ハイサイドドライバ

ハイサイドドライバとは

ハイサイドドライバとは、電子回路上に用いられる回路構成で、電源と負荷の間にスイッチ素子を駆動するドライバです。

駆動させるスイッチ素子をハイサイドスイッチと呼び、電源のオンオフや負荷への電流供給や切断を行うためにハイサイドスイッチを制御します。それに対して、負荷とグランドの間に配置されるスイッチ素子を駆動するドライバをローサイドドライバと呼びます。

様々な負荷に電流を流すために、ハイサイドドライバとローサイドドライバではそれぞれの回路での特徴があります。

ハイサイドドライバは、電子回路に広く用いられています。一般的に、インバータや電源オンオフの回路、LEDの駆動ドライバ、モータやソレノイドなどのインダクタンス性の負荷駆動などに用いられます。

ハイサイドドライバを用いて負荷へ大電流を流す場合も多く、突入電流の対策や逆流防止の回路などを考慮にいれ、設計する必要があります。負荷と電源の間にスイッチ素子を入れることから、構成上グランドショートの故障などが発生した場合の動作を考慮して設計できる特徴があります。

ハイサイドドライバは、駆動させるスイッチ素子が電源と負荷の間に配置されるため、スイッチに流れる電流をモニタします。グランドショートしたことを検知でき、スイッチをオフすることで短絡による過電流を止めることができるます。

ローサイドドライバは、ゲートソース間の電圧がグランド基準となりNchのMOSFETが容易に使用できます。負荷にかかる電圧が高い場合でも、駆動ドライバ側の電圧は負荷側の電圧によらず、低い電源電圧でよい構成となります。素子の選定が低耐圧素子でも攻勢が可能で、サイズやコスト面で有利な構成ができます。

ハイサイドドライバとローサイドドライバの欠点は、互いの利点に対応できないことです。ハイサイドドライバ構成では、ローサイドドライバと比べサイズやコスト面が高くなることが多いです。ローサイドドライバ構成では、ハイサイドドライバ構成で可能であった短絡等へのフェールセーフ面で劣ります。

参考文献
https://analogista.jp/highside-sw/
https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/switch/switch_what2
https://detail-infomation.com/load-switch/