MOS管在汽車電子中的應用與電路解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-07-22
在汽車電子領域，MOS管的應用非常廣泛。其中大部分是用作開關管的，從電源到各類型的功率驅動，都少不了MOS管的身影。
汽車LED照明電路中的MOS管驅動電路,包括MOS管Q2,電源輸入端Vin和電源輸出端Vout,分壓電阻R1,R2,續流二極管D1,自舉電容C1,三極管Q1和上拉電阻R3;
所述驅動方法主要是利用自舉電容C1兩端電壓不能突變的原理,設計了自舉升壓電路,利用三極管Q1與續流二極管D1的性能。
汽車上的供電器件都是直接從蓄電池取電的，蓄電池電壓有24V和12V兩種。而用電器的電壓則是多種多樣，有5V、3.3V乃至50V的高壓。因此在電源模塊需要各種各樣的電壓轉換，其中常用的有buck降壓、boost升壓等。
如圖所示，開關電源的應用中，無論是升壓還是降壓都是隨著MOS管的不斷開閉而逐步變化的。
這里選用MOS管要考慮的是流過MOS管的電流和耐受的電壓，另外在應用中要考慮開關頻率和阻尼的設計以及隔離MOS管產生的開關噪聲等。
汽車上的功率器件一般有兩類，阻性負載和感性負載。驅動這兩種負載都是對電流有要求，因為MOS管的導通阻抗極低，所以一般都使用MOS管做驅動。
高低邊驅動
常見的是低邊驅動，使用一個NMOS管，對應的是電流注入到驅動端，如圖2a：
在圖2a中MOS管靠近地端，電流從外部注入到MOS管驅動端中，這種類型被稱為低邊驅動，通過控制MOS管的開閉來決定負載是否工作。
而另一種是高邊驅動，如圖2b所示，MOS管靠近電源端，MOS管驅動端輸出電流到外部負載，這種類型被稱為高邊驅動，同樣是通過控制MOS管的開閉來決定負載是否工作。
來看看這兩種電路的區別：
因為這兩種電路常用的管子都是NMOS管，在低邊電路的結構簡單些：S端電壓為0，只要控制G端電壓達到GS電壓閾值就能打開MOS管。
而高邊應用則復雜些：GS電壓達到閾值后，S端電壓瞬間變為電源電壓，因此為了維持導通，G端電壓必須上升到電源電壓+GS閾值電壓才行。所以一般高邊驅動都會增加一個升壓模塊，增加了成本。
另外一方面，是從失效角度來考慮的，在汽車應用中，因為接地點較多，短路到地的故障發生頻率較高。這時候如果使用的是低邊驅動，那就意味著負載會持續工作，很明顯增大了負載失效的可能性。
而如果是高邊驅動，那就意味著負載不會被使能，負載停止工作。這樣反而起到了保護作用。因此很多關鍵部件都是采用高邊驅動，例如油泵。
橋式驅動
橋式電路一般有半橋和全橋。其結構如圖3所示：
上面說過高邊驅動和底邊驅動對失效響應的區別，其中高邊驅動能更好的響應短路到地故障，那么就不難想，低邊驅動能更好的響應短路到電源的故障。
因此汽車中很多對安全要求較高的負載會采用板橋驅動，就是使兩個MOS管輪流工作，無論哪個管子失效了都會對負載有較好的保護。常見的應用有燃油噴射閥的驅動，電機驅動等。
在電機的應用中，半橋電路可以通過控制低邊MOS管的開閉來控制電流的大小，因此調速比較方便，但是無法改變電機的正反轉。
而全橋電路除了有半橋電路的優點外，還可以轉換電流流過的方向。因此在電機的控制中應用的比較多，因為不僅可以調速，可以方便的控制電機的正反轉。
聯系方式：鄒先生
聯系電話：0755-83888366-8022
手機：18123972950
QQ：2880195519
聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1
請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號
請“關注”官方微信公眾號:提供 MOS管 技術幫助
