Una delle forme più comuni di componenti magnetici è l'induttanza, che presenta un certo valore di induttanza e quindi la sua impedenza aumenta all'aumentare della frequenza. Da sola, questa può essere considerata come una sorta di filtro passa-alto del primo ordine; quando l'oggetto da filtrare, di cui stiamo discutendo, cambia da un singolo percorso di corrente (loop o circuito) a due o più percorsi, è necessario posizionare almeno un'induttanza su ciascun percorso per ottenere lo stesso effetto di filtraggio ad alta frequenza - il tutto può essere progettato in modo semplice ed intelligente nei componenti magnetici pratici, ed è ciò che comunemente si intende per avvolgimento differenziale (common mode choke). Perché? Nel momento in cui vi sono multipli percorsi (come nel caso più comune di due), il flusso magnetico generato da correnti con la medesima direzione può essere "condiviso" con un altro percorso di corrente, rendendo equivalente l'ottenimento di un'impedenza aggiuntiva, conosciuta anche come accoppiamento (magnetico). Avvolgendo dunque due bobine tra loro accoppiate attorno ad un nucleo magnetico, si può ottenere un effetto di filtraggio migliore rispetto a quello ottenibile utilizzando due induttanze separate.
Quanto sopra illustra le caratteristiche funzionali di base dei condensatori in modo comune, ovvero il filtraggio. Innanzitutto, è necessario distinguere tra trasformatori e induttori in modo comune che richiedono anch'essi un'operazione di accoppiamento, poiché il filtraggio sopprime (o assorbe) il rumore presente sulla linea. Dal punto di vista dell'eccitazione, si tratta di modo comune, mentre i trasformatori trasmettono la corrente di eccitazione della tensione rappresentativa della potenza, che è in modo differenziale. Pertanto, analogamente alla connessione dei condensatori di sicurezza, gli induttori in modo comune devono essere collegati in Y (attraverso il circuito di terra o il circuito di riferimento), mentre i trasformatori devono essere collegati in X (tra i circuiti di ingresso e di uscita). In secondo luogo, la valutazione e la misurazione dell'effetto di filtraggio in modo comune richiedono l'utilizzo di circuiti ausiliari aggiuntivi. Tuttavia, nei test EMC (Electromagnetic Compatibility) reali, spesso si testa soltanto il segnale del ricevitore (LISN - Linear Impedance Stabilization Network) causato dalla combinazione di modo differenziale e modo comune per verificare se rispetta gli standard normativi corrispondenti (ad esempio la certificazione CE). Di conseguenza, il ruolo dell'induttanza in modo comune è spesso difficile da trovare nel datasheet, ed è anche il motivo per cui gli ingegneri fanno frequentemente affidamento sull'esperienza per effettuare previsioni simulate nella selezione dei modelli. Infine, i lettori più attenti noteranno che gli induttori in modo comune sono chiamati induttori, ma non sono diversi dagli induttori di potenza. Non considerano la corrente di saturazione né l'accumulo di energia e i loro nomi inglesi terminano con choke. Pertanto, il loro significato fondamentale rimane comunque choke. Come discuteremo in seguito, proprio grazie al loro effetto di strozzamento riescono a ottenere il filtraggio, quindi chiamarli bobine di blocco in modo comune è più conforme al loro principio.
Nella seguente sezione, impareremo i principi strutturali di base, le classificazioni applicative e la selezione relativa degli induttori in modo comune, sperando di esserti utile come ingegnere. Intanto, se hai domande o desideri discutere l'introduzione fornita, non esitare a contattarci. Il nostro team di ingegneria sarà lieto di offrirti il massimo supporto possibile dal punto di vista dei componenti e delle applicazioni.
