場效應管的保护电路-锂電池保護電路及保护电路图

什麽是保護電路

鑒于電源電路存在一些不穩定因素，而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的回路稱作保護電路。比如有過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等。

功率場效應管保护电路设计

功率場效應管自身拥有众多优点，但是MOSFET管具有较脆弱的承受短时过载能力，特别是在高频的应用场合，所以在应用功率MOSFET对必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性。功率MOSFET保护电路主要有以下几个方面：

1)防止柵極di／dt過高：由于采用驅動芯片，其輸出阻抗較低，直接驅動功率管會引起驅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。爲避免上述現象的發生，通常在MOS驅動器的輸出與MOS管的柵極之間串聯一個電阻，電阻的大小一般選取幾十歐姆。

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産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管柵極並聯穩壓管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管柵極並聯電阻是爲了釋放柵極電荷，不讓電荷積累。

3)防护漏源极之间过电压  虽然漏源击穿电压VDS一般都很大，但如果漏源极不加保护电路，同样有可能因为器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压，进而损坏MOS管，功率管开关速度越快，产生的过电压也就越高。为了防止器件损坏，通常采用齐纳二极管钳位和RC缓冲电路等保护措施。

當電流過大或者發生短路時，功率MOSFET漏極與源極之間的電流會迅速增加並超過額定值，必須在過流極限值所規定的時間內關斷功率MOSFET，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動電路來保護MOSFET管。圖1是MOSFET管的保護電路，由此可以清楚的看出保護電路的功能。

锂電池保護電路

由两个場效應管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET2截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电 路加有延时电容。当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向 负载供电。

过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和場效應管。过电流检测是利用場效應管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路，以区分 浪涌电流和短路电流。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易仿制。

因爲Li+電池過充或過放可能會導致爆炸並造成人員傷害，所以使用這類電池時，安全是主要關心的問題。因此，商用锂離子電池組通常包括象DS2720這樣的保護電路(圖7)。DS2720提供了可充電Li+電池所需的所有保護功能，如：在充電時保護電池、防止電路過流、通過限制電池的放電電壓延長電池壽命。

保護電路電路圖