電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）隨著如今電動汽車的智能化程度加深，車上的電器設備不斷增多，低壓系統(tǒng)中的負載也在增大，汽車低壓系統(tǒng)從傳統(tǒng)的12V電壓開始往48V發(fā)展，這對各種應用的開關控制產(chǎn)生了更高要求。之前我們曾經(jīng)介紹過高邊開關的應用場景以及汽車應用的需求情況，那這一篇文章就來介紹一下同樣不可或缺的低邊開關。

高低邊實際上是形容器件使用在電源和負載之間相對位置的關系，高邊開關顧名思義，是應用于電源正極和負載之間，位于高電位端一側的開關；同理如果開關器件位于負載和電源負極之間，則被稱為低邊開關。

因為高邊開關和低邊開關本質(zhì)都是用于控制負載的器件，只是在電路中的位置相對于電源和負載有所區(qū)別，所以根據(jù)實際應用可以選擇不同的開關，兩種開關可單獨使用，也可以同時使用。

低邊開關的核心功能是，通過閉合或斷開地線路徑控制負載的工作狀態(tài)。典型結構是使用N溝道MOSFET，將開關置于負載和地之間，源極直接接地，柵極接收控制信號，漏極接負載，通過控制開關的通斷實現(xiàn)對負載的供電管理。當控制信號為高電平時，MOSFET導通，電流從電源經(jīng)負載流經(jīng)低邊開關到地，形成回路；信號為低電平時則關斷。

所以實際上，低邊開關核心就是功率器件，而為了提高集成度，目前低邊開關一般會集成多個功能模塊。首先集成驅(qū)動電路，將MCU輸出的信號轉(zhuǎn)換為足以驅(qū)動功率器件的電壓；集成保護模塊，比如用于過壓保護的TVS二極管，用于過流保護的電流檢測電阻，用于過溫保護的溫度傳感器等。

低邊開關中還集成了診斷與反饋的模塊，提供開路檢測，通過檢測負載電流是否為0，判斷負載的工作狀態(tài)；以及提供狀態(tài)顯示、短路反饋等功能。

而影響低邊開關性能的，主要是MOSFET的導通電阻、開關速度和散熱能力這三大方面。

低邊開關的驅(qū)動電路設計簡單，無需復雜的電平轉(zhuǎn)換或電荷泵電路，能夠有效降低系統(tǒng)成本，因此在汽車上被廣泛使用。

比如低邊開關可以用于控制車燈的開關，通過斷開或閉合接地回路實現(xiàn)燈光的點亮與熄滅。同時類似的車身控制模塊BCM中都能夠看到低邊開關的應用。比如羅姆BV1LF080EFJ-C，具有80mΩ導通電阻，雙TSD保護，用于車身控制模塊中的車燈和電機驅(qū)動等場景。

在BMS中，低邊開關被用于控制電池組中的繼電器，確保電池充放電回路的安全通斷。比如納芯微NSE11409-Q1，支持41V鉗位電壓，5μA待機電流，用于新能源汽車BMS中繼電器控制。

在動力系統(tǒng)中，低邊開關被用于自動變速箱中的電磁閥，實現(xiàn)換擋操作的精確控制。

隨著集成化和智能化的需求提高，未來低邊開關將會集成更多診斷功能，支持遠程監(jiān)控甚至是預測性診斷分析等。而在新能源汽車的趨勢中，低邊開關在BMS以及電機驅(qū)動等場景將會得到更廣泛的應用。