汽车电源系统是极其恶劣的系统，数以百计的负载挂在汽车电板上，吞并时间这些负载的职责景色各不疏浚，也无法细目。
因此，策画时需要商酌这些负载处于不同工况时，处于各式潜在故障景色下，电源线所产生的各式脉冲可能带来的影响。
下图就形容了不同业使场景下，电源线上可能出现的各样脉冲。
比如，当骤然关闭大功率负载时，电板电压会出现过冲；当骤然驱动大功率负载时，电板电压会出现跌落；当理性线束骤然出现松动时，负载会看到负向电压脉冲；当汽车发电机职责时，会在电板上重复交流纹波；甚而，当出现谈路挽回时，备用电板可能出现极性反接的失实操作，此时电板电压极性万古期反接。
张开剩余89%为了秘密这些汽车电源线上可能存在的各式脉冲纷扰，行业协会和各大整车厂纷繁制定了联系的测试尺度，用来模拟电源线瞬态脉冲。比如 ISO7637-2，ISO16750-2，还有驰骋和人人等车厂测试尺度等。防反电路手脚最前端的电路，在收场防反功能的同期，还需要自豪上述各式测试尺度。
了解完汽车联系测试尺度后，咱们来看一下防反电路的基本类型：
1.串联肖特基二极管
这种方式的优点是粗略，老本低，但损耗较大。一般用于电流不晋升 2-3A 的小电流行使。
2.在高边串联 PMOS
这种方式的驱动电路粗略，当电源正接时，PMOS 沟谈导通，管压降小，损耗和温升低，当电源反接时，PMOS 沟谈关闭，寄生体二极管收场防反的功能。瑕疵是，PMOS 老本较高。一般用于电流晋升 3A 以上的大电流行使景色。
3.在低边串联 NMOS
这种方式栅极驱动电路粗略，且 NMOS 老本较低。其职责旨趣和 PMOS 雷同。但由于这种防反结构使得电源地和负载地被分割，在汽车电子居品策画中，很少用到。
底下咱们来详备先容 PMOS 的防反电路策画。
如下是最传统的接受 PMOS 作念防反功能的电路单位，PMOS 的门级接电阻到地。当输入端接正向电压时，电流流过 PMOS 的体二极管到负载端，当正向电压高于 PMOS 门限阈值电压，则会导通沟谈，PMOS 的 Vds 压降镌汰，从而收场低损耗。一般咱们会在门级和源极之辗转稳压管，防备输入电源波动时，栅源极 Vgs 出现过压，击穿 PMOS；
但基本 PMOS 防反电路具有如下两个瑕疵：
01系统待机电流较大
PMOS防反单位电路，重新至尾，由稳压管和限流电阻组成的Vgs驱动和保护电路王人存在暗电流，这么限流电阻R的遴荐将影响举座的待机功耗；
限流电阻R的取值不宜过大。一方面，普通稳压管的正常钳位电流基本为mA级，若是限流电阻过大，稳压管没办法可靠导通，其钳位的性能大打扣头，Vgs存在过压的风险；另一方面国产 av，限流电阻越大，PMOS的驱动电流越小，其通畅和关断的历程就越慢，当输入存在电压波动的时候，PMOS可能万古期存在于线性区，导致PMOS出现过温的问题。
02存在反灌电流
接受基本 PMOS 作念防反电路策画，找元器件现货上唯样商城 在作念输入电源跌落测试时，跟着输入电压跌落，PMOS 沟谈仍导通，此时系统电容的电压会反灌电源，导致居品的系统掉电，功能中断。在作念输入重复交流电压测试时，由于 PMOS 十足导通，相同存在电流反灌的样式，导致电解电容反复充放电，电解电容存在过热隐患。
所谓 “NMOS + 驱动 IC” 作念防反策画，指的是将 NMOS 置于高边，驱动 IC 也从高边取电，里面产生一个高于 Vin 的电压，给 NMOS 提供 Vgs 驱动供电。
凭据此驱动电源的产生旨趣，驱动 IC 可分为 Charge Pump（电荷泵）型和 Buck-Boost（升降压）型；
如下图所示，即为这两种决策的本性：
接受 Charge Pump 型的防反决策，举座 BOM 少，老本较低，适用于电流不大，追求高性价比的景色，比如汽车 USB-PD 大功率充电模块等。 接受 Buck-Boost 型的防反决策，IC 的驱动智商强，EMC 性能好，适用于大电流，追求高性能的景色，比如汽车各样域收尾器，汽车音响系统等；底下咱们详备先容一下这两种驱动 IC 的职责旨趣。
