什么是高低边开关,高低边开关怎么设计?-什么是高低边开关,高低边开关怎么设计图片视频

首先什么是高低边开关?

关于高低边开关在汽车中应用非常广泛,例如车灯控制、气囊驱动、继电器控制等,代表性的厂家有ST、英飞凌等,高低边开关即高低边驱动,其中高边或者低边均相对于负载来说,如图1负载在地侧,开关在电源侧称为高边驱动;如图2所示负载在电源侧,开关在地侧称为低边驱动。

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高低边开关设计注意事项:

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高低边驱动对比

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总之对于高边或低边开关各有优缺点,通常在继电器驱动时考虑到安全性,我们会采用高低边共用的方式。

应用实例:以感性负载为例

感性负载在开关关断时,产生反向电动势,如果处理不当,会对电路造成毁灭性的破坏。

1、背景

驱动12V继电器,线圈电感L为1000mH,典型阻值为RL为25欧姆,通过7637测试中主要波形,本实例中主要分析继电器断开后高边开关吸收的能量,以VNQ7050为例:

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第一步:开关导通过程中存储的能量,此时电感电压上正下负:

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负载电流:

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存储能量:

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时间常数:

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第二步:开关断开时,继电器线圈中的电感会维持原有的电流方向,此时电感上电压极性反转,变成上负下正,且电流从I0逐步减小到0,假设整个放电时间为i(t),芯片内部钳位电压为VCLAMP,放电时间为T

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当i(t)=0时,求得放电时间T:

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整个过程吸收能量为:

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对背景中的继电器参数进行理论计算其中VCLAMP=40V,VBAT=13.5V,I0=540mA:

关断时间:

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继电器线圈释放能量:

对于VNQ7050芯片来说手册中最大的吸收能量为30mJ,所以在上述继电器应用中必须外加TVS钳位吸收以保护驱动芯片。

文章来源:微信公众号《新能源电子硬件设计》

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