JP2003008415A - Load driver - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷駆動装置に関
し、特に、制御信号により負荷への電力供給を制御する
半導体スイッチを有する負荷駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load driving device, and more particularly to a load driving device having a semiconductor switch for controlling power supply to a load by a control signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車に用いられる負荷駆動装置は、ス
トップランプ等の各負荷への電源からの電力供給を制御
する装置である。半導体スイッチを有する負荷駆動装置
として、例えば特開２０００−２６１３０１号、特開２
００１−１６７６０号、特開平１１−８８１３３号、特
開平９−１７２３５８号等がある。各公報に記載された
負荷駆動装置は、電源電圧ＶDにドレイン（Ｄ）が接続
され、負荷Ｌの接地電位とは反対側の端部にソース
（Ｓ）が接続されたＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタ
と、電源電圧ＶDを昇圧して出力するチャージポンプ回
路とを備えた、ハイサイドドライバ形式の負荷駆動装置
であり、電源と負荷の上流間の電源供給を制御してい
る。2. Description of the Related Art A load driving device used in an automobile is a device for controlling power supply from a power source to each load such as a stop lamp. As a load driving device having a semiconductor switch, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-261301 and 2
001-16760, JP-A-11-88133, JP-A-9-172358 and the like. The load driving device described in each of the publications includes an N-channel MOS transistor in which a drain (D) is connected to the power supply voltage VD and a source (S) is connected to an end of the load L opposite to the ground potential. A high-side driver type load drive device including a charge pump circuit that boosts and outputs the power supply voltage VD, and controls the power supply between the power supply and the upstream side of the load.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術による装置にあっては、ハイサイドドライバ
としての機能しか有しておらず、電源と負荷上流間の電
源供給制御にしか適用できない。すなわち、負荷駆動装
置としては、負荷下流とグランド間の電源供給制御を行
うローサイドドライバとしての機能を有していないた
め、汎用性に欠ける。However, such a device according to the prior art has only a function as a high-side driver and can be applied only to the power supply control between the power supply and the upstream of the load. That is, the load driving device lacks versatility because it does not have a function as a low-side driver that controls power supply between the load downstream and the ground.
【０００４】特に、システムの最適性からハイサイドド
ライバとローサイドドライバが混在しているシステムが
一般的であり、回路の集積化から複数のハイサイド、又
は、ローサイドドライバを内蔵しているＩＣを採用して
いる。このため、ＩＣのドライバに空きができた場合、
その空きドライバはどちらか一方のドライバとしてしか
使用できないために、無駄となっている。In particular, a system in which a high-side driver and a low-side driver are mixed is generally used because of the optimality of the system, and an IC incorporating a plurality of high-side or low-side drivers is adopted because of circuit integration. is doing. Therefore, if there is a vacancy in the IC driver,
The empty driver is wasted because it can be used only as one of the drivers.
【０００５】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ハイサイドドライ
バ、及びローサイドドライバとして使用でき、ハイサイ
ドドライバとローサイドドライバが混在しているシステ
ムに好適な負荷駆動装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to be used as a high side driver and a low side driver, and is suitable for a system in which a high side driver and a low side driver are mixed. To provide a simple load driving device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の負荷駆動装置は、基本的には、電源と、前記電
源から負荷への電源供給を決定する半導体スイッチング
素子と、前記負荷を駆動する電源電圧よりも大きな電圧
を生成する昇圧手段と備える負荷駆動装置において、前
記半導体スイッチング素子は、電源と負荷上流間の電力
供給を制御するハイサイドドライバ手段と、負荷下流と
グランド間の電力供給を制御するローサイドドライバ手
段とを備えることを特徴としている。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object,
The load driving device of the present invention basically includes a power supply, a semiconductor switching element that determines the supply of power from the power supply to the load, and a boosting unit that generates a voltage higher than the power supply voltage that drives the load. In the load driving device, the semiconductor switching element includes high-side driver means for controlling power supply between a power source and a load upstream, and low-side driver means for controlling power supply between a load downstream and the ground. .
