JP2022189566A - Gate driver, semiconductor device, switching power supply - Google Patents

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JP2022189566A JP2021098214A JP2021098214A JP2022189566A JP 2022189566 A JP2022189566 A JP 2022189566A JP 2021098214 A JP2021098214 A JP 2021098214A JP 2021098214 A JP2021098214 A JP 2021098214A JP 2022189566 A JP2022189566 A JP 2022189566A
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Misaki Kamisaka
和宏 村上
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Abstract

To reduce gate losses associated with transistor on/off.SOLUTION: A gate driver 12L has a gate drive circuit 121 configured to charge and discharge the gate capacitance CissL of a transistor 11L, and a capacitor circuit 122 configured to store at least some charge when the gate capacitance CissL is discharged and use that charge the next time it is charged.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本明細書中に開示されている発明は、ゲートドライバ及びこれを用いた半導体装置並びにスイッチング電源に関する。 The invention disclosed in this specification relates to a gate driver, a semiconductor device using the same, and a switching power supply.

ゲートドライバは、トランジスタの駆動手段として広く一般に利用されている。 Gate drivers are widely used as means for driving transistors.

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。 As an example of conventional technology related to the above, Patent Document 1 can be cited.

特開2021-061663号公報JP 2021-061663 A

しかしながら、従来のゲートドライバは、トランジスタのオン/オフに伴うゲート損失(スイッチング損失)の削減について改善の余地があった。 However, conventional gate drivers have room for improvement in terms of reducing gate loss (switching loss) accompanying turning on and off of transistors.

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らにより見出された上記の課題に鑑み、トランジスタのオン/オフに伴うゲート損失を削減することのできるゲートドライバ及びこれを用いた半導体装置並びにスイッチング電源を提供することを目的とする。 In view of the above problems found by the inventors of the present application, the invention disclosed in the present specification provides a gate driver capable of reducing gate loss associated with turning on and off of a transistor, and a gate driver using the same. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a switching power supply.

例えば、本明細書中に開示されているゲートドライバは、トランジスタのゲート容量を充放電するように構成されたゲート駆動回路と、前記ゲート容量の放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成されたキャパシタ回路と、を有する。 For example, the gate driver disclosed in this specification includes a gate driving circuit configured to charge and discharge a gate capacitance of a transistor, and storing at least a portion of the charge when the gate capacitance is discharged. and a capacitor circuit configured to utilize the next charge.

なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。 Other features, elements, steps, advantages, and characteristics will become more apparent from the detailed description and accompanying drawings that follow.

本明細書中に開示されている発明によれば、トランジスタのオン/オフに伴うゲート損失を削減することのできるゲートドライバ、及び、これを用いた半導体装置並びにスイッチング電源を提供することが可能となる。 According to the invention disclosed in this specification, it is possible to provide a gate driver capable of reducing the gate loss associated with turning on/off a transistor, a semiconductor device using the same, and a switching power supply. Become.

図1は、半導体装置の要部構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the main configuration of a semiconductor device. 図2は、ゲートドライバの第1実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a gate driver. 図3は、第1実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ)である。FIG. 3 is a diagram (first phase) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the first embodiment. 図4は、第1実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第2フェイズ)である。FIG. 4 is a diagram (second phase) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the first embodiment. 図5は、第1実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第3フェイズ)である。FIG. 5 is a diagram (third phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the first embodiment. 図6は、第1実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第4フェイズ)である。FIG. 6 is a diagram (fourth phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the first embodiment. 図7は、第1実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(タイミングチャート)である。FIG. 7 is a diagram (timing chart) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the first embodiment. 図8は、ゲートドライバの第2実施形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the gate driver. 図9は、第2実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ)である。FIG. 9 is a diagram (first phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the second embodiment. 図10は、第2実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第2フェイズ)である。FIG. 10 is a diagram (second phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the second embodiment. 図11は、第2実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第3フェイズ)である。FIG. 11 is a diagram (third phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the second embodiment. 図12は、第2実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第4フェイズ)である。FIG. 12 is a diagram (fourth phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the second embodiment. 図13は、第2実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(タイミングチャート)である。FIG. 13 is a diagram (timing chart) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the second embodiment. 図14は、ゲートドライバの第3実施形態を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a third embodiment of the gate driver. 図15は、第3実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ)である。FIG. 15 is a diagram (first phase) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the third embodiment. 図16は、第3実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第2フェイズ)である。FIG. 16 is a diagram (second phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the third embodiment. 図17は、第3実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第3フェイズ)である。FIG. 17 is a diagram (third phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the third embodiment. 図18は、第3実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(第4フェイズ)である。FIG. 18 is a diagram (fourth phase) showing an example of the gate driving operation by the gate driver of the third embodiment. 図19は、第3実施形態のゲートドライバによるゲート駆動動作の一例を示す図(タイミングチャート)である。FIG. 19 is a diagram (timing chart) showing an example of gate driving operation by the gate driver of the third embodiment. 図20は、スイッチング電源の一構成例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of a switching power supply.

<半導体装置>
図1は、半導体装置の要部構成(例えば、電源コントローラICまたはモータドライバICのスイッチ出力段周辺)を示す図である。本構成例の半導体装置10は、ハーフブリッジ出力回路11と、ゲートドライバ12と、ブートストラップ回路13と、電源端子PVINと、スイッチ端子SWと、を有する。
<Semiconductor device>
FIG. 1 is a diagram showing the essential configuration of a semiconductor device (for example, around a switch output stage of a power supply controller IC or a motor driver IC). A semiconductor device 10 of this configuration example has a half-bridge output circuit 11, a gate driver 12, a bootstrap circuit 13, a power supply terminal PVIN, and a switch terminal SW.

ハーフブリッジ出力回路11は、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lを含み、両トランジスタ相互間の接続ノードに相当するスイッチ端子SWから矩形波状のスイッチ電圧Vswを出力する。 The half-bridge output circuit 11 includes an upper transistor 11H and a lower transistor 11L, and outputs a rectangular wave switch voltage Vsw from a switch terminal SW corresponding to a connection node between both transistors.

上側トランジスタ11Hは、電源端子PVIN(=入力電圧Vinの印加端)とスイッチ端子SW(=スイッチ電圧Vswの出力端)との間に接続されており、上側ゲート信号GHに応じてオン/オフされる。なお、上側トランジスタ11Hとしては、NMOSFET[N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistor]等を好適に用いることができる。その場合、上側トランジスタ11Hは、GH=H(≒Vb)であるときにオンしてGH=L(≒Vsw)であるときにオフする。なお、上側トランジスタ11Hとしては、NMOSFETではなくPMOSFET[P-channel type MOSFET]を用いることも可能である。その場合、ブートストラップ回路13が不要となる。 The upper transistor 11H is connected between a power supply terminal PVIN (=application terminal for input voltage Vin) and switch terminal SW (=output terminal for switch voltage Vsw), and is turned on/off according to an upper gate signal GH. be. An NMOSFET [N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistor] or the like can be suitably used as the upper transistor 11H. In that case, the upper transistor 11H is turned on when GH=H (≈Vb) and turned off when GH=L (≈Vsw). A PMOSFET [P-channel type MOSFET] can be used instead of the NMOSFET as the upper transistor 11H. In that case, the bootstrap circuit 13 becomes unnecessary.

下側トランジスタ11Lは、スイッチ端子SWと接地端PGNDとの間に接続されており、下側ゲート信号GLに応じてオン/オフされる。なお、下側トランジスタ11Lとしては、NMOSFET等を好適に用いることができる。その場合、下側トランジスタ11Lは、GL=H(≒Vin)であるときにオンして、GL=L(≒PGND)であるときにオフする。 The lower transistor 11L is connected between the switch terminal SW and the ground terminal PGND, and is turned on/off according to the lower gate signal GL. An NMOSFET or the like can be suitably used as the lower transistor 11L. In that case, the lower transistor 11L is turned on when GL=H (≈Vin) and turned off when GL=L (≈PGND).

ゲートドライバ12は、上側ゲートドライバ12H及び下側ゲートドライバ12Lを含み、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lそれぞれをオン/オフする。 The gate driver 12 includes an upper gate driver 12H and a lower gate driver 12L, and turns on/off the upper transistor 11H and the lower transistor 11L, respectively.

