【導讀】在混合動(dòng)力汽車(chē)/電動(dòng)汽車(chē)(HEV/EV)中，發(fā)動(dòng)機并不會(huì )被用來(lái)運行加熱和冷卻系統，這與內燃機(ICE)汽車(chē)情況不同。我們使用兩個(gè)關(guān)鍵系統來(lái)替代這一功能：使用BLDC電機驅動(dòng)空調壓縮機，使用正溫度系數 (PTC) 加熱器來(lái)加熱冷卻劑。
PTC加熱器依靠高壓電池來(lái)運行，需要幾千瓦的功率。圖1顯示了由低側MOSFET/IGBT電源開(kāi)關(guān)驅動(dòng)的典型PTC加熱器方框圖。
圖1：汽車(chē)內部加熱器模塊的方框圖
過(guò)去，使用雙極結型晶體管(BJT)圖騰柱驅動(dòng)低側配置中的電源開(kāi)關(guān)。但是，由于柵極驅動(dòng)器IC的諸多優(yōu)勢及其附加特性，它日益取代了這些分立式解決方案。圖2顯示了典型BJT圖騰柱配置與典型柵極驅動(dòng)器IC。
圖 2：BJT圖騰柱（左）與柵極驅動(dòng)器芯片UCC27517A-Q1（右）
分立式電路的一個(gè)顯著(zhù)缺點(diǎn)是它不提供保護，而柵極驅動(dòng)器IC集成了對于確?？深A測和穩定的柵極驅動(dòng)非常重要的功能。UCC27517A-Q1 符合汽車(chē)級 AEC-Q100 標準，內置欠壓鎖定 (UVLO) 功能。這個(gè)集成功能會(huì )鉗制UCC27517A-Q1的輸出，從而防止開(kāi)關(guān)及其輸出端的MOSFET上出現漏源極電壓。電源電壓達到UVLO上升閾值之后，驅動(dòng)器可以向電源開(kāi)關(guān)提供電流。
相比之下，BJT圖騰柱允許MOSFET產(chǎn)生壓降，但漏極電流會(huì )顯著(zhù)上升。電流上升會(huì )導致功耗過(guò)大，并可能損壞MOSFET。
圖3顯示了在3.3V啟動(dòng)時(shí)兩個(gè)MOSFET的熱感圖像。左側是由UCC27517A-Q1驅動(dòng)的MOSFET，右側是由BJT圖騰柱驅動(dòng)的MOSFET。由于BJT圖騰柱未集成UVLO，所以會(huì )因功耗增加而使MOSFET過(guò)熱
圖3：UCC27517A-Q1驅動(dòng)的MOSFET（左）和BJT圖騰柱驅動(dòng)的MOSFET（右）在3.3V啟動(dòng)時(shí)的熱感圖像
分立式BJT圖騰柱電路中可增加外部UVLO電路，但這會(huì )進(jìn)一步增加元件數，從而導致電路板尺寸更大和BOM成本更高。與分立式柵極驅動(dòng)方案相比，柵極驅動(dòng)器IC（例如，UCC27517A-Q1）需要的元件更少，并且占用更少的PCB空間。圖4突出顯示了UCC27517A-Q1的PCB布局（左）與分立式低側柵極驅動(dòng)器的PCB布局（右）。
圖4：UCC27517A-Q1的PCB布局（左）與分立式低側柵極驅動(dòng)器的PCB布局（右）
UCC27517A-Q1布局由五個(gè)元件組成，而B(niǎo)JT圖騰柱布局由10個(gè)元件組成。與分立式布局相比，柵極驅動(dòng)器IC布局可以減少大約65%的面積。具有更少元件的更小總體布局使用的PCB空間更小，從而可降低成本和提高功率密度。
對于多通道解決方案，UCC27524A-Q1 是一個(gè)雙通道、低側驅動(dòng)器，可用于驅動(dòng)多個(gè)電源開(kāi)關(guān)。
參考文獻和其他文獻：
● 查看汽車(chē)內部加熱器模塊交互式系統方框圖
● 如何為混合動(dòng)力汽車(chē)/電動(dòng)汽車(chē)設計加熱和冷卻系統
● 具有 UVLO 的低側柵極驅動(dòng)器與 BJT 圖騰柱的比較
● 了解有關(guān) UCC27517A-Q1 的更多信息
● 了解有關(guān) UCC27524A-Q1 的更多信息
● UCC27712-Q1: 為什么要在汽車(chē)空調壓縮機模塊中用半橋驅動(dòng)器替換三相橋式驅動(dòng)器？
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