BMS锂电池保护板：MOS管的秘密大揭秘！

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BMS锂电池保护板：MOS管的秘密大揭秘！

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https://blog.csdn.net/huangchuanlian123/article/details/139376907

https://blog.csdn.net/qq_51272949/article/details/139710213

https://blog.csdn.net/qianoocheng/article/details/136998648

https://blog.csdn.net/Jack15302768279/article/details/139175851

https://www.eefocus.com/article/1666149.html

https://www.ee-nav.com/3801.html

http://www.kiaic.com/article/detail/5467.htm

https://www.sekorm.com/news/11229502.html

http://www.changxin-dg.com/html/news_838.html

在电动汽车和电动自行车等设备中，BMS（电池管理系统）保护板起着至关重要的作用。它通过管理芯片、MOS管、电阻和电容等元件来实现对电池的保护功能，包括过充、过放、过温、过流及短路保护。其中，MOS管在电路控制中起着至关重要的作用，其性能直接影响到整个系统的安全性和稳定性。了解BMS锂电池保护板的工作原理及其核心组件MOS管的特点，可以帮助我们更好地维护和使用这些高科技产品。

MOS管的工作原理

MOS管是一种电压驱动型器件，广泛应用于现代电子电路中，常作为电子开关、放大器等功能使用。MOS管分为NMOS和PMOS两种类型，它们的主要区别在于电路符号上的箭头方向：NMOS的箭头指向内部，而PMOS的箭头指向外部。这个箭头代表了负电子的流向。

在应用中，NMOS和PMOS作为电子开关的工作方式也有所不同：

NMOS管在控制信号G极为高电平时导通，低电平时断开
PMOS管在控制信号G极为低电平时导通，高电平时断开

选择合适的MOS管需要考虑以下几个关键参数：

额定电压（Vds）：MOS管能够承受的最大电压。选择时需要确保Vds大于电路中的最大电压，通常会留有一定的裕量。
阈值电压（VGS(th)）：MOS管开始导通所需的最小电压。对于NMOS，当G极电压高于VGS(th)时导通；对于PMOS，当G极电压低于VGS(th)时导通。
最大电流（Id）：MOS管能够承受的最大电流值。实际应用中需要确保工作电流不超过Id，同时也要考虑瞬态电流的影响。

此外，MOS管中存在一个体二极管（寄生二极管），它会影响电路的性能：

体二极管的正向压降（Vf）会影响开关损耗
反向恢复时间（trr）和反向恢复电流（Irr）在高频应用中会影响效率和EMI
正向压降随温度变化的特性可以用来监测MOSFET的温度

MOS管在BMS中的应用

在BMS保护板中，MOS管主要承担以下保护功能：

过流保护：当电路中出现短路或过流情况时，MOS管需要在极短时间内关断电路，以防止损坏电池和负载。这要求MOS管具有良好的抗冲击能力和快速的响应速度。
过充/过放保护：通过控制充电和放电回路的通断，MOS管可以防止电池电压过高或过低，从而保护电池免受损害。
过温保护：在温度异常时，MOS管可以切断充放电回路，避免电池在不安全的温度下工作。

在实际应用中，MOS管可能会遇到以下问题：

过流损坏：在关断瞬间，MOS管会经历四个阶段：Vgs下降、弥勒平台、内阻增加、电荷释放。其中在t2时刻会出现峰值功率，如果设计不当，容易导致MOS管烧毁。
过压击穿：系统中可能出现高于额定电压的瞬态电压，这需要MOS管具有足够的耐压能力。
散热问题：MOS管在导通状态下会产生热量，需要良好的散热设计来避免热击穿。

为了解决这些问题，设计时需要：