JP2016136805A - Semiconductor switching element drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
電源と負荷との間に接続される電圧駆動型の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit for driving a voltage-driven semiconductor switching element connected between a power supply and a load.
例えばモータなどの負荷を駆動するHブリッジ回路やインバータ回路は、一対の電源線間に接続されたハーフブリッジ回路を備えている。そのハーフブリッジ回路の上アームを構成する半導体スイッチング素子として、Nチャネル型のMOSトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の電圧駆動型の素子が用いられる場合がある。このようなトランジスタを駆動する駆動回路は、トランジスタのゲートに与えるオン駆動電圧を昇圧するための昇圧回路を備えている。 For example, an H bridge circuit or an inverter circuit that drives a load such as a motor includes a half bridge circuit connected between a pair of power supply lines. As a semiconductor switching element constituting the upper arm of the half bridge circuit, a voltage drive type element such as an N channel type MOS transistor or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) may be used. Such a drive circuit for driving a transistor includes a booster circuit for boosting an on-drive voltage applied to the gate of the transistor.
また、一対の電源線に供給される直流電圧(以下、負荷用直流電圧とも呼ぶ)は、他の様々な負荷を駆動するためにも用いられることが一般的である。そのため、負荷用直流電圧は、それらの負荷の状態に応じて大きく変動する可能性がある。駆動回路が、このような変動の大きな負荷用直流電圧の供給を受けていると、その変動の影響によりトランジスタを駆動できなくなったり、トランジスタが故障するおそれがある。このため、駆動回路は通常、負荷用直流電圧とは別系統の安定化された直流電圧(以下、駆動用直流電圧とも呼ぶ)の供給を受けて動作するようになっている。つまり、一対の電源線及び駆動回路に供給される直流電圧は、それぞれ別系統になっていることが多い(例えば、特許文献1,2参照)。
In addition, a DC voltage supplied to a pair of power supply lines (hereinafter also referred to as a load DC voltage) is generally used to drive various other loads. Therefore, the load DC voltage may vary greatly depending on the state of those loads. If the driving circuit is supplied with such a large load DC voltage, the transistor may not be driven or the transistor may be damaged due to the influence of the fluctuation. For this reason, the drive circuit is normally operated by receiving a supply of a stabilized DC voltage (hereinafter also referred to as a drive DC voltage) different from the load DC voltage. That is, the DC voltages supplied to the pair of power supply lines and the drive circuit are often in separate systems (see, for example,
上記構成の場合、トランジスタをオンさせている期間に負荷用直流電圧が低下すると、それに伴い、例えばMOSトランジスタであれば負荷側の端子であるソースの電位も低下する。一方、駆動回路は、駆動用直流電圧の供給を受けて通常通り動作し、駆動用直流電圧を基準に所定値だけ昇圧したオン駆動電圧をトランジスタのゲートに出力している。その結果、トランジスタのゲート−ソース間の電位差が定常時よりも高くなり、当該電位差が耐圧を超えて上昇するとトランジスタが故障する場合がある。 In the case of the above configuration, when the load DC voltage decreases during the period in which the transistor is turned on, the potential of the source, which is the load-side terminal, also decreases, for example, in the case of a MOS transistor. On the other hand, the driving circuit operates normally upon receiving the driving DC voltage, and outputs an ON driving voltage boosted by a predetermined value with respect to the driving DC voltage to the gate of the transistor. As a result, the potential difference between the gate and the source of the transistor becomes higher than that in a steady state, and the transistor may fail if the potential difference increases beyond the withstand voltage.
このような耐圧を超える過電圧の印加によるトランジスタの故障を防止するため、ゲート−ソース間にツェナーダイオード等のクランプ素子を配置する対策が一般的に行われている。しかしながら、素子の発熱の問題や、エネルギー耐量を考慮して素子のサイズを選択する結果、コストアップに繋がるといった問題がある。 In order to prevent the breakdown of the transistor due to the application of an overvoltage exceeding the withstand voltage, a countermeasure is generally taken in which a clamp element such as a Zener diode is arranged between the gate and the source. However, there are problems such as heat generation of the element and cost increase as a result of selecting the element size in consideration of energy tolerance.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保護素子を用いることなく、半導体スイッチング素子に印加される電圧が適正なレベルとなるように調整できる半導体スイッチング素子の駆動回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a driving circuit for a semiconductor switching element that can be adjusted so that a voltage applied to the semiconductor switching element is at an appropriate level without using a protective element. It is to provide.
請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路によれば、第1電源と負荷との間に接続される電圧駆動型の半導体スイッチング素子を駆動する。昇圧回路は、第2電源より供給される電圧V2を昇圧することで、前記半導体スイッチング素子の導通制御端子に印加する駆動用電圧を生成する。そして、電圧調整回路は、第1電源の電圧V1と前記電圧V2との少なくとも一方が変動した際に、半導体スイッチング素子の電位基準側導通端子と導通制御端子との間に印加される電圧(端子間電圧と称す)が、予め設定された上限値を超えないように調整する。 According to the semiconductor switching element drive circuit of the first aspect, the voltage-driven semiconductor switching element connected between the first power source and the load is driven. The booster circuit boosts the voltage V2 supplied from the second power supply, thereby generating a driving voltage to be applied to the conduction control terminal of the semiconductor switching element. The voltage adjustment circuit is configured to apply a voltage (terminal) between the potential reference side conduction terminal and the conduction control terminal of the semiconductor switching element when at least one of the voltage V1 of the first power supply and the voltage V2 fluctuates. (Referred to as an inter-voltage) is adjusted so as not to exceed a preset upper limit value.
すなわち、電圧V1、V2の少なくとも一方が変動することで、半導体スイッチング素子の端子間電圧が増大する方向に変化しようとすると、電圧調整回路の作用により、端子間電圧は上限値を超えないように調整される。したがって、半導体スイッチング素子に過電圧が印加されることを防止できる。 That is, if at least one of the voltages V1 and V2 varies, and the voltage between the terminals of the semiconductor switching element tends to increase, the voltage between the terminals does not exceed the upper limit due to the action of the voltage adjustment circuit. Adjusted. Therefore, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the semiconductor switching element.