【０００７】また、本発明の負荷駆動装置の具体的な態
様は、前記ハイサイドドライバ手段及び前記ローサイド
ドライバ手段は、同一の半導体集積回路上に形成される
ことを特徴としている。また、本発明の負荷駆動装置の
具体的な態様は、前記ハイサイドドライバ手段と前記ロ
ーサイドドライバ手段は、前記昇圧手段の動作／停止に
より切換えることを特徴としている。また、本発明の負
荷駆動装置の具体的な態様は、前記半導体スイッチング
素子が、Ｎチャンネル型電界効果トランジスタであるこ
とを特徴としている。A specific aspect of the load driving device of the present invention is characterized in that the high side driver means and the low side driver means are formed on the same semiconductor integrated circuit. Further, a specific aspect of the load driving device of the present invention is characterized in that the high side driver means and the low side driver means are switched by operating / stopping the boosting means. Further, a specific aspect of the load driving device of the present invention is characterized in that the semiconductor switching element is an N-channel field effect transistor.
【０００８】また、本発明の負荷駆動装置の具体的な態
様は、前記半導体スイッチング素子を、前記ローサイド
ドライバ手段に切換える場合、前記昇圧手段の停止によ
り、前記半導体スイッチング素子の駆動信号を前記半導
体スイッチング素子入力の耐圧以下に設定することを特
徴としている。前記の如く構成された本発明の負荷駆動
装置によって、負荷駆動装置の半導体スイッチング素子
をハイサイドドライバ、ローサイドドライバとして切換
えて使用できる。Further, in a specific aspect of the load driving device of the present invention, when the semiconductor switching element is switched to the low-side driver means, the driving signal of the semiconductor switching element is changed by stopping the boosting means. The feature is that it is set to be equal to or lower than the withstand voltage of the element input. With the load driving device of the present invention configured as described above, the semiconductor switching element of the load driving device can be switched and used as a high side driver or a low side driver.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の負荷駆
動装置の一実施形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a load driving device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１０】図１は、本発明の実施形態の負荷駆動装置
の構成を示す図である。図１では電源から負荷の上流へ
信号線により電源を供給するハイサイドスイッチモード
を示している。図１において、本負荷駆動装置は、誘導
性負荷３への電源１からの電力供給を制御する装置であ
り、ドライバ２、プリドライバ４、発振器６及び昇圧回
路７からなるチャージポンプ５（昇圧手段）、入力回路
８、及びモード切換え部９を備えて構成され、各部は同
一の半導体集積回路上に形成される。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a load driving device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a high-side switch mode in which power is supplied from the power supply to the upstream of the load by a signal line. In FIG. 1, the present load drive device is a device that controls the power supply from the power supply 1 to the inductive load 3, and includes a charge pump 5 (a booster means) including a driver 2, a pre-driver 4, an oscillator 6 and a booster circuit 7. ), An input circuit 8 and a mode switching unit 9, and each unit is formed on the same semiconductor integrated circuit.
【００１１】ドライバ２は、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴで構成
され、オン・オフ信号１０に従い駆動する。ここで、オ
ン・オフ信号１０によるドライバ２のオン状態とは、ド
ライバ２のドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）が電気的に接
続した状態、オフ状態とは、ドライバ２のドレイン
（Ｄ）及びソース（Ｓ）がハイインピーダンスの状態を
示す。すなわち、オン状態の時は電源１から負荷３へ電
源が供給され、オフ状態の時は前記電源が遮断されるこ
とを意味する。The driver 2 is composed of an Nch MOSFET and is driven according to an on / off signal 10. Here, the ON state of the driver 2 by the ON / OFF signal 10 is a state in which the drain (D) and the source (S) of the driver 2 are electrically connected, and the OFF state is the drain (D) of the driver 2 and The source (S) shows a high impedance state. That is, it means that the power is supplied from the power supply 1 to the load 3 in the ON state, and the power is cut off in the OFF state.
