在CAN節點的設計中
，我們通常為了總線的通訊更為可靠，為CANjiekouzengjiagezhongqijian，danshijibingfeisuoyouyingyongdouxuyao，guoduofanghubujinzengjiachengben，erqieqijiandejishengcanshubiranyingxiangxinhaozhiliang。benwenjiangjiandanjieshaogongmodianganyongyuzongxiandezuoyong。

 

我們在實際應用中看到許多CAN產(chan)品(pin)會(hui)使(shi)用(yong)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)


，但(dan)在(zai)常(chang)規(gui)測(ce)試(shi)中(zhong)卻(que)看(kan)不(bu)到(dao)它(ta)對(dui)哪(na)一(yi)項(xiang)指(zhi)標(biao)有(you)明(ming)顯(xian)改(gai)善(shan)，反(fan)而(er)影(ying)響(xiang)波(bo)形(xing)質(zhi)量(liang)。許(xu)多(duo)工(gong)程(cheng)師(shi)為(wei)了(le)以(yi)防(fang)萬(wan)一(yi)，確(que)保(bao)可(ke)靠(kao)

，會(hui)對(dui)CAN增加全麵外圍電路。CAN芯片已經有很好的抗靜電，瞬態電壓能力
，有些收發器本身也有很好的EMC性能，我們在應用中可根據設計要求逐個增加防護、濾波等外圍。對於CAN總線要不要加共模電感，我們主要從電磁兼容方麵考慮。

 

1、共模電感

 

先介紹共模幹擾，圖 1
、圖 2分別給出了差模和共模幹擾及其傳輸路徑。圖中的驅動器及接收器為差分信號傳輸，類似CAN總線。差模幹擾產生於兩條傳輸線之間，共模幹擾則在兩條線中同時產生
，其電勢是以地為參考。

 

 

圖 1  差模幹擾及傳輸路徑

 

圖 2  共模幹擾及傳輸路徑

 

共模電感是在一個磁環的上下兩個半環上
，分別繞製相同匝數但繞向相反的線圈。共gong模mo幹gan擾rao是shi相xiang同tong的de
，所suo以yi在zai磁ci環huan中zhong形xing成cheng的de磁ci力li線xian相xiang互hu疊die加jia，電dian感gan阻zu抗kang大da從cong而er起qi到dao衰shuai減jian幹gan擾rao的de作zuo用yong。對dui於yu差cha模mo信xin號hao在zai磁ci環huan中zhong形xing成cheng的de磁ci力li線xian是shi相xiang互hu抵di消xiao的de，並bing沒mei有you抑yi製zhi作zuo用yong
，僅jin有you線xian圈quan電dian阻zu及ji很hen小xiao的de漏lou感gan對dui差cha模mo信xin號hao有you略lve微wei影ying響xiang。共gong模mo電dian感gan本ben質zhi上shang是shi一yi個ge雙shuang向xiang濾lv波bo器qi，一yi方fang麵mian濾lv除chu信xin號hao線xian上shang的de共gong模mo信xin號hao幹gan擾rao，另ling一yi方fang麵mian抑yi製zhi信xin號hao線xian本ben身shen不bu向xiang外wai發fa出chu電dian磁ci幹gan擾rao。圖tu 2中的幹擾信號則能很好地被共模電感抑製，而差分信號則幾乎無影響。

 

 

CAN收發器內部CANH、CANL分別為開源，開漏輸出形式，驅動電路如圖 3所示。這種方式可以使總線輕鬆實現顯性電平的驅動，而隱性電平則通過終端電阻放電來實現。

 

 

圖 3  CAN收發器驅動電路

 

總線固有的差分傳輸形式使得CAN對於共模幹擾有很好的抑製能力，如圖 4所示，通過CANH、CANL相減可很好地消除來自外部的共模幹擾，但CANH、CANL並非理想對稱，快速上升的跳變沿，這些均會帶來EMC問題。我們通過示波器看總線波形很完美，測試靜電

，EFT，浪湧，傳導騷擾抗擾均無異常。但測試傳導發射，則不能滿足限值要求，看起來很正常的總線實際卻向外在發送傳導幹擾。

 

圖 4  CAN傳輸波形

 

 

對於CAN接口的EMC問題
，除了選用更好性能，符號要求的CAN收發芯片，另一種簡單的方法就是對CAN接口增加外圍，共模電感是一種很好的選擇。在現有汽車電子CISPR 25標準中
，對傳導騷擾限值有很嚴格要求。許多CAN收發器均會超過限值。如圖 5分別為按照車規限製測試增加和不加共模電感的CAN接口傳導騷擾，共模電感值為51μH，可以看到在各個頻段下對噪聲改善較為明顯
，測試結果仍有很大裕量。

 

 

圖 5  傳導騷擾測試

 

共模電感對降低傳導騷擾有明顯作用
，可幫助我們快速通過測試要求

，滿足現有汽車用要求，但總線增加共模電感也會帶來兩個問題：xiezhenheshuntaidianya。gongmodianganbukebimiandihuiyoujishengdiangan
，zhiliudianzu，kaolvzongxianjiedianshu，tongxinjulidengyinsu，huiyinqixiezhen
，yingxiangzongxianxinhaozhiliang，rutu 6

，lvseboxingweizengjiagongmodiangandezongxianboxing，xinhaoxiajiangyanyiyoumingxiandexiezhen。lingwai
，gongmodianganganliangjiaoda，qiezhijiejiezaishoufaqijiekou
，shijiyingyongzhongchuxianduanlu，rechabadengzhuangtaihuishigongmodianganliangduanchanshengshuntaigaoya，yanzhongshihuizhijiesunhuaishoufaqi。

 

 

圖 6  增加共模電感的CAN波形

 

 

 

 

共模電感用於總線的優缺點較為明顯，它可以濾除信號線的共模電磁幹擾

，衰減差分信號高頻部分
，抑製CAN接jie口kou自zi身shen向xiang外wai發fa出chu的de電dian磁ci幹gan擾rao，在zai傳chuan導dao騷sao擾rao方fang麵mian有you很hen好hao地di改gai善shan作zuo用yong
，但dan應ying用yong仍reng要yao考kao慮lv其qi帶dai來lai的de諧xie振zhen與yu瞬shun態tai電dian壓ya，這zhe些xie在zai長chang距ju離li，多duo節jie點dian通tong訊xun中zhong對dui總zong線xian信xin號hao質zhi量liang是shi不bu利li的de
，對dui於yu一yi般ban工gong業ye應ying用yong對dui傳chuan導dao發fa射she並bing無wu嚴yan格ge要yao求qiu，因yin此ci可ke不bu增zeng加jia共gong模mo電dian感gan。

ZLG致遠電子基於多年的總線防護設計積累推出了高防護等級隔離模塊——CTM1051(A)HP係列。該係列符合國際ISO11898-2標準
，靜電防護等級可達接觸±8kV，空氣放電±15kV

，浪湧防護可達±4kV隔離CAN解決方案，具體如下圖7所示
，能夠適用於各種惡劣的工業現場環境。應用簡便，即插即用
，應用原理圖如下圖8所示。

 

 

圖7  CTM1051(A)HP的EMC性能

 

圖8  應用原理圖