JP2005191835A - Driving circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving circuit for preventing any erroneous operation when the potential difference of a wiring inductance due to the change of charging currents is turned into the positive bias of an element input. <P>SOLUTION: This driving circuit 40 in a booth strap system to be charged and used by making charging currents flow by a charging capacitor C1 and a charging resistance R4 is configured to drive an upper arm switching element Q5. A pull-down resistance R5 is pulled down from the gate of a Q2 to the output side of a charging resistance R4 in order to prevent the erroneous operation of the Q2 when any potential difference due to the change of a wiring inductance and the charging currents to be inputted to the gate of the MOSFET of the Q2 is turned into a positive bias. Thus, the erroneous operation of the Q2 is prevented, and arm short-circuit is prevented from being generated owing to the erroneous operation from the Q2 to a Q5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ブリッジ回路又はアーム構成のスイッチング素子の駆動をするブートストラップ方式の駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a bootstrap driving circuit that drives a switching element having a bridge circuit or an arm configuration.

ブリッジ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路をブートストラップ方式で行う技術がある。ブリッジ回路では、スイッチング素子はアーム構成を採り、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子がある。上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子をそれぞれの駆動回路でチョッパ制御で交互に作動させ、パルス信号を出力する。   There is a technique in which a drive circuit for driving a switching element of a bridge circuit is performed by a bootstrap system. In the bridge circuit, the switching element has an arm configuration, and includes an upper arm switching element and a lower arm switching element. The upper arm switching element and the lower arm switching element are alternately operated by the chopper control in each drive circuit, and a pulse signal is output.

従来は、アーム構成の上アームスイッチング素子、下アームスイッチング素子を駆動する回路はそれぞれフローティング電源により動作していた。近年はフローティング電源を使わなくて済み、電源数が少なくて済むブートストラップ方式が普及してきている。ブートストラップ方式では、下アームスイッチング素子がONのときに充電コンデンサに充電し、下アームスイッチング素子がOFFのときその電力を上アームスイッチング素子を駆動する回路の電源に使う。   Conventionally, the circuits for driving the upper arm switching element and the lower arm switching element of the arm configuration are each operated by a floating power source. In recent years, a bootstrap system that does not require the use of a floating power supply and requires a small number of power supplies has become widespread. In the bootstrap system, a charging capacitor is charged when the lower arm switching element is ON, and when the lower arm switching element is OFF, the power is used as a power source for a circuit that drives the upper arm switching element.

図6に従来技術の回路図を示す。図6の従来技術は、ブートストラップ方式を使用している。回路は上側と下側に分かれる構成を取り、上下それぞれの回路で上アームスイッチング素子Q5、下アームスイッチング素子Q6を駆動する。
下アームスイッチング素子ドライブ回路20は、方形波の信号を出力し、Q6をスイッチング駆動する。上アームスイッチング素子ドライブIC10は、Q5をスイッチング駆動するものである。上アームスイッチング素子ドライブIC10は、下アームスイッチング素子ドライブ回路20と逆位相の方形波の信号を出力する。この信号は、Q1、Q2及びQ3、Q4のCMOSインバータを経て上アームスイッチング素子Q5を駆動する。Q1、Q2、Q3、Q4は上アームスイッチング素子Q5を駆動する回路の一部を構成する。
FIG. 6 shows a circuit diagram of the prior art. The prior art of FIG. 6 uses a bootstrap system. The circuit is divided into an upper side and a lower side, and the upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6 are driven by the upper and lower circuits, respectively.
The lower arm switching element drive circuit 20 outputs a square wave signal to drive the switching of Q6. The upper arm switching element drive IC 10 performs switching driving of Q5. The upper arm switching element drive IC 10 outputs a square wave signal having a phase opposite to that of the lower arm switching element drive circuit 20. This signal drives the upper arm switching element Q5 through Q1, Q2 and Q3, Q4 CMOS inverters. Q1, Q2, Q3, and Q4 constitute a part of a circuit that drives the upper arm switching element Q5.

充電コンデンサC1は、ブートストラップ方式の充電コンデンサである。
本願では、一点鎖線で囲まれたダイオードD1、充電コンデンサC1、上アームスイッチング素子ドライブIC10、Q1、Q2及びQ3、Q4の2つのインバータ、出力抵抗R1、抵抗R2、充電抵抗R4等を従来の駆動回路30と呼ぶ。
The charging capacitor C1 is a bootstrap charging capacitor.
In the present application, a conventional drive includes a diode D1, a charging capacitor C1, an upper arm switching element drive IC 10, two inverters Q1, Q2, Q3, and Q4, an output resistor R1, a resistor R2, a charging resistor R4, and the like surrounded by an alternate long and short dash line. Called circuit 30.

充電抵抗R4は、充電コンデンサC1の充電電流の突入電流を防止のためである。R4がないと充電コンデンサC1の突入電流が非常に大きく、電流の変化と配線インダクタンスによって発生する電位差のため、回路の誤動作、破損につながることもあるので抵抗R4を入れる。また、Q5、Q6のスイッチングによるQ5とQ6の間の中点電位の変動による上アームスイッチング素子ドライブIC10の破損も防ぐ。従来技術の中点電位は、上アームスイッチング素子の基準電位で、充電抵抗4の出力側とQ5のソースとQ6のドレインの接続の配線の電位である。充電抵抗R4は、上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1とR2の間に置くことはできない。置くと充電時にR4を流れる充電電流によりR4の両端の電位差がQ2のゲートに入ってしまいQ2を誤動作させてしまうからである。   The charging resistor R4 is for preventing an inrush current of the charging current of the charging capacitor C1. Without R4, the inrush current of the charging capacitor C1 is very large, and a potential difference caused by a change in current and wiring inductance may lead to malfunction or damage of the circuit, so a resistor R4 is inserted. Further, the upper arm switching element drive IC 10 is prevented from being damaged due to a change in the midpoint potential between Q5 and Q6 due to switching of Q5 and Q6. The midpoint potential of the prior art is the reference potential of the upper arm switching element, which is the potential of the wiring connecting the output side of the charging resistor 4, the source of Q5, and the drain of Q6. The charging resistor R4 cannot be placed between the terminals 1 and R2 of the upper arm switching element drive IC 10. This is because the potential difference between both ends of R4 enters the gate of Q2 due to the charging current flowing through R4 during charging, causing Q2 to malfunction.

