为什么越来越多锂电BMS开始关注宝宫低残压TVS管保护？

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从MOS保护到系统降本，看上海宝宫如何重新定义锂电池BMS电路保护方案

当锂电池进入“精细化竞争”时代，电路保护正在成为新的突破口

过去几年，新能源汽车、储能系统、电动工具、智能两轮车、机器人等产业的快速发展，让锂电池迎来了前所未有的发展机遇。数据显示，全球锂电池市场规模持续扩大，产业竞争也从“有没有”逐步转向“好不好”“值不值”。

对于整机企业而言，产品竞争早已不只是比拼电芯容量，也不只是比拼BMS算法，而是进入了更加精细化的系统优化阶段。

当下，一套好的锂电池管理系统（BMS），不只要实现电量管理和安全监测，更需要在可靠性、效率、体积、成本之间找到平衡。

越来越多工程师开始发现，一个过去容易被忽略的小器件，正在悄然影响整个系统的性能表现——电路保护器件。

在一块BMS控制板上，TVS、压敏电阻等器件所占面积并不大，单颗成本也并不高，但它们承担着抵御浪涌冲击、吸收瞬态过压、保护MOSFET以及后级电路的重要任务。一旦保护失效，轻则MOS击穿、充放电异常，重则整套BMS停机甚至引发安全风险。

也正因为如此，越来越多整机企业开始重新审视电路保护方案。他们关注的已经不只是"有没有保护"，而是：

• 能不能保护得更可靠？
• 能不能帮助系统进一步降本？
• 能不能在保证安全的同时，让产品更具市场竞争力？

这些问题，正推动锂电BMS电路保护进入新的技术阶段。

 

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当行业重新关注电路保护时，宝宫已经提前完成布局

对于上海宝宫（Boarden）而言，电路保护从来不是一个新课题。

二十余年来，宝宫始终专注于瞬态过压保护技术的研发与创新，持续深耕TVS、ESD、高能贴片压敏电阻、BST等产品领域，并围绕新能源汽车、工业控制、储能、电源、通信等行业不断完善产品体系。

相比单纯追求器件参数，宝宫更加关注的是系统级保护能力。

因为在大量客户项目中，宝宫技术团队发现，真正困扰工程师的问题，并不是"缺少一颗TVS"，而是如何通过更加合理的保护方案，让整套系统同时实现可靠性提升、空间优化以及成本下降。

例如，在锂电BMS设计中，很多工程师都会遇到类似的问题：

• MOSFET在实验室测试正常，但批量应用后偶发击穿；
• 为了保证安全裕量，不得不选择耐压等级更高、价格更贵的MOS；
• 多颗TVS并联保护，占用了大量PCB空间，也增加了贴装成本；
• 系统可靠性不断提升，但BOM成本却始终难以下降。

这些问题，看似来自MOSFET，实际上反映的是传统保护方案已经难以满足新一代BMS的设计需求。

也正是在这样的行业背景下，宝宫持续投入低残压保护技术研发，希望通过更合理的器件设计，帮助客户从系统层面解决这些问题，而不只是提供一颗普通的保护器件。

 

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MOSFET为什么总是成为BMS中“脆弱”的环节？

在锂电池管理系统中，MOSFET承担着充电和放电控制的重要职责。

充电MOS负责控制充电回路导通与关断，放电MOS负责控制负载输出。它们就像整个BMS系统的"电流开关"，决定着能量何时进入电池、何时输出到外部设备。

然而，MOSFET也是整个系统中容易受到瞬态过压影响的器件之一。

原因并不复杂。

当MOSFET高速开关时，由于寄生电感、电流突变以及线路阻抗等因素，漏极两端会产生瞬态尖峰电压。虽然持续时间往往只有几十纳秒，却可能远远超过MOSFET本身的耐压极限。

对于工程师来说，这种情况并不陌生。

很多产品在实验室环境下能够稳定运行，但进入复杂工况后，却可能因为一次浪涌冲击、一组感性负载、一段较长的PCB走线，就让MOS承受远超设计值的瞬态电压。

出现的问题往往不是持续过压，而是一次短暂却足以致命的电压尖峰。

因此，MOS真正需要防范的，并不是长期高电压，而是那些来得快、消失也快的瞬态冲击。

这也正是TVS等过压保护器件存在的意义。

 

