芯耀
与非AI
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DC-DC开关电源是共模EMI的主要来源，其输入端口需加装共模电感以抑制传导发射。共模电感的插入损耗（Insertion Loss, IL）取决于共模阻抗与源/负载阻抗的匹配关系。本文分析共模电感在CISPR 25/32标准下的滤波特性，并提供选型与匹配方法。
一、插入损耗定义
插入损耗（单位dB）是指在规定频率下，接入滤波器前后负载电压的比值：IL = 20 log10(V_without / V_with)。对于共模电感，通常采用50Ω系统测量共模IL（即共模阻抗Zcm对50Ω的分压）。
二、共模阻抗与IL的关系
共模电感等效为并联的LR电路。低频时感抗占主导，IL ≈ 20 log10( (2πfL) / (50+2πfL) )。转折频率f_c = 50/(2πL)。当f > f_c时，IL以20dB/decade上升。实际由于寄生电容Cp，高频会出现谐振峰后下降。
三、源与负载阻抗的影响
共模EMI测试中，线路阻抗稳定网络（LISN）提供50Ω阻抗，但实际电源线和负载阻抗变化很大（几Ω到几百Ω）。当源或负载阻抗较低时，共模电感的IL会下降。例如Z_source=5Ω，Z_cm=500Ω，IL仅为20 log10(500/505)≈0.08dB，几乎没有抑制效果。因此需要在高阻抗侧插入共模电感。
四、选型匹配规则
低频传导（150kHz-1MHz）：要求L足够大（>1mH），确保f_c < 150kHz。但大电感体积大，DCR高。
高频传导（1-30MHz）：要求寄生电容Cp小，避免谐振过早。绕组分段、磁芯开气隙可降低Cp。
阻抗匹配：共模电感应置于高阻抗侧。若源阻抗低（如电池），应在电感后并联Y电容提高负载侧阻抗。
五、测量方法
使用网络分析仪测量共模插入损耗。设置方法：
端口1接输入，端口2接输出
共模测量：将电感两引脚短接作为输入端，另两引脚短接作为输出端
测量S21，即IL
六、实际应用优化
两级滤波：两个小电感串联可提高高频IL，且避免单一电感自谐振。
磁珠配合：共模电感后串联铁氧体磁珠，抑制50-200MHz噪声。
Y电容：在共模电感前后加Y电容到地，可显著提高IL（形成LC滤波器）。
七、Voohu共模电感插入损耗特性（参考值）
| 型号 | L(μH) @10kHz | Zcm@100MHz(Ω) | f_c(kHz) | IL@150kHz(dB) | IL@1MHz(dB) | IL@10MHz(dB) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| WHACM07A40R102 | 1000 | 1020 | 8 | 22 | 40 | 45 |
| WHACM12A65R102 | 1500 | 1000 | 5 | 25 | 42 | 48 |
| WHAL-4520A-102T0 | 470 | 1000 | 17 | 18 | 35 | 40 |
| WHAL-9070A-102T0 | 2200 | 1000 | 3.6 | 28 | 45 | 50 |
注：IL值基于50Ω系统理论计算，实际IL受PCB布局和寄生参数影响。
八、PCB布局要点
输入输出隔离：共模电感的输入侧与输出侧走线应分开，避免直接耦合。
接地：Y电容应直接连接到机壳地，并缩短走线。
避免磁耦合：多个共模电感间距>5mm，方向正交。
九、常见问题
低频传导超标：电感量不足 → 增加电感量或串联磁珠。
高频传导超标：寄生电容过大 → 选用分段绕组或气隙磁芯的电感。
辐射超标：共模电感后未加Y电容 → 增加Y电容到地。
结语：共模电感的插入损耗特性与源/负载阻抗密切相关。选型时应兼顾低频电感量和高频寄生参数，并通过合理布局和Y电容配合实现最佳滤波效果。