【００１２】オン・オフ信号１０は、入力回路８に入力
され、入力回路８ではオン・オフ信号１０の信号レベル
を判定して、プリドライバ４へ駆動信号８ａを出力す
る。プリドライバ４では、前記駆動信号８ａに従い最適
な電圧値をドライバ２のゲート（Ｇ）に印加して、ドラ
イバ２を駆動する。ここで、ドライバ２は、Ｎチャンネ
ル型電界効果トランジスタで構成するために、ドライバ
２を駆動するには、ゲート（Ｇ）とソース（Ｓ）間電圧
ＶＧＳは、オン時の電圧２ａに対して大きな電圧を必要
とする。すなわち、電圧ＶＧＳは電源１の電圧より大き
な電圧を必要とする。このために、チャージポンプ５に
より電源１から昇圧電圧を生成し、プリドライバ４に大
きな電圧を供給し、プリドライバ４からドライバ２のゲ
ート（Ｇ）に電源を供給して、ドライバ２を駆動する。The on / off signal 10 is input to the input circuit 8, and the input circuit 8 determines the signal level of the on / off signal 10 and outputs the drive signal 8a to the pre-driver 4. The pre-driver 4 drives the driver 2 by applying an optimum voltage value to the gate (G) of the driver 2 according to the drive signal 8a. Here, since the driver 2 is composed of an N-channel field effect transistor, in order to drive the driver 2, the voltage VGS between the gate (G) and the source (S) is larger than the voltage 2a at the time of turning on. Needs a voltage. That is, the voltage VGS needs to be higher than the voltage of the power supply 1. Therefore, the charge pump 5 generates a boosted voltage from the power source 1, supplies a large voltage to the pre-driver 4, and supplies power from the pre-driver 4 to the gate (G) of the driver 2 to drive the driver 2. .
【００１３】上記ドライバ２及びプリドライバ４は、全
体として、電源１と負荷３上流間の電力供給を制御する
ハイサイドドライバ手段と、負荷３下流とグランド間の
電力供給を制御するローサイドドライバ手段とを、同一
の半導体スイッチング素子に有する構成となっている。The driver 2 and the pre-driver 4 as a whole include high-side driver means for controlling the power supply between the power source 1 and the upstream of the load 3, and low-side driver means for controlling the power supply between the downstream of the load 3 and the ground. Are included in the same semiconductor switching element.
【００１４】チャージポンプ５は、発振器６及び昇圧回
路７により構成され、昇圧回路７では発振器６の発振周
波数に従い、昇圧電圧を生成する。このチャージポンプ
５は、切換え信号１１により動作を停止させることがで
きる。切換え信号１１の信号レベルをモード切換え部９
で判定し、モード切換え部９からチャージポンプ５の動
作、及び、停止を制御する。図１では、モード切換え部
９の信号により昇圧回路７の動作を切換えているが、発
振器６の動作を切換えても同様となる。The charge pump 5 is composed of an oscillator 6 and a booster circuit 7. The booster circuit 7 generates a boosted voltage according to the oscillation frequency of the oscillator 6. The charge pump 5 can be stopped by the switching signal 11. The signal level of the switching signal 11 is set to the mode switching unit 9
Then, the mode switching unit 9 controls the operation and stop of the charge pump 5. In FIG. 1, the operation of the booster circuit 7 is switched by the signal of the mode switching unit 9, but the same applies when the operation of the oscillator 6 is switched.
【００１５】チャージポンプ５を動作させた場合は、ド
ライバ２はハイサイドドライバとして機能し、逆にチャ
ージポンプ５を停止させた場合は、ローサイドドライバ
として機能する構成である。このように切換え信号１１
により、ドライバ２はハイサイド、及び、ローサイドド
ライバとして機能の切換えができる。When the charge pump 5 is operated, the driver 2 functions as a high side driver, and conversely, when the charge pump 5 is stopped, it functions as a low side driver. In this way, the switching signal 11
As a result, the driver 2 can switch its functions as a high-side driver and a low-side driver.
