ハーフブリッジ・とは？初心者でもわかる基礎解説ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

ハーフブリッジ・とは？

ハーフブリッジは電気回路の一種であり、2つのスイッチだけで出力を制御する仕組みです。電源と負荷を結ぶ中点を切替え、負荷に加わる電圧を調整します。この基本構成はパワーエレクトロニクスと呼ばれる分野で広く使われており、モータの駆動や電源の変換など様々な場面で現れます。

具体的には上側のスイッチと下側のスイッチを交互にオンにすることで、出力端子の電圧を正の方向へ近づけたり地面へ近づけたりできます。これによって負荷には正の電圧のパルスが生まれ、パルスの平均値を変えることで出力を滑らかに調整します。ハーフブリッジはフルブリッジと呼ばれる4つのスイッチを用いる回路の片側を構成する部品として使われることが多いので、セットで理解すると全体の動作が見えやすくなります。

動作原理をかんたんに言うと、中点の電圧をスイッチの切替によってVか0Vに切り替え、その平均を負荷に与えるイメージです。実務ではデッドタイムと呼ばれるわずかな待機時間を入れて、同時に両方のスイッチがオンにならないようにします。これにより短絡を防ぎ安全に動作します。

用途の例としてはDC-DC変換器の出力を調整する場合や、PWMと呼ばれる手法でモータを滑らかに回す場合があります。またインバーターの一部として使われることが多く、高周波でスイッチを切り替えることによりACの波形を作ることが可能です。

構成部品と基本的な動作

<th>部品

役割
S1 上側スイッチ	出力を正の方向へ接続する役割
S2 下側スイッチ	出力を地面へ接続する役割
中点	負荷と回路の接続点
デカップリングコンデンサ	スイッチの切替に伴う電圧の変動を抑える
負荷	実際に電力を消費する部分

次にハーフブリッジとフルブリッジの違いを見ておきましょう。

特徴の比較

項目	ハーフブリッジ	フルブリッジ
スイッチ数	2	4
出力の可変方法	中点の電圧を調整
用途の幅	PWM制御の一部としてよく使う
実装の難易度	比較的低い

実務上の注意点としてデッドタイムの設定、スイッチの過電圧保護、絶縁対策などがあります。これらが適切でないと機器の故障や安全性の問題につながるので、設計段階で丁寧に検討します。

まとめとして ハーフブリッジは2つのスイッチで出力を制御する基本的な回路であり、単体でもモータや電源の制御に活躍します。全体像をつかむにはフルブリッジとの違いをセットで理解するのが近道です。

ハーフブリッジの同意語

ハーフブリッジ回路: DCをACへ変換するインバータ系の基本回路のひとつで、2つのスイッチを対に配置して中点を出力点とする構成。
半ブリッジ回路: ハーフブリッジ回路と同義の表現。2つのスイッチを対にして中点出力を作る回路のこと。
半橋回路: 2つのスイッチで中点を作る、ハーフブリッジの別表現として使われる回路のこと。
ハーフブリッジ構成: ハーフブリッジ回路を実装した設計上の構成・配置のこと。
半ブリッジ構成: ハーフブリッジ構成と同義で、回路の構成要素のひとつを指す表現。
ハーフブリッジインバータ: ハーフブリッジを用いてDCをACへ変換するインバータ装置。
半ブリッジインバータ: ハーフブリッジインバータと同義の表現。
半橋型インバータ: 半橋型のインバータ、DCを交流へ変換する2スイッチ配置のインバータの型式。
ハーフブリッジ型インバータ: ハーフブリッジ型のインバータ。半橋型と同義の表現。
1/2ブリッジ回路: 半ブリッジ回路と同義に使われる表現で、2つのスイッチの半分の構成を指す。
半橋式インバータ: 半橋式（半橋構成）のインバータ、DCを交流へ変換する回路の一種。

ハーフブリッジの対義語・反対語

フルブリッジ: 意味: ハーフブリッジの対になる回路構成。4つのスイッチを用いて負荷へ正負の電圧を出力することで、出力レンジが拡大し、全体的な駆動能力を高める。
全橋: 意味: フルブリッジと同義の表現。4スイッチ構成の橋型回路で、負荷に対して正負の電圧を出力できる。
Hブリッジ: 意味: 実質的にはフルブリッジを指す別称。H字型のスイッチ配置で4つのスイッチを用い、正負の出力を取り扱う。
4スイッチ式ブリッジ: 意味: 4つのスイッチを使うブリッジ回路の総称。ハーフブリッジに対して、全橋としての機能を提供する構成を指すことが多い。

