共模浪涌以前没有特别关注过，最近看到几个类似的应用，因此结合DeepSeek强大的功能与网上搜集到的经验分享，稍作整理归纳，供被共模浪涌困扰的小伙伴简单参考。

  
讲到浪涌抑制不得不先介绍一下EMC核心产品之一，共模电感，是一种用于抑制共模噪声的电子元件，广泛应用于电源、通信和信号线路中。它的主要作用是滤除电路中的共模干扰信号，同时允许差模信号（有用信号）通过。  
 

共模电感的结构

共模电感通常由两个绕组（线圈）绕制在同一个磁芯上组成，这两个绕组的匝数相同，绕制方向相同。其结构特点如下：

- 双绕组设计：两个绕组分别串联在电路的两条信号线上。

- 磁芯材料：通常采用高磁导率的铁氧体材料，以增强电感量。

- 对称性：两个绕组在磁芯上的绕制方式对称，确保对共模噪声的抑制效果一致。

共模电感的工作原理

共模电感的工作原理基于电磁感应的基本原理：
1. 共模噪声抑制：当共模噪声电流流过两个绕组时，由于电流方向相同，会在磁芯中产生叠加的磁场，从而产生较大的感抗（阻抗）。这种感抗会阻碍共模噪声电流的通过，从而抑制共模噪声。
 

2. 差模信号通过：当差模信号（有用信号）流过两个绕组时，由于电流方向相反，在磁芯中产生的磁场会相互抵消，因此对差模信号的感抗很小。这样，差模信号可以几乎无损耗地通过共模电感。

共模电感的阻抗特性

1. 对共模噪声：共模电感呈现高阻抗，能够有效抑制共模噪声。

2. 对差模信号：共模电感呈现低阻抗，允许差模信号顺利通过。

共模浪涌对共模电感的影响

1. 磁芯饱和：共模浪涌通常伴随着大电流，可能导致共模电感的磁芯饱和。磁芯饱和后，电感量急剧下降，导致共模电感的抑制效果显著减弱，无法有效滤除共模噪声。

2. 绕组过热：大电流通过共模电感的绕组时，会产生焦耳热（I²R损耗），可能导致绕组温度升高。如果浪涌持续时间较长或能量较大，可能损坏绕组的绝缘层，甚至烧毁共模电感。

3. 绝缘击穿：共模浪涌的高电压可能超过共模电感的绝缘耐压极限，导致绕组之间或绕组与磁芯之间发生击穿。绝缘击穿会直接损坏共模电感，甚至引发短路故障。

4. 性能下降：即使共模电感未完全损坏，多次承受浪涌冲击后，其磁芯和绕组的性能可能逐渐退化，导致电感量下降、损耗增加，最终影响其滤波效果。

共模电感在抑制共模浪涌中的作用

尽管共模电感可能受到共模浪涌的影响，但它仍然是抑制共模浪涌的重要元件之一。其作用主要体现在：

1. 抑制高频噪声：共模电感对高频共模噪声有较好的抑制作用，可以减少浪涌中的高频分量。

2. 延缓浪涌上升时间：共模电感的感抗可以延缓浪涌的上升时间，从而降低浪涌的峰值电压和电流。

3. 与其他保护器件配合：共模电感通常与TVS二极管、压敏电阻（MOV）、气体放电管（GDT）等浪涌保护器件配合使用，形成多级保护电路，提高系统的抗浪涌能力。

应对共模浪涌的措施

为了减少共模浪涌对共模电感的影响，并提高电路的抗浪涌能力，可以采取以下措施：

1. 选择合适的共模电感：

  - 高饱和电流：选择磁芯饱和电流较高的共模电感，以承受较大的浪涌电流；

  - 高绝缘耐压：选择绝缘耐压等级较高的共模电感，以承受浪涌的高电压；

  - 耐高温材料：选择耐高温的绕组和磁芯材料，以提高抗浪涌能力。

2. 增加浪涌保护器件：

  - TVS二极管：在共模电感后并联TVS二极管，用于钳位浪涌电压；

  - 压敏电阻（MOV）：在输入端并联压敏电阻，吸收浪涌能量；

  - 气体放电管（GDT）：用于泄放大电流浪涌，保护后续电路。

3. 多级保护设计：采用多级保护电路，例如：第一级使用GDT或MOV进行粗保护，第二级使用共模电感抑制高频噪声，第三级使用TVS二极管进行精细保护。这种设计可以分散浪涌能量，减少对单个器件的冲击。

4. 优化电路布局：将共模电感尽量靠近输入端，以减少浪涌对后续电路的影响。确保共模电感的接地良好，以提供有效的共模噪声泄放路径。

共模电感搭配过压保护器件抑制共模浪涌方案分析

从前面的分析可以看出，共模浪涌对共模电感的影响主要体现在磁芯饱和、绕组过热、绝缘击穿和性能下降等方面。因此除了电感本身的设计，也可以通过外部电路的协助来实现浪涌抑制的调整，该方案的探讨主要目的是削减共模感应电压，从而减少或规避电感本身绝缘击穿或者端子间的放电拉弧现象，从而保证共模浪涌的能量可靠抑制。

  
1.通过PCB加放电齿的方式，共模浪涌在共模电感两端感应高电压之后，利用绝缘击穿尖端放电的原理，实现了能量的泄放，防止因为共模过压导致的对后级电路的二次伤害。但是加放电齿长时间使用会出现氧化甚至碳化的情况，同时不能涂刷三防漆。

2. 共模电感并联压敏电阻MOV，该方案具有较高的性价比，能量吸收能力强，有贴片与插件多种可选，但是压敏电阻本身的结电容较大，通常在几百pF以上，因此对于线路EMI设计会有影响，需要重点考虑。

3. 共模电感并联气体放电管GDT，气体放电管有贴片与插件可选，最大的优点就是结电容小，通常在1pF以下，对于EMI影响较小，同时具有高浪涌吸收能力。

4. 共模电感并联固体放电管SIDACtor，固体放电管最大优点就是半导体结构，响应速度快，同时不会有寿命衰减的限制，可靠性较高，该产品有贴片小尺寸DO-214AB封装，目前在OBC上已经广为认可，缺点就是结电容较大，在200-300pF左右，因此选用之后需要对EMI重点设计。

  
我们知道一般共模回路都会直接加压敏电阻与气体放电管串联接地，起到抑制共模浪涌的作用，但是对于一些共模电压过高的情况可以考虑上述方案，或者因为高压绝缘检测的要求，气体放电管必须选择高压2500-3000V的时候，该方案适用。对于共模已经添加低压气体放电管对地，高压绝缘检测的时候通过松开气体放电管与地端连接的螺丝方式，那么无需考虑该方案。