澄清MOSFET在电池管理系统(BMS)中的真实作用

很多人对MOSFET在BMS电路中的工作原理存在误解。一个常见的错误认识是:充电用的FET控制充电器的地线,放电用的FET控制负载的地线。但实际上,它们的行为方式比这更精准、也更复杂。

 

 

1. 使用N沟MOSFET的基本结构

大多数锂电BMS板使用两个N沟MOSFET来控制充电和放电。这些MOSFET的连接方式如下:

  • 源极 (Source): 连接至B−(电池负极)
  • 漏极 (Drain): 连接至P−(输入/输出公共负端)
  • 栅极 (Gate): 由保护IC控制

当栅极电压(Vgs)超过阈值时,MOSFET导通,允许电流从漏极流向源极。

 

 

2. 充电与放电MOSFET的区别

放电MOSFET负责在允许放电时将P−连接至B−。充电MOSFET则控制电流从P+端进入电池。当两者都为N沟MOSFET时,它们的方向和连接方式会有所不同。

一张电路图,展示了MOSFET在五节锂电池BMS系统中的正确连接与功能,标示了源极、漏极、栅极方向及充放电控制路径。

3. 实际的开关控制逻辑

- 放电:当允许放电时,负载端(P−)通过放电FET与电池负极(B−)连接。
- 充电:只有当充电FET导通时,充电器的P+端才会与电池正极连接。

 

 

4. 当FET未导通时会发生什么?

  • 如果栅极电压未正确施加,FET会保持关闭,电路无法导通。
  • 即使电池充满电,P+与P−之间也可能显示为0V。

5. 诊断的关键方法

  • 测量栅极与源极之间的电压(Vgs)。
  • 若Vgs过低,MOSFET不会导通。
  • 原因可能是保护IC因欠压、过流等状态禁止导通。

 

 

结论

正确理解MOSFET在BMS电路中的真实作用,可以帮助你更好地进行电池包的修复、诊断与改装。意识到它们实际上是在控制地线而非简单地导通线路,将改变你对整个电池管理系统的分析思路。

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