市場規(guī)模與增長
全球市場規(guī)模:2023年約12億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)6.5%(2024-203)
增長驅(qū)動(dòng)因素:
5G通信、新能源汽車、工業(yè)自動(dòng)化需求激增
各國EMC法規(guī)趨嚴(yán)
區(qū)域市場分布
領(lǐng)域 市場份額 典型場景
消費(fèi)電子 35% 手機(jī)、電腦(USB/HDMI接口)
汽車電子 30% 新能源汽車(電驅(qū)系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡(luò))
通信基礎(chǔ)設(shè)施 10% 基站、數(shù)據(jù)中心、光纖設(shè)備
價(jià)格區(qū)間
消費(fèi)級(jí):0.1~0.5美元/顆(如USB接口用貼片電感)
工業(yè)級(jí):0.5~2美元/顆(高耐壓、寬溫度范圍型號(hào))
車規(guī)級(jí):2~10美元/顆(AEC-Q200認(rèn)證,如TDK ACT45系列)
代理業(yè)務(wù)
新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)(SiC模塊配套共模電感)
數(shù)據(jù)中心高速光模塊(100G/400G以太網(wǎng)電感)
市場需求量預(yù)測
新能源汽車:2025年車用共模電感需求超2億顆
5G基站:單基站需20-30顆高頻電感,全球年需求超5億
產(chǎn)品功能
PRODUCT FEATURES
共模電感的功能
1、抑制共模噪聲
共模噪聲:指電路中兩根導(dǎo)線(如電源線、信號(hào)線)對(duì)地(或參考平面)同時(shí)存在的同方向、同幅度的干擾信號(hào)。
工作原理:共模電感對(duì)共模電流呈現(xiàn)高阻抗,通過磁芯的磁場耦合抵消共模噪聲能量,將其反射回源頭或轉(zhuǎn)化為熱量消耗。
2、提供高頻阻抗路徑
在共模噪聲的頻率范圍內(nèi)(通常為幾十kHz至數(shù)百M(fèi)Hz),電感的高阻抗特性可阻斷噪聲傳播路徑,防止其通過電纜或電路輻射出去。
3、隔離干擾
防止外部干擾(如電網(wǎng)浪涌、射頻干擾)通過電源線或信號(hào)線進(jìn)入系統(tǒng),同時(shí)抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪聲向外輻射。
4、保持差模信號(hào)完整性
對(duì)差模信號(hào)(有用信號(hào))的阻抗極低,幾乎不影響其傳輸特性。
差分信號(hào)/單線信號(hào)
差分信號(hào)/共模信號(hào)
差分傳輸是一種信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法,差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的振幅相同,相位相反。在這兩根線上的傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。信號(hào)接收端比較這兩個(gè)電壓的差值來判斷發(fā)送端發(fā)送的邏輯狀態(tài)。在電路板上,差分走線必須是等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的兩根線。
共模信號(hào)是作用在差分放大器或儀表放大器同相、反相輸入端的相同信號(hào)。例如,平衡線對(duì)中引入到兩個(gè)平衡端的噪聲電壓。另外一個(gè)例子是加在平衡線上的直流電壓(例如:由于信號(hào)源與接收器之間的地電位差而產(chǎn)生的直流電平)。
任何兩個(gè)信號(hào)都可以分解為共模信號(hào)和差模信號(hào)。共模信號(hào)是作用在差分放大器或儀表放大器兩個(gè)輸入端的相同信號(hào),通常是由于線路傳導(dǎo)和空間磁場干擾產(chǎn)生的,是不希望出現(xiàn)的信號(hào),差模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)的相位相差180度。如果共模信號(hào)被放大很多,會(huì)影響到真正需要放大的差模信號(hào)。
差模信號(hào)是電路的核心功能載體,需通過濾波保留其完整性;
共模信號(hào)是EMI的主要源頭,需通過隔離、屏蔽和濾波徹底抑制;
協(xié)同設(shè)計(jì):結(jié)合差模與共模抑制措施(如π型濾波器),并優(yōu)化PCB布局與接地,是實(shí)現(xiàn)高可靠EMC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
選型參數(shù)
速率差異與應(yīng)用場景
APPLICATION SCENARIO
(1) 10/100Mbps PHY
應(yīng)用場景:
工業(yè)控制:PLC、傳感器網(wǎng)絡(luò)(如Modbus TCP)
智能家居:智能插座、低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如Zigbee網(wǎng)關(guān))
