【導(dǎo)讀】典型的BMS控制板，基于NXP核心汽車級器件。作為板級ESD控制的主要部位為3路的CAN通信和對外通信接口，此方案內(nèi)置了高可靠性的ESD防護(hù)，支持熱插拔和隨機(jī)的電池連接防護(hù)。
圖例是典型的BMS控制板，基于NXP核心汽車級器件。
作為板級ESD控制的主要部位為3路的CAN 通信和RS485 RS232的對外通信接口，此方案內(nèi)置了高可靠性的ESD 防護(hù)，支持熱插拔和隨機(jī)的電池連接防護(hù)。
以下是雷卯為上述三種接口設(shè)計(jì)的防護(hù)方案。
1、CAN 接口
在對各種現(xiàn)場總線的綜合比較中，基于CAN總線構(gòu)建的通信系統(tǒng)具有很多優(yōu)異的特性：數(shù)據(jù)信號采用差分電壓傳輸；總線傳輸介質(zhì)可用雙絞線、同軸電纜和光纖；可以多主方式工作，通信方式靈活；可以點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播方式傳送接收數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息可分成不同的優(yōu)先級，滿足不同的實(shí)時(shí)要求。
在設(shè)備工作中，CAN協(xié)議作為控制單元交互通信的主通道，其通訊速率高達(dá)1Mbps，寬輸入的共模范圍和差動(dòng)信號技術(shù)使其像人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所以對CAN的保護(hù)變得至關(guān)重要。
對于汽車級的保護(hù)，ESD抗靜電能力需要達(dá)到滿足等同于IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)的接觸和空氣都要達(dá)到30KV的測試。
基于CAN的保護(hù)需求，雷卯開發(fā)的SMC24 靜電保護(hù)器件，采用SOT-23封裝，工作電壓24V，滿足12V汽車系統(tǒng)產(chǎn)品的24V保持 1分鐘的測試，同時(shí)可以同時(shí)保護(hù)2路CAN信號，由于其本身低結(jié)電容的特點(diǎn)，可以滿足CAN通信時(shí)的數(shù)據(jù)不會丟包。
2、RS485接口
對RS485接口的特點(diǎn)是收發(fā)電平的不對稱，為7V 和12V，所以需要專門設(shè)計(jì)不對稱的保護(hù)芯片，而SM712 SOT-23封裝，專為保護(hù)具有非對稱工作電壓（-7V至12V）的RS-485應(yīng)用而設(shè)計(jì)，使其免受靜電放電（ESD）、電氣快速瞬變（EFT）和雷電引致的浪涌電流帶來的危害。 它能吸收高于IEC 61000-4-2國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之最高級別的反復(fù)性ESD放電 30KV，無需擔(dān)心其性能發(fā)生減退，并可在極低的箝位電壓下安全地耗散19A的8/20μs波形浪涌電流（IEC61000-4-5）。
3、RS232接口
RS232接口一般為內(nèi)部配置接口，或短距離低速通信口，但此接口經(jīng)常插拔，需要采用功率300W以上產(chǎn)品進(jìn)行靜電和浪涌保護(hù)，所以需采用SOD-323封裝的SD12C或SD15C（根據(jù)客戶芯片的工作電壓波動(dòng)不同）來保護(hù)收發(fā)2路信號。
4、ESD器件的布置建議
a)將設(shè)備盡可能靠近輸入端或連接器。
b)最小化設(shè)備與受保護(hù)線路之間的路徑長度。
c)將并行信號路徑保持在最低限度。
d)避免運(yùn)行受保護(hù)的導(dǎo)體與未受保護(hù)的導(dǎo)體并聯(lián)。
e)最小化所有印刷電路板（PCB）的導(dǎo)電回路，包括電源和接地回路。
f)最小化對地的瞬態(tài)返回路徑長度。
g)避免使用共享的瞬態(tài)返回路徑到公共接地點(diǎn)。
h)盡可能使用地平面，多層印刷電路板，使用地面通孔。
