Wat is een Common Mode-smoorspoel?

Een van de belangrijkste functies van een common-mode smoorspoel is de onderdrukking van elektromagnetische interferentie (EMI) en radiofrequentie-interferentie. Deze interferenties zijn ernstige problemen in communicatiesystemen via het elektriciteitsnet en elektronische apparatuur. Een goede common mode-smoorspoel voorkomt dat deze signalen door het circuit gaan en voorkomt dat het elektronische apparaat beschadigd raakt.

Een common-mode smoorspoel is een soort spoel die een kern gebruikt om een ​​magnetisch veld op te wekken. Het is meestal gemaakt van ferriet. Dit keramische materiaal heeft een lage initiële doorlaatbaarheid en kan bij kamertemperatuur 90 graden worden. Vervolgens wordt het omwikkeld met draden. Het wordt gebruikt in verschillende toepassingen in industriële omgevingen. Deze apparaten worden ook gebruikt in CAN-bussen voor auto's.

Er zijn verschillende typen common-mode-smoorspoelen verkrijgbaar. Een eenvoudige common-mode-smoorspoel bevat twee wikkelingen op een enkele kern. De ringvormige en U-vormige versies moeten handmatig worden opgewonden. Deze zijn geschikt voor goedkope projecten. Een common-mode smoorspoel met een kristallijne kern is compacter, heeft een breder frequentiebereik en is acht tot tien keer effectiever dan een ferromagnetische kern.

Een common-mode-smoorspoel wordt geplaatst tussen een zendontvanger en een voedingskabel. Het zal common-mode stromen door het circuit laten gaan, maar het zal ook enige lekstroom tussen de wikkelingen hebben. Deze flux kan een onvolledige annulering van het common-mode signaal veroorzaken. Bovendien kan het terugkoppelen naar de aarde, wat ongewenste elektrische ruis veroorzaakt. Een choke van de juiste maat zal deze ongewenste geluiden echter verminderen.

Een common-mode-smoorspoel wordt meestal gebruikt om common-mode-ruis uit te filteren, die optreedt wanneer beide ingangen van een circuit tegelijkertijd ruis genereren. Het kan nuttig zijn in EMI tot 30 MHz. Bovendien kan een smoorspoel worden gebruikt om laagfrequente signalen uit te filteren. Sommige smoorspoelen hebben een hogere impedantie bij ongewenste frequenties, waardoor de ruis wordt verminderd.

Een common-mode smoorspoel zal niet verzadigen voor zeer grote DM-stromen. Dit komt omdat de magnetische velden die worden gegenereerd door de common-mode stromen elkaar in de kern zullen opheffen. Dit resulteert in geen verlies van de signaalkwaliteit van de differentiële modus. De maximale nominale stroom van een common-mode smoorspoel hangt af van het verwarmingseffect van de wikkelingsweerstand. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de wikkelweerstand niet te hoog is om schade aan de elektronische apparatuur te voorkomen. Een common-mode-smoorspoel wordt vaak gebruikt om common-mode-ruis te onderdrukken in hogesnelheidskabels en andere elektronica. Het gebruik ervan is vooral van cruciaal belang in het regelgebied van een netwerk.

Ondanks de voordelen kan een common mode-smoorspoel een probleem vormen voor CAN-bussystemen. Omdat het common-mode ruis opvangt, kan het off-line en neutrale signaalstromen verbranden als warmte. Dit kan extreem hoge transiënte spanningen veroorzaken. Het is raadzaam om beveiligingsdiodes op de buspennen van de transceiver te installeren om deze transiënten te beperken. Dit kan worden gedaan door de beschermers naar de transceiverzijde van de choke te verplaatsen.

Bij het kiezen van een common-mode smoorspoel voor uw toepassing, is het belangrijk om rekening te houden met het aantal windingen en de frequentieband. Deze factoren bepalen de inductantie of magnetische flux die door de stromen wordt gegenereerd. Hoe meer windingen de spoel heeft, hoe meer magnetische flux hij produceert. Het aantal windingen bepaalt ook de magnetische fluxdichtheid. Hoe lager de dichtheid, hoe minder verzwakking de choke zal produceren.

Toroïdale ferrietkern Common Mode-smoorspoel