車載診斷:OBD-II接口(100BASE-T1)
(2) 1Gbps PHY
應(yīng)用場景:
消費(fèi)電子:4K電視、NAS存儲(chǔ)
工業(yè)相機(jī):機(jī)器視覺(實(shí)時(shí)圖像傳輸)
企業(yè)網(wǎng)絡(luò):千兆交換機(jī)、路由器
(3) 2.5G/5G PHY(Multi-Gigabit)
應(yīng)用場景:
工業(yè)控制:PLC、傳感器網(wǎng)絡(luò)(如Modbus TCP)
智能家居:智能插座、低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如Zigbee網(wǎng)關(guān))
車載診斷:OBD-II接口(100BASE-T1)
(4) 10G/25G PHY
應(yīng)用場景:
數(shù)據(jù)中心:服務(wù)器互聯(lián)(SFP+/QSFP28)
5G基站:前傳網(wǎng)絡(luò)(eCPRI over 25G)
超高清視頻制作:8K視頻實(shí)時(shí)傳輸
(5) 40G/100G及以上 PHY
應(yīng)用場景:
AI/超算集群:GPU/TPU互聯(lián)(InfiniBand替代)
核心骨干網(wǎng):城域網(wǎng)/跨數(shù)據(jù)中心互聯(lián)
光通信:CPRI/OBSAI光纖前傳
共模電感的應(yīng)用領(lǐng)域
GROWTH DRIVERS
差分信號(hào)通信系統(tǒng)
差分信號(hào)傳輸依賴兩條相位相反的導(dǎo)線,共模電感可有效抑制共模噪聲,提升信號(hào)完整性:
以太網(wǎng)(Ethernet)
千兆以太網(wǎng)(如1000BASE-T)的差分線對(duì)(如RJ45接口)中,共模電感濾除高頻共模噪聲,確保高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
USB(Universal Serial Bus)
USB 2.0/3.0的D+/D-差分對(duì)使用共模電感,抑制由電源或外部環(huán)境引入的共模干擾,防止數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。
HDMI/DisplayPort
高速視頻接口的差分信號(hào)線(如TMDS通道)中,共模電感減少高頻輻射干擾,提升電磁兼容性(EMC)。
LVDS(低壓差分信號(hào))
顯示屏接口(如LCD、OLED驅(qū)動(dòng)電路)中,共模電感抑制顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片與主板間的共模噪聲。
工業(yè)與車載通信
工業(yè)及車載環(huán)境電磁干擾(EMI)復(fù)雜,共模電感用于保護(hù)通信總線:
CAN總線(Controller Area Network)
車載CAN總線中,共模電感濾除引擎點(diǎn)火、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等產(chǎn)生的共模噪聲,確保關(guān)鍵控制信號(hào)的可靠性。
工業(yè)長距離通信中,共模電感防止地電位差和共模噪聲干擾,提升抗干擾能力。
工業(yè)以太網(wǎng)(Profinet、EtherCAT)
工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中,共模電感抑制電機(jī)、變頻器等設(shè)備的高頻噪聲對(duì)通信的影響。
無線通信模塊
無線通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)純凈度要求極高,共模電感用于射頻(RF)電路:
天線饋線和射頻電路中,共模電感抑制共模干擾,減少信號(hào)失真和誤碼率。
蜂窩通信(4G/5G模塊)
基站和移動(dòng)設(shè)備的天線電路中,共模電感減少高頻噪聲對(duì)射頻信號(hào)的干擾。
電源與信號(hào)混合系統(tǒng)
在電源與信號(hào)共存的系統(tǒng)中,共模電感隔離噪聲路徑:
PoE(Power over Ethernet)
以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中,共模電感同時(shí)濾除電源和數(shù)據(jù)的共模噪聲,避免相互干擾。
開關(guān)電源的輸入/輸出端,共模電感抑制高頻開關(guān)噪聲通過電源線耦合到通信線路。
高速數(shù)字信號(hào)易受共模噪聲影響,共模電感用于關(guān)鍵信號(hào)線:
PCIe(高速串行總線)
PCIe接口的差分信號(hào)線中,共模電感降低高速切換引起的共模輻射。
DDR內(nèi)存接口
內(nèi)存數(shù)據(jù)總線上,共模電感抑制高頻噪聲,提升時(shí)序穩(wěn)定性。
審核編輯 黃宇
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共模電感
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