図7のタイミングチャートの一部を使い、この回路の動作を以下に示す。
逆位相の方形波でそれぞれ上アームスイッチング素子Q5、下アームスイッチング素子Q6を駆動する。上アームスイッチング素子ドライブIC10とQ1、Q2のCMOSインバータ、Q3、Q4のCMOSインバータにより、上アームスイッチング素子Q5を駆動する。下アームスイッチング素子ドライブ回路20が下アームスイッチング素子Q6を駆動する。方形波の出力は、上アームスイッチング素子ドライブIC10、下アームスイッチング素子ドライブ回路20が不図示のCPUの制御により、それぞれタイミングを作り出力する。この結果、Q5とQ6が交互にONになる。
The operation of this circuit is shown below using a part of the timing chart of FIG.
The upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6 are driven by square waves having opposite phases. The upper arm switching element Q5 is driven by the upper arm switching element drive IC10, the Q1 and Q2 CMOS inverters, and the Q3 and Q4 CMOS inverters. The lower arm switching element drive circuit 20 drives the lower arm switching element Q6. Square-wave outputs are output by the upper arm switching element drive IC 10 and the lower arm switching element drive circuit 20 with their respective timings controlled by a CPU (not shown). As a result, Q5 and Q6 are turned ON alternately.

図7のQ2のゲート−ソース電圧:Vgsは、上アームスイッチング素子ドライブIC10から出力抵抗R1を通した方形波によるものである。この方形波により、Q2はON/OFFする。Q2のVgsがHighのときは、Q2がONで、Q1はOFF、Q3はON、Q4はOFFになることによりQ5のゲートは図7に示すQ5のVgsのようにHighとなり、Q5もONとなる。   The gate-source voltage Vgs of Q2 in FIG. 7 is due to a square wave from the upper arm switching element drive IC 10 through the output resistor R1. With this square wave, Q2 is turned ON / OFF. When Vgs of Q2 is High, Q2 is ON, Q1 is OFF, Q3 is ON, and Q4 is OFF, so that the gate of Q5 becomes High like Vgs of Q5 shown in FIG. 7, and Q5 is also ON. Become.

Q2のVgsがLowのときは、Q2がOFFで、Q1はON、Q3はOFF、Q4はONになることによりQ5のゲートはLowとなり、Q5もOFFとなる。これが正常動作である。つまり、Q2のVgsとQ5のVgs、Q2及びQ5のON/OFFは結果的に同期している。   When the Vgs of Q2 is Low, Q2 is OFF, Q1 is ON, Q3 is OFF, Q4 is ON, so that the gate of Q5 is Low and Q5 is also OFF. This is normal operation. That is, Vgs of Q2 and Vgs of Q5, and ON / OFF of Q2 and Q5 are synchronized as a result.

ところが、異常動作により、図7の三角の波形が出る。この図7のQ2のVgsの三角の山の形の波形と、Q5のVgsの波形については、「発明が解決しようとする課題」で言及する。
なお、Q2のVgsとQ5のVgsがHighであるときQ5がONで、Q6は逆位相の方形波の駆動によりOFFである。Q2のVgsとQ5のVgsがLowであるとき、Q6は逆位相の方形波の駆動によりONである。
However, the triangular waveform in FIG. The waveform of the Vgs triangle peak of Q2 and the waveform of Vgs of Q5 in FIG. 7 will be referred to in “Problems to be Solved by the Invention”.
When Vgs of Q2 and Vgs of Q5 are High, Q5 is ON, and Q6 is OFF by driving a square wave with an antiphase. When Vgs of Q2 and Vgs of Q5 are Low, Q6 is ON by driving an antiphase square wave.

次に、Q5がOFFでQ6がONのときにVccから充電コンデンサC1、充電抵抗R4、Q6を通してグラウンドへ電流が流れ、充電コンデンサC1が充電される。このとき、充電電流が流れる配線には、配線インダクタンスLに流れる充電電流の変化により電位差が発生する。よって、充電コンデンサC1、充電抵抗R4、それに配線インダクタンスLにVccの直流電圧が加えられることになる。コンデンサ、抵抗、インダクタンスを直列に接続したものに直流電源を加えた回路は、過渡現象として、電流が山の形になりピークを取る。充電抵抗R4の両端の電圧は、流れる電流に抵抗値をかけたものであるから同様の山の形でピークを取る。これが図7のR4のVR4である。Q6がONになり充電を開始するたびにこの過度現象は起こる。図7でも繰り返されている。   Next, when Q5 is OFF and Q6 is ON, a current flows from Vcc through the charging capacitor C1, charging resistors R4 and Q6 to the ground, and the charging capacitor C1 is charged. At this time, a potential difference is generated in the wiring through which the charging current flows due to a change in the charging current flowing through the wiring inductance L. Therefore, a DC voltage of Vcc is applied to the charging capacitor C1, the charging resistor R4, and the wiring inductance L. In a circuit in which a DC power supply is added to a capacitor, resistor, and inductance connected in series, the current peaks in a peak as a transient phenomenon. Since the voltage across the charging resistor R4 is obtained by multiplying the flowing current by the resistance value, it takes a peak in the same mountain shape. This is VR4 of R4 in FIG. This transient occurs every time Q6 is turned on and charging starts. This is repeated in FIG.

なお、インバータを駆動するためのドライブ回路については例えば特許文献1に記載されており、また、ブートストラップ方式を採用したドライブ回路については例えば特許文献2に記載されている。
特開平10−75578「インバータ制御装置」 特開2002−330064「ブートストラップ回路」
A drive circuit for driving the inverter is described in Patent Document 1, for example, and a drive circuit adopting a bootstrap system is described in Patent Document 2, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-75578 “Inverter Control Device” JP 2002-330064 “Bootstrap circuit”

しかしながら、従来技術の回路では、MOSFETのQ2が充電時に誤ONする可能性がある。基板パターンなどの配線インダクタンスLにより、充電電流の変化di/dtで電位差が生じる。充電電流が流れている場合は、Q2のゲート電圧はLowでQ2はOFFである。上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1からQ2のソースまでの配線での配線インダクタンスをLとすると充電電流の変化による電位差はΔV=L(di/dt)となる。この電位差がMOSFETのQ2のゲート−ソース間にR2を通して加わり、Q2のONの閾値Vthを上回っているとQ2が誤ONする。Q2が誤ONするとQ3、Q4のゲートがLowになりQ3誤ON、Q4誤OFFになり、その結果Q5のゲートがHighになり、Q5が誤ONする。これにより、上アームスイッチング素子Q5と下アームスイッチング素子Q6が同時にONとなるので直流電源VBとアースでアーム短絡し、過電流などの理由により上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子が破損するなどの危険がある。   However, in the prior art circuit, the MOSFET Q2 may be erroneously turned ON during charging. Due to the wiring inductance L of the substrate pattern or the like, a potential difference is caused by the change in charging current di / dt. When the charging current is flowing, the gate voltage of Q2 is Low and Q2 is OFF. If the wiring inductance in the wiring from the terminal 1 of the upper arm switching element drive IC 10 to the source of Q2 is L, the potential difference due to the change in the charging current is ΔV = L (di / dt). If this potential difference is applied through R2 between the gate and source of Q2 of the MOSFET and exceeds the ON threshold value Vth of Q2, Q2 is erroneously turned ON. When Q2 is erroneously turned ON, the gates of Q3 and Q4 are set to Low and Q3 is erroneously turned ON and Q4 is erroneously turned OFF. As a result, the gate of Q5 becomes High and Q5 is erroneously turned ON. As a result, the upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6 are simultaneously turned ON, so that the arm is short-circuited with the DC power source VB and the ground, and the upper arm switching element and the lower arm switching element are damaged due to an overcurrent or the like. There is danger.

