共模电感在总线中的作用开关电源详细讲解反复探究其关键功能

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。过分防范不仅会增加成本，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。尽管CAN芯片本身具备良好的抗静电和瞬态电压能力，有些收发器甚至内置了优越的EMC性能，我们却根据设计要求逐步添加防护和滤波等外围设备。

对于是否需要在CAN总线上加入共模电感，我们主要从电磁兼容性的角度考虑。在理解差模和共模干扰及其传输路径之后，我们可以更好地评估其作用。图1、图2分别展示了差模干扰与传输路径以及共模干扰与传输路径。虽然差模式产生于两条传输线之间，而共模式则同时产生于两条线上，并以地为参考点，但它们之间存在着区别。

图1：差模式干扰及传输路径

图2：共同模式干扰及传输路径

我们了解到，共模电感是通过一个磁环上的两个半环，每个半环绕制相同数量但方向相反的同轴线圈来实现，这种结构能够有效抑制同向且相同频率范围内的双向辐射，同时也能减少来自环境中的辐射进入系统。此外，它还具有抑制信号自身辐射至环境的一面功效，使得周围环境中的噪声不会引起内部信号发生变化。

然而，当我们深入分析时，也发现这类增益带来了新的问题，如谐振现象和瞬态高压问题。当加装这种类型的滤波器时，它可能会导致超出预期范围内的一些寄生参数，从而引起谐振或其他形式的问题。而当它直接连接到开关端口时，即便是短时间断开连接，它仍然可能造成高压脉冲，从而损坏整个系统或部分组件。

最后，由于长距离通讯网络对于这些问题更加敏感，因此我们必须权衡利弊并采取适当措施，以确保我们的系统既安全又高效。在ZLG致远电子公司开发了一系列符合国际标准ISO11898-2、具有极佳防护性能、高速隔离解决方案——CTM1051(A)HP系列，该系列能够满足最严格工业现场环境下的需求，并提供简单易用的应用方式，如下所示：

图7: CTM1051(A)HP序列EMC性能