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一下子進入十二月了，這一年真的快，等到月底做個年終總結(jié)哈，今年真的經(jīng)歷了太多事情。
之前有聊過BMS上面的穩(wěn)壓二極管應(yīng)用場合，這次轉(zhuǎn)向TVS管（Transient Voltage Suppressor瞬態(tài)電壓抑制器），看看BMS上面哪些地方會用到它。
首先看這樣的一個問題：ESD保護二極管、穩(wěn)壓二極管與TVS管三者之間的區(qū)別？
目前的理解是這樣的，但可能不全面：
- ESD保護二極管也是一種TVS管，但是很多廠商把它單獨區(qū)分出來，因為ESD保護二極管功率比較小，而且二者測試的脈沖電流波形也不同，如下圖（來自威世官網(wǎng)）。
- 穩(wěn)壓二極管一般讓其工作在穩(wěn)態(tài)，而TVS讓其工作在瞬態(tài)，但內(nèi)部構(gòu)造是類似的；另外相比TVS的動作時間＜1ns，穩(wěn)壓二極管規(guī)格書里幾乎沒有提及動作時間，較真的話，它的瞬態(tài)動作時間暫且認為與TVS是一樣的（這里希望了解的同學(xué)來講一下）。
下面來介紹TVS在BMS里面的常見應(yīng)用。場景一：KL30電源端口防護使用應(yīng)用電路大概如下，TVS被放置在電源入口端，負載放置在其后端，這個應(yīng)用大家比較常見。
（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
大家熟悉的拋負載試驗如下圖所示：它模擬交流發(fā)電機給電池充電時，如果意外造成電池斷開，那么交流發(fā)電機的輸出電壓會急劇上升，施加到產(chǎn)品供電處；上面的TVS就可以防護這個脈沖。
下圖為B公司BMS控制板的電源輸入電路，紅色方框中就是兩個TVS管，被布置在KL30電源的輸入端口處；比較常見的型號為VISHAY的SM8S22A，或者TSC的TLD8S22A等，此處選取的TVS管峰值功率很大，例如6600W。
這里再展開下，在下圖的場景中，KL30/KL31線上面掛了很多個ECU，每個ECU上面都有放置TVS管；假如選擇的TVS鉗位電壓不同，例如負載3選擇的是30V的鉗位電壓，那么實際在拋負載測試時能量可能只集中在負載3上面泄放，可能會造成TVS損壞。
還有就是為了提高功率，有時選擇兩個TVS串聯(lián)或并聯(lián)使用，大家可以對比一下二者的優(yōu)缺點。
場景二：采集板AFE的電源端口防護使用還有一種場景是在AFE供電端口處放置一個TVS做防護，如下圖所示，在這個TVS管的前面還串聯(lián)了一個100Ω的電阻，限流使用；因為AFE的最大供電電壓是一定的，但是母線中存在的浪涌電壓會超出這個值，所以需要放置TVS來做防護。
（來源于TI官網(wǎng)）
例如下圖為C公司的采集板，在其AFE電路的供電處都有放置一個TVS管，一般選取SMBSMC封裝，峰值功率大概為600W~1500W，并且前面串連有限流電阻，這個是常用的方案。
另外，還發(fā)現(xiàn)在B公司某款BMS采集板上，AFE采取了兩級TVS防護，兩個TVS之間有限流電阻，當(dāng)然兩個TVS封裝與鉗位電壓是不同的，如下圖；這種兩級的泄放保護電路理論上效果更佳。
這里有一個地方需要再提一句，就是TVS的鉗位電壓選取，一般的選取規(guī)則大家都清楚，網(wǎng)上也有大量資料參考；在這里特殊之處在于AFE的工作電壓比較高，當(dāng)你選取了一個比較合適的Stand off電壓之后，卻發(fā)現(xiàn)此TVS的最大鉗位電壓可能超出了AFE的最大供電電壓，但實際確實很多都是這樣用的。
場景三：信號端口的ESD防護BMS控制板上面有很多對外的信號線，例如IO信號以及通信信號，這些信號都要考慮ESD防護問題；其中IO信號線比較多，所以為了降低成本的考慮，很多人選用電容來進行ESD防護（因此出現(xiàn)了一種ESD電容），如下圖所示。
電容防護ESD的原理如下圖：這個圖片是ESD發(fā)生器的原理圖，其中電容Cx就相當(dāng)于IO端口的防靜電電容，所以靜電釋放的過程就相當(dāng)于C1上面的電荷對Cx充電，當(dāng)Cx容值選定后，可以計算出Cx充滿電后的電壓；所以，理論上Cx的容值選取越大，其兩端電壓就越小，對內(nèi)部IO的防護就越好。
但是針對通信線，例如CAN通信，因為電容會對通信造成插入損耗，就是說會造成通信波形失真，典型推薦值為小于100pF@500kbit/s，所以此時一般選用專用的ESD防護TVS管，如下圖所示。
實際中的例子很多，例如下圖中C公司某個BMS控制器的CAN通信電路。
具體地，實際看一下ESD保護二極管的具體參數(shù)，以安世的PESD1IVN24舉例，最大鉗位電壓為42V，而寄生電容僅有十幾pF。
看一下其他非ESD專用的TVS管，如力特的1.5SMC系列TVS，其寄生電容大于100pF，將其用在通信電路上面就不太合適。
最后補充一點，雙向的ESD保護管除了提供兩個方向的保護外，其寄生電容也會更小。
總結(jié)：這塊內(nèi)容還真挺多的，寫起來就停不下，重新梳理了一遍知識點，收獲很大；以上所有，僅供參考。