一、Accoppiamento a campo magnetico
Come mostrato in Fig.1, la bobina A alimentata distribuirà un campo magnetico nello spazio vicino al suo circuito elettrico (in questo caso alla bobina), rappresentato dal flusso magnetico Фa (oppure→Ba ) (classificazione applicativa e selezione della densità di flusso magnetico degli induttori in modo comune). L'intensità del campo magnetico dipende dall'entità della corrente, dal numero di spire della bobina, dall'area della sezione trasversale efficace e dalla presenza o meno di un nucleo magnetico. Il flusso magnetico al centro della bobina può essere approssimativamente espresso come:
Tra queste, se esiste un nucleo magnetico al centro della bobina, la sua permeabilità magnetica 
più è grande, tanto maggiore sarà la lunghezza corrispondente del circuito magnetico equivalente 
più è corta, tanto maggiore sarà necessariamente il flusso magnetico. Questa è una struttura standard dell'induttanza e la distribuzione corrispondente del flusso magnetico nello spazio. È importante notare che la distribuzione del flusso magnetico non dipende dalle variazioni della corrente ed è una relazione identica. La sua essenza deriva dalla legge del campo magnetico di Gauss nelle equazioni elettromagnetiche di Maxwell.
Fig.1 Distribuzione del campo magnetico nello spazio delle bobine alimentate A e B
Quando un'altra bobina B nello spazio si avvicina alla bobina A alimentata in una determinata relazione posizionale (come mostrato nella Fig.1), il flusso magnetico parzialmente distribuito dalla bobina A attraverserà inevitabilmente la bobina B, formando una relazione condivisa. Secondo la Legge di Ampère, quando il flusso magnetico all'interno del circuito circondato dalla bobina B varia, si genera una forza elettromotrice indotta, ovvero una tensione indotta, nel circuito della bobina B. È prevedibile che, se la bobina B è una bobina conduttiva aperta, non potrà formarsi alcuna corrente circolare, ma si avrà soltanto una tensione indotta ai suoi capi. Dal momento che non vi è corrente nel circuito, non verrà generato naturalmente alcun campo magnetico spaziale; tuttavia, se la bobina B forma un circuito chiuso, certamente vi sarà una corrente circolare indotta, detta corrente indotta. Allo stesso tempo, essendovi una corrente indotta, si formerà una distribuzione inversa del campo magnetico nello spazio. In base alla relazione spaziale tra la bobina B e la bobina A, la bobina A condividerà inevitabilmente il flusso magnetico distribuito dalla bobina B. Allora, quale sarà il risultato finale di tale induzione reciproca? Ovviamente, se la bobina A è percorsa soltanto da una corrente costante, la bobina B non percepirà alcuna variazione del flusso magnetico che condivide in una posizione fissa. Quindi, solo quando nella bobina A si genera una corrente variabile (come corrente alternata) potrà verificarsi l'induzione reciproca. In una situazione uno a uno (considerando soltanto il caso in cui una bobina è accoppiata con un'altra bobina), la corrente indotta ha sempre l'effetto di contrastare il cambiamento del flusso magnetico. Pertanto, l'influenza esercitata dalla bobina B sulla bobina A annullerà precisamente la variazione del flusso magnetico condiviso dalla bobina A alla bobina B. Il flusso magnetico condiviso tra le due bobine si annullerà reciprocamente in termini di variazione.
L'accoppiamento del campo magnetico in posizione fissa (diverso da motori elettrici o generatori) descrive l'interazione tra diverse bobine dovuta al flusso magnetico condiviso sotto condizioni di corrente alternata. Come trasformatore per la conversione di potenza o l'isolamento dei segnali, oppure come un induttore comune per la compensazione della corrente, si tratta di un caso di accoppiamento del campo magnetico. Nel progettare o produrre un induttore comune, ci si trova sempre inevitabilmente a considerare una domanda: quali parametri devono garantire le due bobine per soddisfare i requisiti richiesti? Oltre alla corrente e all'induttanza monolaterale, quali sono i requisiti necessari per considerare la relazione tra le due bobine? Un requisito parametrico comune è che l'errore di rilevamento su entrambi i lati debba essere sufficientemente piccolo, oppure talvolta il coefficiente di accoppiamento deve raggiungere un livello elevato (ad esempio 98%). Questo avviene perché, come induttore comune di tipo compensazione della corrente, se l'induttanza dispersa è troppo elevata, essa avrà un effetto significativo sul segnale in modo differenziale, causando un'impedenza modale differenziale non necessaria (che comporta attenuazione del segnale o ridotta larghezza di banda modale differenziale), oppure provocando la saturazione del nucleo magnetico e influenzando la soppressione del rumore in modo comune. Per tale motivo, è necessario controllare il coefficiente di accoppiamento del campo magnetico.
