在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，不遗余力地为CAN接口添加各种保护措施，但实际上并非所有应用都需要这么做。过度防护不仅会增加成本，还会影响信号质量。本文将深入探讨共模电感如何应用于总线，以提高其抗干扰能力。
首先，我们来了解一下共模干扰及其对CAN总线的影响。图1和图2分别展示了差模干扰和共模干扰的产生路径。在差分信号传输的情况下，差模干扰通过两条传输线之间产生，而共模干扰则是同时作用在两条线上，且以地为参考点。
然后，我们介绍了共模电感及其工作原理。它由两个半环磁圈组成，每个半环有相同数量但相反方向的匝数。当两个半环中的磁场叠加时，可以有效减少共模信号，并抑制向外发出的电磁干所，如图2所示。而对于差分信号，其在磁圈中的磁场相互抵消，没有明显的抑制效果，只有很小的寄生参数对差分信号有一定的影响。
接着，我们详细分析了CAN总线自身特性及EMC问题。由于其内置差分传输机制，CAN对共模干扰具有良好的抑制能力，如图4所示。但即使波形完美，测试结果也可能无法满足限值要求，这表明即便没有显性的噪声，也可能存在隐性的EMC问题。
最后，我们探讨了为什么要使用共模电感，以及它如何改善EMC性能。在现有的汽车电子标准中，对于传导骚扰有严格要求，加装合适大小（如51μH）的共模电感可以显著降低噪声，如图5所示。但同时，它也可能引起谐振和瞬态高压的问题，如图6所示，这些都是需要考虑的问题。
综上所述，虽然共模电感可以有效滤除总线上的共同模式交流噪声，但其使用需权衡带来的优缺点。在一些工业应用中，对于传导发射并无严格要求，因此可不增加这种额外保护措施。而对于那些必须满足更高标准的环境，在选择与安装时应仔细考虑这些因素，以确保系统稳定性和安全性。
