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一 . 為什么需要共模電感？

1.1 CAN總線干擾主要來(lái)源于共模噪聲和差模噪聲,共模噪聲常見(jiàn)的有地環(huán)干擾和EMI（電磁干擾），它是在兩條傳輸線中同時(shí)產(chǎn)生的，電勢(shì)以地為參考

例如：在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，附近的大型電器設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾，可能通過(guò)空間耦合進(jìn)入CAN總線，形成共模噪聲 ; 差模噪聲主要是信號(hào)串?dāng)_，產(chǎn)生于兩條傳輸線之間, 比如在高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，相鄰信號(hào)線的信號(hào)可能會(huì)互相干擾，導(dǎo)致差模噪聲的產(chǎn)生

2.1 共模電感的主要作用是抑制共模噪聲，且不會(huì)影響差模信號(hào)的傳輸

當(dāng)共模電流流過(guò)共模電感時(shí)，由于其特殊的繞制方式，在磁環(huán)中形成的磁力線相互疊加，使電感呈現(xiàn)高阻抗，從而有效衰減共模噪聲；而對(duì)于差模信號(hào)，在磁環(huán)中形成的磁力線相互抵消，僅受線圈電阻及很小的漏感影響，幾乎可以無(wú)衰減地通過(guò)

 共模電感還能幫助滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)，如CISPR25/EN 61000等,在汽車(chē)電子領(lǐng)域，依據(jù)CISPR25標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)傳導(dǎo)騷擾限值有嚴(yán)格要求，許多CAN收發(fā)器在不加共模電感時(shí)會(huì)超過(guò)限值，而增加51μH的共模電感后，在各個(gè)頻段下對(duì)噪聲改善較為明顯，能順利通過(guò)測(cè)試

3.1 共模電感在CAN網(wǎng)絡(luò)中的位置

共模電感在CAN網(wǎng)絡(luò)中通?？拷瞻l(fā)器放置，并且會(huì)并聯(lián)120Ω終端電阻,靠近收發(fā)器放置，能夠更有效地對(duì)收發(fā)器接口處的共模噪聲進(jìn)行抑制，減少噪聲對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀?nbsp;并聯(lián)120Ω終端電阻，是因?yàn)镃AN總線的特征阻抗通常為120Ω，這樣做可以匹配總線特征阻抗，阻止信號(hào)反射，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量，如果阻抗不匹配，信號(hào)在傳輸?shù)浇邮斩藭r(shí)會(huì)發(fā)生反射，導(dǎo)致總線信號(hào)出現(xiàn)振鈴現(xiàn)象，影響CAN網(wǎng)絡(luò)的正常通信 

共模抑制比（CMRR）是衡量共模電感對(duì)共模信號(hào)抑制能力的重要指標(biāo)，CMRR越高，說(shuō)明共模電感對(duì)共模噪聲的抑制效果越好，能更有效地衰減共模干擾信號(hào)，提高CAN總線的抗干擾能力。寄生電容會(huì)影響共模電感的高頻性能，因?yàn)榧纳娙菰诟哳l下會(huì)呈現(xiàn)低阻抗，可能會(huì)導(dǎo)致部分高頻信號(hào)通過(guò)寄生電容泄漏，從而降低共模電感對(duì)高頻共模噪聲的抑制效果。所以在高頻應(yīng)用場(chǎng)景中，需要特別關(guān)注共模電感的寄生電容參數(shù) 

二 . 51μH vs 100μH 核心差異

2.1 感量差異

51μH屬于低感量，其高頻響應(yīng)好，能夠在較高頻率下對(duì)共模噪聲起到有效的抑制作用，適用于高頻信號(hào)傳輸?shù)膱?chǎng)景

例如：在汽車(chē)電子中的CAN FD 5Mbps高速通信中，51μH的共模電感能很好地應(yīng)對(duì)高頻尖峰干擾

100μH為高感量，低頻抑制強(qiáng)，對(duì)于低頻的共模噪聲有較好的衰減效果，更適合低頻干擾較多的環(huán)境。例 如：工業(yè)長(zhǎng)距的儲(chǔ)能消防總線中存在的50Hz工頻干擾，100μH的共模電感可以發(fā)揮其低頻抑制優(yōu)勢(shì)

2.2 寄生電容對(duì)比

51μH的寄生電容＜10pF，這種低寄生電容特性使其適合高速信號(hào)傳輸，因?yàn)樵诟咚傩盘?hào)傳輸時(shí)，低寄生電容可以減少信號(hào)的泄漏和失真，保證信號(hào)的完整性

100μH的寄生電容在15 - 20pF，相對(duì)較高的寄生電容在高頻時(shí)可能會(huì)引發(fā)諧振問(wèn)題，影響信號(hào)質(zhì)量，所以在使用100μH共模電感時(shí)需要特別注意諧振現(xiàn)象，必要時(shí)采取相應(yīng)的措施來(lái)避免諧振對(duì)信號(hào)的干擾 

2.3 直流電阻差異

51μH的直流電阻＜50mΩ，較低的直流電阻意味著在電路中產(chǎn)生的功耗較小，有利于降低系統(tǒng)的能耗，提高能源利用效率 

100μH的直流電阻在80 - 120mΩ，相對(duì)較高的直流電阻在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)需要考慮其對(duì)信號(hào)損耗的影響，因?yàn)殡娮钑?huì)導(dǎo)致信號(hào)在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生一定的衰減，可能影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量和傳輸距離

2.4 體積與成本

51μH、100μH通常采用小尺寸封裝，如4532/1812in,3225/1206封裝，較小的體積在電路板布局時(shí)占用空間小，便于設(shè)計(jì)和集成，成本相對(duì)較低，在對(duì)成本敏感的項(xiàng)目中具有一定優(yōu)勢(shì)；然而，隨著體積的越少，對(duì)于工藝和材料要求更高，成本會(huì)更高！

