在汽车电子电气电路中,直流开关有机械继电器式和半导体开关式。根据直流开关、负载和电源的电路位置关系,半导体直流开关可分为低边开关和高边开关。
将图2.47a所示的直流开关VT 2 定义为低边开关,开关串联在负载下端,从电源的负端隔离负载。对于NPN型晶体管VT 1 和N沟道增强型PMOSFETVT 2 构成的低边开关,当 U B 低电位时,VT 1 截止,G端高电位,VT 2 导通,负载 R L 与地连通,电源 U s 、负载和地构成了一个电流回路。当 U B 高电位使晶体管导通时,G端低电位,VT 2 截止,负载 R L 与地关断,没有电流通过负载。
图2.47 晶体管的直流开关电路
a)NPN型低边开关 b)PNP型高边开关
将图2.47b所示的直流开关VT 2 定义为高边开关,开关串联在负载的上端,从电源的正端隔离负载。对于NPN型晶体管VT 1 和P沟道增强型PMOSFET VT 2 构成的高边开关,当 U B 高电位使VT 1 饱和导通时,G端低电位,VT 2 导通,负载 R L 与电源 U s 接通,电源 U s 、负载和地构成了一个电流回路。当 U B 低电位使VT 1 截止时,G端高电位,VT 2 截止,负载 R L 与电源关断,没有电流通过负载。高边开关与低边开关在汽车低压电气中的应用各有特点,它们的优缺点见表2.2。
表2.2 高边开关与低边开关的性能比较
(续)