物料紧缺，BOM成本太高，老板要做降本怎么办（2）？

昨天有个概念搞错了，低边驱动并不是单片机输出低电平驱动，而是驱动负载时，通过闭合地线来实现使能。这个和单片机输出电平无关，不过不影响文章整体的阅读体验。

BTS3142D关键参数如下图所示，如进行替换，必须具备以下功能：

1. NMOS，漏极电流不小于4.6A，导通电阻足够小；
   

2. 开漏输出；

3. 具有过压保护功能；

4. 具有电流检测功能；

5. 具有开路检测功能；

6. 输出外部端口ESD防护。

第一步，选择一个合格的NMOS, ID>4.6A，Rdson越小越好，最好不超过50mΩ；

其实可以看出来低驱集成芯片BTS3142D在ID=4.6A的情况下还能做到Rdson=28mΩ，已经非常出色了。对于负载的驱动，选择MOS管主要看中电流指标，VDS可以适当降低，我发现了NMOS IRLL3303PbF满足此需求，指标如下：VDS=30V, ID=4.6A, Rdson=31mΩ。

第二步，设计MOS管开关电路；

当输入为高电平时，Vgs>Vgs(th)，MOS管导通；

当输入为低电平时，Vgs<Vgs(th)，MOS管关断。

MOS管的栅源之间存在寄生电容Cgs，电路回路中寄生电感不可避免，开关时容易产生LC震荡。栅极电阻R8小，开关器件导通速度快，开关的损耗小，dV/dt提高，EMI增大；而栅极电阻R8值过大会导致NMOS管的开关速率变慢，开关的损耗变大。因此栅极电阻R8不能太大也不能太小，通常为10~20Ω。

关于EMI和MOS管开关损耗可看下面链接：

DCDC基础（13）-- Buck电路的损耗有哪些？（记一次面试经历）

DCDC基础（12）-- Buck电路的Layout设计与EMI

DZ3 稳压管防止输入电压过大，对后级电路起到保护的作用，由于MOS管VGS最大不超过16V，1N4106稳压典型值为12，满足要求。

R9和C3是选贴的，R9主要是在栅源极之间增加Cgs的泄放通道，提高关断速度；如果GD之间有稳压电路，稳压管的漏电流会提高稳压管的稳压值，此时R9取值需尽量小或者不贴。C3是为了增加导通时间Tr，选贴，值不能太大，通常为Cgs(Cgs=Ciss-Crss)值的一半。

对于电子设计，平衡各种指标是元器件选型的关键，这种能力需要在实践中获取。

第三步，增加过压保护功能；

稳压功能主要是应对感性负载，感性负载开路会产生反向电动势，外部供电为12V，一般为供电电压的2~3倍，此时需要保护MOS管漏极，稳压管1N5254典型值为27V，小于漏极的最大电压30V。

第四步，增加电流检测功能；

主要为了保护MOS管漏极，防止电流过大导致击穿。

第五步，增加开路检测功能；

为什么要加开路检测，这个电路看上去已经没问题了啊，功能都可以满足，这个开路检测是否多余呢？

汽车电子有个FMEA失效模式和影响分析，比如MOSFET发生开路故障，导致不能正确驱动负载，严重度很高，而可探测度却很低，导致RPN值很高，必须要对这个电路采取措施，那么如果加上这个诊断措施，可探测度提高，RPN值就会降低很多。

第六步，增加ESD端口防护；

为什么是27V的TVS？因为商用车的工作电压是24V，需要满足jump start要求，感兴趣的可以了解一下。具体选型可以看看之前的文章：电路防护---TVS选型

最后，增加逻辑反相部分，得到最终电路。（此步骤可省略）

这部分电路可以参考：基础电路学习（6）-- 从深度饱和谈三极管的开关响应

设计时需注意，此类降本设计只需要从板级考虑，满足产品功能即可，不需要过分注重芯片内部设计，如输入ESD就可以忽略，另外要注意电路的面积，不然结构改动又是一笔大的花费。

这时候就可以向老板交差了，哈哈。