हाई और लो- साइड स्विचिंग ऑफ पावर के बीच अंतर?


12

क्या उच्च और निम्न-पक्ष स्विचिंग के बीच कोई वास्तविक अंतर है?

मान लीजिये:

  • स्विचिंग किसी वस्तु के चालू / बंद नियंत्रण के लिए है (मेरा मामला आरपीआई)
  • बेस / गेट को Vcc और GND तक चलाया जा सकता है

2
यदि आप IO पिन से जुड़े एक डिजिटल डिवाइस को स्विच कर रहे हैं, तो ये पिन दूसरे ग्राउंड के रूप में कार्य कर सकते हैं और कम साइड स्विचिंग काम नहीं करेगी। इस मामले में आपको उच्च पक्ष स्विचिंग या बफ़र्स की आवश्यकता होगी।
ज्यामितीय

जवाबों:


11

केवल वास्तविक अंतर जमीनी स्तर और अधिकतम वर्तमान उपलब्ध हैं:

  • लो-साइड स्विचिंग का मतलब है कि दो उप-सर्किटों में अलग-अलग जमीनी स्तर होंगे क्योंकि स्विचिंग तत्व में एक (छोटा) गैर-शून्य वोल्टेज ड्रॉप होगा।
  • पी-प्रकार (हाई-साइड) स्विचिंग तत्वों के बाद से एन-टाइप (लो-साइड) स्विचिंग तत्वों की तुलना में आमतौर पर प्रतिरोध की क्षमता अधिक होने से उच्च-पक्ष स्विचिंग की अधिकतम वर्तमान सीमा कम होगी।

25

बेशक एक अंतर है, वरना अलग-अलग नामों के साथ दो अलग-अलग तरीके नहीं होंगे।

यदि लोड उदाहरण के लिए, मोटर या सोलनॉइड की तरह तैर रहा है, तो उच्च या निम्न साइड स्विचिंग से लोड पर कोई फर्क नहीं पड़ता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि फ़्लोटिंग की परिभाषा से, नोड केवल विभेदक वोल्टेज को "देखता है" और इसके सामान्य मोड वोल्टेज पर प्रतिक्रिया नहीं करता है।

फ्लोटिंग लोड के साथ भी, उच्च बनाम कम साइड स्विचिंग के लिए ड्राइविंग सर्किट के अंतर महत्वपूर्ण हो सकते हैं। अधिवेशन के द्वारा, हम आमतौर पर बिजली की आपूर्ति के नकारात्मक पक्ष को नियंत्रण सर्किट्री पर विचार करते हैं, शक्ति के साथ फिर सकारात्मक होते हैं। चूंकि जमीन नकारात्मक पक्ष है, और अन्य संकेतों के साथ हमें बातचीत करने की आवश्यकता हो सकती है जो शेष दुनिया से जुड़ते हैं, इस आधार को संदर्भित किया जाएगा, नियंत्रण सर्किटरी भी फिर से संदर्भित है। उदाहरण के लिए, भले ही आप 24 वी सोलनॉइड चला रहे हों, पीडब्लूएम दालों का उत्पादन करने वाला माइक्रोकंट्रोलर 3.3 वी रेल और जमीन से संचालित होगा।

चूंकि नियंत्रण सर्किटरी बिजली (जमीन) के निचले किनारे पर बैठा है, इसलिए कम साइड स्विच ड्राइविंग आमतौर पर हाई साइड स्विच ड्राइविंग से आसान है। इसलिए, एक फ्लोटिंग लोड के साथ जो परवाह नहीं करता है कि हम कम या उच्च पक्ष पर स्विच करते हैं, हम आमतौर पर कम पक्ष को स्विच करते हैं।

कम साइड स्विच का उपयोग करने का एक अन्य कारण यह है कि लोड का एक पक्ष पहले से ही हमारे नियंत्रण से परे सकारात्मक आपूर्ति से जुड़ा हुआ है। हमारे पास एकमात्र विकल्प लोड को बंद करने के लिए लोड के निचले हिस्से को छोड़ना है, या इसे चालू करने के लिए इसे जमीन से जोड़ना है। समग्र सिस्टम वायरिंग को सरल बनाने के लिए एक तरफ सत्ता से जुड़े होने के लिए कुछ भारों के लिए यह सुविधाजनक हो सकता है।

