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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ansteuervorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Ansteuervorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Konventionell gibt es eine Ansteuervorrichtung, die den HOCH-seitigen Transistor und den NIEDRIG-seitigen Transistor so steuert, dass sie auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden (siehe beispielsweise
JP A 2016-67194 ).
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Bei dieser herkömmlichen Ansteuervorrichtung steigen das Source-Potential des HOCH-seitigen Transistors und das Drain-Potential des NIEDRIG-seitigen Transistors an und dv/dt steigt an, wenn die beiden eben genannten Transistoren (n-Kanal-FET) ein- und ausgeschaltet werden und der HOCH-seitigen Transistor eingeschaltet wird.
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Dabei steigt das Gate-Potential des NIEDRIG-seitigen Transistors aufgrund des elektrischen Stroms an, der durch die parasitäre Drain-Gate-Kapazität des NIEDRIG-seitigen Transistors und den Gate-Widerstand fliesst.
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Wenn dann das Gate-Potential die Schwellenspannung Vth des NIEDRIG-seitigen Transistors überschreitet, wird der NIEDRIG-seitigen Transistor eingeschaltet, und der HOCH-seitige Transistor und der NIEDRIG-seitige Transistor werden schargestellt (arm -shorted).
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Beispielhaft gezeigt ist eine herkömmliche Ansteuerungsvorrichtung (4), die die Schaltungsbaugrösse einer Hilfsstromversorgung zum Ein-/Ausschalten eines Transistors reduziert, indem sie eine Bootstrap-Stromversorgung anwendet, indem sie mit einer einzigen Stromversorgung eingerichtet wird.
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Die herkömmliche Ansteuervorrichtung kann jedoch keine negative Versorgungsspannung erzeugen, so dass die Totzeit erhöht werden muss (5).
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Wie vorstehend beschrieben, hat die herkömmliche Ansteuervorrichtung das Problem, dass eine Fehlfunktion des Transistors in einer kurzen Totzeit nicht unterdrückt werden kann, während gleichzeitig die Schaltungsbaugrösse reduziert wird.
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OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
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DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Ansteuervorrichtung, die Fehlfunktionen eines Transistors in einer kurzen Totzeit unterdrücken und gleichzeitig die Schaltungsbaugrösse verringern kann.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Ansteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
- einen Stromversorgungsanschluss, an den eine Gleichspannung angelegt ist;
- einen Erdungsanschluss, der geerdet ist;
- einen ersten Transistor, der ein Ende, welches mit dem Stromversorgungsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen zweiten Transistor, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss und verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist;
- eine erste DC-Stromversorgung, die eine erste Spannung ausgibt;
- eine erste Bootstrap-Schaltung, die eine erste Bootstrap-Diode, welche eine Anode, an die die erste Spannung angelegt wird, und eine Kathode aufweist, die mit der ersten positiven Stromversorgungsleitung verbunden ist, und einen ersten Bootstrap-Kondensator aufweist, welcher ein Ende, das mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, das mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen ersten Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist;
- eine erste Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des ersten Transistors steuert, indem sie ein erstes Steuersignal an einen Steueranschluss des ersten Transistors ausgibt, wobei das erste Steuersignal aus einer ersten positiven Versorgungsspannung der ersten positiven Stromversorgungsleitung und einer ersten negativen Versorgungsspannung der ersten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird;
- eine zweite Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des zweiten Transistors so steuert, dass der erste Transistor und der zweite Transistor auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem ein zweites Steuersignal an den Steueranschluss des zweiten Transistors ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal aus der zweiten positiven Versorgungsspannung der zweiten positiven Stromversorgungsleitung und der zweiten negativen Versorgungsspannung der zweiten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; und
- eine erste Ladungspumpenschaltung, die die erste negative Stromversorgungsspannung an die erste negative Stromversorgungsleitung anlegt, indem sie die erste negative Stromversorgungsspannung mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung in Bezug auf ein Potential des Ausgangsanschlusses auf der Basis des ersten Steuersignals erzeugt.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei der erste Transistor ein erster n-Kanal-MOS-Transistor ist, der ein Ende, welches mit dem Stromversorgungsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und
- wobei der zweite Transistor ein zweiter n-Kanal-MOS-Transistor ist, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- ein zweiter Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- die Ansteuervorrichtung ferner Folgendes aufweist:
- eine zweite DC-Stromversorgung, die eine zweite Spannung ausgibt;
- eine zweite Bootstrap-Schaltung, die eine zweite Bootstrap-Diode, welche eine Anode, an die die zweite Spannung angelegt wird, und eine Kathode aufweist, die mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung verbunden ist, und einen zweiten Bootstrap-Kondensator aufweist, welcher ein Ende, das mit der Kathode der zweiten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, das mit dem Erdungsanschluss verbunden ist;
- einen dritten Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit einer zweiten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist;
- einen vierten Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit der Kathode der zweiten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist; und
