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，以提高其稳定性和抗干扰能力。
首先，让我们来回顾一下CAN节点设计中的共模电感。在图1和图2中，分别展示了差模和共模干扰及其传输路径。这些图表明，差模干扰产生于两条传输线之间，而共模干扰则同时在两条线上产生，并以地为参考点。这是因为差分信号传输器件对磁环形成的磁力线进行抵消，从而没有抑制作用。而对于共模电感，它是一种双向滤波器，可以有效抑制信号线上的共模信号干扰，同时也能够减少总线本身对外部环境的电磁污染。
接着，我们要了解到CAN收发器内部的工作原理，如图3所示。通过开源、开漏输出形式，这些驱动器可以轻松实现显性电平的驱动，同时隐性电平通过终端放大放出。这种差分传输方式使得CAN具有很好的抗共模噪声能力，如图4所示。但即便如此，在实际测试中，如果没有适当的手段控制，则可能导致EMC问题。
那么，为何我们还需要使用共模电感呢？答案在于现有的汽车电子标准CISPR25，对于传导骚扰有着非常严格的要求，如同图5所示，加装51μH的共模电感后，能够显著改善噪声水平，并且满足了车规限值。此外，加装这个简单但高效的手段也能帮助快速通过测试需求。
然而，与此同时，也存在两个潜在的问题：谐振和瞬态压力。当加装了寄生参数较大的共同增益时，就可能引起频率响应峰值，即谐振问题，如绿色波形所示。而且，由于增益较大，当发生热插拔或短路时，还可能出现瞬态高压威胁到收发器安全。
综上所述，虽然共同增益提供了一种简便有效的手段来处理总线中的EMC问题，但其带来的谐振与瞬态压力的风险不能忽视。在选择是否使用这一技术时，必须权衡其优缺点，以及根据具体应用场景调整策略。此外，更先进的解决方案如CTM1051(A)HP系列隔离单元（如图7），符合ISO11898-2标准，可提供更强大的静电防护以及浪涌保护功能（如图8）。
因此，在面对复杂工业环境时，无论是采用常规方法还是最新技术，都必须考虑到具体情况下的最佳实践，以确保通信系统不仅可靠，而且经济高效。
