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唯一真正的区别是地平面和最大可用电流:
当然会有区别,否则不会有两种不同的方法使用不同的名称。
如果负载是浮动的,例如电动机或螺线管,则高端或低端开关对负载没有影响。这是因为,按照浮动的定义,该节点仅“看到”其两端的差分电压,而对共模电压没有反应。
即使在浮动负载下,高端和低端开关对驱动电路的差异也可能很大。按照惯例,我们通常认为接地是驱动控制电路的电源的负极,然后电源为正极。由于接地是负极,而我们可能需要与之交互的连接到世界其他地方的其他信号都将以该接地为参考,因此控制电路也将以接地为参考。例如,即使您正在驱动24 V螺线管,产生PWM脉冲的微控制器也将由3.3 V电源轨和地供电。
由于控制电路位于电源(地)的低端,因此驱动低端开关通常比驱动高侧开关容易。因此,在浮动负载中,不管我们切换低端还是高端,我们通常都切换低端。
使用低压侧开关的另一个原因是,负载的一侧已经连接到我们无法控制的正电源上。我们唯一的选择是使负载的低端悬空以关闭负载,或将其接地将其打开。将某些负载预先连接到一侧可以很方便,以简化整个系统的接线。
在某些情况下,负载确实很重要。如果负载还有其他必须参考的接地参考信号,则通常需要保持其接地节点接地。在这种情况下,无论您是否喜欢,都必须将正功率切换到负载。同样,这通常比驱动低压侧开关更复杂,但又不过分,因此需要较长的长度来避免。
当使用低侧控制电路切换低侧时,很明显,您想要使用NPN晶体管或N沟道FET。但是,对于高端开关,您必须考虑更多选择。N沟道FET通常具有更好的开关特性,但使用一个沟道存在两个问题:栅极必须在开关范围加上栅极导通/截止范围内进行压摆,并且在导通时需要高于电源轨的电压。有些驱动器芯片大多数时候都可以处理这些事情,但是仍然存在一些问题。
AP沟道FET更易于切换,因为对于大多数FET,栅极电压的范围只需从电源电压降低到大约10V。PNP晶体管甚至更容易,因为您只需从基极汲取一些电流即可将它们导通。但是,快速关闭它们可能是一个挑战。
因此,像往常一样,没有通用的答案,并且必须针对每个应用程序分别权衡取舍。
对于隔离电路,高端和低端开关之间没有太大区别。对于更高的负载电流,低端半导体开关(例如NPN晶体管和N沟道MOSFET)的损耗通常比其高端等效开关的损耗小,因此是首选。
但是,如果电路通过自己的电源连接到外部设备,则会变得模糊。如果这些外部设备提供了与电路电源相同的接地参考,并且您将其切换到内部和外部,则外部设备将提供一条替代的接地路径,您的切换将无效,并且可能会损坏某些设备一路没有额定适当的电流。
同样,如果外部设备提供的V +电源与要切换的电源参考的地线相同,则最终可能会通过外部电源设备对正电压轨进行反向供电,这同样会产生不良结果。