Quando il coupling del campo magnetico avviene tra due bobine attraverso un mezzo di accoppiamento (nucleo magnetico) con permeabilità magnetica uniforme, il flusso magnetico specificato condiviso dalla bobina A alla bobina B è 
. Al contrario, è uguale a 
. Quindi, poiché il flusso magnetico condiviso (accoppiamento magnetico) corrisponde all'induttanza mutua, può essere definita rispettivamente come classificazione e selezione dell'applicazione dell'induttanza in modo comune e classificazione e selezione dell'applicazione dell'induttanza in modo comune 
e 
:
Il flusso magnetico totale condiviso all'estremità della bobina induttrice è anche noto come linkage (linkage, 
), che può essere rappresentato dalla relazione 
tra il basato sulla densità di flusso magnetico 
e vettore magnetico 
posizione :
Il vettore di posizione magnetica distribuito dalla bobina A in ogni punto sulla bobina B è (nel caso medio di applicazione classificazione e selezione con una distanza centro-centro 
dell'induttanza in modo comune) :
Il flusso magnetico concatenato tra la bobina A e la bobina B si ottiene come segue:
Pertanto, l'induttanza mutua 
che agisce sulla bobina A da parte della bobina B sono le seguenti:
Lo stesso principio può essere applicato per ottenere 
l'espressione per la:
Come accennato in precedenza, il coupling del campo magnetico avviene tra due bobine attraverso un mezzo di accoppiamento (nucleo magnetico) con permeabilità magnetica uniforme. Pertanto 
, ovviamente:
La spiegazione sopra riportata afferma che due bobine avvolte sullo stesso nucleo magnetico hanno la stessa induttanza mutua, indicata con M. La dimostrazione dettagliata può fare riferimento alla formula di Neumann. Ora, assumendo che il flusso magnetico totale 
della bobina A la parte condivisa 
la proporzione di 
, cioè 
. Analogamente, il coefficiente di accoppiamento della bobina B è il 
, ci sarà:
Pertanto, la relazione tra l'induttanza mutua di due bobine e la loro induttanza indipendente può essere ottenuta dalla relazione equazionale sopra indicata:
Quanto sopra rappresenta l'origine del coefficiente di accoppiamento magnetico k: l'effettiva induttanza in modo comune può essere determinata misurando separatamente i valori di induttanza delle due bobine (l'altra bobina rimane aperta), così come l'induttanza dispersa (l'altra bobina rimane chiusa), 
e i corrispondenti valori di induttanza mutua e coefficiente di accoppiamento k. Nello specifico, per un induttore in modo comune molto simmetrico avvolto su un nucleo magnetico anulare ad alta permeabilità (come un anello di ferrite MnZn), i valori di induttanza dei due avvolgimenti sono molto simili e l'entità dell'induttanza dispersa sarà vicina a 
. Si può notare che maggiore è il coefficiente di accoppiamento, minore sarà l'induttanza dispersa.
applicazione degli induttori di modo comune
Come menzionato all'inizio di questo articolo, un induttore di modo comune non è altro che un induttore collegato simultaneamente attraverso due circuiti elettrici. La sua funzione è sopprimere o attenuare il rumore di modo comune che potrebbe esistere su entrambi i circuiti elettrici. Tuttavia, questi due circuiti elettrici paralleli non sono limitati al caso di formare un circuito differenziale, come le linee L ed N in una coppia di linee di alimentazione, oppure le linee D+ e D- sulle porte delle linee dati. A causa della generazione del rumore di modo comune, potrebbe rendersi necessaria la soppressione del rumore tra linee di trasmissione che condividono lo stesso ground.
