隨著汽車電子設備的不斷增多，如自動變速箱，電動後視鏡折疊、中zhong控kong自zi動dong門men鎖suo等deng高gao級ji功gong能neng的de普pu及ji

，我wo們men電dian控kong模mo塊kuai的de驅qu動dong方fang式shi也ye發fa生sheng了le改gai變bian，從cong傳chuan統tong的de板ban內nei繼ji電dian器qi的de驅qu動dong方fang案an到dao現xian在zai越yue來lai越yue多duo的de半ban導dao體ti驅qu動dong芯xin片pian（預驅動器、MOSFET）的解決方案。

現在的主流應用是采用板內繼電器來控製功率負載。雖然繼電器的成本比較低
，控製也相對簡單
，但是其大體積、短壽命和會產生噪聲的缺點也非常明顯，具體請參考表1。
隨著技術的不斷推進，板內繼電器帶來的問題迫切需要解決

，負載的故障狀態也需要診斷，因此新型的預驅動器和MOSFET控製功率負載的解決方案越來越多的得到關注，現如今安森美半導體MOSFET的Rds(on)可以做到幾毫歐姆，這就意味著我們可以用MOSFET來驅動幾十甚至上百安培的電流
，其耐壓也可以做到60〜100V特，可以滿足我們汽車電子的要求，所以考慮用MOSFET取代繼電器，而MOSFET自我保護功能較差
，汽車電子應用中往往會存在一些過流，過壓的惡劣工況會擊穿和損壞MOSFET, 所以在應用的時候必須選用預驅動器來加以保護。
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首先我們來了解一下預驅動器的工作方式（見圖1）。其采用MOSFET作為負載的開關
，通過預驅動器的G管腳和D管腳實現對MO S F E T的控製和負載故障信息的采集，並且通過S P I通信和F L T B管腳反饋到微控製器。通過這種解決方案我們可以既解決了繼電器所無法實現的診斷功能
，又有效的控製驅動電路模塊占用PCB板的空間，壽命也有了很大的提升
，同時也消除了由繼電器帶來的噪聲。當然在應用的時候也需要有一些注意事項。
1）故障保護和診斷參數的配置
2）根據實際負載情況，選擇合適的MOSFET
3）MOSFET散熱的計算

負載故障大致可以可分為過壓
、過熱、開路、對地短路、負載短路等。其中
，預驅動器可以對開路，對地短路，負載短路的故障進行保護和診斷
，可以適用於不同種類的負載（感性負載、電阻類負載
、電機負載等），並且以滿足汽車電子環境測試的國家標準。

那麼如何來選擇一顆合適的MOSFET作為負載的開關呢，要結合MOSFET的參數，負載的參數和總體方案的成本來考慮。

首先，MOSFET是通過負載直接與汽車電池相接
，那麼汽車電池的電壓直接作用於MOSFET，所以VDSS一定要高於汽車電池的電壓，對於12V汽車係統來說
，考慮到汽車上拋負載的測試條件，40V以上的VDSS比較合適，而對於24V汽車係統來說

，60V的VDSS比較合適，一般來說VDSS越高
，成本也會越高。

其次， 負載的功率是選擇MOSFET的一個必要條件，通過負載的電流越大
，MOSFET的導通電阻就要越低。同樣的一般來說導通電阻越小，成本也會越高。
以一顆MOSFET NID9N05CL為例
，通過規格書，我們可以得到如下參數。



另外，預驅動器在診斷過流故障的時候
，往往會有自動檢測功能

，也就是說
，如果負載短路發生
，預驅動器會每隔一段時間打開MOSFET對電流進行檢測。
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如果負載短路發生
，預驅動器會每隔10m s或者40m s（根據不同配置）打開MOSFET 45μs，那麼在這45μs內

，MOSFET就會處於短路狀態，那麼我們就要計算在這期間產生的過熱是否會把MOSFET燒壞。
占空比D=45/10000=0.045
；
根據圖2 所示
， 選擇SINGLE PULSE的曲線來計算。


總結

隨著半導體工藝的不斷進步
，半導體驅動器將在汽車電子模塊應用中占主要地位
，那麼預驅動器和MOSFET的解決方案也將成為設計師所更關注的一種驅動方式，正確地運用預驅動器和MOSFET可以使我們汽車電子的產品不斷進步。

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