- eine zweite Ladungspumpenschaltung, die die zweite negative Stromversorgungsspannung an die zweite negative Stromversorgungsleitung anlegt, indem sie die zweite negative Stromversorgungsspannung mit einer entgegengesetzten Polarität zur zweiten positiven Stromversorgungsspannung in Bezug auf das Potential des Erdungsanschlusses auf der Basis des zweiten Steuersignals erzeugt.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die erste Ladungspumpenschaltung mit der ersten positiven Stromversorgungsleitung, der ersten negativen Stromversorgungsleitung, dem Steueranschluss des ersten Transistors und dem Ausgangsanschluss verbunden ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die zweite Ladungspumpenschaltung mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung, der zweiten negativen Stromversorgungsleitung, dem Steueranschluss des zweiten Transistors und dem Erdungsanschluss verbunden ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei ein Kapazitätswert des ersten Bootstrap-Kondensators so eingestellt ist, dass er gleich einem Kapazitätswert des ersten Stabilisierungskondensators ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei ein Kapazitätswert des zweiten Bootstrap-Kondensators so eingestellt ist, dass er gleich einem Kapazitätswert des dritten Stabilisierungskondensators ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei ein Kapazitätswert des ersten Stabilisierungskondensators so eingestellt ist, dass er größer als ein Kapazitätswert des zweiten Stabilisierungskondensators ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei ein Kapazitätswert des dritten Stabilisierungskondensators so eingestellt ist, dass er größer als ein Kapazitätswert des vierten Stabilisierungskondensators ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die erste Gate-Ansteuerschaltung den Betrieb des ersten Transistors durch das erste Steuersignal PWM-steuert, und
- wobei die zweite Gate-Ansteuerschaltung den Betrieb des zweiten Transistors so PWM-steuert, dass der erste Transistor und der zweite Transistor durch das zweite Steuersignal auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die Totzeit, in der beide Transistoren ausgeschaltet sind, in der Beziehung zwischen der PWM-Steuerung des ersten Transistors durch das erste Steuersignal und der PWM-Steuerung des zweiten Transistors durch das zweite Steuersignal eingestellt ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die erste Ladungspumpenschaltung Folgendes aufweist:
- einen ersten Pumpwiderstand, der ein Ende aufweist, welches mit dem Steueranschluss des ersten Transistors verbunden ist;
- einem ersten Pump-Bipolartransistor, der einen Kollektor, welcher mit der ersten positiven Stromversorgungsleitung verbunden ist, und eine Basis aufweist, welche mit dem anderen Ende des ersten Pumpwiderstands verbunden ist;
- einen zweiten Pump-Bipolartransistor, der einen Kollektor, welcher mit einem Emitter des ersten Pump-Bipolartransistors verbunden ist, und eine Basis aufweist, welche mit dem anderen Ende des ersten Pumpwiderstands verbunden ist, und mit einem Emitter, der mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen zweiten Pumpwiderstand, der ein Ende aufweist, welches mit dem Emitter des ersten Pump-Bipolartransistors verbunden ist;
- einen ersten Pumpkondensator, der ein Ende aufweist, welches mit dem anderen Ende des zweiten Pumpwiderstands verbunden ist;
- eine erste Pumpdiode, die eine Anode, welche mit dem anderen Ende des ersten Pumpkondensators verbunden ist, und eine Kathode aufweist, die mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- eine zweite Pumpdiode, die eine Kathode aufweist, die mit dem anderen Ende des ersten Pumpkondensators verbunden ist;
- einen zweiten Pumpkondensator, der ein Ende, welches mit einer Anode der zweiten Pumpdiode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen dritten Pumpwiderstand, der ein Ende, welches mit der Anode der zweiten Pumpdiode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist;
- eine erste Pump-Zenerdiode, die eine Anode, welche mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist, und eine Kathode aufweist, die mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist; und
- einen dritten Pumpkondensator, der ein Ende, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist.
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In der Ansteuervorrichtung,
- wobei die zweite Ladungspumpenschaltung Folgendes aufweist:
- einen vierten Pumpwiderstand, der ein Ende aufweist, welches mit dem Steueranschluss des zweiten Transistors verbunden ist;
- einen dritten Pump-Bipolartransistor, der einen Kollektor, welcher mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung verbunden ist, und eine Basis aufweist, welche mit dem anderen Ende des vierten Pumpwiderstandes verbunden ist;
- einen vierten Pump-Bipolartransistor, der einen Kollektor, welcher mit einem Emitter des dritten Pump-Bipolartransistors verbunden ist, eine Basis, welche mit dem anderen Ende des vierten Pumpwiderstands verbunden ist, und einen Emitter aufweist, welcher mit dem Erdungsanschluss verbunden ist;
- einen fünften Pumpwiderstand, der ein Ende aufweist, welches mit dem Emitter des dritten Pump-Bipolartransistors verbunden ist;
- einen vierten Pumpkondensator, der ein Ende aufweist, welches mit dem anderen Ende des fünften Pumpwiderstands verbunden ist;
- eine dritte Pumpdiode, die eine Anode, welche mit dem anderen Ende des vierten Pumpkondensators verbunden ist, und eine Kathode aufweist, welche mit der Erdungsanschluss verbunden ist;
- eine vierte Pumpdiode, die eine Kathode aufweist, welche mit dem anderen Ende des vierten Pumpkondensators verbunden ist;
- einen fünften Pumpkondensator, der ein Ende, welches mit der Anode der vierten Pumpdiode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist;
- einen sechsten Pumpwiderstand, der ein Ende, welches mit einer Anode der vierten Pumpdiode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist;
- eine zweite Pump-Zenerdiode, die eine Anode, welche mit dem anderen Ende des sechsten Pumpwiderstands verbunden ist, und eine Kathode aufweist, welche mit dem Erdungsanschluss verbunden ist; und
- einen sechsten Pumpkondensator, der ein Ende, welches mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist.