Per determinare l'applicazione dell'induttanza in modo comune, è innanzitutto necessario comprendere come si genera il rumore in modo comune: come mostrato nella Fig.2 (progetto di riferimento per l'alimentatore switching da 60W di Infineon: DEMO_5QSAG_60W1), il terminale di ingresso è l'alimentazione principale di 85~300VAC e i fili L, N sulla porta di alimentazione formano una massa comune con la massa di riferimento. In realtà, esiste anche un filo di terra Green Line collegato a questa massa di riferimento e connesso alla massa fisica. Ora, il filo L e il filo N costituiscono il circuito di alimentazione e sono collegati ai capi del primario di questo trasformatore Flyback. Il componente Q11 specificato come interruttore principale utilizza il transistor MOS a giunzione superiore da 800V IPA80R600P7, con un limite massimo di Rds (on) pari a 600mΩ. Per limitare la dissipazione termica, il mezzo di dissipazione del calore (alette di alluminio) è solitamente applicato al suo contenitore, il che aumenta la capacità parassita dei suoi pin ad alta tensione verso massa, crea un accoppiamento capacitivo e collega la tensione dell'ingresso ad alta tensione e ad alta frequenza generando un potenziale con caratteristiche di rumore. I fili L e N presenti sul connettore di ingresso riceveranno anch'essi questo potenziale attraverso la massa di riferimento, formando così una sorgente di rumore in modo comune. È importante notare che l'accoppiamento capacitivo, come principale fonte di rumore in modo comune che i test di conduzione durante le prove EMC devono affrontare, è ampiamente presente in varie tipologie di alimentatori con struttura AC-DC e diverse topologie. Allo stesso tempo, ci sono effettivamente molti piccoli circuiti sia sul primario che sul secondario dei trasformatori e ciascuno di questi circuiti incrementa la corrente di rumore dovuta all'accoppiamento induttivo, causando ulteriore rumore in modo comune o in modo differenziale difficile da prevedere. Questo comporta molta incertezza nella correzione EMC ed è anche il motivo per cui non è ancora possibile affidarsi completamente ai software di simulazione per analisi di compatibilità elettromagnetica.
Fig.2 Esempio di componenti della strategia corrispondente EMI (Infineon DEMO_5QSAG_60W1)
Per stimare l'entità del rumore in modo comune, è generalmente necessario assumere la capacità parassita nel circuito del rumore in modo comune, che normalmente si aggira nell'ordine delle decine di pF. Nell'esempio mostrato nella Fig.2, supponendo una capacità parassita di 20pF, quando la tensione di ingresso è pari a 230Vac e la frequenza di commutazione del principale interruttore di alimentazione è di 200KHz, la larghezza totale dell'impulso durante l'accensione e lo spegnimento è pari a 1 µs e i tempi di salita e discesa sono rispettivamente 0,2 µs. La massima tensione al terminale di ingresso è 
, il ciclo di lavoro dell'ingresso CA attraverso l'interruttore è 
. La prima frequenza di incrocio nella distribuzione della densità spettrale è:
La corrispondente tensione al primo picco (prima armonica 1st harmonic) nella distribuzione della densità spettrale è:
In un circuito con rumore in modo comune, senza collegare un induttore in modo comune, la massima corrente in modo comune può essere stimata ignorando l'impedenza equivalente serie (come la resistenza dei cavi, l'induttanza parassita, ecc.), come mostrato in Fig.3. Quando connesso a una LISN (rete di stabilizzazione dell'impedenza lineare), l'entità della corrente in modo comune è:
Pertanto, l'ampiezza della tensione di rumore in modo comune ricevuta dal ricevitore del test di conduzione (analizzatore di spettro) sulla porta LISN sarà:
Anche se il risultato effettivo rilevato sul ricevitore di prova è:
Cioè, le ampiezze del rumore in modo comune e del rumore in modo differenziale si sovrappongono, ma ovviamente, fintanto che il modo comune viene soppresso, i risultati finali del test miglioreranno. Per esempio, quindi, nello standard EMC EN55022 per applicazioni industriali e di comunicazione convenzionali, l'ampiezza QP deve essere inferiore a 
nell'intervallo compreso tra 150 kHz e 500 kHz. Pertanto, il massimo 
l'attenuazione del rumore in modo comune deve essere effettuata qui. Prendendo come esempio un obiettivo di attenuazione di -20dB, attraverso un semplice calcolo, l'impedenza principale nel circuito in modo comune è l'impedenza della capacità parassita, che è approssimativamente 25K Ω. Come mostrato in Fig.4, l'impedenza in modo comune richiesta è circa 250K Ω, che può essere convertita in un induttore in modo comune da 125mH.