(第1実施形態)
図7に示す本実施形態のモータ駆動システム1は、例えば自動車などの車両に搭載されるECU(Electronic Control Unit)において用いられ、車載のバッテリ2(第1電源)から一対の電源線3、4に供給される直流電圧V1を三相交流電圧に変換し、モータ5に供給して駆動する。直流電圧V1は、例えば定常値が12V程度であるが、自動車のアイドリングストップ状態から復帰する際に生じるクランキングなどの影響により6V程度まで低下する可能性がある。
(First embodiment)
A
モータ駆動システム1は、主回路部6及び駆動部7を備えている。主回路部6は、電源線3,4間に接続された3つのハーフブリッジ回路8〜10及びコンデンサ11を備えている。ハーフブリッジ回路8〜10を構成する6つのトランジスタT1〜T6(半導体スイッチング素子)は、例えば何れもNチャネル型のMOSトランジスタである。なお、図示は省略するが、トランジスタT1〜T6のドレイン,ソース間には、それぞれ還流ダイオードが接続されている。ハーフブリッジ回路8〜10の出力端子となるノードN1〜N3は、それぞれモータ5の各相端子に接続されている。コンデンサ11は、電源線3、4間の電圧を平滑するために配置されている。
The
駆動部7は、電圧調整回路12及びゲート駆動部13、14を備えている。電圧調整回路12及びゲート駆動部13により、上アーム側のトランジスタT1〜T3(スイッチング素子に相当)を駆動する駆動回路15が構成されている。電圧調整回路12には、直流電圧V1と、その直流電圧V1とは別系統の直流電源16(第2電源)から出力される安定化された直流電圧V2とが入力されている。直流電圧V2の値は、直流電圧V1の定常値と同じになっている。電圧調整回路12は、直流電圧V2を昇圧した昇圧電圧VRGをゲート駆動部13に出力する。
The drive unit 7 includes a
ゲート駆動部13は、図示しない制御部よりオフ駆動を指令する制御信号が与えられると、トランジスタT1のゲートに対し、そのソース電圧以下の電圧(オフ駆動電圧)を与える。また、ゲート駆動部13は、オン駆動を指令する制御信号が与えられると、トランジスタT1のゲートに対し、直流電圧V1よりゲート閾値電圧以上高い電圧(オン駆動電圧=昇圧電圧VRG)を与える。尚、トランジスタT2及びT3を駆動する部分についても同様である。
When a control signal instructing off driving is given from a control unit (not shown), the
ゲート駆動部14は、制御部よりオフ駆動を指令する制御信号が与えられると、トランジスタT4のゲートに対し、そのソース電圧以下の電圧(オフ駆動電圧)を与える。また、ゲート駆動部14は、オン駆動を指令する制御信号が与えられると、トランジスタT4のゲートに対し、ソース電圧よりもゲート閾値電圧以上高い電圧(オン駆動電圧=直流電圧V2)を与える。尚、トランジスタT5及びT6を駆動する部分についても同様である。
When the control signal instructing off driving is given from the control unit, the
図1に示すように、駆動回路15の電圧調整回路12は、アンプ(又はコンパレータ)及び可変電源のシンボルで示す入力電圧調整部21及び昇圧回路23で構成されている。入力電圧調整部21の詳細構成は後述する図5又は図6に示すが、アンプの反転入力端子はバッテリ2の正側端子に、反転入力端子は直流電源16の正側端子にそれぞれ接続されている。そして、入力電圧調整部21の出力電圧Voが昇圧回路23に供給されている。
As shown in FIG. 1, the
昇圧回路23は、ダイオード24及び25の直列回路、発振回路26、バッファ27及びコンデンサ28によりチャージポンプ回路として構成されている。ダイオード24のアノードには、可変電源22の出力電圧Voが入力されている。ダイオード25のカソードは、昇圧電圧VRGの出力端子であり、コンデンサ29を介して基準電位,例えばグランド(以降、グランドとする)に接続されている。発振回路26の出力端子はバッファ27の入力端子に接続されており、バッファ27の出力端子はコンデンサ28を介してダイオード25のアノードに接続されている。
The
尚、ゲート駆動部13及び14には、制御部より入力される制御信号を、発振回路のシンボルで簡略的に表している。
図3に示すように、昇圧回路23が出力する昇圧電圧VRGは、コンデンサ28の端子電圧をVCPM、ダイオード23及び24の順方向電圧をVfとすると、コンデンサ28は入力電圧Voに充電されるので、
VRG=Vo+VCPM−Vf−Vf=2Vo−2Vf …(1)
となる。そして、図4に示すように、端子電圧VCPMが入力電圧Voに等しくなるまで充電されなければ、
VRG<2Vo−2Vf
となる。そこで、入力電圧調整部21は、入力電圧V1,V2の電位差に応じて出力電圧Voを制御することで、ゲート駆動部13に駆動電圧として供給される昇圧電圧VRGを制限する。
In the
As shown in FIG. 3, the boosted voltage VRG output from the
VRG = Vo + VCPM−Vf−Vf = 2Vo−2Vf (1)
It becomes. Then, as shown in FIG. 4, if the terminal voltage VCPM is not charged until it becomes equal to the input voltage Vo,
VRG <2Vo-2Vf
It becomes. Therefore, the input
例えば図5に示すように、入力電圧調整部21(A)はAMP(アンプ)1を用いてなり、電圧V1,V2を差動増幅する差動増幅回路30と、AMP2〜5を用いて構成される非反転増幅回路31〜34の組み合わせで構成される。非反転増幅回路34の非反転入力端子に入力される電圧V7は、差動増幅回路30の出力電圧V4,非反転増幅回路32,33の出力電圧V5,V6を、それぞれ抵抗素子R5〜R7を介して加算した電圧となっている。
For example, as shown in FIG. 5, the input voltage adjustment unit 21 (A) includes an AMP (amplifier) 1 and includes a
非反転増幅回路34の出力電圧Voは、
Vo=(R8+R9)/R8×V7 …(2)
であり、各増幅回路30〜33の出力電圧V3〜V6は、それぞれ
V3=(R1’+R2’)/R1’×VBG …(3)
V4=R2/R1×(V1−V2) …(4)
V5=R4/R3×(V2−V3) …(5)
V6=(R3’+R4’)/R3’ ×VBG …(6)
となる。尚、VBGはバンドギャップリファレンス電圧である。
The output voltage Vo of the
Vo = (R8 + R9) / R8 × V7 (2)
The output voltages V3 to V6 of the
V4 = R2 / R1 × (V1-V2) (4)
V5 = R4 / R3 × (V2-V3) (5)
V6 = (R3 ′ + R4 ′) / R3 ′ × VBG (6)
It becomes. VBG is a band gap reference voltage.
そして、非反転増幅回路34への入力電圧V7は、
V7=(R6×R7×V4+R7×R5×V5+R5×R6×V6)
/(R5×R6+R6×R7+R7×R5)…(7)
となる。ここで例えばR1〜R8=R,(R8+R9)/R8=3に設定すると、出力電圧Voは、
Vo=(V1−V2)+(V2−V3)+V6 …(8)
となる。
The input voltage V7 to the
V7 = (R6 × R7 × V4 + R7 × R5 × V5 + R5 × R6 × V6)
/ (R5 × R6 + R6 × R7 + R7 × R5) (7)
It becomes. For example, if R1 to R8 = R and (R8 + R9) / R8 = 3 are set, the output voltage Vo is
Vo = (V1-V2) + (V2-V3) + V6 (8)
It becomes.