上側ゲートドライバ12Hは、PMOSFET12H1、NMOSFET12H2、及び、ドライバ12H3を含む。 Upper gate driver 12H includes PMOSFET 12H1, NMOSFET 12H2, and driver 12H3.

PMOSFET12H1のソースは、ブートストラップ回路13の出力端(=ブート電圧Vbの印加端)に接続されている。PMOSFET12H1及びNMOSFET12H2それぞれのドレインは、いずれも上側トランジスタ11Hのゲートに接続されている。NMOSFET12H2のソースは、スイッチ端子SW(=上側トランジスタ11Hのソース)に接続されている。PMOSFET12H1及びNMOSFET12H2それぞれのゲートは、いずれもドライバ12H3の出力端に接続されている。 The source of the PMOSFET 12H1 is connected to the output end of the bootstrap circuit 13 (=the end to which the boot voltage Vb is applied). The drains of PMOSFET 12H1 and NMOSFET 12H2 are both connected to the gate of upper transistor 11H. The source of the NMOSFET 12H2 is connected to the switch terminal SW (=source of the upper transistor 11H). Gates of the PMOSFET 12H1 and NMOSFET 12H2 are both connected to the output terminal of the driver 12H3.

ドライバ12H3は、上側制御信号SHに基づいてPMOSFET12H1及びNMOSFET12H2をそれぞれオン/オフする。 The driver 12H3 turns on/off the PMOSFET 12H1 and NMOSFET 12H2 based on the upper control signal SH.

例えば、ドライバ12H3としてインバータが用いられている場合、上側制御信号SHがハイレベルであるときには、PMOSFET12H1がオンしてNMOSFET12H2がオフする。このとき、PMOSFET12H1に流れる充電電流IcHにより、上側トランジスタ11Hのゲート容量CissHが充電される。従って、上側ゲート信号GHがハイレベル(≒Vb)となる。 For example, when an inverter is used as the driver 12H3, the PMOSFET 12H1 is turned on and the NMOSFET 12H2 is turned off when the upper control signal SH is at high level. At this time, the charging current IcH flowing through the PMOSFET 12H1 charges the gate capacitance CissH of the upper transistor 11H. Therefore, the upper gate signal GH becomes high level (≈Vb).

逆に、上側制御信号SHがローレベルであるときには、PMOSFET12H1がオフしてNMOSFET12H2がオンする。このとき、NMOSFET12H2に流れる放電電流IdHにより上側トランジスタ11Hのゲート容量CissHが放電される。従って、上側ゲート信号GHがローレベル(≒Vsw)となる。 Conversely, when the upper control signal SH is at low level, the PMOSFET 12H1 is turned off and the NMOSFET 12H2 is turned on. At this time, the discharge current IdH flowing through the NMOSFET 12H2 discharges the gate capacitance CissH of the upper transistor 11H. Therefore, the upper gate signal GH becomes low level (≈Vsw).

下側ゲートドライバ12Lは、PMOSFET12L1、NMOSFET12L2、及び、ドライバ12L3を含む。 Lower gate driver 12L includes PMOSFET 12L1, NMOSFET 12L2, and driver 12L3.

PMOSFET12L1のソースは、入力電圧Vinの印加端に接続されている。PMOSFET12L1及びNMOSFET12L2それぞれのドレインは、いずれも下側トランジスタ11Lのゲートに接続されている。NMOSFET12L2のソースは、接地端PGNDに接続されている。PMOSFET12L1及びNMOSFET12L2それぞれのゲートは、いずれもドライバ12L3の出力端に接続されている。 The source of the PMOSFET 12L1 is connected to the application terminal of the input voltage Vin. The drains of PMOSFET 12L1 and NMOSFET 12L2 are both connected to the gate of lower transistor 11L. The source of the NMOSFET 12L2 is connected to the ground terminal PGND. Gates of the PMOSFET 12L1 and NMOSFET 12L2 are both connected to the output end of the driver 12L3.

ドライバ12L3は、下側制御信号SLに基づいてPMOSFET12L1及びNMOSFET12L2をそれぞれオン/オフする。 The driver 12L3 turns on/off the PMOSFET 12L1 and the NMOSFET 12L2 based on the lower control signal SL.

例えば、ドライバ12L3としてインバータが用いられている場合、下側制御信号SLがハイレベルであるときには、PMOSFET12L1がオンしてNMOSFET12L2がオフする。このとき、PMOSFET12L1に流れる充電電流IcLにより、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLが充電される。従って、下側ゲート信号GLがハイレベル(≒Vin)となる。 For example, when an inverter is used as the driver 12L3, the PMOSFET 12L1 is turned on and the NMOSFET 12L2 is turned off when the lower control signal SL is at high level. At this time, the charging current IcL flowing through the PMOSFET 12L1 charges the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L. Therefore, the lower gate signal GL becomes high level (≈Vin).

逆に、下側制御信号SLがローレベルであるときには、PMOSFET12L1がオフしてNMOSFET12L2がオンする。このとき、NMOSFET12L2に流れる放電電流IdLにより下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLが放電される。従って、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)となる。 Conversely, when the lower control signal SL is at low level, the PMOSFET 12L1 is turned off and the NMOSFET 12L2 is turned on. At this time, the discharge current IdL flowing through the NMOSFET 12L2 discharges the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L. Therefore, the lower gate signal GL becomes low level (≈PGND).

ブートストラップ回路13は、キャパシタ131とスイッチ132を含む。キャパシタ131及びスイッチ132それぞれの第1端は、いずれもブートストラップ回路13の出力端(=ブート電圧Vbの印加端)に接続されている。キャパシタ131の第2端は、スイッチ端子SW(=スイッチ電圧Vswの印加端)に接続されている。スイッチ132の第2端は、電源端子PVIN(=入力電圧Vinの印加端)に接続されている。なお、スイッチ132は、上側トランジスタ11Hのオン期間にオフして、上側トランジスタ11Hのオフ期間にオンする。 Bootstrap circuit 13 includes capacitor 131 and switch 132 . A first terminal of each of the capacitor 131 and the switch 132 is connected to the output terminal of the bootstrap circuit 13 (=application terminal of the boot voltage Vb). A second terminal of the capacitor 131 is connected to the switch terminal SW (=application terminal of the switch voltage Vsw). A second end of the switch 132 is connected to the power supply terminal PVIN (=applying end of the input voltage Vin). The switch 132 is turned off during the on period of the upper transistor 11H and turned on during the off period of the upper transistor 11H.

上記のブートストラップ回路13は、スイッチ電圧Vswよりも常にキャパシタ131の両端間電圧(≒Vin)だけ高いブート電圧Vb(≒Vsw+Vin)を生成する。すなわち、ブート電圧Vbは、スイッチ電圧Vswのハイレベル期間(Vsw≒Vin)にはVb≒2Vinとなり、スイッチ電圧Vswのローレベル期間(Vsw≒PGND)にはVb≒Vinとなる。 The bootstrap circuit 13 described above generates a boot voltage Vb (≈Vsw+Vin) that is always higher than the switch voltage Vsw by the voltage across the capacitor 131 (≈Vin). That is, the boot voltage Vb becomes Vb≈2Vin during the high level period (Vsw≈Vin) of the switch voltage Vsw, and becomes Vb≈Vin during the low level period (Vsw≈PGND) of the switch voltage Vsw.

このようにして生成されるブート電圧Vbは、上側ゲートドライバ12Hに供給されており、上側ゲート信号GHのハイレベル(=上側トランジスタ11Hをオンするためのゲート電圧)として用いられる。従って、上側トランジスタ11Hのオン期間には、上側ゲート信号GHのハイレベル(≒Vb)がスイッチ電圧Vswのハイレベル(≒Vin)よりも高い電圧値(≒2Vin)まで引き上げられるので、上側トランジスタ11Hのゲート・ソース間電圧を高めて上側トランジスタ11Hを確実にオンすることが可能となる。 The boot voltage Vb generated in this manner is supplied to the upper gate driver 12H and used as the high level of the upper gate signal GH (=gate voltage for turning on the upper transistor 11H). Therefore, during the ON period of the upper transistor 11H, the high level (≈Vb) of the upper gate signal GH is raised to a voltage value (≈2Vin) higher than the high level (≈Vin) of the switch voltage Vsw. , the upper transistor 11H can be reliably turned on.

