電路結構及應用特點
電動自行車的磷酸鐵鋰電池保護板的放電電路的簡化模型如圖1所示。q1為放電管，使用n溝道增強型mos管，實際的工作中，根據不同的應用，會使用多個功率mos管併聯工作，以減小導通電阻，增強散熱效能。rs為電池等效內阻，lp為電池引線電感。
正常工作時，控制訊號控制mos管開啟，電池組的端子p+和p-輸出電壓，供負載使用。此時，功率mos管一直處於導通狀態，功率損耗只有導通損耗，沒有開關損耗，功率mos管的總的功率損耗並不高，溫公升小，因此功率mos管可以安全工作。
但是，當負載發生短路時，由於迴路電阻很小，電池的放電能力很強，所以短路電流從正常工作的幾十安培突然增加到幾百安培，在這種情況下，功率mos管容易損壞。
磷酸鐵鋰電池短路保護的難點
（1）短路電流大
在電動車中，磷酸鐵鋰電池的電壓一般為36v或48v，短路電流隨電池的容量、內阻、線路的寄生電感、短路時的接觸電阻變化而變化，通常為幾百甚至上千安培。
（2）短路保護時間不能太短
在應用過程中，為了防止瞬態的過載使短路保護電路誤動作，因此，短路保護電路具有一定的延時。而且，由於電流檢測電阻的誤差、電流檢測訊號和系統響應的延時，通常，根據不同的應用，將短路保護時間設定在200μs至1000μs，這要求功率mos管在高的短路電流下，能夠在此時間內安全的工作，這也提高了系統的設計難度。
短路保護
當短路保護工作時，功率mos管一般經過三個工作階段：完全導通、關斷、雪崩，如圖2所示，其中vgs為mos管驅動電壓，vds為mos管漏極電壓，isc為短路電流，圖2（b）為圖2（a）中關斷期間的放大圖。
（1）完全導通階段
如圖2（a）所示，短路剛發生時，mos管處於完全導通狀態，電流迅速上公升至最大電流，在這個過程，功率mos管承受的功耗為pon=isc2*rds（on），所以具有較小rds（on）的mos管功耗較低。
功率mos管的跨導gfs也會影響功率mos管的導通損耗。當mos管的gfs較小且短路電流很大時，mos管將工作在飽和區，其飽和導通壓降很大，如圖3所示，mos管的vds（on）在短路時達到14.8v，mos管功耗會很大，從而導致mos管因過功耗而失效。如果mos管沒有工作在飽和區，則其導通壓降應該只有幾伏，如圖2（a）中的vds所示。
（2）關斷階段
如圖2（b）所示，保護電路工作後，開始將mos管關斷，在關斷過程中mos管消耗的功率為poff=v*i，由於關斷時電壓和電流都很高，所以功率很大，通常會達到幾千瓦以上，因此mos管很容易因瞬間過功率而損壞。同時，mos管在關斷期間處於飽和區，容易發生各單元間的熱不平衡從而導致mosfet提前失效。
提高關斷的速度，可以減小關斷損耗，但這會產生另外的問題。mos管的等效電路如圖4所示，其包含了乙個寄生的三極體。在mos管短路期間，電流全部通過mos管溝道流過，當mos管快速關斷時，其部分電流會經過rb流過，從而增加三極體的基極電壓，使寄生三極體導通，mos管提前失效。
因此，要選取合適的關斷速度。由於不同mos管承受的關斷速率不同，需要通過實際的測試來設定合適的關斷速度。
mos管型號
封裝knp6140a 10a /400v
to-220
kia6610a 15a /100v
to-252
kia2906 130a/ 60v
to-3p
knp4540 6a /400v
to-220
knb3308 80a /80v
to-263
knf4850a 9a /500v
to-220f
knp2910 130a /100v
to-220
knb3204a 100a/ 40v
to-263
knb3306 80a /60v
to-263
kia2806 160a /60v
to-220
kia50n03 50a /30v
to-252
knp2803 150a /30v
to-220
kia100n03 90a /30v
to-252
knd3406a 80a /60v
to-252
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