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汽車應(yīng)用中的繼電器驅(qū)動(dòng)器
大多數(shù)面板安裝的繼電器由微處理器或其他敏感的電子設(shè)備驅(qū)動(dòng)。一個(gè)良好的線圈驅(qū)動(dòng)電路要求在繼電器和微處理器電路之間進(jìn)行隔離。有效的驅(qū)動(dòng)電路必須考慮到驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)電壓的要求，以及有效的抑制Ldi/dt的瞬態(tài)過(guò)程，該瞬態(tài)會(huì)損壞微處理器電路。雖然現(xiàn)在很容易就可以設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜、有效的驅(qū)動(dòng)電路，但是今天的設(shè)計(jì)必須突出成本效益。在繼電器中裝入單片的IC驅(qū)動(dòng)器可以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供顯著的價(jià)值。本文描述安森美半導(dǎo)體的集成式繼電器驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的工作原理，它可以使敏感的電子設(shè)備和機(jī)械繼電器連接，以獲得不同的控制/功率功能。本文還介紹了該器件的一些優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)約印刷電路板面積和減少元件數(shù)量。
關(guān)鍵詞：汽車應(yīng)用，繼電器驅(qū)動(dòng)器
1 引言
盡管電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異，但是機(jī)械繼電器依然廣泛的用于工業(yè)和汽車應(yīng)用中，用來(lái)控制大電流負(fù)載。其低成本和優(yōu)異的抗故障能力使繼電器成為工業(yè)和汽車應(yīng)用環(huán)境中一種有用和可靠的解決方案。安森美半導(dǎo)體提供的集成式繼電器驅(qū)動(dòng)器NUD3105、NUD3112、NUD3124、NUD3160被認(rèn)為是對(duì)工業(yè)和汽車應(yīng)用中的控制機(jī)械繼電器的理想器件解決方案。其集成設(shè)計(jì)可以明顯的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并且降低成本，替代傳統(tǒng)的分立解決方案，如雙極型晶體管加續(xù)流二極管。
2 工業(yè)和汽車應(yīng)用的要求
工業(yè)應(yīng)用和汽車應(yīng)用的器件要求不同，必須用不同的方法解決。汽車應(yīng)用的要求是難滿足的，而工業(yè)要求一般允許較多的自由。繼電器線圈電流根據(jù)應(yīng)用的不同差別很大。大等級(jí)的工業(yè)和汽車?yán)^電器線圈的消耗電流在50～150mA之間。
選擇合適的繼電器驅(qū)動(dòng)器需要考慮很多限制。對(duì)于汽車應(yīng)用，需要特別考慮以下要求：
●負(fù)荷突降(80V，300msec)
●雙電壓加壓?jiǎn)?dòng)(>24V)
●電池接反(-14V，1分鐘或以上)
●抗靜電放電(ESD)(根據(jù)AEC-Q100規(guī)范)
●工作環(huán)境溫度(-40℃～85℃)
為滿足這些要求通常導(dǎo)致繼電器驅(qū)動(dòng)器體積過(guò)大、成本過(guò)高，或者需要許多保護(hù)元件。
另一方面，工業(yè)應(yīng)用的要求有許多和標(biāo)準(zhǔn)的要求一樣，如抗ESD(通常為2kVHBM)，以及給定的工作環(huán)境溫度范圍(通常在0℃～85℃之間)。但是，一些應(yīng)用也需要有防止瞬態(tài)電壓的保護(hù)元件，這就需要增加額外的保護(hù)元件。
3 標(biāo)準(zhǔn)的分立式繼電器驅(qū)動(dòng)器
對(duì)于工業(yè)和汽車應(yīng)用，傳統(tǒng)和常見的繼電器驅(qū)動(dòng)器是用一個(gè)雙極型晶體管、兩個(gè)偏置電阻和一個(gè)續(xù)流二極管的分立設(shè)計(jì)。在某些情況下，需要增加額外的元件，如MOV(金屬氧化物變阻器)和額外的二極管來(lái)確保適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。圖1顯示了一個(gè)典型的有額外保護(hù)元件的分立繼電器驅(qū)動(dòng)器。二級(jí)管D1提供了反向電源保護(hù)，而二極管D2抑制了繼電器線圈斷開時(shí)(V=Ldi/dt)產(chǎn)生的電壓尖峰。功率MOV器件用于將正向瞬態(tài)電壓限制在雙極型晶體管的擊穿電壓以內(nèi)。雙極型晶體管的飽和電壓(典型為1V以上)引起高功率耗散，在某些情況下不能使用廉價(jià)的貼片封裝器件，如SOT-23或更小的，因此需要更大的封裝，如TO220。由于需要幾個(gè)元件而使所設(shè)計(jì)的分立電路價(jià)格昂貴，且要占用較大的電路板空間