MOS过压保护电路及电池MOS管保护电路-KIA MOS管

MOS管防反接防过压电路

NMOS管(guan)防反接电路

如上图

MOS过(guo)压(ya)(ya)保护(hu)电(dian)(dian)(dian)路，当电(dian)(dian)(dian)源正确接入时。电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)流(liu)向是从Vin到负载(zai)(zai)，在通过(guo)NMOS到GND。刚上电(dian)(dian)(dian)时因为(wei)NMOS管(guan)(guan)的(de)体二极管(guan)(guan)存在，地(di)回路通过(guo)体二极管(guan)(guan)接通，后续因为(wei)Vgs大于Vgsth门限电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，MOS管(guan)(guan)导通。当电(dian)(dian)(dian)源接反时，体二极管(guan)(guan)不通，并且Vgs的(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)也(ye)不会符合要求，所(suo)有NMOS管(guan)(guan)不通，电(dian)(dian)(dian)路中没(mei)有电(dian)(dian)(dian)流(liu)回路，断路，负载(zai)(zai)不工作(zuo)，也(ye)不会烧坏，实(shi)现(xian)了保护(hu)。需(xu)要提起的(de)是(shi)，当电源正常接入时，电路中(zhong)的(de)电流(liu)(liu)是(shi)从S到D。与(yu)常规NMOS管使用的(de)电流(liu)(liu)方向是(shi)不同(tong)的(de)。电路需(xu)要注意，正常情(qing)况(kuang)下Vgs不能大(da)于NMOS管的(de)Vgs最(zui)大(da)耐压值，如果超过了可以在(zai)Vgs上面跨接一(yi)个稳压管防止烧坏。

PMOS管防(fang)反接电路

电路(lu)的(de)原理与NMOS管防反(fan)接电路(lu)类似

防过压电路

MOS过(guo)压保护电路，Vin正(zheng)常(chang)(chang)输入(ru)(ru)电压时(shi)，稳压管(guan)没有反(fan)向击穿，R3，R4电流基本为(wei)0。PNP三(san)极管(guan)的Vbe=0，即PNP三(san)极管(guan)不导(dao)(dao)通。PMOS管(guan)Q4的Vgs由电阻R5，R6分压决定，PMOS管(guan)导(dao)(dao)通，即电源正(zheng)常(chang)(chang)工作。当(dang)Vin输入(ru)(ru)大于正(zheng)常(chang)(chang)输入(ru)(ru)电压，此时(shi)Vin>Vbr，稳压管(guan)被(bei)击穿，其上(shang)电压为(wei)Vbr。PNP三(san)极管(guan)Q1导(dao)(dao)通，VCE≈0，即PMOS管(guan)的Vgs≈0，PMOS管(guan)不导(dao)(dao)通，电路断路，即实(shi)现了过(guo)压保护。

防(fang)反接防(fang)过压电路一体

详解功率型MOS管在电池中的保护电路

MOS过压保(bao)(bao)护(hu)电(dian)路，MOS管(guan)(guan)(guan)是电(dian)子市场(chang)不可或缺(que)的(de)(de)重(zhong)要保(bao)(bao)护(hu)器件，正因如此MOS管(guan)(guan)(guan)被誉为(wei)“航海中的(de)(de)帆”，MOS管(guan)(guan)(guan)多年(nian)来为(wei)众多电(dian)子产品保(bao)(bao)驾护(hu)航，深受(shou)电(dian)子世行(xing)的(de)(de)喜爱，其(qi)中最具代表的(de)(de)莫过于(yu)MOS管(guan)(guan)(guan)在电(dian)池(chi)方面的(de)(de)应用，由于(yu)磷酸铁锂电(dian)池(chi)的(de)(de)特性，在应用中需要对其(qi)充(chong)放(fang)电(dian)过程进(jin)行(xing)保(bao)(bao)护(hu)，以免过充(chong)过放(fang)或过热(re)，以保(bao)(bao)证电(dian)池(chi)安全的(de)(de)工作。短路(lu)保护(hu)是(shi)放电(dian)过程中一(yi)种极端恶劣的(de)工作条件，本(ben)文将(jiang)介绍功(gong)率MOS管在这种工作状态的(de)特点，以及(ji)如(ru)何选取功(gong)率MOS管型号和(he)设(she)计合适的(de)驱动电(dian)路(lu)。