Fig.3 Schema del test di conduzione nelle prove EMC (diagramma circuitale del rumore in modo comune e del segnale in modo differenziale)
Fig.4 Relazione tra il circuito della perdita d'inserzione del filtro (sinistra) e l'ampiezza dell'attenuazione corrispondente e l'impedenza del filtro (destra)
Oltre alle applicazioni comuni di induttanza su linee di alimentazione, l'induttanza in modo comune si trova comunemente anche su linee di segnale ad alta velocità, come USB 3.0, HDMI, LAN, ecc., o alcune linee di segnale LVDS come CAN BUS, SPI o RS232, RS485, ecc. L'utilizzo di induttori in modo comune sulle linee di segnale ha anche la funzione di sopprimere il rumore in modo comune, come richiesto per soddisfare determinate specifiche di comunicazione. Tuttavia, il punto più importante deriva dall'effetto associato di compensazione della corrente, come menzionato all'inizio, ovvero l'induttore in modo comune di tipo a compensazione di corrente.
Come mostrato in Fig.5, le linee di segnale ad alta velocità utilizzano generalmente la trasmissione differenziale per trasmettere i segnali. Sulle linee di segnale sono presenti resistori, capacità parassite e induttanze distribuite. I cavi a coppia intrecciata possono ridurre efficacemente le capacità parassite, ma non riescono ad eliminare le induttanze distribuite. Di conseguenza, esiste un'induttanza d'ingresso differenziale all'estremità ricevente, e la corrente di accoppiamento sulla linea formerà rumore sul diagramma del segnale. Questi rumori si distribuiscono quasi equamente su entrambe le estremità del ricevitore in base alla simmetria della linea di trasmissione. Ora che un induttore in modo comune è posizionato nella sede d'ingresso del ricevitore, la quantità quasi uguale di rumore verrà annullata attraverso l'accoppiamento dei bobinaggi dell'induttore in modo comune, riducendo notevolmente il rumore d'accoppiamento. Cioè, l'effetto di compensazione della corrente riduce il rumore in ingresso al ricevitore.