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Verfahren zur Steuerung einer Ansteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansteuervorrichtung Folgendes aufweist:
- eine Stromversorgungsanschluss, an die eine Gleichspannung angelegt wird;
- eine Erdungsanschluss, die geerdet ist;
- einen ersten Transistor, der ein Ende, welches mit der Stromversorgungsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen zweiten Transistor, der ein Ende, welches mit der Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der Erdungsanschluss verbunden ist;
- eine erste Gleichstromversorgung, die eine erste Spannung ausgibt;
- eine erste Bootstrap-Schaltung, die eine erste Bootstrap-Diode, welche mit einer Anode verbunden ist, an die die erste Spannung angelegt wird, eine Kathode, welche mit der ersten positiven Stromversorgungsverdrahtung verbunden ist, und einen ersten Bootstrap-Kondensator aufweist, welcher ein Ende, das mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist;
- einen ersten Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsverdrahtung verbunden ist,
- eine erste Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des ersten Transistors steuert, indem sie ein erstes Steuersignal an einen Steueranschluss des ersten Transistors ausgibt, wobei das erste Steuersignal aus einer ersten positiven Versorgungsspannung der ersten positiven Stromversorgungsleitung und einer ersten negativen Versorgungsspannung der ersten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird;
- eine zweite Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des zweiten Transistors so steuert, dass der erste Transistor und der zweite Transistor auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem ein zweites Steuersignal an den Steueranschluss des zweiten Transistors ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal aus der zweiten positiven Versorgungsspannung der zweiten positiven Stromversorgungsleitung und der zweiten negativen Versorgungsspannung der zweiten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; und
- eine erste Ladungspumpenschaltung, die die erste negative Stromversorgungsspannung an die erste negative Stromversorgungsleitung anlegt, indem sie die erste negative Stromversorgungsspannung mit einer entgegengesetzt Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung in Bezug auf ein Potential des Ausgangsanschlusses auf der Basis des ersten Steuersignals erzeugt,
wobei
- Steuern des Betriebs des ersten Transistors durch Ausgabe eines ersten Steuersignals an einen Steueranschluss des ersten Transistors, wobei das erste Steuersignal, durch die erste Gate-Ansteuerschaltung, von einer ersten positiven Stromversorgungsspannung der ersten positiven Stromversorgungsleitung und einer ersten negativen Stromversorgungsspannung der ersten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird;
- Steuern des Betriebs des zweiten Transistors so, dass der erste Transistor und der zweite Transistor auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem ein zweites Steuersignal an den Steueranschluss des zweiten Transistors ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal von der zweiten positiven Versorgungsspannung der zweiten positiven Versorgungsleitung und der zweiten negativen Versorgungsspannung der zweiten negativen Versorgungsleitung durch die zweite Gate-Ansteuerschaltung erzeugt wird; und
- Anlegen, durch die erste Ladungspumpenschaltung, der ersten negativen Stromversorgungsspannung an die erste negative Stromversorgungsleitung, indem die erste negative Stromversorgungsspannung mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung in Bezug auf ein Potential des Ausgangsanschlusses auf der Basis des ersten Steuersignals erzeugt wird.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Eine Ansteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Stromversorgungsanschluss, an den eine Gleichspannung angelegt wird; einen Erdungsanschluss, der geerdet ist; einen ersten Transistor, der ein Ende, welches mit der Stromversorgungsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit einer Ausgangsanschluss verbunden ist; einen zweiten Transistor, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Erdungsanschluss verbunden ist; eine erste Gleichstromversorgung, die eine erste Spannung ausgibt; eine erste Bootstrap-Schaltung, die eine erste Bootstrap-Diode aufweist, welche eine Anode, an die die erste Spannung angelegt wird, eine Kathode, die mit der ersten positiven Stromversorgungsverdrahtung verbunden ist, und einen ersten Bootstrap-Kondensator aufweist, der ein Ende, welches mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist; einen ersten Stabilisierungskondensator, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsverdrahtung verbunden ist; eine erste Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des ersten Transistors steuert, indem sie ein erstes Steuersignal an einen Steueranschluss des ersten Transistors ausgibt, wobei das erste Steuersignal aus einer ersten positiven Versorgungsspannung der ersten positiven Stromversorgungsleitung und einer ersten negativen Versorgungsspannung der ersten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; eine zweite Gate-Ansteuerschaltung, die den Betrieb des zweiten Transistors so steuert, dass der erste Transistor und der zweite Transistor auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem ein zweites Steuersignal an den Steueranschluss des zweiten Transistors ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal von der zweiten positiven Versorgungsspannung der zweiten positiven Stromversorgungsleitung und der zweiten negativen Versorgungsspannung der zweiten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; und eine erste Ladungspumpenschaltung, die die erste negative Stromversorgungsspannung an die erste negative Stromversorgungsleitung anlegt, indem sie die erste negative Stromversorgungsspannung mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung in Bezug auf ein Potential des Ausgangsanschlusses auf der Basis des ersten Steuersignals erzeugt.
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Auf diese Weise wird in der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Stromversorgungsschaltung zur Erzeugung der negativen Spannung weggelassen und die Schaltungsbaugröße reduziert, und aus einer positiven Versorgungsspannung wird eine negative Versorgungsspannung erzeugt, indem die erste Ladungspumpenschaltung entsprechend dem Steuersignal des ersten Transistorausgangs der ersten Ansteuerschaltung betrieben wird. Auf diese Weise wird die negative Stromversorgungsspannung verwendet, um eine Spanne zwischen der Schwellenspannung des ersten Transistors und dem Steuersignal zu sichern, wenn der Transistor ausgeschaltet ist, wodurch die Totzeit verkürzt wird.
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Das heißt, nach der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fehlfunktion des Transistors in einer kurzen Totzeit zu unterdrücken und gleichzeitig die Schaltungsbaugröße zu reduzieren.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgestaltung der Ansteuervorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
- 2] 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Betriebswellenformen der in 1 gezeigten Ansteuervorrichtung 100 zeigt.
- [3] 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgestaltung der Ansteuervorrichtung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
- [4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgestaltung einer herkömmlichen Ansteuervorrichtung zeigt.
- 5] 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Betriebswellenformen der in 4 gezeigten herkömmlichen Ansteuervorrichtung zeigt.
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BEISPIELE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgestaltung der Ansteuervorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Betriebswellenformen der in 1 gezeigten Ansteuervorrichtung 100 zeigt.
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Wie in 1 dargestellt, gibt die Ansteuervorrichtung 100 eine vorbestimmte Spannung an dem Ausgangsanschluss TOUT aus, indem sie den ersten Transistor SW1 und den zweiten Transistor SW2 so steuert, dass sie auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel weist die Ansteuervorrichtung 100 einen Stromversorgungsanschluss TS, einen Erdungsanschluss TGND, einen ersten Transistor SW1, einen zweiten Transistor SW2, eine erste Bodydiode D1, eine zweite Bodydiode D2, eine erste Gleichstromversorgung X1 und eine zweite Gleichstromversorgung X2, eine erste Bootstrap-Schaltung BS1, einen ersten Stabilisierungskondensator AC1, einen zweiten Stabilisierungskondensator AC2, eine zweite Bootstrap-Schaltung BS2, einen dritten Stabilisierungskondensator AC3, einen vierten Stabilisierungskondensator AC4, eine erste Gate-Ansteuerschaltung G1, eine zweite Gate-Ansteuerschaltung G2, eine erste Ladungspumpenschaltung P1 und eine zweite Ladungspumpenschaltung P2 auf.
