Sirkuit Perlindungan Baterai Lithium - Mengapa ada dua seri MOSFET, terbalik?

Saya sedang mempelajari chip perlindungan baterai dan sirkuit referensi (di bawah) yang biasa digunakan pada baterai Li-ion ponsel, dan saya bingung dengan dua MOSFET secara seri pada terminal negatif EB-.

Menurut pertanyaan ini , saya sekarang mengerti bahwa MOSFET dapat melakukan dalam arah SD atau DS.

Pertanyaan saya adalah: 1. Mengapa ada DUA MOSFET di sirkuit ini? Kenapa tidak satu saja? 2. Jika mereka melakukan di kedua arah, mengapa FET1 dan FET2 dipasang dengan polaritas yang berlawanan? Bagaimana ini menguntungkan sirkuit?

Itu karena dua alasan.

Sebenarnya hanya untuk satu, tetapi dengan dua faktor.

Sebuah MOSFET dapat melakukan di kedua arah ketika dihidupkan, karena itu benar-benar hanya saluran resistif yang dibuka atau ditutup. (Sama seperti keran, itu terbuka dengan resistensi kecil, ditutup dengan resistensi besar atau gradasi kecil di antaranya.)

Tapi, MOSFET juga memiliki apa yang disebut dioda tubuh, yang ditunjukkan oleh panah kecil. Dioda tubuh itu selalu melakukan ketika bias maju. Ini terlihat seperti ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab} (label teks aneh disamping untuk membuat gambar terlihat kurang bombastis)

Ini ada di dalam semua MOSFET, karena konstruksi internal mereka, jadi itu bukan pilihan. Beberapa MOSFET dibuat khusus sehingga dioda menjadi lebih berguna untuk aplikasi tertentu, tetapi selalu ada dioda di sana.

Seperti yang ditunjukkan dalam komentar; Body-Diode adalah konsekuensi dari koneksi media. Saya ingat pernah melihat satu atau dua jenis MOSFET yang jarang dengan koneksi itu pada pin yang terpisah, tetapi mereka sulit ditemukan. (Dan Anda mungkin ingin menghubungkan pin secara normal, untuk kemampuan saat ini)

Ini berarti, bahwa jika Anda hanya menggunakan satu di jalur saat ini yang dapat melakukan dalam dua cara, satu cara akan selalu melakukan dengan penurunan tegangan sekitar satu dioda.

Terkadang Anda menginginkannya, kadang tidak. Ketika Anda tidak menghubungkan dua MOSFET secara terbalik, dan total gambar menjadi ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Ketika dioda satu tubuh melakukan, blok lainnya dan sebaliknya.

Sekarang dalam hal perlindungan baterai, kedua MOSFET terhubung dengan gerbang mereka ke pin I / O yang independen, karena ketika baterai kosong, baterai diperbolehkan untuk diisi daya dan ketika baterai penuh baterai dibiarkan diisi daya. Jadi chip hanya menyalakan MOSFET yang dioda memblokir arah yang diizinkan, dan jika baterai berada pada satu ekstrim dari kasus penggunaannya, dioda tubuhnya setidaknya akan memungkinkan arus di arah lain, bahkan jika situasi tegangan berlebih atau di bawah tegangan bertahan beberapa saat setelah arus mulai mengalir.

Apakah ini dapat menyebabkan masalah dengan pemanasan MOSFET ketika baterai berperilaku super aneh adalah titik yang terpisah dan hingga kini terbukti tidak menjadi masalah. Biasanya body diode hanya melakukan sepersekian detik sebelum voltase over / under menghilang dan kedua MOSFET kembali menyala.

Dioda yang diperlihatkan dalam skema mungkin mengindikasikan fakta ini (mata saya pada awalnya mengkilap), tetapi kemungkinan besar mereka bermaksud agar Anda menempatkan dioda yang lebih baik untuk mendukung arus buangan aman yang lebih tinggi dari baterai penuh atau arus pengisian ke yang kosong.

Dalam praktiknya, MOSFET daya memiliki dioda tubuh yang paralel dengan saluran. Dioda parasit ini merupakan bagian intrinsik dari MOSFET daya. Akibatnya, MOSFET daya dapat memblokir arus hanya dalam satu arah. Sakelar di sirkuit perlindungan baterai harus memblokir arus di kedua arah: pengisian dan pemakaian. Itu sebabnya ada dua MOSFET yang berlawanan secara seri: satu untuk setiap arah.

Satu FET untuk memblokir pengisian dan yang lainnya untuk memblokir pemakaian. Ini memungkinkan 3 mode operasi: Pengisian, Pengosongan & Tidur.

Lihat bagian "Cutoff FETs and FET Driver" dalam dokumen ini .