【００１６】図２は、上記プリドライバ４の内部構成を
示す回路図である。図２おいて、プリドライバ４は、チ
ャージポンプ５からの昇圧電圧が供給される上流プリド
ライバ２１、及び下流プリドライバ２２からなるＣＭＯ
Ｓインバータ、抵抗からなる電流制限素子２３、及びク
ランプダイオード２４，２５から構成される。FIG. 2 is a circuit diagram showing the internal configuration of the predriver 4. In FIG. 2, the pre-driver 4 is a CMO including an upstream pre-driver 21 to which the boosted voltage from the charge pump 5 is supplied and a downstream pre-driver 22.
It is composed of an S inverter, a current limiting element 23 including a resistor, and clamp diodes 24 and 25.
【００１７】入力回路８からの駆動信号８ａに従い、上
流プリドライバ２１、及び、下流プリドライバ２２が制
御され、ドライバ２のゲート（Ｇ）の電源供給、遮断が
行われる。例えば、駆動信号８ａがハイの時は、上流プ
リドライバ２１オフ、下流プリドライバ２２オンによ
り、ドライバ２のゲート（Ｇ）はローレベルとなり、ド
ライバ２はオフ状態となる。逆に、駆動信号８ａがロー
の時は、上流プリドライバ２１オン、下流プリドライバ
２２オフにより、ドライバ２のゲート（Ｇ）はハイレベ
ルとなり、ドライバ２はオン状態となる。The upstream pre-driver 21 and the downstream pre-driver 22 are controlled according to the drive signal 8a from the input circuit 8, and the power supply to the gate (G) of the driver 2 is cut off. For example, when the driving signal 8a is high, the upstream pre-driver 21 is turned off and the downstream pre-driver 22 is turned on, so that the gate (G) of the driver 2 becomes low level and the driver 2 is turned off. Conversely, when the drive signal 8a is low, the upstream pre-driver 21 is turned on and the downstream pre-driver 22 is turned off, so that the gate (G) of the driver 2 becomes high level and the driver 2 is turned on.
【００１８】クランプダイオード２４は、本負荷駆動装
置をハイサイドドライバとして使用した場合のサージエ
ネルギークランプ素子であり、ドライバ２のソース
（Ｓ）に印加されるマイナスサージエネルギーをクラン
プダイオード２４で検出して、そのサージ電圧によりゲ
ート（Ｇ）を駆動して、サージエネルギーをドライバ２
のドレイン（Ｄ）からソース（Ｓ）方向に逃がす。逆
に、ドライバ２のソース（Ｓ）に印加されるプラスサー
ジエネルギーは、ドライバ２のソース（Ｓ）、ドレイン
（Ｄ）間の寄生ダイオード２ｂにより、サージエネルギ
ーをドライバ２のソース（Ｓ）からドレイン（Ｄ）方向
に逃がす。The clamp diode 24 is a surge energy clamp element when the present load drive device is used as a high side driver. The clamp diode 24 detects the negative surge energy applied to the source (S) of the driver 2. , The gate (G) is driven by the surge voltage, and the surge energy is driven by the driver 2
From the drain (D) in the direction of the source (S). On the contrary, as for the positive surge energy applied to the source (S) of the driver 2, due to the parasitic diode 2b between the source (S) and the drain (D) of the driver 2, the surge energy is drained from the source (S) of the driver 2 to the drain. Release in the direction (D).