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Der Stromversorgungsanschluss TS ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromversorgung BAT verbunden und wird mit einer Gleichspannung versehen.
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Ferner ist der Erdungsanschluss TGND mit der negativen Elektrode der DC-Stromversorgung BAT verbunden und geerdet.
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Der erste Transistor (ein HOCH-seitiger Transistor) SW1 weist ein Ende (einen Drain), das mit dem Stromversorgungsanschluss TS verbunden ist, und ein anderes Ende (eine Source) auf, das mit dem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist.
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Die erste Bodydiode D1 weist eine Kathode, die mit einem Ende (einem Drain) des ersten Transistors SW1 verbunden ist, und eine Anode auf, die mit dem anderen Ende (einer Source) des ersten Transistors SW1 verbunden ist.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, ist der erste Transistor SW1 ein erster n-Kanal-MOS-Transistor, der ein Ende (Drain), welches mit dem Stromversorgungsanschluss TS verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches (Source) mit dem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist.
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Es ist zu beachten, dass der erste Transistor SW1 ein NPN-Bipolartransistor sein kann.
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Der zweite Transistor (NIEDRIG-seitige Transistor) SW2 weist ein Ende (ein Drain), welches mit dem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist, und ein anderes Ende (eine Source) auf, welches mit dem Erdungsanschluss TGND verbunden ist.
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Die zweite Bodydiode D2 weist eine Kathode, die mit einem Ende (einem Drain) des zweiten Transistors SW2 verbunden ist, und eine Anode auf, die mit dem anderen Ende (einer Source) des zweiten Transistors SW2 verbunden ist.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, ist der zweite Transistor SW2 ein zweiter n-Kanal-MOS-Transistor, der ein Ende (ein Drain), welches mit dem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches (eine Source) mit dem Erdungsanschluss TGND verbunden ist.
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Der zweite Transistor SW2 kann ein NPN-Bipolartransistor sein.
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Ferner gibt die erste DC-Stromversorgung X1 die erste Spannung V1 aus.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, ist die erste Gleichstromversorgung X1 eine erste Batterie, die eine negative Elektrode, welche geerdet ist, und eine positive Elektrode aufweist, welche mit der Anode der ersten Bootstrap-Diode BD1 verbunden ist.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, umfasst die erste Bootstrap-Schaltung BS1 ferner eine erste Bootstrap-Diode BD1 und einen ersten Bootstrap-Kondensator BC1.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, weist die erste Bootstrap-Diode BD1 eine Anode, die mit der positiven Elektrode der ersten Gleichstromversorgung X1 verbunden ist, wobei die erste Spannung V1 an die Anode angelegt wird, und eine Kathode auf, die mit der positiven Stromversorgungsleitung HC1 verbunden ist.
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Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, weist der erste Bootstrap-Kondensator BC1 ein Ende, das mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode BD1 verbunden ist, und das andere Ende auf, das mit dem Ausgangsanschluss TOUT (den ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Der Kapazitätswert des ersten Bootstrap-Kondensators BC1 wird beispielsweise so eingestellt, dass er dem Kapazitätswert des ersten Stabilisierungskondensators AC1 gleich ist.
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Ferner weist der erste Stabilisierungskondensator AC1 ein Ende, das mit dem Ausgangsanschluss TOUT (erster Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung HE1 verbunden ist.
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Ferner weist der zweite Stabilisierungskondensator AC2 ein Ende, das an die Kathode der ersten Bootstrap-Diode BD1 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung HE1 verbunden ist.
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Es ist zu beachten, dass der Kapazitätswert des ersten Stabilisierungskondensators AC1 so eingestellt ist, dass er grösser als der Kapazitätswert des zweiten Stabilisierungskondensators AC2 ist.
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Ferner steuert die erste Gate-Ansteuerschaltung (die HOCH-seitige Gate-Ansteuerschaltung) G1 den Betrieb des ersten Transistors SW1, indem sie das erste Steuersignal SG1 an den Steueranschluss (den ersten Gate-Anschluss GATE1) des ersten Transistors SW1 ausgibt, wobei das erste Steuersignal SG1 aus der ersten positiven Versorgungsspannung VCC1 der ersten positiven Versorgungsschaltung HC1 und der ersten negativen Versorgungsspannung VEE1 der ersten negativen Versorgungsschaltung HE1 erzeugt wird.
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Insbesondere führt die erste Gate-Ansteuerschaltung G1 die PWM-Steuerung des Betriebs des ersten Transistors SW1 durch das erste Steuersignal SG1 durch.
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Ferner steuert die zweite Gate-Ansteuerschaltung (die NIEDRIG-seitige Gate-Ansteuerschaltung) G2 den Betrieb des zweiten Transistors SW2, so dass der erste Transistor SW1 und der zweite Transistor SW2 auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem das zweite Steuersignal SG2 an den Steueranschluss (den zweiten Gate-Anschluss GATE2) des zweiten Transistors SW2 ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal SG2 aus der zweiten positiven Versorgungsspannung VCC2 der zweiten positiven Versorgungsschaltung HC2 und der zweiten negativen Versorgungsspannung VEE2 der zweiten negativen Versorgungsschaltung HE2 erzeugt wird.
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Insbesondere ist die zweite Gate-Ansteuerschaltung G2 so ausgelegt, dass sie eine PWM-Steuerung des Betriebs des zweiten Transistors SW2 durch das zweite Steuersignal SG2 durchführt, so dass der erste Transistor SW1 und der zweite Transistor SW2 auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden.
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Es ist zu beachten, dass eine Totzeit für das Ausschalten beider Transistoren SW1 und SW2 (zur Vermeidung des Durchgangsstroms) in der Relation zwischen der PWM-Steuerung des ersten Transistors SW1 durch das erste Steuersignal SG1 und der PWM-Steuerung des zweiten Transistors SW2 durch das zweite Steuersignal SG2 eingestellt ist (2).
