嵌入式硬件開發中MOS管保護方法

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

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

1）防止柵極 di/dt過高：

由于采用驅動芯片，其輸出阻抗較低，直接驅動功率管會引起驅動的功率管快速的開通和關斷，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。

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管柵極并聯穩壓管以限制柵極電壓在穩壓管穩壓值以下，保護MOS管不被擊穿，MOS管柵極并聯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瞬間電流的突變而產生漏極尖峰電壓，進而損壞MOS管，功率管開關速度越快，產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，實測加上穩壓管的效果要比加上RC電路的效果要好，推薦先用穩壓管測試，但是此處絕對不能加tvs，加tvs會導致源極電壓抬高，gs損壞。當電流過大或者發生短路時，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定的時間內關斷功率MOS管,否則器件將被燒壞，因此在主回路增加電流采樣保護電路，當電流到達一定值，通過保護電路關閉驅動電路來保護MOS管。

4）電流采樣保護電路

將經過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給出的驅動信號經過或門控制驅動芯片的使能，在驅動電流過大時禁止驅動芯片輸出，從而保護mos管回路。

以上幾種方案實際上上述電路已經應用了部分，但是代諾魯設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電路，減少了IO口的使用，同時提高了短路短路響應速度，相應的缺點也很明顯，電路上會復雜一些。

審核編輯：湯梓紅