高、低边驱动器多通道并联应用说明

作者：陈海生，通信作者：成红玉，校阅：向华 席爽爽

摘要

集成了多重保护和诊断功能的高、低边驱动芯片，在汽车电子和工业控制领域被广泛用于替代传统的单颗MOSFET方案。它们能够适配不同系统中常见的阻性负载加热、容性负载快速启动、感性负载关断钳位等多种应用场景。对于不同系统而言，在多通道应用中，不同通道的负载电流往往存在一定差异。当某个通道的电流需求超过驱动芯片单通道的最大带载能力时，系统将无法正常工作。一种可行的解决办法是将多通道高边驱动芯片的多个通道并联使用，以增加负载电流能力。本应用说明将详细介绍高边驱动芯片通道并联应用中的关键注意事项及需要考虑的限制条件。

1 多通道并联应用简介

在实际应用中，多通道高、低边驱动器在常温下工作时，单通道的电流能力通常已能满足负载需求，并驱动负载稳定工作不会触发芯片的热关断保护。然而，当环境温度升高时，负载所需的驱动电流保持不变，但驱动器的导通阻抗会随着温度升高而增大。这一物理特性导致功率损耗增加，使得原本在常温下满足的负载电流，在高温下因芯片自身发热加剧而可能超过热保护的关断阈值。

解决此问题的一种有效方式是增加外部散热器，将功率器件的热量及时散发，确保芯片整体结温工作在热关断保护阈值以下。但额外散热器的引入，无疑会增加系统成本和布局设计的复杂度。相比之下，采用多通道并联应用，通过降低导通阻抗来减小正常驱动时的功率，从而有效控制温升，使芯片在较高的环境温度下仍能稳定运行于过温保护阈值之内。圣邦微电子提供多款可用于通道并联的高、低边驱动产品，代表型号如表1所示。

这些多通道高、低边驱动芯片专为汽车系统和工业应用设计，集成了短路保护、过热保护、过压钳位和开路诊断功能，并具备内部和外部可配置的限流功能。其中，高边驱动器还集成了高精度电流检测电路。该系列器件支持多种负载驱动模式：可通过并联所有通道以驱动单个大电流负载，也可并联部分通道以应对中等电流负载，或通过单通道独立驱动适配较小电流的轻负载。并联通道输出是通过将单个器件集成的多个功率场效应管并联起来为负载提供更大的电流。此时，负载电流由原先的单通道承受变成并联的多通道分担，每个并联通道承载的电流理论值为总负载电流除以并联通道数量。这种并联配置使得这些高、低边驱动器能够驱动功率超过单通道能力的负载，如大功率卤素灯、螺线管、电磁阀及电机等。