ところで、本構成例のゲートドライバ12では、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lをそれぞれオフするときに、ゲート容量CissH及びCissLに蓄えられた電荷を全て捨てており、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lそれぞれのオン/オフに伴うゲート損失(スイッチング損失)が生じている。以下では、このゲート損失を削減することのできる新規な実施形態を提案する。 By the way, in the gate driver 12 of this configuration example, when turning off the upper transistor 11H and the lower transistor 11L, all the charges accumulated in the gate capacitances CissH and CissL are discarded, and the upper transistor 11H and the lower transistor 11L are discharged. A gate loss (switching loss) accompanies each ON/OFF. In the following, we propose a novel embodiment that can reduce this gate loss.

<ゲートドライバ(第1実施形態)>
図2は、下側ゲートドライバ12Lの第1実施形態を示す図である。第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、ゲート駆動回路121とキャパシタ回路122を含む。
<Gate Driver (First Embodiment)>
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the lower gate driver 12L. The lower gate driver 12L of the first embodiment includes a gate drive circuit 121 and a capacitor circuit 122. FIG.

ゲート駆動回路121は、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充放電するように構成された回路ブロックであり、スイッチSW1及びSW2を含む。スイッチSW1は、図1のPMOSFET12L1に相当し、入力電圧Vinの印加端(=電源端に相当)と下側トランジスタ11Lのゲートとの間に接続されている。スイッチSW2は、図1のNMOSFET12L2に相当し、下側トランジスタ11Lのゲートとソースとの間に接続されている。 The gate drive circuit 121 is a circuit block configured to charge and discharge the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L, and includes switches SW1 and SW2. The switch SW1 corresponds to the PMOSFET 12L1 in FIG. 1, and is connected between the application terminal (=power supply terminal) of the input voltage Vin and the gate of the lower transistor 11L. The switch SW2 corresponds to the NMOSFET 12L2 in FIG. 1 and is connected between the gate and source of the lower transistor 11L.

キャパシタ回路122は、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成された回路ブロックであり、キャパシタC11とスイッチSW11を含む。 Capacitor circuit 122 is a circuit block configured to store at least part of electric charge when discharging gate capacitance CissL and utilize the electric charge at the next charging, and includes capacitor C11 and switch SW11.

キャパシタC11とスイッチSW11は、下側トランジスタ11Lのゲートとソースとの間に直列接続されている。本図に即して述べると、キャパシタC11の第1端(=充電電圧Vcpの印加端)は、スイッチSW11の第1端に接続されている。キャパシタC11の第2端は、下側トランジスタ11Lのソースに接続されている。スイッチSW11の第2端は、下側トランジスタ11Lのゲートに接続されている。 Capacitor C11 and switch SW11 are connected in series between the gate and source of lower transistor 11L. Referring to this drawing, the first end of the capacitor C11 (=the end to which the charging voltage Vcp is applied) is connected to the first end of the switch SW11. The second end of capacitor C11 is connected to the source of lower transistor 11L. A second end of the switch SW11 is connected to the gate of the lower transistor 11L.

なお、本図では、下側ゲートドライバ12Lを例に挙げたが、上側ゲートドライバ12Hも基本的に同様の構成としてよい。 In this figure, the lower gate driver 12L is taken as an example, but the upper gate driver 12H may have basically the same configuration.

図3、図4、図5及び図6は、それぞれ、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ、第2フェイズ、第3フェイズ及び第4フェイズそれぞれの動作状態図)である。 3, 4, 5 and 6 are diagrams respectively showing an example of gate driving operation by the lower side gate driver 12L of the first embodiment (first phase, second phase, third phase and fourth phase). Fig. 3 is a diagram of each operating state).

また、図7は、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動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、スイッチSW1、SW2及びSW11それぞれのオン/オフ状態と、充電電圧Vcp(実線)、下側ゲート信号GL(小破線)及びスイッチ電圧Vsw(大破線)それぞれの電圧波形が描写されている。なお、説明の便宜上、キャパシタC11には、時刻t11以前のゲート駆動動作により既に電荷が蓄えられているものとする。 FIG. 7 is a timing chart showing an example of the gate driving operation by the lower side gate driver 12L of the first embodiment. (solid line), the voltage waveforms of the lower gate signal GL (small dashed line) and the switch voltage Vsw (large dashed line) are depicted. For convenience of explanation, it is assumed that the capacitor C11 has already accumulated charge due to the gate driving operation before time t11.

以下では、図3~図7を参照しながら、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作について詳述する。 Below, the gate drive operation by the lower gate driver 12L of the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7. FIG.

第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、下側トランジスタ11Lをオフ状態からオン状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充電するとき、第1フェイズとなった後、第2フェイズとなる。 When the lower gate driver 12L of the first embodiment switches the lower transistor 11L from the OFF state to the ON state, in other words, when charging the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L, after the first phase, It becomes the second phase.

なお、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第1フェイズとは、図3及び図7(時刻t11~t12)で示したように、スイッチSW11がオン状態であって、スイッチSW1及びSW2がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the first embodiment, the first phase means that the switch SW11 is on and the switches SW1 and SW2 are turned on, as shown in FIGS. 3 and 7 (time t11 to t12). are both off.

また、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第2フェイズとは、図4及び図7(時刻t12~t13)で示したように、スイッチSW1がオン状態であって、スイッチSW11及びSW2がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the first embodiment, the second phase means that the switch SW1 is on and the switches SW11 and SW2 are turned on, as shown in FIGS. 4 and 7 (time t12 to t13). are both off.

まず、第1フェイズでは、図3の破線矢印で示すように、キャパシタC11の充電電圧Vcpを用いたゲート容量CissLの充電(=キャパシタC11の放電)が行われる。言い換えると、キャパシタC11に蓄えられている電荷の一部がゲート容量CissLに分配される。従って、第1フェイズでは、図7の時刻t11~t12で示したように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)から上昇するとともに充電電圧Vcpが低下し、GL=Vcpとなったところで平衡する。 First, in the first phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 3, charging of the gate capacitance CissL (=discharging of the capacitor C11) is performed using the charging voltage Vcp of the capacitor C11. In other words, part of the charge stored in the capacitor C11 is distributed to the gate capacitance CissL. Therefore, in the first phase, as shown from time t11 to time t12 in FIG. 7, the lower gate signal GL rises from the low level (≈PGND) and the charging voltage Vcp drops until GL=Vcp. equilibrate.

下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を上回ると、下側トランジスタ11Lがオン状態となるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)となる。図7に即して述べると、時刻t11では、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lの同時オフ状態(=貫通電流防止用のデッドタイム)が解消されたことに伴い、スイッチ電圧Vswが負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)からローレベル(≒PGND)に上昇する様子が描写されている。 When the lower gate signal GL exceeds the on-threshold voltage of the lower transistor 11L, the lower transistor 11L is turned on, so that the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). Referring to FIG. 7, at time t11, the switch voltage Vsw drops to a negative potential ( = forward voltage drop of the body diode associated with the lower transistor 11L) to a low level (≈PGND).

次に、第2フェイズでは、図4の破線矢印で示すように、入力電圧Vinを用いてゲート容量CissLの充電が継続される。従って、図7の時刻t12~t13で示したように、下側ゲート信号GLがハイレベル(≒Vin)まで上昇する。その結果、下側トランジスタ11Lのオン抵抗値がさらに低下し、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持される。 Next, in the second phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 4, the input voltage Vin is used to continue charging the gate capacitance CissL. Therefore, the lower gate signal GL rises to a high level (≈Vin), as shown from time t12 to t13 in FIG. As a result, the on-resistance value of the lower transistor 11L further decreases, and the switch voltage Vsw is maintained at a low level (≈PGND).

なお、第2フェイズでは、スイッチSW11がオフ状態なので、キャパシタC11が入力電圧Vinを用いて充電されることはない。従って、充電電圧Vcpは、第1フェイズとほぼ同電位に維持されたままとなる。 In the second phase, the switch SW11 is turned off, so the capacitor C11 is not charged using the input voltage Vin. Therefore, the charging voltage Vcp remains maintained at substantially the same potential as in the first phase.

