JP2005159542A - Bridge type drive circuit - Google Patents

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伸一郎 片岡
Yasunaga Yamamoto
泰永 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bridge type drive circuit wherein a charge pump circuit for a plurality of bridge type drive output circuits whose output power supply voltages differ from each other is configured by few numbers of components and each of level shift circuits is realized by means of a MOS transistor with a low gate-source withstanding voltage. <P>SOLUTION: The charge pump circuit is configured with one oscillator for generating a plurality of voltages higher by a prescribed voltage from each of the output power supply voltages, and each level shift circuit is configured by using resistors and Zener diodes so as to avoid a high output voltage of the charge pump circuit from being applied between the gate and the source of the MOS transistor as it is. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数のインダクタンス負荷を電源電圧の異なる複数のブリッジ回路の出力により駆動し、また、高い電源電圧を用いて構成することができるブリッジ型駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a bridge type drive circuit that can drive a plurality of inductance loads by outputs of a plurality of bridge circuits having different power supply voltages and can be configured using a high power supply voltage.

従来のこの種のブリッジ型駆動回路は、図6に概略を示したように構成されている。図6において、101,104は電流供給能力の小さいNチャネルMOSトランジスタ、102,103,105,106は電流供給能力の大きいNチャネルMOSトランジスタ、107は電源、108はインダクタンス、109は抵抗、110はインダクタンス108に流れる電流である。   This type of conventional bridge-type drive circuit is configured as schematically shown in FIG. In FIG. 6, 101 and 104 are N channel MOS transistors having a small current supply capability, 102, 103, 105 and 106 are N channel MOS transistors having a large current supply capability, 107 is a power source, 108 is an inductance, 109 is a resistor, and 110 is a resistor. This is the current flowing through the inductance 108.

電流110が大きい時で、図6の矢印方向に電流110を流す場合、NチャネルMOSトランジスタ101,103,104,105をオフ、NチャネルMOSトランジスタ106をオン、NチャネルMOSトランジスタ102をPWM(パルス幅変換)信号に基づきオン・オフさせることで、電流110を制御する。電流110が小さい時で、図6の矢印方向に電流110を流す場合、NチャネルMOSトランジスタ102,103,104,105をオフ、NチャネルMOSトランジスタ106をオン、NチャネルMOSトランジスタ101をPWM信号に基づきオン・オフさせることで、電流110を制御する。   When the current 110 is large and the current 110 flows in the direction of the arrow in FIG. 6, the N-channel MOS transistors 101, 103, 104, and 105 are turned off, the N-channel MOS transistor 106 is turned on, and the N-channel MOS transistor 102 is PWM (pulsed). The current 110 is controlled by turning on / off based on the width conversion signal. When the current 110 is small and the current 110 flows in the direction of the arrow in FIG. 6, the N-channel MOS transistors 102, 103, 104, and 105 are turned off, the N-channel MOS transistor 106 is turned on, and the N-channel MOS transistor 101 is turned into a PWM signal. The current 110 is controlled by turning it on and off based on this.

電流110が小さい時は、電流供給能力が小さいNチャネルMOSトランジスタ101で駆動するため、ピーク電流が大きくなりにくく、PWMノイズを発生しにくい。また、以上の動作は、電流110を図6と逆方向に流す場合も同様である。   When the current 110 is small, it is driven by the N-channel MOS transistor 101 having a small current supply capability, so that the peak current is difficult to increase and PWM noise is not easily generated. The above operation is the same when the current 110 is passed in the direction opposite to that in FIG.

次に、図7は従来のブリッジ型駆動回路の詳細構成を示す回路であり、107は電源、101は電流供給能力が小さいNチャネルMOSトランジスタ、102,105は電流供給能力が大きいNチャネルMOSトランジスタ、108はインダクタンス、110はインダクタンス108に流れる電流、111,112,113,114,115,116,117,118はNチャネルMOSトランジスタ、119,120,121,122はPチャネルMOSトランジスタ、123,124,125,126,127,128,129,130,131,132,133はダイオード、134,135,136,137は抵抗、138,139はコンデンサである。   Next, FIG. 7 is a circuit showing a detailed configuration of a conventional bridge type drive circuit, where 107 is a power source, 101 is an N-channel MOS transistor having a small current supply capability, and 102 and 105 are N-channel MOS transistors having a large current supply capability. 108, inductance, 110, current flowing in the inductance 108, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 are N channel MOS transistors, 119, 120, 121, 122 are P channel MOS transistors, 123, 124 , 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, and 133 are diodes, 134, 135, 136, and 137 are resistors, and 138 and 139 are capacitors.

電流110が大きい時のNチャネルMOSトランジスタ102のゲートを駆動するための昇圧手段として、ブートストラップとチャージポンプの2通りが同時に記載されているが、まず、ブートストラップで昇圧される場合は、NチャネルMOSトランジスタ102がオフ、NチャネルMOSトランジスタ105がオン時にダイオード130端子間に発生する電圧をV130と近似するとコンデンサ139の端子間に発生する電圧V139は、電源107の電圧をV107とすると、(数1)となり、   As boosting means for driving the gate of the N-channel MOS transistor 102 when the current 110 is large, two types of bootstrap and charge pump are described at the same time. When the voltage generated between the terminals of the diode 130 when the channel MOS transistor 102 is OFF and the N-channel MOS transistor 105 is ON is approximated to V130, the voltage V139 generated between the terminals of the capacitor 139 is (V107) Equation 1)

Figure 2005159542
コンデンサ139は(数1)の電圧を保持したまま、NチャネルMOSトランジスタ105,116,117がオフ、NチャネルMOSトランジスタ115がオンし、NチャネルMOSトランジスタ118のゲート・ソース間電圧をVGS118、ダイオード129に発生する電圧をV129とすると、NチャネルMOSトランジスタ102のゲートに印加される電圧VG102aは、(数2)となる。
Figure 2005159542
The capacitor 139 holds the voltage of (Equation 1), the N-channel MOS transistors 105, 116, 117 are turned off, the N-channel MOS transistor 115 is turned on, and the gate-source voltage of the N-channel MOS transistor 118 is set to VGS 118, diode Assuming that the voltage generated at 129 is V129, the voltage VG102a applied to the gate of the N-channel MOS transistor 102 is (Expression 2).

