共模扼流圈的另外一個意外結果就是總線上增高的大瞬態(tài)電壓風險。諸如到電源、電池電壓或系統(tǒng)接地的短接等故障情況會導致共模電流的突然變化。這會在短路連接/斷開,以及CAN驅動在顯性和隱性狀態(tài)之間變換時出現。當流經扼流圈電感的電流快速變化時,會在驅動器IC的CAN端子上產生一個較大的電壓電位。在某些情況下,這個電壓有可能超過CAN器件的瞬態(tài)過壓處理能力,并且會導致損壞。
為了在避免與共模扼流圈有關的不利影響的同時減少放射,可使用一個替代解決方案:減少CAN驅動器的共模噪聲輸出。這看起來似乎簡單而又直接,但是這需要半導體廠商進行仔細而又認真的設計。隱性和顯性狀態(tài)期間的CANH和CANL電壓電平需要受到嚴格控制,以確保CAN總線波形盡可能地保持平衡。
此外,當CANH和CANL線路在顯性和隱性狀態(tài)之間變換時,它們之間的變換時間和定時偏移需要良好匹配,以限制出現在高頻頻帶內的共模噪聲。
針對TI TCAN1042-Q1 CAN收發(fā)器的瞬態(tài)波形如圖6中所示。圖7中給出的是相應的放射曲線圖。
圖6:CANH/CANL輸出和共模噪聲
圖7:一個汽車故障保護CAN收發(fā)器的傳導放射
TCAN1042-Q1的良好匹配輸出級使得輸出共模噪聲極低。這使得在不使用扼流圈等外部共模濾波組件的情況下,放射性能符合OEM的要求。
結論
雖然共模扼流圈作為一種緩解CAN總線EMC問題的方法,目前廣泛應用于汽車行業(yè),全新的高性能收發(fā)器正在使共模扼流圈變得可有可無。不使用共模扼流圈,可以在避免電路諧振和電感電壓尖峰等問題的同時,使CAN總線的實現方式變得更小、成本更低。