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设备，但并非所有应用都需要这样的防护措施。过多的防护不仅会增加成本，还会影响信号质量。本文将详细探讨共模电感在总线中的作用及其重要性。
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，却难以发现其对任何指标有显著改善，而反而可能影响波形质量。工程师们出于预防万一，确保可靠性的考虑，对CAN接口进行全面外围电路设计。尽管CAN芯片本身已经具备良好的抗静电和瞬态电压能力，并且有些收发器具有优秀的EMC性能，但我们依然根据具体需求逐一添加防护、滤波等外围设备。在考虑CAN总线是否需要加装共模电感时，我们主要从EMC角度出发。
首先，让我们介绍一下共模干扰及其传输路径。在图1和图2中分别展示了差模式和共模式干扰以及它们的传输路径。这些驱动器及接收器采用差分信号传输，类似于CAN总线上的工作方式。差模式干扰产生于两条传输线之间，而共模式干扰则同时产生，在两条线上同时出现，其参考点是地面。
接着，我们来看一下如何通过磁环中的双向滤波来抑制这类干扰。在一个磁环内，上下两个半环分别绕制相同数量但方向相反的同轴线圈。这就形成了一种双向滤波，使得磁力线相互叠加，从而起到了衰减干扰效果。而对于差分信号，它们在磁环内部形成的磁力线是相互抵消，没有抑制作用，只有很小量的小漏感与较大的直流阻抗略微影响差分信号。此外，这个双向滤波器既可以有效地去除信号上的共模干扰，又能够抑制自身不发出额外的电子污染。此刻，如果你打开示波器，你或许能看到这个美丽无瑕的地平；然而，当你试图通过更多严格标准测试，比如静电、EFT（快速冲击）、浪涌、导体骚扰等时，即使一切看起来完美无瑕，那些潜藏着的问题仍旧无法逃脱我们的眼睛。
最后，让我们谈谈为什么要加入这样一个简单但高效的手段——即使用一个共模电感作为一种简单有效解决方案来处理这种问题。在现有的汽车电子标准CISPR25规定了非常严格关于导体骚扰限值，而很多现有的产品都无法满足这些要求。但是，当我们安装一个51μH大小的合适型数值之下的共同触媒，每个频率带宽范围内都会表现出明显改进的情况，如同图5所示，这表明它帮助了我们的产品能够更好地通过那些测试，以此满足当前汽车行业用途要求。不过，同时也必须认识到，在安装共同触媒之后，还有一些问题需要关注：谐振和瞬态压力。一方面，由于寄生参数导致一些不可避免的情景发生，不当配置可能引起谐振，降低通讯品质；另一方面，由于共同触媒容量大且直接连接至收发机端口，无论是在热插拔或短路状态下，都可能导致瞬间高压损坏机件，如同绿色曲折所描绘的一般情况。
因此，可以说，虽然共同触媒提供了一种有效方法来减少噪声并提高系统稳定性，同时也是实现更好的EMC性能的一种手段，但其缺点也不能忽视，因此选择是否使用它还需基于实际环境进行评估。如果你的应用场合不是特别苛刻，而且只涉及普通工业环境，那么并不一定需要采取这一步骤，因为它可能不会给你的系统带来太多额外优势。但如果你处境特殊，或许要承受极端条件，那么这是必要且有益的事情做出的投资决策之一。当所有因素被权衡后，你最终决定怎么做，将完全基于自己对安全与效率之间权衡结果后的最佳判断。
