高边驱动与低边驱动图文分析-KIA MOS管

高边驱动、低边驱动

驱动负载有两种基本方法：低边驱动，高边驱动。低边驱动通常用于与动力总成相关的负载，例如电机，加热器。而高边驱动经常用于燃油泵和车身相关功能，如座椅，照明，雨刷和风扇等。

低边驱动

低边驱动(LSD)是通过在用电器或者驱动装置后，通过闭合地线来实现驱动装置使能。低边驱动特点：容易实现（电路也比较简单，一般由MOS管加几个电阻、电容）、适用电路简化和成本控制的情况。

高边驱动

高边驱动（HSD）是指通过直接在用电器或者驱动装置前通过在电源线闭合开关来实现驱动装置的使能。高边驱动器的设计比同等的低边复杂一些，一个原因是它通常使用（NMOSFET）作为功率元件。

NMOSFET是优选的，因为它们可以制造得比p沟道器件更小且更便宜，以获得相同的性能。但是NMOSFET通过将栅极电压升高到漏极电压以上而导通。在汽车应用中，漏极电压通常是系统中的最高电压（即电池电压），因此需要额外的升压器件将栅极电压提升到足够的水平。

两者区别这两者的主要区别在于它们对故障状况的响应。在汽车中，由于接地的金属板无处不在，因此短地故障比短电源故障更容易发生。对于低边驱动级，短地条件意味着打开负载。

相反地，对于高边驱动，短地故障的发生将不会使能负载。同理，对于短电源故障：低边驱动器将短路至电源，负载得以保护；而高边的负载将永久开启。

具体选择哪种类型的负载，需要依据系统的要求。在飞机的负载失效类型中，如果负载失效，最安全的方式是让负载继续运行下去；而对于汽车的负载应用，则正好相反。

例如在发动机管理的控制单元中，很多的控制油泵的开关就是HSD。这是因为在大多数的情况下，当发生短地故障时关掉油泵。这种设计对于当发生车祸或系统失效时是非常有利的。

对于高低边的驱动来说，在设计的过程之中又需要考虑哪些方面的参数与设计呢？

对于低边的驱动,需要考虑以下的细节:

负载的正常电流有多大?最大电流是多少?

负载是否为容性?如果是容性,冲击电流是多少? 负载是否为感性? 如果是感性,关断时的能量?

负载的控制方式是on/off方式还是ＰＷＭ?如果是ＰＷＭ,频率和占空比是多少? 负载的工作环境温度是多少?极限温度是多少? 系统如果Ground open,对负载有何影响?

需要功率IC的封装方式是ＳＭＴ还是通孔方式的?如果是ＳＭＴ,有多大的面积连接到功率IC的散热片? 如果是通孔方式,采用什么形状的散热器?

负载是否需要诊断?如果需要,需要哪些诊断?过流,过压,过温还是短路等? 负载是否有以下的应用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

对于功率IC中采用高边驱动, 需要考虑以下的技术细节:

负载正常电流有多大? 最大电流是多少?

负载是否为容性?如果是容性,冲击电流是多少? 负载是否为感性? 如果是感性,关断时的能量?

负载的控制方式是on/off方式还是ＰＷＭ?如果是ＰＷＭ,频率和占空比是多少? 负载的工作环境温度是多少? 极限温度是多少?

需要功率ＩＣ的封装方式是ＳＭＴ还是通孔方式的?如果是ＳＭＴ,有多大的面积连接到功率ＩＣ的散热片? 如果是通孔方式,采用什么形状的散热器?

负载是否需要诊断?如果需要,需要哪些诊断?过流,过压,过温还是短路等? 负载是否有以下的应用(Reverse battery, Load dump, Over voltage,etc)?

以上总结低边以及高边的一些知识点，以及在工作之中记住相对应的规律来说，能够在硬件测试的过程之中节省很多时间。

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