控制器的高低邊驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

0.1.1低邊驅(qū)動(dòng)

由于工藝和成本的問題，一般由N溝道增強(qiáng)型MOS晶體管作低邊驅(qū)動(dòng)，其具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖 6 NMOS管作低邊驅(qū)動(dòng)

其中，L10為測(cè)試時(shí)設(shè)備端接入的感性負(fù)載。

當(dāng)VGS > VTH時(shí)，NMOS管打開導(dǎo)通，此時(shí)Vo輸出為低；當(dāng)VGS < VTH時(shí)，NMOS管關(guān)閉，此時(shí)Vo輸出為高，可以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。由于感性負(fù)載的存在，在NMOS管由打開到關(guān)閉的過程中，低邊驅(qū)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)箝位，如圖7所示。

圖 7 低邊驅(qū)動(dòng)輸出

測(cè)試時(shí)，首先通過測(cè)試設(shè)備在ECU引腳上接L10到UB，然后控制MOS管導(dǎo)通，測(cè)試導(dǎo)通壓降，接著控制MOS管關(guān)斷，測(cè)試箝位電壓。箝位電位可以直接查閱該MOS管的數(shù)據(jù)手冊(cè)，而MOS管導(dǎo)通時(shí)的壓降還需要知道MOS管的導(dǎo)通電阻。

低邊驅(qū)動(dòng)時(shí)的一個(gè)比較大的缺點(diǎn)是當(dāng)ECU的輸出端短路到地時(shí)（此可能性遠(yuǎn)大于ECU輸出端短路到電源），輸出端一直工作。而高邊驅(qū)動(dòng)可以很好地解決該問題。

0.1.2高邊驅(qū)動(dòng)

P溝道增強(qiáng)型MOS晶體管和N溝道增強(qiáng)型MOS晶體管都可以用作高邊驅(qū)動(dòng)，兩者的結(jié)構(gòu)和工作原理都有所不同。

PMOS管作高邊驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)VGS < VTH，NMOS管打開導(dǎo)通，此時(shí)Vo輸出為高，可以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載；當(dāng)VGS > VTH，NMOS管關(guān)閉，此時(shí)Vo輸出為低，輸出端關(guān)閉。

當(dāng)PMOS由打開到關(guān)閉的過程中，感性負(fù)載會(huì)一直放電，從而在下降過程中出現(xiàn)箝位。

圖 8 PMOS作高邊驅(qū)動(dòng)

NMOS管作高邊驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)VGS < VTH，NMOS管關(guān)閉，此時(shí)Vo輸出為低，輸出端關(guān)閉；當(dāng)VGS > VTH，NMOS管打開導(dǎo)通，此時(shí)Vo輸出為高，可以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而NMOS導(dǎo)通時(shí)，VS近似為UB，故而VG須大于UB（13V），這便需要一個(gè)Pump將輸入端的電壓提高，如圖9所示。

圖 9 NMOS管作高邊驅(qū)動(dòng)

測(cè)試高邊驅(qū)動(dòng)時(shí)步驟基本和測(cè)試低邊驅(qū)動(dòng)相同，區(qū)別的是根據(jù)不同類型MOS管，其控制導(dǎo)通和關(guān)斷的順序不致。

PMOS管制作工藝復(fù)雜，成本較高；而NMOS管作高邊驅(qū)動(dòng)，為了有較高輸入電壓，還需額外增加一個(gè)Pump。這是MOS管作高邊驅(qū)動(dòng)時(shí)的缺點(diǎn)