淺談鋰電池保護電路中功率MOS管的作用

圖3：低跨導(dǎo)MOS管的導(dǎo)通階段

(2)關(guān)斷階段

如圖2(b)所示，保護電路工作后，開始將MOS管關(guān)斷，在關(guān)斷過程中MOS管消耗的功率為POFF = V * I，由于關(guān)斷時電壓和電流都很高，所以功率很大，通常會達到幾千瓦以上，因此MOS管很容易因瞬間過功率而損壞。同時，MOS管在關(guān)斷期間處于飽和區(qū)，容易發(fā)生各單元間的熱不平衡從而導(dǎo)致MOSFET提前失效。

提高關(guān)斷的速度，可以減小關(guān)斷損耗，但這會產(chǎn)生另外的問題。MOS管的等效電路如圖4所示，其包含了一個寄生的三極管。在MOS管短路期間，電流全部通過MOS管溝道流過，當MOS管快速關(guān)斷時，其部分電流會經(jīng)過Rb流過，從而增加三極管的基極電壓，使寄生三極管導(dǎo)通，MOS管提前失效。

因此，要選取合適的關(guān)斷速度。由于不同MOS管承受的關(guān)斷速率不同，需要通過實際的測試來設(shè)置合適的關(guān)斷速度。

圖4：MOS管等效電路

圖5(a)為快速關(guān)斷波形，關(guān)斷時通過三極管快速將柵極電荷放掉從而快速關(guān)斷MOS管，圖5(b)為慢速關(guān)斷電路，在回路中串一只電阻來控制放電速度，增加電阻可以減緩關(guān)斷速度。

圖5：功率MOS管關(guān)斷電路。(a)快速關(guān)斷電路;(b)慢速關(guān)斷電路。