本文來自微信公眾號“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，作者/黃山明。
在儲能設(shè)備中，低邊驅(qū)動（NMOS）的作用至關(guān)重要，它提供穩(wěn)定且高效的電力轉(zhuǎn)換控制，保障電池管理系統(tǒng)的正常運行。低邊驅(qū)動不僅確保能量轉(zhuǎn)換的效率和穩(wěn)定性，而且對電池的安全運行起到?jīng)Q定性作用。若沒有低邊驅(qū)動，便攜儲能設(shè)備可能無法正常工作，從而影響設(shè)備的可靠性和使用壽命。
此外，低邊驅(qū)動與電池管理系統(tǒng)（BMS）緊密相連。BMS負(fù)責(zé)監(jiān)控電池狀態(tài)，包括電量、溫度、電壓等，并在必要時實施保護(hù)措施，如防止過充和過放。低邊驅(qū)動在此中扮演橋梁角色，傳遞控制指令到功率變換器，進(jìn)而保護(hù)電池不受損害。無低邊驅(qū)動，BMS將無法有效執(zhí)行其保護(hù)功能，可能導(dǎo)致電池性能下降甚至發(fā)生安全事故。
相較于普通驅(qū)動，或者可以說高邊驅(qū)動（PMOS），低邊驅(qū)動的配置通常適用于接地參考的負(fù)載，例如NMOS或NPN晶體管。在這種配置中，開關(guān)元件位于負(fù)載和地之間，通過激活或關(guān)閉這個開關(guān)來控制電流流向地線，從而控制負(fù)載的工作狀態(tài)。低邊驅(qū)動的一個優(yōu)勢在于，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時，負(fù)載與電源斷開，有助于減少靜態(tài)功耗。
而高邊驅(qū)動在配置中，開關(guān)位于電源和負(fù)載之間。這種配置適用于電源參考的負(fù)載，如PMOS或PNP晶體管。高邊驅(qū)動的優(yōu)勢是在開關(guān)關(guān)閉時，負(fù)載與電源連接，使得在開關(guān)關(guān)閉時能夠直接監(jiān)測負(fù)載的電壓。
在便攜儲能設(shè)備中，低邊驅(qū)動的應(yīng)用可能包括控制充放電電路中的繼電器或開關(guān)元件，確保電能轉(zhuǎn)換過程的穩(wěn)定性和效率。沒有低邊驅(qū)動，這些控制功能可能無法實現(xiàn)，影響設(shè)備的正常工作和用戶的使用體驗。
低邊驅(qū)動芯片在儲能中的發(fā)展趨勢
目前，低邊驅(qū)動芯片在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，并且在不斷發(fā)展中。主要應(yīng)用在電源管理、系統(tǒng)集成、隔離通信等方面，具有高效能耗管理、成本低、體積小、RDSon小、使用中發(fā)熱量小等優(yōu)點。
為了保證安全運行，現(xiàn)代低邊驅(qū)動器通常采用光耦合器或者集成的隔離技術(shù)，使得控制系統(tǒng)與高壓側(cè)之間有良好的電氣隔離，防止高壓沖擊損壞低壓電路部分，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。
隨著技術(shù)的發(fā)展，新型低邊驅(qū)動芯片具有更快的開關(guān)速度和更低的導(dǎo)通/關(guān)斷延遲，這有助于降低功率轉(zhuǎn)換過程中的開關(guān)損耗，提高整個儲能系統(tǒng)的能源利用效率，并減少發(fā)熱，延長電池壽命。
針對不斷增長的儲能市場需求，如分布式儲能、電動汽車、移動電源、不間斷電源系統(tǒng)等，低邊驅(qū)動芯片設(shè)計也在不斷創(chuàng)新以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求，例如支持更高的工作電壓、更大的電流能力、更寬的工作溫度范圍以及更強(qiáng)的電磁兼容性能。
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，尤其是在儲能領(lǐng)域?qū)τ诟咝省⒌统杀?、小型化和長壽命的要求下，低邊驅(qū)動芯片的技術(shù)研發(fā)也正朝著更高的集成度、更強(qiáng)的功能性、更好的散熱性能以及更優(yōu)的性價比方向發(fā)展。同時，隨著SiC和GaN等新型半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，低邊驅(qū)動芯片在大功率密度、高頻切換方面的性能將進(jìn)一步提升。
目前全球市場中有多家企業(yè)致力于低邊驅(qū)動芯片的研發(fā)與生產(chǎn)，比如TI、ST、安森美、英飛凌等，國內(nèi)如士蘭微、華潤微、比亞迪半導(dǎo)體等，各廠商在不斷推出適應(yīng)市場趨勢和本土客戶需求的低邊驅(qū)動芯片產(chǎn)品。
小結(jié)
低邊驅(qū)動芯片是儲能系統(tǒng)中不可或缺的部分，確保了能源管理系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定及安全運作。并且隨著新能源汽車、智能家居等領(lǐng)域的快速發(fā)展，低邊驅(qū)動芯片在儲能產(chǎn)品中的應(yīng)用場景將進(jìn)一步拓展。這些新興領(lǐng)域?qū)δ茉垂芾碛兄叩囊?，為低邊?qū)動芯片提供了廣闊的發(fā)展空間。
