在汽車電子領域，“智能高側開關”與“智能高邊開關”這兩個名詞頻繁被提及，它們實則指代同一事物。為表述統一，后續我們皆以“智能高側開關”?稱之。接下來，我們將從三個維度深入剖析智能高側開關：其一為它的定義，其二是探究使用它的原因，其三則是了解它的具體應用場景。

定義

為了更清晰透徹地理解智能高側開關，我們將其拆解為 “智能”“高側”“開關” 三個部分，接下來將按照從后往前的順序，逐一為您介紹。

1.1. 什么是“開關”？
“開關”顧名思義在電路中的作用就是開合關斷。智能高側開關內部由主控部分和MOS兩部分組成，MOS部分就是我們所說的“開關”。智能高側開關內部的MOS是一個NMOS開關，其導通和關斷是受主控部分來控制。如下圖1所示紅色框圖即為“開關”。

圖1 亞成微某款單通道智能高側開關原理框圖

1.2. 什么是“高側”？
“高側”是相對于“低側”而言。在電路中是電勢上的高和低，其參考點是智能高側開關輸出端負載的電位。如下圖2所示，即可清晰的看出“高側”的含義——智能高側開關在“電源”和“負載”之間，其電位高于負載的電位。

圖2 高邊（左）和低邊（右）開關的示意圖

1.3. 什么是“智能”？
智能的范圍很大，對于高側開關而言是在MOS基礎上增加了控制、保護和診斷功能，如圖3所示。控制，可以通過MCU的GPIO口來控制MOS的導通和關斷；保護，是主控部分集成了過溫、過流、過壓等保護功能；診斷，是主控部分設計了異常情況的反饋，如發生短路、開路、過溫等異常情況時，輸出一個故障信號給MCU，MCU會根據故障信號做出相應動作。

圖3 智能高側開關構成示意圖

為什么要使用智能高側開關？

在汽車低壓電氣系統中通常存在五種負載開通和關斷的方式，上圖2是其中兩種，其余三種方式見下圖4所示。

圖4 三種負載接線方式圖

汽車低壓電氣系統中多使用智能高側開關的原因大致有以下四點：

汽車系統中搭鐵處非常多，發生對地短路的情況遠大于對電源短路，使用智能高側開關進行切斷和導通負載更安全；

制造具備相同封裝與功率規格的開關時，低側開關的成本往往高于高側開關。不僅如此，在系統接線方面，若采用低邊開關，為確保其正常運行，還需額外配備線束；

駐車狀態下，高側開關會切斷負載與電池的連接，而低側開關僅僅斷開負載與地的連接，電池與負載依舊處于相連狀態。隨著時間的推移，若空氣濕度較大，負載端子極易遭受電化學腐蝕；

其余負載接線方式，各自適配特定應用場景。例如，低側開關常見于熱管理系統，H 橋在電機驅動領域表現更出色，推挽式廣泛應用于雨刮器驅動。

具體用途

智能高側開關在汽車與工業領域應用極為廣泛。在汽車領域，尤其在低壓電氣系統的配電環節，以及車身電子、智能座艙等方面發揮著重要作用。目前我司研制的多款智能高側開關已成功在眾多客戶端應用，其主要應用部件涵蓋了汽車五大域的各類 ECU 模塊，包括車身控制模塊（BCM）、電源分配單元（PDU）、整車控制器（VCU）、變速器控制單元（TCU）、電池管理系統（BMS）以及車載通信終端（T - BOX）等。

在工業領域，如工業機器人、醫療器械、儲能控制器等，智能高側開關同樣展現出卓越的適用性，有著強大的應用潛力與市場前景。此處不再贅述。

圖5 汽車五大域示意圖

3.1 智能高側開關在智能配電盒（PDU）的應用
在傳統的LVPDU（低壓電源分配單元）內部，驅動低壓系統負載主要依靠各類插片式保險絲與繼電器。其中，插片式保險絲具有典型的電流等級，如5A、10A、15A、20A等；繼電器則分為24V和12V兩種工作電壓類型，引腳數量也有五腳與四腳之分。

當前，對于30A及以內電流規格的保險絲和繼電器，已能夠用智能功率開關（包含高側與低側開關）來替代。而針對更高電流等級的保險需求，普遍采用“預驅+MOS”的解決方案來達成。

圖6 PDU技術迭代示意圖

3.2 智能高側開關在車身控制器（BCM）的應用
智能高側開關在車身控制器領域作用顯著，能夠對眾多負載實施精準控制，包括前后轉向燈、近光燈，各類電磁閥繼電器，以及門鎖、座椅加熱等負載的驅動。
比如，我公司重點推廣的 RM77030DD，可以驅動75W的前后近光燈或者電磁閥，該型號的典型應用電路如下圖7所示。

圖7 RM77030DD典型應用圖

3.3 工業機器人的應用
RM75150與RM75200這兩款小電流智能高側開關，可應用在工業機器人的機械臂控制領域，主要負責開通和關斷 24V 的數字量輸出，此電壓穩定無波動，電流也基本保持恒定。正常情況下，電流僅為幾個mA，不過在類似電機抱閘這樣的特殊場景中，電流會攀升至1A左右。
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經過上述介紹，相信您對智能高側開關已有初步了解。倘若您還想獲取更多信息，或者有相關需求，歡迎隨時聯系我們。我們擁有豐富多樣的產品，定能滿足您的各類需求。
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