蜂巢能源的一款BMS控制板学习与分析（中）低压电路学习与分析

摘要

本文深入分析了蜂巢能源电池管理系统（BMS）的控制板设计。控制板采用高低压电路集成设计，降低成本，适应市场竞争。详细说明了高压采样、菊花链通信和低压电路的布局，并着重介绍了电源与最小系统、MCU、CAN电路和驱动电路等关键模块的技术细节。其中，电源使用FS6513芯片，MCU选用SPC5746，CAN电路支持4路通信，驱动电路则涵盖主继电器和负载驱动。

正文

最近一段时间白天沉迷工作，其余时间就想躺平，有点累，实在没精力和心思坐下来写东西，很有负罪感，调整这些天后，决定痛定思痛，老老实实回归正常。

这次继续分析之前蜂巢能源的BMS控制板。

这个板子是把高压电路与低压电路集成在一起的，目前确实这种集成式类型的控制板挺多的，主要目的是为了降低成本，现在BMS厂家太卷了，成本一直在压缩，赚钱好难。

先看下整个板子的高低压隔离区域划分，T面如下图所示：分成了高压采样电路、菊花链通信电路与低压电路三个部分，模块是与连接器靠近的。

B面隔离区域划分如下图，高压采样电路与T面对称；然后菊花链电路B面就剩下低压电路了，因为网络变压器在T面，没有打过孔。

然后再看下低压电路上面的功能模块大致划分，T面划分如下，模块划分还是比较清晰的，下面把关键模块介绍下。

电源与最小系统

主电源选择的SBC芯片是NXP的FS6513，是BMS上比较常见的型号，不多介绍；12V电源输入通过二极管做防反，并放置了SMC封装的TVS（在B面），型号为TPSMD24CA，这个板子上一共放置了4颗同型号TVS，分布在不同的功能模块上。

MCU选择的是NXP的SPC5746，也是BMS上常见的系列，外置20MHZ晶体，来自NDK；MCU未选择BGA封装，原因可能是IO资源需求不大。

CAN电路

整个CAN电路的大致拓扑结构如下，一共有4路CAN，其中有1路为隔离CAN，有1路是SBC自带的CAN收发器；另外2路比较特别，首先它们的CANH\CANL接到了一起，其中1路为TCAN4550，它是支持CANFD功能的控制器+收发器，因为5746不支持CANFD，另外1路为TJA1145，我确认了半天，发现二者确实是将CANH\CANL接到了一起，但不了解其具体作用。

看下隔离的这路CAN，T面如下图，收发器供电也要隔离电源，所以使用了推挽隔离电源供电，其电源芯片型号为厂家的SN6501。

B面如下图，因为使用推挽隔离电源，输出不稳定，所以后面增加了LDO；还可以看到隔离芯片，来自于ADI的ADuM121N；至于做成隔离CAN的原因可能这路是充电CAN，来提升防护能力，就像储能BMS上做成隔离形式的CAN、485电路。

最后看下支持CANFD的控制器芯片，如下图：它使用外置的40MHZ晶体，也是来自NDK。

这个CAN控制器典型应用电路如下：其内部集成了CAN收发器、LDO功能。

驱动电路

驱动电路大致分成了如下两部分：驱动电路1用于主继电器驱动，一共4路高边+4路低边，应该也是双边驱动同一路继电器，其中高边芯片为VNQ7140，集成了4个通道，而低边驱动选用的是BTF3050，是单路的，所以使用了4个；另外，驱动电路1的12V供电输入使用了PMOS做开关控制，端口放置了SMC的TVS；驱动电路2用于驱动电流比较小的负载，端口未加控制开关，但同样布置了TVS。

驱动电路2使用的驱动芯片是MC33880，内部框图如下图：这个芯片输出端MOS的D与S极都连接到外面，所以可以根据需求配置成高边驱动或者低边驱动。

总结：

以上所有，仅供参考。