更好的充放電性能：電池管理充放電系統中的功率MOSFET

本文介紹了VBsemi功率MOSFET在PCM保護電路模組中的工作原理及性能要求。PCM使用兩個N溝道功率MOSFET，一個用於充電，另一個用於放電。為提高充電速度和縮減充電時間，要求功率MOSFET具有更低的導通電阻、更小的尺寸、更高的功率密度和更好的散熱能力，VBSEMI的功率MOSFET產品具有多種封裝設計，具有低導通電阻、低功耗、高速開關、更佳的散熱性能的優勢。

摘要由作者通過智能技術生成

日常生活中，如手機、筆記本電腦等這些消費電子應用裏，一般帶有控制IC、功率MOSFET和其他電子元件的電路系統，可以稱為保護電路模組PCM。

今天我們要來講的是關於PCM保護電路模組中，VBsemi功率MOSFET的工作原理分析。

PCM一般需要低導通電阻MOSFET，因此很多時候工程師會選擇N溝道功率MOSFET。不過一些應用在正極端會使用P溝道MOSFET用來靈活驅動。但相較於NMOS,PMOS的導通電阻相對高於NMOS，在很多選擇上會受到限制。

VBsemi功率MOSFET在PCM中的工作原理

PCM一個功率MOSFET用於充電，另一個用於放電。兩個用於管理充電和放電的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連接：一種配置是兩個功率MOSFET漏極連接。另外一種連接兩個功率MOSFET源。

從上圖可以看到Q1和Q2兩個功率MOSFET：Q1功率MOSFET是用於電池放電的；Q2功率MOSFET是用於電池充電的。在PCM板工作之前，Q1和Q2都處於關閉狀態。

B+/-是電池的正負極；

P+/-是電池組的正負極；

VSS為電池保護管理IC的接地，即電池的負極；

其中VSS和Q1的電源連接。

關於MOSFET在其中的“充放電”工作情況

充電

充電狀態時控制IC柵極，會向Q2處的功率MOSFET提供驅動信號CO，其路徑為：外部充電電路的正端→ P+→B+→R1→VDD→CO→Q2源 →P-→外部充電電路的負極。

當Q2接通後，充電路徑為：P+→B+→B-→Q1內部寄生二極體→Q2通道→P-

然後可以對電池充電。

Q2接通時的充電回路

為減少Q1的損耗，當Q2開啟時，可以控制IC的DO引腳拉高，讓放電Q1功率MOSFET 開啟。

放電

放電時控制IC向放電Q1處的功率MOSFET，提供柵極驅動信號DO，Q1的柵極驅動信號路徑為：VDD→DO（驅動器輸出→Q1柵→Q1源→B-→VSS。

隨後當Q1為on時，放電電流路徑為：P→Q2內部寄生二極體→Q1通道→B-→B+→P+，接著電池進行放電。

為減少Q2的損耗，當Q1開啟時，控制IC會向Q2處充電功率MOSFET ，提供柵極驅動信號CO，隨後開啟Q2。這時Q1和Q2同時處於開啟狀態。

性能要求

為了追尋更高效的充電速度和縮減充電時間，通常情況會採取了加大電流及大電流充電的快速充電技術。這也對功率MOSFET 在大電流充電應用中提出了更為嚴苛的技術挑戰。這就要求我們在選擇功率MOSFET時要求其更低的導通電阻、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、保護及控制、用於信號放大和開關控制等應用中，為保證可靠的性能和提高工作的穩定性，可以使用VBSEMI的功率MOSFET產品。

多種封裝設計的選擇為為各種電路應用提供了高度的靈活性和集成性，並且具有低導通電阻、低功耗、高速開關、更佳的散熱性能的優勢。