导语：在CAN节点的设计中，我们通常为了确保总线通信的可靠性，会为CAN接口增加各种器件，但并非所有应用都需要这样做。过多防护不仅增加成本，还可能影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何通过减少共模干扰来提高总线性能。
在实际应用中，我们常见到许多CAN产品使用了共模电感，但在标准测试中却未能明显改善任何指标，反而可能对波形质量产生负面影响。出于安全考虑，工程师们往往会对CAN接口进行全面外围保护。尽管如此，很多产品仍然能够满足设计要求，而不是因为它们拥有完美的EMC性能，而是因为我们逐一添加了防护和滤波措施。
共模电感
首先，让我们了解一下共模干扰及其传输路径。在图1和图2中，可以看到差模式和共模式之间的区别。当两条传输线受到相同方向的干扰时，这种干扰被称为共模式。此时，上下半环上绕制相同匝数但方向相反的两个线圈共同作用，以磁环中的磁力线相互叠加，从而衰减这类干扰。而对于差模式信号，由于磁力线抵消，因此没有抑制效果，只有小量寄生参数对信号有微弱影响。
CAN总线特性
我们的收发器内部实现了开源、开漏输出形式，如图3所示。这使得驱动操作更加简单，同时隐性电平通过终端电阻放电完成。这一差分传输方式本身就具有较好的抗共模能力，如图4所示。但即便如此，对于快速变化或非理想对称的情况，这些都可能引起EMC问题。
为什么要加共模电感？
除了选择高性能符合规范的CAN芯片之外，加装外围设备尤其是合适大小值（51μH）的共模电感是一个简便且有效的手段，如图5所示。在严格汽车电子标准如CISPR25下的限值要求下，大多数现有的收发器都会超标。然而，与此同时，我们也必须注意谐振和瞬态压力的潜在风险，如绿色波形表示，在加入了共模后出现明显谐振现象，并且大容量寄生参数还可能导致短路或瞬态高压损坏芯片。
综上所述，虽然存在一些缺点，但合理设计和应用策略可以最大程度地利用其优点，即降低传导骚扰，同时保证系统稳定运行。如果针对工业环境，不必过度担心，则可以省去额外安装这一设备。但若需满足更严格标准，则需要仔细权衡利弊，最终决定是否采用这种技术解决方案。
