在世纪电源网综合电源技术社区中共模电感的作用被反复强调它们是总线系统中的重要组成部分
在CAN节点的设计中,我们通常为了总线的通讯更为可靠,为CAN接口增加各种器件,但实际并非所有应用都需要,过多防护不仅增加成本,而且器件的寄生参数必然影响信号质量。本文将简单介绍共模电感用于总线的作用。
我们在实际应用中看到许多CAN产品会使用共模电感,但在常规测试中却看不到它对哪一项指标有明显改善,反而影响波形质量。许多工程师为了以防万一,确保可靠,会对CAN增加全面外围电路。CAN芯片已经有很好的抗静电、瞬态电压能力,有些收发器本身也有很好的EMC性能,我们在应用中可根据设计要求逐个增加防护、滤波等外围。对于CAN总线要不要加共模电感,我们主要从电磁兼容方面考虑。
共模干扰
先介绍共模干扰图1、图2分别给出了差模和共模干扰及其传输路径。图中的驱动器及接收器为差分信号传输,类似CAN总线。差模干扰产生于两条传输线之间,而共模干扰则是在两条线中同时产生,其相对于地面的参考点不同。
CAN特性
可以通过示波器看待总线波形很完美,但是测试静電、EFT(脉冲响应试验)、浪涌和傳導骚扰抗擾均无异常。但是测试傳導發射則不能滿足限值要求,看起来很正常的總線實際卻向外發送傳導騷擾。
为什么要加共模電感?
對於CAN接口的EMC問題,可以選擇更好性能符合標準要求的收發芯片,或簡單地對接口進行外圍配置,即使是添加一個或兩個小型元件,比如說是一個51微Henry的小型電感,這種方法也能有效提高產品通過測試概率並滿足現有的汽車電子標準,如圖5所示,在各頻段下噪聲改善較為顯著,並且測試結果仍有充裕裕度。
缺點與總結
然而,加上這樣的小型電感會帶來幾個問題:諧振和瞬態高壓。如果我們將這種設計應用到長距離、高節點數量的情況下,那麼就會引起諧振影響信號質量。此外,這種設計也可能因為熱插拔或短路造成瞬態高壓損壞設備。因此,不同情境下是否應該使用這種技術取決於具體情況以及產品需求。在某些情況下,如果產品不需要嚴格遵守相關標準,就不需要額外設置保護措施。而如果產品需要遵循嚴格標準,就不得不考慮如何平衡成本與效能,以確保其通過必要測試。此時,一些專家建議使用特殊設計之間隔離子件,以達到最佳效果,而不是依賴單純的一組固定的元件。