一定要了解的继电器驱动保护电路的关键差异

来源：新能源BMS

高边驱动的三种防护电路，如下图所示，而且进一步对比了它们的优缺点，下图中的R为线圈电阻。

同样地，低边驱动也可以有这样的三种防护电路，如下图；可见无论怎么变化，防护器件都是接到驱动输出的一端，而另外一端要么接到电源VCC，要么接到GND。

我们知道在TVS与二极管串联的防护电路中，其中TVS的作用是钳位MOS开关两端电压，但同时也加快了线圈能量释放的速度，比单个续流二极管要更快，下面实际感受下。

下图为单个二极管做防护时的仿真电路，示波器中的绿色波形代表电感线圈里面的电流，红色波形代表开关上面的电压，此时线圈能量释放大概要35us，而且由于单个二极管压降很小，所以开关上的电压不高。

下图为二极管+TVS管一起做防护时的仿真电路，此时线圈能量消耗时间大概为5us，比上面的时间确实小了很多，但同时也看到，放电时在开关上的电压却升高了很多，原因是增加了TVS两端钳位的电压降；所以要给TVS选取合适的钳位电压，这样才能有效对MOS开关进行防护。

接着提出一个问题：如果使用二极管与电阻串联的形式作为防护器件，是否可以呢？

具体如下图所示，将钳位的TVS换成了电阻。

仿真如下图，还是前面的电路参数，只是将TVS换成了一个1KΩ电阻，发现使用电阻确实也可以加速放电，此时时间为1.7us。

将上面的电阻阻值改成500Ω，仿真得到线圈的能量释放时间为3us，是不是发现这个电阻阻值越小，放电速度反而越慢，感觉有点与认知不太符合哦。

这是因为电容充放电电路的时间常数为τ=RC，所以减小电阻R，可以有效缩短电容的充放电时间；但是对于电感来讲，其充放电的时间常数为τ=L/R，所以增大电阻R才能缩短电感的充放电时间。

不过虽然使用电阻也可以缩短放电时间，但是却不能将线圈的感应电压钳位住，上面的例子中可以看到示波器实际采集到的电压达到了几百V，所以不能使用二极管与电阻串联的形式进行防护。