一方、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、下側トランジスタ11Lをオン状態からオフ状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを放電するとき、第3フェイズとなった後、第4フェイズとなる。 On the other hand, the lower gate driver 12L of the first embodiment entered the third phase when switching the lower transistor 11L from the ON state to the OFF state, in other words, when discharging the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L. Then comes the fourth phase.

なお、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第3フェイズとは、図5及び図7(時刻t13~t14)で示したように、スイッチSW11がオン状態であって、スイッチSW1及びSW2がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the first embodiment, the third phase means that the switch SW11 is on and the switches SW1 and SW2 are turned on, as shown in FIGS. 5 and 7 (time t13 to t14). are both off.

また、第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第4フェイズとは、図6及び図7(時刻t14以降または時刻t11以前)で示すように、スイッチSW2がオン状態であってスイッチSW11及びSW1がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the first embodiment, the fourth phase means that the switch SW2 is on and the switches SW11 and SW11 are turned on, as shown in FIGS. It refers to the operation phase in which both SW1 are in the OFF state.

まず、第3フェイズでは、図5の破線矢印で示すように、下側ゲート信号GLを用いてキャパシタC11の充電(=ゲート容量CissLの放電)が行われる。言い換えると、ゲート容量CissLに蓄えられている電荷の一部がキャパシタC11に分配される。 First, in the third phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 5, the lower gate signal GL is used to charge the capacitor C11 (=discharge the gate capacitance CissL). In other words, part of the charge stored in the gate capacitance CissL is distributed to the capacitor C11.

従って、第3フェイズでは、図7の時刻t13~t14で示したように、下側ゲート信号GLがハイレベル(≒Vin)から低下すると共に充電電圧Vcpが上昇し、GL=Vcpとなったところで平衡する。ただし、第3フェイズでは、下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を下回っておらず、下側トランジスタ11Lが未だオン状態であるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持されている。 Therefore, in the third phase, as shown from time t13 to time t14 in FIG. 7, the lower gate signal GL drops from the high level (≈Vin) and the charging voltage Vcp rises until GL=Vcp. equilibrate. However, in the third phase, the lower gate signal GL does not fall below the ON threshold voltage of the lower transistor 11L, and the lower transistor 11L is still in the ON state, so the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). maintained.

次に、第4フェイズでは、図6の破線矢印で示すように、接地端PGNDに向けてゲート容量CissLの放電が継続される。従って、図7の時刻t14以降で示したように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)まで低下するので、下側トランジスタ11Lがオフ状態となる。 Next, in the fourth phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 6, the discharge of the gate capacitance CissL continues toward the ground terminal PGND. Therefore, as shown after time t14 in FIG. 7, the lower gate signal GL drops to the low level (≈PGND), so the lower transistor 11L is turned off.

なお、図7では、時刻t14以降、上側トランジスタ11Hと下側トランジスタ11Lが同時オフ状態に遷移したことに伴い、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)から負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)に低下する様子が描写されている。 In FIG. 7, after time t14, the switch voltage Vsw changes from a low level (≈PGND) to a negative potential (= The forward voltage drop of the body diode that

また、第4フェイズでは、スイッチSW11がオフ状態なので、キャパシタC11に蓄えられた電荷が接地端PGNDに向けて放電されることはない。従って、充電電圧Vcpは、第3フェイズとほぼ同電位に維持されたままとなる。 Also, in the fourth phase, since the switch SW11 is in the OFF state, the charges accumulated in the capacitor C11 are not discharged toward the ground terminal PGND. Therefore, the charging voltage Vcp remains maintained at substantially the same potential as in the third phase.

上記一連のゲート駆動動作が繰り返されることにより、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷をキャパシタC11に蓄えておき、キャパシタC11に蓄えられた電荷をゲート容量CissLの次回の充電時に利用することができる。従って、下側トランジスタ11Lのオン/オフに伴うゲート損失(スイッチング損失)を削減することが可能となる。 By repeating the above series of gate driving operations, at least part of the charge is stored in the capacitor C11 when the gate capacitance CissL is discharged, and the charge stored in the capacitor C11 is used when the gate capacitance CissL is charged next time. can be done. Therefore, it is possible to reduce the gate loss (switching loss) associated with turning on/off the lower transistor 11L.

なお、キャパシタC11の容量値については、キャパシタC11とゲート容量CissLとの間で適切に電荷を再分配し得る範囲で任意の大きさに設定すればよい。例えば、キャパシタC11及びゲート容量CissLそれぞれの容量値を同値(例えば100pF)に設定した場合には、キャパシタ回路122を備えていない従来構成と比べて、ゲート損失(スイッチング損失)の1/3程度を削減することができる。 It should be noted that the capacitance value of the capacitor C11 may be set to any value within a range in which charges can be appropriately redistributed between the capacitor C11 and the gate capacitance CissL. For example, when the capacitance values of the capacitor C11 and the gate capacitance CissL are set to the same value (for example, 100 pF), the gate loss (switching loss) is reduced to about 1/3 compared to the conventional configuration without the capacitor circuit 122. can be reduced.

<ゲートドライバ(第2実施形態)>
図8は、下側ゲートドライバ12Lの第2実施形態を示す図である。第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)と同様、ゲート駆動回路121とキャパシタ回路122を含む。
<Gate Driver (Second Embodiment)>
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the lower gate driver 12L. The lower gate driver 12L of the second embodiment includes a gate drive circuit 121 and a capacitor circuit 122, as in the first embodiment (FIG. 2).

ゲート駆動回路121は、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充放電するように構成された回路ブロックであり、スイッチSW1及びSW2と、ドライバDRVを含む。スイッチSW1は、図1のPMOSFET12L1に相当し、キャパシタ回路122の出力ノードn1(=充電電圧Vcpの印加端)と下側トランジスタ11Lのゲートとの間に接続されている。スイッチSW2は、図1のNMOSFET12L2に相当し、下側トランジスタ11Lのゲートとソースとの間に接続されている。ドライバDRVは、図1のドライバ12L3に相当し、スイッチSW1及びSW2をオン/オフする。 The gate drive circuit 121 is a circuit block configured to charge and discharge the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L, and includes switches SW1 and SW2 and a driver DRV. The switch SW1 corresponds to the PMOSFET 12L1 in FIG. 1, and is connected between the output node n1 (=applying terminal of the charging voltage Vcp) of the capacitor circuit 122 and the gate of the lower transistor 11L. The switch SW2 corresponds to the NMOSFET 12L2 in FIG. 1 and is connected between the gate and source of the lower transistor 11L. A driver DRV corresponds to the driver 12L3 in FIG. 1 and turns on/off the switches SW1 and SW2.

キャパシタ回路122は、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成された回路ブロックであり、可変キャパシタVCAPとスイッチSW21を含む。 Capacitor circuit 122 is a circuit block configured to store at least part of electric charge when discharging gate capacitance CissL and utilize the electric charge at the next charging, and includes variable capacitor VCAP and switch SW21.

スイッチSW21は、入力電圧Vinの印加端(=電源端に相当)と出力ノードn1との間に接続されている。 The switch SW21 is connected between the application terminal (=power supply terminal) of the input voltage Vin and the output node n1.

可変キャパシタVCAPは、出力ノードn1と下側トランジスタ11Lのソースとの間に接続されており、容量値が切り替えられるように構成されている。本図に即して述べると、可変キャパシタVCAPは、キャパシタC21及びC22と、スイッチSW22、SW23及びSW24と、を含む。 The variable capacitor VCAP is connected between the output node n1 and the source of the lower transistor 11L, and is configured to switch the capacitance value. Referring to this figure, the variable capacitor VCAP includes capacitors C21 and C22 and switches SW22, SW23 and SW24.

キャパシタC21及びSW23それぞれの第1端は、いずれも出力ノードn1に接続されている。キャパシタC21の第2端は、スイッチSW22及びSW24それぞれの第1端に接続されている。スイッチSW23及びSW24それぞれの第2端は、いずれもキャパシタC22の第1端に接続されている。スイッチSW22及びキャパシタC22それぞれの第2端は、いずれも下側トランジスタ11Lのソースに接続されている。 First ends of the capacitors C21 and SW23 are both connected to the output node n1. A second end of the capacitor C21 is connected to a first end of each of the switches SW22 and SW24. Second ends of the switches SW23 and SW24 are both connected to the first end of the capacitor C22. Second ends of the switch SW22 and the capacitor C22 are both connected to the source of the lower transistor 11L.