また、例えば図6に示すように、入力電圧調整部21(B)は複数のコンパレータ35と、ロジック回路36と、アンプ37を用いてなる非反転増幅回路38との組み合わせで構成される。バッテリ2の正側端子とグランドとの間には、複数の抵抗素子39からなる直列回路が接続されており、直流電源16の正側端子とグランドとの間には、複数の抵抗素子40からなる直列回路が接続されている。
For example, as illustrated in FIG. 6, the input voltage adjustment unit 21 (B) is configured by a combination of a plurality of
各コンパレータ35の非反転入力端子は、抵抗素子40(1)及び40(2)の共通接続点に共通に接続されており、各コンパレータ35の反転入力端子は、それぞれ抵抗素子39(1)及び39(2)の共通接続点、抵抗素子39(2)及び39(3)の共通接続点、抵抗素子39(3)及び39(4)の共通接続点、…に接続されている。そして、各コンパレータ35の出力端子は、それぞれロジック回路36の入力端子に接続されている。
The non-inverting input terminal of each
アンプ37の反転入力端子には、バンドギャップリファレンス電圧VBGが与えられており、非反転入力端子は、複数の抵抗素子41からなる直列回路を介してグランドに接続されていると共に、抵抗素子42を介してアンプ37の出力端子に接続されている。抵抗素子41(2)〜41(n)の両端には、それぞれスイッチ43(2)〜43(n)が並列に接続されている。そして、ロジック回路36は、各コンパレータ35の出力信号に応じて各スイッチ43(2)〜43(n)のオンオフを制御する。
A band gap reference voltage VBG is applied to the inverting input terminal of the
すなわち、複数のコンパレータ35は、電圧V1,V2の電位差に応じて出力信号をハイ、ローの二値レベルに変化させる。ロジック回路36が、それらの出力信号のレベルに応じて各スイッチ43(2)〜43(n)のオンオフを制御することで、非反転増幅回路38のゲインが変化する。その結果、出力電圧Voは、電圧VRGに所定のゲインを乗じた電圧となる。
その他、入力電圧調整部21は、例えば電圧V1,V2をA/D変換により読み込んで、マイクロコンピュータのソフトウェアにより差電圧を求め、差電圧に応じて出力電圧Voを決定する等の構成も採用することができる。
That is, the plurality of
In addition, the input
次に、本実施形態の作用について、図5に示す入力電圧調整部21(A)を用いた場合で説明する。順方向電圧Vfは0.7V,出力電圧V3,V6をそれぞれ14V,11.7Vに設定し、
R2/R1=R4/R3=0.5
R5〜R7=R
(R8+R9)/R8=3
に設定する。この時、図2に示す領域1のように定常状態でV1=V2=14Vである場合は、(2)式及び(7)式より
Vo=0.5×(14−14)+0.5×(14−14)+11.7=11.7[V]
となる。すると、昇圧回路23が出力する昇圧電圧VRGは、(1)式より
VRG=2Vo−2Vf=2(11+Vf)−2Vf=22[V]
となる。例えば、トランジスタT1のゲート−ソース間電圧Vgsの耐圧が10Vである場合、電圧Vgsの最大値を例えば8Vに設定する。すなわち、
Vgs=VRG−V1=8V
となるように制御する。
Next, the operation of this embodiment will be described using the input voltage adjusting unit 21 (A) shown in FIG. The forward voltage Vf is set to 0.7V, the output voltages V3 and V6 are set to 14V and 11.7V, respectively.
R2 / R1 = R4 / R3 = 0.5
R5 to R7 = R
(R8 + R9) / R8 = 3
Set to. At this time, when V1 = V2 = 14V in the steady state as in the
It becomes. Then, the boosted voltage VRG output from the
It becomes. For example, when the breakdown voltage of the gate-source voltage Vgs of the transistor T1 is 10V, the maximum value of the voltage Vgs is set to 8V, for example. That is,
Vgs = VRG-V1 = 8V
Control to be
この状態から、領域2において電圧V1が10Vに低下すると、それに伴い出力電圧Voは
Vo=0.5×(10−14)+0.5×(14−14)+11.7=9.7[V]
に低下して昇圧電圧VRGは18Vになるが、この場合もゲート−ソース間電圧Vgsは8Vに維持される。
From this state, when the voltage V1 drops to 10 V in the
The boosted voltage VRG becomes 18V and the gate-source voltage Vgs is maintained at 8V.
そして、領域3において電圧V1が14Vに復帰し、逆に電圧V2が10Vに低下すると、出力電圧Voは計算上では
Vo=0.5×(14−10)+0.5×(10−14)+11.7=11.7[V]
となるが、AMP5の電源電圧がV2であるからVo=V2=10[V]になる。そして、昇圧電圧VRGは(20−2Vf)Vになる。この時、ゲート−ソース間電圧Vgsは8V未満になるが、トランジスタT1をオン状態にするのに問題はない。但し、電圧Vgsの不足が問題となる場合には、一時的に昇圧を行う構成を採用すれば良い(例えば、第3実施形態を参照)。
When the voltage V1 returns to 14V in the
However, since the power supply voltage of the AMP5 is V2, Vo = V2 = 10 [V]. The boosted voltage VRG becomes (20-2Vf) V. At this time, the gate-source voltage Vgs is less than 8 V, but there is no problem in turning on the transistor T1. However, when the shortage of the voltage Vgs becomes a problem, a configuration for temporarily boosting the voltage may be employed (for example, refer to the third embodiment).
続いて、電圧V2が14Vに復帰した後、更に16Vまで上昇する領域4では、出力電圧Voは
Vo=0.5×(14−16)+0.5×(16−14)+11.7=11.7[V]
を維持する。また、図示しないが、領域4の電位関係が逆転すると、
Vo=0.5×(16−14)+0.5×(14−14)+11.7=12.7[V]
になる。
Subsequently, in the
To maintain. Although not shown, when the potential relationship of
Vo = 0.5 × (16−14) + 0.5 × (14−14) + 11.7 = 12.7 [V]
become.
