共模电感在总线上的作用开关电源的双重奏鸣
在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为CAN接口添加各种保护设备。然而，这并非所有应用都需要，过分防护不仅增加了成本，还会影响信号质量。本文将探讨共模电感在总线中的作用及其对开关电源的影响。
我们观察到许多实际应用中使用了共模电感，但在常规测试中却看不到它对哪一项指标有显著改善，只是可能会影响波形质量。工程师们通常为了预防万一，确保可靠性，将CAN接口配备全面外围电路。尽管CAN芯片自身具备良好的抗静电和瞬态电压能力，以及EMC性能，我们仍然根据设计要求逐个增加防护和滤波措施。在考虑总线是否需要加共模电感时，我们主要从EMC角度出发。
首先，让我们介绍一下共模干扰及其传输路径。在图1和图2中展示了差模和共模干扰及其传输路径。两条传输线之间产生差模干扰，而同时间点产生于两条线上的共同磁场形成的共模干扰，其参考点是地面。
然后，我们来看看如何通过共模电感进行抑制。这是一个双向滤波器，它既能有效地减少信号线上出现的共模信号干扰，也能够抑制该信号本身对外部环境造成的潜在噪声。而对于差分信号，由于其磁力线相互抵消，没有被抑制效果，如图2所示。
接着，我们将探讨CAN总线特性。在这种设计下，通过内部开源、开漏输出形式驱动，可以轻松实现显性電平的驱动，并通过终端電阻放電实现隐性電平，如图3所示。此外，由于其固有的差分传输方式，使得对于来自外部来源的一些高频噪声有很好的抗拒能力，如图4所示。但即使如此，在没有任何额外保护的情况下，对于某些严格要求下的测试标准（如车辆电子标准），这些设备可能无法满足限值要求，从而引入新的问题。
最后，我们要明确为什么要采用共模电感作为一种解决方案？除了选择更好性能符合符号要求的收发芯片之外，加装额外防护措施，比如安装一个合适大小（例如51μH）的共模 电感，是一种简单且有效的手段，以提高产品满足现行汽车电子行业标准（如CISPR25）规定中的限制条件，如图5所示。不过，这种做法也带来了两个挑战：谐振与瞬态压力的问题。当考虑到通讯距离、节点数量等因素时，可能导致系统性的问题，如绿色波形显示出的谐振情况；同时，如果由于短路或热插拔等原因导致瞬态高压，那么这直接威胁到收发器安全甚至损坏它们。
综上所述，加装合适大小和类型的通用型或专用型单元组件以优化网络管理效率及数据交换过程可以提供更加稳定可靠、高效流畅运行操作系统至今依然是关键技术创新领域之一。ZLG致远电子公司基于多年的经验积累推出了CTM1051(A)HP系列隔离卡片，该系列符合国际ISO11898-2标准，为工业现场提供了一套强大的隔离解决方案，同时简化了配置过程，无需复杂设置即可使用。此卡片利用精密制造技术实现最高级别兼容性的隔离功能，并具有超越市场竞争者的耐久寿命保证，为用户提供最全面的兼容支持。此类产品不仅用于恶劣环境，而且广泛应用于多种场景，以便满足不同客户需求。
