JP2003134802A - Coil drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は同期整流回路を備え
たコイル駆動回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coil drive circuit having a synchronous rectification circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、従来の構成を上下駆動スイッチン
グ素子をNチャンネルMOSを使用したコイル駆動回路を例
に挙げて、図面を用いて説明する。2. Description of the Related Art A conventional structure will be described below with reference to the drawings by taking a coil driving circuit using an N-channel MOS as a vertical driving switching element as an example.
【０００３】図２は従来のコイル駆動回路の構成を示す
ものである。１は電源、２、３は上下側駆動スイッチン
グ素子、ここではNチャンネルMOS、４、５は上下側駆動
パルス、６、７は４、５の上下側駆動パルスに応じて
２、３の上下側駆動スイッチング素子を駆動する上下側
ゲート駆動回路、８、９はコイルと駆動回路の接続点の
電圧をモニタして動作する上下の同期整流回路、１４は
コイル、１５はコイルと駆動回路の接続点である。FIG. 2 shows the structure of a conventional coil drive circuit. Reference numeral 1 is a power supply, 2 and 3 are upper and lower drive switching elements, here N-channel MOS, 4 and 5 are upper and lower drive pulses, and 6 and 7 are upper and lower sides of 2, 3 according to 4, 5 upper and lower drive pulses. Upper and lower gate drive circuits for driving the drive switching elements, 8 and 9 upper and lower synchronous rectification circuits which operate by monitoring the voltage at the connection point between the coil and the drive circuit, 14 a coil, and 15 a connection point between the coil and the drive circuit Is.
【０００４】以上のように構成された従来のコイル駆動
回路において、以下にその動作を説明する。まず、上側
駆動パルス４が入力されている場合について説明する。
図５のように上側駆動パルス４がHighの時には、トーテ
ムポール型に接続された上下駆動スイッチング素子の上
側駆動スイッチング素子２がオンし、電源１から上側駆
動スイッチング素子２を通してコイル１４に駆動電流が
供給され、コイルと駆動回路の接続点１５の電圧は、上
側スイッチング素子２であるMOSのオン抵抗と駆動電流
の積だけで決まり、電源電圧とほぼ同じ電圧となる。The operation of the conventional coil drive circuit configured as described above will be described below. First, the case where the upper drive pulse 4 is input will be described.
When the upper drive pulse 4 is High as shown in FIG. 5, the upper drive switching element 2 of the vertical drive switching elements connected in the totem pole type is turned on, and the drive current is supplied from the power source 1 to the coil 14 through the upper drive switching element 2. The voltage of the supplied connection point 15 between the coil and the drive circuit is determined only by the product of the on-resistance of the MOS that is the upper switching element 2 and the drive current, and is almost the same as the power supply voltage.
【０００５】次に上側駆動パルス４がLowになると、上
側駆動スイッチング素子２がオフする。この時、コイル
１４の特性により、それまで電源１から供給されていた
駆動電流がそのままコイル１４を流れ続けようとするの
で、コイルと駆動回路の接続点１５の電圧は下がり、あ
らかじめ設定された一定電圧に達すると下側同期整流回
路９が動作し、下側駆動スイッチング素子３であるMOS
がオンし、コイル１４の駆動電流は接地点から供給され
る。その後、再び上側駆動パルス４がLowからHighに変
わる時、下側駆動スイッチング素子３は、下側同期整流
回路９が動作しているため、オンしており、この状態の
まま、上側駆動スイッチング素子２を上側駆動パルス４
に応じてオンさせると、上下の駆動スイッチング素子
２、３が同時にオンする区間が発生し、電源１から接地
点に向かって貫通電流が流れてしまうので、これを防ぐ
ため上側駆動パルス４がLowからHighに切替わる時に、
この上側駆動パルス４を使って下側同期整流回路９、す
なわち下側駆動スイッチング素子３をオフさせていた。Next, when the upper drive pulse 4 becomes low, the upper drive switching element 2 is turned off. At this time, due to the characteristics of the coil 14, the drive current, which has been supplied from the power supply 1 until then, continues to flow through the coil 14 as it is, so that the voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit decreases, and a preset constant value is set. When the voltage is reached, the lower side synchronous rectification circuit 9 operates and the lower side drive switching element 3, which is the MOS
Is turned on, and the drive current of the coil 14 is supplied from the ground point. After that, when the upper drive pulse 4 changes from Low to High again, the lower drive switching element 3 is turned on because the lower synchronous rectification circuit 9 is operating, and in this state, the upper drive switching element 3 remains in this state. 2 for upper drive pulse 4
When it is turned on in accordance with the above, a section where the upper and lower drive switching elements 2 and 3 are simultaneously turned on occurs, and a through current flows from the power source 1 toward the ground point. To prevent this, the upper drive pulse 4 is set to Low. When switching from High to
The upper drive pulse 4 is used to turn off the lower synchronous rectification circuit 9, that is, the lower drive switching element 3.