以上のように本実施形態によれば、駆動回路15によりバッテリ2とモータ5との間に接続されるトランジスタT1を駆動する際に、電圧調整回路12を構成する昇圧回路23は、直流電源16より供給される電圧V2を昇圧することで、トランジスタT1のゲートに印加する駆動用電圧を生成する。そして、入力電圧調整部21は、バッテリ2の電圧V1と前記電圧V2との少なくとも一方が変動した際に、昇圧回路23を介してトランジスタT1のソースとゲートとの間に印加される電圧Vgsが予め設定された上限値を超えないように調整する。したがって、トランジスタT1に過電圧が印加されることを防止できる。
この場合、入力電圧調整部21(A)は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて昇圧回路23に入力される電圧Voを低下させるので、トランジスタT1の過電圧保護を確実に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, when the transistor T1 connected between the
In this case, the input voltage adjustment unit 21 (A) decreases the voltage Vo input to the
(第2実施形態)
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図8に示す第2実施形態の駆動回路44は、第1実施形態の駆動回路15にダイオード45及び46を追加したもので、これらのアノードは、それぞれバッテリ2,直流電源16の正側端子接続されている。また、これらのカソードは共通に電圧調整回路12の電源入力端子に接続されており、入力電圧調整部21に動作用電源として供給されている。すなわち、図5に示す入力電圧調整部21(A)について言えば、各AMP1〜5には電源V2に替えて、ダイオード45及び46のカソードから動作用電源が供給されることになる。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different parts will be described. The
以上のように構成される第2実施形態によれば、電圧調整回路12には、電圧V1,V2のうち電圧が高い方が動作用電源として供給される。したがって、V1>V2となった場合でも、電圧V1側を基準として出力電圧Voを調整することができる。
According to the second embodiment configured as described above, the higher voltage of the voltages V1 and V2 is supplied to the
(第3実施形態)
図9に示すように、第3実施形態の駆動回路51は昇圧回路52を備えており、昇圧回路52は、チャージポンプ回路の昇圧能力が変更可能に構成されている。昇圧回路52には、入力電圧調整部21の出力電圧Voに替えて電圧V2が直接供給されている。また、昇圧回路52は、第1昇圧部53(1)と第2昇圧部53(2)とを備えている。第2昇圧部53(2)を構成するBUF(バッファ)(2)の入力端子は、切替スイッチ54を介して、第1昇圧部53(1)を構成するBUF(1)の入力端子とグランドとに接続可能となっている。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 9, the
切替スイッチ54の切り換え制御は、コンパレータ55の出力信号によって行われ、コンパレータ55の非反転入力端子には電圧V1が、反転入力端子には電圧V2が与えられている。また、BUF(1),BUF(2)の動作用電源には、電圧V2が可変電流源I(1),I(2)を介して与えられている。可変電流源I(1),I(2)(定電流回路)の電流制御は、アンプのシンボルで示す差動増幅回路56(電圧調整回路)の出力信号によって行われ、差動増幅回路56の非反転入力端子には電圧V1が、反転入力端子には電圧V2が与えられている。
The changeover control of the
次に、第3実施形態の作用について説明する。昇圧回路52は、(V1≦V2)の場合は、第2昇圧部53(2)の入力端子がグランドに接続され、第1昇圧部53(1)による1段のみで昇圧動作を行う。そして、(V1>V2)の場合は、第2昇圧部53(2)の入力端子がBUF(1)の入力端子に接続されて、第2昇圧部53(2)も加えた2段で昇圧動作を行うようになる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the case of (V1 ≦ V2), the
また、差動増幅回路56の出力電圧により、電圧V1,V2間の電位差が大きくなると可変電流源I(1),I(2)より供給される電流を絞ることで、コンデンサC(1),C(2)の充電電流量を低下させて、昇圧回路52の昇圧能力を低下させる。これにより、トランジスタT5のゲートに印加する電圧Vgsを低下させる。
Further, when the potential difference between the voltages V1 and V2 increases due to the output voltage of the
以上のように第3実施形態によれば、差動増幅回路56は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、昇圧回路52を構成するコンデンサC(1),C(2)の充電電流量を低下させる。具体的には、コンデンサC(1),C(2)に充電電流を供給する可変電流源I(1),I(2)により供給される電流値を低下させるようにした。したがって、第1実施形態と同様の効果が得られる。また、昇圧回路52は、電圧V1,V2の大小関係に応じて昇圧能力を変更するので、(V1>V2)となった場合でもトランジスタT1を駆動することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
(第4実施形態)
図10に示すように、第4実施形態の駆動回路61は、第1実施形態の駆動回路15にSINK回路62(電圧降下手段)を追加した構成である。SINK回路62は、ドレインが抵抗素子63を介して昇圧回路23の出力端子に接続され、ソースがグランドに接続されるNチャネルMOSFET64(半導体スイッチング素子)と、出力端子がFET64のゲートに接続されるコンパレータ65とを備えている。コンパレータ65の反転入力端子はバッテリ2の正側端子に接続され、非反転入力端子は抵抗素子66を介して昇圧回路23の出力端子に接続されていると共に、抵抗素子67を介してグランドに接続されている。すなわち、第1実施形態の電圧調整回路12にSINK回路62を加えたものが、電圧調整回路68を構成している。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 10, the
次に、第4実施形態の作用について説明する。図11に示すように、第1実施形態の駆動回路15による場合に、(V2>V1)となる領域2に至ったとしても、電圧調整回路12の制御遅れや負荷の大きさなどにより、電圧Voの制御のみでは昇圧電圧VRGを低下させ切れない場合が想定される。その場合に、第4実施形態の電圧調整回路68では、昇圧電圧VRGを分圧したコンパレータ65の非反転入力端子の電位が電圧V1よりも高くなると、コンパレータ65の出力信号SoによりFET64がオンして昇圧電圧VRGを強制的に低下させる。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. As shown in FIG. 11, in the case of using the
以上のように第4実施形態によれば、電圧調整回路68は、昇圧回路23の電圧出力端子とグランドとの間に配置されるSINK回路62を備え、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて昇圧電圧VRGを低下させる。具体的には、SINK回路62を、前記電圧出力端子とグランドとの間に接続される抵抗素子63及びFET64の直列回路と、電圧V1と昇圧電圧VRGの分圧電位とを比較してFET64の導通状態を制御するコンパレータ65とで構成した。したがって、入力電圧調整部21の制御遅れなどがある場合でも、昇圧電圧VRGを迅速に低下させることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
(第5実施形態)
図12に示すように、第5実施形態の駆動回路71では、チャージポンプ回路である昇圧回路72を構成するバッファ27に対する電源が可変電流源73(定電流回路)を介して供給されており、可変電流源73の電流制御は、アンプ又はコンパレータのシンボルで示す電圧調整回路74によって行われる。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 12, in the
電圧調整回路74がアンプである場合、可変電流源73(A)として例えば図13に示す構成を採用する。電源(V2)とグランドとの間に、抵抗素子75及びPNPトランジスタ76の直列回路を接続し、それらの共通接続点をNPNトランジスタ77のベースに接続する。NPNトランジスタ77のエミッタは、抵抗素子78(抵抗値R)を介してグランドに接続する。電源側にPNPトランジスタ79a及び79bのミラー対を構成し、トランジスタ79aのコレクタは、自身のベースとトランジスタ77のコレクタに接続する。