上記のキャパシタ回路122は、可変キャパシタVCAPの充電電圧Vcpを出力ノードn1からゲート駆動回路121に出力する(詳細は後述)。 The capacitor circuit 122 described above outputs the charging voltage Vcp of the variable capacitor VCAP from the output node n1 to the gate driving circuit 121 (details will be described later).

なお、本図では、下側ゲートドライバ12Lを例に挙げたが、上側ゲートドライバ12Hも基本的に同様の構成としてよい。 In this figure, the lower gate driver 12L is taken as an example, but the upper gate driver 12H may have basically the same configuration.

図9、図10、図11及び図12は、それぞれ、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ、第2フェイズ、第3フェイズ及び第4フェイズそれぞれの動作状態図)である。 9, 10, 11 and 12 respectively show an example of the gate driving operation by the lower gate driver 12L of the second embodiment (first phase, second phase, third phase and fourth phase). Fig. 3 is a diagram of each operating state).

また、図13は、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動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、スイッチSW1、SW2及びSW21~SW24それぞれのオン/オフ状態と、充電電圧Vcp(実線)、下側ゲート信号GL(小破線)及びスイッチ電圧Vsw(大破線)それぞれの電圧波形が描写されている。なお、説明の便宜上、キャパシタC21及びC22には、時刻t21以前のゲート駆動動作により既に電荷が蓄えられているものとする。 FIG. 13 is a timing chart showing an example of the gate driving operation by the lower side gate driver 12L of the second embodiment. Voltage waveforms of the voltage Vcp (solid line), the lower gate signal GL (small dashed line), and the switch voltage Vsw (large dashed line) are depicted. For convenience of explanation, it is assumed that charges have already been stored in the capacitors C21 and C22 by the gate driving operation before time t21.

以下では、図9~図13を参照しながら、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作について詳述する。 Below, the gate driving operation by the lower gate driver 12L of the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 13. FIG.

第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)と同じく、下側トランジスタ11Lをオフ状態からオン状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充電するとき、第1フェイズとなった後、第2フェイズとなる。 As in the first embodiment (FIG. 2), the lower gate driver 12L of the second embodiment changes the gate capacitance of the lower transistor 11L when switching the lower transistor 11L from the OFF state to the ON state. When charging CissL, the first phase is followed by the second phase.

なお、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第1フェイズとは、図9及び図13(時刻t21~t22)で示したように、スイッチSW1、SW22及びSW23がいずれもオン状態であって、スイッチSW2、SW21及びSW24がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the second embodiment, the first phase means that the switches SW1, SW22, and SW23 are all in the ON state, as shown in FIGS. 9 and 13 (time t21 to t22). refers to the operation phase in which the switches SW2, SW21 and SW24 are all in the off state.

特に、可変キャパシタVCAPに着目すると、第1フェイズでは、出力ノードn1と接地端PGNDとの間にキャパシタC21及びC22が並列接続された状態となる。すなわち、キャパシタC21及びC22それぞれの容量値がいずれもCpである場合、可変キャパシタVCAPの容量値は2Cp(=第1容量値に相当)となる。 In particular, focusing on the variable capacitor VCAP, in the first phase, the capacitors C21 and C22 are connected in parallel between the output node n1 and the ground terminal PGND. That is, when the capacitance values of the capacitors C21 and C22 are both Cp, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is 2Cp (=corresponding to the first capacitance value).

また、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第2フェイズとは、図10及び図13(時刻t22~t23)で示したように、スイッチSW1及びSW24がいずれもオン状態であって、スイッチSW2、SW21、SW22及びSW23がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the second embodiment, the second phase means that the switches SW1 and SW24 are both in the ON state as shown in FIGS. 10 and 13 (time t22 to t23), It refers to the operation phase in which the switches SW2, SW21, SW22 and SW23 are all in the off state.

特に、可変キャパシタVCAPに着目すると、第2フェイズでは、出力ノードn1と接地端PGNDとの間にキャパシタC21及びC22が直列接続された状態となる。すなわち、キャパシタC21及びC22それぞれの容量値がいずれもCpである場合、可変キャパシタVCAPの容量値はCp/2(=第2容量値に相当)となる。 In particular, focusing on the variable capacitor VCAP, in the second phase, the capacitors C21 and C22 are connected in series between the output node n1 and the ground terminal PGND. That is, when the capacitance values of the capacitors C21 and C22 are both Cp, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is Cp/2 (=corresponding to the second capacitance value).

まず、第1フェイズでは、図9の破線矢印で示すように、可変キャパシタVCAPの充電電圧Vcpを用いたゲート容量CissLの充電(=可変キャパシタVCAPの放電)が行われる。言い換えると、可変キャパシタVCAPに蓄えられている電荷の一部がゲート容量CissLに分配される。従って、第1フェイズでは、図13の時刻t21~t22で示したように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)から上昇するとともに充電電圧Vcpが低下し、GL=Vcpとなったところで平衡する。 First, in the first phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 9, the gate capacitance CissL is charged (=the variable capacitor VCAP is discharged) using the charging voltage Vcp of the variable capacitor VCAP. In other words, part of the charge stored in the variable capacitor VCAP is distributed to the gate capacitance CissL. Therefore, in the first phase, as shown from time t21 to time t22 in FIG. 13, the lower gate signal GL rises from the low level (≈PGND) and the charging voltage Vcp drops until GL=Vcp. equilibrate.

なお、第1フェイズの平衡状態における充電電圧Vcp(=電圧値Vcp1)は、次の(1)式で表される。 The charging voltage Vcp (=voltage value Vcp1) in the equilibrium state of the first phase is expressed by the following equation (1).

Figure 2022189566000002
Figure 2022189566000002

下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を上回ると、下側トランジスタ11Lがオン状態となるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)となる。図13に即して述べると、時刻t21では、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lが同時オフ状態(=貫通電流防止用のデッドタイム)となってスイッチ電圧Vswがハイレベル(≒Vin)から負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)まで低下した後、同時オフ状態の解消に伴い、スイッチ電圧Vswが負電位からローレベル(≒PGND)に上昇する様子が描写されている。 When the lower gate signal GL exceeds the on-threshold voltage of the lower transistor 11L, the lower transistor 11L is turned on, so that the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). Referring to FIG. 13, at time t21, the upper transistor 11H and the lower transistor 11L are simultaneously turned off (=dead time for preventing through current), and the switch voltage Vsw changes from high level (≈Vin) to negative. After dropping to the potential (=the forward voltage drop of the body diode associated with the lower transistor 11L), the switch voltage Vsw rises from the negative potential to the low level (≈PGND) as the simultaneous off state is resolved. It is

次に、第2フェイズでは、図10の破線矢印で示すように、第1フェイズに引き続いて可変キャパシタVCAPの充電電圧Vcpを用いたゲート容量CissLの充電が継続される。ただし、第2フェイズでは、可変キャパシタVCAPを構成するキャパシタC21及びC22が並列接続状態から直列接続状態に切り替えられる。言い換えると、可変キャパシタVCAPの容量値が第1容量値(=2Cp)から第2容量値(=Cp/2)に切り替えられる。 Next, in the second phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 10, following the first phase, charging of the gate capacitance CissL using the charging voltage Vcp of the variable capacitor VCAP is continued. However, in the second phase, the capacitors C21 and C22 forming the variable capacitor VCAP are switched from the parallel connection state to the series connection state. In other words, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is switched from the first capacitance value (=2Cp) to the second capacitance value (=Cp/2).

従って、第2フェイズでは、図13の時刻t22~t23で示すように、可変キャパシタVCAPの充電電圧Vcpが上昇し、これに追従して下側ゲート信号GLも上昇する。その結果、下側トランジスタ11Lのオン抵抗値がさらに低下し、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持される。 Therefore, in the second phase, as indicated by times t22 to t23 in FIG. 13, the charging voltage Vcp of the variable capacitor VCAP rises, and following this, the lower gate signal GL also rises. As a result, the on-resistance value of the lower transistor 11L further decreases, and the switch voltage Vsw is maintained at a low level (≈PGND).