【０００６】下側駆動パルス５が入力されている場合
も、上記、上側駆動パルス４が入力されている場合と同
様に考えることができ、この時、上側同期整流回路８
は、下側駆動パルス５がLowからHighに切替わるタイミ
ングで、オフされ、貫通防止を図っていた。The case where the lower drive pulse 5 is input can be considered in the same manner as the case where the upper drive pulse 4 is input. At this time, the upper synchronous rectification circuit 8 is used.
Was turned off at the timing when the lower drive pulse 5 was switched from Low to High to prevent penetration.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、上側
駆動スイッチング素子をオンする上側駆動パルスで直
接、下側同期整流回路、つまり下側駆動スイッチング素
子をオフするので、上側駆動スイッチング素子のオンオ
フの状態にかかわらず、下側同期整流回路、すなわち下
側駆動スイッチング素子はオフしてしまう。この時、上
側駆動スイッチング素子は、上側駆動パルスがHighにな
って上側駆動スイッチング素子の入力寄生容量を充電し
て閾値電圧に到達して始めてオンするので、上側駆動ス
イッチング素子のゲート電圧が十分上がっておらず、閾
値電圧よりも低い値ならば、上下共の駆動スイッチング
素子がオフしてしまい、コイルと駆動回路の接続点は駆
動回路によって全く制御されなくなりハイインピーダン
スとなってしまう。しかし、このタイミングではコイル
の駆動電流は、コイルの特性により、まだ流れ続けよう
としているので、このコイル駆動電流は下側スイッチン
グ素子に並列に存在しているフライホイールダイオード
を通して供給されることになる。In the conventional configuration, since the lower synchronous rectification circuit, that is, the lower drive switching element is directly turned off by the upper drive pulse which turns on the upper drive switching element, the upper drive switching element is turned on and off. Regardless of the state, the lower synchronous rectification circuit, that is, the lower drive switching element is turned off. At this time, the upper drive switching element is turned on only when the upper drive pulse becomes High and the input parasitic capacitance of the upper drive switching element is charged to reach the threshold voltage, so that the gate voltage of the upper drive switching element rises sufficiently. If the value is lower than the threshold voltage, the upper and lower drive switching elements are turned off, and the connection point between the coil and the drive circuit is not controlled by the drive circuit at all, resulting in high impedance. However, at this timing, the coil drive current is still trying to continue to flow due to the characteristics of the coil, so this coil drive current will be supplied through the flywheel diode that is in parallel with the lower switching element. .
【０００８】この時、次の二つの課題が発生する。
（１）接合分離の半導体装置において発生する課題であ
る。この課題を図７を用いて説明する。上記に説明した
通り、下側同期整流回路９、すなわち下側駆動スイッチ
ング素子３がオフして、上側駆動スイッチング素子２が
オフしている時、すなわち図５に示すＴ１の区間では、
コイルへの駆動電流は下側駆動スイッチング素子３に並
列に存在しているフライホイールダイオードによって供
給されているため、コイルと駆動回路の接続点１５の電
圧は０Vよりフライホイールダイオードの順方向電圧分
だけ負の電圧になる。コイルと駆動回路との接続点は下
側駆動スイッチング素子であるMOSのドレイン（N型半導
体領域）２２が直接、接続されているため、この接続点
がダイオードの順方向電圧分だけ負の電圧になると、寄
生NPNトランジスタ１６がオンし、内部制御回路のN型半
導体領域１９から寄生電流２０を、また、寄生PNPトラ
ンジスタ１７を介して拡散抵抗１８から寄生電流２０を
引き込み、制御回路の誤動作の原因となってしまう。
（２）上記一つ目の課題で説明した通り、下側同期整流
回路９、すなわち下側駆動スイッチング素子３がオフし
て、上側駆動スイッチング素子２がオフしている区間で
は、コイルと駆動回路の接続点１５の電圧はフライホイ
ールダイオードの順方向電圧の分だけ負の電圧になるの
で、図５に示すＴ１の区間では負のスパイク電圧が発生
することになり、この電圧スパイクは輻射ノイズとな
り、制御回路の誤動作の原因となってしまう。At this time, the following two problems occur. (1) This is a problem that occurs in a semiconductor device with junction separation. This problem will be described with reference to FIG. As described above, when the lower side synchronous rectification circuit 9, that is, the lower side drive switching element 3 is turned off and the upper side drive switching element 2 is turned off, that is, in the section of T1 shown in FIG.