ハーフブリッジの共起語

ハーフブリッジ回路: DCを交流へ変換するインバータの一種で、2つのスイッチを中心点で中点を作り出し、出力を取り出す構成。主にMOSFETやIGBTが用いられる。
Hブリッジ: Half-Bridgeの略称で、日本語でもHブリッジと呼ばれることが多い。4つのスイッチで構成され、ハーフブリッジ回路の一種として用いられることもある。
半橋: ハーフブリッジの別称として使われることがある表現。文脈に注意して使われる。
ハーフブリッジインバータ: 直流を交流に変換するインバータの一種。中点出力を用いることで特定の波形を得やすい。
MOSFET: 金属酸化膜半導体場効果トランジスタ。ハーフブリッジ回路の主なスイッチ素子として用いられることが多い。
IGBT: 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。大電力・高電圧用途のスイッチとしてハーフブリッジにも組み込まれる。
ドライバ: ハーフブリッジのスイッチ（MOSFET/IGBT）を適切に駆動するための回路やIC。ゲート信号を提供する役割。
駆動回路: スイッチを安全かつ正確にON/OFFするための電気回路。ドライバと同義で使われることが多い。
PWM: パルス幅変調。スイッチの導通時間を調整して、出力の波形を近似的に作る手法。ハーフブリッジでよく使われる。
スイッチング: 高速でON/OFFを繰り返す動作。ハーフブリッジはこのスイッチング特性を利用して電力を変換する。
中点出力: ハーフブリッジ特有の出力形式で、2つのスイッチの中点を出力として取り出す構成。
ブリッジ回路: 4つのスイッチを組み合わせて電流を順次流す回路全般。ハーフブリッジはその一種。
DC-DC変換: 直流を別の直流電圧へ変換する電力変換。ハーフブリッジを用いたDC-DCコンバータもある。
インバータ: 直流を交流に変換する装置の総称。ハーフブリッジインバータはその一種。
パワーエレクトロニクス: 電力の変換・制御を扱う分野。ハーフブリッジはこの分野で頻繁に登場する構成。
高周波スイッチング: 高い周波数でのスイッチングを行い、効率やサイズを最適化する設計手法。ハーフブリッジで用いられることが多い。

ハーフブリッジの関連用語

ハーフブリッジ: DC-DCコンバータやモータ制御などで使われる基本回路。2つのスイッチ（通常はMOSFETまたはIGBT）を対になる形で配置し、出力をスイッチングして電力を制御します。
高側MOSFET: 出力の正電位側に接続され、負荷へ電圧を供給する役割を持つスイッチ素子。ゲートを適切に駆動するにはブートストラップや絶縁型ドライバが必要になることがあります。
低側MOSFET: 出力の地側に接続され、負荷を地面へ接続する役割を持つスイッチ素子。
ブートストラップ回路: 高側MOSFETを駆動するためのゲート電圧を一時的に作り出す電源回路。ブートストラップコンデンサとダイオードなどから構成されます。
ブートストラップコンデンサ: 高側駆動に必要な電荷を一時的に蓄えるためのコンデンサ。
ブートストラップダイオード: ブートストラップ回路でコンデンサを充電する際に使われるダイオード。
ハーフブリッジドライバ: 高側と低側のゲートを適切なタイミングで駆動するための専用ドライバICや回路。
ハイサイドドライバ: 高側MOSFETを駆動するためのドライバ。絶縁型やブートストラップ型が一般的。
ローサイドドライバ: 低側MOSFETを駆動するためのドライバ。
デッドタイム: 高側と低側が同時にオンにならないよう挿入する遅延時間。ショートを防ぐ重要な設計要素。
クロスコンダクション: 両側のMOSFETが同時にオンになってしまい、ショートや過大な損失を招く現象。
パワーMOSFET: 高電圧・高電流に対応するMOSFET。半ブリッジの基本素子としてよく使われます。
IGBT: 高電圧大電流向けの半導体素子。MOSFETと違いゲート駆動の特性が異なり、用途に応じて使い分けられます。
PWM制御: パルス幅変調。ONの時間とOFFの時間の比を変えることで出力平均を制御します。
スイッチング周波数: スイッチをON/OFFする周波数。高周波化は効率とEMIに影響します。
SMPS: スイッチング電源。半導体スイッチとインダクタ・コンデンサを使って電力を変換する電源の総称。
ゲートドライバ: MOSFETやIGBTのゲートへ適切な電圧・電流を供給する回路。ゲートの立ち上がり/落ちを速く安定させます。
ゲート電圧（Vgs）: ゲートとソース間の電圧。これによりMOSFETの導通/遮断が決まります。
ボディダイオード: MOSFET内部に組み込まれたダイオード。逆流保護の役割を持つ場合があります。
フルブリッジ(H-bridge): 4つのスイッチを組み合わせてモーターの回転方向を制御する回路。ハーフブリッジを2組使うことが多いです。
ブリッジドライバ: フルブリッジまたはハーフブリッジのゲートを統括的に駆動するドライバIC。