典型电池管理系统BMS的静电防护策略

Allevi

典型电池管理系统BMS的静电防护策略

1 \: V7 T8 S& L; |: j: D      典型的BMS控制板，基于NXP核心汽车级器件。作为板级ESD控制的主要部位为3路的CAN通信和对外通信接口，此方案内置了高可靠性的ESD防护，支持热插拔和随机的电池连接防护。

图例是典型的BMS控制板，基于NXP核心汽车级器件。

作为板级ESD控制的主要部位为3路的CAN 通信和RS485 RS232的对外通信接口，此方案内置了高可靠性的ESD 防护，支持热插拔和随机的电池连接防护。

1、CAN 接口

在对各种现场总线的综合比较中，基于CAN总线构建的通信系统具有很多优异的特性：数据信号采用差分电压传输；总线传输介质可用双绞线、同轴电缆和光纤；可以多主方式工作，通信方式灵活；可以点对点、点对多点及全局广播方式传送接收数据；网络上的节点信息可分成不同的优先级，满足不同的实时要求。

在设备工作中，CAN协议作为控制单元交互通信的主通道，其通讯速率高达1Mbps，宽输入的共模范围和差动信号技术使其像人体的神经网络，所以对CAN的保护变得至关重要。

对于汽车级的保护，ESD抗静电能力需要达到满足等同于IEC61000-4-2标准的接触和空气都要达到30KV的测试。

基于CAN的保护需求，雷卯开发的SMC24 静电保护器件，采用SOT-23封装，工作电压24V，满足12V汽车系统产品的24V保持 1分钟的测试，同时可以同时保护2路CAN信号，由于其本身低结电容的特点，可以满足CAN通信时的数据不会丢包。

2、RS485接口

对RS485接口的特点是收发电平的不对称，为7V 和12V，所以需要专门设计不对称的保护芯片，而SM712 SOT-23封装，专为保护具有非对称工作电压（-7V至12V）的RS-485应用而设计，使其免受静电放电（ESD）、电气快速瞬变（EFT）和雷电引致的浪涌电流带来的危害。 它能吸收高于IEC 61000-4-2国际标准规定之最高级别的反复性ESD放电 30KV，无需担心其性能发生减退，并可在极低的箝位电压下安全地耗散19A的8/20μs波形浪涌电流（IEC61000-4-5）。

3、RS232接口

RS232接口一般为内部配置接口，或短距离低速通信口，但此接口经常插拔，需要采用功率300W以上产品进行静电和浪涌保护，所以需采用SOD-323封装的SD12C或SD15C（根据客户芯片的工作电压波动不同）来保护收发2路信号。

4、ESD器件的布置建议

a)将设备尽可能靠近输入端或连接器。

b)最小化设备与受保护线路之间的路径长度。

c)将并行信号路径保持在最低限度。

d)避免运行受保护的导体与未受保护的导体并联。

e)最小化所有印刷电路板（PCB）的导电回路，包括电源和接地回路。

f)最小化对地的瞬态返回路径长度。

g)避免使用共享的瞬态返回路径到公共接地点。

h)尽可能使用地平面，多层印刷电路板，使用地面通孔。

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