JP2022015280A - Instantaneous interruption reset pulse generating circuit suitable for level shift circuit of instantaneous interruption compensation - Google Patents

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Abstract

To provide an instantaneous interruption reset pulse generating circuit suitable for high-side driver circuit without delay even when a power supply voltage VCC has instantaneous interruption.SOLUTION: An instantaneous interruption reset pulse generating circuit, which is a pulse generating circuit connected with a level shift circuit, includes a reset pulse generating circuit for outputting a reset pulse and a set pulse generating circuit for outputting a set pulse, and further includes a first power supply (VCC) and a second power supply (PreREG) for supplying a lower voltage than the first power supply voltage to the pulse generating circuit as a power supply voltage through the first power supply (VCC), a difference detector (VCC-PreREG DET) for detecting that a voltage difference between the first power supply voltage and the second power supply (PreREG) voltage is equal to or lower than a predetermined threshold value to output a voltage drop signal and an instantaneous interruption reset pulse generating circuit which receives the voltage drop signal, generates an instantaneous interruption reset pulse and transmits it to a level shift circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リセットパルス、セットパルス等を出力するパルス発生回路に関し、特にスイッチング素子がブリッジ接続されたパワーデバイスのハイサイドスイッチング素子を駆動するハイサイドレベルシフト回路に適したパルス発生回路に関する。 The present invention relates to a pulse generation circuit that outputs a reset pulse, a set pulse, or the like, and more particularly to a pulse generation circuit suitable for a high-side level shift circuit that drives a high-side switching element of a power device in which a switching element is bridge-connected.

近年、PWMインバータ、LLC回路などといった応用回路において、フルブリッジあるいはハーフブリッジ構成される、高電位(ハイサイド)と低電位(ローサイド)との間に直列に接続された2つのスイッチング素子のうちハイサイドを駆動する回路として、高耐圧集積回路によるレベルシフト回路が使用されている。 In recent years, in application circuits such as PWM inverters and LLC circuits, the high of the two switching elements connected in series between the high potential (high side) and the low potential (low side), which are configured as a full bridge or a half bridge. As a circuit for driving the side, a level shift circuit using a high withstand voltage integrated circuit is used.

この種のレベルシフト回路においては、消費電力の低減のため、外部から入力されるハイサイドスイッチング素子のオン指令、オフ指令の切り替わり時にのみ数百ns程度の短いオンパルス、オフパルスを発生させ、それらのパルスをハイサイドスイッチング素子駆動回路に伝達し、ラッチ回路によってオン、オフ状態を保持するといった構成がとられている。
図6に従来技術の構成例を示す。
In this type of level shift circuit, in order to reduce power consumption, short on-pulses and off-pulses of about several hundred ns are generated only when the on-command and off-command of the high-side switching element input from the outside are switched. The pulse is transmitted to the high-side switching element drive circuit, and the on / off state is maintained by the latch circuit.
FIG. 6 shows a configuration example of the prior art.

図6に示す入力回路IPは、所定のタイミングで「H」、「L」の切り替わる入力信号Bを入力させ出力するものである。ここでは、入力回路IPに入力される入力信号Bは負論理の信号であり、入力信号が「L」から「H」に立ち上がったときにハイサイドスイッチング素子MN10が非導通とされ、入力信号が「H」から「L」に立ち下がったときにハイサイドスイッチング素子MN10が導通されるものとする。
図6に示す半導体回路1aでは、セットパルス(E)とリセットパルス(F)が入力信号Bの論理が切り替わるごとに交互に出力され、ハイサイドスイッチング素子MN10のオン、オフ状態が制御される。
なお、ローサイドスイッチング素子MN20は、ハイサイドスイッチング素子MN10のオン、オフ状態と相補的なオフ、オン状態となるように制御され、かつ、ハイサイドスイッチング素子MN10とローサイドスイッチング素子MN20が同時にオン状態となる期間が無いように、同時にオフ状態となるデッドタイム時間が設けられている。
The input circuit IP shown in FIG. 6 inputs and outputs an input signal B that switches between “H” and “L” at a predetermined timing. Here, the input signal B input to the input circuit IP is a negative logic signal, and when the input signal rises from “L” to “H”, the high-side switching element MN10 is made non-conducting, and the input signal becomes non-conducting. It is assumed that the high-side switching element MN10 is conducted when it falls from "H" to "L".
In the semiconductor circuit 1a shown in FIG. 6, a set pulse (E) and a reset pulse (F) are alternately output each time the logic of the input signal B is switched, and the on / off state of the high-side switching element MN10 is controlled.
The low-side switching element MN20 is controlled so as to be in an off / on state complementary to the on / off state of the high-side switching element MN10, and the high-side switching element MN10 and the low-side switching element MN20 are simultaneously in the on state. There is a dead time that is turned off at the same time so that there is no period.