Figure 2005159542
なお、NチャネルMOSトランジスタ115のオン・オフするタイミングとNチャネルMOSトランジスタ116,117のオン・オフするタイミングは逆であり、また、NチャネルMOSトランジスタ115のオン・オフするタイミングとNチャネルMOSトランジスタ105のオン・オフするタイミングも基本的に逆であるが、NチャネルMOSトランジスタ102とNチャネルMOSトランジスタ105間で貫通電流が流れないようなタイミング関係になっている。
Figure 2005159542
The on / off timing of N channel MOS transistor 115 and the on / off timing of N channel MOS transistors 116 and 117 are opposite, and the on / off timing of N channel MOS transistor 115 and the N channel MOS transistor The timing of turning on and off 105 is basically opposite, but the timing relationship is such that no through current flows between the N channel MOS transistor 102 and the N channel MOS transistor 105.

次に、チャージポンプで昇圧される場合は、NチャネルMOSトランジスタ115がオン期間に相当するNチャネルMOSトランジスタ102をオンさせる期間のみNチャネルMOSトランジスタ113のゲートにはクロック信号が入力され、NチャネルMOSトランジスタ113がオン時にダイオード125,126に発生する電圧をV125,V126とすると、この時、コンデンサ138の両端に発生する電圧V138は、(数3)となり、   Next, when the voltage is boosted by the charge pump, a clock signal is input to the gate of N channel MOS transistor 113 only during a period in which N channel MOS transistor 115 turns on N channel MOS transistor 102 corresponding to the on period. Assuming that the voltages generated in the diodes 125 and 126 when the MOS transistor 113 is on are V125 and V126, the voltage V138 generated at both ends of the capacitor 138 at this time becomes (Equation 3)

Figure 2005159542
この電圧を保持したまま、NチャネルMOSトランジスタ113がオフした時のNチャネルMOSトランジスタ114のゲート・ソース間電圧をVGS114、ダイオード127に発生する電圧をV127とすると、NチャネルMOSトランジスタ102のゲート電圧VG102bは、(数4)となる。
Figure 2005159542
With this voltage held, if the gate-source voltage of the N-channel MOS transistor 114 when the N-channel MOS transistor 113 is turned off is VGS114 and the voltage generated in the diode 127 is V127, the gate voltage of the N-channel MOS transistor 102 The VG 102b becomes (Expression 4).

Figure 2005159542
次に、電流110が小さい時は、NチャネルMOSトランジスタの電流供給能力が小さい方が好ましいため、NチャネルMOSトランジスタ101のゲート電圧は、昇圧されることなく、電源107のV107の電圧が印加される構成になっている。
特許第3199722号公報
Figure 2005159542
Next, when the current 110 is small, it is preferable that the current supply capability of the N-channel MOS transistor is small. Therefore, the gate voltage of the N-channel MOS transistor 101 is not boosted and the voltage of V107 of the power supply 107 is applied. It is the composition which becomes.
Japanese Patent No. 3199722

しかしながら、このような構成のブリッジ型駆動回路では、NチャネルMOSトランジスタ102のゲートを駆動する電圧が、ブートストラップでは(数2)、チャージポンプでは(数4)に示すようにVGS118、VGS114などによる電圧降下により充分高くなく、NチャネルMOSトランジスタ102のオン抵抗を充分小さくすることができない。   However, in the bridge-type driving circuit having such a configuration, the voltage for driving the gate of the N-channel MOS transistor 102 depends on VGS118, VGS114, etc. as shown in (Equation 2) for the bootstrap and (Equation 4) for the charge pump. The on-resistance of the N-channel MOS transistor 102 cannot be sufficiently reduced because the voltage drop is not sufficiently high.

また、図7に示すようなブリッジ型駆動回路が、多チャンネルある場合、ブートストラップでは、全チャンネルごとに図7に示すコンデンサ139に相当する大きなコンデンサが2個ずつ必要となり、半導体基板上に図7の回路を構成する場合、外付け部品が増加することになり、チャージポンプでは全チャンネルごとにNチャネルMOSトランジスタ115に相当する部分がオンする期間(NチャネルMOSトランジスタ102に相当する部分をオンさせる期間)、NチャネルMOSトランジスタ113をオン・オフさせるクロック信号をチャンネルごとに入力する必要があるため、全チャンネルごとにチャージポンプ回路をそれぞれ構成する必要がある。   In addition, when the bridge type driving circuit as shown in FIG. 7 has multiple channels, the bootstrap requires two large capacitors corresponding to the capacitor 139 shown in FIG. 7 for every channel. When the circuit of FIG. 7 is configured, the number of external parts increases, and in the charge pump, the period corresponding to the N-channel MOS transistor 115 is turned on for each channel (the part corresponding to the N-channel MOS transistor 102 is turned on). In this period, since it is necessary to input a clock signal for turning on / off the N-channel MOS transistor 113 for each channel, it is necessary to configure a charge pump circuit for each channel.

また、チャンネルにより電源107に相当する部分の電圧が異なる場合、各チャンネルのNチャネルMOSトランジスタ102に相当する部分のゲートに電源107に相当する部分の電圧よりも各チャンネルに一定電圧高い電圧を発生させられなくなる。   In addition, when the voltage corresponding to the power supply 107 differs depending on the channel, a voltage higher than the voltage corresponding to the power supply 107 is generated in each channel by a gate corresponding to the N-channel MOS transistor 102 of each channel. I can't let you.

また、チャンネルによって電源107に相当する部分の電圧が高いと、ブートストラップの場合、NチャネルMOSトランジスタ121,122のゲート・ソース間に係る電圧VZ1は、ダイオード129のオン時の両端電圧をV129とすると、(数5)となり、   When the voltage corresponding to the power source 107 is high depending on the channel, in the case of bootstrap, the voltage VZ1 between the gate and the source of the N-channel MOS transistors 121 and 122 is expressed as V129 when the diode 129 is turned on. Then, (Equation 5)

Figure 2005159542
NチャネルMOSトランジスタ121,122のゲート・ソース間耐圧が高いものが必要となるという問題があった。
Figure 2005159542
There is a problem that the N-channel MOS transistors 121 and 122 must have high gate-source breakdown voltage.

