Hoe common-mode-smoorspoelen werken

Laten we eens kijken naar de functie en werking van een common mode choke en de manier waarop deze ongewenste interferentie vermindert.

Differentiële interferentie

Eerst onderzoeken we differentiële interferentie. Bij differentiële interferentie zorgt het apparaat ervoor dat er voor elke signaaloverdracht vanaf de lijnzijde een gelijke retour aan de neutrale zijde moet zijn. Alles wat van uw lijn (of de bovenzijde) terug via de neutrale zijde (onderzijde) gaat, moet worden gecrosscancelled. Wat er gebeurt, is dat u geen ongewenste ruis krijgt in een differentiële modus als de signaalcancelling gelijk is. Wanneer dit soort transmissies niet gebalanceerd en gecancelled zijn, zal er differentiële ruis optreden.

Common Mode-ruis

In een common-mode-situatie komt er gelijktijdig ruis binnen van beide ingangszijden (fase en nul) en wordt deze tegelijkertijd ook weer naar de aarde teruggekoppeld. Het doel is om de ongewenste ruis op te vangen en te voorkomen dat deze wordt overgedragen en teruggekoppeld naar de aarde. Om dit te bereiken, moeten zowel de signaalstromen van de fase als de nul worden opgevangen en als warmte worden verbrand via een gemeenschappelijk apparaat, zoals een magnetische kern. Een common-mode-smoorspoel is een wikkeling waarbij zowel de fase- als de nulwikkelingen op één kern zijn gewikkeld.

Wanneer u een stroomgecompenseerde smoorspoel gebruikt om common-mode ruis (het interferentiepatroon of de ongewenste ruis) te verminderen, wilt u een hoge impedantie hebben bij de ongewenste frequenties om die ongewenste ruis te onderdrukken. Op deze specifieke dia is de blauwe lijn een common-mode onderdrukking. De rode stippellijn onderaan is differentiële mode onderdrukking. Hoewel het een common-mode smoorspoel is, heeft hij ook differentiële mode onderdrukking op verschillende frequentieniveaus. U ziet daar ook een zwarte balk getekend. Dat is bijvoorbeeld een transmissiefrequentie.

Stel je een scenario voor waarin je een gewenste gegevensdrager, ook wel "een signaal" genoemd, op een bepaalde frequentie verzendt. Als er rond deze frequentie ook ruis aanwezig is, wil je de ruis (ongewenste frequenties) elimineren, maar het signaal niet vervormen. Meestal is de ruis common-mode ruis, dus de oplossing om de ongewenste ruisfrequenties te verlagen (of zelfs te elimineren) is het gebruik van een common-mode smoorspoel met een hoge impedantie en alleen de ongewenste frequenties. Met de juiste common-mode smoorspoel vermindert dit de ruis, maar heeft het geen invloed op het gewenste signaal.

Common Mode Choke versus enkele choke

Soms wil je een common-mode impedantie, maar heel weinig differentiële mode impedantie. Bekijk de vergelijkingen tussen verschillende onderdelen van common-mode smoorspoelen. Er is een aanzienlijk verschil tussen een enkele smoorspoel die gebruikt wordt voor differentiële mode onderdrukking en een stroomgecompenseerde (of common-mode smoorspoel) die gebruikt wordt voor common-mode onderdrukking. Het belangrijkste verschil tussen de twee onderdelen is dat de common-mode smoorspoel twee of meerdere wikkelingen heeft, wat betekent dat je drie of meer lijnwikkelingen kunt hebben. Je kunt ook vier lijndragers hebben, maar alle wikkelingen zitten op een gemeenschappelijke kern.

Bij een common-mode-smoorspoel houdt het kernmateriaal de wikkelingen met elkaar verbonden. Daarentegen hebben de enkele smoorspoel of inductoren met één wikkeling slechts één wikkeling op één kern. Dit is een grafiek die het verschil in common-mode-impedantie laat zien. Uiteraard heeft een common-mode-smoorspoel common-mode-impedantie om ongewenste common-mode-ruis te onderdrukken. Voor een communicatie- of signaaltoepassing zou het gunstig zijn om een ​​zeer lage differentiële ruisonderdrukking op de common-mode-smoorspoel te hebben. Hoewel we het over common-mode-smoorspoelen hebben, zal elke common-mode-smoorspoel ook een differentiële mode-impedantie hebben. Het is belangrijk dat de differentiële onderdrukking niet op de verzonden signaalfrequentie plaatsvindt, om het signaal niet te vervormen.