一 . 为什么需要共模电感？

1.1 CAN总线干扰主要来源于共模噪声和差模噪声,共模噪声常见的有地环干扰和EMI（电磁干扰），它是在两条传输线中同时产生的，电势以地为参考

例如：在复杂的电磁环境中，附近的大型电器设备工作时产生的电磁干扰，可能通过空间耦合进入CAN总线，形成共模噪声 ; 差模噪声主要是信号串扰，产生于两条传输线之间, 比如在高速数据传输时，相邻信号线的信号可能会互相干扰，导致差模噪声的产生

2.1 共模电感的主要作用是抑制共模噪声，且不会影响差模信号的传输

当共模电流流过共模电感时，由于其特殊的绕制方式，在磁环中形成的磁力线相互叠加，使电感呈现高阻抗，从而有效衰减共模噪声；而对于差模信号，在磁环中形成的磁力线相互抵消，仅受线圈电阻及很小的漏感影响，几乎可以无衰减地通过

 共模电感还能帮助满足EMC标准，如CISPR25/EN 61000等,在汽车电子领域，依据CISPR25标准，对传导骚扰限值有严格要求，许多CAN收发器在不加共模电感时会超过限值，而增加51μH的共模电感后，在各个频段下对噪声改善较为明显，能顺利通过测试

3.1 共模电感在CAN网络中的位置

共模电感在CAN网络中通常靠近收发器放置，并且会并联120Ω终端电阻,靠近收发器放置，能够更有效地对收发器接口处的共模噪声进行抑制，减少噪声对信号传输的影响， 并联120Ω终端电阻，是因为CAN总线的特征阻抗通常为120Ω，这样做可以匹配总线特征阻抗，阻止信号反射，保证信号传输质量，如果阻抗不匹配，信号在传输到接收端时会发生反射，导致总线信号出现振铃现象，影响CAN网络的正常通信 

共模抑制比（CMRR）是衡量共模电感对共模信号抑制能力的重要指标，CMRR越高，说明共模电感对共模噪声的抑制效果越好，能更有效地衰减共模干扰信号，提高CAN总线的抗干扰能力。寄生电容会影响共模电感的高频性能，因为寄生电容在高频下会呈现低阻抗，可能会导致部分高频信号通过寄生电容泄漏，从而降低共模电感对高频共模噪声的抑制效果。所以在高频应用场景中，需要特别关注共模电感的寄生电容参数 

二 . 51μH vs 100μH 核心差异

2.1 感量差异

51μH属于低感量，其高频响应好，能够在较高频率下对共模噪声起到有效的抑制作用，适用于高频信号传输的场景

例如：在汽车电子中的CAN FD 5Mbps高速通信中，51μH的共模电感能很好地应对高频尖峰干扰

100μH为高感量，低频抑制强，对于低频的共模噪声有较好的衰减效果，更适合低频干扰较多的环境。例 如：工业长距的储能消防总线中存在的50Hz工频干扰，100μH的共模电感可以发挥其低频抑制优势

2.2 寄生电容对比

51μH的寄生电容＜10pF，这种低寄生电容特性使其适合高速信号传输，因为在高速信号传输时，低寄生电容可以减少信号的泄漏和失真，保证信号的完整性

100μH的寄生电容在15 - 20pF，相对较高的寄生电容在高频时可能会引发谐振问题，影响信号质量，所以在使用100μH共模电感时需要特别注意谐振现象，必要时采取相应的措施来避免谐振对信号的干扰 

2.3 直流电阻差异

51μH的直流电阻＜50mΩ，较低的直流电阻意味着在电路中产生的功耗较小，有利于降低系统的能耗，提高能源利用效率 

100μH的直流电阻在80 - 120mΩ，相对较高的直流电阻在长距离传输时需要考虑其对信号损耗的影响，因为电阻会导致信号在传输过程中产生一定的衰减，可能影响信号的传输质量和传输距离

2.4 体积与成本

51μH、100μH通常采用小尺寸封装，如4532/1812in,3225/1206封装，较小的体积在电路板布局时占用空间小，便于设计和集成，成本相对较低，在对成本敏感的项目中具有一定优势；然而，随着体积的越少，对于工艺和材料要求更高，成本会更高！

