智能機(jī)器人集成化系統(tǒng)中包含電池管理系統(tǒng)（BMS）、多模態(tài)傳感器陣列、精密伺服電機(jī)及高速信號(hào)傳輸模塊等關(guān)鍵硬件單元。隨著系統(tǒng)集成度的指數(shù)級(jí)提升與作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜化演變，設(shè)備在運(yùn)行過程中面臨日益嚴(yán)峻的電磁兼容性挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為瞬態(tài)浪涌沖擊及靜電放電（ESD）現(xiàn)象。這些電磁擾動(dòng)不僅會(huì)引發(fā)信號(hào)完整性劣化、總線通信異常等軟故障，更可能通過容性/感性耦合路徑導(dǎo)致核心控制單元出現(xiàn)指令紊亂、非易失性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)等系統(tǒng)性失效問題。在極端工況下，高能級(jí)瞬態(tài)脈沖甚至?xí)斐晒β拾雽?dǎo)體器件的軟擊穿或CMOS集成電路的閂鎖效應(yīng)，最終導(dǎo)致機(jī)器人功能癱瘓。那么，如何攻克這一難題呢？接下來，保護(hù)器件廠家東沃電子DOWOSEMI針對機(jī)器人瞬態(tài)浪涌和靜電放電問題設(shè)計(jì)出了具體的防護(hù)方案。

一、機(jī)器人BMS電池管理系統(tǒng)短路防護(hù)方案

供電系統(tǒng)是智能機(jī)器人的關(guān)鍵，其中電池管理系統(tǒng)（Battery Management System縮寫B(tài)MS）稱為電池管家，主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，防止電池出現(xiàn)過充、過放、過流等情況，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。眾所周知，MOS管對鋰電池板的保護(hù)作用非常大，它可以檢測過充電，檢測過放電，檢測充電時(shí)過電電流，檢測放電時(shí)過電電流，檢測短路時(shí)過電電流。一旦BMS發(fā)生短路，若最大能量超過了MOS管的最大Eas(雪崩能量)，就有可能燒毀MOS管致短路狀態(tài)，導(dǎo)致整個(gè)BMS失效，甚至著火。故非常有必要增加TVS二極管來替MOS管抗短路，以吸收瞬間能量。從東沃機(jī)器人BMS電池管理系統(tǒng)短路防護(hù)方案圖可知，東沃FAE工程師推薦SMAK10-058C、SMAK10-066C、SMAK10-076C型號(hào)TVS二極管，SMTO-218封裝，額定峰值電流IPP可達(dá)10KA，具有低鉗位、低漏電等優(yōu)勢，同時(shí)還滿足HTRB、MSL、H3TRB、RSH等各項(xiàng)環(huán)境測試規(guī)范。

二、機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng)瞬態(tài)浪涌過壓防護(hù)方案

電機(jī)是智能機(jī)器人動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行中的主要部件，如直線驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器等。電機(jī)啟動(dòng)或者停轉(zhuǎn)都會(huì)形成浪涌電流。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于靜態(tài)電阻非常小，上電等同于短路，其電機(jī)為感性負(fù)載，有較大的無功電流。反向電動(dòng)勢容易對驅(qū)動(dòng)電路中MOS管產(chǎn)生沖擊，從而導(dǎo)致MOS管的失效。故需要采用TVS二極管來吸收這種能量，保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路的正常運(yùn)行。從東沃機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng)瞬態(tài)浪涌過壓防護(hù)方案圖可知，東沃FAE工程師推薦5.0SMDJ51A、5.0SMDJ70A、8.0SMDJ80A等系列型號(hào)TVS，SMC封裝，峰值功率可達(dá)8KW，具有鉗位低、漏電低等特點(diǎn)。

三、機(jī)器人DC-DC輸入接口瞬態(tài)浪涌防護(hù)方案

DC-DC指直流轉(zhuǎn)直流電源（Direct Current）。通常在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值的電能的裝置，比如通過一個(gè)轉(zhuǎn)換器能將一個(gè)直流電壓（48V）轉(zhuǎn)換成其他的直流電壓（5.0V或12.0V）。機(jī)器人DC輸入端口極其容易受瞬態(tài)浪涌的影響，對DC-DC轉(zhuǎn)換芯片造成沖擊，如果不加防護(hù)，容易對DC-DC芯片造成損傷，從而影響后端電路的正常工作。東沃FAE工程師推薦選用SMF48A、SMAJ48A、SMF70A、SMAJ70A等型號(hào)TVS二極管，具體可根據(jù)輸入電壓范圍及電路工作電流大小選擇相應(yīng)型號(hào)。

四、機(jī)器人信號(hào)傳輸接口浪涌靜電防護(hù)方案

智能機(jī)器人的信號(hào)傳輸接口（比如TYPE-C、RS-485、I/O、JTAG、RF射頻接口等）很容易產(chǎn)生ESD問題。靜電放電（ESD）會(huì)造成機(jī)器人內(nèi)部的半導(dǎo)體元件，如集成電路、芯片等永久性損壞，為此，很有必要在機(jī)器人各個(gè)信號(hào)接口位置加ESD二極管作防護(hù)。ESD二極管能夠快速響應(yīng)靜電放電，將靜電能量泄放掉，保護(hù)接口電路和與之相連的內(nèi)部電路不受靜電損害。

關(guān)于智能機(jī)器人浪涌靜電防護(hù)應(yīng)用方案及保護(hù)器件選型就分享到這兒了，針對實(shí)際應(yīng)用場景中存在的EMC/EMI兼容性問題、IEC 61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)符合性驗(yàn)證需求，或需進(jìn)行防護(hù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化、保護(hù)器件參數(shù)匹配性修正等深度技術(shù)迭代，東沃電子（DOWOSEMI）資深FAE團(tuán)隊(duì)東沃電子FAE團(tuán)隊(duì)提供專業(yè)技術(shù)支持！