BCM硬件设计的平台化和半导体化(上)

　　实际应用中，除了考虑如图5所示LED的伏安特性曲线还需考虑温度特性，以欧司朗某纯绿光LED为例，最大正向电流在温度大于70摄氏度时需要降额使用，这是由LED产品本身的热阻和功耗决定的。另外，由于LED是光源，需要考虑其光电特性，其光通量与正向电流正相关，正向电流IF越大，光通量越大，另外光通量也受温度影响，温度越高，光通量越小，如图6所示，图中用相对光通量来表示光通量。

　　2.1.3 感性负载

　　感性负载中，雨刮电机、风扇电机、电磁阀和继电器是常见的负载，本质上是不同感值的线圈绕组。值得指出的是，线束也具有感性负载特性，在电池抛负载即电池两极和线束之间的连接突然丢失时，会在线束上产生一个电压尖峰，这个尖峰的产生是由于线束的寄生电感引入的。线束的长度在汽车或者卡车应用中不可以忽略不计，线速的等效电阻和寄生电感需要在ECU的设计中加以考虑。图7所示为继电器结构图，电磁阀的结构稍微有差异，原理类似。继电器更多的是控制电流的开和关，电磁阀的控制对象更多的是流体，如汽油，柴油等。对电磁阀而言，控制电路中的开关采用高边驱动较多，如汽车安全系统中的ABS控制器中的各种电磁阀，而在车身系统中的继电器由于驱动电流较小，多采用低边驱动。感性负载驱动需要注意的是关断时高边会出现反向电压，低边会出现正向电压，使得高低边开关的两端电应力加大，在实际应用中必须采取措施限制这个电压应力。图7是高边驱动感性负载的关断示意图。

　　在实际驱动继电器或者电磁阀时，需要特别注意关断瞬间的问题。由于感性元件具有储能的作用，根据电磁感应定律，电感线圈上会产生一个感应电动势，这个电动势会使得电流保持原来的方向不变，即续流作用，对高边负载来说，输出端会产生一个对地负压，如图7所示。从而使得高边MOS的源漏电压Vds加大，如果这个电压超过一定值会导致高边功率器件击穿。因此需要对这个电压进行钳位，防止开关管过压击穿。英飞凌公司的智能高边器件具有有源钳位功能，钳位后能确保源漏电压Vds稳定在安全电压范围内。在钳位过程中，开关管自身消耗掉感性负载的存储能量，如果这个能量值对开关管而言是固定的，由开关管的热特性决定，因此在匹配开关管和感性负载的时候需要考虑这个能量值是否匹配。具体由公式(1)决定：


　　(未完待续)