なお、充電コンデンサC1の充電電流が流れるときに、充電抵抗R4の両端に電位差が発生する。充電電流iとするとR4の両端での電位差は、VR4=R4・iとなる。
図7に従来技術で、異常動作時のタイムチャートを示す。Q2のゲート−ソース間電圧VgsがLowのときにQ6がONになり、充電コンデンサC1が充電がされるが、配線インダクタンスと充電電流の変化により発生する電位差ΔV=L(di/dt)でQ2のVgsに正バイアスが発生する。この正バイアスは、上述のR4の電圧VR4と同じで、充電コンデンサC1、充電抵抗R4、それに配線インダクタンスLにVccの直流電圧が加えられることによる過度現象の結果である。コンデンサ、抵抗、インダクタンスを直列に接続したものに直流電源を加えた回路は、過渡現象として、電流つまり充電電流が山の形になりピークを取る。
この電流の変化等から、電位差が正バイアスとなって発生し、山の形でピークを取る。これが、Q2のVgsの三角の山の形の波形である。
Note that when a charging current of the charging capacitor C1 flows, a potential difference is generated between both ends of the charging resistor R4. If the charging current is i, the potential difference at both ends of R4 is VR4 = R4 · i.
FIG. 7 shows a time chart during abnormal operation in the prior art. When the gate-source voltage Vgs of Q2 is Low, Q6 is turned ON, and the charging capacitor C1 is charged. However, when the potential difference ΔV = L (di / dt) generated by the change of the wiring inductance and the charging current, Q2 A positive bias is generated in Vgs. This positive bias is the same as the above-mentioned voltage VR4 of R4, and is a result of an excessive phenomenon caused by the application of a DC voltage of Vcc to the charging capacitor C1, the charging resistor R4, and the wiring inductance L. In a circuit in which a DC power supply is added to a capacitor, resistor, and inductance connected in series, the current, that is, the charging current, takes a peak as a transient phenomenon.
Due to this change in current and the like, the potential difference is generated as a positive bias and takes a peak in the form of a mountain. This is the waveform of the triangular peak of Vgs of Q2.

この正バイアスの電圧は、Q2のONの閾値Vthを超えるとQ2を誤ONさせ、Q2のVgsが三角の山の下りでQ2のONの閾値を下回るとQ2はOFFする。この結果、Q2の出力は、Q2のVgsがQ2のONの閾値より大きい間つまりQ2の誤ONの間だけ、Lowとなるパルス信号を出力することになる。これは、誤パルス信号となりQ2から出力される。Q3及びQ4の入力は、Q1、Q2の出力であり、Lowパルスの期間だけ、Q3誤ON、Q4誤OFFと誤動作する。Q3、Q4のCMOSインバータは、誤動作期間がHighのパルスを上アームスイッチング素子Q5のゲートに入力する。   When the positive bias voltage exceeds the ON threshold value Vth of Q2, Q2 is erroneously turned ON, and when Vgs of Q2 falls below the threshold value of Q2 on the descending triangle, Q2 is turned OFF. As a result, the output of Q2 outputs a pulse signal that is low only while Vgs of Q2 is larger than the threshold value of ON of Q2, that is, during the erroneous ON of Q2. This becomes an erroneous pulse signal and is output from Q2. The inputs of Q3 and Q4 are the outputs of Q1 and Q2, and they malfunction as Q3 erroneous ON and Q4 erroneous OFF only during the Low pulse period. The Q3 and Q4 CMOS inverters input a pulse having a high malfunction period to the gate of the upper arm switching element Q5.

これが、図7のQ5のVgsつまりQ5のゲート−ソース電圧のLowの中の正パルスである。この正パルス入力により、上アームスイッチング素子Q5も誤ONする。これにより、上アームスイッチング素子Q5と下アームスイッチング素子Q6が両者ONしてのアーム短絡などが起こる。   This is a positive pulse in Vgs of Q5 in FIG. 7, that is, Low of the gate-source voltage of Q5. Due to this positive pulse input, the upper arm switching element Q5 is also erroneously turned ON. As a result, an arm short circuit occurs when both the upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6 are turned ON.

よって、本発明の課題は、この配線インダクタンスと充電電流の変化による電位差が駆動回路を構成するスイッチング素子の正バイアスとなることを防ぐ駆動回路を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a drive circuit that prevents the potential difference due to the change in the wiring inductance and the charging current from becoming a positive bias of the switching elements that constitute the drive circuit.

上記課題は本発明によれば、上アームスイッチ及び下アームスイッチから構成されるブリッジ回路を駆動するブートストラップ方式の駆動回路において、前記ブリッジ回路の状態に応じて充放電されるコンデンサと、前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上に設けられる第1の抵抗と、前記上アームスイッチを駆動するための信号を生成する信号源と、制御端子に前記信号源の出力が与えられるとともに主電流端子が前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の入力側に接続される第1のトランジスタを含み、前記信号源により生成される信号に基づいて前記上アームスイッチを駆動する回路と、前記第1のトランジスタの制御端子を前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の入力側に接続する第2の抵抗と、前記第1のトランジスタの制御端子を前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の出力側に接続する第3の抵抗とを備える駆動回路により解決される。     According to the present invention, there is provided a bootstrap driving circuit for driving a bridge circuit composed of an upper arm switch and a lower arm switch. The capacitor is charged and discharged according to the state of the bridge circuit, and the capacitor A first resistor provided on a path connecting the bridge circuit to the bridge circuit, a signal source for generating a signal for driving the upper arm switch, an output of the signal source to the control terminal, and a main current The terminal includes a first transistor connected to an input side of the first resistor on a path connecting the capacitor and the bridge circuit, and the upper arm switch based on a signal generated by the signal source A circuit for driving and a control terminal of the first transistor on a path connecting the capacitor and the bridge circuit; A second resistor connected to the input side of the first resistor, and a control terminal of the first transistor connected to the output side of the first resistor on the path connecting the capacitor and the bridge circuit. This is solved by a drive circuit comprising three resistors.

さらに、上アームスイッチを駆動する回路に含まれ、制御端子に第1のトランジスタの出力が与えられるとともに主電流端子がコンデンサとブリッジ回路とを接続する経路上の第1の抵抗の出力側に接続される第2のトランジスタを上記の駆動回路に備えている。
また、第2のトランジスタは、上アームスイッチを駆動する回路に含まれ、制御端子に前記第1のトランジスタの出力が与えられるとともに主電流端子が前記コンデンサとブリッジ回路とを接続する経路上の第1の抵抗の入力側に接続されるものであってもよい。
Further, it is included in a circuit for driving the upper arm switch, the output of the first transistor is given to the control terminal, and the main current terminal is connected to the output side of the first resistor on the path connecting the capacitor and the bridge circuit The second transistor is provided in the above drive circuit.
The second transistor is included in a circuit for driving the upper arm switch, and the output of the first transistor is given to the control terminal, and the main current terminal is connected to the capacitor on the path connecting the bridge circuit. It may be connected to the input side of one resistor.

