功率FET(场效应管)是电池管理系统(BMS)中的一个关键安全功能。A06B-6114-H209发那科功率FET的主要目的是在非正常条件下将电池组与负载或充电器分开。功率FET功能块看上去并不复杂，即连接充电器或负载时导通FET，出现错误时关断FET。要正常发挥功率FET的功能，设计工程师需要理解负载条件、电池组限制和功能块电路。

　　图1 用于决定导通还是关断功率FET的电路简图
　　英文解释：
　　Charge pump 电荷泵 ; LOAD DETECT AND RELEASE 负载检测和释放
　　考虑图1的电路配置。该系统是一个连接至发动机的高边串联FET配置。功率FET的导通(ON)状态取决于电池组的电芯电压、充电和放电电流、温度及监测器引脚的状态。子块报告的任何故障都会导致一个或两个FET关断。
　　1 Vcell检测
　　不考虑电芯均衡的Vcell检测是用来监测过压、欠压和开路电芯条件的电压测量。欠压条件对应检测电池组空载情况，要防止电芯脱离电压作用区(active region)，这一点很重要。锂离子电芯的作用区为2.5V - 4.2V，锂聚合物电芯的作用区为2.5V - 3.6V。根据化学性质和设计，电芯的限制电压决定满载和空载电芯限值。电芯充电时不能超过电压上限，否则可能造成电芯损坏。大多数BMS IC都会持续监测过压和欠压条件，无论电池充电状态如何。A06B-6114-H209发那科
　　在对电池组中的所有电芯都进行了测量后，报告zui强电芯与zui弱电芯的总电压差很有用。大的电池组电压差可甄别开路电芯或明线事件。大多数系统都有明线测试，以确保测量系统与电芯用导线连接在一起。明线测试不像电芯电压测量那么频繁，电芯压差计算结果可作为系统故障的早期提示。
　　开路电芯事件是指电芯内部开路或者外部连接损坏。事件的发生可能是缓慢的，也有可能是突然的。造成开路电芯事件的可能原因有老化、电芯制造质量差和长时间在恶劣环境中工作。外部连接损坏一般是由于电池组结构差而导致。
　　电池组在连接至负载时会产生大量涌入电流，这时可能出现zui大电芯压差的误报。因为电芯阻抗失配而倍增的涌入电流会导致电芯电压的严重失配。有些芯片在报告事件时有延迟，有些芯片则没有。
　　2 电流检测
　　用于测量电流的大多数电池系统都有三个电流比较器：放电短路(DSC)、放电过流(DOC)和充电过流(COC)。每个比较器都产生一个延迟，从而允许电流在一段时间内大于限值，随后再采取行动。
　　与充电器相比，负载受到的控制较少，所以需要进行快速电流放电检测，以便关断功率FET，防止损坏电池或功率FET本身。DSC事件发生时，功率FET常常延迟几十至几百毫秒才关断。DSC延迟由定时延迟和功率FET关断所需的时间组成。功率FET在栅极和源极通过隔离电阻器连接起来时处于关断状态。电阻器和栅电容构成RC电路，决定FET的关断时间。
　　设置总DSC关断时间延迟时要考虑许多因素。DSC关断时间由损坏电池和电路的时间，与负载启动或连接时允许涌入电流通过的时间相较而定。DSC关断时间与FET的关断时间必须平衡。FET关断速度过快会导致电芯测量引脚上产生较大电压瞬变，zui接近功率FET的引脚zui容易受大电压瞬变的影响，这些瞬态事件是功率FET与电池之间的迹线中储存的电感能量，在电池组突然断开与负载的连接时无处发散的结果。该电感能量发散到开路负载，直至电压升高到足以激活相连电路的ESD(静电阻抗器)二极管。如果能量足够多，元件会承受过大的电应力。迹线中储存的能量大小是迹线的电感与流向负载的电流之积。迹线中储存的能量在放电短路条件下zui多，在电芯电压引脚处进行滤波有助于降低EOS(电气过应力)事件发生概率。实践中应使迹线尽可能短和尽可能宽，另外还应仔细选择负载与功率FET之间的线缆的尺寸和长度。这是可能引起高电压瞬态事件的另一个因素。