कुछ मामलों में लोड देखभाल करता है। यदि लोड में अन्य ग्राउंड-रेफ़र्ड सिग्नल हैं, जिनसे इसे कनेक्ट करना है, तो आपको आमतौर पर इसके ग्राउंड नोड को जमीन से जुड़े रहने की आवश्यकता होती है। उस स्थिति में, आपको सकारात्मक शक्ति को लोड पर स्विच करना होगा चाहे आप इसे पसंद करें या नहीं। फिर, यह आमतौर पर कम साइड स्विच को चलाने की तुलना में अधिक जटिल होता है, लेकिन अत्यधिक नहीं ताकि इससे बचने के लिए बड़ी लंबाई की आवश्यकता हो।

कम साइड कंट्रोल सर्किट्री के साथ कम साइड स्विच करते समय, यह बहुत स्पष्ट है कि आप एनपीएन ट्रांजिस्टर या एन चैनल एफईटी का उपयोग करना चाहते हैं। हालांकि, एक उच्च पक्ष स्विच के साथ आपको अधिक विकल्पों पर विचार करना होगा। एन चैनल FETs में आम तौर पर स्विच के रूप में बेहतर विशेषताएं होती हैं, लेकिन एक का उपयोग करने से दो समस्याएं पेश होती हैं: गेट को स्विचिंग रेंज के साथ-साथ गेट ऑन / ऑफ रेंज पर भी सोना पड़ता है, और इसे पावर रेल के ऊपर एक वोल्टेज की आवश्यकता होती है। ड्राइवर चिप्स हैं जो ज्यादातर समय इन चीजों को ले सकते हैं, लेकिन अभी भी मुद्दे हैं।

एपी चैनल एफईटी को स्विच करना आसान है क्योंकि गेट वोल्टेज को केवल बिजली वोल्टेज से लेकर लगभग 10 वी तक कम करना पड़ता है। पीएनपी ट्रांजिस्टर और भी आसान हो सकते हैं क्योंकि आपको केवल उन्हें चालू करने के लिए आधार से कुछ करंट निकालना होता है। हालांकि, उन्हें जल्दी से बंद करना एक चुनौती हो सकती है।

इसलिए, हमेशा की तरह, कोई सार्वभौमिक जवाब नहीं है, और प्रत्येक आवेदन के लिए ट्रेडऑफ़ को अलग से विचार करना होगा।


आप उच्च पक्ष के लिए पुल-अप का उपयोग कर सकते हैं, और एच / एल के बजाय जेड / एल के बीच स्विच कर सकते हैं
अलेक्जेंडर एम

1
@ एलेक्स: निश्चित रूप से, उच्च पक्ष स्विच ड्राइविंग के बहुत सारे तरीके हैं, प्रत्येक अपने फायदे और नुकसान के सेट के साथ। उच्च पक्ष स्विच को बंद करने के लिए पुलअप के साथ एक समस्या यह है कि यह उन्हें धीरे-धीरे बंद कर देता है। उदाहरण के लिए, हिरन कनवर्टर जैसी किसी चीज़ के लिए यह एक गंभीर मुद्दा हो सकता है।
ओलिन लेथ्रोप

@AlexanderM: भले ही आप स्विचिंग गति को अनदेखा करें, अक्सर पर्याप्त आप एक ऐप में एक MOSFET का उपयोग करेंगे जहां लोड वोल्टेज अधिकतम Vds से नीचे है MOSFET (स्पष्ट रूप से) ले सकता है लेकिन अधिकतम वीजीएस से ऊपर ले जा सकता है (जो बहुत कम है) उदाहरण के लिए, 100V MOSFET पर 20V), जिस स्थिति में आपको पुल-अप रोकने वाले
Fizz

इसके अलावा, एक हाई-साइड स्विचिंग पीएनपी के साथ आपको अक्सर (उच्च) वोल्टेज के बारे में चिंता करना पड़ता है जो कि आधार को उठाया जाता है, खासकर जब ड्राइवर लॉजिक-लेवल सर्किटरी jeelabs.org/2012/11/12/high- साइड-स्विचिंग
फिज़ा

@OlinLathrop, अद्भुत विवरण के लिए धन्यवाद। यदि हम डीसी मोटर नियंत्रण के लिए एक कम साइड स्विच का उपयोग करते हैं, तो वोल्टेज प्रतिक्रिया सर्किट कैसे व्यवस्थित किया जाता है? एक एससीआर ड्राइव में, हम V + और V- बस लेते हैं और उचित (अलग-थलग, अलग-अलग प्रवर्धित, सटीक सुधार आदि) को कम करके वोल्टेज प्रतिक्रिया मूल्य प्राप्त करते हैं। यहां, V + पक्ष हमेशा पूर्ण आपूर्ति से जुड़ा होता है, और चूंकि हमारे नियंत्रण सर्किट को जमीन पर संदर्भित किया जाता है, वोल्टेज प्रतिक्रिया सर्किट का + अंत अंत में पूर्ण वोल्टेज दिखाएगा, जबकि -ve कुछ -वे फ्लोटिंग वोल्टेज दिखाएगा जब कम साइड स्विच ऑफ है, है ना? क्या करें?
विशाल

