高邊驅動(dòng)與低邊驅動(dòng)圖文分析-KIA MOS管

高邊驅動(dòng)、低邊驅動(dòng)

驅動(dòng)負載有兩種基本方法：低邊驅動(dòng)，高邊驅動(dòng)。低邊驅動(dòng)通常用于與動(dòng)力總成相關(guān)的負載，例如電機，加熱器。而高邊驅動(dòng)經(jīng)常用于燃油泵和車(chē)身相關(guān)功能，如座椅，照明，雨刷和風(fēng)扇等。

低邊驅動(dòng)

低邊驅動(dòng)(LSD)是通過(guò)在用電器或者驅動(dòng)裝置后，通過(guò)閉合地線(xiàn)來(lái)實(shí)現驅動(dòng)裝置使能。低邊驅動(dòng)特點(diǎn)：容易實(shí)現（電路也比較簡(jiǎn)單，一般由MOS管加幾個(gè)電阻、電容）、適用電路簡(jiǎn)化和成本控制的情況。

高邊驅動(dòng)

高邊驅動(dòng)（HSD）是指通過(guò)直接在用電器或者驅動(dòng)裝置前通過(guò)在電源線(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現驅動(dòng)裝置的使能。高邊驅動(dòng)器的設計比同等的低邊復雜一些，一個(gè)原因是它通常使用（NMOSFET）作為功率元件。

NMOSFET是優(yōu)選的，因為它們可以制造得比p溝道器件更小且更便宜，以獲得相同的性能。但是NMOSFET通過(guò)將柵極電壓升高到漏極電壓以上而導通。在汽車(chē)應用中，漏極電壓通常是系統中的最高電壓（即電池電壓），因此需要額外的升壓器件將柵極電壓提升到足夠的水平。

兩者區別這兩者的主要區別在于它們對故障狀況的響應。在汽車(chē)中，由于接地的金屬板無(wú)處不在，因此短地故障比短電源故障更容易發(fā)生。對于低邊驅動(dòng)級，短地條件意味著(zhù)打開(kāi)負載。

相反地，對于高邊驅動(dòng)，短地故障的發(fā)生將不會(huì )使能負載。同理，對于短電源故障：低邊驅動(dòng)器將短路至電源，負載得以保護；而高邊的負載將永久開(kāi)啟。

具體選擇哪種類(lèi)型的負載，需要依據系統的要求。在飛機的負載失效類(lèi)型中，如果負載失效，最安全的方式是讓負載繼續運行下去；而對于汽車(chē)的負載應用，則正好相反。

例如在發(fā)動(dòng)機管理的控制單元中，很多的控制油泵的開(kāi)關(guān)就是HSD。這是因為在大多數的情況下，當發(fā)生短地故障時(shí)關(guān)掉油泵。這種設計對于當發(fā)生車(chē)禍或系統失效時(shí)是非常有利的。

對于高低邊的驅動(dòng)來(lái)說(shuō)，在設計的過(guò)程之中又需要考慮哪些方面的參數與設計呢？

對于低邊的驅動(dòng),需要考慮以下的細節:

負載的正常電流有多大?最大電流是多少?

負載是否為容性?如果是容性,沖擊電流是多少? 負載是否為感性? 如果是感性,關(guān)斷時(shí)的能量?

負載的控制方式是on/off方式還是ＰＷＭ?如果是ＰＷＭ,頻率和占空比是多少? 負載的工作環(huán)境溫度是多少?極限溫度是多少? 系統如果Ground open,對負載有何影響?

需要功率IC的封裝方式是ＳＭＴ還是通孔方式的?如果是ＳＭＴ,有多大的面積連接到功率IC的散熱片? 如果是通孔方式,采用什么形狀的散熱器?

負載是否需要診斷?如果需要,需要哪些診斷?過(guò)流,過(guò)壓,過(guò)溫還是短路等? 負載是否有以下的應用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

對于功率IC中采用高邊驅動(dòng), 需要考慮以下的技術(shù)細節:

負載正常電流有多大? 最大電流是多少?

負載是否為容性?如果是容性,沖擊電流是多少? 負載是否為感性? 如果是感性,關(guān)斷時(shí)的能量?

負載的控制方式是on/off方式還是ＰＷＭ?如果是ＰＷＭ,頻率和占空比是多少? 負載的工作環(huán)境溫度是多少? 極限溫度是多少?

需要功率ＩＣ的封裝方式是ＳＭＴ還是通孔方式的?如果是ＳＭＴ,有多大的面積連接到功率ＩＣ的散熱片? 如果是通孔方式,采用什么形狀的散熱器?

負載是否需要診斷?如果需要,需要哪些診斷?過(guò)流,過(guò)壓,過(guò)溫還是短路等? 負載是否有以下的應用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

以上總結低邊以及高邊的一些知識點(diǎn)，以及在工作之中記住相對應的規律來(lái)說(shuō)，能夠在硬件測試的過(guò)程之中節省很多時(shí)間。

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