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        汽車應用中的繼電器驅動器

        作者: 時間:2013-02-17 來源:網絡 收藏

        此器件的高反向雪崩能量容量(350mJ)可以控制大多數用于,因為它們的線圈電流一般在50mA到150mA之間,電感值低于1亨。這類線圈不會向NUD3124元件傳輸高等級的能量(E=1/2LI2),因此每個都可以用相同的元件(NUD3124)控制。由于一般的用于控制大多數用于特殊應用的電路中,采用集成式可以獲得巨大的優勢。節約了印刷電路板面積并且優化了電路設計。另外,也簡化了元件購買工作。

        NUD3124器件的有源箝位特性也可使它能滿足負荷突降的汽車要求和汽車規格的其他電壓瞬變要求。當大電流充電的電池接線斷時,汽車的交流發電機產生負荷突降瞬變。當繼電器通或斷時,這類瞬變也會發生。盡管負荷突降的汽車要求隨著供應商而改變,可以知道,大多數負荷突降要求可以由能夠承受350ms、60V負荷突降瞬變的器件滿足。

        圖9中所示的73V波形來自60V的負荷突降瞬變加上汽車的電池電壓(13V)。在應用領域內,繼電器(NUD3124)總是連接到繼電器,因此如果負荷突降情況發生,電流被繼電器線圈電阻限制,這減少了需要由繼電器驅動器(NUD3124)排放到地的能量。

        圖10顯示的示波圖為在負荷突降瞬變時在NUD3124器件上產生的波形。對于這種情況,器件控制一個線圈特性為L=48mH和Rdc=100Ω的OMRON繼電器(G8TB-1A-64)。流過驅動器的電流很小(大約為170mA),因為它被繼電器線圈的電阻(100Ω)所限制。導致的能量大約為73mJ,這依然在NUD3124器件的雪崩能量容量(350mJ)以內。在某些情況中,負荷突降瞬變甚至高達80V,但是NUD3124器件的可靠性也可以處理那些類型的負荷突降狀況。

        汽車瞬變中最嚴格和最苛刻的要求是負荷突降。因此如果器件能夠滿足這個要求,它一定可以承受其他不太苛刻的瞬變,如240V(10Ω源阻抗),350μs長度的瞬變。

        除了滿足負荷突降要求和所有其他較小的汽車瞬變以外,NUD3124器件也符合其他汽車要求,如電池接反(-14V,1分鐘或以上)和雙電壓加壓啟動(24V+/-10%)。

        如果電池接反情況發生,它會引起FET的體二極管正向偏置并導通。在這種情況下,電流被繼電器線圈阻抗限制為安全的電平,使繼電器動作。采用傳統的分立方法,因為反向連接的電池可能形成通過驅動器到邏輯輸出的電流路徑,而使控制邏輯電路損壞。使用NUD3124器件避免了這種可能性。

        如果使用雙電壓加壓啟動(24V或以上),NUD3124器件保持在截止狀態,因此繼電器也不操作。在雙電壓加壓啟動情況下,這是一個理想的工作要求,否則繼電器會被啟動,并使受其控制的設備或功能(車窗、座椅等)發生嚴重的問題。

        5 繼電器模塊

        如果把安森美半導體的繼電器驅動器(NUD3105、NUD3112、NUD3124、NUD3160)集成到繼電器主體內,構成可以直接用邏輯電路驅動的繼電器模塊,將更加獨特和有用。優點是:

        ●不需要外部驅動設備
        ●減小印刷電路板面積
        ●減少插入操作
        ●更低成本的優化設計

        所有以上的優點降低了需要使用機械繼電器的工業和的成本。圖11描述了繼電器模塊的設計。一些繼電器制造商已經集成了一個和繼電器線圈并聯的二極管,以簡化驅動器電路。其他廠商正在考慮開發繼電器模塊的理念。繼電器制造商的主要目標是向他們的客戶提供更多的附加值,以優化設計和削減成本。

        6 小結

        傳統的分立式繼電器驅動器方法(雙極型晶體管、偏置電阻和續流二極管)價格昂貴,因為它要使用幾個元件并在印刷電路板上占據大量的面積。在某些情況下,它需要額外的保護元件,才能在汽車和一些工業應用中獲得合適的功能。

        通過一個單片工藝集成所有所需的元件,安森美半導體提供的NUD3105和NUD3112繼電器驅動器替代了傳統的分立式繼電器驅動器方法。它們的集成設計封裝在一個小型的三引腳貼片SOT-23封裝中,允許用較小的印刷電路板獲得最優工作,并在制造和元件數量方面節約了成本。

        NUD3124和NUD3160器件的目的是。兩者都完全符合主要的汽車要求,如負荷突降、電池反接、雙電壓加壓啟動和ESD。它獨特的有源箝位設計使這個器件成為汽車應用中的一個可靠的驅動器。它也封裝在一個小型三引腳貼片SOT-23封裝中,可以占用較小的印刷電路板面積和降低成本而獲得最優的工作。

        繼電器模塊為工業和汽車繼電器市場帶來明顯的優點。它減小了印刷電路板面積并優化了電路設計。這些優點為客戶帶來了巨大的附加值和削減成本。此類優點總是帶來額外的收益。

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