控制器的高低边驱动电路设计

0.1.1低边驱动

由于工艺和成本的问题，一般由N沟道增强型MOS晶体管作低边驱动，其具体结构如下图所示：

图 6 NMOS管作低边驱动

其中，L10为测试时设备端接入的感性负载。

当VGS > VTH时，NMOS管打开导通，此时Vo输出为低；当VGS < VTH时，NMOS管关闭，此时Vo输出为高，可以驱动外部负载。由于感性负载的存在，在NMOS管由打开到关闭的过程中，低边驱动会出现箝位，如图7所示。

图 7 低边驱动输出

测试时，首先通过测试设备在ECU引脚上接L10到UB，然后控制MOS管导通，测试导通压降，接着控制MOS管关断，测试箝位电压。箝位电位可以直接查阅该MOS管的数据手册，而MOS管导通时的压降还需要知道MOS管的导通电阻。

低边驱动时的一个比较大的缺点是当ECU的输出端短路到地时（此可能性远大于ECU输出端短路到电源），输出端一直工作。而高边驱动可以很好地解决该问题。

0.1.2高边驱动

P沟道增强型MOS晶体管和N沟道增强型MOS晶体管都可以用作高边驱动，两者的结构和工作原理都有所不同。

PMOS管作高边驱动时，当VGS < VTH，NMOS管打开导通，此时Vo输出为高，可以驱动外部负载；当VGS > VTH，NMOS管关闭，此时Vo输出为低，输出端关闭。

当PMOS由打开到关闭的过程中，感性负载会一直放电，从而在下降过程中出现箝位。

图 8 PMOS作高边驱动

NMOS管作高边驱动时，当VGS < VTH，NMOS管关闭，此时Vo输出为低，输出端关闭；当VGS > VTH，NMOS管打开导通，此时Vo输出为高，可以驱动外部负载，而NMOS导通时，VS近似为UB，故而VG须大于UB（13V），这便需要一个Pump将输入端的电压提高，如图9所示。

图 9 NMOS管作高边驱动

测试高边驱动时步骤基本和测试低边驱动相同，区别的是根据不同类型MOS管，其控制导通和关断的顺序不致。

PMOS管制作工艺复杂，成本较高；而NMOS管作高边驱动，为了有较高输入电压，还需额外增加一个Pump。这是MOS管作高边驱动时的缺点