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Ferner ist die erste Ladungspumpenschaltung P1 so ausgelegt, dass sie die erste negative Stromversorgungsspannung VEE1 an die erste negative Stromversorgungsleitung HE1 anlegt, indem sie die erste negative Stromversorgungsspannung VEE1 mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung VCC1 in Bezug auf das Potential des Ausgangsanschlusses TOUT (das Potential des ersten Source-Anschlusses SOURSE1) auf der Basis des ersten Steuersignals SG1 zur Steuerung des ersten Transistors SW1 erzeugt.
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Auf diese Weise arbeitet die erste Ladungspumpenschaltung P1 als eine negative Stromerzeugungsschaltung.
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Die erste Ladungspumpenschaltung P1 ist mit der ersten positiven Stromversorgungsleitung HC1, der ersten negativen Stromversorgungsleitung HE1, dem Steueranschluss (dem ersten Gate-Anschluss GATE1) des ersten Transistors SW 1 und dem Ausgangsanschluss TOUT (dem ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden, wie in 1 beispielhaft dargestellt.
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Genauer gesagt weist die erste Ladungspumpschaltung P1 einen ersten Pumpwiderstand RP1, einen ersten Pump-Bipolartransistor MP1, einen zweiten Pump-Bipolartransistor MP2, einen zweiten Pumpwiderstand RP2, einen ersten Pumpkondensator CP1, einen ersten Pumpwiderstand RP2, eine Pumpdiode DP1, eine zweite Pumpdiode DP2, einen zweiten Pumpkondensator CP2, einen dritten Pumpwiderstand RP3, eine erste Pump-Zenerdiode VP1 und einen dritten Pumpkondensator CP3 auf, wie in 1 beispielhaft dargestellt.
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Der erste Pumpwiderstand RP1 weist ein Ende auf, das elektrisch mit dem Steueranschluss (dem ersten Gate-Anschluss GATE1) des ersten Transistors SW1 verbunden ist.
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Der erste Pump-Bipolartransistor MP1 weist einen Kollektor, der mit der ersten positiven Stromversorgungsleitung HC1 verbunden ist, und eine Basis auf, die mit dem anderen Ende des ersten Pumpwiderstands RP1 verbunden ist.
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Der zweite Pump-Bipolartransistor MP2 weist einen Kollektor, der mit dem Emitter des ersten Pump-Bipolartransistors MP1 verbunden ist, eine Basis, die mit dem anderen Ende des ersten Pumpwiderstands RP1 verbunden ist, und einen Emitter auf, der mit dem Ausgangsanschluss TOUT (dem ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Ferner weist der zweite Pumpwiderstand RP2 ein Ende auf, das mit dem Emitter des ersten Pump-Bipolartransistors MP1 verbunden ist.
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Ferner weist der erste Pumpkondensator CP1 ein Ende auf, das mit dem anderen Ende des zweiten Pumpwiderstands RP2 verbunden ist.
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Die erste Pumpdiode DP1 weist eine Anode, die mit dem anderen Ende des ersten Pumpkondensators CP1 verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem Ausgangsanschluss TOUT (dem ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Die zweite Pumpdiode DP2 weist eine Kathode auf, die mit dem anderen Ende des ersten Pumpkondensators CP1 verbunden ist.
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Der zweite Pumpkondensator CP2 weist ein Ende, das mit der Anode der zweiten Pumpdiode DP2 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem Ausgangsanschluss TOUT (erster Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Ferner weist der dritte Pumpwiderstand RP3 ein Ende, das mit der Anode der zweiten Pumpdiode DP2 (dem einen Ende des zweiten Pumpkondensators CP2) verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung HE1 verbunden ist.
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Die erste Pump-Zenerdiode VP1 weist eine Anode, die mit dem anderen Ende des dritten Pumpwiderstands RP3 (der ersten negativen Stromversorgungsleitung HE1) verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem Ausgangsanschluss TOUT (dem ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Ferner weist der dritte Pumpenkondensator CP3 ein Ende, das mit der ersten negative Stromversorgungsleitung HE1 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem Ausgangsanschluss TOUT (den ersten Source-Anschluss SOURSE1) verbunden ist.
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Die erste Ladungspumpenschaltung P1 in einer solchen Ausgestaltung legt die erste negative Stromversorgungsspannung VEE1 an die erste negative Stromversorgungsleitung HE1 an, indem sie die erste negative Stromversorgungsspannung VEE1 mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Stromversorgungsspannung VCC1 in Bezug auf das Potential des Ausgangsanschlusses TOUT (das Potential des ersten Source-Anschlusses SOURSE1) auf der Basis des ersten Steuersignals SG1 zur Steuerung des ersten Transistors SW1 erzeugt.
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Ferner gibt die zweite DC-Stromversorgung X2 die zweite Spannung V2 aus.
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Beispielsweise, wie in 1 dargestellt, ist die zweite Gleichstromversorgung X2 eine zweite Batterie, die eine negative Elektrode, welche geerdet ist, und eine positive Elektrode aufweist, welche mit der Anode der zweiten Bootstrap-Diode BD2 verbunden ist.
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Die vorgenannte erste DC-Stromversorgung X1 und die zweite DC-Stromversorgung X2 werden in dem Beispiel der 1 zwar als separate Ausgestaltungen beschrieben, können aber gemeinsame Stromversorgungen sein.
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Ferner weist die zweite Bootstrap-Schaltung BS2 eine zweite Bootstrap-Diode BD2 und einen zweiten Bootstrap-Kondensator BC2 auf, wie in 1 beispielhaft dargestellt.
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Die zweite Bootstrap-Diode BD2 weist eine Anode, die mit der positiven Elektrode der ersten Gleichstromversorgung X1 verbunden ist, wobei die zweite Spannung V2 an die Anode angelegt wird, und eine Kathode auf, die mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung HC2 verbunden ist.
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Der zweite Bootstrap-Kondensator BC2 weist ein Ende, das mit der Kathode der zweiten Bootstrap-Diode BD2 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem Erdungsanschluss TGND (den zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden ist.
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Ferner weist der dritte Stabilisierungskondensator AC3 ein Ende, das mit dem Erdungsanschluss TGND (dem zweiten Quellenanschluss SOURSE2) verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2 verbunden ist.
