通常,由于磷酸鐵鋰電池的特性,在應(yīng)用中需要對其充放電過程進(jìn)行保護(hù),以免過充過放或過熱,以保證電池安全的工作。短路保護(hù)是放電過程中一種極端惡劣的工作條件,本文將介紹功率MOS管在這種工作狀態(tài)的特點(diǎn),以及如何選取功率MOS管型號和設(shè)計合適的驅(qū)動電路。
電動自行車的磷酸鐵鋰電池保護(hù)板的放電電路的簡化模型如圖1所示。Q1為放電管,使用N溝道增強(qiáng)型MOS管,實(shí)際的工作中,根據(jù)不同的應(yīng)用,會使用多個功率MOS管并聯(lián)工作,以減小導(dǎo)通電阻,增強(qiáng)散熱性能。RS為電池等效內(nèi)阻,LP為電池引線電感。
正常工作時,控制信號控制
MOS管打開,電池組的端子P+和P-輸出電壓,供負(fù)載使用。此時,功率MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài),功率損耗只有導(dǎo)通損耗,沒有開關(guān)損耗,功率MOS管的總的功率損耗并不高,溫升小,因此功率MOS管可以安全工作。但是,當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時,由于回路電阻很小,電池的放電能力很強(qiáng),所以短路電流從正常工作的幾十安培突然增加到幾百安培, 在這種情況下,功率MOS管容易損壞。
(1)短路電流大
在電動車中,磷酸鐵鋰電池的電壓一般為36V或48V,短路電流隨電池的容量、內(nèi)阻、線路的寄生電感、短路時的接觸電阻變化而變化,通常為幾百甚至上千安培。
(2)短路保護(hù)時間不能太短
在應(yīng)用過程中,為了防止瞬態(tài)的過載使短路保護(hù)電路誤動作,因此,短路保護(hù)電路具有一定的延時。而且,由于電流檢測電阻的誤差、電流檢測信號和系統(tǒng)響應(yīng)的延時,通常,根據(jù)不同的應(yīng)用,將短路保護(hù)時間設(shè)置在200μS至1000μS,這要求功率MOS管在高的短路電流下,能夠在此時間內(nèi)安全的工作,這也提高了系統(tǒng)的設(shè)計難度。
信息來自:
鉭電容 陶瓷電容 二、三極管 晶體振蕩器