次に、図6のエッジパルス発生回路EPの詳細な構成例を図7(a)に示す。図7(a)に示すように、エッジパルス発生回路EPは、リセットパルス発生回路RP1と、セットパルス発生回路SP1と、インバータ回路51とから構成される。(特許文献1参照。ここで、特許文献1を従来技術1とする。)
リセットパルス発生回路RP1とセットパルス発生回路SP1とは、前者がインバータ回路51を介して論理和回路13の出力信号Dを入力させているのに対し、後者はインバータ回路51を介さずに出力信号Dを入力させている点において異なり、その他の構成は同一である。
Next, a detailed configuration example of the edge pulse generation circuit EP of FIG. 6 is shown in FIG. 7 (a). As shown in FIG. 7A, the edge pulse generation circuit EP includes a reset pulse generation circuit RP1, a set pulse generation circuit SP1, and an inverter circuit 51. (Refer to Patent Document 1. Here, Patent Document 1 is referred to as the prior art 1.)
In the reset pulse generation circuit RP1 and the set pulse generation circuit SP1, the former inputs the output signal D of the logic sum circuit 13 via the inverter circuit 51, whereas the latter outputs the output signal without passing through the inverter circuit 51. The difference is that D is input, and the other configurations are the same.

リセットパルス発生回路RP1は、インバータ回路52、53、54と、NOR回路55とから構成される。インバータ回路53は、PMOSトランジスタMP1とNMOSトランジスタMN1からなるCMOSインバータ回路と、抵抗R1とキャパシタC1からなりこのCMOSインバータ回路の出力側に接続されるRC遅延回路とから構成されている。
RC遅延回路は、RC時定数により決まる過渡現象曲線に沿って出力信号を徐々に変化させ、インバータ回路54の閾値に達したところでインバータ回路54の出力信号の論理を切り替えることにより入力信号を所定時間遅延させるものである。
また、NOR回路55は、インバータ回路54の出力信号Tと、インバータ回路51の出力信号Qの論理和の否定値Uを出力するものである。ここで説明した一連のシーケンスを図8(a)に示す。
なお、セットパルス発生回路SP1も、インバータ回路51を介さずに入力信号Dを入力させている点が異なるだけで、入力信号Dをリセットパルス発生回路RP1のインバータ回路52の出力信号Qに相応して同様の動作を行い、セットパルスを生成する。
The reset pulse generation circuit RP1 is composed of an inverter circuit 52, 53, 54 and a NOR circuit 55. The inverter circuit 53 is composed of a CMOS inverter circuit composed of a epitaxial transistor MP1 and an NaCl transistor MN1 and an RC delay circuit composed of a resistor R1 and a capacitor C1 and connected to the output side of the CMOS inverter circuit.
The RC delay circuit gradually changes the output signal along the transient phenomenon curve determined by the RC time constant, and switches the logic of the output signal of the inverter circuit 54 when the threshold value of the inverter circuit 54 is reached, thereby transmitting the input signal for a predetermined time. It is to delay.
Further, the NOR circuit 55 outputs a negative value U of the logical sum of the output signal T of the inverter circuit 54 and the output signal Q of the inverter circuit 51. A series of sequences described here is shown in FIG. 8 (a).
The set pulse generation circuit SP1 also corresponds to the output signal Q of the inverter circuit 52 of the reset pulse generation circuit RP1 except that the input signal D is input without going through the inverter circuit 51. The same operation is performed to generate a set pulse.

ここで、パルス発生回路の電源電圧VCCが変動する場合、例えば、パルス発生回路の入力信号が「L」から「H」に切り替わると同時に外来ノイズ等の影響により電源電圧VCCが0となるような場合がある。図8(b)に電源電圧VCC変動時のシーケンス図を示す。このような場合には、リセットパルス発生回路RP1から出力されるべきリセットパルスFが出力されず、この結果出力回路BFからの出力信号Gが「H」から「L」に切り替わらない、という問題が生ずる。 Here, when the power supply voltage VCC of the pulse generation circuit fluctuates, for example, the input signal of the pulse generation circuit is switched from "L" to "H", and at the same time, the power supply voltage VCC becomes 0 due to the influence of external noise or the like. In some cases. FIG. 8B shows a sequence diagram when the power supply voltage VCC fluctuates. In such a case, the reset pulse F that should be output from the reset pulse generation circuit RP1 is not output, and as a result, the output signal G from the output circuit BF does not switch from "H" to "L". Occurs.

このように出力されるべきリセットパルスF が出力されないこととなると、ハイサイドスイッチング素子がオンからオフに切り替えることが出来ない。この状態が続くと、ローサイドドライバ2aの制御状態がオフからオンに切り替わり、ハイサイドスイッチング素子MN10、ローサイドスイッチング素子MN20が同時にオンしてしまうこととなり、これにより両スイッチング素子に貫通電流が流れてしまうという問題がある。即ち、貫通電流がスイッチング素子の電流定格を超えれば、両スイッチング素子が破損するという問題がある。 If the reset pulse F that should be output is not output in this way, the high-side switching element cannot be switched from on to off. If this state continues, the control state of the low-side driver 2a is switched from off to on, and the high-side switching element MN10 and the low-side switching element MN20 are turned on at the same time, so that a through current flows through both switching elements. There is a problem. That is, if the through current exceeds the current rating of the switching element, there is a problem that both switching elements are damaged.