なお、第2フェイズの平衡状態における充電電圧Vcp(=電圧値Vcp2)は、次の(2)式で表される。 The charging voltage Vcp (=voltage value Vcp2) in the equilibrium state of the second phase is expressed by the following equation (2).

Figure 2022189566000003
Figure 2022189566000003

このように、第2フェイズでは、キャパシタC21及びC22を並列接続状態から直列接続状態に切り替えることにより、下側ゲート信号GLを稼ぐことができる。 Thus, in the second phase, the lower gate signal GL can be increased by switching the capacitors C21 and C22 from the parallel connection state to the series connection state.

一方、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)と同様、下側トランジスタ11Lをオン状態からオフ状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを放電するとき、第3フェイズとなった後、第4フェイズとなる。 On the other hand, when the lower gate driver 12L of the second embodiment switches the lower transistor 11L from the on state to the off state, in other words, the lower transistor 11L When the gate capacitance CissL is discharged, the third phase is followed by the fourth phase.

なお、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第3フェイズとは、図11及び図13(時刻t23~t24)で示したように、スイッチSW1、SW22及びSW23がいずれもオン状態であって、スイッチSW2、SW21及びSW24がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the second embodiment, the third phase means that the switches SW1, SW22 and SW23 are all in the ON state as shown in FIGS. 11 and 13 (time t23 to t24). refers to the operation phase in which the switches SW2, SW21 and SW24 are all in the off state.

特に、可変キャパシタVCAPに着目すると、第3フェイズでは、出力ノードn1と接地端PGNDとの間にキャパシタC21及びC22が並列接続された状態となる。すなわち、キャパシタC21及びC22それぞれの容量値がいずれもCpである場合、可変キャパシタVCAPの容量値は2Cp(=第1容量値に相当)となる。 Focusing particularly on the variable capacitor VCAP, in the third phase, the capacitors C21 and C22 are connected in parallel between the output node n1 and the ground terminal PGND. That is, when the capacitance values of the capacitors C21 and C22 are both Cp, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is 2Cp (=corresponding to the first capacitance value).

また、第2実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第4フェイズとは、図12及び図13(時刻t24以降または時刻t21以前)で示すように、スイッチSW2、SW21、SW22及びSW23がいずれもオン状態であって、スイッチSW1及びSW24がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the second embodiment, the fourth phase means that the switches SW2, SW21, SW22, and SW23 are This refers to an operation phase in which the switches SW1 and SW24 are both in the ON state and in the OFF state.

特に、可変キャパシタVCAPに着目すると、第4フェイズでは、出力ノードn1と接地端PGNDとの間にキャパシタC21及びC22が並列接続された状態となる。すなわち、キャパシタC21及びC22それぞれの容量値がいずれもCpである場合、可変キャパシタVCAPの容量値は2Cp(=第1容量値に相当)となる。 Focusing particularly on the variable capacitor VCAP, in the fourth phase, the capacitors C21 and C22 are connected in parallel between the output node n1 and the ground terminal PGND. That is, when the capacitance values of the capacitors C21 and C22 are both Cp, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is 2Cp (=corresponding to the first capacitance value).

まず、第3フェイズでは、可変キャパシタVCAPを構成するキャパシタC21及びC22が直列接続状態から並列接続状態に切り替えられる。言い換えると、可変キャパシタVCAPの容量値が第2容量値(=Cp/2)から第1容量値(=2Cp)に切り替えられる。その結果、第3フェイズでは、図11の破線矢印で示したように、下側ゲート信号GLを用いて可変キャパシタVCAPの充電(=ゲート容量CissLの放電)が行われる。すなわち、ゲート容量CissLに蓄えられている電荷の一部が可変キャパシタVCAPに分配される。 First, in the third phase, the capacitors C21 and C22 forming the variable capacitor VCAP are switched from the series connection state to the parallel connection state. In other words, the capacitance value of the variable capacitor VCAP is switched from the second capacitance value (=Cp/2) to the first capacitance value (=2Cp). As a result, in the third phase, the lower gate signal GL is used to charge the variable capacitor VCAP (=discharge the gate capacitance CissL), as indicated by the dashed arrow in FIG. That is, part of the charge stored in the gate capacitance CissL is distributed to the variable capacitor VCAP.

従って、第3フェイズでは、図13の時刻t23~t24で示すように、可変キャパシタVCAPの充電電圧Vcpが低下し、これに追従して下側ゲート信号GLも低下する。ただし、第3フェイズでは、下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を下回っておらず、下側トランジスタ11Lが未だオン状態であるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持されている。 Therefore, in the third phase, as indicated by times t23 to t24 in FIG. 13, the charging voltage Vcp of the variable capacitor VCAP drops, and following this, the lower gate signal GL also drops. However, in the third phase, the lower gate signal GL does not fall below the ON threshold voltage of the lower transistor 11L, and the lower transistor 11L is still in the ON state, so the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). maintained.

なお、第3フェイズの平衡状態における充電電圧Vcp(=電圧値Vcp3)は、次の(3)式で表される。 The charging voltage Vcp (=voltage value Vcp3) in the equilibrium state of the third phase is expressed by the following equation (3).

Figure 2022189566000004
Figure 2022189566000004

このように、第3フェイズでは、キャパシタC21及びC22を直列接続状態から並列接続状態に切り替えることにより、ゲート容量CissLに蓄えられた電荷を可変キャパシタVCAPに回収することができる。 Thus, in the third phase, by switching the capacitors C21 and C22 from the series connection state to the parallel connection state, the charge stored in the gate capacitance CissL can be recovered to the variable capacitor VCAP.

次に、第4フェイズでは、図12の破線矢印で示すように、入力電圧Vinを用いた可変キャパシタVCAPの充電が行われるとともに、接地端PGNDに向けてゲート容量CissLの放電が継続される。従って、図12の時刻t24以降で示したように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)まで低下するので、下側トランジスタ11Lがオフ状態となる。 Next, in the fourth phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 12, the variable capacitor VCAP is charged using the input voltage Vin, and the gate capacitance CissL continues to be discharged toward the ground terminal PGND. Therefore, as shown after time t24 in FIG. 12, the lower gate signal GL drops to the low level (≈PGND), so the lower transistor 11L is turned off.

このように、第4フェイズでは、可変キャパシタVCAPに電荷Qoff(=2Cp×Vin)が蓄えられるとともに、第3フェイズの終了時点でゲート容量CissLに残留していた電荷Qdis(=Ciss×Vcp3)が接地端PGNDに向けて破棄される。 Thus, in the fourth phase, the charge Qoff (=2Cp×Vin) is stored in the variable capacitor VCAP, and the charge Qdis (=Ciss×Vcp3) remaining in the gate capacitance CissL at the end of the third phase is It is discarded towards ground PGND.

なお、図12では、時刻t24以降、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lが同時オフ状態に遷移したことに伴い、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)から負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)に低下する様子が描写されている。 In FIG. 12, after time t24, the switch voltage Vsw changes from a low level (≈PGND) to a negative potential (= The forward voltage drop of the body diode that

上記一連のゲート駆動動作が繰り返されることにより、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷を可変キャパシタVCAPに蓄えておき、可変キャパシタVCAPに蓄えられた電荷をゲート容量CissLの次回の充電時に利用することができる。従って、下側トランジスタ11Lのオン/オフに伴うゲート損失(スイッチング損失)を削減することが可能となる。 By repeating the above series of gate driving operations, at least part of the charge is stored in the variable capacitor VCAP when the gate capacitance CissL is discharged, and the charge stored in the variable capacitor VCAP is used when the gate capacitance CissL is charged next time. can do. Therefore, it is possible to reduce the gate loss (switching loss) associated with turning on/off the lower transistor 11L.

