【收藏】MOS管防護(hù)電路圖文詳解-KIA MOS管

MOS管防護(hù)電路

功率MOS管自身擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，但是MOS管具有較脆弱的承受短時(shí)過載能力，特別是在高頻的應(yīng)用場(chǎng)合，所以在應(yīng)用功率MOS管對(duì)必須為其設(shè)計(jì)合理的保護(hù)電路來提高器件的可靠性。

MOS管防護(hù)電路

功率MOS管防護(hù)電路主要有以下幾個(gè)方面：

1）防止柵極 di/dt過高：

由于采用驅(qū)動(dòng)芯片，其輸出阻抗較低，直接驅(qū)動(dòng)功率管會(huì)引起驅(qū)動(dòng)的功率管快速的開通和關(guān)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(dǎo)通。

為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，通常在MOS驅(qū)動(dòng)器的輸出與MOS管的柵極之間串聯(lián)一個(gè)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(huì)因?yàn)閙os管開關(guān)速率過快而導(dǎo)致周圍元器件被擊穿。

但R509電阻過大則會(huì)導(dǎo)致MOS管的開關(guān)速率變慢，Rds從無窮大到Rds（on）的需要經(jīng)過一段時(shí)間，高壓下Rds會(huì)消耗大量的功率，而導(dǎo)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(shí)起到對(duì)柵極放電的作用，使場(chǎng)效應(yīng)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(huì)通過極間電容耦合到柵極而產(chǎn)生相當(dāng)高的柵源尖峰電壓，此電壓會(huì)使很薄的柵源氧化層擊穿，同時(shí)柵極很容易積累電荷也會(huì)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(hù)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(shí)測(cè)單獨(dú)焊接該下拉電阻（R516）還是不足以快速釋放g極電荷，會(huì)導(dǎo)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(dòng)芯片地回路來進(jìn)行可靠的放電。

3）防護(hù)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(hù)電路，同樣有可能因?yàn)槠骷_關(guān)瞬間電流的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓，進(jìn)而損壞MOS管，功率管開關(guān)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(hù)措施，實(shí)測(cè)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(cè)試，但是此處絕對(duì)不能加tvs，加tvs會(huì)導(dǎo)致源極電壓抬高，gs損壞。

當(dāng)電流過大或者發(fā)生短路時(shí)，功率MOS管漏極與源極之間的電流會(huì)迅速增加并超過額定值，必須在過流極限值所規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)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(hù)電路，當(dāng)電流到達(dá)一定值，通過保護(hù)電路關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路來保護(hù)MOS管。

4）電流采樣保護(hù)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(hào)放大，將放大獲得的信號(hào)和mcu給出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過或門控制驅(qū)動(dòng)芯片的使能，在驅(qū)動(dòng)電流過大時(shí)禁止驅(qū)動(dòng)芯片輸出，從而保護(hù)mos管回路。

MOS管防護(hù)電路