また、上記課題は、第3の抵抗の抵抗値と信号源の出力抵抗である第4の抵抗の抵抗値は、コンデンサを充電する充電電流の変化及び充電電流が流れる第1のトランジスタの主電流端子より入力側の配線インダクタンスによる正バイアスによって起こる第1のトランジスタの制御端子の電圧を、第1のトランジスタのONの閾値より下げるものである駆動回路によって解決される。   Further, the above problem is that the resistance value of the third resistor and the resistance value of the fourth resistor, which is the output resistance of the signal source, are the main current of the first transistor through which the charging current changes and the charging current flows. This is solved by a drive circuit that lowers the voltage at the control terminal of the first transistor caused by the positive bias due to the wiring inductance on the input side from the terminal below the ON threshold of the first transistor.

本発明によれば、駆動回路で充電電流と制御端子が接続するトランジスタがあってもその素子の制御端子に第3の抵抗をプルダウン抵抗として設け、第1の抵抗である充電抵抗の出力側であり低電位側の中点電位の位置にプルダウンして配線することで素子の誤動作を防ぐことができる。第1の抵抗の出力側つまり、より低電位にプルダウンすることで配線インダクタンスと充電電流変化による正バイアスが起こすトランジスタの誤動作を防ぐことができる。   According to the present invention, even if there is a transistor in which a charging current and a control terminal are connected in a drive circuit, a third resistor is provided as a pull-down resistor at the control terminal of the element, and on the output side of the charging resistor that is the first resistor. By pulling down and wiring to the position of the midpoint potential on the low potential side, malfunction of the element can be prevented. By pulling down the output side of the first resistor, that is, to a lower potential, it is possible to prevent a malfunction of the transistor that causes a positive bias due to a change in wiring inductance and a charging current.

また、ブートストラップ方式の充電コンデンサの充電電流が大きくなったり、電流変化di/dtが大きくなった場合でも第3の抵抗であるプルダウン抵抗等の定数の調整をすることで素子の誤動作を防止できる。   Further, even when the charging current of the bootstrap charging capacitor is increased or the current change di / dt is increased, the malfunction of the element can be prevented by adjusting the constant such as a pull-down resistor as the third resistor. .

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1に全体の回路図を示す。一点鎖線で囲んだ駆動回路40が、本発明のブートストラップ方式の駆動回路40である。駆動回路40は、上アームスイッチング素子ドライブIC10、Q1、Q2のスイッチング素子で構成されるインバータ、Q3、Q4のスイッチング素子で構成されるインバータ、出力抵抗R1、充電抵抗R4、ダイオードD1等で構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an overall circuit diagram. The drive circuit 40 surrounded by the alternate long and short dash line is the bootstrap drive circuit 40 of the present invention. The drive circuit 40 is composed of an inverter composed of switching elements of the upper arm switching element drive ICs 10, Q1, Q2, an inverter composed of switching elements of Q3, Q4, an output resistor R1, a charging resistor R4, a diode D1, and the like. The

MOSFETの上アームスイッチング素子Q5、下アームスイッチング素子Q6がある。Q5、Q6はアーム構成を取る。上アームスイッチング素子Q5と下アームスイッチング素子Q6でブリッジ回路を構成する。
上アームスイッチング素子Q5が上アームスイッチであり、下アームスイッチング素子Q6が下アームスイッチである。
There are an upper arm switching element Q5 and a lower arm switching element Q6 of the MOSFET. Q5 and Q6 take an arm configuration. The upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6 constitute a bridge circuit.
The upper arm switching element Q5 is an upper arm switch, and the lower arm switching element Q6 is a lower arm switch.

下アームスイッチング素子ドライブ回路20は、下アームスイッチング素子Q6を駆動する。上アームスイッチング素子ドライブIC10、Q1、Q2及びQ3、Q4のCMOSインバータで上アームスイッチング素子Q5を駆動する。上アームスイッチング素子ドライブIC10は、上アームスイッチを駆動するための信号を生成する信号源である。   The lower arm switching element drive circuit 20 drives the lower arm switching element Q6. Upper arm switching element Q5 is driven by CMOS inverters of upper arm switching element drive ICs 10, Q1, Q2 and Q3, Q4. The upper arm switching element drive IC 10 is a signal source that generates a signal for driving the upper arm switch.

下アームスイッチング素子ドライブ回路20は、方形波の信号を出力し、Q6をスイッチング駆動する。ただし、下アームスイッチング素子ドライブ回路20の中身は上記の機能を達成すればよい。下アームスイッチング素子ドライブ回路20の端子1がグラウンド、端子2が信号出力、端子3が電源端子である。   The lower arm switching element drive circuit 20 outputs a square wave signal to drive the switching of Q6. However, the contents of the lower arm switching element drive circuit 20 may achieve the above function. The terminal 1 of the lower arm switching element drive circuit 20 is ground, the terminal 2 is a signal output, and the terminal 3 is a power supply terminal.

上アームスイッチング素子ドライブIC10は、Q6をスイッチング駆動する下アームスイッチング素子ドライブ回路20と逆位相の方形波の信号を出力抵抗R1を通して、次のMOSFETのQ1、Q2の2段構成の内の前段のCMOSインバータに出力する。この信号は、MOSFETのQ3、Q4の後段のCMOSインバータを経てMOSFETの上アームスイッチング素子Q5を駆動する。2つのCMOSインバータは、信号を堅実にするために設けられている。上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1はグラウンド、端子2は信号出力、端子3は電源端子である。   The upper arm switching element drive IC 10 passes a square wave signal having an opposite phase to that of the lower arm switching element drive circuit 20 for switching and driving Q6, through the output resistor R1, and is in the preceding stage of the two-stage configuration of Q1 and Q2 of the next MOSFET. Output to the CMOS inverter. This signal drives the upper arm switching element Q5 of the MOSFET through the CMOS inverter at the subsequent stage of the MOSFETs Q3 and Q4. Two CMOS inverters are provided for signal consistency. The terminal 1 of the upper arm switching element drive IC 10 is ground, the terminal 2 is a signal output, and the terminal 3 is a power supply terminal.