Since the drive current to the coil is supplied by the flywheel diode that is present in parallel with the lower drive switching element 3, the voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit is 0 V, which corresponds to the forward voltage of the flywheel diode. Only negative voltage. Since the drain (N-type semiconductor region) 22 of the MOS that is the lower drive switching element is directly connected to the connection point between the coil and the drive circuit, this connection point becomes a negative voltage by the forward voltage of the diode. Then, the parasitic NPN transistor 16 is turned on, and the parasitic current 20 is drawn from the N-type semiconductor region 19 of the internal control circuit, and the parasitic current 20 is drawn from the diffusion resistor 18 through the parasitic PNP transistor 17, causing the malfunction of the control circuit. Will be. (2) As described in the first problem, in the section where the lower synchronous rectification circuit 9, that is, the lower drive switching element 3 is off and the upper drive switching element 2 is off, the coil and the drive circuit Since the voltage of the connection point 15 of is a negative voltage corresponding to the forward voltage of the flywheel diode, a negative spike voltage is generated in the section of T1 shown in FIG. 5, and this voltage spike becomes radiation noise. It causes the malfunction of the control circuit.
【０００９】ここで、（２）の課題は、下側駆動スイッ
チング素子３を下側駆動パルス４で動作させる場合にも
発生し以下のようになる。上側同期整流回路８、すなわ
ち上側駆動スイッチング素子２がオフして、下側駆動ス
イッチング素子３がオフしている区間では、コイルと駆
動回路の接続点１５の電圧はフライホイールダイオード
の順方向電圧の分だけ電源電圧より高い電圧になるの
で、この区間では電源電圧以上のスパイク電圧が発生す
ることになり、この電圧スパイクは輻射ノイズとなり、
制御回路の誤動作の原因となることが課題である。Here, the problem (2) occurs even when the lower drive switching element 3 is operated by the lower drive pulse 4, and is as follows. In the upper synchronous rectification circuit 8, that is, the upper drive switching element 2 is off and the lower drive switching element 3 is off, the voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit is equal to the forward voltage of the flywheel diode. Since the voltage becomes higher than the power supply voltage by the amount, a spike voltage higher than the power supply voltage is generated in this section, and this voltage spike becomes radiation noise,
The problem is that it causes malfunction of the control circuit.
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、寄生トランジスタの発生とスパイクノイズの発生を
低減させることのできるコイル駆動回路を提供すること
を目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a coil drive circuit capable of reducing the occurrence of parasitic transistors and spike noise.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のコイル駆動回路は、上下一方の駆動スイッ
チング素子の入力電圧があらかじめ設定された前記上下
一方の駆動スイッチング素子の閾値電圧より低い基準電
圧に到達したことを検出する手段を備え、その検出結果
で上下他方の駆動スイッチング素子のオフタイミングを
決定するという構成を有している。In order to achieve this object, the coil drive circuit of the present invention is configured such that the input voltage of one of the upper and lower drive switching elements is set to a preset threshold voltage of the upper or lower drive switching element. It is provided with a means for detecting that the low reference voltage has been reached, and the detection result determines the off timing of the other upper or lower drive switching element.
【００１２】この構成によって、上下の駆動スイッチン
グ素子が共にオフする期間を短縮することができるの
で、コイルと駆動回路の接続点の電圧がフライホイール
ダイオードの順方向電圧分の負の電圧、または電源電圧
以上の電圧になることを防ぐので、輻射ノイズの原因と
なる電圧スパイクは低減され、かつ、寄生トランジスタ
の発生も低減することができる。また、基準電圧を閾値
よりも低い電圧に設定しているため貫通の問題も発生し
ない。With this configuration, it is possible to shorten the period in which the upper and lower drive switching elements are both turned off. Therefore, the voltage at the connection point between the coil and the drive circuit is a negative voltage corresponding to the forward voltage of the flywheel diode or the power supply. Since the voltage higher than the voltage is prevented, the voltage spike that causes the radiation noise can be reduced, and the generation of the parasitic transistor can be reduced. Further, since the reference voltage is set to a voltage lower than the threshold value, the problem of penetration does not occur.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１は本発明の実施形態１におけるコイル
駆動回路の構成を示すものである。１は電源、２、３は
上下側駆動スイッチング素子、本実施形態ではNチャン
ネルMOS、４、５は上下側駆動パルス、６、７は４、５
の上下側駆動パルスに応じて２、３の上下側駆動スイッ
チング素子を駆動する上下側ゲート駆動回路、８、９は
コイルと駆動回路の接続点の電圧をモニタして動作する
上下の同期整流回路、１０、１１は同期整流回路のオフ
タイミングを決定する上下のゲート電圧検出コンパレー
タ、１２、１３は１０、１１の上下のゲート電圧検出コ
ンパレータの閾値電圧となるゲート電圧検出基準電圧
源、１４はコイル、１５はコイルと駆動回路の接続点で
ある。FIG. 1 shows the structure of a coil drive circuit according to the first embodiment of the present invention. 1 is a power supply, 2 and 3 are upper and lower drive switching elements, N-channel MOS in the present embodiment, 4 and 5 are upper and lower drive pulses, and 6 and 7 are 4, 5
Upper and lower gate drive circuits that drive a few upper and lower drive switching elements in accordance with the upper and lower drive pulses of the above, and 8 and 9 synchronous rectification circuits that operate by monitoring the voltage at the connection point between the coil and the drive circuit. Reference numerals 10 and 11 denote upper and lower gate voltage detection comparators that determine the off-timing of the synchronous rectification circuit, 12 and 13 denote gate voltage detection reference voltage sources serving as threshold voltages of the upper and lower gate voltage detection comparators 10 and 11, and 14 denotes a coil. , 15 are connection points between the coil and the drive circuit.