Fig.6 Il processo di trasmissione dei segnali differenziali lungo la linea di trasmissione dal lato di invio a quello di ricezione (sinistra) e il miglioramento ottenuto utilizzando induttori in modo comune sul lato ricevente (destra)
Sul diagramma ad occhio del segnale, come mostrato in Fig.6, riducendo la perdita d'inserzione causata dall'induttanza parassita della linea, il rapporto segnale-rumore verrà migliorato, cosa importante per linee di trasmissione più lunghe o per linee di segnale ad alta velocità. Generalmente, le linee di trasmissione utilizzate per le porte di segnale sopra menzionate sono normalmente linee di trasmissione con impedenza compresa tra 90~120 Ω. Sulla base dei requisiti specifici della larghezza di banda del segnale, vengono generalmente selezionati induttori di modo comune con valori di impedenza compresi tra 1 e 10 volte quelli necessari per fornire una soppressione del modo comune compresa tra -6dB e -20dB. Questo è simile all'applicazione dell'alimentatore menzionata in precedenza, dipendendo dalla dimensione dell'impedenza del circuito di rumore in modo comune. Naturalmente, al crescere della frequenza (a causa dei requisiti di trasmissione ad alta velocità), l'impedenza in modo comune del sistema diminuirà, e fornire un'elevata induttanza restringerà la larghezza di banda del filtro. Pertanto, è necessario verificare che l'induttanza selezionata sia compatibile con i requisiti di trasmissione dei segnali ad alta velocità.
Fig.6 Diagramma schematico della qualità del segnale influenzata dalla perdita di inserzione sulla linea in caso di linee di trasmissione differenziali
il danno del rumore di modo comune
Quindi, qual è il problema del rumore in modo comune? Perché spesso è necessario concentrarsi sulla soppressione del rumore in modo comune nel circuito durante i test EMC? Naturalmente, al fine di rispettare gli standard di certificazione EMC dei vari paesi, è necessario limitare l'ampiezza dei segnali in modo comune e in modo differenziale, garantire la sicurezza del prodotto e ridurre il potenziale danno che apparecchiature elettriche sul lato del consumo energetico possono generare sulla rete elettrica o sui dispositivi vicini. In secondo luogo, dal punto di vista dell'integrità della tensione e dell'integrità del segnale, la maggior parte delle apparecchiature elettriche e dei controller per elettrodomestici funziona a bassa tensione, e un rumore aggiuntivo potrebbe causare segnali di controllo anomali o dati trasmessi errati, fino a malfunzionamenti e interruzioni. Queste interferenze anomale possono provenire sia dalla scheda circuitale sia da altre fonti di interferenza RF, come il disconnessione di dispositivi mobili o il fischio del rumore nella trasmissione radiofonica. Infine, un eccessivo rumore in modo comune può essere irradiato nello spazio sotto forma di radiazione ad alta frequenza, come in circuiti più grandi in modo comune o su conduttori simili ad antenne, causando potenziali problemi per la salute umana non immediatamente percettibili.
Per semplificare il problema, equivaliamo la linea di trasmissione a una coppia magnetica di Hertz e otteniamo il modello di radiazione del rumore in modo comune come mostrato in Fig.7. La distanza tra il punto di prova e la posizione centrale della linea di trasmissione in modo comune è d, che generalmente è molto più grande rispetto alle dimensioni del circuito e quindi rappresenta un punto di prova nel campo lontano. Di conseguenza, per la radiazione del campo lontano dell'antenna, la sua intensità del campo è:
Tra questi, 
è la costante di fase corrispondente alla lunghezza d'onda della radiazione, 
è la distanza tra le posizioni di prova, 
è l'angolo del piano deviato di θ gradi dal diagramma di radiazione dell'antenna e per le coppie magnetiche di Hertz 
, e 
, dipendono dal tipo di antenna. Poiché la radiazione ricevuta nel punto lontano è l'azione simultanea di due linee in modo comune poste a un angolo di 
, quindi:
Per il rumore in modo comune, come mostrato in Fig.7: 
e 
, la radiazione massima nel punto di prova si ottiene come segue:
Quando la distanza tra le linee s è sufficientemente piccola 
Pertanto può essere semplificata come:
Pertanto, l'intensità della radiazione in modo comune è proporzionale alla lunghezza della linea di trasmissione in modo comune e diminuisce con la distanza. Ecco un esempio dell'entità di questa ampiezza: assumendo una lunghezza della linea di trasmissione in modo comune pari a 1 metro e un'ampiezza della corrente in modo comune di 7,96 µA, corrispondente a un test del campo a 3 metri come Classe B FCC a 30 MHz, l'intensità della radiazione è:
Questa intensità corrisponde esattamente al limite standard. Se vi è un conduttore o una persona lungo 1 metro nel punto di prova a 3 metri, percepirà una tensione di 100 µV. L'esposizione prolungata a un ambiente simile ha un impatto serio sulla salute umana e la radiazione accumulata può causare varie malattie croniche o lesioni individuali, motivo per cui la certificazione EMC riveste grande importanza.
