轿车功率驱动包括的规模很宽,包括轿车电子的IC使用系统和功用元件。它们都有一个首要功用,即完成从几毫瓦到几千瓦电能的供给、改换或驱动。这些IC的作业规模和12V、24V和48V的轿车电气系统电压相适应。规模从简略的MOSFET到带有集成维护电路和确诊功用的高边、低边和桥式开关,以及线性电源调整IC和开关电源调整IC,一直到用于ABS和安全气囊等安全系统的高集成ASIC。轿车电子系统中的功率开关有高边驱动(HSD)、低边驱动(LSD)和桥式开关。
在轿车操控器中,轿车功率IC首要用在前/后电机继电器、真空泵继电器、PTC继电器、电源总正继电器、电源总负继电器等处。到底是选用高边仍是低边开关, 有必定的权衡和考虑。
对轿车操控器系统中的轿车功率IC选用低边驱动,需求考虑以下细节内容:
负载的正常电流有多大?最大电流是多少?
负载是否为容性?假如是容性,冲击电流是多少?
负载是否为理性?假如是理性,关断时的能量是多少?
负载的操控方法是On/Off方法仍是PWM?假如是PWM,频率和占空比是多少?
负载的作业环境温度是多少?极限温度是多少?
系统假如地线开路,对负载有何影响?
需求功率IC的封装方法是SMT仍是通孔方法?假如是SMT,有多大的面积连接到功率IC的散热片?假如是通孔方法,选用什么形状的散热器?
负载是否需求确诊?假如需求,需求哪些确诊,过流、过压、过温仍是短路等?
负载是否有以下使用:反向电池电压、抛负载、过电压等等?
对轿车操控器的系统中的轿车功率IC选用高边驱动,需求考虑以下细节内容:
负载正常电流有多大?最大电流是多少?
负载是否为容性?假如是容性,冲击电流是多少?
负载是否为理性?假如是理性,关断时的能量是多少?
负载的操控方法是On/Off方法仍是PWM?假如是PWM,频率和占空比是多少?
负载的作业环境温度是多少?极限温度是多少?
需求功率IC的封装方法是SMT仍是通孔方法?假如是SMT,有多大的面积连接到功率IC的散热片?假如是通孔方法,选用什么形状的散热器?
负载是否需求确诊?假如需求,需求哪些确诊,过流、过压、过温仍是短路等?
负载是否有以下使用(反向电池电压、抛负载、过电压、等等)?
以下给出了在选用高边驱动和低边驱动在驱动负载时的一些比较:
1)导通电阻
导通电阻有时候也译成通态电阻。在相同的条件下,NMOSFET的导通电阻比PMOSFET要小。这是由于电子的导通速度比空穴快,因而影响到导通电阻。因而,为了寻求低导通电阻,在某些高边的驱动使用中,是用充电泵加上NMOSFET来完结PMOSFET作为高边的使用。支付的价值是价格变高,驱动电路也比低边驱动杂乱。
2) 采样电路
关于高边驱动的维护,假如需求电流采样,必须用差分的装备才干完成;而关于低边驱动,选用单端装备就能够。由于选用差分电路的本钱高于选用单端的本钱,因而从这个意义上说,低边驱动比高边驱动具有本钱优势。
3) 线制的要求
由于现在的轿车的多为负极搭铁,选用高边驱动给负载供电有一系列的优点。假如负载的一端直接接在底盘的地上,则只需求一根线给负载供电,这就节省了整车系统的本钱。
4) 失效对系统的影响
这是根据系统的要求,挑选哪种类型的负载。在飞机的负载失效类型中,假如负载失效,最安全的方法是让负载持续运转下去;而关于轿车的负载使用,则正好相反。例如在发动机办理的操控单元中,操控油泵的开关便是高边驱动电路。这是由于在大多数的情况下,当驱动模块失效时,要关掉油泵,而高边驱动就能很好地满意这个要求。这种规划在产生事故或系统失效时十分有利。
表1对高边驱动和低边驱动进行了全面比较(“-”代表下风项,“+”代表优势项)。
表1:高边驱动和低边驱动的全面比较(“-”代表下风项,“+”代表优势项)。
综上所述,无论是选用高边开关仍是低边开关,都是各有好坏。终究在轿车操控器中选用那种方法的驱动,仍是要看在哪种场合使用,以及确诊类型和失效后所形成的影响。归纳考虑后才干在整车操控器的驱动类型挑选中做出折衷判别。
作者简介:
高杨
近20年在轿车电子TOP10公司经历,特别是在车载操控器范畴(多媒体、车身、驾驭辅佐及VCU)。曾任职博世轿车专家级工程师,超越10年在轿车零部件(博世和大陆轿车),5+年轿车半导体(德州仪器和英飞凌),历任多种资深(系统、规划、产品)工程师职务。丰厚的渠道开发(从0到1)及产品开发的工程经历和技能堆集。 Ford SYNC第一代的中心硬件工程师,界说和开发了德州仪器(TI)第一款智能高边驱动器(TPS1H100-Q1),填补了公司在轿车电子商场的技能道路和商场空白。 收拾和规范化了与规划开发的技能文件,能够直接用于辅导规划及融入公司的文件系统中,满意系统查看要求和进步公司的规划流程和办理水平。硬件规划流程办理的模板(45+篇),硬件规划评定和查看清单模板(50+篇)。 企业界训师认证(TTT) ,超越2500页轿车电子规划训练内容PPT,满意从入门、中级及高档轿车电子规划的训练要求,现在在4家企业界部施行过训练,收到了很好的反应。 现在取得13件轿车电子专利(截止2019年12月)。《EDN电子技能规划》轿车电子专栏作者
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