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Der Kapazitätswert des zweiten Bootstrap-Kondensators BC2 wird beispielsweise so eingestellt, dass er dem Kapazitätswert des dritten Stabilisierungskondensators AC3 gleich ist.
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Ferner weist der vierte Stabilisierungskondensator AC4 ein Ende, das mit der Kathode der zweiten Bootstrap-Diode BD2 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2 verbunden ist.
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Es ist zu beachten, dass der Kapazitätswert des dritten Stabilisierungskondensators AC3 so eingestellt ist, dass er grösser als der Kapazitätswert des vierten Stabilisierungskondensators AC4 ist.
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Ferner ist die zweite Ladungspumpenschaltung P2 so ausgelegt, dass sie die zweite negative Versorgungsspannung VEE2 an die zweite negative Versorgungsleitung HE2 anlegt, indem sie die zweite negative Versorgungsspannung VEE2 mit einer entgegengesetzten Polarität zur zweiten positiven Versorgungsspannung VCC2 in Bezug auf das Potential des Erdungsanschlusses TGND (das Potential des zweiten Source-Anschlusses SOURSE2) auf der Basis des zweiten Steuersignals SG2 erzeugt, das den zweiten Transistor SW2 steuert.
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Auf diese Weise arbeitet der zweite Ladungspumpenschaltung P2 als eine negative Stromerzeugungsschaltung.
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Es ist zu beachten, dass eine 3-Anschlüsse-Regler anstelle der in 1 gezeigten zweiten Ladungspumpenschaltung P2 als die negative Spannungserzeugungsschaltung verwendet werden kann, wobei der 3-Anschlüsse-Regler eine zweite negative Versorgungsspannung VEE2 mit einer entgegengesetzten Polarität zur zweiten positiven Versorgungsspannung VCC2 erzeugt, und die zweite negative Versorgungsspannung VEE2 an die zweite negative Versorgungsschaltung HC2 anlegt.
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Die zweite Ladungspumpenschaltung P2 ist beispielsweise mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung HC2, der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2, dem Steueranschluss (dem zweiten Gate-Anschluss GATE2) des zweiten Transistors SW2 und dem Erdungsanschluss TGND (dem zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden, wie in 1 dargestellt.
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Genauer gesagt weist die zweite Ladungspumpschaltung P2 einen vierten Pumpwiderstand RP4, einen dritten Pump-Bipolartransistor MP3, einen vierten Pump-Bipolartransistor MP4, einen fünften Pumpwiderstand RP5, einen vierten Pumpkondensator CP4, einen dritten Pumpwiderstand RP5, eine Pumpdiode DP3, eine vierte Pumpdiode DP4, einen fünften Pumpkondensator CP5, einen sechsten Pumpwiderstand RP6, eine zweite Pump-Zenerdiode VP2 und einen sechsten Pumpkondensator CP6 auf, wie in 1 beispielhaft dargestellt.
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Der vierte Pumpenwiderstand RP4 weist ein Ende auf, das elektrisch mit dem Steueranschluss (dem zweiten Gate-Anschluss GATE2) des zweiten Transistors SW2 verbunden ist.
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Der dritte Pump-Bipolartransistor MP3 weist einen Kollektor, der mit der zweiten positiven Stromversorgungsleitung HC2 verbunden ist, und die Basis auf, die mit dem anderen Ende des vierten Pumpwiderstands RP4 verbunden ist.
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Der vierte Pump-Bipolartransistor MP4 weist einen Kollektor, der mit dem Emitter des dritten Pump-Bipolartransistors MP3 verbunden ist, eine Basis, die mit dem anderen Ende des vierten Pumpwiderstands RP4 verbunden ist, und einen Emitter auf, der mit dem Erdungsanschluss TGND (dem zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden ist.
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Ferner weist der fünfte Pumpwiderstand RP5 ein Ende auf, das mit dem Emitter des dritten Pump-Bipolartransistors MP3 verbunden ist.
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Ferner weist der vierte Pumpkondensator CP4 ein Ende auf, das mit dem anderen Ende des fünften Pumpwiderstands RP5 verbunden ist.
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Ferner weist die dritte Pumpdiode DP3 eine Anode, die mit dem anderen Ende des vierten Pumpkondensators CP4 verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem Erdungsanschluss TGND (dem zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden ist.
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Die vierte Pumpdiode DP4 weist eine Kathode auf, die mit dem anderen Ende des vierten Pumpkondensators CP4 verbunden ist.
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Der fünfte Pumpkondensator CP5 weist ein Ende, das mit der Anode der vierten Pumpdiode CP4 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem Erdungsanschluss TGND (den zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden ist.
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Ferner weist der sechste Pumpwiderstand RP6 ein Ende, das mit der Anode der vierten Pumpdiode DP4 (dem einen Ende des fünften Pumpkondensators CP5) verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2 verbunden ist.
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Die zweite Pump-Zenerdiode VP2 weist eine Anode, die mit dem anderen Ende des sechsten Pumpwiderstands RP6 verbunden ist (der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2), und eine Kathode auf, die mit dem Erdungsanschluss TGND verbunden ist (dem zweiten Source-Anschluss SOURSE2).
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Ferner weist der sechste Pumpenkondensator CP6 ein Ende, das mit der zweiten negativen Stromversorgungsleitung HE2 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem Erdungsanschluss TGND (dem zweiten Source-Anschluss SOURSE2) verbunden ist.
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Die zweite Ladungspumpenschaltung P2 mit einer solchen Ausgestaltung wird auf die zweite negative Stromversorgungsleitung HE2 angewendet, indem die zweite negative Stromversorgungsspannung VEE2 mit der entgegengesetzten Polarität zur zweiten positiven Stromversorgungsspannung VCC2 in Bezug auf das Potential des Erdungsanschlusses TGND (das Potential des zweiten Source-Anschlusses SOURSE2) auf der Basis des zweiten Steuersignals SG2 erzeugt wird, das den zweiten Transistor SW2 steuert.