【００１５】以上のように構成されたコイル駆動回路に
おいて、以下にその動作を説明する。まず、上側駆動パ
ルス４が入力されており、上側駆動スイッチング素子２
がこの上側駆動パルス４によってスイッチングされてい
る時の動作を図６を用いて説明する。上側駆動パルス４
がHighの時、上側駆動スイッチング素子２は上側ゲート
駆動回路６によって駆動されオンしている。この時、コ
イルの駆動電流は電源１−上側駆動スイッチング素子２
−コイル１４の経路で供給され、コイルと駆動回路との
接続点１５の電圧は、上側駆動スイッチング素子のオン
抵抗とこの時流れている駆動電流によって決定され、通
常、オン抵抗は非常に小さな値に設定されるので、電源
電圧にほぼ等しい値になる。The operation of the coil drive circuit configured as described above will be described below. First, the upper drive pulse 4 is input, and the upper drive switching element 2
The operation when is switched by the upper drive pulse 4 will be described with reference to FIG. Upper drive pulse 4
Is high, the upper drive switching element 2 is driven by the upper gate drive circuit 6 and is on. At this time, the drive current of the coil is power supply 1-upper drive switching element 2
The voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit, which is supplied through the path of the coil 14, is determined by the on-resistance of the upper drive switching element and the drive current flowing at this time, and the on-resistance is usually a very small value. Since it is set to, the value is almost equal to the power supply voltage.
【００１６】次に上側駆動パルス４がHighからLowに切
替わる時の動作を説明する。上側ゲート駆動回路６は上
側駆動パルス４に従い、上側駆動スイッチング素子２の
ゲートをLowにするように動作し、上側駆動スイッチン
グ素子２はオフする。しかしながら、コイルの特性によ
り、駆動電流は流れ続けようとするのでコイルと駆動回
路の接続点１５の電圧はどんどん下がって行き、下側同
期整流回路９の動作開始電圧まで下がると下側同期整流
回路９が動作し、下側駆動スイッチング素子３がオンし
て、コイルの駆動電流は接地点−下側駆動スイッチング
素子２−コイル１４の経路で供給されることになる。こ
の時のコイルと駆動回路の接続点１５の電圧は下側同期
整流回路によって設定された電圧（ほぼ接地電圧）にな
り、上側駆動パルス４がLowの間、この状態が続く。Next, the operation when the upper drive pulse 4 is switched from High to Low will be described. The upper gate drive circuit 6 operates according to the upper drive pulse 4 to set the gate of the upper drive switching element 2 to Low, and the upper drive switching element 2 is turned off. However, due to the characteristics of the coil, the drive current tends to continue to flow, so that the voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit gradually decreases, and when it decreases to the operation start voltage of the lower synchronous rectifier circuit 9, the lower synchronous rectifier circuit. 9 operates, the lower drive switching element 3 is turned on, and the drive current of the coil is supplied through the path of ground point-lower drive switching element 2-coil 14. At this time, the voltage at the connection point 15 between the coil and the drive circuit becomes the voltage (almost ground voltage) set by the lower synchronous rectification circuit, and this state continues while the upper drive pulse 4 is Low.