【００１９】クランプダイオード２５は、本負荷駆動装
置をローサイドドライバとして使用した場合のサージエ
ネルギークランプ素子であり、ドライバ２のドレイン
（Ｄ）に印加されるプラスサージエネルギーをクランプ
ダイオード２５で検出して、そのサージ電圧によりゲー
ト（Ｇ）を駆動して、サージエネルギーをドライバ２の
ドレイン（Ｄ）からソース（Ｓ）方向に逃がす。逆に、
ドライバ２のソース（Ｓ）に印加されるマイナスサージ
エネルギーは、ドライバ２のソース（Ｓ）、ドレイン
（Ｄ）間の寄生ダイオード２ｂにより、サージエネルギ
ーをドライバ２のソース（Ｓ）からドレイン（Ｄ）方向
に逃がす。前記のように、ドライバ２のドレイン（Ｄ）
及びソース（Ｓ）に印加されたサージエネルギーは、ク
ランプダイオード２４又はクランプダイオード２５で検
出し、サージエネルギーは、ドライバ２及び寄生ダイオ
ード２ｂにより吸収する。The clamp diode 25 is a surge energy clamp element when the present load drive device is used as a low side driver. The clamp diode 25 detects the positive surge energy applied to the drain (D) of the driver 2, The gate voltage (G) is driven by the surge voltage, and the surge energy is released from the drain (D) of the driver 2 in the source (S) direction. vice versa,
The negative surge energy applied to the source (S) of the driver 2 is generated by the parasitic diode 2b between the source (S) and the drain (D) of the driver 2 from the source (S) to the drain (D) of the driver 2. Let it escape in the direction. As described above, the drain (D) of the driver 2
And the surge energy applied to the source (S) is detected by the clamp diode 24 or the clamp diode 25, and the surge energy is absorbed by the driver 2 and the parasitic diode 2b.
【００２０】また、電流制限素子２３は、前記サージに
よりドライバ２のゲート（Ｇ）が駆動されるときに、サ
ージエネルギーが上流プリドライバ２１及び下流プリド
ライバ２２に電流が流れ込むのを防止するために設定す
る。この電流制限素子２３により、サージエネルギーを
プリドライバ内部に混入することを防止し、サージエネ
ルギーはドライバ２及び寄生ダイオード２ｂにより吸収
する。The current limiting element 23 prevents the surge energy from flowing into the upstream predriver 21 and the downstream predriver 22 when the gate (G) of the driver 2 is driven by the surge. Set. The current limiting element 23 prevents the surge energy from being mixed into the pre-driver, and the surge energy is absorbed by the driver 2 and the parasitic diode 2b.
【００２１】図３は、上記チャージポンプ５の内部構成
を示す回路図である。図３において、チャージポンプ５
は、昇圧電圧を生成するために基準クロックとなる発振
器６、昇圧回路７、及び、モード切換え部９からの信号
に基づき、発振器６からのクロック信号６ａを昇圧回路
７への入力を切断するスイッチ３１から構成される。FIG. 3 is a circuit diagram showing the internal structure of the charge pump 5. In FIG. 3, the charge pump 5
Is a switch for disconnecting the input of the clock signal 6a from the oscillator 6 to the booster circuit 7 based on the signals from the oscillator 6, the booster circuit 7, and the mode switching unit 9 which serve as a reference clock for generating the boosted voltage. It consists of 31.
【００２２】発振器６では、一定クロックが生成され、
そのクロック信号６ａは昇圧回路７のスイッチング素子
３４のゲート（Ｇ）を駆動する。このスイッチング素子
３４のオン・オフにより昇圧回路７から電源電圧より大
きな電圧７ａがプリドライバ４に出力される。The oscillator 6 generates a constant clock,
The clock signal 6a drives the gate (G) of the switching element 34 of the booster circuit 7. By turning on / off the switching element 34, the voltage 7a larger than the power supply voltage is output from the booster circuit 7 to the pre-driver 4.
