共模电感在总线上的作用开关电源基本工作原理框图的反复探索

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信号质量的影响。

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，却难以发现其明显改善效果。因此，一些工程师为了确保可靠性，将对CAN接口进行全面外围电路的增设。尽管CAN芯片已经具备良好的抗静电和瞬态电压能力，而且有些收发器本身也有较好的EMC性能，我们仍需根据设计要求逐步增加防护、滤波等外围措施。

首先，让我们了解一下共模干扰。在差分信号传输的情况下，如图1和图2所示，差模干扰产生于两条传输线之间，而共模干扰则同时产生于两条线上，其参考点是地面。为了抑制这些干扰，我们可以使用共模电感，它们通过磁环上的两个半环分别绕定相同匝数但方向相反的线圈，从而形成一个双向滤波器，以减少总线上共模信号的影响，同时也减少总线自身对外部环境造成的传导骚扰。

其次，让我们分析一下CAN总线特性的差分传输形式。这一特性使得它对于共同模式（common mode）噪声有很好的抵抗能力，如图4所示。但即便如此，对于快速上升沿和跳变，这种差分传输仍然可能引起EMC问题。此外，即使波形看起来完美，也可能存在无法满足限值要求的情形，尤其是在进行高频介质注入耦合（HMI）测试时。

再者，我们来探讨为什么要使用共模电感。在现有的汽车电子标准CISPR25中，对于传导骚扰有严格要求，并且很多现有的收发器都会超出这一限制，因此增加共模电感是一个简单有效的手段，如图5所示显示，在不同频段下，与未加共模电感相比，有着显著改善效果，并且还有额外裕量。