticale ou horizontale du produit et choisir un boîtier à trou traversant ou à montage en surface afin de garantir une installation correcte de la bobine d'inductance.
Étape 4 : Référence aux normes de sécurité
Se référer à des normes de sécurité telles que la IEC 60664-1 ou aux normes internes du client.
Étape 5 : Prendre en compte les facteurs environnementaux
L'environnement de fonctionnement influence également les performances électriques de l'inductance. Lors de la personnalisation d'une bobine d'inductance mode commun, prendre en compte des facteurs environnementaux tels que la température, l'humidité et la méthode de refroidissement afin de garantir un fonctionnement stable dans son application réelle.
Étape 6 : Essais de performance et optimisation
Après personnalisation, la bobine d'inductance mode commun doit subir des essais de performance, incluant des tests d'inductance, d'impédance et d'autres paramètres. Si les résultats des essais ne répondent pas aux exigences, la conception doit être optimisée jusqu'à ce qu'elle satisfasse aux besoins de l'application.
4.Conclusion
En résumé, la personnalisation d'un filtre anti-parasites approprié nécessite une prise en compte globale de plusieurs facteurs, notamment les besoins d'application du client, les matériaux et la structure, les paramètres de performance, les exigences de sécurité, les facteurs environnementaux, ainsi que les tests de performance et l'optimisation. Seule une analyse scientifique et une conception rationnelle permettent de garantir que le filtre anti-parasites personnalisé répondra aux exigences de l'application réelle.
L'équipe R&D de Codaca Electronics possède une grande expérience dans le développement sur mesure de filtres anti-parasites. Nous sommes en mesure de proposer rapidement des solutions produits adaptées à différents scénarios d'application clients. Nous vous invitons à nous contacter pour toute consultation ou information complémentaire.