【００２３】上記昇圧回路７の動作をさらに詳細に説明
する。昇圧回路７は、電源１から昇圧電圧７ａを生成す
る。クロック信号６ａによりスイッチング素子３４がオ
ンした時、電源１の電圧をＶB、コンデンサ３３の容量
をＣ３３とすると、コンデンサ３３にチャージされる電
荷量Ｑ３３は、次式（１）で示される。
Ｑ３３=Ｃ３３×ＶB …（１）The operation of the booster circuit 7 will be described in more detail. The booster circuit 7 generates a boosted voltage 7a from the power supply 1. When the voltage of the power source 1 is VB and the capacity of the capacitor 33 is C33 when the switching element 34 is turned on by the clock signal 6a, the charge amount Q33 charged in the capacitor 33 is expressed by the following equation (1). Q33 = C33 × VB (1)
【００２４】次に、クロック信号６ａによりスイッチン
グ素子３４がオフした時、コンデンサ３３の両端の電圧
は、ＶBから０Ｖに変化する。すなわち、コンデンサ３
３にチャージされていた電荷量Ｑ３３は０に変化しよう
とするが、その電荷量Ｑ３３はダイオード３２により電
源１方向に移動することはできない。そこで、ダイオー
ド３５を介してコンデンサ３６に電荷量Ｑ３３が移動す
ることになる。これにより、コンデンサ３６には、発振
器６のクロック信号６ａの１周期で電荷量Ｑ３３がチャ
ージされることになる。よって、クロック信号６ａの周
期Ｔでは、コンデンサ３６には次式（２）の電荷量Ｑ３
６がチャージされることになる。
Ｑ３６＝Ｑ３３×Ｔ …（２）Next, when the switching element 34 is turned off by the clock signal 6a, the voltage across the capacitor 33 changes from VB to 0V. That is, the capacitor 3
The charge amount Q33 charged to 3 tends to change to 0, but the charge amount Q33 cannot be moved toward the power source 1 by the diode 32. Therefore, the charge amount Q33 moves to the capacitor 36 via the diode 35. As a result, the capacitor 36 is charged with the charge amount Q33 in one cycle of the clock signal 6a of the oscillator 6. Therefore, in the period T of the clock signal 6a, the charge amount Q3 of the following equation (2) is stored in the capacitor 36.
6 will be charged. Q36 = Q33 × T (2)
【００２５】また、コンデンサ３６の容量をＣ３６とす
ると、昇圧電圧７ａは次式（３）となる。
Ｑ３６／Ｃ３３+ＶB=（Ｑ３３×Ｔ）／Ｃ３３＋ＶB …（３）
よって、上記式（３）よりＶBに対し、昇圧回路７は、
＋（Ｑ３３×Ｔ）／Ｃ３３の昇圧電圧を発生する。チャ
ージポンプ５は、昇圧電圧７ａが目標電圧に達するまで
に、周期Ｔ分前記動作を繰り返す。また、前記昇圧電圧
７ａが目標昇圧電圧に達したことを比較器３７で検出し
た時、スイッチング素子３４へのクロック信号６ａの供
給を遮断し、昇圧回路７の動作を停止する。なお、昇圧
回路７の停止は、比較器３７とモード切換え部９からの
論理和である。この論理和は、ＯＲゲート３８で生成さ
れる。When the capacitance of the capacitor 36 is C36, the boosted voltage 7a is given by the following equation (3). Q36 / C33 + VB = (Q33 × T) / C33 + VB (3) Therefore, from the above formula (3), the booster circuit 7 is
A boosted voltage of + (Q33 × T) / C33 is generated. The charge pump 5 repeats the above operation for the period T until the boosted voltage 7a reaches the target voltage. When the comparator 37 detects that the boosted voltage 7a has reached the target boosted voltage, the supply of the clock signal 6a to the switching element 34 is cut off and the operation of the booster circuit 7 is stopped. The stop of the booster circuit 7 is a logical sum from the comparator 37 and the mode switching unit 9. This logical sum is generated by the OR gate 38.