【００１７】次に上側駆動パルス４がLowからHighに切
替わる時の動作を説明する。上側駆動パルス４に従って
上側ゲート駆動回路６が動作し、上側駆動スイッチング
素子２のゲートを充電しようとするが、上側駆動スイッ
チング素子２の閾値電圧に到達するまでにはゲートの充
電時間が必要となる。この区間まだ上側駆動スイッチン
グ素子２はオンしていないので、下側同期整流回路９は
動作したままでコイル電流は接地点から供給されてい
る。上側駆動スイッチング素子２のゲート電圧が上昇し
て行き、本発明で新規に導入した上側駆動スイッチング
素子２の閾値電圧より低い上側ゲート電圧検出基準電圧
源１２の電圧に到達すると、上側ゲート電圧検出コンパ
レータ１０が下側同期整流回路９をオフさせる信号を出
し、この信号が出て始めて下側同期整流回路９はオフす
る。これによって下側同期整流回路９がオフして、上側
駆動スイッチング素子２がオンするまでの時間、すなわ
ち、上下ともの駆動スイッチング素子がオフしている時
間（図6のＴ２）を非常に短くすることができ、負のス
パイク電圧を低減できる。また、上側ゲート電圧検出基
準電圧源１２は上側スイッチング素子２の閾値電圧より
も低い電圧に設定しているため、貫通電流の問題も発生
しない。Next, the operation when the upper drive pulse 4 is switched from Low to High will be described. The upper gate drive circuit 6 operates according to the upper drive pulse 4 to try to charge the gate of the upper drive switching element 2, but it takes time to charge the gate until the threshold voltage of the upper drive switching element 2 is reached. . Since the upper drive switching element 2 is not turned on yet in this section, the lower synchronous rectification circuit 9 is still operating and the coil current is supplied from the ground point. When the gate voltage of the upper drive switching element 2 rises and reaches the voltage of the upper gate voltage detection reference voltage source 12 lower than the threshold voltage of the upper drive switching element 2 newly introduced in the present invention, the upper gate voltage detection comparator 10 outputs a signal for turning off the lower synchronous rectification circuit 9, and the lower synchronous rectification circuit 9 is turned off only when this signal is output. As a result, the time until the lower synchronous rectification circuit 9 is turned off and the upper drive switching element 2 is turned on, that is, the time when the upper and lower drive switching elements are off (T2 in FIG. 6) is extremely shortened. It is possible to reduce the negative spike voltage. Further, since the upper gate voltage detection reference voltage source 12 is set to a voltage lower than the threshold voltage of the upper switching element 2, the problem of shoot-through current does not occur.
【００１８】次に、下側駆動パルス５が入力されてお
り、下側駆動スイッチング素子３がこの下側駆動パルス
５によってスイッチングされている時の動作も上側駆動
パルス４が入力されている時と全く同様に考えることが
出来る。Next, the operation when the lower drive pulse 5 is input and the lower drive switching element 3 is switched by the lower drive pulse 5 is the same as when the upper drive pulse 4 is input. You can think in exactly the same way.
【００１９】下側駆動パルス５がLowからHighに切替わ
る時の動作を説明する。下側駆動パルス５に従って下側
ゲート駆動回路７が動作し、下側駆動スイッチング素子
３のゲートを充電しようとするが、下側駆動スイッチン
グ素子３の閾値電圧に到達するまでにはゲートの充電時
間が必要となる。この区間まだ下側駆動スイッチング素
子３はオンしていないので、上側同期整流回路８は動作
したままでコイル電流は電源に供給吸い込まれている。
下側駆動スイッチング素子３のゲート電圧が上昇して行
き、本発明で新規に導入した下側駆動スイッチング素子
３の閾値電圧より低い下側ゲート電圧検出基準電圧源１
３の電圧に到達すると、下側ゲート電圧検出コンパレー
タ１１が上側同期整流回路８をオフさせる信号を出し、
この信号が出て始めて上側同期整流回路８はオフする。
これによって上側同期整流回路８がオフして、下側駆動
スイッチング素子３がオンするまでの時間、すなわち、
上下ともの駆動スイッチング素子がオフしている時間を
短くすることができ、電源電圧以上のスパイク電圧を低
減できる。The operation when the lower drive pulse 5 is switched from Low to High will be described. The lower gate drive circuit 7 operates according to the lower drive pulse 5 to try to charge the gate of the lower drive switching element 3, but the gate charging time is required until the threshold voltage of the lower drive switching element 3 is reached. Is required. Since the lower drive switching element 3 is not yet turned on in this section, the upper synchronous rectification circuit 8 is still operating and the coil current is supplied to the power source and is absorbed.
The gate voltage of the lower drive switching element 3 rises, and the lower gate voltage detection reference voltage source 1 that is lower than the threshold voltage of the lower drive switching element 3 newly introduced in the present invention.
When the voltage of 3 is reached, the lower gate voltage detection comparator 11 outputs a signal for turning off the upper synchronous rectification circuit 8,
Only when this signal is output, the upper synchronous rectification circuit 8 is turned off.
As a result, the time until the upper synchronous rectification circuit 8 is turned off and the lower drive switching element 3 is turned on, that is,
The time during which the upper and lower drive switching elements are off can be shortened, and the spike voltage above the power supply voltage can be reduced.
