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汽車應(yīng)用中的繼電器驅(qū)動器

作者: 時間:2013-02-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

此器件的高反向雪崩能量容量(350mJ)可以控制大多數(shù)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(shù)用于特殊應(yīng)用的電路中,采用集成式可以獲得巨大的優(yōu)勢。節(jié)約了印刷電路板面積并且優(yōu)化了電路設(shè)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(guī)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(fā)電機產(chǎn)生負荷突降瞬變。當繼電器通或斷時,這類瞬變也會發(fā)生。盡管負荷突降的汽車要求隨著供應(yīng)商而改變,可以知道,大多數(shù)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(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),繼電器(NUD3124)總是連接到繼電器,因此如果負荷突降情況發(fā)生,電流被繼電器線圈電阻限制,這減少了需要由繼電器驅(qū)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(chǎn)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(qū)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(nèi)。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(fā)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(tǒng)的分立方法,因為反向連接的電池可能形成通過驅(qū)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(tài),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(shè)備或功能(車窗、座椅等)發(fā)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(qū)動器(NUD3105、NUD3112、NUD3124、NUD3160)集成到繼電器主體內(nèi),構(gòu)成可以直接用邏輯電路驅(qū)動的繼電器模塊,將更加獨特和有用。優(yōu)點是:

●不需要外部驅(qū)動設(shè)備
●減小印刷電路板面積
●減少插入操作
●更低成本的優(yōu)化設(shè)計

所有以上的優(yōu)點降低了需要使用機械繼電器的工業(yè)和的成本。圖11描述了繼電器模塊的設(shè)計。一些繼電器制造商已經(jīng)集成了一個和繼電器線圈并聯(lián)的二極管,以簡化驅(qū)動器電路。其他廠商正在考慮開發(fā)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(yōu)化設(shè)計和削減成本。

6 小結(jié)

傳統(tǒng)的分立式繼電器驅(qū)動器方法(雙極型晶體管、偏置電阻和續(xù)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(jù)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(yè)應(yīng)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(qū)動器替代了傳統(tǒng)的分立式繼電器驅(qū)動器方法。它們的集成設(shè)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(yōu)工作,并在制造和元件數(shù)量方面節(jié)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(shè)計使這個器件成為汽車應(yīng)用中的一個可靠的驅(qū)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(yōu)的工作。

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

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