汽车电子系统中的高、低边驱动电路-智车联盟

在汽车电子系统中，负载的驱动有两种基本方法：低边驱动和高边驱动。其中，低边驱动通常用于与动力总成相关的负载，例如电机，加热器等；高边驱动经常用于燃油泵和车身相关功能，如座椅、照明、雨刷和风扇等。驱动电路原理如下图所示。

低边驱动电路

低边驱动是指负载通过开关接地的驱动方式。低边驱动电路的特点：容易实现（电路也比较简单，一般由MOS管加电阻、电容）、适用电路简化和成本控制的情况。

高边驱动电路

高边驱动是指负载通过开关接电源的驱动方式。

高边驱动电路比低边驱动电路复杂一些，一个原因是它通常使用n沟道MOSFET作为功率元件。因为在相同的性能条件下，NMOSFET比PMOSFET的制造工艺简单，更加容易实现，且成本更低，具有价格优势。但是NMOSFET需要通过将栅极电压升高到漏极电压以上而导通，因此需要增加升压电路将栅极电压提升到足够的水平，这增加了驱动电路的复杂度。在汽车电子系统中，漏极电压通常是系统中的最高电压（即电池电压）。

低边驱动和高边驱动电路的区别

这两者的主要区别在于它们对故障状况的响应。在汽车中，由于接地的金属板无处不在，因此短地故障比短电源故障更容易发生。对于低边驱动级，短地条件意味着打开负载。相反地，对于高边驱动，短地故障将不会使能负载。同理，对于短电源故障：低边驱动器将短路至电源，负载得以保护；而高边的负载将永久开启。

具体选择哪种类型的负载，需要依据系统的实际需求来定。在飞机的负载失效类型中，如果负载失效，最安全的方式是让负载继续运行下去；而对于汽车的负载应用，则正好相反。例如在发动机管理的控制单元中，很多油泵的开关就是高边驱动。这是因为在大多数的情况下，当发生短地故障时将关掉油泵，这种设计对于当发生车祸或系统失效时是非常有利的。

虽然低边开关比高边开关更便宜，但从整个系统的角度来讲，使用高边开关更加经济划算。因为低边开关架构通常要求使用额外的接线和保险丝以提供保护，无形中增加了系统的成本。