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、NチャネルMOSトランジスタ102のゲートに相当する電圧を充分高い電圧まで昇圧でき、また、図6に示すようなブリッジ型駆動回路が複数必要な場合、ブートストラップで必要となる外付けコンデンサやNチャネルMOSトランジスタ102に相当する部分をオンさせる期間クロック信号により動作するチャージポンプがチャンネルごとには、そのままの回路は不要となり、また、チャンネルにより電源107に相当する部分の電圧が異なる場合、各チャンネルのNチャネルMOSトランジスタ102に相当する部分のゲートに電源107に相当する部分の電圧よりも各チャンネルに一定電圧高い電圧を発生させられ、また、NチャネルMOSトランジスタ102のゲートに相当する部分を駆動するのに必要となる昇圧された電圧が高くても、回路を構成するMOSトランジスタのゲート・ソース間耐圧が低いもので構成できるブリッジ型駆動回路を提供することを目的とする。   The present invention is directed to solving the problems of the prior art, and can increase the voltage corresponding to the gate of the N-channel MOS transistor 102 to a sufficiently high voltage. When a plurality of circuits are required, an external capacitor required for bootstrap and a charge pump that operates by a clock signal for a period that turns on a portion corresponding to the N-channel MOS transistor 102 are not required for each channel, In addition, when the voltage corresponding to the power supply 107 differs depending on the channel, a voltage higher than the voltage corresponding to the power supply 107 is generated in each channel by a gate corresponding to the N-channel MOS transistor 102 of each channel. N channel MOS transistor 102 An object of the present invention is to provide a bridge type drive circuit that can be configured with a low gate-source breakdown voltage of a MOS transistor constituting a circuit even when a boosted voltage required for driving a portion corresponding to a gate is high. And

この目的を達成するために、本発明に係るブリッジ型駆動回路は、制御回路用電源と、制御回路用電源を電圧供給源とする発振器と、少なくとも1つ以上のブリッジ型駆動出力回路と、各ブリッジ型駆動出力回路に電圧を供給する少なくとも1つ以上の出力用電源と、各出力用電源よりも制御回路用電源電圧からダイオード2個分の電圧を引いた電圧だけ高い電圧を各出力用電源ごとに発生させるチャージポンプ回路と、チャージポンプ回路の各出力電圧を電圧供給源とする各ブリッジ型駆動出力回路ごとに設けられたレベルシフト回路と、制御回路用電源を電圧供給源とする各ブリッジ型駆動出力回路ごとに設けられたデッドタイム作成回路とで構成され、デッドタイム作成回路からの第2のパルス出力はレベルシフト回路の第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートに入力され、デッドタイム作成回路からの第3のパルス出力は第1のパルス出力と反転関係にあり、レベルシフト回路のソースを接地した第2のNチャネルMOSトランジスタのゲートに入力され、第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインとチャージポンプ回路の出力間には電圧降下を生じる少なくとも1つ以上の直列接続された抵抗成分及びチャージポンプ回路の出力からの電圧降下をクランプする保護素子を有し、第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインとチャージポンプ回路の出力間の抵抗成分及び保護素子に基づき発生するチャージポンプ回路の出力からの降下電圧によりソースをチャージポンプ回路の出力に接続した第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧を制御し、第1のPチャネルMOSトランジスタのドレインと第2のNチャネルMOSトランジスタのドレインの接続点から出力される第4のパルス出力及びデッドタイム作成回路からの第2のパルス出力と同期した第1のパルス出力により、ブリッジ型駆動出力回路を駆動し、第4のパルス出力で駆動されるブリッジ型駆動出力回路を構成する第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間にはツェナーダイオードを有するように構成したものである。   To achieve this object, a bridge-type drive circuit according to the present invention includes a control circuit power supply, an oscillator using the control circuit power supply as a voltage supply source, at least one bridge-type drive output circuit, At least one output power supply that supplies a voltage to the bridge type drive output circuit, and each output power supply is higher than the output power supply by a voltage obtained by subtracting two diodes from the control circuit power supply voltage Charge pump circuit to be generated for each, a level shift circuit provided for each bridge type drive output circuit using each output voltage of the charge pump circuit as a voltage supply source, and each bridge using a power supply for the control circuit as a voltage supply source And a second pulse output from the dead time generation circuit is the first N channel of the level shift circuit. The third pulse output from the dead time generation circuit is in an inverted relationship with the first pulse output, and is applied to the gate of the second N-channel MOS transistor with the source of the level shift circuit grounded. Protection that clamps the voltage drop from the output of the charge pump circuit and at least one or more series connected resistance components that are input and cause a voltage drop between the drain of the first N-channel MOS transistor and the output of the charge pump circuit The source is connected to the output of the charge pump circuit by the voltage drop from the output of the charge pump circuit generated based on the resistance component between the drain of the first N-channel MOS transistor and the output of the charge pump circuit and the protection element. Gate-source voltage of the first P-channel MOS transistor Controlled and synchronized with the fourth pulse output outputted from the connection point of the drain of the first P-channel MOS transistor and the drain of the second N-channel MOS transistor and the second pulse output from the dead time generating circuit. A bridge type drive output circuit is driven by the pulse output of 1, and a zener diode is provided between the gate and source of the third N-channel MOS transistor constituting the bridge type drive output circuit driven by the fourth pulse output. It is comprised as follows.

前記の構成によれば、ブリッジ型駆動出力回路を各出力用電源よりも第1の制御用電源電圧からダイオード2個分の電圧を引いた電圧だけ高い電圧で駆動でき、また、ブートストラップ用のコンデンサや各ブリッジ型駆動出力回路ごとのチャージポンプ回路は不要となり、また、レベルシフト回路を構成する第1及び第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間への電圧は制御回路用電源の電圧、第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間には、チャージポンプ回路の出力電圧と第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン間における抵抗成分及び保護素子で制御された電圧が印加されるために過電圧が印加されることがなく、また、第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間は、ツェナーダイオード及び電流制限素子となる第1のPチャネルMOSトランジスタのソース・ドレイン間の抵抗成分により耐圧保護できる。   According to the above configuration, the bridge-type drive output circuit can be driven at a voltage higher than each output power source by a voltage obtained by subtracting two diodes from the first control power supply voltage. A capacitor and a charge pump circuit for each bridge type drive output circuit are not required, and the voltage between the gate and source of the first and second N-channel MOS transistors constituting the level shift circuit is the voltage of the power supply for the control circuit. Because the output voltage of the charge pump circuit and the resistance component between the drain of the first N channel MOS transistor and the voltage controlled by the protection element are applied between the gate and source of the first P channel MOS transistor. No overvoltage is applied, and the third N-channel MOS transistor has a Zener Resistance component between the source and the drain of the first P-channel MOS transistor serving as a diode and a current limiting element by pressure-proof protection.