<ゲートドライバ(第3実施形態)>
図14は、下側ゲートドライバ12Lの第3実施形態を示す図である。第1実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)及び第2実施形態(図8)と同様、ゲート駆動回路121とキャパシタ回路122を含む。
<Gate Driver (Third Embodiment)>
FIG. 14 is a diagram showing a third embodiment of the lower gate driver 12L. The lower gate driver 12L of the first embodiment includes a gate drive circuit 121 and a capacitor circuit 122, like the first embodiment (FIG. 2) and the second embodiment (FIG. 8).

ゲート駆動回路121は、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充放電するように構成された回路ブロックであり、スイッチSW31、SW32、SW33及びSW34を含む。スイッチSW31は、入力電圧Vinの印加端(=電源端に相当)とキャパシタ回路122の第1端(=ノード電圧Vcp+の印加端)との間に接続されている。スイッチSW32は、キャパシタ回路122の第1端と下側トランジスタ11Lのゲートとの間に接続されている。スイッチSW33は、下側トランジスタ11Lのゲートとキャパシタ回路122の第2端(=ノード電圧Vcp-の印加端)との間に接続されている。スイッチSW34は、キャパシタ回路122の第2端と下側トランジスタ11Lのソースとの間に接続されている。 The gate drive circuit 121 is a circuit block configured to charge and discharge the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L, and includes switches SW31, SW32, SW33 and SW34. The switch SW31 is connected between the application terminal of the input voltage Vin (=corresponding to the power supply terminal) and the first terminal of the capacitor circuit 122 (=the application terminal of the node voltage Vcp+). The switch SW32 is connected between the first end of the capacitor circuit 122 and the gate of the lower transistor 11L. The switch SW33 is connected between the gate of the lower transistor 11L and the second end of the capacitor circuit 122 (=node voltage Vcp− application end). The switch SW34 is connected between the second end of the capacitor circuit 122 and the source of the lower transistor 11L.

キャパシタ回路122は、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成された回路ブロックであり、キャパシタC31を含む。なお、キャパシタC31の第1端は、キャパシタ回路122の第1端(=ノード電圧Vcp+の印加端)に相当する。また、キャパシタC31の第2端は、キャパシタ回路122の第2端(=ノード電圧Vcp-の印加端)に相当する。つまり、キャパシタC31は、キャパシタ回路122そのものとして理解することができる。 Capacitor circuit 122 is a circuit block configured to store at least part of electric charge when discharging gate capacitance CissL and utilize the electric charge at the next charging, and includes capacitor C31. Note that the first terminal of the capacitor C31 corresponds to the first terminal of the capacitor circuit 122 (=application terminal of the node voltage Vcp+). Also, the second terminal of the capacitor C31 corresponds to the second terminal of the capacitor circuit 122 (=application terminal of the node voltage Vcp-). That is, the capacitor C31 can be understood as the capacitor circuit 122 itself.

なお、本図では、下側ゲートドライバ12Lを例に挙げたが、上側ゲートドライバ12Hも基本的に同様の構成としてよい。 In this figure, the lower gate driver 12L is taken as an example, but the upper gate driver 12H may have basically the same configuration.

図15、図16、図17及び図18は、それぞれ、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作の一例を示す図(第1フェイズ、第2フェイズ、第3フェイズ及び第4フェイズそれぞれの動作状態図)である。 15, 16, 17 and 18 respectively show an example of the gate driving operation by the lower gate driver 12L of the third embodiment (first phase, second phase, third phase and fourth phase). Fig. 3 is a diagram of each operating state).

また、図19は、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動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、スイッチSW31~SW34それぞれのオン/オフ状態と、ノード電圧Vcp+(実線)、ノード電圧Vcp-(一点鎖線)、下側ゲート信号GL(小破線)及びスイッチ電圧Vsw(大破線)それぞれの電圧波形が描写されている。なお、説明の便宜上、キャパシタC31には、時刻t31以前のゲート駆動動作により既に電荷が蓄えられているものとする。 FIG. 19 is a timing chart showing an example of the gate driving operation by the lower side gate driver 12L of the third embodiment. ), node voltage Vcp− (chain line), lower gate signal GL (small dashed line), and switch voltage Vsw (large dashed line). For convenience of explanation, it is assumed that charges have already been accumulated in the capacitor C31 by the gate driving operation before time t31.

以下では、図15~図19を参照しながら、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lによるゲート駆動動作について詳述する。 Below, the gate driving operation by the lower gate driver 12L of the third embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 15 to 19. FIG.

第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)及び第2実施形態(図8)と同じく、下側トランジスタ11Lをオフ状態からオン状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを充電するとき、第1フェイズとなった後、第2フェイズとなる。 As in the first embodiment (FIG. 2) and the second embodiment (FIG. 8), the lower gate driver 12L of the third embodiment switches the lower transistor 11L from the off state to the on state. For example, when charging the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L, the first phase is followed by the second phase.

なお、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第1フェイズとは、図15及び図19(時刻t31~t32)で示したように、スイッチSW32及びSW34がいずれもオン状態であって、スイッチSW31及びSW33がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the third embodiment, the first phase means that the switches SW32 and SW34 are both on as shown in FIGS. 15 and 19 (time t31 to t32), This refers to the operation phase in which both the switches SW31 and SW33 are in the off state.

また、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第2フェイズとは、図16及び図19(時刻t32~t33)で示したように、スイッチSW31及びSW32がいずれもオン状態であって、スイッチSW33及びSW34がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the third embodiment, the second phase means that the switches SW31 and SW32 are both on as shown in FIGS. 16 and 19 (time t32 to t33), It refers to the operation phase in which both the switches SW33 and SW34 are in the off state.

まず、第1フェイズでは、図15の破線矢印で示すように、キャパシタC31の充電電圧Vcp(=ノード電圧Vcp+とノード電圧Vcp-との差分電圧)を用いたゲート容量CissLの充電(=キャパシタC31の放電)が行われる。言い換えると、キャパシタC31に蓄えられている電荷の一部がゲート容量CissLに分配される。 First, in the first phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 15, the charging voltage Vcp of the capacitor C31 (=differential voltage between the node voltage Vcp+ and the node voltage Vcp-) is used to charge the gate capacitance CissL (=capacitor C31 discharge) is performed. In other words, part of the charge stored in the capacitor C31 is distributed to the gate capacitance CissL.

従って、第1フェイズでは、図19の時刻t31~t32で示すように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)から上昇するとともにノード電圧Vcp+が低下し、GL=Vcp+となったところで平衡する。また、ノード電圧Vcp-は、時刻t31におけるノード電圧Vcp+の低下に伴い一旦負電位まで低下した後、接地電位に収束していく。このとき、充電電圧Vcp(=ノード電圧Vcp+とノード電圧Vcp-との差分電圧)は、ゲート容量CissLに分配された電荷の分だけ低下する。 Therefore, in the first phase, as indicated by times t31 to t32 in FIG. 19, as the lower gate signal GL rises from the low level (≈PGND), the node voltage Vcp+ drops, and equilibrium occurs when GL=Vcp+. do. In addition, the node voltage Vcp- decreases to the negative potential as the node voltage Vcp+ decreases at time t31, and then converges to the ground potential. At this time, the charging voltage Vcp (=differential voltage between the node voltage Vcp+ and the node voltage Vcp−) is reduced by the charge distributed to the gate capacitance CissL.

下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を上回ると、下側トランジスタ11Lがオン状態となるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)となる。図19に即して述べると、時刻t31では、上側トランジスタ11Hと下側トランジスタ11Lの同時オフ状態(=貫通電流防止用のデッドタイム)が解消されたことに伴い、スイッチ電圧Vswが負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)からローレベル(≒PGND)に上昇する様子が描写されている。 When the lower gate signal GL exceeds the on-threshold voltage of the lower transistor 11L, the lower transistor 11L is turned on, so that the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). Referring to FIG. 19, at time t31, the switch voltage Vsw drops to a negative potential ( = forward voltage drop of the body diode associated with the lower transistor 11L) to a low level (≈PGND).

次に、第2フェイズでは、図16の破線矢印で示すように、入力電圧Vinを用いてゲート容量CissLの充電が継続される。従って、図19の時刻t32~t33で示したように、下側ゲート信号GLがハイレベル(≒Vin)まで上昇する。その結果、下側トランジスタ11Lのオン抵抗値がさらに低下し、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持される。 Next, in the second phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 16, charging of the gate capacitance CissL is continued using the input voltage Vin. Therefore, the lower gate signal GL rises to the high level (≈Vin) as shown from time t32 to t33 in FIG. As a result, the on-resistance value of the lower transistor 11L further decreases, and the switch voltage Vsw is maintained at a low level (≈PGND).