如下图所示，这是一个接受电荷泵作念 NMOS 驱动的粗略职责旨趣。
在 CLK 周期内，先令 S1/S2 导通，将里面相关于地的电压源电压给 C0 充电，然后令 S3/S4 导通，将电容 C0 上的电压给电容 C1 充电。C0 是小电容，充放电速率快，C1 是大电容，负载智商强，因此通过肤浅地开关 S1/2 和 S3/4，就能握住地将 C0 上的电荷搬运到 C1 上，而 C1 的负端流通电板电压，因此咱们就得到高于电板的电压，用来给 NMOS 的门极作念驱动。
如下图所示，这是一个接受 Buck-Boost 拓扑的 NMOS 驱动的粗略职责旨趣。
这种 Buck-Boost 拓扑是将功率 MOS 置于 Low Side 的 Buck-Boost 拓扑。
当 Buck-Boost 的 MOS 管 S_bst 导通时，输入电压通过电感储能，电感电压上正下负；
当 Buck-Boost 的 MOS 管 S_bst 关断时，电感通过二极管开释能量，电感电压上负下正，给电容 C1 充电；
这么咱们就能在 C1 上得到高于电板的电压，用来给 NMOS 的门极作念驱动了。
之前有提到，接受Buck-Boost型防反驱动IC具有更好的性能上风，这又是为何呢？
这种上风主要体当今如下两点：
上风一
Buck-Boost 型防反驱动 IC 具有更大的驱动电流智商，能更快的反应输入各式扰动。
咱们用输入重复高频交流纹波脉冲例如评释。
上图是输入重复100kHz，峰峰值2V条目下的实测波形；紫红色是输入防反 MOSFET 的 SOURCE 极电压，浅蓝色是经过防反 MOSFET 的 DRAIN 极电压，红色是 MOSFET 驱动 Vgs 电压，绿色是负载电流。
成人电影网站不错看到，驱动 IC 及时监测 NMOS 的漏极和源极。输入电压和源极电压一致，系统电压和漏极电压一致。当源极电压低于漏极电压，即输入电压低于系统电压时，关闭 MOSFET 驱动，体二极管收场防反功能，防备电容电流反灌；当源极电压高于漏极电压，即输入电压高于系统电压时，导通 MOSFET 驱动，幸免体二极管导通，影响后果。
若是接受电荷泵型防反驱动，由于其驱动电流智商不彊，在输入电压快速波动时，容易产生门极驱动脉冲丢失或者常开的畸形样式。
下图是实测接受电荷泵型防反驱动的波形，黄色是防反 MOSFET 的输入SOURCE 极电压，红色是 MOSFET 的输出 DRAIN 极电压，绿色是 MOSFET 的驱动 Vgs，蓝色是负载电流。
在门极驱动脉冲丢失的时期内，MOS 无驱动，体二极管导通，存在弘大热损耗，同期鄙人一次通畅顷刻间，存在较大的充电电流尖峰；
在门极驱动脉冲常开的时期内，MOS 常通，电解电容反复充放电，导致发烧严重。
上风二
Buck-Boost 型防反驱动 IC 具有更好的 EMC 性能。
可能有工程师会质疑，接受 Buck-Boost 这种开关电源拓扑，是否会有 EMC 的问题呢？
其实正巧相背，电荷泵天然莫得电感，但它是电容式开关电源，电荷泵由于后果低，是以需要很高的职责频率。一般而言，芯片里面集成的电容容值不大，是 pF 级，而芯片外用于给 NMOS 作念驱动的电容，需要容值较大，是 uF 级。这么咱们的 Charge Pump 开关频率不行幸免在10M以上，而这么的高频，就有可能带来 EMI 的潜在威迫。
接受 Buck-Boost 拓扑的防反驱动，后来果远高于电荷泵拓扑。且这类驱动 IC 里面一般接受定峰值电流收尾模式，这种模式在负载越轻的时候，开关频率越低。因此，Buck-Boost 拓扑的防反驱动具有更好的 EMC 性能。
如下图所示，右边是 MPS 最新推出的接受 Buck-Boost 型拓扑的防反驱动 IC，MPQ5850，其 EMC 测试闭幕能竣工通过国标等第5的测试。
发布于：广东省