この問題に鑑みて、パルス発生回路の電源電圧VCCが変動した場合においても確実にリセットパルスを出力させ、回路の誤動作を防止することが可能なパルス発生回路、およびそれを用いたハイサイドドライバ回路として、特許文献2が知られている。 In view of this problem, a pulse generation circuit that can reliably output a reset pulse even when the power supply voltage VCS of the pulse generation circuit fluctuates and prevent circuit malfunction, and a high-side driver circuit that uses it. As, Patent Document 2 is known.

特許文献2(従来技術2)では、パルス発生回路のリセットパルス回路の入力信号を所定時間遅延させるRC遅延回路のコンデンサを図7(b)のようにGNDから電源電圧VCC側に変更する。これにより、図8(d)に示すように、例えば、時刻t1において出力信号Dが「L」から「H」へ立ち上がるのと同時に電源電圧VCCが外来ノイズ等の影響で0になった場合には、次のように動作する。
まず、出力信号VCRは時刻t1において瞬時に「L」に変化する。この時刻t1ではキャパシタC1´には電荷が無いためである。しかし、時刻t5において電源電圧VCCが定常値に復帰すると、キャパシタC1´に電荷が無いことから、出力信号VCRも瞬時に「H」に復帰する。この時刻t5で出力信号Dが「H」であることから、出力信号VCRは、時刻t5以降、抵抗R1とキャパシタC1´で構成されるRC遅延回路の時定数で決定される過渡現象曲線に沿って「L」へ漸近する。
インバータ回路54の出力信号Tは、出力信号VCRが閾値以下となった時刻t10において「L」から「H」へ立ち上がる。
このため、NOR回路55の出力信号Uは、時刻t5で立ち上がり、時刻t10で立ち下がるパルス信号となり、これがリセットパルスFとして出力される。
このように、従来技術2の形態によれば、電源電圧VCCが変動した場合であっても、リセットパルス発生回路RP2よりリセットパルスFを発生させることができ、ハイサイドドライバ1aの動作の安定性を確保する。
In Patent Document 2 (Prior Art 2), the capacitor of the RC delay circuit that delays the input signal of the reset pulse circuit of the pulse generation circuit for a predetermined time is changed from GND to the power supply voltage VCS side as shown in FIG. 7 (b). As a result, as shown in FIG. 8D, for example, when the output signal D rises from “L” to “H” at time t1 and at the same time the power supply voltage VCS becomes 0 due to the influence of external noise or the like. Works as follows.
First, the output signal VCR instantly changes to "L" at time t1. This is because the capacitor C1'has no electric charge at this time t1. However, when the power supply voltage VCS returns to the steady value at time t5, the output signal VCR also instantly returns to “H” because the capacitor C1 ′ has no charge. Since the output signal D is “H” at this time t5, the output signal VCR follows the transient phenomenon curve determined by the time constant of the RC delay circuit composed of the resistor R1 and the capacitor C1 ′ after the time t5. And gradually approach "L".
The output signal T of the inverter circuit 54 rises from “L” to “H” at time t10 when the output signal VCR becomes equal to or less than the threshold value.
Therefore, the output signal U of the NOR circuit 55 becomes a pulse signal that rises at time t5 and falls at time t10, and this is output as a reset pulse F.
As described above, according to the embodiment of the prior art 2, the reset pulse F can be generated from the reset pulse generation circuit RP2 even when the power supply voltage VCS fluctuates, and the operation stability of the high-side driver 1a can be generated. To secure.

特開2002-124858号公報公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-124858 特許第4077337号公報Japanese Patent No. 4077337

しかしながら、特許文献2(従来技術2)のようにリセットパルスを発生させ、そのパルス幅を伸長させることは上記回路で可能であるが、電源電圧VCCの瞬断直前にリセットの信号Dを受信しても、瞬断が続く間はリセットパルスを出力できない。そのようなタイミングは少ないにしても、瞬断時のリセット動作については上記回路のみでは瞬断復帰時にリセットパルスFを出力することになる。すなわち、リセットパルスFの出力は瞬断期間に左右されてしまう。前述したように、リセットパルスFの遅延は、ハイサイドスイッチング素子、ローサイドスイッチング素子が同時に導通してしまうこととなり、これにより両スイッチング素子に貫通電流が流れてしまうという問題がある。 However, although it is possible to generate a reset pulse and extend the pulse width as in Patent Document 2 (conventional technique 2) by the above circuit, the reset signal D is received immediately before the momentary interruption of the power supply voltage VCS. However, the reset pulse cannot be output while the momentary interruption continues. Even if such timing is small, the reset pulse F is output at the time of recovery from the momentary interruption only by the above circuit for the reset operation at the time of the momentary interruption. That is, the output of the reset pulse F depends on the momentary interruption period. As described above, the delay of the reset pulse F causes the high-side switching element and the low-side switching element to conduct at the same time, which causes a problem that a through current flows through both switching elements.

