高低边开关设计应用实例：以感性负载为例

英飞凌

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。

高低边开关设计注意事项：

高低边驱动对比

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：

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：

负载电流：

存储能量：

时间常数：

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

当i(t)=0时，求得放电时间T：

整个过程吸收能量为：

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：

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。

王栋春 · 2022-12-22 21:35:44

学习了，多谢楼主分享

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