以下有場效應管短路保護視頻。功率場效應管自身擁有眾多優(yōu)點,但是MOS管具有較脆弱的承受短時過載能力,特別是在高頻的應用場合,所以在應用功率MOSFET對必須為其設計合理的保護電路來提高器件的可靠性。功率MOS管保護電路主要有以下幾個方面:
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而引起誤導通。為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生,通常在MOS驅(qū)動器的輸出與MOS管的柵極之間串聯(lián)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產(chǎn)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緩沖電路等保護措施。
當電流過大或者發(fā)生短路時,功率MOSFET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(guān)閉驅(qū)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。