JP2014103485A - スイッチ駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチ駆動回路20は、入力電圧Viの印加端と接地電圧GNDの印加端との間に直列接続されたスイッチ11及び12を相補的にオン/オフさせるようにスイッチ信号S1及びS2を生成するスイッチ信号生成部23と、スイッチ信号S1及びS2の入力を受けてゲート信号G1及びG2を生成するドライバ部21及び22と;スイッチ11及び12をいずれもオフとするデッドタイムTd1及びTd2を設定するデッドタイム設定部24と、を有し、ドライバ部21及び22の少なくとも一方は、スルーレート設定信号Scに応じてゲート信号G1及びG2のスルーレートを変化させるスルーレート設定部を含み、デッドタイム設定部24は、スルーレート設定信号Scと入力電圧Viの少なくとも一方に応じて、デッドタイムTd1及びTd2の少なくとも一方を可変制御する。
【選択図】図1
Description
図1は、降圧型スイッチングレギュレータの一構成例を示すブロック図である。本構成例の降圧型スイッチングレギュレータaは、半導体装置1と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(コイルL1、キャパシタC1、抵抗R1及びR2)と、を有する。
まず、基本的なデッドタイム付与動作について、図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、デッドタイム付与動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、基準スイッチ信号S0、スイッチ信号S1(ゲート信号G1)、遅延ゲート信号G1d、スイッチ信号S2(ゲート信号G2)、遅延ゲート信号G2d、及び、スイッチ電圧Vswが描写されている。なお、図中のパルスエッジに付した番号(1)〜(10)は、論理レベルの変遷順序を示している。
図9は、ドライバ部21及び22の第1構成例を示す回路図である。第1構成例のドライバ部21は、プリドライバ211とスルーレート設定部212を含み、ドライバ部22は、プリドライバ221とスルーレート設定部222を含む。
図13は、テレビの一構成例を示すブロック図である。また、図14A〜図14Cは、それぞれ、テレビの正面図、側面図、及び、背面図である。本構成例のテレビXは、チューナ部X1と、デコーダ部X2と、表示部X3と、スピーカ部X4と、操作部X5と、インタフェイス部X6と、制御部X7と、電源部X8と、を有する。
なお、上記の実施形態では、降圧型スイッチングレギュレータa(図1)に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、本発明は、同期整流方式のスイッチングレギュレータ全般(例えば、スイッチ出力段を駆動することにより入力電圧Viを昇圧して出力電圧Voを生成する昇圧型スイッチングレギュレータb(図15))に適用することが可能であり、さらには、スイッチ出力段を駆動してモータに駆動電流を供給するモータドライバc(図16)などにも適用することが可能である。また、本発明が適用されるアプリケーションについても、テレビ(図13及び図14A〜図14C)のほか、種々の電子機器を適用対象とすることができる。
10 スイッチ出力段
11 第1スイッチ(Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ)
12 第2スイッチ(Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ)
20 スイッチ駆動回路
21、22 ドライバ部
211、221 プリドライバ
212、222 スルーレート設定部
213、214、223、224 インバータ
215、225 スルーレート設定部
23 スイッチ信号生成部
231 制御部
232 ORゲート
233 ANDゲート
24 デッドタイム設定部
241、242 遅延部
25 ロジック部
A1 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
A2、A3 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
A4、A5 抵抗
A6 キャパシタ
A61〜A63 キャパシタ
A64、A65 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
A7、A8 インバータ
P11〜P18、P21〜P28 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
N11〜N18、N21〜N28 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
R11、R12、R21、R22 抵抗
SW11、SW12、SW21、SW22 スイッチ
a 降圧型スイッチングレギュレータ
b 昇圧型スイッチングレギュレータ
c モータドライバ
