【收藏】MOS管防護電路圖文詳解-KIA MOS管

MOS管防護電路

功率MOS管自身擁有眾多優(yōu)點，但是MOS管具有較脆弱的承受短時過載能力，特別是在高頻的應用場合，所以在應用功率MOS管對必須為其設計合理的保護電路來提高器件的可靠性。

功率MOS管防護電路主要有以下幾個方面：

1）防止柵極 di/dt過高：

由于采用驅(qū)動芯片，其輸出阻抗較低，直接驅(qū)動功率管會引起驅(qū)動的功率管快速的開通和關斷，有可能造成功率管漏源極間的電壓震蕩，或者有可能造成功率管遭受過高的di/dt而引起誤導通。

為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，通常在MOS驅(qū)動器的輸出與MOS管的柵極之間串聯(lián)一個電阻(R509)，電阻的大小一般選取幾十歐姆。該電阻可以減緩Rds從無窮大到Rds(on)(一般0.1歐姆或者更低)。

若不加R509電阻，高壓情況下便會因為mos管開關速率過快而導致周圍元器件被擊穿。

但R509電阻過大則會導致MOS管的開關速率變慢，Rds從無窮大到Rds（on）的需要經(jīng)過一段時間，高壓下Rds會消耗大量的功率，而導致mos管發(fā)熱異常。

該電阻上并聯(lián)的二極管(D507)是在脈沖下降沿時起到對柵極放電的作用，使場效應管能快速截止，減少功耗。

2）防止柵源極間過電壓:

由于柵極與源極的阻抗很高，漏極與源極間的電壓突變會通過極間電容耦合到柵極而產(chǎn)生相當高的柵源尖峰電壓，此電壓會使很薄的柵源氧化層擊穿，同時柵極很容易積累電荷也會使柵源氧化層擊穿，

所以要在MOS管柵極并聯(lián)穩(wěn)壓管(圖中D903)以限制柵極電壓在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值以下，保護MOS管不被擊穿，MOS管柵極并聯(lián)電阻(圖中R516)是為了釋放柵極電荷，不讓電荷積累，

實測單獨焊接該下拉電阻（R516）還是不足以快速釋放g極電荷，會導致mos管誤觸發(fā)，可靠的放電電路還是需要依賴mos管g極->D507->驅(qū)動芯片地回路來進行可靠的放電。

3）防護漏源極之間過電壓 :

雖然漏源擊穿電壓VDS一般都很大，但如果漏源極不加保護電路，同樣有可能因為器件開關瞬間電流的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓，進而損壞MOS管，功率管開關速度越快，產(chǎn)生的過電壓也就越高。

為了防止器件損壞，通常采用齊納二極管鉗位(圖中D901)和RC緩沖電路(圖中C916，R926)等保護措施，實測加上穩(wěn)壓管（D901）的效果要比加上RC電路的效果要好，推薦先用穩(wěn)壓管測試，但是此處絕對不能加tvs，加tvs會導致源極電壓抬高，gs損壞。

當電流過大或者發(fā)生短路時，功率MOS管漏極與源極之間的電流會迅速增加并超過額定值，必須在過流極限值所規(guī)定的時間內(nèi)關斷功率MOS管,否則器件將被燒壞，因此在主回路增加電流采樣保護電路，當電流到達一定值，通過保護電路關閉驅(qū)動電路來保護MOS管。

4）電流采樣保護電路

將經(jīng)過mos管的電流通過采樣電阻采樣出來，然后將信號放大，將放大獲得的信號和mcu給出的驅(qū)動信號經(jīng)過或門控制驅(qū)動芯片的使能，在驅(qū)動電流過大時禁止驅(qū)動芯片輸出，從而保護mos管回路。

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