本発明の課題は、電源電圧VCCが瞬断をした場合でも、遅延することなくハイサイドスイッチング素子を駆動するハイサイドドライバ回路に適した瞬断リセットパルス発生回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a momentary reset pulse generation circuit suitable for a high-side driver circuit that drives a high-side switching element without delay even when the power supply voltage VCC is momentarily interrupted.

前記課題を解決するために、本発明のハイサイドスイッチング素子を駆動するハイサイドドライバ回路に適した瞬断リセットパルス発生回路は、入力信号の第1状態から第2状態への変化に基づいてリセットパルスを出力するリセットパルス発生回路と、前記入力信号の前記第2状態から前記第1状態への変化に基づいてセットパルスを出力するセットパルス発生回路とを有するパルス発生回路において、第1の電源と、前記第1の電源を介して前記第1の電源電圧より低い電圧を前記パルス発生回路に電源電圧として供給する第2の電源を有し、前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧との電圧差が所定の閾値以下に下がったことを検出して電圧低下信号を出力する差分検出器と、前記電圧低下信号を受けて瞬断リセットパルスを生成し、前記レベルシフト回路へ瞬断リセットパルス信号を送出する瞬断リセットパルス発生回路を備えたことを特徴とするパルス発生回路。 In order to solve the above problems, the instantaneous interruption reset pulse generation circuit suitable for the high-side driver circuit for driving the high-side switching element of the present invention resets based on the change of the input signal from the first state to the second state. A first power supply in a pulse generating circuit having a reset pulse generating circuit that outputs a pulse and a set pulse generating circuit that outputs a set pulse based on the change of the input signal from the second state to the first state. And a second power supply that supplies a voltage lower than the first power supply voltage to the pulse generation circuit as a power supply voltage via the first power supply, the first power supply voltage and the second power supply. A difference detector that detects that the voltage difference from the voltage has dropped below a predetermined threshold and outputs a voltage drop signal, and a momentary reset pulse that receives the voltage drop signal and generates a momentary reset pulse to the level shift circuit. A pulse generation circuit characterized by being provided with a momentary reset pulse generation circuit that sends a disconnection reset pulse signal.

また、本発明のハイサイドスイッチング素子を駆動するハイサイドドライバ回路に適した瞬断リセットパルス発生回路は、前記差分検出器がカレントミラー回路で構成され、前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧間に接続されたことを特徴とする。 Further, in the instantaneous reset pulse generation circuit suitable for the high-side driver circuit for driving the high-side switching element of the present invention, the difference detector is composed of a current mirror circuit, and the first power supply voltage and the second power supply voltage are described. It is characterized by being connected between power supply voltages.

本発明によれば、電源電圧VCCが瞬断をした場合でも遅延することなくハイサイドスイッチング素子を駆動するレベルシフト回路へ瞬断リセットパルスを提供できる。また、瞬断時に電源電圧Vccに対する瞬断リセットパルスを出力させる電圧範囲を低電圧まで広げることで、リセットを安定させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide a momentary reset pulse to a level shift circuit that drives a high-side switching element without delay even when the power supply voltage VCC is momentarily interrupted. Further, by expanding the voltage range for outputting the momentary interruption reset pulse with respect to the power supply voltage Vcc to a low voltage at the time of momentary interruption, it becomes possible to stabilize the reset.

図1は実施形態のレベルシフト回路およびハイサイドドライバの回路とその周辺を含めた構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram including a level shift circuit and a high-side driver circuit of the embodiment and their surroundings. 図2は実施形態の差分検出器と瞬断リセットパルス発生回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a difference detector and a momentary reset pulse generation circuit according to an embodiment. 図3は図2に示す差分検出器と瞬断リセットパルス発生回路の応用回路図である。FIG. 3 is an application circuit diagram of the difference detector and the momentary reset pulse generation circuit shown in FIG. 図4は実施形態における電源電圧VCCが瞬断をした場合のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart when the power supply voltage VCS in the embodiment is momentarily interrupted. 図5は実施形態の瞬断リセットパルス発生回路とリセットパルス発生回路との接続を示す一例である。FIG. 5 is an example showing the connection between the momentary interruption reset pulse generation circuit and the reset pulse generation circuit of the embodiment. 図6は従来技術のレベルシフト回路およびハイサイドドライバの回路とその周辺を含めた構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram including a conventional level shift circuit, a high-side driver circuit, and their surroundings. 図7は従来技術1および従来技術2のエッジパルス発生回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing edge pulse generation circuits of the prior art 1 and the prior art 2. 図8は図7の従来技術1および従来技術2のタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart of the prior art 1 and the prior art 2 of FIG.