以上説明したように、本発明によれば、チャージポンプ回路の高い出力電圧を実現できるため、ブリッジ型駆動出力回路を構成するNチャネルMOSトランジスタのオン抵抗を小さくでき、また、チャージポンプ回路の構成として、1つの発振器のパルス出力により複数の出力用電源電圧ごとにそれぞれを同一電圧分昇圧した複数の電圧を発生させる構成にしているため、異なる出力用電源電圧を有する多チャンネル時においても複数の発振器で構成したチャージポンプ回路が不要となり、多チャンネル時にブートストラップ構成において必要になる多くのコンデンサ(半導体基板上に構成する場合は外付けとなるコンデンサ)も不要となり、さらに、レベルシフト回路として、レベルシフト回路を構成するMOSトランジスタのゲート・ソース間耐圧が低いものでも構成することができるという効果を奏する。   As described above, according to the present invention, since a high output voltage of the charge pump circuit can be realized, the on-resistance of the N-channel MOS transistor constituting the bridge type drive output circuit can be reduced, and the configuration of the charge pump circuit As described above, since a plurality of voltages obtained by boosting each of the plurality of output power supply voltages by the same voltage is generated by a pulse output of one oscillator, a plurality of voltages can be obtained even in multi-channels having different output power supply voltages. A charge pump circuit composed of an oscillator is not required, many capacitors required for a bootstrap configuration when there are multiple channels (external capacitors when configured on a semiconductor substrate) are also unnecessary, and as a level shift circuit, Gate and source of MOS transistors constituting the level shift circuit Be those rce low withstand voltage advantageously possible to configure.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態1におけるブリッジ型駆動回路の基本構成の概略を示す回路図であり、1,2,3,4はNチャネルMOSトランジスタ、5は電源、6はインダクタンス、7は抵抗、8はインダクタンス6に流れる電流である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a basic configuration of a bridge-type drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 1, 2, 3, 4 are N-channel MOS transistors, 5 is a power source, 6 is an inductance, and 7 is A resistor 8 is a current flowing through the inductance 6.

図1の矢印方向に電流8を流す場合、NチャネルMOSトランジスタ2,3をオフ、NチャネルMOSトランジスタ4をオンにし、NチャネルMOSトランジスタ1をPWM信号に応じオン・オフすることで電流8を制御できる。   When the current 8 flows in the direction of the arrow in FIG. 1, the N-channel MOS transistors 2 and 3 are turned off, the N-channel MOS transistor 4 is turned on, and the N-channel MOS transistor 1 is turned on / off according to the PWM signal. Can be controlled.

なお、NチャネルMOSトランジスタ3をオフしている場合に、NチャネルMOSトランジスタ1がオンからオフに切り換わると、NチャネルMOSトランジスタ3のボディ・ドレイン間のダイオードを経由して電流8が流れるが、NチャネルMOSトランジスタ1とNチャネルMOSトランジスタ3のオン・オフタイミングを逆にし、かつ、電源5から接地端子へNチャネルMOSトランジスタ1とNチャネルMOSトランジスタ3を経由した貫通電流が流れないようにオン・オフの切り換わり時に両方のトランジスタがオフするデッドタイム期間を設けた同期整流タイプの構成においても消費電力が削減された形で実現できる。   When the N-channel MOS transistor 3 is turned off and the N-channel MOS transistor 1 is switched from on to off, a current 8 flows through a diode between the body and the drain of the N-channel MOS transistor 3. The on / off timing of the N channel MOS transistor 1 and the N channel MOS transistor 3 is reversed, and the through current through the N channel MOS transistor 1 and the N channel MOS transistor 3 does not flow from the power source 5 to the ground terminal. Even in a synchronous rectification type configuration in which a dead time period in which both transistors are turned off at the time of on / off switching is provided, this can be realized with reduced power consumption.

また、図1の電流8を逆方向に流す場合は、NチャネルMOSトランジスタ1,4をオフ、NチャネルMOSトランジスタ3をオン、NチャネルMOSトランジスタ2をPWM信号に応じオン・オフすると前述と同様な動作となる。   When the current 8 shown in FIG. 1 is flowed in the reverse direction, the N channel MOS transistors 1 and 4 are turned off, the N channel MOS transistor 3 is turned on, and the N channel MOS transistor 2 is turned on and off according to the PWM signal. It becomes the operation.

以上の説明は、NチャネルMOSトランジスタ4あるいは3をオンさせ、NチャネルMOSトランジスタ1あるいは2をPWM信号に応じてオン・オフさせた場合であるが、NチャネルMOSトランジスタ1あるいは2をオンさせ、NチャネルMOSトランジスタ4あるいは3をPWM信号に応じオン・オフさせた場合も同様に電流8を制御できる。   The above explanation is a case where the N-channel MOS transistor 4 or 3 is turned on and the N-channel MOS transistor 1 or 2 is turned on / off according to the PWM signal. However, the N-channel MOS transistor 1 or 2 is turned on, The current 8 can be similarly controlled when the N-channel MOS transistor 4 or 3 is turned on / off according to the PWM signal.

次に、図2は本実施の形態1における詳細構成の一例であり、電源10、電源11と異なる電圧を出力用電源とする2チャンネルのブリッジ型駆動回路を示し、図1の回路におけるNチャネルMOSトランジスタ2がオフ、NチャネルMOSトランジスタ4がオンの時を想定して、図2の抵抗38,39の一方の端子を接地した回路を示しており、昇圧された信号57,58の異なる電圧は、1つの発振器46に基づき発生するように構成されている。   Next, FIG. 2 is an example of a detailed configuration in the first embodiment, and shows a two-channel bridge type driving circuit using a voltage different from that of the power source 10 and the power source 11 as an output power source, and the N channel in the circuit of FIG. 2 shows a circuit in which one terminal of the resistors 38 and 39 in FIG. 2 is grounded, assuming that the MOS transistor 2 is off and the N-channel MOS transistor 4 is on. Different voltages of the boosted signals 57 and 58 are shown. Are generated based on one oscillator 46.

図2において、9,10,11は電源、12,13,14,15,16,17,18,19,20はNチャネルMOSトランジスタ、21,22,23はPチャネルMOSトランジスタ、24,25,26,27はコンデンサ、28,29はインバータ、30,31,32,33はダイオード、34,35,36,37はツェナーダイオード、38,39,40,41,42,43は抵抗、44,45はインダクタンス、46は発振器、47,48は第1,第2デッドタイム作成回路、49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,60は信号である。   In FIG. 2, 9, 10, 11 are power supplies, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 are N channel MOS transistors, 21, 22, 23 are P channel MOS transistors, 24, 25, 26, 27 are capacitors, 28, 29 are inverters, 30, 31, 32, 33 are diodes, 34, 35, 36, 37 are Zener diodes, 38, 39, 40, 41, 42, 43 are resistors, 44, 45 Is an oscillator, 46 is an oscillator, 47 and 48 are first and second dead time generating circuits, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and 60 are signals.

以上のように構成された本実施の形態1のブリッジ型駆動回路の動作を、図3の第1デッドタイム作成回路の第1入力端子と第1〜第3出力端子の入出力端子の信号51,52,53のタイミングチャートを用いて説明する。   The operation of the bridge type driving circuit according to the first embodiment configured as described above is the same as the signal 51 of the input / output terminals of the first input terminal and the first to third output terminals of the first dead time generation circuit of FIG. , 52, 53 will be used to explain.

