ハイサイドスイッチとローサイドスイッチについて

ハイサイド駆動/ローサイド駆動

外部の負荷に対して、半導体スイッチを上側回路(電源側)に配置する方法を図1.ハイサイド駆動、下側回路(GND側)に配置する方法を図2.ローサイド駆動といいます。

ハイサイド:負荷よりスイッチの方が電位が高い。
図1.ハイサイド駆動

ローサイド:負荷よりスイッチの方が電位が低い。
図2.ローサイド駆動

ローサイド駆動とハイサイド駆動どちらが良いのでしょうか?

デバイスを駆動させるにはロ―サイド駆動/ハイサイド駆動どちらでも実現可能ですが、使い分け方としてグランドショートの故障が発生した時に、どのような安全を優先し、どのような保護回路を付加して安全を確保するかを検討します。

図3.ハイサイド駆動時にグランドショートが発生した場合は、半導体スイッチに大電流が流れてしまいます。
図4.に示す様に、ローサイド駆動の時にグランドショートが発生したら、負荷がON状態になり、場合によっては回転が止まらなくなります。

図3.ハイサイド駆動時にグランドショートが発生した場合

図4.ローサイド駆動時にグランドショートが発生した場合

ハイサイドスイッチとローサイドスイッチの使い分け例

IPD (Intelligent Power Device)は外部負荷に対して、上側回路に適するハイサイドスイッチと下側回路に適するローサイドスイッチがあり、それぞれに配置するのに適した回路設計がなされています。
図5.のように、電源電圧が固定され様々な負荷が配置されている回路、例えば自動車などバッテリー固定電圧で、ボディがGND接地になっている環境では、出力が地絡し易い環境のため、異常状態の検知としては、地絡検出が容易にできるハイサイドスイッチの方が適しています。

一方、図6.のように、いろいろな電源電圧により、負荷が配置された回路にはローサイドスイッチが適しています。
図5.電源電圧が固定され、様々な負荷が配置されている回路

図6.いろいろな電源電圧により負荷が配置された回路

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