共模电感在电源技术中的反复重要性简述其作用于总线系统
在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，不遗余力地添加各种保护设备。然而，实际上并非所有应用都需要这么做过多防护不仅会增加成本，而且这些外围设备的寄生参数必然会影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何作用于总线系统。
我们常见到许多CAN产品使用了共模电感，但在标准测试中却看不到它对任何一个性能指标有显著改善，反而可能会影响波形质量。许多工程师出于安全考虑，对CAN接口进行全面加强，这包括增加防护、滤波等外围电路。对于是否需要在CAN总线上安装共模电感，我们主要从EMC角度来考量。
首先，让我们了解一下共模干扰。在图1和图2中分别展示了差模式和共模式干扰以及它们的传播路径。图中的驱动器及接收器都是差分信号传输，就像CAN总线一样。差模式干扰产生于两条传输线之间，而共模式干扰则是在两条线上同时产生，并且以地为参考点。
然后是关于共模电感的介绍。在一个磁环内，上下两个半环分别绕制相同匝数但方向相反的同心圆。这意味着，在这个磁环中形成的磁力线相互叠加，从而起到衰减干扰作用。而对于差分信号，由于磁力线是相互抵消，所以没有抑制作用，只有很小的一部分由直流电阻和漏感造成的小效应对差分信号有所影响。此外，虽然这是一种双向滤波器，它既能有效地滤除信号上的共同模式噪声，又能抑制该信号本身不向外发出任何形式的电子辐射。但如同图2所示，与此同时，它也能够非常好地抑制来自其他来源的噪声，同时几乎不会对我们的高频率数据带来任何负面影响。
接着，我们要谈谈的是可以实现这种优势的一个重要因素——即基于其固有的差分传输特性的能力，使得CAN系统自然而然具有良好的抗噪特性，如同图4所示，即使在极端条件下，通过简单地取消H和L通道之间之不同，可以很容易消除来自环境或其他设备中的噪声。但尽管如此，由于H通道与L通道并不完美匹配，以及快速跳变沿，这些都会导致EMC问题。如果你观察到正常看起来但是却无法满足要求的情况，你可能需要进一步分析原因，因为即使看起来一切正常，但是实际情况可能完全不同。
最后，让我们考虑一下为什么人们选择使用这样的解决方案？除了选用更好的性能符合标准要求的接收者/发送者芯片之外，加装额外保护措施也是另一种方法，比如增添一层低成本、高效益的大型高速稳压二极管，以便最大限度降低被测对象内部元件对周围环境造成影响（例如：由于快慢速度转换引发振荡）。这样做可以帮助遵循严格限制规定的地方避免违规现象发生，而不是依赖更昂贵、复杂或者资源密集型解决方案，比如利用专门设计用于微机控制系统中的合成法拉第耦合器或谐振隔离单元；或者通过简化整体硬件结构，使得整个系统更加紧凑、易维护并且尽可能降低损坏风险。
综上所述，加装给定大小值（比方说51μH）的共模电感可以大幅提高通过汽车电子规范CISPR25测试结果，如同5.3节所示，其中显示了未添加以及添加后与车规限制比较后的数据曲线。因此，在寻求简便快速方式以达到必要目标时，有助于证明这一技术是可行且经济实用的策略之一。不过，也有一些潜在缺陷：加入这个附件也许会引入一些新的问题，比如谐振（因为它提供了一定的容量）和瞬态峰值压力（由于它直接连接到输入端），特别是在当出现热插拔操作时尤为明显；这些都必须仔细考虑，以确保最终产品符合预期功能需求，同时保持最佳性能水平，并确保无论何种操作，都不会损害组件或扩展寿命周期，保证长期可靠运行状态；当然，还应该关注工业应用领域内相关标准及推荐实践，以适应不同的行业需求情况。此类解决方案通常针对较大的产业场景开发出来，因此对于一般工业环境来说，如果没有特别严格要求，那么就没必要再加装额外保护措施。一旦遇到了具体项目需求，要根据情境采取行动，因为每个项目都是独一无二，不同客户可能拥有不同的业务目标、市场前景甚至文化背景，每个项目都存在其特殊挑战与机会，一致点只不过是一个基础框架，每一步决策都需精准评估各项因素以确定最优解才能真正实现成功！
