하이 사이드 및 로우 사이드 전원의 차이점은 무엇입니까? 하이 사이드

하이 사이드 스위칭과 로우 사이드 스위칭 사이에 실제 차이가 있습니까?

취하다:

  • 스위칭은 객체의 온 / 오프 제어를위한 것입니다 (My case RPi)
  • 베이스 / 게이트는 Vcc 및 GND로 구동 가능


답변

유일한 실제 차이점은 사용 가능한 접지 레벨과 최대 전류입니다.

  • 로우 사이드 스위칭은 스위칭 소자가 0이 아닌 작은 전압 강하를 갖기 때문에 두 개의 서브 회로가 서로 다른 접지 레벨을 갖음을 의미합니다.
  • P 형 (하이 사이드) 스위칭 소자는 일반적으로 N 형 (로우 사이드) 스위칭 소자보다 저항이 높기 때문에 하이 사이드 스위칭은 최대 전류 제한이 낮습니다.

답변

물론 차이점이 있습니다. 그렇지 않으면 이름이 다른 두 가지 방법이 없습니다.

예를 들어 모터 나 솔레노이드와 같이 부하가 유동적이라면 하이 또는 로우 사이드 스위칭은 부하와 차이가 없습니다. 이는 플로팅의 정의에 의해 노드는 노드에 대한 차동 전압만을 “보고”공통 모드 전압에 반응하지 않기 때문입니다.

플로팅 부하에서도 하이 사이드 스위칭과 로우 사이드 스위칭을위한 구동 회로의 차이는 상당 할 수 있습니다. 일반적으로 제어 회로를 구동하는 전원 공급 장치의 음극을 접지하고 전원은 양극으로 간주합니다. 접지는 음의 측면이며, 나머지 세계와 연결하기 위해 상호 작용해야하는 다른 신호는이 접지를 기준으로하므로 제어 회로도 접지 참조됩니다. 예를 들어, 24V 솔레노이드를 구동하더라도 PWM 펄스를 생성하는 마이크로 컨트롤러는 3.3V 레일 및 접지에 의해 전원이 공급됩니다.

제어 회로는 전력 (접지)의 낮은쪽에 있기 때문에 일반적으로 낮은 쪽 스위치를 운전하는 것이 높은 쪽 스위치를 운전하는 것보다 쉽습니다. 따라서 로우 사이드 또는 하이 사이드를 전환하는지 여부를 신경 쓰지 않는 부동 부하로 인해 일반적으로 로우 사이드를 전환합니다.

로우 사이드 스위치를 사용하는 또 다른 이유는 부하의 한 쪽이 제어 할 수없는 양의 전원에 이미 연결되어 있기 때문입니다. 우리가 할 수있는 유일한 선택은 부하를 낮추기 위해 부하의 낮은면을 떠 다니거나지면에 연결하여 켜는 것입니다. 전체 시스템 배선을 단순화하기 위해 일부 부하를 한쪽의 전원에 사전 연결하는 것이 편리 할 수 ​​있습니다.

어떤 경우에는 하중이 신경 쓰입니다. 부하에 다른 접지 기준 신호가 연결되어 있으면 일반적으로 접지 노드를 접지에 연결해야합니다. 이 경우 양의 전력을 원하든 원하지 않든 부하로 전환해야합니다. 다시 말하지만, 이는 일반적으로 로우 사이드 스위치를 구동하는 것보다 더 복잡하지만 지나치게 피할 수 없으므로 지나치게 길지 않아야합니다.

로우 사이드 제어 회로를 사용하여 로우 사이드를 전환 할 때 NPN 트랜지스터 또는 N 채널 FET를 사용하는 것이 분명합니다. 그러나 하이 사이드 스위치를 사용하면 더 많은 옵션을 고려해야합니다. N 채널 FET는 일반적으로 스위치로서 더 나은 특성을 갖지만, 하나를 사용하면 두 가지 문제가 발생합니다. 게이트는 스위칭 범위와 게이트 온 / 오프 범위를 넘어서야하며 켜져있을 때 파워 레일보다 높은 전압이 필요합니다. 대부분의 경우 이러한 작업을 수행 할 수있는 드라이버 칩이 있지만 여전히 문제가 있습니다.

AP 채널 FET는 게이트 전압이 대부분의 FET에 대해 전력 전압에서 약 10V 더 낮아야하기 때문에 스위칭하기가 더 쉽습니다. PNP 트랜지스터는 전원을 켜기 위해베이스에서 약간의 전류 만 꺼내면되므로 훨씬 더 쉽습니다. 그러나 빠르게 끄는 것은 어려울 수 있습니다.

따라서 평소와 같이 보편적 인 대답은 없으며 각 응용 프로그램마다 장단점을 별도로 고려해야합니다.


답변

절연 회로의 경우 하이 사이드 스위칭과 로우 사이드 스위칭간에 큰 차이가 없습니다. 더 높은 부하 전류의 경우 로우 사이드 반도체 스위치 (예 : NPN 트랜지스터 및 N 채널 MOSFET)는 하이 사이드 등가보다 손실이 적기 때문에 선호됩니다.

그러나 회로가 자체 전원 연결로 외부 장치에 연결되면 흐리게 표시됩니다. 이러한 외부 장치가 회로의 전원 공급 장치와 동일한 접지 참조에 연결하고이 장치를 켜고 끄는 경우 외부 장치가 대체 접지 경로를 제공하면 스위칭이 효과가없고 결과적으로 손상 될 수 있습니다 길을 따라 적절한 전류에 대한 등급이 없습니다.

마찬가지로, 외부 장치가 스위칭중인 전원과 동일한 접지를 참조하는 V + 전원을 제공하는 경우 외부 전원 장치를 통해 양의 전압 레일에 다시 전원을 공급하여 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있습니다.


답변

한 가지 유형의 전환을 다른 유형으로 선택해야하는 데는 여러 가지 이유가 있습니다.

회로 / 부하가 부하를 스위칭 할 때 생성 된 접지 전류를 견딜 수있는 경우 일반적으로 로우 사이드 스위칭이 더 쉽고 저렴합니다.

회로가이를 감당할 수없는 경우 (보다 민감한 / 저전압 프로세서 / 로직의 접지면에서 너무 많은 방해) .. 하이 사이드 방법을 사용하여 부하를 전환하는 것이 좋습니다. 이렇게하면 부하의 리턴 전류가 개별적으로 관리 됨 (종종 높은 전력 부하에는 더 높은 전압 전력 레일이 필요합니다. 여전히 별도의 리턴 경로와 공통 “접지”전위를 공유합니다.

하이 사이드 스위칭 (Olin에 의해 언급 된)의 가장 일반적인 이유는 … 부하에 가장 쉽게 이용 가능한 리턴 전류 경로는 네거티브 파워 레일입니다. 예 : 릴레이 등을위한 “접지”(DC 리턴 경로)로 사용되는 자동차 섀시 (이 예에는 여러 가지 추가적인 장점과 위험이 있습니다).