When the
以上の構成において、トランジスタ76のベースに電圧調整回路74の出力電圧Vinを与えると、トランジスタ79bのコレクタよりIOUT=Vin/Rが出力される。したがって、出力電圧Vinを{Vin=(V1−V2)+VBG}とすれば、電圧V1,V2の差電圧に応じた可変電流IOUTが得られる。
In the above configuration, when the output voltage Vin of the
また、電圧調整回路74がアンプである場合、可変電流源73(B)として例えば図14に示す構成を採用する。これは、可変電流源73(A)の抵抗素子78を抵抗素子78a及び78b(抵抗値Ra及びRb)の直列回路に置き換え、抵抗素子78bの両端にスイッチ80を接続したものである。そして、トランジスタ76のベースには、バンドギャップリファレンス電圧VBGを与える。上記直列回路の抵抗値をRxとすると、トランジスタ79bのコレクタよりIOUT=VBG/Rxが出力される。電圧調整回路74の出力電圧に応じてスイッチ80のオンオフを制御すれば、抵抗値RxをRaと(Ra+Rb)とに切替えられるので、やはり電圧V1,V2の差電圧に応じた可変電流IOUTが得られる。
Further, when the
図15に示すように昇圧回路をモデル化し、コンデンサCの端子電圧をVとするとV=I・T/Cで表される。図16に示すように、電流源によりコンデンサCを充電する時間Tが一定であれば、端子電圧Vは充電電流Iの大きさに比例する。電流値(I1>I2)の場合にV_I1が電源電圧Vaに到達するとしても、V_I2で上昇する電圧Vbは(<Va)となる。 As shown in FIG. 15, when the booster circuit is modeled and the terminal voltage of the capacitor C is V, V = IT · T / C. As shown in FIG. 16, if the time T for charging the capacitor C by the current source is constant, the terminal voltage V is proportional to the magnitude of the charging current I. Even when V_I1 reaches the power supply voltage Va in the case of the current value (I1> I2), the voltage Vb rising at V_I2 becomes (<Va).
次に、第5実施形態の作用について説明する。図17に示すように、電流値I1,I2を、それぞれ充電時間Tで電圧Va(=8V),Vb(=4V)まで上昇可能な電流に設定する。V1=V2=14[V]の領域では、電流値I1により昇圧電圧VRGは(14+8=)22[V]となる。この状態からV1=10[V]に低下すると、電流値I2に切替えて昇圧電圧VRGを(14+4=)18[V]にする。 Next, the operation of the fifth embodiment will be described. As shown in FIG. 17, the current values I1 and I2 are set to currents that can rise to voltages Va (= 8V) and Vb (= 4V) in the charging time T, respectively. In the region of V1 = V2 = 14 [V], the boost voltage VRG becomes (14 + 8 =) 22 [V] due to the current value I1. When the voltage drops to V1 = 10 [V] from this state, the boosted voltage VRG is changed to (14 + 4 =) 18 [V] by switching to the current value I2.
V1=14[V],V2=10[V]の領域では電流値I1となるが、昇圧電圧VRGは(10+8=18[V])に留まる。但し、このケースにおいて充電時間Tで電圧Vc(=10V)まで上昇可能な電流値I3に切替え可能であれば、昇圧電圧VRGを20Vまで到達させることができる。 In the region of V1 = 14 [V] and V2 = 10 [V], the current value is I1, but the boosted voltage VRG remains at (10 + 8 = 18 [V]). However, in this case, if the current value I3 can be increased to the voltage Vc (= 10V) in the charging time T, the boosted voltage VRG can reach 20V.
以上のように第5実施形態によれば、電圧調整回路74は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、昇圧回路23に内蔵されるコンデンサ28の充電電流量を低下させる。具体的には、コンデンサ28に充電電流を供給する可変電流源73の電流値を低下させるようにした。これにより、昇圧電圧VRGを低下させることができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the
(第6実施形態)
図18に示すように、第6実施形態の駆動回路81では、チャージポンプ回路である昇圧回路82を構成するバッファ27に対する電源が、可変電圧源83(定電圧回路)を介して供給されており、可変電圧源83の電圧制御は、第5実施形態と同様に電圧調整回路74によって行われる。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 18, in the
電圧調整回路74がアンプである場合、可変電圧源83(A)として例えば図19(a)に示す構成を採用する。NチャネルMOSFETのドレインを電源に接続し、ゲートに電圧調整回路74の出力電圧Vinを与えれば、ソースからの出力電圧Voは(=Vin−Vt)となる(ソースフォロワ出力)。尚、VtはFETの閾値電圧である。また、図19(b)に示すように、NチャネルMOSFETをNPNトランジスタに置き換えればエミッタフォロワ出力となり、エミッタからの出力電圧Voは(=Vin−Vf)となる。尚、Vfは、トランジスタのベース−エミッタ間電圧である。
When the
また、電圧調整回路74がコンパレータである場合は、可変電圧源83(B)として図20に示す構成を採用する。2つのダイオードのアノードを電流源IREFに共通に接続し、一方のカソードに図14に示す抵抗素子78a及び78bの直列回路並びにスイッチ80を接続して、同様に電圧調整回路74の出力電圧に応じてスイッチ80のオンオフを制御する。すると、他方のカソードからの出力電圧Voを(=IREF×Rx)で制御できる。尚、抵抗素子78の代わりにダイオードやツェナーダイオードを用いても良い。
When the
次に、第6実施形態の作用について説明する。図21に示すように、V1=V2=14[V]の領域では、バッファ27の電源電圧Voが(8+2Vf)[V]となるように制御する。すると、昇圧電圧VRGは、14+8+2Vf−2Vf=22[V]となる。この状態からV1=10[V]に低下した場合には、電源電圧Voが(4+2Vf)[V]となるように制御する。すると、昇圧電圧VRGは(14+4+2Vf−2Vf=)18[V]となる。
Next, the operation of the sixth embodiment will be described. As shown in FIG. 21, in the region of V1 = V2 = 14 [V], the power supply voltage Vo of the
V1=14[V],V2=10[V]の領域では、電源電圧Vo=10[V]に制御すれば昇圧電圧VRGは(20−2Vf)[V]になる。また、V1=14[V],V2=16[V]の領域では、電源電圧Voが(6+2Vf)[V]となるように制御すれば昇圧電圧VRGは16+6=22[V]になる。
以上のように第6実施形態によれば、可変電圧源83を用いて、昇圧回路82を構成するバッファ27に対する電源電圧Voを可変制御することで、コンデンサ28に対する充電電流量を低下させるようにした。したがって、第5実施形態と同様の効果が得られる。
In the region of V1 = 14 [V] and V2 = 10 [V], the boosted voltage VRG becomes (20−2 Vf) [V] by controlling the power supply voltage Vo = 10 [V]. Further, in the region of V1 = 14 [V] and V2 = 16 [V], if the power supply voltage Vo is controlled to be (6 + 2Vf) [V], the boost voltage VRG becomes 16 + 6 = 22 [V].