【００２６】前記発振器６からのクロック信号６ａを昇
圧回路７への入力を切断するスイッチ３１をモード切換
え部９から制御することにより、昇圧回路７の昇圧動作
のオン・オフを制御できる。昇圧回路７の動作を停止し
た時は、昇圧回路７内で昇圧動作が停止し、電源１から
ダイオード３２、３５を介して、信号７ａから電源１の
電圧が出力される。すなわち、ドライバ２をローサイド
ドライバとして使用する場合は、前述のように昇圧回路
７の動作を停止すれば、ドライバ２のゲート、ソース間
ＶＧＳをドライバ２のゲート、ソース間の耐圧以内に制
御することができる。また、ドライバ２をハイサイドド
ライバとして使用する場合はチャージポンプ５を動作さ
せ、また逆に、ローサイドドライバとして使用する場合
は、チャージポンプ５の動作を停止させて使用すること
ができる。By controlling the switch 31 for disconnecting the input of the clock signal 6a from the oscillator 6 to the booster circuit 7 from the mode switching section 9, it is possible to control the on / off of the boosting operation of the booster circuit 7. When the operation of the booster circuit 7 is stopped, the boosting operation is stopped in the booster circuit 7, and the voltage of the power supply 1 is output from the signal 7a via the diodes 32 and 35 from the power supply 1. That is, when the driver 2 is used as a low-side driver, the VGS between the gate and the source of the driver 2 can be controlled within the breakdown voltage between the gate and the source of the driver 2 by stopping the operation of the booster circuit 7 as described above. You can When the driver 2 is used as a high side driver, the charge pump 5 can be operated, and conversely, when the driver 2 is used as a low side driver, the operation of the charge pump 5 can be stopped and used.
【００２７】以上詳細に説明したように、本実施形態の
負荷駆動装置は、ドライバ２、プリドライバ４、発振器
６及び昇圧回路７からなるチャージポンプ５、入力回路
８、及びモード切換え部９を備えて構成され、ドライバ
２及びプリドライバ４は、電源１と負荷３上流間の電力
供給を制御するハイサイドドライバ手段と、負荷３下流
とグランド間の電力供給を制御するローサイドドライバ
手段とを、同一の半導体スイッチング素子に有する構成
としたので、負荷駆動装置のスイッチング素子をハイサ
イドドライバ、ローサイドドライバとして切換えて使用
できる。そのため、システムの最適性からハイサイドド
ライバとローサイドドライバが混在しているシステムに
おいて、所望のドライバを各負荷に無駄なくかつ汎用的
に適用でき、コストパフォーマンスを向上させることが
できる。As described in detail above, the load driving apparatus of this embodiment includes the driver 2, the pre-driver 4, the charge pump 5 including the oscillator 6 and the booster circuit 7, the input circuit 8, and the mode switching unit 9. The driver 2 and the pre-driver 4 have the same high-side driver means for controlling the power supply between the power source 1 and the upstream of the load 3 and the low-side driver means for controlling the power supply between the downstream of the load 3 and the ground. Since the semiconductor switching element has the configuration, the switching element of the load driving device can be switched and used as a high side driver or a low side driver. Therefore, in a system in which a high-side driver and a low-side driver are mixed due to the optimality of the system, a desired driver can be universally applied to each load without waste, and cost performance can be improved.
【００２８】以上、本発明の一実施の形態について記述
したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでは
なき、特許請求項の範囲に記載された発明の精神を逸脱
しない範囲で設計において種種の変更ができるものであ
る。例えば、チャージポンプ５を構成するコンデンサ、
スイッチ手段の種類や数、また、モード切換え部９にお
けるゲート信号生成方法は種々の設計変更が可能であ
る。同様に、各スイッチ手段としてＮｃｈＭＯＳＦＥＴ
を用いているが種類や組み合わせは一例に過ぎず、信号
の立上り、立下り、アクティブ状態も適宜変更可能であ
る。また、電流制限素子や電流検出手段等の種類も適宜
適当な部材を用いることができ同等の回路を構成するこ
とも可能である。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and is designed within the scope not departing from the spirit of the invention described in the scope of claims. It is possible to change the species. For example, a capacitor that constitutes the charge pump 5,
Various design changes can be made to the type and number of switch means and the gate signal generation method in the mode switching section 9. Similarly, Nch MOSFET is used as each switch means.
However, the types and combinations are merely examples, and the rising edge, falling edge, and active state of a signal can be changed as appropriate. Further, it is also possible to use an appropriate member for the type of the current limiting element, the current detecting means, etc., and to configure an equivalent circuit.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明に係る負荷駆動装置は、負荷駆動装置のスイッチング
素子をハイサイドドライバ、ローサイドドライバとして
切換えて使用でき、システムの最適性からハイサイドド
ライバとローサイドドライバが混在しているシステムに
おいて、無駄なくドライバが各負荷に適用することがで
きる。As can be understood from the above description, the load driving device according to the present invention can be used by switching the switching element of the load driving device as a high-side driver or a low-side driver. In a system in which the low side driver and the low side driver are mixed, the driver can be applied to each load without waste.
