为何要有保护电路

磷酸铁锂电池特性：在磷酸铁锂制备时的烧结过程中，氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性，单质铁会引起电池的微短路；

应用中需对它放电过程保护，以免过充过放或过热；

 

MOS管在锂电池保护电路中应用注意事项

1.短路保护时间不能太短

保户电路在应用中，防止瞬态过载使短路保护电路误动作，此电路要有一定延时，

电流检测电阻误差+电流检测信号+系统响应的延时，

短路保护时间设置200μS-1000μS，此时要求MOS管在短路高电流，此时间内安全工作;

 

2.短路电流大

如：电动车，磷酸铁锂电池电压36V，48V，短路电流随：电池容量+线路寄生电感+电池内阻+短路接触电阻等因素变化而变化，电流可能：几百~上千A

短路保护工作时

MOS管有三个工作阶段：完全导通+关断+雪崩

MOS管驱动电压VGS，VDS漏极电压，短路电流ISC

关断期间的放大图如下所示：

 

完全导通阶段

短路刚发生，MOS管处于完全导通状态，电流迅速上升至最大电流，此过程：

MOS管承受功耗PON= ISC2 * RDS（on）

RDS（on）小MOS管功耗低；

 

MOS管Gfs小 + 短路电流大，MOS管工作在饱和区，饱和导通压降大； 

MOS管VDS（ON=14.8V，功耗很大，致MOS管过功耗失效；

MOS管不在工作在饱和区，导通压降=几伏

 

 

关断阶段

保护电路后，MOS管关断，此过程MOS管消耗功率POFF = V * I，电压与电流大，功率大可达几千瓦或以上；

MOS管容易因瞬间过功率而损坏；

MOS管在关断期间处于饱和区，易发生各单元间热不平衡而致MOS管提前失效； 

 

提高关断速度，可减小关断损耗，但，部分电流会在Rb流过，增加三极管基极电压，致寄生三极管导通，MOS管提前失效，因此关断速度应取适合值；

 

 

快速关断如下图，关断MOS管：通过三极管快速将栅极电荷放掉；

 

 

慢速关断如下图，减缓关断速度：在回路中串电阻控制放电速度；