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Nun wird ein Beispiel für ein Steuerungsverfahren des Ansteuervorrichtung 100 mit beschrieben, die wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist.
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Wie vorstehen beschrieben gibt die erste Gate-Ansteuerschaltung G1 das erste Steuersignal SG1 an den Steueranschluss (den ersten Gate-Anschluss GATE1) des ersten Transistors SW1 aus, um den Betrieb des ersten Transistors SW1 zu steuern. Das erste Steuersignal SG1 wird aus der ersten positiven Versorgungsspannung VCC1 der ersten positiven Versorgungsschaltung HC1 und der ersten negativen Versorgungsspannung VEE1 der ersten negativen Versorgungsschaltung HE1 erzeugt.
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Ferner gibt die zweite Gate-Ansteuerschaltung G2 das zweite Steuersignal SG2 an den Steueranschluss (den zweiten Gate-Anschluss GATE2) des zweiten Transistors SW2 aus, um den Betrieb des zweiten Transistors SW2 so zu steuern, dass der erste Transistor SW1 und der zweite Transistor SW2 auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, wobei das zweite Steuersignal SG2 aus der zweiten positiven Versorgungsspannung VCC2 der zweiten positiven Versorgungsschaltung HC2 und der zweiten negativen Versorgungsspannung VEE2 der zweiten negativen Versorgungsschaltung HE2 erzeugt wird.
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Damit werden der erste Transistor SW1 und der zweite Transistor SW2 so gesteuert, dass sie auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, und eine vorbestimmte Spannung wird aus dem Ausgangsanschluss TOUT ausgegeben.
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Andererseits, wie vorstehend beschrieben, legt die erste Ladungspumpenschaltung P1 die erste negative Versorgungsspannung VEE1 an die erste negative Versorgungsleitung HE1 an, indem sie eine erste negative Versorgungsspannung VEE1 mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Versorgungsspannung VCC1 in Bezug auf das Potential des Ausgangsanschlusses TOUT (das Potential des ersten Source-Anschlusses SOURSE1) auf der Basis des ersten Steuersignals SG1 zur Steuerung des ersten Transistors SW1 erzeugt.
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Ferner legt der zweite Ladungspumpenschaltung P2 die zweite negative Versorgungsspannung VEE2 an die zweite negative Stromversorgungsleitung HE2 an, indem er die zweite negative Versorgungsspannung VEE2 mit einer entgegengesetzten Polarität zur zweiten positiven Versorgungsspannung VCC2 in Bezug auf das Potential des Erdungsanschlusses TGND (das Potential des zweiten Source-Anschlusses SOURSE2) basierend auf dem zweiten Steuersignal SG2 erzeugt, das den zweiten Transistor SW2 steuert.
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Daher ist die Schaltungsbaugröße in der Ansteuervorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert, indem eine Stromversorgungsschaltung zur Erzeugung der negativen Spannung weggelassen wird. Ferner wird in der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die erste Ladungspumpenschaltung durch das Steuersignal des ersten Transistorausgangs der ersten Ansteuerschaltung betrieben, um die negative Versorgungsspannung aus der positiven Versorgungsspannung zu erzeugen. Auf diese Weise wird die Totzeit verkürzt, indem eine Spanne zwischen der Schwellenspannung Vth des ersten Transistors und dem Steuersignal (der Gate-Spannung) zum Zeitpunkt des Ausschaltens durch Verwendung der negativen Versorgungsspannung sichergestellt wird (2).
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Das heißt, es ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel 100 möglich, die Schaltungsbaugröße zu reduzieren und die Fehlfunktion des Transistors in einer kurzen Totzeit zu unterdrücken.
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In der Ansteuereinrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können gegebenenfalls der zweite Stabilisierungskondensator AC2, die zweite Bootstrap-Diode BD2 der zweiten Bootstrap-Schaltung BS2 und die vierten Stabilisierungskondensatoren AC4 ganz oder teilweise weggelassen werden.
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ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Wie vorstehend erwähnt können in der Ansteuereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsbeispiel der zweite Stabilisierungskondensator AC2, die zweite Bootstrap-Diode BD2 der zweiten Bootstrap-Schaltung BS2 und die vierten Stabilisierungskondensatoren AC4 gegebenenfalls ganz oder teilweise weggelassen werden.
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Daher wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der Ansteuervorrichtung beschrieben, in der die vorgenannte Ausgestaltung weggelassen ist.
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3 zeigt nun ein Diagramm, das ein Beispiel der Ausgestaltung der Ansteuervorrichtung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In 3 kennzeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in 1 die gleichen Ausgestaltungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die Ansteuereinrichtung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist beispielsweise, wie in 3 gezeigt, eine Ausgestaltung auf, in der der zweite Stabilisierungskondensator AC2, der vierte Stabilisierungskondensator AC4 und die zweite Bootstrap-Diode BD2 der zweiten Bootstrap-Schaltung BS2 weggelassen sind, im Vergleich zu der Ansteuereinrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die anderen Ausgestaltungen des Ansteuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsbeispiel ähneln denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, die in 1 gezeigt sind.
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Daher ist die Schaltungsbaugröße in der Ansteuervorrichtung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, reduziert, indem eine Stromversorgungsschaltung zur Erzeugung der negativen Spannung weggelassen wird. Ferner wird in der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die erste Ladungspumpenschaltung durch das Steuersignal des ersten Transistorausgangs der ersten Ansteuerschaltung betrieben, um die negative Versorgungsspannung aus der positiven Versorgungsspannung zu erzeugen. Auf diese Weise wird die Totzeit verkürzt, indem eine Spanne zwischen der Schwellenspannung Vth des ersten Transistors und dem Steuersignal (der Gate-Spannung) zum Zeitpunkt des Ausschaltens durch Verwendung der negativen Versorgungsspannung sichergestellt wird (2).
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Das heißt, es ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel möglich, die Schaltungsbaugröße in der Ansteuervorrichtung 200 zu reduzieren und die Fehlfunktion des Transistors in einer kurzen Totzeit zu unterdrücken.
