人工智能机器人浪涌静电防护，TVS保护二极管怎么选型？

智能机器人集成化系统中包含电池管理系统（BMS）、多模态传感器阵列、精密伺服电机及高速信号传输模块等关键硬件单元。随着系统集成度的指数级提升与作业环境的复杂化演变，设备在运行过程中面临日益严峻的电磁兼容性挑战，主要表现为瞬态浪涌冲击及静电放电（ESD）现象。这些电磁扰动不仅会引发信号完整性劣化、总线通信异常等软故障，更可能通过容性/感性耦合路径导致核心控制单元出现指令紊乱、非易失性存储器数据位翻转等系统性失效问题。在极端工况下，高能级瞬态脉冲甚至会造成功率半导体器件的软击穿或CMOS集成电路的闩锁效应，最终导致机器人功能瘫痪。那么，如何攻克这一难题呢？接下来，保护器件厂家东沃电子DOWOSEMI针对机器人瞬态浪涌和静电放电问题设计出了具体的防护方案。

一、机器人BMS电池管理系统短路防护方案

供电系统是智能机器人的关键，其中电池管理系统（Battery Management System缩写BMS）称为电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充、过放、过流等情况，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。众所周知，MOS管对锂电池板的保护作用非常大，它可以检测过充电，检测过放电，检测充电时过电电流，检测放电时过电电流，检测短路时过电电流。一旦BMS发生短路，若最大能量超过了MOS管的最大Eas(雪崩能量)，就有可能烧毁MOS管致短路状态，导致整个BMS失效，甚至着火。故非常有必要增加TVS二极管来替MOS管抗短路，以吸收瞬间能量。从东沃机器人BMS电池管理系统短路防护方案图可知，东沃FAE工程师推荐SMAK10-058C、SMAK10-066C、SMAK10-076C型号TVS二极管，SMTO-218封装，额定峰值电流IPP可达10KA，具有低钳位、低漏电等优势，同时还满足HTRB、MSL、H3TRB、RSH等各项环境测试规范。

二、机器人电机驱动瞬态浪涌过压防护方案

电机是智能机器人动力驱动和运动执行中的主要部件，如直线驱动器、旋转驱动器等。电机启动或者停转都会形成浪涌电流。电机启动时，由于静态电阻非常小，上电等同于短路，其电机为感性负载，有较大的无功电流。反向电动势容易对驱动电路中MOS管产生冲击，从而导致MOS管的失效。故需要采用TVS二极管来吸收这种能量，保护驱动电路的正常运行。从东沃机器人电机驱动瞬态浪涌过压防护方案图可知，东沃FAE工程师推荐5.0SMDJ51A、5.0SMDJ70A、8.0SMDJ80A等系列型号TVS，SMC封装，峰值功率可达8KW，具有钳位低、漏电低等特点。

三、机器人DC-DC输入接口瞬态浪涌防护方案

DC-DC指直流转直流电源（Direct Current）。通常在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，比如通过一个转换器能将一个直流电压（48V）转换成其他的直流电压（5.0V或12.0V）。机器人DC输入端口极其容易受瞬态浪涌的影响，对DC-DC转换芯片造成冲击，如果不加防护，容易对DC-DC芯片造成损伤，从而影响后端电路的正常工作。东沃FAE工程师推荐选用SMF48A、SMAJ48A、SMF70A、SMAJ70A等型号TVS二极管，具体可根据输入电压范围及电路工作电流大小选择相应型号。

四、机器人信号传输接口浪涌静电防护方案

智能机器人的信号传输接口（比如TYPE-C、RS-485、I/O、JTAG、RF射频接口等）很容易产生ESD问题。静电放电（ESD）会造成机器人内部的半导体元件，如集成电路、芯片等永久性损坏，为此，很有必要在机器人各个信号接口位置加ESD二极管作防护。ESD二极管能够快速响应静电放电，将静电能量泄放掉，保护接口电路和与之相连的内部电路不受静电损害。

关于智能机器人浪涌静电防护应用方案及保护器件选型就分享到这儿了，针对实际应用场景中存在的EMC/EMI兼容性问题、IEC 61000-4系列标准符合性验证需求，或需进行防护拓扑结构优化、保护器件参数匹配性修正等深度技术迭代，东沃电子（DOWOSEMI）资深FAE团队东沃电子FAE团队提供专业技术支持！