高邊驅(qū)動與低邊驅(qū)動圖文分析-KIA MOS管

高邊驅(qū)動、低邊驅(qū)動

驅(qū)動負(fù)載有兩種基本方法：低邊驅(qū)動，高邊驅(qū)動。低邊驅(qū)動通常用于與動力總成相關(guān)的負(fù)載，例如電機(jī)，加熱器。而高邊驅(qū)動經(jīng)常用于燃油泵和車身相關(guān)功能，如座椅，照明，雨刷和風(fēng)扇等。

低邊驅(qū)動

低邊驅(qū)動(LSD)是通過在用電器或者驅(qū)動裝置后，通過閉合地線來實現(xiàn)驅(qū)動裝置使能。低邊驅(qū)動特點：容易實現(xiàn)（電路也比較簡單，一般由MOS管加幾個電阻、電容）、適用電路簡化和成本控制的情況。

高邊驅(qū)動

高邊驅(qū)動（HSD）是指通過直接在用電器或者驅(qū)動裝置前通過在電源線閉合開關(guān)來實現(xiàn)驅(qū)動裝置的使能。高邊驅(qū)動器的設(shè)計比同等的低邊復(fù)雜一些，一個原因是它通常使用（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通過將柵極電壓升高到漏極電壓以上而導(dǎo)通。在汽車應(yīng)用中，漏極電壓通常是系統(tǒng)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(qū)別這兩者的主要區(qū)別在于它們對故障狀況的響應(yīng)。在汽車中，由于接地的金屬板無處不在，因此短地故障比短電源故障更容易發(fā)生。對于低邊驅(qū)動級，短地條件意味著打開負(fù)載。

相反地，對于高邊驅(qū)動，短地故障的發(fā)生將不會使能負(fù)載。同理，對于短電源故障：低邊驅(qū)動器將短路至電源，負(fù)載得以保護(hù)；而高邊的負(fù)載將永久開啟。

具體選擇哪種類型的負(fù)載，需要依據(jù)系統(tǒng)的要求。在飛機(jī)的負(fù)載失效類型中，如果負(fù)載失效，最安全的方式是讓負(fù)載繼續(xù)運行下去；而對于汽車的負(fù)載應(yīng)用，則正好相反。

例如在發(fā)動機(jī)管理的控制單元中，很多的控制油泵的開關(guān)就是HSD。這是因為在大多數(shù)的情況下，當(dāng)發(fā)生短地故障時關(guān)掉油泵。這種設(shè)計對于當(dāng)發(fā)生車禍或系統(tǒng)失效時是非常有利的。

對于高低邊的驅(qū)動來說，在設(shè)計的過程之中又需要考慮哪些方面的參數(shù)與設(shè)計呢？

對于低邊的驅(qū)動,需要考慮以下的細(xì)節(jié):

負(fù)載的正常電流有多大?最大電流是多少?

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

負(fù)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(fù)載的工作環(huán)境溫度是多少?極限溫度是多少? 系統(tǒng)如果Ground open,對負(fù)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(fù)載是否需要診斷?如果需要,需要哪些診斷?過流,過壓,過溫還是短路等? 負(fù)載是否有以下的應(yīng)用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

對于功率IC中采用高邊驅(qū)動, 需要考慮以下的技術(shù)細(xì)節(jié):

負(fù)載正常電流有多大? 最大電流是多少?

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

負(fù)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(fù)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(fù)載是否需要診斷?如果需要,需要哪些診斷?過流,過壓,過溫還是短路等? 負(fù)載是否有以下的應(yīng)用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

以上總結(jié)低邊以及高邊的一些知識點，以及在工作之中記住相對應(yīng)的規(guī)律來說，能夠在硬件測試的過程之中節(jié)省很多時間。

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