高邊驅動與低邊驅動圖文分析-KIA MOS管

高邊驅動、低邊驅動

驅動負載有兩種基本方法：低邊驅動，高邊驅動。低邊驅動通常用于與動力總成相關的負載，例如電機，加熱器。而高邊驅動經常用于燃油泵和車身相關功能，如座椅，照明，雨刷和風扇等。

低邊驅動

低邊驅動(LSD)是通過在用電器或者驅動裝置后，通過閉合地線來實現驅動裝置使能。低邊驅動特點：容易實現（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。

高邊驅動

高邊驅動（HSD）是指通過直接在用電器或者驅動裝置前通過在電源線閉合開關來實現驅動裝置的使能。高邊驅動器的設計比同等的低邊復雜一些，一個原因是它通常使用（NMOSFET）作為功率元件。

NMOSFET是優選的，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通。在汽車應用中，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生。對于低邊驅動級，短地條件意味著打開負載。

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

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

例如在發動機管理的控制單元中，很多的控制油泵的開關就是HSD。這是因為在大多數的情況下，當發生短地故障時關掉油泵。這種設計對于當發生車禍或系統失效時是非常有利的。

對于高低邊的驅動來說，在設計的過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,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,關斷時的能量?

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?過流,過壓,過溫還是短路等? 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, 需要考慮以下的技術細節:

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,關斷時的能量?

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?過流,過壓,過溫還是短路等? 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，以及在工作之中記住相對應的規律來說，能夠在硬件測試的過程之中節省很多時間。

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