【００２０】次に本発明のコイル駆動装置の実施形態２
について図３を用いて説明する。図３は本発明の実施形
態２におけるコイル駆動回路の構成を示すものである。
１は電源、２、３は上下側駆動スイッチング素子、本実
施形態ではNチャンネルMOS、４は上側駆動パルス、６は
上側駆動パルス４に応じて上側駆動スイッチング素子２
を駆動する上側ゲート駆動回路、９はコイルと駆動回路
の接続点の電圧をモニタして動作する下側同期整流回
路、１０は同期整流回路のオフタイミングを決定する上
側ゲート電圧検出コンパレータ、１２は上側ゲート電圧
検出コンパレータ１０の閾値電圧となるゲート電圧検出
基準電圧源、１４はコイル、１５はコイルと駆動回路の
接続点である。Next, a second embodiment of the coil driving device of the present invention
Will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the configuration of the coil drive circuit according to the second embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 is a power supply, 2 and 3 are upper and lower drive switching elements, N-channel MOS in this embodiment, 4 is an upper drive pulse, and 6 is an upper drive switching element 2 according to an upper drive pulse 4.
, A lower synchronous rectifier circuit that operates by monitoring the voltage at the connection point between the coil and the drive circuit, 10 an upper gate voltage detection comparator that determines the off timing of the synchronous rectifier circuit, and 12 A gate voltage detection reference voltage source serving as a threshold voltage of the upper gate voltage detection comparator 10, 14 is a coil, and 15 is a connection point between the coil and the drive circuit.
【００２１】以上のように構成されたコイル駆動回路に
おいて、その動作は本発明の実施形態１での動作の説明
の上側駆動パルス４が入力されている場合の動作と全く
同一である。In the coil drive circuit configured as described above, the operation is exactly the same as the operation when the upper drive pulse 4 is input in the description of the operation in the first embodiment of the present invention.
【００２２】次に本発明のコイル駆動装置の実施形態３
について図４を用いて説明する。図４は本発明の実施形
態３におけるコイル駆動回路の構成を示すものである。
１は電源、２、３は上下側駆動スイッチング素子、本実
施形態ではNチャンネルMOS、５は下側駆動パルス、７は
下側駆動パルス５に応じて下側駆動スイッチング素子３
を駆動する下側ゲート駆動回路、８はコイルと駆動回路
の接続点の電圧をモニタして動作する上側同期整流回
路、１１は同期整流回路のオフタイミングを決定する下
側ゲート電圧検出コンパレータ、１３は下側ゲート電圧
検出コンパレータ１１の閾値電圧となるゲート電圧検出
基準電圧源、１４はコイル、１５はコイルと駆動回路の
接続点である。Next, a third embodiment of the coil driving device of the present invention
Will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the configuration of a coil drive circuit according to the third embodiment of the present invention.
1 is a power supply, 2 and 3 are upper and lower drive switching elements, N-channel MOS in this embodiment, 5 is a lower drive pulse, and 7 is a lower drive switching element 3 according to the lower drive pulse 5.
, A lower gate drive circuit for driving the circuit, 8 an upper synchronous rectification circuit that operates by monitoring the voltage at the connection point between the coil and the drive circuit, 11 a lower gate voltage detection comparator that determines the off timing of the synchronous rectification circuit, 13 Is a gate voltage detection reference voltage source serving as a threshold voltage of the lower gate voltage detection comparator 11, 14 is a coil, and 15 is a connection point between the coil and the drive circuit.
【００２３】以上のように構成されたコイル駆動回路に
おいて、その動作は本発明の実施形態１での動作の説明
の下側駆動パルス５が入力されている場合の動作と全く
同一である。In the coil drive circuit configured as described above, the operation is exactly the same as the operation when the lower drive pulse 5 is input to explain the operation in the first embodiment of the present invention.
【００２４】以上のように本実施形態によれば、上下一
方の駆動スイッチング素子の入力電圧があらかじめ設定
された前記上下一方の駆動スイッチング素子の閾値電圧
より低い基準電圧に到達したことを検出する手段を備
え、その検出結果で上下他方の駆動スイッチング素子の
オフタイミングを決定する構成にすることにより、貫通
電流を発生させることなく、上側駆動パルスがLowからH
ighに切替わる時発生する負のスパイク電圧、かつ、下
側駆動パルスがLowからHighに切替わる時発生する電源
電圧以上のスパイク電圧を低減することができる。As described above, according to the present embodiment, the means for detecting that the input voltage of one of the upper and lower drive switching elements has reached a preset reference voltage lower than the preset threshold voltage of the upper and lower drive switching elements. By deciding the off timing of the other upper and lower drive switching elements based on the detection result, the upper drive pulse goes from low to high without generating shoot-through current.
