昨天有個(gè)概念搞錯(cuò)了，低邊驅(qū)動(dòng)并不是單片機(jī)輸出低電平驅(qū)動(dòng)，而是驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，通過閉合地線來實(shí)現(xiàn)使能。這個(gè)和單片機(jī)輸出電平無關(guān)，不過不影響文章整體的閱讀體驗(yàn)。

BTS3142D關(guān)鍵參數(shù)如下圖所示，如進(jìn)行替換，必須具備以下功能：

1. NMOS，漏極電流不小于4.6A，導(dǎo)通電阻足夠小；
   

2. 開漏輸出；

3. 具有過壓保護(hù)功能；

4. 具有電流檢測(cè)功能；

5. 具有開路檢測(cè)功能；

6. 輸出外部端口ESD防護(hù)。

第一步，選擇一個(gè)合格的NMOS, ID>4.6A，Rdson越小越好，最好不超過50mΩ；

其實(shí)可以看出來低驅(qū)集成芯片BTS3142D在ID=4.6A的情況下還能做到Rdson=28mΩ，已經(jīng)非常出色了。對(duì)于負(fù)載的驅(qū)動(dòng)，選擇MOS管主要看中電流指標(biāo)，VDS可以適當(dāng)降低，我發(fā)現(xiàn)了NMOS IRLL3303PbF滿足此需求，指標(biāo)如下：VDS=30V, ID=4.6A, Rdson=31mΩ。

第二步，設(shè)計(jì)MOS管開關(guān)電路；

當(dāng)輸入為高電平時(shí)，Vgs>Vgs(th)，MOS管導(dǎo)通；

當(dāng)輸入為低電平時(shí)，Vgs<Vgs(th)，MOS管關(guān)斷。

MOS管的柵源之間存在寄生電容Cgs，電路回路中寄生電感不可避免，開關(guān)時(shí)容易產(chǎn)生LC震蕩。柵極電阻R8小，開關(guān)器件導(dǎo)通速度快，開關(guān)的損耗小，dV/dt提高，EMI增大；而柵極電阻R8值過大會(huì)導(dǎo)致NMOS管的開關(guān)速率變慢，開關(guān)的損耗變大。因此柵極電阻R8不能太大也不能太小，通常為10~20Ω。

關(guān)于EMI和MOS管開關(guān)損耗可看下面鏈接：

DCDC基礎(chǔ)（13）-- Buck電路的損耗有哪些？（記一次面試經(jīng)歷）

DCDC基礎(chǔ)（12）-- Buck電路的Layout設(shè)計(jì)與EMI

DZ3 穩(wěn)壓管防止輸入電壓過大，對(duì)后級(jí)電路起到保護(hù)的作用，由于MOS管VGS最大不超過16V，1N4106穩(wěn)壓典型值為12，滿足要求。

R9和C3是選貼的，R9主要是在柵源極之間增加Cgs的泄放通道，提高關(guān)斷速度；如果GD之間有穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓管的漏電流會(huì)提高穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，此時(shí)R9取值需盡量小或者不貼。C3是為了增加導(dǎo)通時(shí)間Tr，選貼，值不能太大，通常為Cgs(Cgs=Ciss-Crss)值的一半。

對(duì)于電子設(shè)計(jì)，平衡各種指標(biāo)是元器件選型的關(guān)鍵，這種能力需要在實(shí)踐中獲取。

第三步，增加過壓保護(hù)功能；

穩(wěn)壓功能主要是應(yīng)對(duì)感性負(fù)載，感性負(fù)載開路會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，外部供電為12V，一般為供電電壓的2~3倍，此時(shí)需要保護(hù)MOS管漏極，穩(wěn)壓管1N5254典型值為27V，小于漏極的最大電壓30V。

第四步，增加電流檢測(cè)功能；

主要為了保護(hù)MOS管漏極，防止電流過大導(dǎo)致?lián)舸?/span>

第五步，增加開路檢測(cè)功能；

為什么要加開路檢測(cè)，這個(gè)電路看上去已經(jīng)沒問題了啊，功能都可以滿足，這個(gè)開路檢測(cè)是否多余呢？

汽車電子有個(gè)FMEA失效模式和影響分析，比如MOSFET發(fā)生開路故障，導(dǎo)致不能正確驅(qū)動(dòng)負(fù)載，嚴(yán)重度很高，而可探測(cè)度卻很低，導(dǎo)致RPN值很高，必須要對(duì)這個(gè)電路采取措施，那么如果加上這個(gè)診斷措施，可探測(cè)度提高，RPN值就會(huì)降低很多。

第六步，增加ESD端口防護(hù)；

為什么是27V的TVS？因?yàn)樯逃密嚨墓ぷ麟妷菏?4V，需要滿足jump start要求，感興趣的可以了解一下。具體選型可以看看之前的文章：電路防護(hù)---TVS選型

最后，增加邏輯反相部分，得到最終電路。（此步驟可省略）

這部分電路可以參考：基礎(chǔ)電路學(xué)習(xí)（6）-- 從深度飽和談三極管的開關(guān)響應(yīng)

設(shè)計(jì)時(shí)需注意，此類降本設(shè)計(jì)只需要從板級(jí)考慮，滿足產(chǎn)品功能即可，不需要過分注重芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)，如輸入ESD就可以忽略，另外要注意電路的面積，不然結(jié)構(gòu)改動(dòng)又是一筆大的花費(fèi)。

這時(shí)候就可以向老板交差了，哈哈。