共模輸出濾波和共模扼流圈

共模輸出濾波

如前所述，輸出干擾由不對稱(chēng)和對稱(chēng)分量組成。紋波主要是差動(dòng)干擾，噪聲主要是共模干擾。由于對稱(chēng)噪聲信號同時(shí)出現在所有輸出上，因此任何輸出電容都無(wú)法“看到”該信號，并且添加輸出 LC 濾波并不能減少干擾。如果負載完全對稱(chēng)、線(xiàn)性且隔離，共模噪聲就不會(huì )成為問(wèn)題。然而，負載行為或返回接地的電流路徑中的任何非線(xiàn)性都會(huì )“糾正”共模噪聲并產(chǎn)生差分干擾，因此共模噪聲也需要解決。降低共模干擾有兩種方法；通過(guò)低阻抗路徑或使用共模扼流圈“短路”噪聲。

隔離式 DC/DC 轉換器中的共模噪聲電容器

共模電容器通常在 1 – 2nF 范圍內，為幾兆赫開(kāi)關(guān)尖峰頻率提供低阻抗。當它們跨過(guò)隔離柵放置時(shí)，需要在高電位測試電壓下進(jìn)行額定值。
共模扼流圈
在某些應用中，不希望在隔離柵上跨接共模電容器。例如，醫療設備具有嚴格的漏電流限制，如果在高頻隔離層上采用低阻抗路徑，則可能會(huì )超出該限制。在此類(lèi)應用中，必須使用共模扼流圈。共模扼流圈的特點(diǎn)是它有兩個(gè)相反方向繞制的繞組。

共模扼流圈的原理

由于反向繞組，共模電流 IS 會(huì )在磁芯中產(chǎn)生凈磁通量，即使它們沿相同方向流動(dòng)。因此，磁芯的阻抗有效地抑制共模電流。流動(dòng)的差分正向電流和返回電流 IN 不產(chǎn)生凈磁場(chǎng)，因此它們不會(huì )受到阻尼。這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因為即使在高差模電流下磁芯也不會(huì )飽和，因此可以使用高磁導率電感器來(lái)濾除 CM 噪聲，而不會(huì )因 DM 電流流過(guò)而產(chǎn)生過(guò)熱風(fēng)險。
圖 3 顯示了與 DC/DC 轉換器一起使用的共模輸出扼流圈。一個(gè)繞組與 Vout+ 輸出串聯(lián)，另一個(gè)繞組與 Vout- 返回串聯(lián)。共模扼流圈阻抗被選擇為接近共模噪聲的能量頻率（通常在 10 – 100 MHz 范圍內），但共模扼流圈會(huì )在很寬的頻率范圍內衰減 CM 噪聲，因為芯材磁導率高。

作為 DC/DC 輸出濾波器的共模扼流圈

使用 CM 扼流圈的共模抑制原理可以擴展到雙極輸出轉換器。CM 噪聲同時(shí)出現在所有三個(gè)輸出引腳上，因此使用只有兩個(gè)繞組的標準 CM 扼流圈尤其難以濾除。解決方案是使用具有三個(gè)繞組的共模扼流圈。三重 CM 扼流圈的一個(gè)有益的副作用是，它還可以通過(guò)添加兩個(gè)額外的電容器來(lái)濾除 DM 噪聲。