【硬件笔记】负载是如何烧MOS的?

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一、常见的电子开关电路

我们常用上图中的这个电路去作为负载的电子开关,那为什么还要有专门的一些负载驱动芯片呢?其实,负载驱动芯片,它不仅仅只有开关的作用,它还有保护MOS,防止MOS烧毁的一些功能。

二、常见电子开关的导通后的波形

①、阻性负载



②、感性负载



从上图中可以看出,当负载为感性负载时,在导通瞬间,有一小瞬间会出现负过冲以及正过冲。当然,更为严重的是,在MOS关断瞬间,MOS有一个非常大的负过冲电压,当这个电压超过MOS Vds的耐受电压时,MOS管就会损坏(如下图所示)。

③、容性负载


从上图中可以看出,当负载为容性负载时,在导通瞬间,有巨大的电流冲击(这个电流是上电瞬间,给电容充电的电流),如果这个电流超过芯片的允许电流时,MOS就会烧毁。

④、保护原理

首先,对于容性负载,比较容易理解,保护电路可以实时检测流过MOS管的电流,如果电流超过阈值就关闭MOS管,过一会儿再打开MOS管,这样循环几次,电容就充满电了(如下图一所示);如果循环几次之后,电流还是很大,那么有可能是负载已经发生了短路(如下图二所示),循环5次之后,就直接关闭MOS管,不在打开了,从而起到保护作用;

其次,对于感性负载,在关闭NMOS时,GS电压就保持一致了(如下图一、二、三所示),然后因为电感的反向电动势,GS电压会同步往下掉;此时只需要搭建一个钳位电路,保证Gate的电压最低只能掉到-42V左右,这样GS之间就产生了压差,mos管就被自动打开并形成续流回路,这部分感性能量就会被消耗掉,从而保证mos管不被击穿。脉冲消除之后,MOS管又会自动关闭。







参考文档:
①、作者---工科男孙老师:负载是如何烧毁你的MOS管的?
②、NSE34XXX / NSE35XXX 高边开关

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