體積與成本成“微笑型”

三. 設(shè)計(jì)避坑與測(cè)試驗(yàn)證

3.1 高速總線慎用100μH

在5Mbps以上的高速總線中，要慎用100μH的共模電感。因?yàn)?00μH共模電感的寄生電容相對(duì)較大，在高速信號(hào)傳輸時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)上升沿出現(xiàn)較大過(guò)沖，影響信號(hào)質(zhì)量和通信穩(wěn)定性。一般要求信號(hào)上升沿允許≤20%過(guò)沖，若使用100μH共模電感導(dǎo)致過(guò)沖超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就需要重新考慮選型或采取其他措施來(lái)優(yōu)化信號(hào) 

3.2 長(zhǎng)距總線需補(bǔ)償

對(duì)于長(zhǎng)距總線使用100μH共模電感時(shí)，需搭配4.7nF電容進(jìn)行補(bǔ)償，以避免LC諧振，100μH共模電感和總線分布電容可能會(huì)形成LC諧振電路，在特定頻率下產(chǎn)生諧振，導(dǎo)致信號(hào)嚴(yán)重失真。通過(guò)搭配4.7nF電容，可以改變電路的阻抗特性，避免諧振的發(fā)生，保證長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性

3.3 熱插拔場(chǎng)景

在熱插拔場(chǎng)景中，優(yōu)先選擇51μH共模電感。因?yàn)?1μH為低感量，在熱插拔瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓相對(duì)較小，能夠減少對(duì)收發(fā)器等設(shè)備的損壞風(fēng)險(xiǎn)。而100μH共模電感感量較大，在熱插拔時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的瞬態(tài)電壓，可能會(huì)損壞設(shè)備，所以在熱插拔頻繁的場(chǎng)景中，51μH共模電感是更合適的選擇 

四 . 測(cè)試驗(yàn)證流程

4.1 示波器實(shí)測(cè)

使用示波器對(duì)差分信號(hào)眼圖進(jìn)行實(shí)測(cè)，51μH共模電感要求眼寬＞80%，100μH共模電感要求眼寬＞70%。眼圖是評(píng)估數(shù)字信號(hào)傳輸質(zhì)量的重要工具，眼寬越寬，說(shuō)明信號(hào)的噪聲容限越大，信號(hào)傳輸越可靠。通過(guò)觀察眼圖，可以直觀地了解信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性 

4.2 EMC測(cè)試

進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測(cè)試，對(duì)于CISPR 25 Class 2標(biāo)準(zhǔn)，要求傳導(dǎo)騷擾需≤- 45dBμV。傳導(dǎo)騷擾測(cè)試用于檢測(cè)設(shè)備通過(guò)電源線或信號(hào)線向外發(fā)射的電磁干擾，確保設(shè)備符合相關(guān)的EMC標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生干擾 

4.3 環(huán)境模擬

在電機(jī)干擾箱中進(jìn)行測(cè)試，100μH共模電感要求在100kHz - 10MHz頻率范圍內(nèi)衰減＞20dB。電機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的電磁干擾，通過(guò)在電機(jī)干擾箱中模擬這種干擾環(huán)境，可以測(cè)試共模電感在實(shí)際干擾環(huán)境下的性能，評(píng)估其對(duì)不同頻率干擾的抑制能力 

五. 總結(jié)對(duì)比表

附錄（可選）

51μH的共模電感可參考TDK ACT45B - 510、Murata LQW18AN510M，

音特電子型號(hào)：CML4532A-510T、CML3225A-510T

這些型號(hào)的共模電感在51μH感量下，具有良好的高頻響應(yīng)特性、低寄生電容和低直流電阻等優(yōu)點(diǎn)，適用于汽車(chē)電子、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓?chǎng)景 

100μH的共模電感可參考Coilcraft XEL1040 - 101M

音特電子型號(hào)：CML4532A-101T、CML3225A-510T

它們?cè)?00μH感量時(shí)，能有效抑制低頻干擾，并且在大尺寸封裝下，滿足長(zhǎng)距離、多節(jié)點(diǎn)通信對(duì)電感性能的要求

CAN 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

核心標(biāo)準(zhǔn)：ISO 11898-1:2024最新版（數(shù)據(jù)鏈路層與物理層）

ISO 11898-2:2016：規(guī)定高速 CAN 的電氣特性（如差分電壓、終端電阻 120Ω），適用于汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)等高帶寬場(chǎng)景

ISO 11898-4:2004：時(shí)間觸發(fā) CAN（TTCAN），用于需要精確同步的工業(yè)控制

ISO 11898-5:2007：低功耗 CAN，適用于節(jié)能場(chǎng)景（如車(chē)載休眠模式）

ISO 11519-2:1994：曾是低速 CAN（<125 kbit/s）的物理層標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已被 ISO 11898-3 替代，但部分 legacy 系統(tǒng)仍沿用

ISO 15765（ISO-TP）：定義 CAN 總線上的傳輸協(xié)議，解決 8 字節(jié)負(fù)載限制，支持長(zhǎng)報(bào)文分段傳輸

ISO 14229（UDS）：統(tǒng)一診斷服務(wù)，基于 CAN 實(shí)現(xiàn)車(chē)輛 ECU 的遠(yuǎn)程診斷（如故障碼讀取、刷寫(xiě)程序）

汽車(chē)領(lǐng)域：J1939（商用車(chē)）、ISO 11783（農(nóng)業(yè)機(jī)械）；

工業(yè)領(lǐng)域：CANopen、DeviceNet 等上層協(xié)議均基于 ISO 11898