之前有聊過(guò)BMS上面(miàn)的穩壓二極管應用場合，這(zhè)次轉向(xiàng)TVS管（Transient Voltage Suppressor瞬态電壓抑制器），看看BMS上面(miàn)哪些地方會(huì)用到它。

首先看這(zhè)樣(yàng)的一個問題：ESD保護二極管、穩壓二極管與TVS管三者之間的區别？

目前的理解是這(zhè)樣(yàng)的，但可能(néng)不全面(miàn)：

• ESD保護二極管也是一種(zhǒng)TVS管，但是很多廠商把它單獨區分出來，因爲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）。

• 穩壓二極管一般讓其工作在穩态，而TVS讓其工作在瞬态，但内部構造是類似的；另外相比TVS的動作時(shí)間＜1ns，穩壓二極管規格書裡(lǐ)幾乎沒(méi)有提及動作時(shí)間，較真的話，它的瞬态動作時(shí)間暫且認爲與TVS是一樣(yàng)的（這(zhè)裡(lǐ)希望了解的同學(xué)來講一下）。

下面(miàn)來介紹TVS在BMS裡(lǐ)面(miàn)的常見應用。場景一：KL30電源端口防護使用應用電路大概如下，TVS被(bèi)放置在電源入口端，負載放置在其後(hòu)端，這(zhè)個應用大家比較常見。

（圖片來源于網絡）

大家熟悉的抛負載試驗如下圖所示：它模拟交流發(fā)電機給電池充電時(shí)，如果意外造成(chéng)電池斷開(kāi)，那麼(me)交流發(fā)電機的輸出電壓會(huì)急劇上升，施加到産品供電處；上面(miàn)的TVS就(jiù)可以防護這(zhè)個脈沖。

下圖爲B公司BMS控制闆的電源輸入電路，紅色方框中就(jiù)是兩(liǎng)個TVS管，被(bèi)布置在KL30電源的輸入端口處；比較常見的型号爲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(zhè)裡(lǐ)再展開(kāi)下，在下圖的場景中，KL30/KL31線上面(miàn)挂了很多個ECU，每個ECU上面(miàn)都(dōu)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，那麼(me)實際在抛負載測試時(shí)能(néng)量可能(néng)隻集中在負載3上面(miàn)洩放，可能(néng)會(huì)造成(chéng)TVS損壞。

還(hái)有就(jiù)是爲了提高功率，有時(shí)選擇兩(liǎng)個TVS串聯或并聯使用，大家可以對(duì)比一下二者的優缺點。

場景二：采集闆AFE的電源端口防護使用還(hái)有一種(zhǒng)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(zhè)個TVS管的前面(miàn)還(hái)串聯了一個100Ω的電阻，限流使用；因爲AFE的最大供電電壓是一定的，但是母線中存在的浪湧電壓會(huì)超出這(zhè)個值，所以需要放置TVS來做防護。

（來源于TI官網）

例如下圖爲C公司的采集闆，在其AFE電路的供電處都(dōu)有放置一個TVS管，一般選取SMB\SMC封裝，峰值功率大概爲600W~1500W，并且前面(miàn)串連有限流電阻，這(zhè)個是常用的方案。

另外，還(hái)發(fā)現在B公司某款BMS采集闆上，AFE采取了兩(liǎng)級TVS防護，兩(liǎng)個TVS之間有限流電阻，當然兩(liǎng)個TVS封裝與鉗位電壓是不同的，如下圖；這(zhè)種(zhǒng)兩(liǎng)級的洩放保護電路理論上效果更佳。

這(zhè)裡(lǐ)有一個地方需要再提一句，就(jiù)是TVS的鉗位電壓選取，一般的選取規則大家都(dōu)清楚，網上也有大量資料參考；在這(zhè)裡(lǐ)特殊之處在于AFE的工作電壓比較高，當你選取了一個比較合适的Stand off電壓之後(hòu)，卻發(fā)現此TVS的最大鉗位電壓可能(néng)超出了AFE的最大供電電壓，但實際确實很多都(dōu)是這(zhè)樣(yàng)用的。

場景三：信号端口的ESD防護BMS控制闆上面(miàn)有很多對(duì)外的信号線，例如IO信号以及通信信号，這(zhè)些信号都(dōu)要考慮ESD防護問題；其中IO信号線比較多，所以爲了降低成(chéng)本的考慮，很多人選用電容來進(jìn)行ESD防護（因此出現了一種(zhǒng)ESD電容），如下圖所示。

電容防護ESD的原理如下圖：這(zhè)個圖片是ESD發(fā)生器的原理圖，其中電容Cx就(jiù)相當于IO端口的防靜電電容，所以靜電釋放的過(guò)程就(jiù)相當于C1上面(miàn)的電荷對(duì)Cx充電，當Cx容值選定後(hòu)，可以計算出Cx充滿電後(hòu)的電壓；所以，理論上Cx的容值選取越大，其兩(liǎng)端電壓就(jiù)越小，對(duì)内部IO的防護就(jiù)越好(hǎo)。

但是針對(duì)通信線，例如CAN通信，因爲電容會(huì)對(duì)通信造成(chéng)插入損耗，就(jiù)是說會(huì)造成(chéng)通信波形失真，典型推薦值爲小于100pF@500kbit/s，所以此時(shí)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，以安世的PESD1IVN24舉例，最大鉗位電壓爲42V，而寄生電容僅有十幾pF。

看一下其他非ESD專用的TVS管，如的1.5SMC系列TVS，其寄生電容大于100pF，將(jiāng)其用在通信電路上面(miàn)就(jiù)不太合适。

 最後(hòu)補充一點，雙向(xiàng)的ESD保護管除了提供兩(liǎng)個方向(xiàng)的保護外，其寄生電容也會(huì)更小。

 總結：這(zhè)塊内容還(hái)真挺多的，寫起(qǐ)來就(jiù)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。