Q2が第1のトランジスタであり、Q4が第2のトランジスタである。Q2、Q4とも主電流端子であるソースが前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上に接続する。
本実施形態では、Q1、Q2、Q3、Q4等で上アームスイッチを駆動する回路を構成する。MOSFETでは、ゲートが制御端子であり、ソースが主電流端子である。Q1、Q3はPチャネルのMOSFETであり、Q2、Q4、Q5、Q6はNチャネルのMOSFETである。
Q2 is a first transistor and Q4 is a second transistor. A source which is a main current terminal for both Q2 and Q4 is connected on a path connecting the capacitor and the bridge circuit.
In this embodiment, Q1, Q2, Q3, Q4, etc. constitute a circuit for driving the upper arm switch. In the MOSFET, the gate is the control terminal and the source is the main current terminal. Q1 and Q3 are P-channel MOSFETs, and Q2, Q4, Q5, and Q6 are N-channel MOSFETs.

充電コンデンサC1は、ブートストラップ方式の充電コンデンサである。充電コンデンサC1を流れる電流が主に充電抵抗R4で決まり、R4を通ってQ5のソースとQ6のドレインの接続線に接続する。この充電コンデンサC1は、ブリッジ回路の状態に応じて充放電される。   The charging capacitor C1 is a bootstrap charging capacitor. The current flowing through the charging capacitor C1 is mainly determined by the charging resistor R4, and is connected to the connection line between the source of Q5 and the drain of Q6 through R4. The charging capacitor C1 is charged / discharged according to the state of the bridge circuit.

ダイオードD1は、充電コンデンサC1に充電された電力が、電源Vccや下アームスイッチング素子ドライブ回路20に電流で逆流しないようにするものである。
充電抵抗R4は、下アームスイッチング素子Q6がONのときに電源Vccが充電コンデンサC1を充電する充電電流が流れる。充電コンデンサとブリッジ回路とを接続する経路上のQ2とQ4のソースの間に設けられている。
The diode D1 prevents the power charged in the charging capacitor C1 from flowing back into the power source Vcc and the lower arm switching element drive circuit 20 with current.
Charging current Rc flows through charging resistor R4 when power supply Vcc charges charging capacitor C1 when lower arm switching element Q6 is ON. It is provided between the sources of Q2 and Q4 on the path connecting the charging capacitor and the bridge circuit.

充電抵抗R4は、第1の抵抗である。Q2のゲートとソースを接続する抵抗R2は、第2の抵抗である。プルダウン抵抗R5は、第3の抵抗である。出力抵抗R1は、第4の抵抗である。
本発明の特徴であるプルダウン抵抗R5は、Q2のゲートを充電電流が流れているときに充電抵抗R4の電位の低い方つまり出力側にプルダウンしている。出力側とは、本回路図1に示すの出力の側である。これは、中点電位にプルダウンしていることにもなる。中点電位は、上アームスイッチング素子Q5のソースと下アームスイッチング素子Q6のドレインの間の配線とQ4のソースから配線が接続する点の電位である。
The charging resistor R4 is a first resistor. A resistor R2 connecting the gate and source of Q2 is a second resistor. The pull-down resistor R5 is a third resistor. The output resistor R1 is a fourth resistor.
The pull-down resistor R5, which is a feature of the present invention, is pulled down to the lower potential of the charging resistor R4, that is, to the output side when the charging current flows through the gate of Q2. The output side is the output side shown in FIG. This also means pulling down to the midpoint potential. The midpoint potential is the potential at the point where the line is connected from the source between the source of Q4 and the source between the source of the upper arm switching element Q5 and the drain of the lower arm switching element Q6.

これにより、配線インダクタンスと充電電流の変化で発生してQ2の信号入力部であるゲートに現れるゲート−ソース電圧Vgsの正バイアスを打ち消すことができる。
以下にブートストラップ方式の回路を説明する。
下アームスイッチング素子Q6がONのときに電源Vcc→ダイオードD1→充電コンデンサC1→充電抵抗R4→下アームスイッチング素子Q6のドレインからソース→アースの順に電流が流れる。この充電電流により、充電コンデンサC1を充電する。この充電コンデンサC1の電力は、下アームスイッチング素子Q6がOFFになり、上アームスイッチング素子Q5がONになる状態では、上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子3、Q1、Q2のCMOSインバータ、Q3、Q4のCMOSインバータに電力を供給する。これにより、上アームスイッチング素子Q5を駆動する上アームスイッチング素子ドライブIC10、Q1、Q2のCMOSインバータ、Q3、Q4のCMOSインバータにフローティング電源で電源を供給しなくて済む。上アームスイッチング素子Q5、下アームスイッチング素子Q6の交互のスイッチング動作から、図1の回路図の“出力”にパルス信号が出力される。このパルスは、上方の電位が直流電源VBで下方の電位が接地電位つまりアース電位である。
Thereby, it is possible to cancel the positive bias of the gate-source voltage Vgs that occurs due to the change of the wiring inductance and the charging current and appears at the gate that is the signal input portion of Q2.
A bootstrap circuit will be described below.
When the lower arm switching element Q6 is ON, a current flows in the order of the power source Vcc → the diode D1 → the charging capacitor C1 → the charging resistor R4 → the drain of the lower arm switching element Q6 → the source → the ground. The charging capacitor C1 is charged by this charging current. When the lower arm switching element Q6 is turned off and the upper arm switching element Q5 is turned on, the power of the charging capacitor C1 is supplied to the CMOS inverters Q3, Q4 of the terminals 3, Q1, Q2 of the upper arm switching element drive IC10. Power is supplied to the CMOS inverter. This eliminates the need to supply power to the upper arm switching element drive ICs 10, Q1 and Q2 CMOS inverters, and Q3 and Q4 CMOS inverters for driving the upper arm switching element Q5 with a floating power supply. From the alternate switching operation of the upper arm switching element Q5 and the lower arm switching element Q6, a pulse signal is output to “output” in the circuit diagram of FIG. In this pulse, the upper potential is the DC power supply VB and the lower potential is the ground potential, that is, the ground potential.

次に、充電抵抗R4は、充電コンデンサC1の充電電流の突入電流を防止している。R4がないと充電コンデンサC1の突入電流が非常に大きく、よってdi/dtも大きくなり、配線インダクタンスによって発生する電位差も大きくなる。この電位差のため、回路の誤動作、破損につながることもあるので充電抵抗R4を入れている。充電時にQ6がONであり、Q5はOFFで、このときQ4もONである。よって、充電抵抗R4をQ2のソースとQ4のソースの間において充電抵抗R4の電位差が出ても誤動作はない。   Next, the charging resistor R4 prevents an inrush current of the charging current of the charging capacitor C1. Without R4, the inrush current of the charging capacitor C1 is very large, and thus di / dt is also large, and the potential difference generated by the wiring inductance is also large. This potential difference may lead to malfunction or damage of the circuit, so a charging resistor R4 is inserted. Q6 is ON during charging, Q5 is OFF, and Q4 is also ON at this time. Therefore, even if the charging resistor R4 has a potential difference between the source of Q2 and the source of Q4, there is no malfunction.