なお、発振器46の出力となる信号60は、充分低インピーダンス出力であり、Hレベルは電源9の電圧を、Lレベルは0Vを出力するものとして、一般的には、発振器46のデューティは約50%、発振器46の周波数は約500kHz、コンデンサ24,25,26,27の値は約0.1μF位で使用されている。   Note that the signal 60 that is the output of the oscillator 46 is a sufficiently low impedance output, the H level outputs the voltage of the power supply 9 and the L level outputs 0 V. Generally, the duty of the oscillator 46 is about 50. %, The frequency of the oscillator 46 is about 500 kHz, and the values of the capacitors 24, 25, 26, and 27 are about 0.1 μF.

電源9,10,11の電圧をそれぞれV9,V10,V11として、信号60が0V時にダイオード30の端子間に発生する電圧をV30と近似すると、信号60が0V時のコンデンサ24に発生する電圧V24は(数6)のようになる。   When the voltages of the power supplies 9, 10, and 11 are V9, V10, and V11, respectively, and the voltage generated between the terminals of the diode 30 when the signal 60 is 0V is approximated to V30, the voltage V24 generated in the capacitor 24 when the signal 60 is 0V. Becomes (Equation 6).

Figure 2005159542
そして、コンデンサ24に電圧V24を保持したまま、信号60がV9のHレベルの電圧になった時のダイオード31の端子間に発生する電圧をV31と近似すると、信号57の電圧V57は(数7)のようになる。
Figure 2005159542
When the voltage generated between the terminals of the diode 31 when the signal 60 becomes the H level voltage of V9 while the voltage V24 is held in the capacitor 24 is approximated to V31, the voltage V57 of the signal 57 is )become that way.

Figure 2005159542
ダイオード31は信号57からダイオード31方向への電流の逆流を防止している。
Figure 2005159542
The diode 31 prevents the backflow of current from the signal 57 toward the diode 31.

(数7)と同様に信号58の電圧V58は(数8)のようになる。   Similar to (Equation 7), the voltage V58 of the signal 58 is given by (Equation 8).

Figure 2005159542
図3に示すように第1デッドタイム作成回路47の第1入力端子の信号49から作成した第1〜第3出力端子の信号51,52,53のタイミング関係としては、信号51と信号52は反転関係、信号51と信号53の関係は、t1,t2のようなNチャネルMOSトランジスタ13とNチャネルMOSトランジスタ14が共にオフになるような期間を設け、NチャネルMOSトランジスタ13のソースに接続されるインダクタンス44、抵抗38などの負荷にかかわらず、電源10と接地間にてNチャネルMOSトランジスタ13とNチャネルMOSトランジスタ14を経由して貫通電流が流れないようにしている。
Figure 2005159542
As shown in FIG. 3, the timing relationship between the signals 51, 52, 53 of the first to third output terminals created from the signal 49 of the first input terminal of the first dead time creation circuit 47 is as follows. The inversion relationship, the relationship between the signal 51 and the signal 53, is connected to the source of the N-channel MOS transistor 13 by providing a period in which both the N-channel MOS transistor 13 and the N-channel MOS transistor 14 are turned off, such as t1 and t2. Regardless of the load such as the inductance 44 and the resistor 38, the through current does not flow between the power supply 10 and the ground via the N-channel MOS transistor 13 and the N-channel MOS transistor 14.

信号51,52,53のHレベルは、NチャネルMOSトランジスタ14,15,16のゲート・ソース間耐圧以下となる電源9の電圧であり、信号51がHレベル時には、PチャネルMOSトランジスタ22のゲート・ソース間には、ゲート・ソース間耐圧以下の電圧が印加されるように、信号57とNチャネルMOSトランジスタ16のドレイン間に直列接続された抵抗40,41の接続点をPチャネルMOSトランジスタ22のゲートに接続し、また、同時にPチャネルMOSトランジスタ22のゲート・ソース間耐圧以下のツェナー電圧であるツェナーダイオード34のカソードをPチャネルMOSトランジスタのソースに、アノードをPチャネルMOSトランジスタ22のゲートに接続している。   The H level of the signals 51, 52, 53 is the voltage of the power supply 9 that is equal to or lower than the gate-source breakdown voltage of the N channel MOS transistors 14, 15, 16, and the gate of the P channel MOS transistor 22 when the signal 51 is H level. The connection point of the resistors 40 and 41 connected in series between the signal 57 and the drain of the N-channel MOS transistor 16 is connected between the source and the P-channel MOS transistor 22 so that a voltage equal to or lower than the gate-source breakdown voltage is applied. At the same time, the cathode of a Zener diode 34 having a Zener voltage equal to or lower than the gate-source breakdown voltage of the P-channel MOS transistor 22 is used as the source of the P-channel MOS transistor, and the anode is used as the gate of the P-channel MOS transistor 22. Connected.

また、信号51がHレベル、信号52がLレベル時はNチャネルMOSトランジスタ13のゲートがHレベル(信号57の電圧V57)になるが、ツェナー電圧がNチャネルMOSトランジスタ13のゲート・ソース間耐圧より低いツェナーダイオード36のカソードをNチャネルMOSトランジスタ13のゲートに、アノードをNチャネルMOSトランジスタ13のソースに接続することにより、PチャネルMOSトランジスタ22が電流制限素子(抵抗成分)となることから、NチャネルMOSトランジスタ13のゲート・ソース間耐圧保護が行われる。   When signal 51 is at H level and signal 52 is at L level, the gate of N channel MOS transistor 13 is at H level (voltage V57 of signal 57), but the zener voltage is the gate-source breakdown voltage of N channel MOS transistor 13. By connecting the cathode of the lower Zener diode 36 to the gate of the N-channel MOS transistor 13 and connecting the anode to the source of the N-channel MOS transistor 13, the P-channel MOS transistor 22 becomes a current limiting element (resistance component). The gate-source breakdown voltage protection of the N channel MOS transistor 13 is performed.

以上の信号49に基づくインダクタンス44、抵抗38の駆動と同様に信号50に基づくインダクタンス45、抵抗39の駆動も行われる構成であるが、電源10と電源11の電圧が異なる場合、(数7),(数8)のようにV57とV58が異なるため、PチャネルMOSトランジスタ23のゲート・ソース間耐圧保護のための抵抗42と抵抗43の比率は調整することが好ましい。   Similarly to the drive of the inductance 44 and the resistor 38 based on the signal 49, the drive of the inductance 45 and the resistor 39 based on the signal 50 is also performed. However, when the voltages of the power supply 10 and the power supply 11 are different, (Equation 7) , (Equation 8), V57 and V58 are different, and it is preferable to adjust the ratio of the resistor 42 and the resistor 43 for protecting the gate-source breakdown voltage of the P-channel MOS transistor 23.

