MOS管防護電路解析實(shí)測

功率MOS管自身?yè)碛斜姸鄡?yōu)點(diǎn)，但是MOS管具有較脆弱的承受短時(shí)過(guò)載能力，特別是在高頻的應用場(chǎng)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(lái)提高器件的可靠性。

功率MOS管保護電路主要有以下幾個(gè)方面：

1）防止柵極 di/dt過(guò)高：

由于采用驅動(dòng)芯片，其輸出阻抗較低，直接驅動(dòng)功率管會(huì )引起驅動(dòng)的功率管快速的開(kāi)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(guò)高的di/dt而引起誤導通。為避免上述現象的發(fā)生，通常在MOS驅動(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(wú)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 )因為mos管開(kāi)關(guān)速率過(guò)快而導致周?chē)骷粨舸?。但R509電阻過(guò)大則會(huì )導致MOS管的開(kāi)關(guān)速率變慢，Rds從無(wú)窮大到Rds（on）的需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，高壓下Rds會(huì )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(shí)起到對柵極放電的作用，使場(chǎng)效應管能快速截止，減少功耗。

2）防止柵源極間過(guò)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(guò)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(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)穩壓管(圖中D903)以限制柵極電壓在穩壓管穩壓值以下，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(shí)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(huì )導致mos管誤觸發(fā)，可靠的放電電路還是需要依賴(lài)mos管g極->D507->驅動(dòng)芯片地回路來(lái)進(jìn)行可靠的放電。

3）防護漏源極之間過(guò)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(kāi)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(kāi)關(guān)速度越快，產(chǎn)生的過(guò)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(shí)測加上穩壓管（D901）的效果要比加上RC電路的效果要好，推薦先用穩壓管測試，但是此處絕對不能加tvs，加tvs會(huì )導致源極電壓抬高，gs損壞。

當電流過(guò)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(guò)額定值，必須在過(guò)流極限值所規定的時(shí)間內關(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電路，當電流到達一定值，通過(guò)保護電路關(guān)閉驅動(dòng)電路來(lái)保護MOS管。

4）電流采樣保護電路

將經(jīng)過(guò)mos管的電流通過(guò)采樣電阻采樣出來(lái)，然后將信號放大，將放大獲得的信號和mcu給出的驅動(dòng)信號經(jīng)過(guò)或門(mén)控制驅動(dòng)芯片的使能，在驅動(dòng)電流過(guò)大時(shí)禁止驅動(dòng)芯片輸出，從而保護mos管回路。