在进行雷击浪涌测试时，施加在A相共模电感上的电压和电流主要表现为高幅值、短持续时间的瞬态脉冲，其具体形式取决于测试标准和施加模式（共模或差模）。A相共模电感在此测试中的响应由其连接方式和磁芯特性决定。
1. 浪涌测试的典型波形与施加方式
根据通用标准（如IEC 61000-4-5），雷击浪涌测试主要模拟两种威胁：
- 共模浪涌：浪涌电压/电流施加在每一相线（A、B、C）与保护地（PE）之间。
- 差模浪涌：浪涌电压/电流施加在相线之间（如A-B、B-C、C-A）或相线与中性线（N）之间。
对于A相共模电感，其承受的浪涌形式取决于测试模式：
| 测试模式 | 浪涌施加点（以A相为例） | 在A相共模电感上的表现形式 | 关键特征 |
|---|---|---|---|
| 共模测试 | A相对保护地（PE） | 高电压脉冲出现在A相导线与地之间。由于共模电感的所有线圈（A、B、C、N）绕向一致且耦合在同一磁芯，此脉冲会通过磁耦合尝试在其它线圈（B、C、N）上感应出电压。 | 高压、低电流（受限于电感对瞬变的高阻抗）。脉冲能量主要通过并联的Y电容或保护器件（如MOV、GDT）泄放到地。 |
| 差模测试 | A相 对 B相 或 C相 | 高电压脉冲直接加在A相和另一相之间。对于A相共模电感线圈，这相当于一个大幅值的差模电流脉冲试图流过它。 | 高电流脉冲。由于正常工作电流下磁通抵消，共模电感对差模信号的初始电感量很小，但大电流可能导致磁芯瞬间饱和，电感量骤降，浪涌电流峰值很高。 |
标准浪涌波形通常为1.2/50 μs（电压波）和8/20 μs（电流波）的组合波，如下图所示：
电压波形：前沿时间1.2μs，半峰值时间 50μs。 电流波形：前沿时间 8μs，半峰值时间 20μs。2. A相共模电感在浪涌下的电气行为分析
共模电感在浪涌下的响应由其阻抗特性和磁芯饱和特性主导。
a) 对共模浪涌的响应（高阻抗限流）
当共模浪涌施加于A相对地时，由于A、B、C、N线圈绕向一致，浪涌电流在磁芯中产生同向叠加的磁通，共模电感呈现高感抗（Z = jωL）。这极大地限制了浪涌电流的上升速率和峰值。此时，A相共模电感两端的电压为浪涌发生器输出的开路电压波形（如1.2/50μs），而电流则是被电感严重衰减后的波形，幅值较低。能量主要被电感吸收并转化为磁能，或通过并联的保护电路泄放。
b) 对差模浪涌的响应（易饱和导致低阻抗）
当差模浪涌（如A-C）施加时，流经A相和C相线圈的电流方向相反。在理想平衡状态下，它们产生的磁通相互抵消，电感量很小。然而，浪涌电流幅值极大（可达数千安培），会迅速使磁芯进入饱和区。一旦饱和，磁导率μ急剧下降，导致电感量L（L∝μ）暴跌至接近空心电感的水平。此时，共模电感对差模浪涌的阻抗变得很低，几乎失去抑制作用，浪涌电流将几乎无阻碍地通过。这种情况下，A相共模电感两端的电压降很小，而电流波形接近标准的8/20μs浪涌电流波。
3. 关键影响与设计考量
- 磁芯饱和：这是共模电感在浪涌测试中最突出的问题。差模浪涌电流极易导致饱和，使电感失效。因此，用于浪涌防护的共模电感常采用高饱和磁通密度（Bsat）的材料（如金属粉芯、铁硅铝磁芯），或在设计时留有足够的磁通余量。
- 电压应力：在共模测试中，电感两端会承受高压。需要确保线圈的匝间绝缘和层间绝缘能满足测试电压要求（如4kV、6kV等），防止击穿。
- 与保护器件的配合：共模电感通常与浪涌保护器件（SPD）如压敏电阻（MOV）、气体放电管（GDT）、瞬态电压抑制二极管（TVS）等协同工作。电感起到限流和延缓浪涌上升时间的作用，为后端保护器件动作赢得时间，并降低其通流压力。典型的配合电路如下：
^ |
A_in ---[共模电感]---X------------------ A_out
|
PE
```
示意图：共模电感与对地保护器件并联，电感限制电流，保护器件钳位电压。
总结：在雷击浪涌测试中，A相共模电感上的电压电流形式取决于测试模式。共模测试时，表现为高压、受限电流，电感起主要限流作用；差模测试时，表现为大电流、低压降，电感因易饱和而可能暂时失效。其核心设计挑战在于平衡高频共模噪声抑制与抵抗大电流浪涌饱和的能力。
参考来源
- 标题CAN总线如何防雷？转载
- GB/T 3859.1标准解析：半导体变流器安全设计与工程实践指南