图一：BMS充放电MOS结构示意图

图二：电池组充电的原理和尖峰产生的原因

 

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低残压TVS：改变的不只是保护能力，更是一种全新的设计思路

在BMS保护领域，TVS（Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管）早已是工程师熟悉的器件之一。

它的作用并不复杂——当瞬态过压出现时，TVS会在极短时间内进入导通状态，将浪涌电流迅速泄放，把过高的电压限制在器件能够承受的范围内，从而保护MOSFET以及后级控制芯片。

过去很长一段时间，这套方案已经足够成熟。

但随着锂电池系统不断向高功率、高能量密度、高可靠性方向发展，传统TVS方案也开始暴露出新的局限。

很多工程师都有过这样的经历：

为了保证MOSFET不会因为浪涌而失效，只能不断提高MOS的耐压等级；MOS耐压提高之后，导通电阻也随之增大，系统损耗增加；为了满足更大的浪涌能力，又不得不增加TVS浪涌功率，增加了浪涌功率，就意味着增加TVS管的数量，数量多了，就占用更多PCB空间和引起相应的运营效率的降低。

得到的是一套能够工作的方案，却未必是一套足够好的方案。

真正的问题，并不在于MOSFET和TVS本身，而在于头疼医头脚疼医脚的思维模式，降低了设计的效率，要从系统和专业的角度切入问题的关键，就会出现完全不同的设计局面。

传统的思维模式是这样的：普通TVS在受到浪涌冲击时，虽然能够快速导通，但随着浪涌电流不断增加，钳位电压也会持续升高。

对于MOSFET来说，这意味着虽然有TVS进行保护，但仍然需要承受较高的瞬态电压。

为了保证安全裕量，工程师只能继续提高MOSFET耐压规格。

于是形成一个行业内非常常见的现象：

TVS残压高，所选择的MOS耐压就高；MOS耐压越高，成本越高，同时为了降低TVS管的残压，就需要并联更多更大功率的TVS管，这些高压的MOS管和不断增加的TVS管，就越来越推广了设计成本，造成了整机竞争力减弱。

 

图三：6颗5.0SMDJ85CA的TVS管并联，在短路实验中，残压超过120V

 

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宝宫低残压TVS-N重新定义保护价值，从TVS管"保护MOS管"功能到低残压TVS管"帮助MOS降本"功能

如果说传统TVS解决的是"单纯保护"的问题，那么低残压TVS-N解决的则是"如何立足保护超出保护"的问题。

上海宝宫（Boarden）在长期服务新能源、储能及工业客户的过程中发现，很多客户真正希望解决的，并不是增加一颗保护器件，而是希望在保证可靠性的前提下，让整个系统拥有更大的设计优化空间。

基于这一需求，宝宫持续投入低残压TVS技术研发，推出了TVS-N系列产品。

相比普通TVS，TVS-N的特点并不是响应速度更快，而是在导通之后，依然能够保持更低、更稳定的钳位电压。

简单来说，同样一次浪涌冲击，MOSFET承受的电压更低了。

 

图四：传统的TVS管

图五：双向低残压TVS-n 保护器件

 

这意味着什么？

意味着设计人员不再需要为了预留过大的安全裕量，而盲目提高MOSFET耐压等级。

以电摩锂电85V电池串典型应用为例，在相同浪涌条件下，低残压TVS能够将MOSFET承受的峰值电压进一步降低，使原本需要120V耐压MOSFET的设计，有机会优化为100V等级产品。

 

图六：宝宫产品并联测试数据，整体电压低于110V，完美替代6颗普通TVS产品

 