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Wie vorstehend beschrieben weist die Ansteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: einen Stromversorgungsanschluss TS, an den eine Gleichspannung angelegt wird; einen Erdungsanschluss TGND, der geerdet ist; einen ersten Transistor SW1, der ein Ende, welches mit dem Stromversorgungsanschluss TS verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit einem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist; einen zweiten Transistor SW2, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss TOUT verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der Erdungsanschluss TGND verbunden ist; eine erste Gleichstromversorgung X1, die eine erste Spannung V1 ausgibt; eine erste Bootstrap-Schaltung BS1, die eine erste Bootstrap-Diode BD1 aufweist, welche eine Anode, an die die erste Spannung V1 angelegt wird, eine Kathode, die mit der ersten positiven Stromversorgungsverdrahtung HC1verbunden ist, und einen ersten Bootstrap-Kondensator BC1 aufweist, der ein Ende, welches mit der Kathode der ersten Bootstrap-Diode BD1 verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit dem Ausgangsanschluss TOUT (SOURSE1) verbunden ist; einen ersten Stabilisierungskondensator AC1, der ein Ende, welches mit dem Ausgangsanschluss TOUT (SOURSE1) verbunden ist, und ein anderes Ende aufweist, welches mit der ersten negativen Stromversorgungsleitung (VEE1) verbunden ist; eine erste Gate-Ansteuerschaltung G1, die den Betrieb des ersten Transistors SW1 steuert, indem sie ein erstes Steuersignal SG1 an einen Steueranschluss (ein Gate) des ersten Transistors ausgibt, wobei das erste Steuersignal aus einer ersten positiven Versorgungsspannung der ersten positiven Stromversorgungsleitung und einer ersten negativen Versorgungsspannung der ersten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; eine zweite Gate-Ansteuerschaltung G2, die den Betrieb des zweiten Transistors SW2 so steuert, dass der erste Transistor und der zweite Transistor auf komplementäre Weise ein- und ausgeschaltet werden, indem ein zweites Steuersignal SG2 an den Steueranschluss (ein Gate) des zweiten Transistors ausgegeben wird, wobei das zweite Steuersignal aus der zweiten positiven Versorgungsspannung der zweiten positiven Stromversorgungsleitung und der zweiten negativen Versorgungsspannung der zweiten negativen Stromversorgungsleitung erzeugt wird; und eine erste Ladungspumpenschaltung P1, die die erste negative Energieversorgungsspannung VEE1 an die erste negative Energieversorgungsleitung anlegt, indem sie die erste negative Energieversorgungsspannung VEE1 mit einer entgegengesetzten Polarität zur ersten positiven Energieversorgungsspannung VCC1 in Bezug auf ein Potential des Ausgangsanschlusses TOUT (das Potential des ersten Quellenanschlusses SOURSE1) auf der Basis des ersten Steuersignals SG1 erzeugt.
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Auf diese Weise wird die Schaltungsbaugröße in der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung reduziert, indem eine Stromversorgungsschaltung zur Erzeugung der negativen Spannung weggelassen wird. Ferner wird in der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die erste Ladungspumpenschaltung durch das Steuersignal des ersten Transistorausgangs der ersten Ansteuerschaltung betrieben, um aus der positiven Versorgungsspannung die negative Versorgungsspannung zu erzeugen. Auf diese Weise wird die Totzeit verkürzt, indem eine Spanne zwischen der Schwellenspannung Vth des ersten Transistors und dem Steuersignal (der Gate-Spannung) zum Zeitpunkt des Ausschaltens durch Verwendung der negativen Versorgungsspannung sichergestellt wird (2).
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Das heißt, es ist gemäß der Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, die Schaltungsbaugröße zu reduzieren und die Fehlfunktion des Transistors in einer kurzen Totzeit zu unterdrücken.
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Es wurden zwar bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben, aber diese Ausführungsbeispiele stellen lediglich Beispiele dar und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Die Ausführungsbeispiele können in mehreren anderen Formen wiedergegeben werden. Ferner können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der hier beschriebenen Verfahren und Systeme vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsbeispiele und ihre Änderungen werden in den Umfang und den Gegenstand der Erfindung einbezogen und gleichzeitig in den Umfang der beanspruchten Erfindungen und ihrer Äquivalente einbezogen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ansteuervorrichtung
- TS
- Stromversorgungsanschluss
- TGND
- Erdungsanschluss
- SW1
- erster Transistor
- SW2
- zweiter Transistor
- D1
- erste Bodydiode
- D2
- zweite Bodydiode
- X1
- erste DC-Stromversorgung
- X2
- zweite DC-Stromversorgung
- BS1
- erste Bootstrap-Schaltung
- BS2
- zweite Bootstrap-Schaltung
- AC1
- erster Stabilisierungskondensator
- AC2
- zweiter Stabilisierungskondensator
- AC3
- dritter Stabilisierungskondensator
- AC4
- vierter Stabilisierungskondensator
- G1
- erste Gate-Ansteuerschaltung
- G2
- zweite Gate-Ansteuerschaltung
- P1
- erste Ladungspumpenschaltung
- P2
- zweite Ladungspumpenschaltung
- RP1
- erster Pumpwiderstand
- RP2
- zweiter Pumpwiderstand
- RP3
- dritter Pumpenwiderstand
- RP4
- vierter Pumpwiderstand
- RP5
- fünfter Pumpenwiderstand
- RP6
- sechster Pumpwiderstand
- MP1
- erster Pump-Bipolartransistor
- MP2
- zweiter Pump-Bipolartransistor
- MP3
- dritter Pump-Bipolartransistor
- MP4
- vierter Pump-Bipolartransistor
- CP1
- erster Pumpenkondensator
- CP2
- zweiter Pumpenkondensator
- CP3
- dritter Pumpenkondensator
- CP4
- vierter Pumpenkondensator
- CP5
- fünfter Pumpenkondensator
- CP6
- sechster Pumpenkondensator
- DP1
- erste Pumpdiode
- DP2
- zweite Pumpdiode
- DP3
- dritte Pumpdiode
- DP4
- vierte Pumpdiode
- VP1
- erste Zenerdiode für Pumpe
- VP2
- Zweite Zenerdiode für Pumpe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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