As described above, according to the sixth embodiment, the
(第7実施形態)
図22に示すように、第7実施形態の駆動回路91では、第6実施形態の可変電圧源83を可変抵抗92(抵抗回路)に置き換えて昇圧回路93を構成している。図23に示すように、図15と同様に昇圧回路をモデル化し、電流源Iを抵抗Rに置き換えると、コンデンサCの端子電圧をVは、
V=Va{1−exp(−T/RC)}
で表される。図24に示すように、抵抗Rを介してコンデンサCを充電する時間Tが一定であれば、端子電圧Vは抵抗Rの抵抗値によって異なる。抵抗値(R2>R1)の場合、V_R1で電源電圧Vaに到達するとしても、V_R2で上昇する電圧Vbは(<Va)となる。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 22, in the
V = Va {1-exp (-T / RC)}
It is represented by As shown in FIG. 24, if the time T for charging the capacitor C through the resistor R is constant, the terminal voltage V varies depending on the resistance value of the resistor R. In the case of the resistance value (R2> R1), even if the power supply voltage Va is reached at V_R1, the voltage Vb rising at V_R2 is (<Va).
次に、第7実施形態の作用ついて説明する。図25に示すように、V1=V2=14[V]の領域では、可変抵抗92の抵抗値をR1に設定し、昇圧回路92のポンピング電圧Vaを8Vにする。すると、昇圧電圧VRGは(14+8=)22[V]となる。この状態からV1=10[V]に低下した場合には、可変抵抗92の抵抗値をR2に設定し、ポンピング電圧Vbを4Vにする。すると、昇圧電圧VRGは(14+4=)18[V]となる。
Next, the operation of the seventh embodiment will be described. As shown in FIG. 25, in the region of V1 = V2 = 14 [V], the resistance value of the
V1=14[V],V2=10[V]の領域では、可変抵抗92の抵抗値をR1に設定すれば、昇圧電圧VRGは(10+8=)18[V]になる。また、V1=14[V],V2=18[V]の領域では、可変抵抗92の抵抗値をR2に設定すれば昇圧電圧VRGは(18+4=)22[V]になる。
以上のように第7実施形態によれば、電圧調整回路74は、コンデンサ28に直流電源16より充電電流を供給する可変抵抗92を備え、その抵抗値を上昇させて充電電流量を低下させるようにした。したがって、第6実施形態と同様の効果が得られる。
In the region of V1 = 14 [V] and V2 = 10 [V], if the resistance value of the
As described above, according to the seventh embodiment, the
(第8実施形態)
図26に示すように、第8実施形態の駆動回路101では、第1実施形態の昇圧回路23における発振回路26を可変発振回路102に置き換えて昇圧回路103を構成している。そして、電圧調整回路74により可変発振回路102を制御する。可変発振回路102は、バッファ27に出力するポンピングクロックのデューティを変更可能に構成されている。図27に示すように、コンデンサ28を充電する期間がT1であればポンピング電圧Vaまで昇圧可能である場合、それよりも短い期間T2では電圧Vb(<Va)までしか昇圧されない。
(Eighth embodiment)
As shown in FIG. 26, in the
次に、第8実施形態の作用ついて説明する。図28に示すように、V1=V2=14[V]の領域では、可変発振回路102のローレベルデューティを期間T1に相当する値に設定し、昇圧回路102のポンピング電圧Vaを8Vにする。すると、昇圧電圧VRGは(14+8=)22[V]となる。この状態からV1=10[V]に低下した場合には、同デューティを期間T2に相当する値に設定し、ポンピング電圧Vbを4Vにする。すると、昇圧電圧VRGは(14+4=)18[V]となる。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described. As shown in FIG. 28, in the region of V1 = V2 = 14 [V], the low level duty of the
V1=14[V],V2=10[V]の領域では、デューティを期間T1相当値に設定すれば、昇圧電圧VRGは(10+8=)18[V]になる。また、V1=14[V],V2=18[V]の領域では、デューティを期間T2相当値に設定すれば、昇圧電圧VRGは(18+4=)22[V]になる。 In the region of V1 = 14 [V] and V2 = 10 [V], the boosted voltage VRG becomes (10 + 8 =) 18 [V] if the duty is set to a value corresponding to the period T1. In the region where V1 = 14 [V] and V2 = 18 [V], if the duty is set to a value corresponding to the period T2, the boosted voltage VRG becomes (18 + 4 =) 22 [V].
以上のように第8実施形態によれば、電圧調整回路74は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、昇圧回路102のポンピングクロックのデューティを低下させることで充電電流量を低下させるようにした。したがって、第6又は第7実施形態と同様の効果が得られる。尚、デューティに替えてポンピングクロックの周波数を低下させるように構成しても良い。
As described above, according to the eighth embodiment, the
(第9実施形態)
図29に示すように、第9実施形態の駆動回路104では、第1実施形態の駆動回路15において、ゲート駆動部13に対する電源が可変電圧源83(定電圧回路,電圧変化手段)を介して供給されており、可変電圧源83の電圧制御は、第5実施形態と同様に電圧調整回路74によって行われる。
(Ninth embodiment)
As shown in FIG. 29, in the
次に、第9実施形態の作用について説明する。図30に示すように、この場合、昇圧電圧VRGは電圧V2の変化に伴って変化し、V1=V2=14[V]の場合は(28−2Vf)[V]となる。このとき、電圧調整回路74は、可変電圧源83を介して供給されるゲート駆動部13の電源電圧Vo,すなわちトランジスタT1のゲート電位が22[V]となるように制御する。
Next, the operation of the ninth embodiment will be described. As shown in FIG. 30, in this case, the boosted voltage VRG changes as the voltage V2 changes, and when V1 = V2 = 14 [V], it is (28-2Vf) [V]. At this time, the
V1=10[V],V2=14[V]の領域では、昇圧電圧VRGは(28−2Vf)[V]のままであるが、電源電圧Voが18[V]となるように制御することで、トランジスタT1のゲート−ソース間電圧Vgsを8Vにする。V1=14[V],V2=10[V]の領域では、昇圧電圧VRGは(20−2Vf)[V]に低下するが、この時、電源電圧Voは昇圧電圧VRGに等しくなる。そして、V1=14[V],V2=16[V]の領域では、昇圧電圧VRGは(32−2Vf)[V]に上昇するが、電源電圧Voは22[V]を維持する。 In the region where V1 = 10 [V] and V2 = 14 [V], the boosted voltage VRG remains (28-2Vf) [V], but the power supply voltage Vo is controlled to be 18 [V]. Thus, the gate-source voltage Vgs of the transistor T1 is set to 8V. In the region of V1 = 14 [V] and V2 = 10 [V], the boosted voltage VRG drops to (20−2Vf) [V]. At this time, the power supply voltage Vo becomes equal to the boosted voltage VRG. In the region where V1 = 14 [V] and V2 = 16 [V], the boosted voltage VRG rises to (32−2 Vf) [V], but the power supply voltage Vo maintains 22 [V].