看似只是降低了MOS管20V耐压等级，实际带来的却是一整套系统优化。

因为对于MOSFET而言，耐压等级下降之后，往往意味着：

• 器件采购成本降低；
• 导通电阻更小，系统效率更高；
• 发热更低，散热设计更加轻松；

对于电路保护部分和系统而言，往往意味着：

• TVS管的数量更少，4颗能对6颗进行替代；
• 布线的空间节省了33%；
• TVS管贴片的效率由6颗减少为4颗，效率提升了33%；
• 焊点的个数由12个变成了8个，费用节省了33%；
• 并联器件引起的均流难题也降低了，总体安全性提升了33%；
• 其他的隐性成本比如器件管理、整机重量和边际效益都有提升。

真正的保护方案，从来不是增加成本，而是在降低成本不降质的同时，提升系统的可靠性和帮助客户创造更高的竞争优势。

这也是宝宫研发TVS-N的理念——保护，不只是为了安全，而是让客户更有产品竞争力。

 

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如果说TVS-N解决了低残压，那么CMSL则打开了另一条技术路线

在很多工程师的认知里，MOS保护几乎等同于TVS。

事实上，还有另一类器件，同样具备好的浪涌保护能力——贴片压敏电阻。

相比TVS，贴片压敏电阻的优势在于通流能力更强。

在相同尺寸下，它能够承受更大的浪涌电流，因此在很多高能量冲击场景中具有天然优势。

然而，传统压敏电阻长期没有广泛应用于MOS保护，一个重要原因就是残压偏高。

通流能力虽然很好，但保护电压较高，MOSFET仍然可能承受较大的电压应力，因此很多设计还是选择了多颗TVS并联方案。

面对这一行业痛点，宝宫再次选择了技术突破。

依托多年陶瓷材料研发经验以及低温烧结工艺积累，宝宫推出了CMSL低残压高能贴片压敏电阻。

CMSL不只保留了贴片压敏电阻小尺寸、大通流、易于自动化贴装等优势，同时进一步降低了保护电压，使压敏电阻能够更加适用于MOSFET保护场景。

这意味着，在很多过去需要多颗TVS并联才能实现的高通流保护中，一颗CMSL即可完成保护任务。

对于工程师来说，这不只意味着器件数量减少，更意味着PCB布局更加紧凑、贴片效率更高、可靠性进一步提升，同时降低了系统复杂度。

宝宫并没有把CMSL定义为TVS的替代者，而是把它视为另一种更适合高通流应用场景的解决方案。

不同应用，不同需求，选择不同器件。

真正重要的，从来不是销售某一款产品，而是帮助客户找到更合适的方案。

 

 

图七：宝宫CMSL产品图

 

为什么越来越多客户选择Boarden（宝宫）？

如果把视角放得更长一些，就会发现，电路保护行业正在经历一场新的变化。

过去，客户选择供应商，更多关注的是产品有没有、价格贵不贵、交期快不快；而当下，随着新能源汽车、储能系统、工业控制、机器人、AI服务器等高可靠应用快速发展，越来越多企业开始关注另一个问题：

供应商是否能够参与产品设计？是否能够帮助解决系统问题？

对于工程师而言，一颗器件只是设计中的一个节点；但对于产品的可靠性来说，每一颗器件都可能影响整个系统的稳定运行。

因此，客户真正需要的，不再只是一个产品型号，而是一家具备持续研发能力、应用经验和技术服务能力的合作伙伴。

这也是上海宝宫（Boarden）一直坚持的发展方向。

二十余年来，宝宫始终专注于电路保护领域，从TVS、ESD到BST、CMS，再到低残压TVS-N、CMSL等创新产品，公司不断围绕电子设备在真实应用中的痛点开展研发，而不是简单追求参数竞争。

对于宝宫来说，每一款产品的诞生，都源于一个真实的行业需求。

例如，面对锂电BMS对于低残压保护的需求，宝宫推出TVS-N系列，希望帮助客户降低MOSFET承受的电压应力，从系统层面优化BOM设计；面对传统压敏电阻残压较高、难以应用于MOS保护的行业难题，宝宫持续投入陶瓷材料和低温烧结工艺研发，推出CMSL系列产品，为高通流保护提供新的解决方案。

产品创新只是第一步。

更重要的是，宝宫始终坚持"应用导向"的研发理念，做电路保护行业一站式服务商。

从前期方案评估、器件选型，到样品测试、可靠性验证，再到量产支持，从全部电路保护器件的提供到定制产品和方案，宝宫希望参与的不只是单个器件的供应，而是整个产品开发过程深入参与。

