【導讀】在混合動力汽車/電動汽車(HEV/EV)中，發動機并不會被用來運行加熱和冷卻系統，這與內燃機(ICE)汽車情況不同。我們使用兩個關鍵系統來替代這一功能：使用BLDC電機驅動空調壓縮機，使用正溫度系數 (PTC) 加熱器來加熱冷卻劑。
PTC加熱器依靠高壓電池來運行，需要幾千瓦的功率。圖1顯示了由低側MOSFET/IGBT電源開關驅動的典型PTC加熱器方框圖。
圖1：汽車內部加熱器模塊的方框圖
過去，使用雙極結型晶體管(BJT)圖騰柱驅動低側配置中的電源開關。但是，由于柵極驅動器IC的諸多優勢及其附加特性，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器IC。
圖 2：BJT圖騰柱（左）與柵極驅動器芯片UCC27517A-Q1（右）
分立式電路的一個顯著缺點是它不提供保護，而柵極驅動器IC集成了對于確保可預測和穩定的柵極驅動非常重要的功能。UCC27517A-Q1 符合汽車級 AEC-Q100 標準，內置欠壓鎖定 (UVLO) 功能。這個集成功能會鉗制UCC27517A-Q1的輸出，從而防止開關及其輸出端的MOSFET上出現漏源極電壓。電源電壓達到UVLO上升閾值之后，驅動器可以向電源開關提供電流。
相比之下，BJT圖騰柱允許MOSFET產生壓降，但漏極電流會顯著上升。電流上升會導致功耗過大，并可能損壞MOSFET。
圖3顯示了在3.3V啟動時兩個MOSFET的熱感圖像。左側是由UCC27517A-Q1驅動的MOSFET，右側是由BJT圖騰柱驅動的MOSFET。由于BJT圖騰柱未集成UVLO，所以會因功耗增加而使MOSFET過熱
圖3：UCC27517A-Q1驅動的MOSFET（左）和BJT圖騰柱驅動的MOSFET（右）在3.3V啟動時的熱感圖像
分立式BJT圖騰柱電路中可增加外部UVLO電路，但這會進一步增加元件數，從而導致電路板尺寸更大和BOM成本更高。與分立式柵極驅動方案相比，柵極驅動器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器的PCB布局（右）
UCC27517A-Q1布局由五個元件組成，而BJT圖騰柱布局由10個元件組成。與分立式布局相比，柵極驅動器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 是一個雙通道、低側驅動器，可用于驅動多個電源開關。
參考文獻和其他文獻：
● 查看汽車內部加熱器模塊交互式系統方框圖
● 如何為混合動力汽車/電動汽車設計加熱和冷卻系統
● 具有 UVLO 的低側柵極驅動器與 BJT 圖騰柱的比較
● 了解有關 UCC27517A-Q1 的更多信息
● 了解有關 UCC27524A-Q1 的更多信息
● UCC27712-Q1: 為什么要在汽車空調壓縮機模塊中用半橋驅動器替換三相橋式驅動器？
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