以上のように本実施の形態1によれば、1つの発振器46のみから信号57には(数7)の電圧を、信号58には(数8)の電圧を、すなわち、各チャンネルの出力用電源10,11よりも一定に高い電圧(電源9の電圧V9から2ダイオード電圧分引いた電圧だけ高い電圧)を信号57,58に発生させることができ、また、全チャンネル同様の構成であるが、第1デッドタイム作成回路47からの信号51,52,53はNチャネルMOSトランジスタ14,15,16のゲート・ソース間耐圧よりも低い電源9の電圧をHレベルとし、PチャネルMOSトランジスタ22のゲート・ソース間には抵抗40,41及びツェナーダイオード34によりPチャネルMOSトランジスタ22のゲート・ソース間耐圧よりも高い電圧が印加されないようにし、NチャネルMOSトランジスタ13のゲート・ソース間にもPチャネルトランジスタ22のオン抵抗により電流制限できる耐圧保護用のツェナーダイオードを挿入した構成とする。   As described above, according to the first embodiment, the voltage of (Equation 7) is applied to the signal 57 and the voltage of (Equation 8) is applied to the signal 58 from only one oscillator 46, that is, for output of each channel. A constant voltage higher than the power supplies 10 and 11 (a voltage obtained by subtracting two diode voltages from the voltage V9 of the power supply 9) can be generated in the signals 57 and 58, and the configuration is the same for all channels. The signals 51, 52, 53 from the first dead time generating circuit 47 set the voltage of the power source 9 lower than the gate-source breakdown voltage of the N-channel MOS transistors 14, 15, 16 to the H level, and the P-channel MOS transistor 22 A voltage higher than the gate-source breakdown voltage of the P-channel MOS transistor 22 is not applied between the gate and the source by the resistors 40 and 41 and the Zener diode 34. Way, a structure obtained by inserting a Zener diode for breakdown voltage protection current can be restricted by the on-resistance of the P-channel transistor 22 between the gate and source of the N-channel MOS transistor 13.

これにより、各チャンネルごとには、信号57,58を発生するための個々に発振器を必要とすることなく、1つの発振器で兼用でき、また、Hレベルが電源9の電圧である信号51からHレベルが信号57の電圧に変換された信号により、NチャネルMOSトランジスタ13のゲートを駆動する際に、信号57の電圧が回路を構成するMOSトランジスタのゲート・ソース間耐圧より高くても、各MOSトランジスタにはゲート・ソース間耐圧以上の電圧が印加されることがない(他のチャンネルも同様)。   As a result, for each channel, one oscillator can be shared without requiring separate oscillators for generating signals 57 and 58, and signals 51 to H whose H level is the voltage of power supply 9 can be used. Even when the voltage of the signal 57 is higher than the gate-source breakdown voltage of the MOS transistor constituting the circuit when the gate of the N-channel MOS transistor 13 is driven by the signal whose level is converted to the signal 57, each MOS A voltage higher than the breakdown voltage between the gate and the source is not applied to the transistor (the same applies to other channels).

また、NチャネルMOSトランジスタ13,17のゲートには、(数7),(数8)のように、電源10,11よりも、それぞれ、電源9の電圧から2ダイオード分引いた電圧だけ高い電圧を印加できるため、NチャネルMOSトランジスタ13,17のオン抵抗を小さくでき、また、NチャネルMOSトランジスタ13,17のゲートがHレベル時に、NチャネルMOSトランジスタ13のゲートと信号57間の差電圧と、NチャネルMOSトランジスタ17と信号58間の差電圧は同じになるため、チャンネルごとに均一な制御ができるようになる。   Further, the gates of the N-channel MOS transistors 13 and 17 are voltages higher than the power sources 10 and 11 by the voltage obtained by subtracting two diodes from the power source 9 and 11, respectively, as in (Equation 7) and (Equation 8). Can be applied to reduce the on-resistance of the N channel MOS transistors 13 and 17, and when the gates of the N channel MOS transistors 13 and 17 are at the H level, the difference voltage between the gate of the N channel MOS transistor 13 and the signal 57 can be reduced. Since the difference voltage between the N channel MOS transistor 17 and the signal 58 is the same, uniform control can be performed for each channel.

また、インダクタンス44,45に流す必要のある電流値が大きく異なっても、電源10,11の電圧を変え、最適な電流設定を行うことが、発振器を複数使ったり、ブートストラップ用コンデンサを使うことなく可能となる。さらに、PWMノイズの影響を下げるために、チャンネルごとに極力電源電圧を下げ、インダクタンスに流れる電流の変化率を下げることも容易になる。   Also, even if the current values that need to flow through the inductances 44 and 45 are greatly different, it is possible to change the voltages of the power supplies 10 and 11 and set the optimal current by using multiple oscillators or using bootstrap capacitors. It will be possible. Furthermore, in order to reduce the influence of PWM noise, it becomes easy to lower the power supply voltage for each channel as much as possible and to reduce the rate of change of the current flowing through the inductance.

また、当然、図2では電源10,11でそれぞれ1つのチャンネルしか駆動しない例を示しているが、電源10と同一電圧の電源を必要とするチャンネルを追加する場合、電源10,信号57を共通として使用しても良い。   Naturally, FIG. 2 shows an example in which only one channel is driven by each of the power sources 10 and 11, but when adding a channel that requires a power source having the same voltage as the power source 10, the power source 10 and the signal 57 are shared. May be used as

次に、図2に示す本実施の形態1に至る類似例として、図4に示すような実施の形態2のような構成もある。図4において、61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72はNチャネルMOSトランジスタ、73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84はPチャネルMOSトランジスタ、85,86,87,88はインバータ、89は第3デッドタイム作成回路、90は第4デッドタイム作成回路、91,92,93,94,95,96,97,98,99,100は信号である。   Next, as a similar example to the first embodiment shown in FIG. 2, there is a configuration like the second embodiment as shown in FIG. In FIG. 4, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72 are N channel MOS transistors, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81. , 82, 83, 84 are P-channel MOS transistors, 85, 86, 87, 88 are inverters, 89 is a third dead time generating circuit, 90 is a fourth dead time generating circuit, 91, 92, 93, 94, 95, Reference numerals 96, 97, 98, 99, and 100 denote signals.

図5は、第3デッドタイム作成回路の第1入力端子、第1〜第4出力端子からの出力信号である信号93,94,95,96のタイミングチャートであり、NチャネルMOSトランジスタ13,14において貫通電流が生じないようなタイミング関係のパルスを出力している。また、第4デッドタイム作成回路90からの出力信号も同様である。   FIG. 5 is a timing chart of signals 93, 94, 95, and 96 which are output signals from the first input terminal and the first to fourth output terminals of the third dead time generating circuit. The pulse of the timing relation which does not produce a through-current in is output. The same applies to the output signal from the fourth dead time generation circuit 90.