It is possible to reduce the negative spike voltage that occurs when switching to igh and the spike voltage that exceeds the power supply voltage that occurs when the lower drive pulse switches from Low to High.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明は上下一方の駆動スイッチング素
子の入力電圧があらかじめ設定された前記上下一方の駆
動スイッチング素子の閾値電圧より低い基準電圧に到達
したことを検出する手段を備え、その検出結果で上下他
方の駆動スイッチング素子のオフタイミングを決定する
構成にすることにより、貫通電流を発生させることな
く、上側駆動パルスがLowからHighに切替わる時発生す
る負のスパイク電圧、かつ、下側駆動パルスがLowからH
ighに切替わる時に発生する電源電圧以上のスパイク電
圧を低減することができる優れたコイル駆動回路を実現
するものである。The present invention comprises means for detecting that the input voltage of one of the upper and lower drive switching elements has reached a preset reference voltage lower than the preset threshold voltage of the upper and lower drive switching elements. With the configuration that determines the off timing of the other upper and lower drive switching elements, the negative spike voltage that occurs when the upper drive pulse switches from Low to High and the lower drive without generating shoot-through current. Pulse is from Low to H
The present invention realizes an excellent coil drive circuit capable of reducing a spike voltage higher than the power supply voltage generated when switching to igh.
【図１】本発明の実施形態１におけるコイル駆動回路を
示した図FIG. 1 is a diagram showing a coil drive circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】従来のコイル駆動回路を示した図FIG. 2 is a diagram showing a conventional coil drive circuit.
【図３】本発明の実施形態2に示したコイル駆動回路を
示した図FIG. 3 is a diagram showing a coil drive circuit shown in a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施形態３に示したコイル駆動回路を
示した図FIG. 4 is a diagram showing a coil drive circuit shown in a third embodiment of the present invention.
【図５】従来のコイル駆動回路のタイミングチャートFIG. 5 is a timing chart of a conventional coil drive circuit.
【図６】本発明の実施形態におけるコイル駆動回路のタ
イミングチャートFIG. 6 is a timing chart of the coil drive circuit according to the embodiment of the present invention.
【図７】コイル駆動回路の半導体断面を示す図FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor cross section of a coil drive circuit.
１ 電源
２ 上側駆動スイッチング素子
３ 下側駆動スイッチング素子
４ 上側駆動パルス
５ 下側駆動パルス
６ 上側ゲート駆動回路
７ 下側ゲート駆動回路
８ 上側同期整流回路
９ 下側同期整流回路
１０ 上側ゲート電圧検出コンパレータ
１１ 下側ゲート電圧検出コンパレータ
１２ 基準電圧源
１３ 基準電圧源
１４ コイル
１５ コイルと駆動回路の接続点
１６ 寄生NPNトランジスタ
１７ 寄生PNPトランジスタ
１８ 拡散抵抗
１９ 内部制御回路のN型半導体領域
２０ 寄生電流
２１ 拡散抵抗の島のＮ型半導体領域
２２ 下側駆動スイッチング素子のドレイン領域（Ｎ
型）
２３ Ｐ型基板
２４，２５ ダイオード1 Power Supply 2 Upper Drive Switching Element 3 Lower Drive Switching Element 4 Upper Drive Pulse 5 Lower Drive Pulse 6 Upper Gate Drive Circuit 7 Lower Gate Drive Circuit 8 Upper Synchronous Rectifier Circuit 9 Lower Synchronous Rectifier Circuit 10 Upper Gate Voltage Detection Comparator 11 Lower gate voltage detection comparator 12 Reference voltage source 13 Reference voltage source 14 Coil 15 Connection point between coil and drive circuit 16 Parasitic NPN transistor 17 Parasitic PNP transistor 18 Diffusion resistor 19 N-type semiconductor region 20 of internal control circuit 20 Parasitic current 21 Diffusion N-type semiconductor region 22 of the island of resistance Drain region (N
Type) 23 P type substrate 24, 25 diode
Claims (6)
ッチング素子の接続点にコイルが接続されたスイッチン
グ回路と、 駆動パルス信号に伴い、前記上下駆動スイッチング素子
を駆動する駆動回路と、前記上下一方の駆動スイッチン
グ素子をオフに切替えた後、前記上下他方の駆動スイッ
チング素子をオンする同期整流制御回路を備えたコイル
駆動回路において、 前記上下一方の駆動スイッチング素子の入力電圧があら
かじめ設定された前記上下一方の駆動スイッチング素子
の閾値電圧より低い基準電圧に到達したことを検出する
手段を備え、 その検出結果で前記上下他方の駆動スイッチング素子の
オフタイミングを決定することを特徴とするコイル駆動
回路。1. A switching circuit having a coil connected to a connection point between an upper drive switching element and a lower drive switching element, a drive circuit for driving the vertical drive switching element according to a drive pulse signal, and one of the upper and lower drive circuits. In a coil drive circuit including a synchronous rectification control circuit that turns on the other upper and lower drive switching elements after switching the drive switching element off, the upper and lower ones in which the input voltage of the one upper and lower drive switching elements is preset. A coil drive circuit, comprising means for detecting that a reference voltage lower than a threshold voltage of the drive switching element has been detected, and the off timing of the other drive switching element of the upper and lower sides is determined by the detection result.
