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互感的原理与计算

发布时间:2020-06-30 20:02:01 阅读: 来源:废钢厂家

无论在何处,只要存在两个电流回路,就会有互感。一个回路的电流产生一个磁场,而该磁场会影响第二个回路。两个回路相互作用,其相互作用的系数随距离的增加快速地减小。两个回路之间相互作用的系数称为它们的互感,单位是亨利(H),或伏-秒/安培。两个电路之间的互感耦合相当于一个连接在电路A和电路B之间的微小变压器,如图1.18所示。无论何处,对于两个相邻电流回路的相互作用,可以看成是一个变压器的初级和次级,从面得到互感。

本文引用地址:

互感LM将一个噪声电压Y注入到电路B,按照下列规则,噪声电压Y与电路A中的电流变化速率成正比:Y=LM DIA/DT

回路A中电流的快速变化导致回路B上产生一个相当大的电压,高速设计中互感耦合的重要性由此面来。

对于实际的耦合噪声电压,式(Y=LM DIA/DT)只是一个简单的近似公式。完整的公式应该采用初级和次级电路之间的电流差,以及初级和次级线圈对电路的负载效应。关于式(Y=LM DIA/DT)的前提假设,与式的情况类似,即:

1、LM上的感应电压远远小于原有信号的电压。由此附加的LM不增加电路A的负载。在数字产品中,由感耦合产生的噪声电压总是比源信号小。

2、电路B中的耦合信号电流小于电路A中的电流。可以忽略电路B中小的耦合电流,并假设耦合变压器的初级和次级的电流差正好等于IA。

3、假设与电路B的接地阻抗相比,次级的阻抗很小,只在电路B的电压上加上耦合噪声电压,这个过程忽略了互感和次级电路之间的相互作用。

与互容类似,数字电路中的互感,通常导致电路之间不必要的串扰。

图1.19举例说明了互感耦合起作用的过程:

1、回路A中的任何电流都会产生一个磁场能量图。回路中的电流越强,存储在回路A周围单位空间中的电磁能越大。

2、我们可以通过回路B所包围的总面积计算来自回路A的总磁场强度。回路B的面积上的总磁场强度,称为B的磁场通量,它最回路A和回路B的距离、其实际比例以及相对方向的一个函数,并且直接与A中的电流成正比,A中的电流越大,B的磁通量也越大。

3、回路A中电流的变化会相应成比例地改变通过回路B的磁通量。

4、法拉第定律告诉我们,回路B中的感应电压与通过回路B的磁通量变化率成正比。

把1至4的概念结合起来,会发现回路B中的感应电压与回路A中的电流变化率成正比,该比例常数称为电路A和B之间的互感。

因为磁场是个矢量,回路B翻转将导致耦合磁通的极性发生反向。耦合的噪声电压极性也发生反向。回路A的翻转将导致同样的结果。如果使回路B与磁场的磁力线方向平行,将导致通过回路B的总磁通量为零,且耦合噪声也为零。与互容耦合不同,互感耦合有可能产生一个与驱动信号极性相反的串扰,它对环路的方向同样非常敏感。

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