以上のように第9実施形態によれば、電圧調整回路74が電圧V1,V2の変化に応じて可変電圧源83を制御することでゲート駆動部13の電源電圧Voを変化させて、トランジスタT1のゲート−ソース間電圧Vgsが上限値を超えないように制御する。したがって、各実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, according to the ninth embodiment, the
(第10実施形態)
図31に示す第10実施形態の駆動回路111は、昇圧回路112がDCDCコンバータで構成されている。ダイオード24は削除されており、直流電源16の正側端子とダイオード25のアノードとの間にはコイル113が接続されている。ダイオード25のカソードとグランドとの間には、抵抗素子114及び115の直列回路が接続されており、それらの共通接続点は、エラーアンプ116の反転入力端子に接続されている。エラーアンプ116の非反転入力端子には、可変電圧源117の出力電圧(基準電圧)が与えられており、可変電圧源117は電圧調整回路74により制御される。
(10th Embodiment)
In the
エラーアンプ116の出力端子は、コンパレータ118の反転入力端子に接続されており、コンパレータ118の非反転入力端子には、発振回路119が出力する三角波のキャリアが与えられている。ダイオード25のアノードとグランドとの間には、トランジスタ(NチャネルMOSFET)120が接続されており、コンパレータ118の出力端子はバッファ121を介してトランジスタ120のゲートに接続されている。
The output terminal of the
次に、第10実施形態の作用について説明する。電圧調整回路74は、電圧V1,V2の電位差が大きくなるのに応じて、可変電圧源117の出力電圧を低下させ、昇圧回路112により生成される昇圧電圧VRGを低下させる。したがって、この構成による場合も各実施形態と同様の効果が得られる。
Next, the operation of the tenth embodiment will be described. The
(第11実施形態)
図32に示す第11実施形態の駆動回路131は、昇圧回路112の構成を若干変更した昇圧回路132に置き換えたものである。昇圧回路132は、可変電圧源117を定電圧源133に、抵抗素子115を可変抵抗素子134に置き換えたもので、電圧調整回路74は可変抵抗素子134の抵抗値を制御する。
(Eleventh embodiment)
The
次に、第11実施形態の作用について説明する。電圧調整回路74は、電圧V1,V2の電位差が大きくなるのに応じて可変抵抗素子134の抵抗値を上昇させる。これにより、エラーアンプ116への帰還量が増加(フィードバックゲインが減少)するので、昇圧回路132により生成される昇圧電圧VRGが低下することになる。したがって、第10実施形態と同様の効果が得られる。
Next, the operation of the eleventh embodiment will be described. The
(第12実施形態)
図5相当図である図33に示すように、第12実施形態の入力電圧調整部21(C)は、入力電圧調整部21(A)より差動増幅回路30を削除し、非反転増幅回路32を構成するAMP3の非反転入力端子に与える電源電圧をV1とした構成である。すなわち、
(V7=V5+V6)とする。そして、(R8=R9)に設定することで、より小規模の回路で構成される入力電圧調整部21(C)によって、第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Twelfth embodiment)
As shown in FIG. 33 corresponding to FIG. 5, the input voltage adjusting unit 21 (C) of the twelfth embodiment deletes the
(V7 = V5 + V6). And by setting to (R8 = R9), the effect similar to 1st Embodiment is acquired by the input voltage adjustment part 21 (C) comprised by a smaller circuit.
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
以上の各実施形態は、電圧V1,V2の関係が(V1≦V2)であることを前提としたものであるが、両者の関係が(V1≧V2)である場合でも対応することができる。例えば、両電圧の差が増大するのに応じて、
・昇圧回路23に入力される電圧を上昇させる。
・昇圧回路23に内蔵されるコンデンサ28の充電電流量を上昇させる。
・ポンピングクロックの周波数又はデューティを上昇させる。
・エラーアンプ116の基準電圧を上昇させる。
・エラーアンプ116への帰還量を減少させる。
・バッファ27に供給する電源電圧を上昇させる。
・ゲート駆動部13に供給する昇圧電圧を上昇させる。
などにより、昇圧回路が出力する昇圧電圧を上昇させるように対応すれば良い(例えば、図34参照)。また、(V1≦V2)のケースと(V1≧V2)ケースとの双方に対応する構成を備えて、ケースに応じて切替えて使用しても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Each of the above embodiments is based on the premise that the relationship between the voltages V1 and V2 is (V1 ≦ V2). However, the present embodiment can be applied even when the relationship between the two is (V1 ≧ V2). For example, as the difference between both voltages increases,
Increase the voltage input to the
Increase the charge current amount of the
-Increase the frequency or duty of the pumping clock.
Increase the reference voltage of the
Reduce the amount of feedback to the
Increase the power supply voltage supplied to the
Increase the boosted voltage supplied to the
For example, the boost voltage output from the booster circuit may be increased (see, for example, FIG. 34). Moreover, the structure corresponding to both the case of (V1 <= V2) and the case of (V1> = V2) may be provided, and you may switch and use according to a case.
また、第4〜第9実施形態についても第2又は第3実施形態の構成を適用することで、(V1>V2)となる領域においても、電圧V1側を基準として出力電圧Voを調整し(VRG=V1+V8)、トランジスタT1を駆動することができる。 Also, by applying the configuration of the second or third embodiment to the fourth to ninth embodiments, the output voltage Vo is adjusted based on the voltage V1 side even in the region where (V1> V2) ( VRG = V1 + V8), and the transistor T1 can be driven.
図面中、2はバッテリ(第1電源)、5はモータ(負荷)、12は電圧調整回路、16は直流電源(第2電源)、23は昇圧回路、28コンデンサ、T1はトランジスタ(半導体スイッチング素子)を示す。 In the drawings, 2 is a battery (first power supply), 5 is a motor (load), 12 is a voltage adjustment circuit, 16 is a DC power supply (second power supply), 23 is a booster circuit, 28 capacitors, and T1 is a transistor (semiconductor switching element). ).