また、Q5、Q6のスイッチングによる中点電位の変動による上アームスイッチング素子ドライブIC10の破損も防ぐ。
また、ダイオードD3を加えている。D3はQ2のゲートへ負バイアスが印加されることを防ぐ。ダイオードD2は、発生した電位差がMOS寄生容量などを充電する誤ON防止のはたらきをしている。
Further, the upper arm switching element drive IC 10 is prevented from being damaged due to the change of the midpoint potential due to the switching of Q5 and Q6.
In addition, a diode D3 is added. D3 prevents a negative bias from being applied to the gate of Q2. The diode D2 serves to prevent erroneous ON in which the generated potential difference charges the MOS parasitic capacitance and the like.

具体的な配線を以下に説明する。
下アームスイッチング素子ドライブ回路20は、端子1で下アームスイッチング素子Q6のソースとともに接地され、端子2はQ6のゲートと接続している。下アームスイッチング素子ドライブ回路20の端子3は、電源VccとダイオードD1のアノードと接続している。ダイオードD1のカソードは、充電コンデンサC1、上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子3、MOSFETのQ1のソース、抵抗R3と接続している。充電コンデンサC1のダイオードD1と接続されている方の反対側は、上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1、ダイオードD3のアノード、抵抗R2、MOSFETのQ2のソース、充電抵抗R4に接続している。上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子2は、出力抵抗R1と接続している。出力抵抗R1の他端は、Q1のゲート、Q2のゲート、D3のカソード、抵抗R2、プルダウン抵抗R5と接続している。Q1のドレインはダイオードD2のアノードとQ3のゲートとQ4のゲートと接続している。D2のカソードは、Q2のドレインと接続している。抵抗R3の他端は、Q3のソースと接続している。Q3のドレインは、D4のアノードとQ5のゲートに接続されている。Q5のソースは、Q4のソース、Q6のドレイン、充電抵抗R4の他端、プルダウン抵抗R5の他端、回路の出力と接続される。Q5のドレインは、直流電源VBの+端子と接続される。直流電源VBのマイナス側は、接地されている。
Specific wiring will be described below.
The lower arm switching element drive circuit 20 is grounded at the terminal 1 together with the source of the lower arm switching element Q6, and the terminal 2 is connected to the gate of Q6. The terminal 3 of the lower arm switching element drive circuit 20 is connected to the power supply Vcc and the anode of the diode D1. The cathode of the diode D1 is connected to the charging capacitor C1, the terminal 3 of the upper arm switching element drive IC 10, the source of the MOSFET Q1, and the resistor R3. The other side of the charging capacitor C1 connected to the diode D1 is connected to the terminal 1 of the upper arm switching element drive IC 10, the anode of the diode D3, the resistor R2, the source of the MOSFET Q2, and the charging resistor R4. The terminal 2 of the upper arm switching element drive IC 10 is connected to the output resistor R1. The other end of the output resistor R1 is connected to the gate of Q1, the gate of Q2, the cathode of D3, the resistor R2, and the pull-down resistor R5. The drain of Q1 is connected to the anode of diode D2, the gate of Q3, and the gate of Q4. The cathode of D2 is connected to the drain of Q2. The other end of the resistor R3 is connected to the source of Q3. The drain of Q3 is connected to the anode of D4 and the gate of Q5. The source of Q5 is connected to the source of Q4, the drain of Q6, the other end of the charging resistor R4, the other end of the pull-down resistor R5, and the output of the circuit. The drain of Q5 is connected to the + terminal of DC power supply VB. The negative side of the DC power supply VB is grounded.

本発明の駆動回路の動作をタイムチャート図2とともに次に示す。
上アームスイッチング素子ドライブIC10は、MOSFETの上アームスイッチング素子Q5を駆動する方形波を出力する。この方形波は、出力抵抗R1を通り、Q1、Q2のCMOSインバータに入力される。よって、Q2のゲート−ソース間電圧は、図2の方形波となる。ここでは、Q2のゲートをプルダウン抵抗R5により充電抵抗R4の出力側及び中点電位までプルダウンしているため、従来技術に見られた配線インダクタンスと充電電流の変化による電位差の正バイアスは見られない。
The operation of the driving circuit according to the present invention will be described with reference to the time chart of FIG.
The upper arm switching element drive IC 10 outputs a square wave that drives the upper arm switching element Q5 of the MOSFET. This square wave passes through the output resistor R1 and is input to the Q1 and Q2 CMOS inverters. Therefore, the gate-source voltage of Q2 is the square wave of FIG. Here, since the gate of Q2 is pulled down to the output side of the charging resistor R4 and the midpoint potential by the pull-down resistor R5, the positive bias of the potential difference due to the change of the wiring inductance and the charging current as seen in the prior art is not seen. .

この方形波は、Q1、Q2の前段のCMOSインバータによってインバータされ、逆位相で出力され、次のQ3、Q4の後段のCMOSインバータに入力される。よって、Q3、Q4のCMOSインバータでもインバータされ、逆位相になるので元の位相の方形波に戻ってQ5に入力される。そのため、Q5のゲート−ソース電圧Vgsには、図2のようにQ2のゲート−ソース電圧と結果的に同期するものが入力され、上アームスイッチング素子Q5を駆動する。   This square wave is inverted by the CMOS inverter at the front stage of Q1 and Q2, is output in reverse phase, and is input to the CMOS inverter at the subsequent stage of the next Q3 and Q4. Therefore, the CMOS inverters Q3 and Q4 are also inverted and have opposite phases, so that they return to the square wave of the original phase and are input to Q5. Therefore, the gate-source voltage Vgs of Q5 is input as a result of synchronization with the gate-source voltage of Q2 as shown in FIG. 2, and drives the upper arm switching element Q5.

下アームスイッチング素子ドライブ回路20では、Q5の入力と逆位相の方形波を下アームスイッチング素子Q6に入力して駆動する。よって、Q5とQ6は交互に駆動される。
Q5がOFFのときに、Q6がONとなったときに充電コンデンサC1に電流が流れて充電がなされる。
The lower arm switching element drive circuit 20 is driven by inputting a square wave having the opposite phase to the input of Q5 to the lower arm switching element Q6. Therefore, Q5 and Q6 are driven alternately.
When Q5 is OFF and Q6 is ON, a current flows through the charging capacitor C1 and charging is performed.

