PhotoMos输出端并联TVS做什么用

今天想讨论这样的一个问题，不知道大家在高压采样电路中是否见过在光MOS输出端端并联TVS的案例，如下图所示：使用了两个TVS串联。

再看下面这个例子，它是之前分析过的Preh的控制板，也是在输出端并联了TVS，使用了三个TVS串联。

例子还有很多，下图也是使用三个TVS管串联后并联到光MOS输出端。

当然，有些案例也是没有布置上面的TVS的，例如下图。

所以，我们的问题就是这些TVS是用来实现什么作用的呢？答案很简单，它是用来保护光MOS的输出级不会因为过压而损坏。

下面先看下光MOS概念以及它在BMS上面的应用场合。

定义

PhotoMOS是指在输入元件中采用LED，在输出元件中采用MOSFET的光电耦合器的半导体继电器，光MOS属于固态继电器（Solid State Relay,SSR）的一种。（下图来源于松下官网）

以博通的光MOS ASSR-601为例，其内部结构框图如下（来自博通官网）：输入端供电后发光，传输到接收端的感光二极管阵列，这些串联的二极管阵列就像太阳能电池一样可以产生电压，去驱动MOS导通。

工作过程

光MOS的输出端导通过程如下图。（图片来自于亿光官网）

光MOS的输出端断开过程如下图。（图片来自于亿光官网）

BMS上的应用位置

在介绍绝缘检测的时候有提过，光MOS主要应用在两个地方，一是高压采样电路上分压电阻的回路开关，如下图所示。

还有就是用于绝缘检测电路中的桥臂开关，无论哪种情况，光MOS都是用在高压电路中。

输出端可能的损坏场景

在光MOS的规格书中会标明输出端可承受的最大直流电压，例如东芝的TLX9160T的耐电压为1500V，超出这个范围就可能损坏。（下图来自东芝官网）

另外，在规格书中也提供了雪崩电流值，超出这个范围也可能损坏。

如下图使用时，以800V平台为例，其最高电压不会超过1000V，那么选择TLX9160T（1500V耐压）是可以满足使用与降额的，而且基本上也覆盖了BMS的最高要求。

但是，我们发现即使远远超出平台的最高电压，有时还是会在光MOS输出端并联TVS，例如BYD的高压检测板，如下图所示：这个光MOS来自于博通，输出端也是1500V耐压，但是输出端还是放置了两个串联的TVS，这个TVS来自力特，双向类型，standoff电压为451V，那么两个串联后就是902V。

所以，可能会有其他的场景出现光MOS的输出端电压很大的情况，例如下图的场景：在给产品做下电模式的耐压测试时，测试仪的两个引脚一端接低压地，一端接高压正极，当在电压上升阶段时，开关K3的两端可能会存在一个瞬时的电压冲击。

仿真结果如下，因为光MOS的输出端等效电阻不是无穷大的，所以上电过程就相当于给电容充电的过程，在电容充满过程中，开关S1两端是存在大电压的。

总结：

以上所有，再一次仅供参考。