今天为大家介绍一款在人型机器人、新能源汽车等领域,发挥关键作用的过流保护解决方案。传统继电器加保险丝的方式响应慢,熔断后需人工更换,系统状态不可知,已成为高可靠系统的瓶颈。稳先微推出的WS2510/WS2520系列,智能高边驱动器能完美解决此痛点。
该方案免费提供DEMO试用和完整开发资料,包含方案的DEMO的原理图、PCB源文件、BOM表、芯片规格书,以及DEMO规格书(关键波形、测试报告、计算公式等)。方案的详细资料可以向官方微信客服索取。
本文首先对DEMO进行讲解,然后进行上电评测。文章的小视频版本可以访问:
一、DEMO实物图

二、智能高边驱动器 稳先微 WS2520AT
WS2520AT是稳先微推出的一款双通道智能模拟高边MOSFET栅极驱动器。E-fuse系列产品有两个型号,单通道WS2510AT和双通道WS2520AT。该系列芯片将高边驱动、电流采样、故障保护、状态诊断四大功能高度集成,实现了对传统保险丝的智能化替代。它的应用领域包括汽车配电系统、电池管理系统(BMS)、DC-DC输出保护开关等。
三、设计特点
该DEMO采用的是稳先微双通道智能高边驱动器WS2520AT,以功能演示为主,电流不大。我们了解到,有客户在商用车BMS配件项目中做到24V 200A,在机器人过流保护项目中做到48V 100A的案例。芯片工作电压范围在8V到72V之间,瞬态耐压高达120V,这意味着它能轻松应对启停、负载突降等场景的电压浪涌。
该DEMO具备双路独立驱动,一颗芯片就能独立控制两个关节或负载,节省了成本和空间。芯片内置双向电流检测,能让你实时看清电流的大小和方向。机器人关节是在用力驱动,还是在制动回收能量,你都能一目了然。方案具备硬件级快速保护,过流、短路响应快至微秒级,能在灾难发生前瞬间关断。这保护的不仅是电路,更是后方昂贵的电机和整个系统。芯片还具备实时故障诊断功能,它能区分是短路、欠压和CP保护,并通过诊断引脚输出明确信号。
四、实测数据
我们连接上电源网的功率采集器,以及功率采集器的上位机软件:仪器助手,进行相关测试。
1. DEMO板上的驱动电阻的阻值可以控制两路MOS的开关速度,我们用不同的驱动电阻,通过示波器观察VGS上升/下降沿,看看是否干净利落,有无明显振铃,考察芯片的驱动能力和对MOS的控制水平。首先看看下降沿测试结果:

当电阻为1.1KΩ时,下降沿约40uS。当电阻为20Ω时,下降沿约4uS。
再来上升沿测试结果:

当驱动电阻为2.2KΩ时,上升沿约60uS。当驱动电阻为20Ω时,上升沿约5uS。
2. 在DEMO板正常带载过程中,将输出端突然短路。使用示波器观察VGS关断时间,测试结果如下:

电压(红) 电流(绿)
VGS驱动电压12.73V,短路发生时,MOS迅速被关闭,输出截止。

10Ω驱动电阻下VGS关断时间约3uS。
3. 该芯片CSO1/COS2引脚的电压和输出电流成正比,我们进行一下增益精密度测试,我们测试结果如下:

输入电流(红) 输出电压(绿)
输出电流2A时,检测到CS01电压为0.12V。3A时0.18V,4A时0.24V,5A时0.30V,6A时0.36V。
4. DEMO板输入72V电压,测试其额定最大电压情况下工作是否正常。测试结果如下:

输入电压(红) 输出电压(绿)
DEMO输入电压72V,芯片输出和关闭控制正常。
五、免费申请DEMO
该方案免费提供DEMO试用和开源了DEMO的原理图及PCB源文件,方便大家直接二次开发,另外还公开了BOM表、芯片规格书,以及DEMO规格书,里面包含关键波形、测试报告、计算公式等内容。方案的详细资料和原厂联系方式等,可以向官方微信客服索取。

申请方式:

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