배터리 보호회로 PCM MOFET 다이오드 역할

배터리 보호회로 PCM MOFET 다이오드

 

안녕하세요.

Edward입니다.

 

이번에는 배터리 보호회로에 사용되는 MOSFET의 다이오드의 역할이란?! 주제로 시작해보려고 합니다.

시작하기 전에 배터리나 PCM에 대한 다른 포스팅 글들이 있으니 같이 참고해주세요 ^^

내 마음대로 배터리 기본 알아보기

내 마음대로 배터리 보호회로 PCM 알아보기

 

 

 

구글에서 쉽게 검색해보실 수 있는 배터리 PCM회로를 보시면 PCM main 칩과 그 밑에 보통 2개의 MOSFET가 부착되어 있는 걸 보실 수 있어요. (아래 그림처럼)

이 MOSFET의 역할은 아시다시피, ON/OFF의 기능입니다.

PCM 기본 회로

과충전 혹은 과방전, Short 등 안 좋은 상황이 일어났을 때, PCM칩이 이걸 알아채고 DO/CO에 High/Low 신호를 인가합니다.

그러면 MOSFET는 대부분 N-Channel이기 때문에, High신호를 받으면 FET가 ON이 되고, Low신호를 받으면 MOSFET가 OFF가 됩니다.

이런 원리로 PCM에 MOSFET를 연결해서 사용합니다.

 

그런데, 왜 MOSFET의 기생 다이오드의 방향은 서로 반대로 되어 있을까요?? 이런 궁금증이 안 생기시나요??

MOSFET은 Gate전압이 일정 이상의 전압이 인가되면 ON이 됩니다. 이걸 Turn-on 전압이라고 하는데, 이 값은 MOSFET IC마다 다르니깐 Datasheet를 참고해주세요.

그래서 Gate전압이 인가돼서 MOSFET ON 되면 Drain과 Source는 사실상 "도통"이라는 연결되는 상태가 되어 전류가 흐르게 됩니다.

이때 Drain과 Source는 양방향으로 전류가 흐를 수 있습니다.

그리고 MOSFET에 Symbol로 있는 다이오드는 MOSFET을 생산하면서 생기는 기생 다이오드의 일종입니다. "바디 다이오드"라고도 하죠.

문제는 이 바디 다이오드 때문에 MOSFET이 OFF가 된 상태에서도 전류가 넘어갈 수 있다는 겁니다.

 

 

다이오드는 순방향으로만 흐르는 소자인 거 아시죠??!!ㅎㅎ

만약 다이오드에 잘 모르시면 아래 링크 참고해주세요 ^^

다이오드 쉽게 설명하기.

 

결국 이 다이오드로 인해서 생기는 문제점을 보완하기 위해서 다이오드를 서로 마주 보게 해 놓은 겁니다.

정리하자면, FET가 도통되지 않은 상태에서 어떤 예기치 않은 상황에 의해서 전류가 MOSFET의 바디 다이오드를 거쳐 이동하게 된다고 해도 다음 FET의 다이오드의 방향이 반대로 연결되어 있기 때문에 보호가 됩니다.

그리고 충/방전을 하기 때문에 양방향으로 전류가 흐르기 때문에 양방향으로 보호를 해야 합니다.

특히 배터리는 저항이 굉장히 낮기 때문에, 폭발의 위험성이 커요.

MOSFET 다이오드 반대로 연결

 

또한 이 설명을 다르게도 말씀드릴 수 있어요.

배터리 보호 회로의 MOSFET은(스위치는) 충전과 방전을 할 때, 양방향으로 전류를 차단해야 합니다. 그렇기 때문에 각 방향마다 하나씩 두 개의 바디 다이오드를 반대로 연결한 MOSFET이 직렬로 배치됩니다.

즉, 하나의 MOSFET는 충전을 차단하기 위한 것이고 다른 하나는 방전을 차단하기 위한 것이죠!

 

감사합니다!