MOS過壓保護(hù)電路及電池MOS管保護(hù)電路-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2020-09-28
NMOS管防反接電路
如上圖
MOS過壓保護(hù)電路，當(dāng)電源正確接入時(shí)。電流的流向是從Vin到負(fù)載，在通過NMOS到GND。剛上電時(shí)因?yàn)镹MOS管的體二極管存在，地回路通過體二極管接通，后續(xù)因?yàn)閂gs大于Vgsth門限電壓，MOS管導(dǎo)通。當(dāng)電源接反時(shí)，體二極管不通，并且Vgs的電壓也不會(huì)符合要求，所有NMOS管不通，電路中沒有電流回路，斷路，負(fù)載不工作，也不會(huì)燒壞，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)。需要提起的是，當(dāng)電源正常接入時(shí)，電路中的電流是從S到D。與常規(guī)NMOS管使用的電流方向是不同的。電路需要注意，正常情況下Vgs不能大于NMOS管的Vgs最大耐壓值，如果超過了可以在Vgs上面跨接一個(gè)穩(wěn)壓管防止燒壞。
PMOS管防反接電路
電路的原理與NMOS管防反接電路類似
防過壓電路
MOS過壓保護(hù)電路，Vin正常輸入電壓時(shí)，穩(wěn)壓管沒有反向擊穿，R3，R4電流基本為0。PNP三極管的Vbe=0，即PNP三極管不導(dǎo)通。PMOS管Q4的Vgs由電阻R5，R6分壓決定，PMOS管導(dǎo)通，即電源正常工作。當(dāng)Vin輸入大于正常輸入電壓，此時(shí)Vin>Vbr，穩(wěn)壓管被擊穿，其上電壓為Vbr。PNP三極管Q1導(dǎo)通，VCE≈0，即PMOS管的Vgs≈0，PMOS管不導(dǎo)通，電路斷路，即實(shí)現(xiàn)了過壓保護(hù)。
防反接防過壓電路一體
MOS過壓保護(hù)電路，MOS管是電子市場(chǎng)不可或缺的重要保護(hù)器件，正因如此MOS管被譽(yù)為“航海中的帆”，MOS管多年來為眾多電子產(chǎn)品保駕護(hù)航，深受電子世行的喜愛，其中最具代表的莫過于MOS管在電池方面的應(yīng)用，由于磷酸鐵鋰電池的特性，在應(yīng)用中需要對(duì)其充放電過程進(jìn)行保護(hù)，以免過充過放或過熱，以保證電池安全的工作。短路保護(hù)是放電過程中一種極端惡劣的工作條件，本文將介紹功率MOS管在這種工作狀態(tài)的特點(diǎn)，以及如何選取功率MOS管型號(hào)和設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)電路。
電動(dòng)自行車的磷酸鐵鋰電池保護(hù)板的放電電路的簡(jiǎn)化模型如圖1所示。Q1為放電管，使用N溝道增強(qiáng)型MOS管，實(shí)際的工作中，根據(jù)不同的應(yīng)用，會(huì)使用多個(gè)功率MOS管并聯(lián)工作，以減小導(dǎo)通電阻，增強(qiáng)散熱性能。RS為電池等效內(nèi)阻，LP為電池引線電感。
正常工作時(shí)，控制信號(hào)控制MOS管打開，電池組的端子P+和P-輸出電壓，供負(fù)載使用。此時(shí)，功率MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，功率損耗只有導(dǎo)通損耗，沒有開關(guān)損耗，功率MOS管的總的功率損耗并不高，溫升小，因此功率MOS管可以安全工作。但是，當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，由于回路電阻很小，電池的放電能力很強(qiáng)，所以短路電流從正常工作的幾十安培突然增加到幾百安培， 在這種情況下，功率MOS管容易損壞。
（1）短路電流大
在電動(dòng)車中，磷酸鐵鋰電池的電壓一般為36V或48V，短路電流隨電池的容量、內(nèi)阻、線路的寄生電感、短路時(shí)的接觸電阻變化而變化，通常為幾百甚至上千安培。
（2）短路保護(hù)時(shí)間不能太短
在應(yīng)用過程中，為了防止瞬態(tài)的過載使短路保護(hù)電路誤動(dòng)作，因此，短路保護(hù)電路具有一定的延時(shí)。而且，由于電流檢測(cè)電阻的誤差、電流檢測(cè)信號(hào)和系統(tǒng)響應(yīng)的延時(shí)，通常，根據(jù)不同的應(yīng)用，將短路保護(hù)時(shí)間設(shè)置在200μS至1000μS，這要求功率MOS管在高的短路電流下，能夠在此時(shí)間內(nèi)安全的工作，這也提高了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。
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