【図１】本発明の実施形態の負荷駆動装置の構成を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a load driving device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施形態の負荷駆動装置のプリドライバの内
部構成を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of a pre-driver of the load driving device of the present embodiment.
【図３】本実施形態のチャージポンプの内部構成を示す
回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing an internal configuration of a charge pump according to the present embodiment.
１…電源 ２…ドライバ ３…負荷 ４…プリドライバ ５…チャージポンプ（昇圧手段） ６…発振器 ７…昇圧回路 ９…モード切換え部 １０…オン・オフ信号 １１…切換え信号 ２１…上流プリドライバ ２２…下流プリドライバ ２４，２５…クランプダイオード ３１…クロック信号切断スイッチ 1 ... Power 2 ... driver 3 ... load 4 ... Pre-driver 5 ... Charge pump (step-up means) 6 ... Oscillator 7 ... Boosting circuit 9 ... Mode switching section 10 ... ON / OFF signal 11 ... Switching signal 21 ... Upstream pre-driver 22 ... Downstream pre-driver 24, 25 ... Clamp diode 31 ... Clock signal disconnection switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H740 AA00 BA12 BB07 BC01 BC02 HH01 KK01 5J055 AX01 AX62 BX16 CX07 DX22 DX72 EX07 EY01 EY10 EY12 EY13 EY21 EZ00 EZ28 EZ54 EZ55 EZ62 EZ66 FX18 GX01 GX02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5H740 AA00 BA12 BB07 BC01 BC02 HH01 KK01 5J055 AX01 AX62 BX16 CX07 DX22 DX72 EX07 EY01 EY10 EY12 EY13 EY21 EZ00 EZ28 EZ54 EZ55 EZ62 EZ66 FX18 GX01 GX02
Claims (5)
を決定する半導体スイッチング素子と、前記負荷を駆動
する電源電圧よりも大きな電圧を生成する昇圧手段と備
える負荷駆動装置において、 前記半導体スイッチング素子は、電源と負荷上流間の電
力供給を制御するハイサイドドライバ手段と、 負荷下流とグランド間の電力供給を制御するローサイド
ドライバ手段とを備えることを特徴とする負荷駆動装
置。1. A load driving device comprising: a power supply; a semiconductor switching element that determines power supply from the power supply to a load; and boosting means that generates a voltage higher than a power supply voltage for driving the load. The element includes a high-side driver unit that controls power supply between a power source and a load upstream, and a low-side driver unit that controls power supply between a load downstream and a ground.
ーサイドドライバ手段は、同一の半導体集積回路上に形
成されることを特徴とする請求項１記載の負荷駆動装
置。2. The load driving device according to claim 1, wherein the high side driver means and the low side driver means are formed on the same semiconductor integrated circuit.
サイドドライバ手段は、前記昇圧手段の動作／停止によ
り切換えることを特徴とする請求項１記載の負荷駆動装
置。3. The load driving device according to claim 1, wherein the high side driver means and the low side driver means are switched by operating / stopping the boosting means.
ンネル型電界効果トランジスタであることを特徴とする
請求項１記載の負荷駆動装置。4. The load driving device according to claim 1, wherein the semiconductor switching element is an N-channel field effect transistor.
ーサイドドライバ手段に切換える場合、前記昇圧手段の
停止により、前記半導体スイッチング素子の駆動信号を
前記半導体スイッチング素子入力の耐圧以下に設定する
ことを特徴とする請求項１又は３のいずれか一項に記載
の負荷駆動装置。5. When switching the semiconductor switching element to the low-side driver means, the driving signal of the semiconductor switching element is set to be equal to or lower than the withstand voltage of the input of the semiconductor switching element by stopping the boosting means. The load driving device according to claim 1.
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