よって、Q2のVgsとQ5のVgsがHighであるときQ5がONで、Q6は逆位相の方形波の駆動によりOFFである。Q2のVgsとQ5のVgsがLowであるとき、Q6は逆位相の方形波の駆動によりONである。
Q5がOFFでQ6がONのときにVccから充電コンデンサC1、充電抵抗R4、Q6を通してグランドと電流が流れ、充電コンデンサC1が充電される。このとき、充電電流が流れる配線には、配線インダクタンスLと充電電流の変化により電位差が発生する。よって、充電コンデンサC1、充電抵抗R4、それに配線インダクタンスLにVccの直流電圧が加えられることになる。コンデンサ、抵抗、インダクタンスを直列に接続したものに直流電源を加えた回路は、過渡現象として、電流が山の形になりピークを取る。充電抵抗R4の両端の電圧は、流れる電流に抵抗値をかけたものであるから同様の山の形でピークを取る。これが図2のR4のVR4である。Q6がONになり充電を開始するたびにこの過度現象は起こる。
Therefore, when Vgs of Q2 and Vgs of Q5 are High, Q5 is ON, and Q6 is OFF by driving an antiphase square wave. When Vgs of Q2 and Vgs of Q5 are Low, Q6 is ON by driving an antiphase square wave.
When Q5 is OFF and Q6 is ON, current flows from Vcc through the charging capacitor C1 and the charging resistors R4 and Q6, and the charging capacitor C1 is charged. At this time, a potential difference is generated in the wiring through which the charging current flows due to changes in the wiring inductance L and the charging current. Therefore, a DC voltage of Vcc is applied to the charging capacitor C1, the charging resistor R4, and the wiring inductance L. In a circuit in which a DC power supply is added to a capacitor, resistor, and inductance connected in series, the current peaks in a peak as a transient phenomenon. Since the voltage across the charging resistor R4 is obtained by multiplying the flowing current by the resistance value, it takes a peak in the same mountain shape. This is VR4 of R4 in FIG. This transient occurs every time Q6 is turned on and charging starts.

図3にプルダウン抵抗R5を使ったときのQ2のゲート−ソース間電圧Vgsの計算を示す。図3の回路は、図1と同じである。本発明のプルダウン抵抗R5とその配線は、配線インダクタンスと充電電流の変化による電位差の正バイアスを低く抑え、MOSFETのQ2のゲートに高い電圧が回らないようにプルダウンする。これにより、Q2が誤ONしなくなる。   FIG. 3 shows the calculation of the gate-source voltage Vgs of Q2 when the pull-down resistor R5 is used. The circuit of FIG. 3 is the same as that of FIG. The pull-down resistor R5 of the present invention and its wiring are pulled down so that a positive bias of a potential difference due to changes in wiring inductance and charging current is kept low, and a high voltage does not rotate at the gate of the MOSFET Q2. Thereby, Q2 is not erroneously turned ON.

プルダウン抵抗R5は、Q1、Q2のゲートをQ4のソースと接続している。これは、充電電流の流れているルートだがQ2のソースとは、充電抵抗R4で隔てられている。
このプルダウン抵抗R5により、Q2のゲート−ソース間電圧は以下のように導かれる。図3に示すように各電圧を定義する。配線インダクタンスに発生する電圧:VL(上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1とR2間)、上アームスイッチング素子ドライブIC10の出力抵抗R1に発生する電圧:V1、充電抵抗R4に発生する電圧:V4、プルダウンR5に発生する電圧:V5とする。なお、ここでは計算式簡素化のためにR2は無視して記す。また、上アームスイッチング素子ドライブIC10の端子1と端子2は、端子2の出力がLであるとき、同電位である。
The pull-down resistor R5 connects the gates of Q1 and Q2 to the source of Q4. This is a route through which charging current flows, but is separated from the source of Q2 by a charging resistor R4.
By this pull-down resistor R5, the gate-source voltage of Q2 is derived as follows. Each voltage is defined as shown in FIG. Voltage generated in wiring inductance: VL (between terminals 1 and R2 of upper arm switching element drive IC 10), voltage generated in output resistance R1 of upper arm switching element drive IC 10: V1, voltage generated in charging resistance R4: V4, The voltage generated at the pull-down R5 is V5. Here, for simplification of the calculation formula, R2 is ignored. Further, the terminal 1 and the terminal 2 of the upper arm switching element drive IC 10 have the same potential when the output of the terminal 2 is L.

VL+V4=V1+V5 ・・・(1)、 Vgs=V5−V4 ・・・(2)
V5=(R5/(R1+R5))*(V1+V5) ・・・(3)
以上から(1)を使って(3)の(V1+V5)を置き換えて、その(3)を(2)に代入すると
∴ Vgs=(R5VL−R1V4)/(R1+R5)
が得られる。よって、配線インダクタンスに発生する電圧:VLと、充電抵抗R4に流れる充電電流がわかればR4の両端電圧:V4がわかるのでR4に流れる充電電流と、R1、R5の抵抗値によってVgsが決まることがわかる。V4のあるR1V4はマイナスの項である。よって、出力抵抗R1、プルダウン抵抗R5つまり、第4の抵抗、第3の抵抗の抵抗値を調整することにより、Q2のゲートON電圧よりVgsを低くする。これにより、Q2の誤ONを防ぐ。
VL + V4 = V1 + V5 (1), Vgs = V5−V4 (2)
V5 = (R5 / (R1 + R5)) * (V1 + V5) (3)
From the above, replacing (V1 + V5) in (3) using (1) and substituting (3) in (2) ∴ Vgs = (R5VL−R1V4) / (R1 + R5)
Is obtained. Therefore, if the voltage VL generated in the wiring inductance and the charging current flowing through the charging resistor R4 are known, the voltage across the terminal R4: V4 can be known, so that Vgs is determined by the charging current flowing through R4 and the resistance values of R1 and R5. Understand. R1V4 with V4 is a negative term. Therefore, by adjusting the resistance values of the output resistor R1 and the pull-down resistor R5, that is, the fourth resistor and the third resistor, Vgs is made lower than the gate ON voltage of Q2. This prevents erroneous ON of Q2.

また、図4に示すようにQ2のVgsを電流と抵抗値で表すこともできる。図4のドライブ回路は、図1と図3と同じである。
R1を流れる電流:I1、R2を流れる電流:I2、R4を流れる電流:I4、R5を流れる電流:I5とする。Q2のVgsは以下の式で示せる。
Further, as shown in FIG. 4, Vgs of Q2 can also be expressed by a current and a resistance value. The drive circuit shown in FIG. 4 is the same as that shown in FIGS.
Current flowing through R1: I1, current flowing through R2, I2, current flowing through R4: I4, current flowing through R5: I5. Vgs of Q2 can be expressed by the following equation.

∴ Vgs=I5R5−I4R4
(実施形態1の変形例)
本発明は、DCチョッパ回路やHブリッジ、フルブリッジ回路などの駆動回路に流用できる。また、上アームスイッチング素子、下アームスイッチング素子はIGBTを使用してもよい。
V Vgs = I5R5-I4R4
(Modification of Embodiment 1)
The present invention can be applied to a drive circuit such as a DC chopper circuit, an H bridge, or a full bridge circuit. The upper arm switching element and the lower arm switching element may use IGBTs.

