基于功率MOSFET的锂电池保护电路设计
铅酸电池具有安全、便宜、易维护的特点，因此目前仍然广泛的应用于电动自行车。但是铅酸电池污染大、笨重、循环次数少，随着世界各国对环保要求越来越高，铅酸电池的使用会越来越受到限制。磷酸铁锂电池作为一种新型的环保电池，开始逐步的应用到电动车中，并且将成为发展趋势。通常，由于磷酸铁锂电池的特性，在应用中需要对其充放电过程进行保护，以免过充过放或过热，以保证电池安全的工作。短路保护是放电过程中一种极端恶劣的工作条件，本文将介绍功率MOSFET在这种工作状态的特点，以及如何选取功率MOSFET型号和设计合适的驱动电路。
在应用过程中，为了防止瞬态的过载使短路保护电路误动作，短路保护电路具有一定的延时。而且，由于电流检测电阻的误差、电流检测信号和系统响应的延时，通常，根据不同的应用，将短路保护时间设置在200μS至1000μS，这要求功率MOSFET在高的短路电流下，能够在此时间内安全的工作，这也提高了系统的设计难度。
功率MOSFET的跨导Gfs也会影响功率MOSFET的导通损耗。当MOSFET的Gfs较小且短路电流很大时，MOSFET将工作在饱和区，其饱和导通压降很大，MOSFET的VDS在短路时达到14.8V，MOSFET功耗会很大，从而导致MOSFET因过功耗而失效。如果MOSFET没有工作在饱和区，则其导通压降应该只有几伏，中的VDS所示。
基于功率MOSFET的锂电池保护电路设
AOT266为AOS新一代的中压MOSFET，其耐压为60V，RDS仅为3.2毫欧，适合在磷酸铁锂电保护中的应用。为AOT266在不正确的设计时快速关断的波形，AOT266在快关断过程中失效，失效时其电压尖峰为68V，失效后电流不能回零，其失效根本原因是关断太快。为使用正确的设计、放电电阻为1K时的慢速关断波形，MOSFET的关断时间达到13.5us，电压尖峰为80.8V，但MOSFET没有失效，因此慢速关断在这种应用中可以提高短路能力。
在MOSFET关断过程的后期，MOSFET通常会进入雪崩状态，中的雪崩阶段。关断后期MOSFET漏极电压尖峰为VSPIKE=VB+LP*di/dt，回路的引线电感LP和di/dt过大均会导致MOSFET过压，从而导致MOSFET提前失效。
功率MOSFET的选取原则
（1）通过热设计来确定所需并联的MOSFET数量和合适的RDS；
（2）尽量选择较小RDS（ON）的MOSFET，从而能够使用较少的MOSFET并联。多个MOSFET并联易发生电流不平衡，对于并联的MOSFET应该有独立的并且相等的驱动电阻，以防止MOSFET间形成震荡；
（3）基于最大短路电流、并联的MOSFET数量、驱动电压等选择合适gFS的MOSFET；
（4）考虑在关断后期的电压尖峰，MOSFET的雪崩能量不能太小。
在电动车磷酸铁锂电池保护应用中，短路保护设计和整个系统的可靠性直接相关，因此不但要选择合适的功率MOSFET，而且要设计合适的驱动电路，才能保证功率MOSFET的安全工作。