对于很多客户来说，这种一站式服务带来的是整机系统的优化，往往远远超过一颗器件本身。

 

 

图八：宝宫产品矩阵，涵盖电路保护的过电压过电流全系列产品

 

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从产品竞争，到系统竞争，电路保护正在创造新的价值

电子产业的发展，从来都不是某一个器件的进步，而是整个系统不断优化的过程。

新能源汽车从400V迈向800V平台，储能设备持续提升能量密度，机器人不断增加关节数量，AI服务器不断提高功率密度……所有这些变化，都意味着电子系统对于电路保护提出了更高要求。

未来的竞争，也不再只是器件性能之间的竞争。

而是系统设计能力、可靠性水平以及成本控制能力的综合竞争。

在这样的背景下，电路保护器件所承担的角色也正在发生变化。

它不再只是PCB上的"保险丝"，而是连接可靠性、效率和成本的重要纽带。

一颗性能更优的TVS，能够帮助MOSFET降低耐压等级；一颗高性能CMSL，能够替代多颗传统保护器件；一次更合理的保护方案优化，甚至可能改变整套产品的设计思路。

对于工程师来说，这意味着更多的设计自由。

对于企业来说，则意味着更强的市场竞争力。

而这，正是宝宫一直坚持探索的方向。

 

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宝宫，不止于产品，更专注于电路保护解决方案

作为一家深耕电路保护行业二十余年的企业，上海宝宫始终相信，真正的产品，并不是参数漂亮，而是真正能够帮助客户解决问题。

因此，宝宫持续围绕新能源、锂电池、工业自动化、机器人、电源、通信、智能家居等行业，完善自身产品体系和技术服务能力。

目前，公司已形成覆盖TVS、ESD、高能贴片压敏电阻CMS、低残压CMSL、BST等多个产品系列的电路保护解决方案，为不同应用场景提供更加合适的产品组合。

与此同时，宝宫也持续推进国产化替代进程，希望通过自主研发、材料创新和制造能力提升，为客户提供性能可靠、交付稳定、成本更优的国产电路保护产品。

对于宝宫而言，国产替代并不是简单地替代国外品牌，而是在产品性能、制造工艺、应用经验和技术服务等多个维度建立属于中国企业自己的竞争力。

未来，随着新能源、储能、机器人、人工智能等产业持续发展，宝宫也将继续坚持以技术创新驱动产品升级，与更多合作伙伴共同探索更加安全、高效、可靠的电路保护方案。

 

 

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结语｜真正的降本，不只是降低单颗器件或者整机的成本，而是提升整个系统的价值

在锂电池BMS设计中，工程师每天都在做选择。

选择什么样的MOSFET，决定着系统的效率与可靠性；选择什么样的保护方案，则决定着整个系统是否能够在复杂工况下长期稳定运行。

过去，人们更关注保护器件"能不能保护"；而当下，行业开始思考另一个更重要的问题——保护器件，能不能帮助整机优化设计？

低残压TVS-N的意义，在于让MOSFET承受更低的电压应力，为系统降本创造可能；CMSL的价值，则在于以更高通流能力、更小封装和更高集成度，为高可靠保护提供另一种技术路径。

它们共同体现的，并不是某一款产品的优势，而是一种更加面向系统设计的研发思路。

作为深耕电路保护领域二十余年的品牌，Boarden（上海宝宫）始终坚持从客户应用出发，以技术创新回应行业需求。从TVS、ESD到BST、CMS，再到TVS-N、CMSL，宝宫不断推动产品升级，也不断推动电路保护理念的演进。

未来，电路保护的重要性还将持续提升。对于宝宫而言，每一次产品创新的目标都不只是推出一款新器件，而是帮助客户降低设计难度、提升产品可靠性、优化系统成本，让电路保护真正成为产品竞争力的一部分。

因为宝宫始终相信：真正的电路保护，不只是保护一块电路，更是为客户创造价值，守护一个让客户信赖的品牌。

 

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上海宝宫实业有限公司（Boarden）

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