以太网口共模电感选型建议

概述：

　　共模电感，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。本文将介绍共模电感工作原理，以及为以太网网口设计提供选型建议。

工作原理：

　　共模电感的结构是由两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制反向)，

 

当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。

以太网信号为例，差模信号电流假设通过a流入，则会通过b流出，

 

 根据安培定则或右手螺旋定则， a线产生的磁场向右，则b线产生的磁场就会向左，因共模电感匝数相等，则产生的磁场大小相等方向相反，此时共模电感对差分信号表现的阻抗约等于导线的阻抗；而对于共模信号，两条线圈中的电流会产生相互叠加的磁通量，从而使电感量增大，对共模信号呈现高阻抗，有效抑制干扰。‌

共模电感参数：

1. 共模阻抗：表示对共模噪声的抑制能力；
2. 共模电感：共模电感本身就是一个电感必然存在一个电感值；
3. 差模电感：因两绕组不完全耦合导致漏磁而形成的漏感；
4. 直流电阻：指共模电感绕组在直流条件下的导线电阻，是衡量绕组铜损的核心参数，单位为欧姆；
5. 绝缘电阻：共模电感绕组之间或绕组与磁芯/外壳之间的直流电阻，用于衡量电气隔离性能，单位通常为MΩ或GΩ；
6. 额定电压：为该器件连续工作时的电压值；
7. 额定电流：额定电流是指电感器在长期连续工作条件下可以安全通过的最大电流；

选型建议：

1. 非POE场景：

　　阻抗与频率是非POE场景下100M以太网选型的主要参考指标， 100M以太网（100BASE-TX）的信号基频约为31.25MHz，主要谐波能量集中在30-100MHz范围。90Ω 是业界为100M以太网制定的一个标准值，能有效抑制该频段的共模噪声，同时保证信号完整性。为简化设计和节省空间，建议直接选用 “集成网络变压器/共模电感的RJ45连接器”。这是最普遍、最可靠的做法。若采用分立共模电感，务必紧靠PHY芯片的信号输出引脚放置，然后走线至网口变压器，这是抑制辐射噪声的关键。

1. POE场景：

　　在POE场景下除了要满足90Ω@100M的阻抗与频率指标外，还需要注意选择的共模电感（或集成模块）的额定电流必须大于系统所需的最大PoE电流，并留有余量，否则会导致磁芯饱和，电感值下降，滤波失效。DCR会直接产生功率损耗（P=I²R），影响供电效率和设备温升。在满足电流和阻抗要求的前提下，应选择DCR尽可能低的型号。此外PoE要求网口变压器部分提供1500Vrms或更高的强化绝缘。