共模电感在总线上的作用再次阐述于电源论坛中反复强调其重要性
在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为接口增加各种保护措施，但并非所有应用都需要这些额外的防护。过度防护不仅会增加成本，还可能影响信号质量。本文将详细探讨共模电感在总线中的作用及其对信号质量的影响。
实际上，在许多CAN产品中，共模电感被广泛使用，但在常规测试中，却难以观察到它对任何特定指标有显著改进。这促使工程师们为了万无一失地确保可靠性，不得不对CAN接口添加全面外围电路。然而，尽管CAN芯片本身具有良好的抗静电和瞬态电压能力，以及较好的EMC性能，我们依然根据设计要求逐个增加防护、滤波等外围设备。
对于是否需要在CAN总线上安装共模电感，我们主要从EMC角度出发。在磁环结构中的两个半环分别绕制相同数量但方向相反的线圈，这种结构能够有效抑制共模干扰，同时几乎不会影响差分信号。这种双向滤波器既能减少信号线上的共模干扰，又能避免总线自身产生的传导干扰。
了解了这个原理后，让我们来看一下图3所示的收发器驱动电路，它通过开源和开漏输出来实现显性和隐性的驱动方式，从而轻松实现差分传输形式。但即便如此，这种差分传输形式也不能完全抵御来自外部环境中的快速变化，如跳变沿等问题，这些都是导致EMC问题的一些因素。
虽然我们的测试结果显示了完美无瑕的波形，并且满足了静电、EFT、浪涌以及传导骚扰方面的测试要求，但当进行传导发射测试时却未能达到限值。这表明，即使看起来正常的情形下，实际上仍然存在向外发送干扰的问题。
那么为什么要加装共模電感？除了选择更高性能符合标准要求的收发芯片之外，加装共模電感也是一个简单有效的手段。在现有的汽车电子CISPR25标准中，对于传导骚扰限值有严格要求，因此许多基于车规限制条件下的测试结果显示，无论是加装还是不加装共模電感的情况下，都无法完全满足这些限值。例如，图5展示了按照车规限制条件进行测试后的结果，其中加入51μH 的共模電感可以看到各频段噪声改善明显，有很大的裕量空间。
然而，加装共模電感也带来了两个问题：谐振和瞬态高压。当考虑到节点数、通信距离及寄生参数时，将引起谐振并影响总线信号质量，如图6所示。而且，由于其大型体积直接连接于收发器接口，一旦发生热插拔或短路情况，就可能造成瞬态高压甚至损坏收发器。
最后，我们可以得出结论：虽然共模電感用于总线上的优缺点较为明确，它能够有效抑制信号流通道内出现的一系列危险现象；但是，其同时也带来了若干不足，比如可能引起系统间谐振，使系统响应时间延长，以及可能产生瞬态高压故障。此类状况尤其是在长距离多节点通讯网络环境下，对整个系统性能构成负面影响。此情此景，对于一般工业应用来说，如果没有严格要求就可不采用这一技术，以简化系统配置降低成本。不过对于那些极端恶劣环境或者特殊需求（比如远程控制）的应用场景，则应当考虑采取适当措施以保证稳定运行。在这方面，可参考ZLG致远电子推出的CTM1051(A)HP系列隔离MODULE，该产品提供强大的静电与浪涌保护功能，并且兼容国际ISO11898-2标准，为各种恶劣工业现场提供解决方案。
