控制器的高低邊驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

0.1.1低邊驅(qū)動

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，其具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖 6 NMOS管作低邊驅(qū)動

其中，L10為測試時設(shè)備端接入的感性負(fù)載。

當(dāng)VGS > VTH時，NMOS管打開導(dǎo)通，此時Vo輸出為低；當(dāng)VGS < VTH時，NMOS管關(guān)閉，此時Vo輸出為高，可以驅(qū)動外部負(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)動會出現(xiàn)箝位，如圖7所示。

圖 7 低邊驅(qū)動輸出

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

低邊驅(qū)動時的一個比較大的缺點(diǎn)是當(dāng)ECU的輸出端短路到地時（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)動可以很好地解決該問題。

0.1.2高邊驅(qū)動

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，兩者的結(jié)構(gòu)和工作原理都有所不同。

PMOS管作高邊驅(qū)動時，當(dāng)VGS < VTH，NMOS管打開導(dǎo)通，此時Vo輸出為高，可以驅(qū)動外部負(fù)載；當(dāng)VGS > VTH，NMOS管關(guān)閉，此時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

NMOS管作高邊驅(qū)動時，當(dāng)VGS < VTH，NMOS管關(guān)閉，此時Vo輸出為低，輸出端關(guān)閉；當(dāng)VGS > VTH，NMOS管打開導(dǎo)通，此時Vo輸出為高，可以驅(qū)動外部負(fù)載，而NMOS導(dǎo)通時，VS近似為UB，故而VG須大于UB（13V），這便需要一個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

測試高邊驅(qū)動時步驟基本和測試低邊驅(qū)動相同，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，為了有較高輸入電壓，還需額外增加一個Pump。這是MOS管作高邊驅(qū)動時的缺點(diǎn)