以下、本発明の瞬断リセットパルス発生回路の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the instantaneous reset pulse generation circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は本発明の実施形態の瞬断補償のレベルシフト回路に適した瞬断リセットパルス発生回路およびそれを用いたハイサイドドライバの回路とその周辺を含めた構成図である。図1に示す実施形態の構成において、従来技術と異なるのは、内部電源PreREG 13、差分検器(VCC-PreREG DET)17、瞬断リセットパルス発生回路(RESET PULSE Gen.)18が追加されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram including a momentary interruption reset pulse generation circuit suitable for the level shift circuit of the momentary interruption compensation according to the embodiment of the present invention, a circuit of a high side driver using the circuit, and its surroundings. In the configuration of the embodiment shown in FIG. 1, what is different from the prior art is that an internal power supply PreREG 13, a difference detector (VCC-PreREG DET) 17, and a momentary reset pulse generation circuit (REST PULSE Gen.) 18 are added. There is.

差分検出器(VCC-PreREG DET)17は、電源電圧VCCの電圧と内部電源PreReGの電圧との電圧差を検知し、VCC電圧とPreReG電圧間が所定の電圧(例えば2.5V)になると、瞬断リセット発生回路18にVCC-PreReG間電圧低下信号を出力する。
瞬断リセットパルス発生回路18はVCC-PreReG間電圧低下信号を受信すると、瞬断リセットパルス信号を発生してパルス発生回路11のリセットパルス信号に割込みリセットパルスを出力する。
The difference detector (VCC-PreREG DET) 17 detects the voltage difference between the voltage of the power supply voltage VCS and the voltage of the internal power supply PreReG, and when the voltage between the VCS voltage and the PreReG voltage becomes a predetermined voltage (for example, 2.5V), A voltage drop signal between VCC and PreReG is output to the momentary reset generation circuit 18.
When the instantaneous interruption reset pulse generation circuit 18 receives the voltage drop signal between VCC and PreReG, it generates an instantaneous interruption reset pulse signal and outputs an interrupt reset pulse to the reset pulse signal of the pulse generation circuit 11.

本実施形態が従来技術と大きく異なる点は、パルス発生回路11を含む信号伝達回路系10~12、14~16、18の電源を電源電圧VCCから内部電源PreReGへ変更した点である。この変更により、電源電圧VCCが変動しても、VCC電圧が内部電源PreReGの動作可能電圧以下(0.3~1V程度)以下にならない限り、パルス発生回路11を含む信号伝達回路系10~12、14~16、18の電源を確保して安定に動作させることができる。
また、差分検出器(VCC-PreREG DET)17は、電源電圧VCCの電圧低下を検出することで、瞬断リセットパルス信号の生成につなげる。瞬断リセットパルス発生回路18は、後述する差分検出器(VCC-PreREG DET)17の構成にもよるが、内部電源PreReGの電圧が0.6V程度に低下するまで瞬断リセットパルスを出力する。
The major difference between the present embodiment and the prior art is that the power supplies of the signal transmission circuit systems 10 to 12, 14 to 16 and 18 including the pulse generation circuit 11 are changed from the power supply voltage VCS to the internal power supply PreReG. Due to this change, even if the power supply voltage VCS fluctuates, the signal transmission circuit system 10 to 12 including the pulse generation circuit 11 does not fall below the operable voltage of the internal power supply PreReG (about 0.3 to 1 V). , 14 to 16 and 18 can be secured for stable operation.
Further, the difference detector (VCC-PreREG DET) 17 detects a voltage drop in the power supply voltage VCS, which leads to the generation of a momentary reset pulse signal. The momentary reset pulse generation circuit 18 outputs a momentary reset pulse until the voltage of the internal power supply PreReG drops to about 0.6 V, although it depends on the configuration of the difference detector (VCC-PreREG DET) 17 described later.

