JP6965902B2 - 過電流保護回路及びスイッチング回路 - Google Patents
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Description
制御電圧に基づいてオンオフ制御されるスイッチング素子のための過電流保護回路において、
PNP型バイポーラトランジスタであって、制御電圧に接続されたエミッタを有する第1のトランジスタと、
NPN型バイポーラトランジスタであって、第1のトランジスタのコレクタに接続されたベースと、第1のトランジスタのベースに接続されかつ所定のプルアップ電圧にプルアップされたコレクタと、接地されたエミッタとを有する第2のトランジスタとを備え、
過電流保護回路は、制御電圧が所定の第1のしきい値電圧を超えるとき、第1及び第2のトランジスタがオンされ、プルアップ電圧の低下により制御電圧が低下されて、半導体スイッチをオフする保護動作を開始する。
図1は、実施の形態1に係る昇圧チョッパ回路1の構成例を示すブロック図である。図1において、昇圧チョッパ回路1は、スイッチング素子である半導体スイッチ14を有する電流駆動型スイッチング回路10と、インダクタL1と、ダイオードD1と、キャパシタC1とを備える。
実施の形態1では、半導体スイッチ14のゲート・ソース間電圧Vgsが立ち上がる時、図3に示したように検出電圧Vocpがオーバーシュートする。これは検出電圧Vocpの低下を遅らせ、保護動作の開始を遅延させる原因となる。また先述の通り、短絡期間Psにおける過電流保護の後、制御部12の応答速度が遅い場合、半導体スイッチ14に繰り返し過電流が流れるため、これは望ましくない。
(1)過電流保護回路11Aはさらに、トランジスタQ2のコレクタ及びエミッタに接続されたキャパシタCaを備える。
(2)しきい値電圧VTHの電源はプルアップ抵抗R2を介して、キャパシタCaをしきい値電圧VTHまで充電する。
図6は、実施の形態3に係る電流駆動型スイッチング回路10Bの構成例を示すブロック図である。
(1)さらに抵抗R3及びキャパシタCbを含む時定数回路18を備える。
(2)時定数回路18は、トランジスタQ2のコレクタ及びエミッタに並列に接続される。
図7は、実施の形態4に係る電流駆動型スイッチング回路10Cの構成例を示すブロック図である。図7において、電流駆動型スイッチング回路10Cは図6の電流駆動型スイッチング回路10Bと比較して以下の点で異なる。
(1)過電流保護回路11Cはさらに、アノードが抵抗R3の低電位側の一端に接続され、カソードが抵抗R3の他端に接続されたダイオードD2を備える。
図8は、実施の形態5に係る電流駆動型スイッチング回路10Dの構成例を示すブロック図である。
(1)電流駆動型スイッチング回路10Dはさらに、MOS駆動部16を備える。
(2)抵抗R3をMOSFET17で置き換える。
図10は、実施の形態6に係る電流駆動型スイッチング回路10Eの構成例を示すブロック図である。図10において、電流駆動型スイッチング回路10Eは図8の電流駆動型スイッチング回路10Dと比較して、以下の点が異なる。
(1)MOSFET17に代えてトランジスタ17aを備える。
(2)MOS駆動部16に代えてトランジスタ駆動部16aを備える。
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施の形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施の形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
1A ハーフブリッジインバータ回路
1B フルブリッジインバータ回路
10,10A〜10E 電流駆動型スイッチング回路
11,11A〜11E 過電流保護回路
12 制御部
13 駆動部
14 半導体スイッチ
15 電圧検出回路
16 MOS駆動部
16a トランジスタ駆動部
17 MOSFET
17a トランジスタ
18 時定数回路
Q1,Q2 トランジスタ
R1,R2 抵抗
Claims (7)
- 制御電圧に基づいてオンオフ制御されるスイッチング素子のための過電流保護回路において、
PNP型バイポーラトランジスタであって、前記制御電圧に接続されたエミッタを有する第1のトランジスタと、
NPN型バイポーラトランジスタであって、前記第1のトランジスタのコレクタに接続されたベースと、前記第1のトランジスタのベースに接続されかつ所定のプルアップ電圧にプルアップされたコレクタと、接地されたエミッタとを有する第2のトランジスタとを備え、
前記過電流保護回路は、前記制御電圧が所定の第1のしきい値電圧を超えるとき、前記第1及び第2のトランジスタがオンされ、前記プルアップ電圧の低下により前記制御電圧が低下されて、前記スイッチング素子をオフする保護動作を開始する、
過電流保護回路。 - 前記第2のトランジスタのコレクタ及びエミッタに接続されたキャパシタであって、前記制御電圧の立ち上がるときの前記プルアップ電圧の変化を軽減させる第1のキャパシタをさらに備える、
請求項1に記載の過電流保護回路。 - 前記第2のトランジスタのコレクタ及びエミッタに並列に接続された時定数回路であって、抵抗と、第2のキャパシタを含み、時定数を変化することで、前記保護動作の開始から終了までの時間を調整する時定数回路をさらに備える、
請求項1又は2に記載の過電流保護回路。 - 前記抵抗に並列に接続されたダイオードをさらに備える、
請求項3に記載の過電流保護回路。 - 前記制御電圧を発生する制御部と、
前記プルアップ電圧を検出して、当該検出した検出電圧を、前記スイッチング素子をオフするための第1の制御信号として前記制御部に出力する電圧検出部とをさらに備える、
請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載の過電流保護回路。 - 前記過電流保護回路が前記保護動作から復帰するときに、前記制御部からの第2の制御信号に基づいて前記プルアップ電圧をオフからオンする別のスイッチング素子をさらに備える、
請求項5に記載の過電流保護回路。 - 請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の過電流保護回路と、
前記スイッチング素子とを備える、
スイッチング回路。
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