【導讀】在無繩電動工具應用中，電池包的電壓通常為16V

、20V
、24V
、40V、60V和80V，會使用機械開關控製驅動板供電，但是由於機械開關的特性，會存在開關火花、壽命、體積等缺點。

圖1：電動工具中機械開關應用

在電動工具中，引入高邊驅動方案，除了避免傳統機械開關的固有缺點
，同時具有可控強、導通時間可調整、支持多包並聯、短路保護、體積小等優點。如圖2所示

，高邊驅動IC會產生高出電池包12V的電壓，通過控製MOS的Gate電壓，可以控製主回路通斷。

圖2：電動工具中高邊驅動芯片方案

1.支持多包並聯的LM5050

LM5050是High Side Oring FET Controller
，工作電壓支持1V – 75V，最大承受電壓支持100V。LM5050通過檢測VDS上電壓，控製VGS上電壓，實現理想二極管的功能。同時因為LM5050內(nei)部(bu)已(yi)經(jing)集(ji)成(cheng)了(le)電(dian)荷(he)泵(beng)，供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)無(wu)需(xu)高(gao)於(yu)電(dian)池(chi)包(bao)電(dian)壓(ya)。在(zai)無(wu)繩(sheng)電(dian)動(dong)工(gong)具(ju)中(zhong)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)多(duo)包(bao)並(bing)聯(lian)方(fang)式(shi)，提(ti)升(sheng)整(zheng)體(ti)的(de)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)，也(ye)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)電(dian)池(chi)包(bao)並(bing)聯(lian)。如(ru)圖(tu)3所示，通過電池包輸出串聯MOS的源級，經由LM5050的控製
，可以實現多個電池包並聯。

圖3：LM5050 應用多包並聯方案

2.支持高邊驅動的LM5060

LM5060是High Side Protection Controller
，工作電壓支持5.5V- 65V
，支持過壓保護、欠壓保護和過流保護
，可調整的開通時間，通過控製EN引腳電壓，可以開斷輸出。LM5060內部集成了電荷泵，不需要額外供電
，可以實現24uA門極充電電流和80mA的門極放電電流。LM5060的功耗較大，工作電流1.4mA，失能電流為9uA。

圖4：LM5060 高邊驅動方案

3.支持High Side Back-to-back MOS驅動的BQ76200

BQ76200是High Side NFET 驅動芯片
，工作電壓8V – 75V，最高承受100V電壓
，可以分別控製兩個Back-to-Back MOS。相比LM5060，BQ76200的工作電流為40uA
，失能狀態下，內部電荷泵模塊也會失能，靜態電流不超過10uA
，更適合電池供電係統。同時，充電MOS和放電MOS可以分別獨立控製，靈活性更高。

圖5：支持充電/放電獨立控製的BQ76200

4. 支持Ideal Diode模式和輸出開斷模式的 LM7480x

LM7480x是Back-to-Back NFET的驅動器，同時支持Ideal Diode模式和輸出開斷控製，輸入電壓支持3V – 65V，有-65V反向電壓承受能力
，驅動開通電流20mA

，驅動關斷電流2.6A
，工作電流413uA
，失能下靜態電流2.87uA。LM7480x即有LM5050的Ideal Diode模式
，也具備LM5060輸出開斷控製。

圖6：同時支持Ideal Diode模式和輸出開斷模式的 LM7480x

5.使用半橋驅動芯片實現高邊Back-to-Back NFET驅動

對於之前的驅動IC

，電池電壓不超過80V
，驅動電流也相對小
，開關速度較慢。對於80V以上的Back-to-Back NFET驅動，可以考慮圖6的方案（Application Report SLUAA58）。如圖6所示，通過半橋驅動芯片，例如UCC27284，構建電荷泵，把電荷泵電容電壓提升12V。通過上橋臂的邏輯電平
，可以控製功率回路的通斷。同時，一般的半橋驅動IC的工作電流較大，工作電流達mA級別
；失能條件下，靜態電流為7uA。從驅動能力上看
，整體上取決於電荷泵電容和驅動電阻
，在供電電壓12V，驅動電阻8.25Ω，電荷泵電容470nF等條件下
，驅動電流為1.68A，開通關斷時間小於0.5us。

圖7：使用半橋驅動實現高邊驅動

最後，從母線電壓、功能、驅動能力、靜態電流等角度
，給出以上5種方式的對比表格。

表1：5種高邊驅動方式的對比表格

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