本実施の形態2では、信号91,92の電圧がそのまま信号91,92を電源とするレベルシフト回路におけるMOSトランジスタのゲート・ソース間に印加されるため、前述の実施の形態1と比較すると信号91,92の最大許容電圧に制限がある。   In the second embodiment, the voltages of the signals 91 and 92 are applied as they are between the gate and source of the MOS transistor in the level shift circuit using the signals 91 and 92 as a power source. There is a limit to the maximum allowable voltage of 91,92.

しかし、それ以外は実施の形態1と同様の効果があり、また、信号93,94からNチャネルMOSトランジスタ13のゲートに至る回路構成と、信号95,96からNチャネルMOSトランジスタ14のゲートに至る回路構成が電源を含め全く同一なため、NチャネルMOSトランジスタ13のゲートの信号とNチャネルMOSトランジスタ14のゲートの信号のタイミング関係を設計し易くなり、NチャネルMOSトランジスタ13,14における貫通電流が発生しない構成が実施し易くなる。   However, the other effects are the same as those of the first embodiment, and the circuit configuration from the signals 93 and 94 to the gate of the N-channel MOS transistor 13 and the signals 95 and 96 to the gate of the N-channel MOS transistor 14 are achieved. Since the circuit configuration is exactly the same including the power supply, it becomes easy to design the timing relationship between the signal of the gate of the N-channel MOS transistor 13 and the signal of the gate of the N-channel MOS transistor 14, and the through current in the N-channel MOS transistors 13 and 14 is reduced. A configuration that does not occur is easy to implement.

本発明に係るブリッジ型駆動回路は、チャージポンプ回路の高い出力電圧を実現し、ブリッジ型駆動出力回路を構成するNチャネルMOSトランジスタのオン抵抗を小さく、チャージポンプ回路の構成を1つの発振器のパルス出力で複数の出力用電源電圧ごとにそれぞれ複数の電圧を発生させるため、異なる出力用電源電圧を有する多チャンネルにおいて複数のチャージポンプ回路が不要となり、また、多チャンネル時にブートストラップ構成で必要な多くのコンデンサも不要となって、複数のインダクタンス負荷を電源電圧の異なる複数のブリッジ回路の出力により駆動、また、高い電源電圧を用いて構成することができ、ブリッジ型駆動回路等として有用である。   The bridge type drive circuit according to the present invention realizes a high output voltage of the charge pump circuit, reduces the on-resistance of the N-channel MOS transistor constituting the bridge type drive output circuit, and makes the charge pump circuit configuration of one oscillator pulse. Since multiple voltages are generated for each of multiple output power supply voltages at the output, multiple charge pump circuits are not required for multiple channels with different output power supply voltages, and many of the necessary bootstrap configurations are required for multiple channels. This eliminates the need for the capacitor, so that a plurality of inductance loads can be driven by outputs of a plurality of bridge circuits having different power supply voltages, and can be configured using a high power supply voltage, which is useful as a bridge-type drive circuit or the like.

本発明の実施の形態1におけるブリッジ型駆動回路の基本構成の概略を示す回路図1 is a circuit diagram showing an outline of a basic configuration of a bridge-type drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本実施の形態1におけるブリッジ型駆動回路の詳細構成を示す回路図The circuit diagram which shows the detailed structure of the bridge type drive circuit in this Embodiment 1. 本実施の形態1におけるブリッジ型駆動回路を構成する第1デッドタイム作成回路の第1入力端子、第1〜第3出力端子の入出力信号を示すタイミングチャートTiming chart showing input / output signals of the first input terminal and the first to third output terminals of the first dead time generating circuit constituting the bridge type driving circuit according to the first embodiment. 本発明の実施の形態2におけるブリッジ型駆動回路の詳細構成を示す回路図The circuit diagram which shows the detailed structure of the bridge | bridging type drive circuit in Embodiment 2 of this invention. 本実施の形態2におけるブリッジ型駆動回路を構成する第4デッドタイム作成回路の第1入力端子、第1〜第4出力端子の入出力信号を示すタイミングチャートTiming chart showing input / output signals of the first input terminal and the first to fourth output terminals of the fourth dead time generating circuit constituting the bridge type driving circuit in the second embodiment 従来のブリッジ型駆動回路の概略構成を示す回路図A circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional bridge-type drive circuit 従来のブリッジ型駆動回路の詳細構成を示す回路図Circuit diagram showing the detailed configuration of a conventional bridge-type drive circuit

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,4,12,13,14,15,16,17,18,19,20,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,101,102,103,104,105,106,111,112,113,114,115,116,117,118 NチャネルMOSトランジスタ
5,9,10,11,107 電源
6,44,45,108 インダクタンス
7,38,39,40,41,42,43,109,134,135,136,137 抵抗
8,110 電流
21,22,23,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,119,120,121,122 PチャネルMOSトランジスタ
24,25,26,27,138,139 コンデンサ
28,29,85,86,87,88 インバータ
30,31,32,33 ダイオード
123,124,125,126,127,128,129,130,131,132,133 ダイオード
34,35,36,37 ツェナーダイオード
46 発振器
47 第1デッドタイム作成回路
48 第2デッドタイム作成回路
49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,60,91,92,93,94,95,96,97,98,99,100 信号
89 第3デッドタイム作成回路
90 第4デッドタイム作成回路
1, 2, 3, 4, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 N-channel MOS transistor 5, 9, 10, 11, 107 Power supply 6, 44, 45, 108 Inductance 7 , 38, 39, 40, 41, 42, 43, 109, 134, 135, 136, 137 Resistance 8, 110 Current 21, 22, 23, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81 , 82, 83, 84, 119, 120, 121, 122 P-channel MOS transistors 24, 25, 26, 27, 138, 139 Capacitors 28, 29, 85, 86, 8 , 88 Inverters 30, 31, 32, 33 Diodes 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133 Diodes 34, 35, 36, 37 Zener diode 46 Oscillator 47 First dead time creation Circuit 48 Second dead time generation circuit 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 60, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100 signal 89 Third dead time creation circuit 90 Fourth dead time creation circuit

Claims (2)

