這(zhè)次聊一聊KL30供電電源輸入電路的防護功能(néng)。

在BMS主控闆上面(miàn)，基本的電源架構如下圖：針對(duì)電源輸入電路這(zhè)一塊，其功能(néng)主要包括了防反接、鉗位保護以及濾波三個部分。

• 防反接

防止電源反接是BMS主控闆的基本功能(néng)，這(zhè)個需求在GB/T 38661-2020的技術條件裡(lǐ)面(miàn)有明确的測試要求，它模拟在電源線反接的情況下（-14V），不能(néng)損壞電路。

另外，在ISO7637的波形中，也會(huì)有輸入負壓的情況，這(zhè)些測試是用來模拟電源處的開(kāi)關動作、并同時(shí)存在感性負載的場景，例如Pulse 1與脈沖Pulse 3a，如下圖所示，最大可達到-220V。

除此之外，其餘存在負壓的場合還(hái)有雷擊浪湧與脈沖群測試（測試标準如下圖），這(zhè)個地方有知識點可以繼續展開(kāi)：ISO7637與ISO16750這(zhè)兩(liǎng)個标準針對(duì)對(duì)象是汽車電子部件，這(zhè)兩(liǎng)個标準裡(lǐ)面(miàn)的電氣測試也包含類似的浪湧與脈沖群波形，隻是它把在汽車電氣架構下存在的場景與要求單獨提取出來形成(chéng)了汽車行業的标準。

而上圖中的浪湧與脈沖群測試來自于IEC标準，這(zhè)個标準具有廣泛适用性，模拟的場景與ISO7637\ISO16750是不同的，一般的電氣部件都(dōu)可以參照（不僅僅是車載部件）；很多主機廠這(zhè)兩(liǎng)大類标準都(dōu)是要求測試的。

用來做反接防護的器件主要是兩(liǎng)種(zhǒng)：TVS二極管與PMOS，應用原理如下圖（來源于TI官網）。

二極管與PMOS二者的優缺點比較明顯：二極管導通壓降大但反向(xiàng)耐壓能(néng)力強，而PMOS的導通壓降很小，但反向(xiàng)耐壓不高；汽車級高耐壓的PMOS不太好(hǎo)找，一般最大隻做到了100V（下圖來源于ON官網）；而二極管的反向(xiàng)耐壓一般可以達到幾百V；具體的對(duì)比會(huì)在後(hòu)面(miàn)的案例分析中進(jìn)一步了解。

• 鉗位保護

電源端口需要有浪湧電壓的鉗位保護功能(néng)，在BMS上面(miàn)一般選用TVS二極管作爲防護器件，前面(miàn)有篇文章詳細介紹過(guò)TVS二極管在BMS上面(miàn)的應用場合；而對(duì)TVS的功率最大需求來自于抛負載測試。（下圖來源于網絡）

抛負載的場景來源于傳統汽車中的交流發(fā)電機，如下圖所示（圖片來源ADI官網），當正在充電的鉛酸電池意外斷開(kāi)時(shí)，由于交流發(fā)電機内部的電感線圈的電流不能(néng)突變，導緻供電處産生一個大電壓，這(zhè)個就(jiù)是Pulse 5a的來源。

有些交流發(fā)電機内部布置了鉗位電路，如下圖所示（圖片來源ADI官網），内部鉗位到了35V，這(zhè)個就(jiù)是Pulse 5b的來源。

無論5a還(hái)是5b波形，我們一般選取的TVS二極管最大鉗位電壓在35V~40V之間；在電動汽車上面(miàn)，很多時(shí)候都(dōu)沒(méi)有這(zhè)個交流發(fā)電機，取代的是DC\DC，但我相信，在相同的場合下，DC\DC也會(huì)有一個電壓過(guò)沖，但我還(hái)量化不出來；目前的現狀是大家都(dōu)按照抛負載測試标準去定義産品的防護功能(néng)，先做到産品不容易被(bèi)損壞。

• 電解電容

在KL30電源的入口端一般都(dōu)會(huì)布置大容量儲能(néng)電容，例如鋁電解電容，在一般的BMS主控闆都(dōu)會(huì)見到。

說到這(zhè)裡(lǐ)再展開(kāi)一下，我們一般熟知的鋁電解電容全稱爲非固體鋁電解電容，即正極是鋁箔、陰極爲電解液；除此之外，按照電解質的不同，還(hái)存在固體鋁電解電容與混合型鋁電解電容類型，如下圖（來自于松下官網）；其中固體鋁電解電容價格比較高，實際在BMS上面(miàn)很少見，混合型的目前倒多了起(qǐ)來。

在電源端口處的鋁電解電容，需要注意的就(jiù)是防止過(guò)壓，尤其是抛負載時(shí)的電壓，在硬十的公衆号上，非固态鋁電解電容的降額規範如下，大家可以參考。

内容有點多，拆成(chéng)了兩(liǎng)篇來發(fā)，這(zhè)一篇多數寫需求，在下篇中主要針對(duì)實際的案例進(jìn)行學(xué)習分析。總結：最近在找國(guó)産的芯片替代資源，确實發(fā)現了很多，待整理好(hǎo)後(hòu)，我會(huì)放到公衆号上面(miàn)，後(hòu)面(miàn)定期維護，給大家也多個參考選擇；以上所有，僅供參考。