X テレビ
X0 アンテナ
X1 チューナ部
X2 デコーダ部
X3 表示部
X4 スピーカ部
X5 操作部
X6 インタフェイス部
X7 制御部
X8 電源部
Claims (13)
- 第1端が第1電圧の印加端に接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記第1電圧よりも低い第2電圧の印加端に接続された第2スイッチと、を相補的にオン/オフさせるように、第1スイッチ信号と第2スイッチ信号を生成するスイッチ信号生成部と;
前記第1スイッチ信号の入力を受けて前記第1スイッチをオン/オフさせるための第1ゲート信号を生成する第1ドライバ部と;
前記第2スイッチ信号の入力を受けて前記第2スイッチをオン/オフさせるための第2ゲート信号を生成する第2ドライバ部と;
前記第1スイッチがオフされてから前記第2スイッチがオンされるまでの第1デッドタイム、及び、前記第2スイッチがオフされてから前記第1スイッチがオンされるまでの第2デッドタイムを各々設定するデッドタイム設定部と;
を有し、
前記第1ドライバ部及び前記第2ドライバ部の少なくとも一方は、スルーレート設定信号に応じて各ゲート信号のスルーレートを変化させるスルーレート設定部を含み、
前記デッドタイム設定部は、前記スルーレート設定信号と前記第1電圧の少なくとも一方に応じて、前記第1デッドタイム及び前記第2デッドタイムの少なくとも一方を可変制御することを特徴とするスイッチ駆動回路。 - 前記デッドタイム設定部は、前記スルーレートが速いほど、ないしは、前記第1電圧が低いほど、前記第1デッドタイム及び前記第2デッドタイムを短縮することを特徴とする請求項1に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記デッドタイム設定部は、前記第1ゲート信号に前記第1デッドタイム相当の遅延を与えて第1遅延ゲート信号を生成する第1遅延部と、前記第2ゲート信号に前記第2デッドタイム相当の遅延を与えて第2遅延ゲート信号を生成する第2遅延部と、を含み、
前記スイッチ信号生成部は、基準スイッチ信号と前記第1遅延ゲート信号とを論理合成することにより、前記第1スイッチがオフされてから前記第1デッドタイムの経過後に前記第2スイッチがオンされるように前記第2スイッチ信号を生成する一方、前記基準スイッチ信号と前記第2遅延ゲート信号とを論理合成することにより、前記第2スイッチがオフされてから前記第2デッドタイムの経過後に前記第1スイッチがオンされるように前記第1スイッチ信号を生成することを特徴とする請求項2に記載のスイッチ駆動回路。 - 前記第1遅延部及び前記第2遅延部の少なくとも一方は、前記スルーレート制御信号と前記第1電圧の少なくとも一方に応じて、各ゲート信号に与える遅延を可変制御することを特徴とする請求項3に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記遅延の大きさは、キャパシタの両端間電圧が放電開始から所定の時定数を持って閾値を下回るまでの放電時間によって決定されることを特徴とする請求項4に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記キャパシタの容量値は、前記スルーレート設定信号によって可変制御されることを特徴とする請求項5に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記キャパシタは、放電開始前にその両端間電圧が前記第1電圧となるまで充電されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記スルーレート設定部は、前記スルーレート設定信号に応じてプリドライバの出力抵抗値を可変制御することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のスイッチ駆動回路。
- 前記スルーレート設定部は、前記スルーレート設定信号に応じて複数候補中から駆動すべきプリドライバを決定することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のスイッチ駆動回路。
- 第1スイッチと第2スイッチを含むスイッチ出力段と、
前記スイッチ出力段を駆動する請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のスイッチ駆動回路と、
を有することを特徴とするスイッチ駆動装置。 - 請求項10に記載のスイッチ駆動装置を有し、スイッチ出力段を駆動して入力電圧から出力電圧を生成することを特徴とするスイッチングレギュレータ。
- 請求項10に記載のスイッチ駆動装置を有し、スイッチ出力段を駆動してモータに駆動電流を供給することを特徴とするモータドライバ。
- 請求項11に記載のスイッチングレギュレータ、または、請求項12に記載のモータドライバを有することを特徴とする電子機器。
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