Claims (22)
第2電源(16)より供給される電圧を昇圧することで、前記半導体スイッチング素子の導通制御端子に印加する駆動用電圧を生成する昇圧回路(23,52,72,82,93,103,112,132)と、
前記第1電源の電圧V1と前記第2電源の電圧V2との少なくとも一方が変動した際に、前記半導体スイッチング素子の電位基準側導通端子と前記導通制御端子との間に印加される電圧が、予め設定された上限値を超えないように調整する電圧調整回路(12,56,74)とを備えることを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動回路。 Drives a voltage-driven semiconductor switching element (T1) connected between a first power supply (2) and a load (5).
A booster circuit (23, 52, 72, 82, 93, 103, 112) that generates a drive voltage to be applied to the conduction control terminal of the semiconductor switching element by boosting the voltage supplied from the second power source (16). 132) and
When at least one of the voltage V1 of the first power supply and the voltage V2 of the second power supply fluctuates, a voltage applied between the potential reference side conduction terminal and the conduction control terminal of the semiconductor switching element is: A drive circuit for a semiconductor switching element, comprising: a voltage adjustment circuit (12, 56, 74) for adjusting so as not to exceed a preset upper limit value.
前記第2電源を介して前記昇圧回路に入力される電圧を低下させることを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 In response to an increase in the difference between the two voltages under the initial condition (V1 ≦ V2),
2. The semiconductor switching element drive circuit according to claim 1, wherein a voltage input to the booster circuit via the second power supply is lowered.
前記電圧調整回路(56,74)は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記チャージポンプ回路を構成するコンデンサ(28,C(1),C(2))の充電電流量を低下させることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit (23, 52, 72, 82, 93, 103) is composed of a charge pump circuit,
The voltage adjustment circuit (56, 74) is configured such that the capacitor (28, C (1), C ( 3. The driving circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein the charging current amount of 2)) is reduced.
このバッファに動作用電源を供給するもので、電源電圧が変更可能に構成される可変電圧源(83)とを備え、前記電源電圧を低下させることを特徴とする請求項3記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The voltage adjusting circuit includes a buffer (27) for supplying a charging current to the capacitor;
4. The semiconductor switching element according to claim 3, further comprising: a variable voltage source (83) configured to supply operation power to the buffer and configured to change a power supply voltage, wherein the power supply voltage is lowered. Drive circuit.
前記電圧調整回路(74)は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記チャージポンプ回路のポンピングクロックの周波数又はデューティを低下させることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a charge pump circuit (103),
The voltage adjustment circuit (74) reduces the frequency or duty of the pumping clock of the charge pump circuit in accordance with an increase in the difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≦ V2). Item 3. A driving circuit for a semiconductor switching element according to Item 1 or 2.
前記電圧調整回路は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記DCDCコンバータを構成するエラーアンプ(116)の基準電圧を低下させることを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit (112) is composed of a DCDC converter,
The voltage adjustment circuit reduces a reference voltage of an error amplifier (116) constituting the DCDC converter in accordance with an increase in a difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≦ V2). Item 8. A semiconductor switching element driving circuit according to Item 1.
前記電圧調整回路(74)は、(V1≦V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記DCDCコンバータの出力電圧を分圧する抵抗の抵抗値を変化させて、前記DCDCコンバータを構成するエラーアンプ(116)への帰還量を増加させることを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a DCDC converter (132),
The voltage adjustment circuit (74) changes a resistance value of a resistor that divides an output voltage of the DCDC converter in accordance with an increase in a difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≦ V2), and the DCDC 2. The semiconductor switching element driving circuit according to claim 1, wherein the feedback amount to the error amplifier (116) constituting the converter is increased.
前記第1電源の電圧と、前記昇圧回路の出力電圧とを比較して前記半導体スイッチング素子の導通状態を制御するコンパレータ(65)とで構成されることを特徴とする請求項10記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The voltage drop means includes a series circuit of a resistance element (63) and a semiconductor switching element (64) connected between a voltage output terminal of the booster circuit and a reference potential point;
11. The semiconductor switching device according to claim 10, comprising a comparator (65) for comparing the voltage of the first power supply and the output voltage of the booster circuit to control the conduction state of the semiconductor switching element. Element drive circuit.
前記電圧調整回路は、(V1≧V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記チャージポンプ回路を構成するコンデンサの充電電流量を上昇させることを特徴とする請求項1から14の何れか一項に記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a charge pump circuit,
2. The voltage adjustment circuit increases a charging current amount of a capacitor constituting the charge pump circuit according to an increase in a difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≧ V2). The drive circuit of the semiconductor switching element as described in any one of 1 to 14.
このバッファに動作用電源を供給するもので、電源電圧が変更可能に構成される可変電圧源とを備え、前記電源電圧を上昇させることを特徴とする請求項15記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The voltage adjusting circuit includes a buffer for supplying a charging current to the capacitor;
16. The drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 15, further comprising: a variable voltage source configured to supply a power supply for operation to the buffer and configured to change a power supply voltage so as to raise the power supply voltage. .
前記電圧調整回路は、(V1≧V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記チャージポンプ回路のポンピングクロックの周波数又はデューティを上昇させることを特徴とする請求項1から18の何れか一項に記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a charge pump circuit,
The voltage adjustment circuit increases the frequency or duty of the pumping clock of the charge pump circuit in accordance with an increase in the difference between the two voltages under an initial condition of (V1 ≧ V2). The drive circuit for the semiconductor switching element according to any one of claims 18 to 18.
前記電圧調整回路は、(V1≧V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記DCDCコンバータを構成するエラーアンプの基準電圧を上昇させることを特徴とする請求項1又は8記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a DCDC converter,
The voltage adjustment circuit increases a reference voltage of an error amplifier constituting the DCDC converter according to an increase in a difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≧ V2). 9. A drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 8.
前記電圧調整回路は、(V1≧V2)の初期条件で両電圧の差が増大するのに応じて、前記DCDCコンバータの出力電圧を分圧する抵抗の抵抗値を変化させて、前記DCDCコンバータを構成するエラーアンプへの帰還量を低下させることを特徴とする請求項1又は9記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The booster circuit is composed of a DCDC converter,
The voltage adjustment circuit configures the DCDC converter by changing a resistance value of a resistor that divides the output voltage of the DCDC converter in accordance with an increase in a difference between both voltages under an initial condition of (V1 ≧ V2). 10. The drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein a feedback amount to the error amplifier is reduced.
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