差分検出器(VCC-PreREG DET)17と瞬断リセットパルス発生回路18の構成を示す回路図を図2に示す。差分検出器(VCC-PreREG DET)17は、PNPトランジスタTR1、TR2から成る電流ミラー回路から構成される。PNPトランジスタTR1,TR2のエミッタは電源電圧VCCの正極に接続され、PNPトランジスタTR1、TR2のベースとPNPトランジスタTR1のコレクタは接続され、さらにダイオードD1~D3と抵抗R11の直列回路を介して内部電源PreREG13の正極に接続されている。
PNPトランジスタTR2のコレクタは抵抗R12を介して、瞬断リセットパルス発生回路18の抵抗R13とNPNトランジスタTR5のベースに接続される。すなわち、PNPトランジスタTR2のコレクタは抵抗R12を介して、VCC-PreReG間電圧低下信号として出力する。
FIG. 2 shows a circuit diagram showing the configurations of the difference detector (VCC-PreREG DET) 17 and the momentary reset pulse generation circuit 18. The difference detector (VCC-PreREG DET) 17 is composed of a current mirror circuit including PNP transistors TR1 and TR2. The emitters of the PNP transistors TR1 and TR2 are connected to the positive electrode of the power supply voltage VCC, the base of the PNP transistors TR1 and TR2 and the collector of the PNP transistor TR1 are connected, and the internal power supply is further connected via the series circuit of the diodes D1 to D3 and the resistor R11. It is connected to the positive electrode of PreREG13.
The collector of the PNP transistor TR2 is connected to the resistor R13 of the momentary reset pulse generation circuit 18 and the base of the NPN transistor TR5 via the resistor R12. That is, the collector of the PNP transistor TR2 outputs as a voltage drop signal between VCC and PreReG via the resistor R12.

次に瞬断リセットパルス発生回路18は、PNPトランジスタTR3,TR4から成る電流ミラー回路とNPNトランジスタTR5などから構成される。PNPトランジスタTR3、TR4のエミッタは内部電源PreREG13の正極に接続され、PNPトランジスタTR3、TR4のベースと、PNPトランジスタTR4のコレクタは接続され、さらに抵抗R14を介してGNDに接地されている。
PNPトランジスタTR3のコレクタは、NPNトランジスタTR5のコレクタに接続され、かつ、瞬断リセットパルス信号として出力される。NPNトランジスタTR5のベース・エミッタ間には抵抗R13が並列接続され、エミッタと抵抗R13の一方はGNDに接地されている。
なお、NPNトランジスタTR5のベースは、前述の差分検出器(VCC-PreREG DET)17のVCC-PreReG間電圧低下信号出力である抵抗R12と接続されている。
Next, the momentary reset pulse generation circuit 18 is composed of a current mirror circuit including PNP transistors TR3 and TR4, an NPN transistor TR5, and the like. The emitters of the PNP transistors TR3 and TR4 are connected to the positive electrode of the internal power supply PreREG13, the base of the PNP transistors TR3 and TR4 and the collector of the PNP transistor TR4 are connected, and further grounded to GND via the resistor R14.
The collector of the PNP transistor TR3 is connected to the collector of the NPN transistor TR5 and is output as a momentary reset pulse signal. A resistor R13 is connected in parallel between the base and emitter of the NPN transistor TR5, and one of the emitter and the resistor R13 is grounded to GND.
The base of the NPN transistor TR5 is connected to the resistor R12 which is the voltage drop signal output between VCC and PreReG of the above-mentioned difference detector (VCC-PreREG DET) 17.

ここで、図4に実施形態における電源電圧VCCが瞬断をした場合のタイミングチャートを示す。
時刻t10~t19にかけて瞬断が生じた場合を想定する。時刻t10から電源電圧VCCは低下し始め、時刻t11において電源電圧VCC-PreREG間電圧が所定の電圧に達すると、差分検出器(VCC-PreREG DET)17からVCC-PreREG間電圧低下信号VCC-PreREG DETが出力され、瞬断リセットパルス発生回路18から瞬断リセットパルス信号が出力され、時刻t14まで継続して出力される。
これは、VCC電圧とPreREG電圧間が所定の電圧(例えば2.5V)になるとパルス発生回路11のリセットパルス出力信号に割込みの信号を発生させ、内部電源PreREGの電圧が0.6V程度に低下するまで瞬断リセットパルスを出力する。すなわち、瞬断リセットパルス発生回路18の動作可能電圧は低いため、C-MOS回路で構成された論理回路よりも長いパルスを出力できる利点がある。
Here, FIG. 4 shows a timing chart when the power supply voltage VCS in the embodiment is momentarily interrupted.
It is assumed that a momentary interruption occurs from time t10 to t19. The power supply voltage VCS starts to decrease from time t10, and when the power supply voltage between VCS and PreREG reaches a predetermined voltage at time t11, the voltage decrease signal between VCC and PreREG from the difference detector (VCC-PreREG DET) 17 is VCC-PreREG. The DET is output, the momentary reset pulse generation circuit 18 outputs the momentary reset pulse signal, and the signal is continuously output until the time t14.
This means that when the voltage between the VCS voltage and the PreREG voltage reaches a predetermined voltage (for example, 2.5V), an interrupt signal is generated in the reset pulse output signal of the pulse generation circuit 11, and the voltage of the internal power supply PreREG drops to about 0.6V. Outputs a momentary reset pulse until That is, since the operable voltage of the instantaneous reset pulse generation circuit 18 is low, there is an advantage that a longer pulse can be output than the logic circuit configured by the C-MOS circuit.