体积与成本成“微笑型”

三. 设计避坑与测试验证

3.1 高速总线慎用100μH

在5Mbps以上的高速总线中，要慎用100μH的共模电感。因为100μH共模电感的寄生电容相对较大，在高速信号传输时，可能会导致信号上升沿出现较大过冲，影响信号质量和通信稳定性。一般要求信号上升沿允许≤20%过冲，若使用100μH共模电感导致过冲超过这个标准，就需要重新考虑选型或采取其他措施来优化信号 

3.2 长距总线需补偿

对于长距总线使用100μH共模电感时，需搭配4.7nF电容进行补偿，以避免LC谐振，100μH共模电感和总线分布电容可能会形成LC谐振电路，在特定频率下产生谐振，导致信号严重失真。通过搭配4.7nF电容，可以改变电路的阻抗特性，避免谐振的发生，保证长距离信号传输的稳定性

3.3 热插拔场景

在热插拔场景中，优先选择51μH共模电感。因为51μH为低感量，在热插拔瞬间产生的瞬态电压相对较小，能够减少对收发器等设备的损坏风险。而100μH共模电感感量较大，在热插拔时会产生较大的瞬态电压，可能会损坏设备，所以在热插拔频繁的场景中，51μH共模电感是更合适的选择 

四 . 测试验证流程

4.1 示波器实测

使用示波器对差分信号眼图进行实测，51μH共模电感要求眼宽＞80%，100μH共模电感要求眼宽＞70%。眼图是评估数字信号传输质量的重要工具，眼宽越宽，说明信号的噪声容限越大，信号传输越可靠。通过观察眼图，可以直观地了解信号的质量和稳定性 

4.2 EMC测试

进行传导骚扰测试，对于CISPR 25 Class 2标准，要求传导骚扰需≤- 45dBμV。传导骚扰测试用于检测设备通过电源线或信号线向外发射的电磁干扰，确保设备符合相关的EMC标准，避免对其他设备产生干扰 

4.3 环境模拟

在电机干扰箱中进行测试，100μH共模电感要求在100kHz - 10MHz频率范围内衰减＞20dB。电机在工作时会产生复杂的电磁干扰，通过在电机干扰箱中模拟这种干扰环境，可以测试共模电感在实际干扰环境下的性能，评估其对不同频率干扰的抑制能力 

五. 总结对比表

附录（可选）

51μH的共模电感可参考TDK ACT45B - 510、Murata LQW18AN510M，

音特电子型号：CML4532A-510T、CML3225A-510T

这些型号的共模电感在51μH感量下，具有良好的高频响应特性、低寄生电容和低直流电阻等优点，适用于汽车电子、高速数据传输等场景 

100μH的共模电感可参考Coilcraft XEL1040 - 101M

音特电子型号：CML4532A-101T、CML3225A-510T

它们在100μH感量时，能有效抑制低频干扰，并且在大尺寸封装下，满足长距离、多节点通信对电感性能的要求

CAN 协议标准

核心标准：ISO 11898-1:2024最新版（数据链路层与物理层）

ISO 11898-2:2016：规定高速 CAN 的电气特性（如差分电压、终端电阻 120Ω），适用于汽车动力系统等高带宽场景

ISO 11898-4:2004：时间触发 CAN（TTCAN），用于需要精确同步的工业控制

ISO 11898-5:2007：低功耗 CAN，适用于节能场景（如车载休眠模式）

ISO 11519-2:1994：曾是低速 CAN（<125 kbit/s）的物理层标准，现已被 ISO 11898-3 替代，但部分 legacy 系统仍沿用

ISO 15765（ISO-TP）：定义 CAN 总线上的传输协议，解决 8 字节负载限制，支持长报文分段传输

ISO 14229（UDS）：统一诊断服务，基于 CAN 实现车辆 ECU 的远程诊断（如故障码读取、刷写程序）

汽车领域：J1939（商用车）、ISO 11783（农业机械）；

工业领域：CANopen、DeviceNet 等上层协议均基于 ISO 11898