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嵌入式硬件開發(fā)中MOS管保護(hù)方法

嵌入式應(yīng)用開發(fā) ? 來源:嵌入式應(yīng)用開發(fā) ? 作者:嵌入式應(yīng)用開發(fā) ? 2022-07-21 15:42 ? 次閱讀

在電路應(yīng)用中我們涉及到的一個問題就是電源的保護(hù),往往在保護(hù)MOS管方面需要特別注意。這里就是典型的電路應(yīng)用,此電路存在一個問題就是沒法進(jìn)行很好的保護(hù)MOS管,下面就這個電路圖進(jìn)行相關(guān)分析。

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首先我們采集的AD值需要通過MOS管開斷過程,這里我們假設(shè)目前采用的是軟件保護(hù),這時候來了高電壓,單片機(jī)接收到信號,再來控制分壓已經(jīng)來不及了,造成MOS管損壞,因此此電路是有一個風(fēng)險的,那么我們要如何 規(guī)避這個問題。提出一下幾種方案:

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(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。

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(dāng)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)電阻是為了釋放柵極電荷,不讓電荷積累。

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,同樣有可能因為器件開關(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和RC緩沖電路等保護(hù)措施,實測加上穩(wěn)壓管的效果要比加上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(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,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(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(hù)mos管回路。

以上幾種方案實際上上述電路已經(jīng)應(yīng)用了部分,但是代諾魯設(shè)計本身存在延后的問題,因此通過軟件來判斷是有延遲的而且判斷速度上存在很大的延遲,因此可以考慮加入外圍保護(hù)電路,減少了IO口的使用,同時提高了短路短路響應(yīng)速度,相應(yīng)的缺點也很明顯,電路上會復(fù)雜一些。

審核編輯:湯梓紅

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