図3は図2に示す差分検出器と瞬断リセットパルス発生回路の応用回路図である。図2と異なる点は差分検出器(VCC-PreREG DET)17の回路において、ダイオードD1~D3を削除している。このダイオードD1~D3の数量を調整することにより電源電圧VCC-PreREG間電圧の電圧を調整し、瞬断時の検出タイミングを調整することができる。なお、瞬断リセットパルス発生回路18の動作可能電圧に影響はでない。 FIG. 3 is an application circuit diagram of the difference detector and the momentary reset pulse generation circuit shown in FIG. The difference from FIG. 2 is that the diodes D1 to D3 are deleted in the circuit of the difference detector (VCC-PreREG DET) 17. By adjusting the quantity of the diodes D1 to D3, the voltage of the power supply voltage between VCS and PreREG can be adjusted, and the detection timing at the time of momentary interruption can be adjusted. It should be noted that the operable voltage of the instantaneous reset pulse generation circuit 18 is not affected.

図5は、実施形態の瞬断リセットパルス発生回路とリセットパルス発生回路との接続を示す一例である。レベルシフト回路のリセットパルス入力端子に、瞬断リセットパルス発生回路の瞬断リセットパルス信号とリセットパルス信号をNAND回路NAND2とインバータ回路INV2を介して接続する。これにより、瞬断リセットパルス発生回路18の瞬断リセットパルス信号を割り込ませることができる。
なお、レベルシフト回路のリセットパルス入力回路の構成によっては、瞬断リセットパルス発生回路18の出力を接続してもよい。
FIG. 5 is an example showing the connection between the momentary interruption reset pulse generation circuit and the reset pulse generation circuit of the embodiment. The instantaneous interruption reset pulse signal and the reset pulse signal of the instantaneous interruption reset pulse generation circuit are connected to the reset pulse input terminal of the level shift circuit via the NAND circuit NAND2 and the inverter circuit INV2. As a result, the momentary reset pulse signal of the momentary reset pulse generation circuit 18 can be interrupted.
Depending on the configuration of the reset pulse input circuit of the level shift circuit, the output of the instantaneous reset pulse generation circuit 18 may be connected.

このように、実施形態の瞬断補償のレベルシフト回路に適した瞬断リセットパルス発生回路によれば、電源電圧VCCが瞬断をした場合でも遅延することなくハイサイドスイッチング素子を駆動するレベルシフト回路へ瞬断リセットパルスを提供できる。また、瞬断時に電源電圧Vccに対する瞬断リセットパルスを出力させる電圧範囲を低電圧まで広げることで、リセットを確実に行なうことが可能になる。 As described above, according to the instantaneous interruption reset pulse generation circuit suitable for the instantaneous interruption compensation level shift circuit of the embodiment, the level shift that drives the high-side switching element without delay even when the power supply voltage VCC is instantaneously interrupted. A momentary reset pulse can be provided to the circuit. Further, by expanding the voltage range for outputting the momentary interruption reset pulse with respect to the power supply voltage Vcc to a low voltage at the time of momentary interruption, it becomes possible to reliably perform the reset.

本発明は、PWMインバータに使用されるIPM等に適用可能である。
符号の説明
The present invention is applicable to IPMs and the like used in PWM inverters.
Code description

1 、1a レベルシフト回路およびハイサイドドライバの回路
12 パルス発生回路
13 内部電源PreReG
17 差分検出器(VCC-PreREG DET)
18 瞬断リセットパルス発生回路
D1~D3 ダイオード
MN10 ハイサイドスイッチング素子
MN20 ローサイドスイッチング素子
TR1~TR4 PNPトランジスタ
TR5 NPNトランジスタ
R11~14 抵抗
1, 1a Level shift circuit and high-side driver circuit 12 Pulse generation circuit 13 Internal power supply PreReG
17 Difference detector (VCC-PreREG DET)
18 Instantaneous reset pulse generation circuit D1 to D3 Diode MN10 High side switching element MN20 Low side switching element TR1 to TR4 PNP transistor TR5 NPN transistor R11 to 14 Resistor

Claims (6)

