分析功率型MOS管在鋰電池保護電路中的詳細應用
阿新 • • 發佈：2018-12-11
通常，由於磷酸鐵鋰電池的特性，在應用中需要對其充放電過程進行保護，以免過充過放或過熱，以保證電池安全的工作。短路保護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管在這種工作狀態的特點，以及如何選取功率MOS管型號和設計合適的驅動電路。
電動自行車的磷酸鐵鋰電池保護板的放電電路的簡化模型如圖1所示。Q1為放電管，使用N溝道增強型MOS管，實際的工作中，根據不同的應用，會使用多個功率MOS管並聯工作，以減小導通電阻，增強散熱效能。RS為電池等效內阻，LP為電池引線電感。
正常工作時，控制訊號控制MOS管 開啟，電池組的端子P+和P-輸出電壓，供負載使用。此時，功率MOS管一直處於導通狀態，功率損耗只有導通損耗，沒有開關損耗，功率MOS管的總的功率損耗並不高，溫升小，因此功率MOS管可以安全工作。但是，當負載發生短路時，由於迴路電阻很小，電池的放電能力很強，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、內阻、線路的寄生電感、短路時的接觸電阻變化而變化，通常為幾百甚至上千安培。
（2）短路保護時間不能太短
在應用過程中，為了防止瞬態的過載使短路保護電路誤動作，因此，短路保護電路具有一定的延時。而且，由於電流檢測電阻的誤差、電流檢測訊號和系統響應的延時，通常，根據不同的應用，將短路保護時間設定在200μS至1000μS，這要求功率MOS管在高的短路電流下，能夠在此時間內安全的工作，這也提高了系統的設計難度。