Fig.7 Modello e diagramma del punto di prova della rumorosità in modo comune
La struttura d'onda della maggior parte dei circuiti di commutazione può essere classificata come onda trapezoidale e lo spettro di frequenza mostra due fasi di rallentamento dalla 
to 
con l'aumento dei livelli di armoniche. I nodi sono la prima frequenza angolare e la frequenza angolare del tempo di salita. Lo spettro di frequenza dell'intensità di radiazione del modo comune menzionato sopra aumenta chiaramente con la frequenza 
. Pertanto, per comuni alimentatori a commutazione e circuiti con segnali a onda quadra, lo spettro di radiazione del modo comune mostrerà approssimativamente le caratteristiche di distribuzione di un iniziale aumento seguito da una successiva diminuzione, come illustrato nella Fig.8. Quindi, la parte centrale è quella che richiede un controllo o una soppressione particolare.
Fig.8 Distribuzione dell'intensità di radiazione del rumore in modo comune corrispondente alle comuni onde trapezoidali
avanti, Selezione degli induttori di modo comune
Per le linee elettriche, la fonte del rumore in modo comune è relativamente chiara, ma fattori dispersi sono difficili da misurare attraverso strumenti. Nella maggior parte dei casi, i risultati si ottengono gradualmente approssimando l'analisi successiva ai test; perciò l'esperienza accumulata è molto importante. Quando si introduce l'applicazione degli induttori in modo comune nella Sezione 2 di questo articolo, si menziona già che la stima teorica dell'ampiezza del rumore in modo comune e i requisiti corrispondenti di induttanza degli induttori in modo comune possono servire come punto di partenza per i primi esperimenti.
Normalmente, l'induttore comune utilizzato nello stadio di filtraggio dell'ingresso di potenza AC-DC adotta un anello magnetico a circuito chiuso come nucleo magnetico. Il vantaggio di questa soluzione è che consente facilmente di ottenere una dispersione induttiva molto bassa e un coefficiente di accoppiamento molto elevato. Per tensioni di ingresso elevate e frequenze di commutazione relativamente basse, può fornire un'impedenza modale comune elevata, utile per sopprimere l'ampiezza del rumore modale comune con ampiezze elevate. Poiché la permeabilità magnetica dei materiali magnetici può essere divisa in parte induttiva 
e parte di perdita 
Quando il nucleo magnetico si avvicina o supera il punto di massima impedenza, la parte resistiva diventa predominante rispetto all'impedenza complessiva. In questa situazione, la soppressione del rumore non è più ottenuta riducendo l'ampiezza del rumore attraverso l'impedenza induttiva, ma assorbendo l'energia del rumore tramite riscaldamento per perdite. Pertanto, un grado appropriato di saturazione (una saturazione eccessiva causerebbe una riduzione dell'impedenza) non influenzerà l'efficacia della soppressione del rumore, e non è necessario ricercare parametri di corrente di saturazione simili a quelli utilizzati negli induttori di alimentazione.