(実施形態2)
図5に実施形態2の回路図を示す。実施形態2は充電抵抗R4の位置とプルダウン抵抗R5のプルダウン先を変え、ダイオードD4を加えたものである。
実施形態1と同じ部分は説明を省略する。図7に示すように、充電抵抗R4を充電電流が流れる配線で、Q4のソースと接続する点と、Q5のソースとQ6のドレインの接続の配線と接続する点の間に置く。つまり、Q4のソースの出力側に置く。そして、プルダウン抵抗R5をQ2のゲートと、Q5のソースとQ6のドレインの接続線と充電電流が流れる配線が接続する点の間に置く。つまり、充電抵抗R4の出力側にプルダウンする。ただし、この場合には、Q4のドレインとQ5のゲートの間にダイオードD2と同様にダイオードD4を置くことが必要である。ダイオードD4は、発生した電位差がMOS寄生容量などを充電する誤ON防止のはたらきをしている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a circuit diagram of the second embodiment. In the second embodiment, the position of the charging resistor R4 and the pull-down destination of the pull-down resistor R5 are changed, and a diode D4 is added.
Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted. As shown in FIG. 7, the charging resistor R4 is placed between the point where the charging current flows and the point connected to the source of Q4 and the point connecting the source of Q5 and the drain of Q6. That is, it is placed on the output side of the source of Q4. The pull-down resistor R5 is placed between the gate of Q2, the connection line between the source of Q5 and the drain of Q6, and the line through which the charging current flows. That is, it pulls down to the output side of the charging resistor R4. However, in this case, it is necessary to place the diode D4 between the drain of Q4 and the gate of Q5, as with the diode D2. The diode D4 serves to prevent erroneous ON in which the generated potential difference charges the MOS parasitic capacitance and the like.

他の構成と動作は、第1実施形態と同じである。この形態によってもQ2のゲートがより低電位の充電抵抗R4の出力側にプルダウンされるので、Q2の誤ONを防ぐ。なお、実施形態1のQ2のゲート−ソース間電圧Vgsの解析は、実施形態2にも適用される。   Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. This form also prevents Q2 from being erroneously turned on because the gate of Q2 is pulled down to the output side of the charging resistor R4 having a lower potential. The analysis of the gate-source voltage Vgs of Q2 in the first embodiment is also applied to the second embodiment.

本発明の第1の実施形態の回路図を示す。1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. 本発明のタイミングチャートである。It is a timing chart of the present invention. 本発明の回路を電圧で説明する図である。It is a figure explaining the circuit of this invention with a voltage. 本発明の回路を電流で説明する図である。It is a figure explaining the circuit of this invention with an electric current. 本発明の第2の実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of a 2nd embodiment of the present invention. 従来技術の回路である。It is a circuit of a prior art. 従来技術及び異常動作のタイミングチャートである。It is a timing chart of a prior art and abnormal operation | movement.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・上アームスイッチング素子ドライブIC
20・・・下アームスイッチング素子ドライブ回路
30・・・従来の駆動回路
40・・・駆動回路
C1・・・充電コンデンサ
D1、D2、D3、D4・・・ダイオード
Q1、Q2、Q3、Q4・・・MOSFET
Q5・・・上アームスイッチング素子
Q6・・・下アームスイッチング素子
R1・・・出力抵抗
R2、R3・・・抵抗
R4・・・充電抵抗
R5・・・プルダウン抵抗
VB・・・直流電源
Vcc・・・電源
10 ... Upper arm switching element drive IC
20 ... lower arm switching element drive circuit 30 ... conventional drive circuit 40 ... drive circuit C1 ... charging capacitors D1, D2, D3, D4 ... diodes Q1, Q2, Q3, Q4,.・ MOSFET
Q5... Upper arm switching element Q6... Lower arm switching element R1... Output resistance R2, R3... Resistance R4... Charging resistance R5. ·Power supply

Claims (4)

上アームスイッチ及び下アームスイッチから構成されるブリッジ回路を駆動するブートストラップ方式の駆動回路において、
前記ブリッジ回路の状態に応じて充放電されるコンデンサと、
前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上に設けられる第1の抵抗と、
前記上アームスイッチを駆動するための信号を生成する信号源と、
制御端子に前記信号源の出力が与えられるとともに主電流端子が前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の入力側に接続される第1のトランジスタを含み、前記信号源により生成される信号に基づいて前記上アームスイッチを駆動する回路と、
前記第1のトランジスタの制御端子を前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の入力側に接続する第2の抵抗と、
前記第1のトランジスタの制御端子を前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の出力側に接続する第3の抵抗と
を備える駆動回路。
In a bootstrap drive circuit that drives a bridge circuit composed of an upper arm switch and a lower arm switch,
A capacitor that is charged and discharged according to the state of the bridge circuit;
A first resistor provided on a path connecting the capacitor and the bridge circuit;
A signal source for generating a signal for driving the upper arm switch;
A first transistor connected to the input side of the first resistor on the path connecting the capacitor and the bridge circuit, the output of the signal source being given to the control terminal; A circuit for driving the upper arm switch based on a signal generated by a source;
A second resistor connecting a control terminal of the first transistor to an input side of the first resistor on a path connecting the capacitor and the bridge circuit;
And a third resistor that connects a control terminal of the first transistor to an output side of the first resistor on a path connecting the capacitor and the bridge circuit.
前記上アームスイッチを駆動する回路に含まれ、制御端子に前記第1のトランジスタの出力が与えられるとともに主電流端子が前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の出力側に接続される第2のトランジスタを備えた請求項1の駆動回路。 An output of the first resistor on a path included in a circuit for driving the upper arm switch, the output of the first transistor being given to a control terminal, and a main current terminal connecting the capacitor and the bridge circuit The driving circuit according to claim 1, further comprising a second transistor connected to the side. 前記上アームスイッチを駆動する回路に含まれ、制御端子に前記第1のトランジスタの出力が与えられるとともに主電流端子が前記コンデンサと前記ブリッジ回路とを接続する経路上の前記第1の抵抗の入力側に接続される第2のトランジスタを備えた請求項1の駆動回路。 Included in a circuit for driving the upper arm switch, an output of the first transistor is given to a control terminal, and an input of the first resistor on a path where a main current terminal connects the capacitor and the bridge circuit The driving circuit according to claim 1, further comprising a second transistor connected to the side. 前記第3の抵抗の抵抗値と前記信号源の出力抵抗である第4の抵抗の抵抗値は、前記コンデンサを充電する充電電流の変化及び前記充電電流が流れる前記第1のトランジスタの主電流端子より入力側の配線インダクタンスによる正バイアスによって起こる前記第1のトランジスタの制御端子の電圧を、第1のトランジスタのONの閾値より下げるものである請求項1から3のいずれかに記載の駆動回路。 The resistance value of the third resistor and the resistance value of the fourth resistor, which is the output resistance of the signal source, are a change in charging current for charging the capacitor and a main current terminal of the first transistor through which the charging current flows. 4. The drive circuit according to claim 1, wherein a voltage of the control terminal of the first transistor caused by a positive bias due to a wiring inductance on the input side is lower than an ON threshold value of the first transistor. 5.
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