電路如上圖所示：

1)存在問題的驅動電路

主要存在以下的問題：

1) 在處理器上電之后,，通過程序控制在端口輸出高,、低電平，此時端口是強推挽輸出,。

當端口輸出低電平時,，如果從端口到Q1的B極之間的電路有漏電流產生，該漏電流會被處理器的輸出端口吸收,，使得Q1的基極電壓維持在導通電壓以下,，可以保證可靠截止，不至于繼電器被誤吸合。

但是,，除了上電之后的高,、低電平狀態(tài)，三極管Q1的B極在處理器的上電過程中處于高阻狀態(tài),。

我們知道,，除了早期的51單片機，大部分的處理器的端口默認狀態(tài)是高阻狀態(tài),；

在上電的過程中,，程序運行到端口初始化的代碼，需要一定的時間,。在這段時間內,，端口是處于高阻狀態(tài)的。

我的經驗是,，對于MOS管和三極管控制電路中,，

在任何情況下，只要MOS管的門極或者三極管的基極會出現高阻狀態(tài),，

則需要在門極和基極上增加泄流電阻,。

如果不存在這個電阻，漏電流流入到Q1的基極,，被放大之后,，可能導致繼電器吸合。

最大漏電流按100uA評估,，而三極管的電流放大倍數可高達400,，集電極電流將高達 40mA。

2) 很多工程師在設計產品時,，只關注器件的最大特性和電氣特性,；對于占據更大篇幅的特性曲線，卻當作是給規(guī)格書配重的擺設并不關注,。

對于可靠性設計而言,，規(guī)格書中的特性曲線是非常重要的。

以該電路中的三極管為例,，從特性曲線中,，我們可以看到，電流放大倍數跟C極電流,、溫度等都有關系,。

其最小值并不是在電氣特性表格中說明的25°C 的50。

昨天分享了一個繼電器的驅動電路,，該電路在高低溫測試時出現不能控制繼電器吸合的情況,。

今天,，我拖著上了一天班之后的疲憊身軀，再盤一把這個電路,。

電路如附圖1所示,，主要存在以下的問題：

1) 在處理器上電之后，通過程序控制在端口輸出高,、低電平,，此時端口是強推挽輸出。

當端口輸出低電平時,，如果從端口到Q1的B極之間的電路有漏電流產生,，該漏電流會被處理器的輸出端口吸收，使得Q1的基極電壓維持在導通電壓以下,，可以保證可靠截止,，不至于繼電器被誤吸合。

但是,，除了上電之后的高,、低電平狀態(tài)，三極管Q1的B極在處理器的上電過程中處于高阻狀態(tài),。

我們知道,，除了早期的51單片機，大部分的處理器的端口默認狀態(tài)是高阻狀態(tài),；

在上電的過程中,，程序運行到端口初始化的代碼，需要一定的時間,。在這段時間內,，端口是處于高阻狀態(tài)的。

我的經驗是,，對于MOS管和三極管控制電路中，

在任何情況下,，只要MOS管的門極或者三極管的基極會出現高阻狀態(tài),，則需要在門極和基極上增加泄流電阻。

如果不存在這個電阻,，漏電流流入到Q1的基極,，被放大之后，可能導致繼電器吸合,。

最大漏電流按100uA評估,，而三極管的電流放大倍數可高達400，集電極電流將高達 40mA,。

2) 很多工程師在設計產品時,，只關注器件的最大特性和電氣特性,；對于占據更大篇幅的特性曲線，卻當作是給規(guī)格書配重的擺設并不關注,。

對于可靠性設計而言,，規(guī)格書中的特性曲線是非常重要的。

以該電路中的三極管為例,，從特性曲線中,，我們可以看到，電流放大倍數跟C極電流,、溫度等都有關系,。其最小值并不是在電氣特性表格中說明的25°C 的50。

關于此電路的可靠性設計方法以及最值參數

根據上述分析的電路的問題,，對電路做一些改進,，在基極和發(fā)射極之間增加泄流電阻R2，如下：

改進后的電路

當我們采用WCCA(最壞情況電路分析)對該電路進行可靠性分析時,，

由于電路簡單,，可以使用極值法進行分析，而不需要采用復雜的蒙特卡洛模擬進行分析,。

而極值法是根據器件的最大,、最小值，根據電路理論,，列出解析表達式,，

根據單調性對目標參數的極值進行分析的方法。

根據福特汽車電子的設計規(guī)范,，并結合長期的實踐經驗,。

總結了以下的器件的參數最值：

• 三極管的B、E極截止電壓最小為0.3V,，最大導通電壓為0.9V,；
• 三極管的集電極電流/基極電流的最小電流放大倍數為30。
• PCB板在潮濕環(huán)境下的最大漏電流為100uA,；
• 精度為5%的電阻考慮溫度和老化誤差之后,，精度取10%。
• 處理器的輸出高電平的為供電電壓的±10%,；

在Q1的基極處于高阻狀態(tài)時,，為了保證三極管可靠截止，需要有：

即

算得：

---條件1

當處理器的端口輸出高電平時,，為了保證三極管B,、E極的可靠導通，需要有：

即：

得到：

---條件2

為了使得繼電器的線圈得到最大的電壓,，以及Q1的功耗最小,。

Q1需要處于飽和導通狀態(tài),，即：

要求：

代入得到：

而，

根據條件2取,

代入上式得到：

---條件3

綜合條件1,、2,、3，?。?/section>

改進后的電路：

改進后的電路和器件參數

另外,，從計算過程來看，

由于處理器端口輸出電流的限制,，