电(dian)(dian)动自行车(che)的(de)磷酸铁锂电(dian)(dian)池保护板的(de)放电(dian)(dian)电(dian)(dian)路的(de)简化模(mo)型如图1所示(shi)。Q1为放电(dian)(dian)管(guan)(guan)，使用(yong)(yong)N沟道增强型MOS管(guan)(guan)，实际(ji)的(de)工作(zuo)(zuo)中(zhong)，根据(ju)不(bu)同(tong)的(de)应用(yong)(yong)，会(hui)使用(yong)(yong)多个功率MOS管(guan)(guan)并联工作(zuo)(zuo)，以减小导通电(dian)(dian)阻，增强散热(re)性能。RS为电(dian)(dian)池等效内阻，LP为电(dian)(dian)池引线电(dian)(dian)感。

正常工(gong)作(zuo)时，控(kong)制信号控(kong)制MOS管(guan)打开，电(dian)池(chi)组的端子(zi)P+和P-输(shu)出电(dian)压，供负载使用。此(ci)时，功(gong)(gong)率(lv)MOS管(guan)一直(zhi)处于导(dao)通状态，功(gong)(gong)率(lv)损(sun)耗(hao)(hao)只有导(dao)通损(sun)耗(hao)(hao)，没有开关损(sun)耗(hao)(hao)，功(gong)(gong)率(lv)MOS管(guan)的总的功(gong)(gong)率(lv)损(sun)耗(hao)(hao)并不(bu)高，温升小，因此(ci)功(gong)(gong)率(lv)MOS管(guan)可(ke)以安全(quan)工(gong)作(zuo)。但是，当负载发生(sheng)短路时，由于回路电(dian)阻很(hen)小，电(dian)池(chi)的放电(dian)能力很(hen)强，所以短路电(dian)流从(cong)正常工(gong)作(zuo)的几十安培突然增加到几百(bai)安培， 在(zai)这种(zhong)情况下(xia)，功(gong)(gong)率(lv)MOS管(guan)容易损(sun)坏。

（1）短路电流大(da)

在(zai)电(dian)(dian)动车(che)中，磷酸铁锂电(dian)(dian)池的(de)电(dian)(dian)压一般为36V或48V，短(duan)(duan)路(lu)电(dian)(dian)流随电(dian)(dian)池的(de)容(rong)量、内阻、线路(lu)的(de)寄生(sheng)电(dian)(dian)感、短(duan)(duan)路(lu)时的(de)接触电(dian)(dian)阻变(bian)化而(er)变(bian)化，通常为几百甚至上(shang)千安培。

（2）短路保护(hu)时间(jian)不能太(tai)短

在应(ying)用过(guo)(guo)程中，为了防(fang)止瞬(shun)态的(de)(de)(de)(de)(de)过(guo)(guo)载使短路(lu)(lu)保(bao)护(hu)电(dian)路(lu)(lu)误动(dong)作，因此(ci)，短路(lu)(lu)保(bao)护(hu)电(dian)路(lu)(lu)具(ju)有一定的(de)(de)(de)(de)(de)延时(shi)。而(er)且，由于电(dian)流(liu)检(jian)测(ce)电(dian)阻的(de)(de)(de)(de)(de)误差、电(dian)流(liu)检(jian)测(ce)信号和系(xi)统(tong)响应(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)延时(shi)，通(tong)常，根据不同的(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)用，将短路(lu)(lu)保(bao)护(hu)时(shi)间(jian)设(she)置在200μS至1000μS，这(zhei)要求(qiu)功率MOS管在高的(de)(de)(de)(de)(de)短路(lu)(lu)电(dian)流(liu)下，能(neng)够在此(ci)时(shi)间(jian)内安全的(de)(de)(de)(de)(de)工作，这(zhei)也(ye)提高了系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)设(she)计难(nan)度。

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