高边驱动和低边驱动到底是什么 高边和低边驱动等效电路图讲解

电子说

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描述

工程师在开发汽车电子项目时,会经常碰到驱动多路负载的情况,比如驱动内饰灯、驱动门窗和天窗的电机,驱动左转向灯和右转向灯的继电器。

通常情况下,用得最多的是选用高边驱动电路或者是低边驱动电路,可以用高边驱动电路控制内饰灯,用低边驱动电路控制转向灯的继电器,用H桥电路驱动门窗和天窗的直流电机。

这种电路方案的设计,在芯片哥看来是可行的。只是在方案设计的过程中,如何选择合适的驱动芯片型号,就是一个比较重要的核心问题。

在这里,可能有小伙伴还有一些迷惑,你说的高边驱动和低边驱动,到底是什么东西啊?

简单解释一下,高边驱动,工程师可以把它理解为就是一个开关,开关的一端连接电源正极,开关的另外一端连接负载;

驱动电路

高边驱动等效电路

与之类似,低边驱动也可以把它理解为一个开关,开关的一端连接电源的地,开关的另外一端连接负载和电源正极。

驱动电路

低边驱动等效电路

MC33879芯片

设计电路的目的,就是为了解决项目在开发过程中遇到的实际问题。离开这个目的,谈任何电路方案的设计都是耍流氓,都是不负责任的表现。

MC33879芯片是NXP的一个高低边驱动芯片,它可以同时输出8路高低边驱动,更重要的是,它的高低边驱动,工程师可以任意的选择。

驱动电路

MC33879芯片---NXP

也就是说,它既可以输出6路高边驱动和2路低边驱动,也可以输出4路高边驱动和4路低边驱动,当然也可以输出3路搞点驱动和5路低边驱动,这些不同的高低边输出组合,工程师可以根据实际开发的汽车电子项目来确定。

其中芯片的D1 ~ D8引脚,是芯片内部的MOS管D极输出引脚;S1 ~S8引脚,是芯片内部的MOS管S极输出引脚;D极引脚和S极引脚共用一个MOS管的两个引脚。

8路高低边输出,每路驱动的电流可以在0.6A~1.2A之间,这个电流值是可以胜任很多汽车领域的控制器项目的,它的待机电流可以做到2uA。

至于承受的电压,如果是低边驱动,它能承受的保护电压为45V;如果是高边驱动,它能承受的保护电压为-20V。

配置高低边驱动

MC33879芯片,既然是可配置的8路高低边驱动,那如何配置呢?比如工程师想要输出4路高边和4路低边

驱动电路

MC33879芯片的应用电路

既然芯片的D1 ~ D4是芯片内部MOS管的D极,那工程师可以把它连接到电源BATT,相应的S1 ~S4极输出,就是高边驱动了;

同样的,既然芯片的S5 ~ S8是芯片内部MOS管的S极,那工程师可以把它连接到GND,相应的D5 ~ D8极输出,就是低边驱动了。

怎么?不明白这里面的为什么?

工程师可以把它等效成一个N型的MOS管就OK了,它的两个D极和S极,就是MC33879芯片输出的D1 ~ D8极和S1 ~S8极。

这样是不是就明白了,哈哈哈哈~

驱动电路

还是以4路高边驱动输出和4路低边驱动输出为例

驱动电路

MC33879芯片驱动电路

继电器K1的线圈由于一端是接GND,要想驱动它,线圈的另一端得用高边驱动,所以D1接BATT电源的正极,S1输出的就是高边开关。

继电器旁边的灯泡Lamp,它也是需要用高边驱动,所以D2接BATT电源的正极,S2输出的就是高边开关。

S3和S4,与D5和D6,这四组构成一个电机的H桥驱动。S3和S4,显然是高边驱动;因为S5和S6是连接GND,所以D5和D6,是低边驱动。

同样的分析,灯泡和LED灯的驱动,也是属于低边驱动。

如何控制高低边驱动

高低边驱动电路有了,负载也确定了,如何控制每路的驱动输出呢?

对于MC33879芯片而言,它是受SPI通信控制的,在软件代码开发中,可以参考标准的SPI通信时序,只是它的每个数据位的功能定义,表示为

驱动电路

SPI通信数据位功能定义

比如,发送一个16位进制的数据0X8E8E,那就相当于开启了D2 ~D7(S2 ~S7)驱动功能,关闭了D1(S1)和D8(S8)驱动功能;

同时它还开启了输出的电流检测功能。

工程师在使用MC33879芯片驱动负载,只需要参照这个数据位的功能,就能开发出项目的软件代码程序了。

  审核编辑:汤梓红

 
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