レベルシフト回路に接続されるパルス発生回路であって、
入力信号の第1状態から第2状態への変化に基づいてリセットパルスを出力するリセットパルス発生回路と、
前記入力信号の前記第2状態から前記第1状態への変化に基づいてセットパルスを出力するセットパルス発生回路と、を有するパルス発生回路において、
第1の電源と、前記第1の電源を介して前記第1の電源電圧より低い電圧を前記パルス発生回路に電源電圧として供給する第2の電源を有し、
前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧との電圧差が所定の閾値以下に下がったことを検出して電圧低下信号を出力する差分検出器と、前記電圧低下信号を受けて瞬断リセットパルスを生成し、前記レベルシフト回路へ瞬断リセットパルス信号を送出する瞬断リセットパルス発生回路を備えたことを特徴とするパルス発生回路。
It is a pulse generation circuit connected to the level shift circuit.
A reset pulse generation circuit that outputs a reset pulse based on the change of the input signal from the first state to the second state,
In a pulse generation circuit having a set pulse generation circuit that outputs a set pulse based on a change of the input signal from the second state to the first state.
It has a first power supply and a second power supply that supplies a voltage lower than the first power supply voltage to the pulse generation circuit as a power supply voltage via the first power supply.
A difference detector that detects that the voltage difference between the first power supply voltage and the second power supply voltage has dropped below a predetermined threshold value and outputs a voltage drop signal, and a momentary interruption in response to the voltage drop signal. A pulse generation circuit including a momentary interruption reset pulse generation circuit that generates a reset pulse and sends a momentary interruption reset pulse signal to the level shift circuit.
前記差分検出器は、カレントミラー回路で構成され、前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧間に接続されたことを特徴とする請求項1項記載のパルス発生回路。 The pulse generation circuit according to claim 1, wherein the difference detector is composed of a current mirror circuit and is connected between the first power supply voltage and the second power supply voltage. 前記差分検出器は、第1と第2のPNPトランジスタで構成され、前記第1と第2のPNPトランジスタの各エミッタが前記第1の電源の正極に接続され、前記第1と第2のPNPトランジスタの各ベースと前記第1のPNPトランジスタのコレクタが接続され、前記第1のPNPトランジスタのコレクタは少なくとも1個のダイオードと第1の抵抗の直列回路を介して前記第2の電源の正極に接続され、前記第2のPNPトランジスタのコレクタから電圧低下信号を出力することを特徴とする請求項2記載のパルス発生回路。 The difference detector is composed of first and second PNP transistors, each emitter of the first and second PNP transistors is connected to the positive electrode of the first power supply, and the first and second PNPs are connected. Each base of the transistor is connected to the collector of the first PNP transistor, and the collector of the first PNP transistor is connected to the positive electrode of the second power supply via a series circuit of at least one diode and a first resistor. The pulse generation circuit according to claim 2, wherein the pulse generation circuit is connected and outputs a voltage drop signal from the collector of the second PNP transistor. 前記差分検出器は、前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続されるダイオードの数を選定することで、前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧との電圧差を調整することを特徴とする請求項3記載のパルス発生回路。 The difference detector is characterized in that the voltage difference between the first power supply voltage and the second power supply voltage is adjusted by selecting the number of diodes connected to the collector of the first PNP transistor. 3. The pulse generation circuit according to claim 3. 前記差分検出器は、第1と第2のPNPトランジスタから構成され、前記第1と第2のPNPトランジスタの各エミッタが前記第1の電源の正極に接続され、前記第1と第2のPNPトランジスタの各ベースと前記第1のPNPトランジスタのコレクタが接続され、前記第1のPNPトランジスタのコレクタは第1の抵抗を介して前記第2の電源の正極に接続され、前記第2のPNPトランジスタのコレクタから電圧低下信号を出力することを特徴とする請求項2記載のパルス発生回路。 The difference detector is composed of first and second PNP transistors, each emitter of the first and second PNP transistors is connected to the positive electrode of the first power supply, and the first and second PNPs are connected. Each base of the transistor is connected to the collector of the first PNP transistor, the collector of the first PNP transistor is connected to the positive electrode of the second power supply via the first resistor, and the second PNP transistor is connected. The pulse generation circuit according to claim 2, wherein a voltage drop signal is output from the collector of the above. 前記瞬断リセットパルス発生回路は、第3と第4のPNPトランジスタと第5のNPNトランジスタから構成され、
前記第3と第4のPNPトランジスタの各エミッタが前記第2の電源の正極に接続され、前記第3と第4のPNPトランジスタの各ベースと前記第4のPNPトランジスタのコレクタが接続され、
前記第4のPNPトランジスタのコレクタは第3の抵抗を介してGNDに接地され、
前記第3のPNPトランジスタのコレクタは前記第5のNPNトランジスタのコレクタに接続され、
前記第5のNPNトランジスタのエミッタはGNDに接地され、第5のNPNトランジスタのベースは第2の抵抗を介して前記第2のPNPトランジスタのコレクタに接続されたことを特徴とする請求項2乃至5項記載のパルス発生回路。
The momentary reset pulse generation circuit is composed of a third and fourth PNP transistor and a fifth NPN transistor.
Each emitter of the third and fourth PNP transistors is connected to the positive electrode of the second power supply, and each base of the third and fourth PNP transistors and the collector of the fourth PNP transistor are connected.
The collector of the fourth PNP transistor is grounded to GND via the third resistance.
The collector of the third PNP transistor is connected to the collector of the fifth NPN transistor.
2. To claim 2, wherein the emitter of the fifth NPN transistor is grounded to GND, and the base of the fifth NPN transistor is connected to the collector of the second PNP transistor via a second resistor. Item 5. The pulse generation circuit according to Item 5.
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