我們用了二個篇幅去討論功率MOSFET的漏極脈衝電流以及和短路保護相關的測量規範，那麼，在實際的應用中，這些規範是否能夠完全解決短路保護的問題呢？今天，我們討論有關這個技術指標的4個實際的細節，希望能夠給大家提供一些參考。
1 短路保護並聯均流
電動汽車和電動自行車控制器目前大量地使用中壓的功率MOSFET，相對而言電動自行車的功率較低，短路保護的設計現在完全可以滿足實際的應用要求。但是對於電動汽車，輸出功率非常大，三相全橋6組功率MOSFET，每組使用14-16管、多管並聯工作，在短路大電流衝擊的過程中，由於驅動電路、PCB佈局和每個MOSFET的參數的差異，多管很難做到完全的並聯均流，其中的某些單管會流過更大的電流，溫度更高，非常容易導致短路大電流的局部集中，從而損壞功率MOSFET。
圖1：電動汽車控制器功率板
圖2：電動汽車控制器
一些電動汽車控制系統的研發工程師，通過調整短路保護的延時，來保證短路發生時系統的安全性，但是帶來的問題是：如果短路保護的延時過小，可能導致滿載無法起動或輸出不了滿負載。而且，很多時候，某一個型號的控制器要賣給不同的客戶，不同的客戶採用的電機的參數也不相同，而且同一個客戶可能採用不同廠家的電動機，這就會導致在某一個客戶或某一個客戶的某一個機型，控制器的延時調到和電動機匹配得比較好，而採用同樣的延時的控制器，在這個客戶的其它機型或另一個客戶那裡，系統就可能出現問題，要麼無法有效的實現短路保護，要麼滿載無法起動或無法輸出滿負載。
因此，必須從系統和產品二個方面，來做優化的設計，使系統滿足設計的要求。
2 短路保護的方式
通常我們使用MOSFET飽和的短路電流，使用單脈衝持續的時間來評估功率MOSFET抗短路衝擊的性能。下面我們看看，一位做電機驅動的資深工程師吳微提供的一個例子，雖然是IGBT的應用，但是對於功率MOSFET，同樣具有參考價值。
圖3：短路保護工作波形
我們看到，在短路過程中，發生了連續多個短脈衝的衝擊，每個短脈衝持續時間為2uS，滿足IGBT單脈衝測試規範，但是 IGBT最後還是發生損壞。對於器件本體參數的測試，即便是使用多脈衝，通常一個脈衝結束後，硅片的溫度回到常溫，然後再加下一個脈衝，就是不考慮多脈衝能量累積的效應，但是，如果實際的應用中，發生了能量的累積效應，那麼單脈衝的測試結果，就不能完全保證這樣的短路條件下，系統仍然可靠不發生損壞。
但是，單脈衝的測試結果仍然具有參考價值，它為評估不同器件的短路性能提供了標準和對比，單脈衝短路性能強的器件，在多脈衝的條件，同樣具有更強的短路性能。
3 單脈衝電流和實際短路保護的大電流
前面我們分析過，測試單脈衝短路性能時，功率MOSFET工作在線性區，也就是放大區，而在有些實際的應用中，系統短路時，雖然短路電流比較大，但是功率MOSFET並沒有工作在線性區，因此，這種條件下的短路和器件級的短路性能是不同的。
系統短路時，如果功率MOSFET仍然工作在完全導通狀態，那麼可以通過功耗來校核結溫，另一個方面，要考慮到雪崩UIS問題。
4 PCB佈局和短路保護問題
通常在系統的輸入端有大電容提供負載電源，輸入電容到功率MOSFET橋臂上下端會有雜散電感，很多研發工程師發現：如果這個輸入迴路的雜散電感大，短路電流就會降低，但是MOSFET的VDS的尖峰電壓會提高。反過來，輸入迴路的雜散電感小，短路電流就會增加，MOSFET的VDS的尖峰電壓會降低。兩者相矛盾，這需要研發工程師做一些平衡。
在設計過程中，特別是對於輸出功率較大的系統，通常是儘可能的減小回路雜散電感來減小尖峰電壓和EMI的影響，同時可以提高系統的效率，而短路保護通過調節短路的延時和控制方式來保證。
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