共模电感在逆变电源总线中的反复作用简介
在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为CAN接口添加各种保护措施。然而，这并非所有应用都需要，过度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，却难以明显看到其改善效果。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，让我们来了解一下共模干扰及其传输路径。在图1和图2中，可以看到差模和共模干扰以及它们的传输路径。这些驱动器及接收器都是差分信号传输，类似于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上同时产生，并且以地为参考点。
图1：差模干扰及传输路径
图2：共模干扰及传输路径
共模电感是一种特殊设计，它由一个磁环中的两个半环组成，每个半环绕制相同匝数但方向相反的线圈。当磁环内形成同向磁力时，即能够起到衰减这类共同介质上的噪声效应。此外，它也能抑制信号自身不向外发出额外的EMC问题。而对于差分信号，在磁环内形成的是相互抵消的情况，因此无需特别处理。
接下来，让我们分析一下CAN总线特性的驱动方式。在图3所示的是标准开源开漏输出形式。这一方法使得可以轻松实现显性电平驱动，同时隐性电平通过终端阻值放出，从而实现数据发送与接受功能。
图3：CAN收发器内部工作原理
由于其固有的差分传输方式，通常情况下，系统内部就能很好地抵御来自环境或其他设备可能产生的高频噪声。但即便如此，对于一些敏感环境或严格要求，如汽车电子领域中的CISPR25标准，那么加入适当数量的共通模式滤波元件是必要且有效的手段之一，如前述提到的CTM1051(A)HP系列产品，其符合国际ISO11898-2标准，并提供了高级别隔离功能，以满足工业现场环境下的需求。
最后，由于谐振现象可能引入新的问题，以及瞬态压力的潜在风险，这些都需要考虑到具体应用场景和系统结构，以确保最佳解决方案。如果不是必须遵守严格标准，就可能选择更简单直接、成本低廉但仍然有效的一般工业用途配置，不加任何额外保护措施，只依赖基本硬件支持即可满足日常操作需求。这就是为什么很多工程师并不推荐使用这种技术手段，而是倾向于选择更简单、易管理、高效稳定的解法来应对实际挑战。