6

एक पृथक सर्किट के लिए, उच्च और निम्न-साइड स्विचिंग के बीच कोई बहुत अंतर नहीं है। उच्च लोड धाराओं के लिए, कम साइड सेमीकंडक्टर स्विच (उदाहरण के लिए एनपीएन ट्रांजिस्टर और एन-चैनल एमओएसएफईटी) अक्सर अपने उच्च-पक्ष समकक्षों की तुलना में कम नुकसानदेह होते हैं, और इसलिए उन्हें पसंद किया जाता है।

हालाँकि, यदि सर्किट अपने स्वयं के बिजली कनेक्शन के साथ बाहरी उपकरणों से जुड़ा होता है, तो यह धुंधला हो जाता है। यदि ये बाहरी उपकरण सर्किट के लिए बिजली की आपूर्ति के रूप में एक ही जमीन के संदर्भ के लिए एक कनेक्शन प्रदान करते हैं और आप इसे अंदर और बाहर स्विच करते हैं तो बाहरी डिवाइस जमीन पर एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करेंगे, आपका स्विचिंग अप्रभावी होगा और आप कुछ नुकसान पहुंचा सकते हैं रास्ते में उपयुक्त वर्तमान के लिए रेट नहीं किया गया।

इसी प्रकार, यदि बाहरी उपकरण एक V + आपूर्ति प्रदान करते हैं जो आपूर्ति के रूप में उसी जमीन को संदर्भित करता है जिसे आप स्विच कर रहे हैं, तो आप बाहरी रूप से संचालित उपकरणों के माध्यम से सकारात्मक वोल्टेज रेल को फिर से अवांछनीय परिणामों के साथ वापस पा सकते हैं।


इग्नासियो के उत्तर को केवल b / c स्वीकार किया
अलेक्जेंडर एम।

3
@ एलेक्स: अगर मुझे पता होता कि आप सवाल पूछने के 18 मिनट बाद ही कोई जवाब स्वीकार करने जा रहे थे, तो मुझे लिखने की जहमत नहीं उठानी चाहिए, अकेले ही किसी पृष्ठभूमि में जाने दें। भविष्य में पूछे जाने वाले प्रश्न के लिए मैं इसे ध्यान में रखूंगा।
ओलिन लेथ्रोप

क्षमा करें, ओलिन। मैंने कहा गया है चाहिए कि अपने जवाब था बहुत इग्नेसियो के लिए इसी तरह की। यही कारण था कि
अलेक्जेंडर एम

2
@AlexanderM: यह मेरे समान नहीं दिखता है। ओलिन ने बहुत सारे विवरणों को कवर किया जो व्यवहार में मायने रखते थे, जिन्हें आपके द्वारा स्वीकार किए गए उत्तर में पूरी तरह से अनदेखा किया गया था।
फिज़ा

1

एक प्रकार के स्विचिंग को दूसरे पर चुनने के कई कारण हैं।

यदि आपका सर्किट / लोड लोड स्विच करते समय बनाई गई जमीन की धाराओं को सहन कर सकता है .. आम तौर पर कम साइड स्विचिंग आसान और सस्ता है।

यदि आपका सर्किट इसे सहन नहीं कर सकता है (अधिक संवेदनशील / निचले वोल्टेज प्रोसेसर / तर्क के ग्राउंड प्लेन में बहुत अधिक गड़बड़ी) .. उच्च पक्ष विधियों का उपयोग करके लोड को स्विच करना बेहतर है, यह लोड के वर्तमान को चालू करने की अनुमति देता है अलग से प्रबंधित (अक्सर उच्च शक्ति भार के लिए एक उच्च वोल्टेज पावर रेल की आवश्यकता होती है .. फिर भी एक अलग "वापसी पथ के साथ एक सामान्य" ग्राउंड "क्षमता साझा करना)।

उच्च पक्ष स्विचिंग (ओलिन द्वारा उल्लिखित) के लिए अन्य सामान्य कारण .. लोड के लिए सबसे आसानी से उपलब्ध वापसी वर्तमान मार्ग नकारात्मक पावर रेल है। उदाहरण: रिले / आदि के लिए ऑटोमोटिव चेसिस का उपयोग "ग्राउंड" (डीसी रिटर्न पथ) के रूप में किया जाता है .. (इस उदाहरण के कई अतिरिक्त फायदे और जोखिम हैं)।

हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.