本文介紹了功率MOSFET在PCM保護(hù)電路模塊中的工作原理及性能要求。PCM使用兩個(gè)N溝道功率MOSFET，一個(gè)用于充電，另一個(gè)用于放電。為提高充電速度和縮減充電時(shí)間，要求功率MOSFET具有更低的導(dǎo)通電阻、更小的尺寸、更高的功率密度和更好的散熱能力，烜芯微的功率MOSFET產(chǎn)品具有多種封裝設(shè)計(jì)，具有低導(dǎo)通電阻、低功耗、高速開關(guān)、更佳的散熱性能的優(yōu)勢。
日常生活中，如手機(jī)、筆記本電腦等這些消費(fèi)電子應(yīng)用里，一般帶有控制IC、功率MOSFET和其他電子元件的電路系統(tǒng)，可以稱為保護(hù)電路模塊PCM。
今天我們要來講的是關(guān)于PCM保護(hù)電路模塊中，烜芯微功率MOSFET的工作原理分析。
PCM一般需要低導(dǎo)通電阻MOSFET，因此很多時(shí)候工程師會(huì)選擇N溝道功率MOSFET。不過一些應(yīng)用在正極端會(huì)使用P溝道MOSFET用來靈活驅(qū)動(dòng)。但相較于NMOS,PMOS的導(dǎo)通電阻相對高于NMOS，在很多選擇上會(huì)受到限制。
功率MOSFET在PCM中的工作原理
PCM一個(gè)功率MOSFET用于充電，另一個(gè)用于放電。兩個(gè)用于管理充電和放電的N溝道功率MOSFET放置在接地端，漏極背靠背連接。
其中以兩種配置背靠背串聯(lián)連接：一種配置是兩個(gè)功率MOSFET漏極連接。另外一種連接兩個(gè)功率MOSFET源。
從上圖可以看到Q1和Q2兩個(gè)功率MOSFET：Q1功率MOSFET是用于電池放電的；Q2功率MOSFET是用于電池充電的。在PCM板工作之前，Q1和Q2都處于關(guān)閉狀態(tài)。
B+/-是電池的正負(fù)極；
P+/-是電池組的正負(fù)極；
VSS為電池保護(hù)管理IC的接地，即電池的負(fù)極；
其中VSS和Q1的電源連接。
關(guān)于MOSFET在其中的“充放電”工作情況
充電
充電狀態(tài)時(shí)控制IC柵極，會(huì)向Q2處的功率MOSFET提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)CO，其路徑為：外部充電電路的正端→ P+→B+→R1→VDD→CO→Q2源 →P-→外部充電電路的負(fù)極。
當(dāng)Q2接通后，充電路徑為：P+→B+→B-→Q1內(nèi)部寄生二極管→Q2通道→P-
然后可以對電池充電。
Q2接通時(shí)的充電回路
為減少Q(mào)1的損耗，當(dāng)Q2開啟時(shí)，可以控制IC的DO引腳拉高，讓放電Q1功率MOSFET 開啟。
放電
放電時(shí)控制IC向放電Q1處的功率MOSFET，提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DO，Q1的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)路徑為：VDD→DO（驅(qū)動(dòng)器輸出→Q1柵→Q1源→B-→VSS。
隨后當(dāng)Q1為on時(shí)，放電電流路徑為：P→Q2內(nèi)部寄生二極管→Q1通道→B-→B+→P+，接著電池進(jìn)行放電。
為減少Q(mào)2的損耗，當(dāng)Q1開啟時(shí)，控制IC會(huì)向Q2處充電功率MOSFET ，提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)CO，隨后開啟Q2。這時(shí)Q1和Q2同時(shí)處于開啟狀態(tài)。
性能要求
為了追尋更高效的充電速度和縮減充電時(shí)間，通常情況會(huì)采取了加大電流及大電流充電的快速充電技術(shù)。這也對功率MOSFET 在大電流充電應(yīng)用中提出了更為嚴(yán)苛的技術(shù)挑戰(zhàn)。這就要求我們在選擇功率MOSFET時(shí)要求其更低的導(dǎo)通電阻、更小的尺寸、更高的功率密度和更好的散熱能力。
在一些電池充放電管理、保護(hù)及控制、用于信號(hào)放大和開關(guān)控制等應(yīng)用中，為保證可靠的性能和提高工作的穩(wěn)定性，可以使用烜芯微的功率MOSFET產(chǎn)品。
多種封裝設(shè)計(jì)的選擇為為各種電路應(yīng)用提供了高度的靈活性和集成性，并且具有低導(dǎo)通電阻、低功耗、高速開關(guān)、更佳的散熱性能的優(yōu)勢。
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