嵌入式硬件开发中MOS管保护方法

在电路应用中我们涉及到的一个问题就是电源的保护，往往在保护MOS管方面需要特别注意。这里就是典型的电路应用，此电路存在一个问题就是没法进行很好的保护MOS管，下面就这个电路图进行相关分析。

首先我们采集的AD值需要通过MOS管开断过程，这里我们假设目前采用的是软件保护，这时候来了高电压，单片机接收到信号，再来控制分压已经来不及了，造成MOS管损坏，因此此电路是有一个风险的，那么我们要如何 规避这个问题。提出一下几种方案：

1）防止栅极 di/dt过高：

由于采用驱动芯片，其输出阻抗较低，直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断，有可能造成功率管漏源极间的电压震荡，或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt而引起误导通。

2）防止栅源极间过电压:

由于栅极与源极的阻抗很高，漏极与源极间的电压突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅源尖峰电压，此电压会使很薄的栅源氧化层击穿，同时栅极很容易积累电荷也会使栅源氧化层击穿，所以要在MOS管栅极并联稳压管以限制栅极电压在稳压管稳压值以下，保护MOS管不被击穿，MOS管栅极并联电阻是为了释放栅极电荷，不让电荷积累。

3）防护漏源极之间过电压 :

虽然漏源击穿电压VDS一般都很大，但如果漏源极不加保护电路，同样有可能因为器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压，进而损坏MOS管，功率管开关速度越快，产生的过电压也就越高。为了防止器件损坏，通常采用齐纳二极管钳位和RC缓冲电路等保护措施，实测加上稳压管的效果要比加上RC电路的效果要好，推荐先用稳压管测试，但是此处绝对不能加tvs，加tvs会导致源极电压抬高，gs损坏。当电流过大或者发生短路时，功率MOS管漏极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值，必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOS管,否则器件将被烧坏，因此在主回路增加电流采样保护电路，当电流到达一定值，通过保护电路关闭驱动电路来保护MOS管。

4）电流采样保护电路

将经过mos管的电流通过采样电阻采样出来，然后将信号放大，将放大获得的信号和mcu给出的驱动信号经过或门控制驱动芯片的使能，在驱动电流过大时禁止驱动芯片输出，从而保护mos管回路。

以上几种方案实际上上述电路已经应用了部分，但是代诺鲁设计本身存在延后的问题，因此通过软件来判断是有延迟的而且判断速度上存在很大的延迟，因此可以考虑加入外围保护电路，减少了IO口的使用，同时提高了短路短路响应速度，相应的缺点也很明显，电路上会复杂一些。

审核编辑：汤梓红