ッチング素子の接続点にコイルが接続されたスイッチン
グ回路と、 駆動パルス信号に伴い、前記上側駆動スイッチング素子
を駆動する駆動回路と、 前記上側駆動スイッチング素子をオフに切替えた後、前
記下側駆動スイッチング素子をオンする同期整流制御回
路を備えたコイル駆動回路において、 前記上側駆動スイッチング素子の入力電圧があらかじめ
設定された前記上側駆動スイッチング素子の閾値電圧よ
り低い基準電圧に到達したことを検出する手段を備え、 その検出結果で下側駆動スイッチング素子のオフタイミ
ングを決定することを特徴とするコイル駆動回路。2. A switching circuit having a coil connected to a connection point between the upper drive switching element and the lower drive switching element, a drive circuit for driving the upper drive switching element according to a drive pulse signal, and the upper drive switching. In a coil drive circuit including a synchronous rectification control circuit that turns on the lower drive switching element after switching the element off, a threshold voltage of the upper drive switching element in which an input voltage of the upper drive switching element is preset. A coil drive circuit comprising means for detecting that a lower reference voltage has been reached, and the off-timing of the lower drive switching element is determined by the detection result.
ッチング素子の接続点にコイルが接続されたスイッチン
グ回路と、 駆動パルス信号に伴い、前記下側駆動スイッチング素子
を駆動する駆動回路と、 前記下側駆動スイッチング素子をオフに切替えた後、前
記上側駆動スイッチング素子をオンする同期整流制御回
路を備えたコイル駆動回路において、 前記下側駆動スイッチング素子の入力電圧があらかじめ
設定された前記下側駆動スイッチング素子の閾値電圧よ
り低い基準電圧に到達したことを検出する手段を備え、 その検出結果で上側駆動スイッチング素子のオフタイミ
ングを決定することを特徴とするコイル駆動回路。3. A switching circuit in which a coil is connected to a connection point between the upper drive switching element and the lower drive switching element, a drive circuit which drives the lower drive switching element according to a drive pulse signal, and the lower side A coil drive circuit comprising a synchronous rectification control circuit for turning on the upper drive switching element after switching the drive switching element off, wherein the lower drive switching element has an input voltage preset for the lower drive switching element. A coil drive circuit comprising means for detecting that a reference voltage lower than the threshold voltage of 1 has been reached, and the off timing of the upper drive switching element is determined by the detection result.
力電圧があらかじめ設定された前記上下一方の駆動スイ
ッチング素子の閾値電圧より低い基準電圧に到達したこ
とを検出する手段としてコンパレータを有することを特
徴とする請求項１記載のコイル駆動回路。4. A comparator is provided as means for detecting that the input voltage of the one of the upper and lower drive switching elements has reached a reference voltage lower than a preset threshold voltage of the one of the upper and lower drive switching elements. The coil drive circuit according to claim 1.
があらかじめ設定された前記上側駆動スイッチング素子
の閾値電圧より低い基準電圧に到達したことを検出する
手段としてコンパレータを有することを特徴とする請求
項２記載のコイル駆動回路。5. A comparator is provided as means for detecting that the input voltage of the upper drive switching element has reached a reference voltage lower than a preset threshold voltage of the upper drive switching element. The described coil drive circuit.
があらかじめ設定された前記下側駆動スイッチング素子
の閾値電圧より低い基準電圧に到達したことを検出する
手段としてコンパレータを有することを特徴とする請求
項３記載のコイル駆動回路。6. A comparator is provided as means for detecting that the input voltage of the lower drive switching element has reached a reference voltage lower than a preset threshold voltage of the lower drive switching element. The coil drive circuit according to item 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326278A JP2003134802A (en) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Coil drive circuit |
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| JP2003134802A true JP2003134802A (en) | 2003-05-09 |
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| JP2001326278A Pending JP2003134802A (en) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Coil drive circuit |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003134802A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516684A (en) * | 2003-06-21 | 2007-06-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Dead time control in switching circuits |
| US7382116B2 (en) | 2004-10-25 | 2008-06-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device configured to control a gate voltage between a threshold voltage and ground |
| CN110953393A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 株式会社京滨 | Solenoid valve driving device |
-
2001
- 2001-10-24 JP JP2001326278A patent/JP2003134802A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7382116B2 (en) | 2004-10-25 | 2008-06-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device configured to control a gate voltage between a threshold voltage and ground |
| CN110953393A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 株式会社京滨 | Solenoid valve driving device |
| US11047328B2 (en) | 2018-09-27 | 2021-06-29 | Keihin Corporation | Electromagnetic valve drive device |
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