MOS過(guò)壓保護(hù)電路及電池MOS管保護(hù)電路-KIA MOS管
信息來(lái)源:本站 日期:2020-09-28
NMOS管防反接電路
如上圖
MOS過(guò)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(guò)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(guò)體二極管接通,后續(xù)因?yàn)閂gs大于Vgsth門(mén)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(méi)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(guò)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(guò)壓電路
MOS過(guò)壓保護(hù)電路,Vin正常輸入電壓時(shí),穩(wěn)壓管沒(méi)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(guò)壓保護(hù)。
防反接防過(guò)壓電路一體
MOS過(guò)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(lái)為眾多電子產(chǎn)品保駕護(hù)航,深受電子世行的喜愛(ài),其中最具代表的莫過(guò)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(guò)程進(jìn)行保護(hù),以免過(guò)充過(guò)放或過(guò)熱,以保證電池安全的工作。短路保護(hù)是放電過(guò)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(chē)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(kāi),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(méi)有開(kāi)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(chē)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(guò)程中,為了防止瞬態(tài)的過(guò)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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