JP2018078498A - 負荷駆動回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1はハイサイドIPSの構成例を示すブロック図である。
図2は入力回路の構成例を示す回路図である。
入力回路11は、シュミットトリガインバータ回路31とインバータ回路32とを有している。シュミットトリガインバータ回路31は、その入力端子がハイサイドIPSの入力端子19に接続され、出力端子がインバータ回路32の入力端子に接続されている。これにより、入力回路11は、入力端子19から信号INを受けて、信号INよりも立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングが遅れた信号INLを出力する。シュミットトリガインバータ回路31とインバータ回路32の電源は、グランド電位を基準とした0ボルト(V)と5Vの電圧であり、信号IN,INLはともにHレベルが5V、Lレベルが0Vの論理信号である。
レベルシフト回路12は、NチャネルのMOSFET41,42,43とツェナーダイオード44とを有している。MOSFET41は、そのゲートが入力回路11の出力端子に接続され、ソースがハイサイドIPSのグランド端子20に接続されている。MOSFET41のドレインは、MOSFET42のソースおよびゲートに接続されている。MOSFET42のドレインは、MOSFET43のソースおよびゲートと、ツェナーダイオード44のアノードと、このレベルシフト回路12の出力端子とに接続されている。MOSFET43のドレインは、ハイサイドIPSの電源端子21と、ツェナーダイオード44のカソードとに接続されている。
内部グランド回路13は、前段部51aと出力部51bとを備えている。前段部51aは、NチャネルのMOSFET53,55とPチャネルのMOSFET54とツェナーダイオード56とを有し、出力部51bは、NチャネルのMOSFET57とPチャネルのMOSFET58,59とを有している。これにより、内部グランド回路13は、電源の電圧VCCを基準としてツェナーダイオード56の電圧を出力する内部電源でもある。
チャージポンプ回路16は、発振部61aと、スイッチ部61bと、チャージアップ部61cとを備えている。発振部61aは、発振回路62と、インバータ回路(第1のインバータ回路)63と、インバータ回路64と、インバータ回路(第2のインバータ回路)65とを有している。スイッチ部61bは、PチャネルのMOSFET(第1および第2スイッチ)66,67とNチャネルのMOSFET(第3および第4スイッチ)68,69とを有している。チャージアップ部61cは、PチャネルのMOSFET70と、NチャネルのMOSFET71と、コンデンサ72,73,74と、ダイオード75〜80と、保護ダイオード81,82,83とを有している。
ゲート駆動回路17は、抵抗91と、PチャネルのMOSFET92と、デプレッション形でNチャネルのMOSFET93,94と、NチャネルのMOSFET95と、ツェナーダイオード96と、ダイオード97とを有している。
図7はハイサイドIPSの動作を示す要部のタイミングチャートである。この図7においては、上から、信号IN、信号INL、信号INLB、信号INH、信号INHB、信号IGNDB、信号OSC1および信号OSC2を示している。
12 レベルシフト回路
13 内部グランド回路
14,15 インバータ回路
16 チャージポンプ回路
17 ゲート駆動回路
18 パワーMOSFET
19 入力端子
20 グランド端子
21 電源端子
22 出力端子
31 シュミットトリガインバータ回路
32 インバータ回路
41,42,43 MOSFET
44 ツェナーダイオード
51a 前段部
51b 出力部
53,54,55,57,58,59 MOSFET
56 ツェナーダイオード
61a 発振部
61b スイッチ部
61c チャージアップ部
62 発振回路
63,64,65 インバータ回路
66,67,68,69,70,71 MOSFET
72,73,74 コンデンサ
75〜80 ダイオード
81,82,83 保護ダイオード
91 抵抗
92,93,94,95 MOSFET
96 ツェナーダイオード
97 ダイオード
Claims (6)
- 負荷のハイサイドにて前記負荷をオン・オフ駆動する負荷駆動回路において、
電源と前記負荷との間に接続されるNチャネルのトランジスタと、
前記電源の電圧を基準とした内部電源で動作し、前記トランジスタをオン制御するときに前記電源の電圧よりも昇圧したゲート信号を生成するチャージポンプ回路と、
を備え、
前記チャージポンプ回路は、
発振回路、前記発振回路によって出力された信号を反転して第1の発振信号を出力する第1のインバータ回路および前記第1の発振信号とは互いに反転した第2の発振信号を出力する第2のインバータ回路を有する発振部と、
前記第1のインバータ回路および前記第2のインバータ回路の出力にそれぞれ接続され、前記負荷をオン駆動するとき、前記第1の発振信号および前記第2の発振信号を伝達し、前記負荷をオフ駆動するときには、前記第1の発振信号および前記第2の発振信号を遮断する第1スイッチおよび第2スイッチを有するスイッチ部と、
前記スイッチ部から伝達された前記第1の発振信号および前記第2の発振信号を受けて複数のコンデンサに充電された電圧を順次重畳して昇圧するチャージアップ部と、
を有している、負荷駆動回路。 - 前記スイッチ部の前記第1スイッチおよび前記第2スイッチは、前記内部電源のグランド電位でオンし、前記電源の電圧でオフするPチャネルのMOSFETである、請求項1記載の負荷駆動回路。
- 前記スイッチ部は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチの出力と前記チャージアップ部との間にそれぞれ配置され、前記負荷をオフ駆動するときだけ、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチの出力を前記負荷駆動回路のグランドに接続する第3スイッチおよび第4スイッチを有する、請求項1記載の負荷駆動回路。
- 前記スイッチ部の前記第3スイッチおよび前記第4スイッチは、前記負荷をオン駆動する入力信号が入力されたときオフし、前記負荷をオフ駆動する入力信号が入力されたときオンするNチャネルのMOSFETである、請求項3記載の負荷駆動回路。
- 前記発振回路は、前記負荷をオン駆動する入力信号が入力されたとき前記発振回路のグランド端子に前記内部電源のグランド電位を印加し、前記負荷をオフ駆動する入力信号が入力されたとき前記発振回路の前記グランド端子に前記電源の電圧を印加する、請求項1記載の負荷駆動回路。
- 前記Nチャネルのトランジスタは、NチャネルのMOSFETまたはNチャネルのIGBTである、請求項1記載の負荷駆動回路。
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