一、接地侧,源极背靠背连接方式
在锂电池保护板电路设计中,采用两个N沟道功率MOSFET的源极背靠背连接并置于接地侧的结构,虽在传统保护电路模块(PCM)中应用较少,但在通信系统的负载开关与热插拔电路中具有独特价值。此设计的核心目的在于防止MOSFET的体二极管流过不必要的电流,从而提升电路的稳定性和可靠性。通过将源极背靠背相连并置于接地侧,能够有效控制电流流向,避免潜在的异常电流对电池及电路造成损害。


二、高压侧,漏极背靠背连接方案
将两个N沟道功率MOSFET设置于电源端(高压侧),以其漏极背靠背连接,是一种常见的PCM设计方案。其中,Q1担当电池放电的功率MOSFET角色,而Q2则负责电池充电。鉴于这两个N沟道功率MOSFET位于正端,因此需要两个充电泵来实现浮动驱动,以确保电路的正常运行和精确控制。

此外,还存在一种变体结构,即两个N沟道功率MOSFET的源极背靠背连接并置于高压侧。这种设计利用公共源极配置,同样需要借助充电泵进行驱动。此类结构不仅广泛应用于PCM中,还在负载开关电路中发挥着重要作用,满足不同电路设计需求。


此外,还存在一种变体结构,即两个N沟道功率MOSFET的源极背靠背连接并置于高压侧。这种设计利用公共源极配置,同样需要借助充电泵进行驱动。此类结构不仅广泛应用于PCM中,还在负载开关电路中发挥着重要作用,满足不同电路设计需求。

三、大电流应用,并联多个MOSFET策略
随着电子设备使用时间和待机时长的不断增加,电池容量呈现出逐步扩大的趋势,从常见的3000mAh增至5000mAh甚至更高容量。与此同时,为了实现更短的充电时间以及更快的充电速度,快速充电技术应运而生,即通过更大的充电电流为电池充电,充电电流可达到4A、5A、6A,甚至高达8A。然而,这也导致PCM内部功率MOSFET的功耗显著增加,温度随之升高,对MOSFET的稳定运行构成威胁。为有效降低温度并保障功率MOSFET的可靠工作,可以采用并联两个或多个MOSFET的方法。

通过并联多个MOSFET,能够分散电流,降低单个MOSFET承受的功耗和发热,从而提升整个电路在大电流充放电过程中的性能和可靠性,确保锂电池保护板能够稳定地发挥其保护作用,延长电池的使用寿命,并增强电子设备的安全性。
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