Quando si selezionano induttori in modo comune. Intanto, se esiste una parte di induttanza di dispersione, ad esempio un'induttanza di 1 mH con un coefficiente di accoppiamento del 99%, ci saranno 10 μH di induttanza di dispersione presenti sul circuito differenziale. Quando si considera la soppressione del rumore in modo differenziale (generalmente un filtro LC ponte), anche questa parte di induttanza di dispersione deve essere tenuta in considerazione. Una moderata induttanza di dispersione è utile per sopprimere il rumore ad alta frequenza in modo differenziale, ma poiché gli induttori in modo comune utilizzano principalmente nuclei magnetici chiusi, è facile che i nuclei vadano in saturazione a correnti elevate, causando un impatto sull'efficienza di conversione dell'energia e sulla larghezza di banda del filtraggio del rumore. L'aumento della percentuale di induttanza di dispersione può generalmente essere ottenuto utilizzando strutture di nuclei magnetici quadrati o rettangolari (nucleo magnetico UU o nucleo magnetico PQ, ecc.), oppure realizzando avvolgimenti asimmetrici ( 
). La selezione specifica deve essere determinata dall'utente attraverso test di identificazione del separatore in modo differenziale per stabilire se sia necessaria o meno.
Per i parametri dell'induttanza in modo comune, essi includono principalmente il valore di induttanza monolaterale, Rdc, Corrente nominale, Tensione nominale e tensione di tenuta Hi pot. Il valore di induttanza unilaterale determina principalmente l'entità dell'impedenza in modo comune. Rdc rappresenta la perdita in corrente continua del filo, e l'aumento di temperatura causato da questa perdita genera il limite della corrente nominale. Infine, poiché viene utilizzato su linee ad alta tensione, il limite di tensione e i requisiti di sicurezza vengono indicati separatamente. Tuttavia, gli utenti preferiscono valutare l'effetto di filtraggio; quindi generalmente, sulle schede tecniche vengono fornite due forme di curve delle caratteristiche d'impedenza. Una è la forma d'impedenza in modo comune/differenziale mostrata nella Fig.9-a, l'altra è la forma della perdita d'inserzione in dB mostrata nella Fig.9-b. Le due forme sono equivalenti, e la curva nella forma della perdita d'inserzione in dB si forma convertendo l'impedenza in modo comune/differenziale in un sistema con 50 Ω+50 Ω.
Fig.9 (a) Forma dell'impedenza in modo comune/differenziale (b) Forma della perdita d'inserzione in dB
Per la stessa serie in modo comune, strutture di confezionamento di dimensioni diverse sono adatte a correnti e bande passanti di filtraggio differenti: maggiore è la dimensione, minore è la riluttanza del nucleo magnetico, il che permette di ridurre il numero di spire dell'avvolgimento, aumentare il diametro del filo di rame e utilizzare una maggiore corrente nel circuito; più alto è il valore di induttanza o più bassa è la frequenza stabile della permeabilità magnetica del materiale, più stretta sarà la banda passante di filtraggio applicabile, e tale induttore in modo comune inserito nel circuito potrebbe non avere alcun effetto di soppressione del rumore sull'estremità ad alta frequenza.
Codaca Gli induttori in modo comune per l'elettronica sono attualmente suddivisi principalmente in due parti: linee di segnale e linee di alimentazione. Sono disponibili oltre 10 serie e 50 dimensioni di package diverse, così come quasi 300 diversi codici di componenti standard. Vengono utilizzati ampiamente nelle linee di segnale come CAN BUS, RS485 e in diversi dispositivi di alimentazione offline con potenze comprese tra pochi watt e diversi kilowatt. Il nostro team tecnico R&D può aiutare gli utenti anche nell'assistenza, dall'esecuzione delle prove all'analisi o nella personalizzazione di specifiche adattate, fino al completamento delle relative certificazioni EMC.
Riferimento
[1] Infineon Technologies AG. Engineering_report_DEMO_5QSAG_60W1-AN-v01_00-EN.pdf. www.infineon.com
[2] Informazioni sui prodotti Inductor CODACA： www.codaca.com
[3] Clayton R.Paul. Introduction to Electromagnetic Compatibility. 2nd Edition. Wiley-interscience.
[4] Bhag Singh Guru and Huseyin R. Hiziroglu. Electromagnetic Field Theory Fundamentals. 2nd Edition. Cambridge University Press.
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