制御回路用電源と、発振器と、複数個のブリッジ型駆動出力回路群と、前記ブリッジ型駆動出力回路群の電源となる2つ以上の出力用電源群と、前記発振器のパルス出力により前記出力用電源群の電圧のそれぞれを昇圧して複数の電圧を発生させるチャージポンプ回路と、前記制御回路用電源を電源とする複数個のデッドタイム作成回路群と、前記デッドタイム作成回路群からの信号を前記チャージポンプ回路の出力電圧に基づいた信号に変換し、前記ブリッジ型駆動出力回路群を駆動するレベルシフト回路群と、前記ブリッジ型駆動出力回路群により駆動される負荷群とを備え、
前記ブリッジ型駆動出力回路群と前記デッドタイム作成回路群と前記レベルシフト回路群の1つずつを組み合わせた一対として、
前記ブリッジ型駆動出力回路群が、第3のNチャネルMOSトランジスタと第4のNチャネルMOSトランジスタを直列接続し、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソースと前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレインの接続点により前記負荷群を駆動する構成とし、
前記チャージポンプ回路が、前記発振器のパルス出力により前記出力用電源群と一対になる複数個の昇圧用コンデンサを駆動することを特徴とするブリッジ型駆動回路。
A power supply for a control circuit, an oscillator, a plurality of bridge-type drive output circuit groups, two or more output power supply groups serving as a power supply for the bridge-type drive output circuit group, and the output by the pulse output of the oscillator A charge pump circuit that boosts each of the voltages of the power supply group to generate a plurality of voltages, a plurality of dead time generation circuit groups that use the power supply for the control circuit as a power source, and a signal from the dead time generation circuit group A level shift circuit group that converts the signal based on the output voltage of the charge pump circuit and drives the bridge-type drive output circuit group, and a load group that is driven by the bridge-type drive output circuit group,
As a pair that combines one each of the bridge type drive output circuit group, the dead time generation circuit group, and the level shift circuit group,
The bridge-type drive output circuit group connects a third N-channel MOS transistor and a fourth N-channel MOS transistor in series, and the source of the third N-channel MOS transistor and the drain of the fourth N-channel MOS transistor The load group is driven by the connection point of
A bridge type driving circuit, wherein the charge pump circuit drives a plurality of boosting capacitors paired with the output power supply group by a pulse output of the oscillator.
制御回路用電源と、発振器と、複数個のブリッジ型駆動出力回路群と、前記ブリッジ型駆動出力回路群の電源となる1つ以上の出力用電源群と、前記発振器のパルス出力により前記出力用電源群の電圧のそれぞれを昇圧して複数の電圧を発生させるチャージポンプ回路と、前記制御回路用電源を電源とする複数個のデッドタイム作成回路群と、前記デッドタイム作成回路群からの信号を前記チャージポンプ回路の出力電圧に基づいた信号に変換し、前記ブリッジ型駆動出力回路群を駆動するレベルシフト回路群と、前記ブリッジ型駆動出力回路群により駆動される負荷群とを備え、
前記ブリッジ型駆動出力回路群と前記デッドタイム作成回路群と前記レベルシフト回路群の1つずつを組み合わせた一対として、
前記デッドタイム作成回路群が、第1のパルス出力と第2のパルス出力と第3のパルス出力として、前記第1のパルス出力が第1の極性から第2の極性に切り換わって一定時間後に前記第2のパルス出力が第3の極性から第4の極性に切り換わり、前記第2のパルス出力が前記第4の極性から前記第3の極性に切り換わって一定時間後に前記第1のパルス出力は前記第2の極性から前記第1の極性に切り換わり、前記第3のパルス出力は前記第2のパルス出力と反対の極性を出力する構成とし、
前記レベルシフト回路群が、一対として存在するそれぞれの前記ブリッジ型駆動出力回路群の電源である前記出力用電源群の電圧を昇圧した前記チャージポンプ回路の出力電圧のそれぞれを電源として、前記第2のパルス出力をソース接地した第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートに入力し、前記チャージポンプ回路の出力電圧を発生する箇所と前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン間を、前記チャージポンプ回路の出力電圧を発生する箇所にソースを接続した第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧を制御する1つ以上の抵抗または1つ以上の抵抗とツェナーダイオードで構成し、前記第3のパルス出力をソース接地した第2のNチャネルMOSトランジスタのゲートに入力して、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレインと前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレインとの接続点からの第4のパルス出力により、前記ブリッジ型駆動回路群を駆動する構成とし、
前記ブリッジ型駆動出力回路群が、第3のNチャネルMOSトランジスタと第4のNチャネルMOSトランジスタを直列接続し、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソースと前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレインの接続点により前記負荷群を駆動し、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート・ソース間にはツェナーダイオードを接続した構成としたことを特徴とするブリッジ型駆動回路。
A power supply for a control circuit, an oscillator, a plurality of bridge-type drive output circuit groups, one or more output power supply groups serving as a power supply for the bridge-type drive output circuit group, and a pulse output of the oscillator A charge pump circuit that boosts each of the voltages of the power supply group to generate a plurality of voltages, a plurality of dead time generation circuit groups that use the power supply for the control circuit as a power source, and a signal from the dead time generation circuit group A level shift circuit group that converts the signal based on the output voltage of the charge pump circuit and drives the bridge-type drive output circuit group, and a load group that is driven by the bridge-type drive output circuit group,
As a pair that combines one each of the bridge type drive output circuit group, the dead time generation circuit group, and the level shift circuit group,
The dead time generation circuit group uses the first pulse output, the second pulse output, and the third pulse output as a first pulse output, and the first pulse output is switched from the first polarity to the second polarity after a predetermined time. The second pulse output is switched from the third polarity to the fourth polarity, and the second pulse output is switched from the fourth polarity to the third polarity. The output is switched from the second polarity to the first polarity, and the third pulse output is configured to output a polarity opposite to the second pulse output,
Each of the level shift circuit groups uses the output voltage of the charge pump circuit that has boosted the voltage of the output power supply group, which is the power supply of each of the bridge-type drive output circuit groups present as a pair, as the power supply. Is input to the gate of the first N-channel MOS transistor whose source is grounded, and between the portion generating the output voltage of the charge pump circuit and the drain of the first N-channel MOS transistor, The third pulse is composed of one or more resistors or one or more resistors and a zener diode for controlling the gate-source voltage of the first P-channel MOS transistor having a source connected to a location where an output voltage is generated. The output is input to the gate of the second N-channel MOS transistor whose source is grounded, and the first By the fourth pulse output from a connection point between the drain and the drain of the second N-channel MOS transistor channel MOS transistors, and configured to drive the bridge type driving circuit group,
The bridge-type drive output circuit group connects a third N-channel MOS transistor and a fourth N-channel MOS transistor in series, and the source of the third N-channel MOS transistor and the drain of the fourth N-channel MOS transistor A bridge type driving circuit, wherein the load group is driven by a connection point of the third N channel MOS transistor, and a Zener diode is connected between the gate and the source of the third N channel MOS transistor.
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