なお、第2フェイズでは、スイッチSW33及びSW34がいずれもオフ状態なので、キャパシタC31が入力電圧Vinを用いて充電されることはない。図19に即して述べると、第1フェイズから第2フェイズへの切替に伴い、ノード電圧Vcp+が入力電圧Vinまで上昇すると、ノード電圧Vcp-もこれと同等の挙動で上昇する。従って、充電電圧Vcp(=ノード電圧Vcp+とノード電圧Vcp-との差分電圧)は、第1フェイズから第2フェイズへの切替時点とほぼ同電位に維持されたままとなる。 In the second phase, the switches SW33 and SW34 are both off, so the capacitor C31 is not charged with the input voltage Vin. Referring to FIG. 19, when the node voltage Vcp+ rises to the input voltage Vin due to the switching from the first phase to the second phase, the node voltage Vcp- also rises with the same behavior. Therefore, the charging voltage Vcp (=differential voltage between the node voltage Vcp+ and the node voltage Vcp−) is maintained at substantially the same potential as at the time of switching from the first phase to the second phase.

一方、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lは、先出の第1実施形態(図2)及び第2実施形態(図8)と同じく、下側トランジスタ11Lをオン状態からオフ状態に切り替えるとき、言い換えれば、下側トランジスタ11Lのゲート容量CissLを放電するとき、第3フェイズとなった後、第4フェイズとなる。 On the other hand, when the lower gate driver 12L of the third embodiment switches the lower transistor 11L from the ON state to the OFF state, as in the first embodiment (FIG. 2) and the second embodiment (FIG. 8), In other words, when the gate capacitance CissL of the lower transistor 11L is discharged, the third phase is followed by the fourth phase.

なお、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第3フェイズとは、図17及び図19(時刻t33~t34)で示したように、スイッチSW32及びSW34がいずれもオン状態であって、スイッチSW31及びSW33がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In the lower gate driver 12L of the third embodiment, the third phase means that the switches SW32 and SW34 are both on as shown in FIGS. 17 and 19 (time t33 to t34), This refers to the operation phase in which both the switches SW31 and SW33 are in the off state.

また、第3実施形態の下側ゲートドライバ12Lにおいて、第4フェイズとは、図18及び図19(時刻t34以降または時刻t31以前)で示すように、スイッチSW33及びSW34がいずれもオン状態であってスイッチSW31及びSW32がいずれもオフ状態である動作フェイズを指す。 In addition, in the lower gate driver 12L of the third embodiment, the fourth phase means that the switches SW33 and SW34 are both on as shown in FIGS. 18 and 19 (after time t34 or before time t31). indicates an operation phase in which both the switches SW31 and SW32 are in the off state.

まず、第3フェイズでは、図17の破線矢印で示すように、下側ゲート信号GLを用いてキャパシタC31の充電(=ゲート容量CissLの放電)が行われる。すなわち、ゲート容量CissLに蓄えられている電荷の一部がキャパシタC31に分配される。 First, in the third phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 17, the lower gate signal GL is used to charge the capacitor C31 (=discharge the gate capacitance CissL). That is, part of the charge stored in the gate capacitance CissL is distributed to the capacitor C31.

従って、第3フェイズでは、図19の時刻t33~t34で示すように、下側ゲート信号GL及びノード電圧Vcp+がハイレベル(≒Vin)から低下するとともに、ノード電圧Vcp-が接地電位まで低下する。このとき、充電電圧Vcp(=ノード電圧Vcp+とノード電圧Vcp-との差分電圧)は、ゲート容量CissLから分配された電荷の分だけ上昇する。ただし、第3フェイズでは、下側ゲート信号GLが下側トランジスタ11Lのオン閾値電圧を下回っておらず、下側トランジスタ11Lが未だオン状態であるので、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)に維持されている。 Therefore, in the third phase, the lower gate signal GL and the node voltage Vcp+ drop from the high level (≈Vin), and the node voltage Vcp- drops to the ground potential, as shown at times t33 to t34 in FIG. . At this time, the charging voltage Vcp (=differential voltage between the node voltage Vcp+ and the node voltage Vcp−) increases by the charge distributed from the gate capacitance CissL. However, in the third phase, the lower gate signal GL does not fall below the ON threshold voltage of the lower transistor 11L, and the lower transistor 11L is still in the ON state, so the switch voltage Vsw becomes low level (≈PGND). maintained.

次に、第4フェイズでは、図18の破線矢印で示すように、接地端PGNDに向けてゲート容量CissLの放電が継続される。従って、図19の時刻t34以降で示したように、下側ゲート信号GLがローレベル(≒PGND)まで低下するので、下側トランジスタ11Lがオフ状態となる。 Next, in the fourth phase, as indicated by the dashed arrow in FIG. 18, the discharge of the gate capacitance CissL continues toward the ground terminal PGND. Therefore, as shown after time t34 in FIG. 19, the lower gate signal GL drops to the low level (≈PGND), so the lower transistor 11L is turned off.

なお、図19では、時刻t34以降、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lが同時オフ状態に遷移したことに伴い、スイッチ電圧Vswがローレベル(≒PGND)から負電位(=下側トランジスタ11Lに付随するボディダイオードの順方向降下電圧)に一旦低下し、その後、上側トランジスタ11Hがオン状態となることにより、スイッチ電圧Vswがハイレベル(≒Vin)に立ち上がる様子が描写されている。 In FIG. 19, after time t34, the switch voltage Vsw changes from a low level (≈PGND) to a negative potential (= ), and then the switch voltage Vsw rises to a high level (≈Vin) by turning on the upper transistor 11H.

また、第4フェイズでは、スイッチSW31及びSW32がいずれもオフ状態なので、キャパシタC31に蓄えられた電荷が接地端PGNDに向けて放電されることはない。図19に即して述べると、第3フェイズから第4フェイズへの切替に伴い、ノード電圧Vcp-が接地電位まで低下すると、ノード電圧Vcp+もこれと同等の挙動で低下する。従って、充電電圧Vcp(=ノード電圧Vcp+とノード電圧Vcp-との差分電圧)は、第3フェイズから第4フェイズへの切替時点とほぼ同電位に維持されたままとなる。 Also, in the fourth phase, the switches SW31 and SW32 are both off, so the charge accumulated in the capacitor C31 is not discharged toward the ground terminal PGND. Referring to FIG. 19, when the node voltage Vcp- drops to the ground potential with the switching from the third phase to the fourth phase, the node voltage Vcp+ also drops with the same behavior. Therefore, the charging voltage Vcp (=the differential voltage between the node voltage Vcp+ and the node voltage Vcp−) remains substantially the same as when the third phase is switched to the fourth phase.

上記一連のゲート駆動動作が繰り返されることにより、ゲート容量CissLの放電時に少なくとも一部の電荷をキャパシタC31に蓄えておき、キャパシタC31に蓄えられた電荷をゲート容量CissLの次回の充電時に利用することができる。従って、下側トランジスタ11Lのオン/オフに伴うゲート損失(スイッチング損失)を削減することが可能となる。 By repeating the above series of gate driving operations, at least part of the charge is stored in the capacitor C31 when the gate capacitance CissL is discharged, and the charge stored in the capacitor C31 is used when the gate capacitance CissL is charged next time. can be done. Therefore, it is possible to reduce the gate loss (switching loss) associated with turning on/off the lower transistor 11L.

<スイッチング電源>
図20は、スイッチング電源の一構成例を示す図である。本構成例のスイッチング電源1は、先出の半導体装置10と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(インダクタL、キャパシタC、及び、抵抗R1並びにR2)と、を有する。
<Switching power supply>
FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of a switching power supply. The switching power supply 1 of this configuration example has the aforementioned semiconductor device 10 and various discrete components (inductor L, capacitor C, and resistors R1 and R2) externally attached thereto.

半導体装置10は、いわゆる電源コントローラICとして用いられており、先出のハーフブリッジ出力回路11、ゲートドライバ12、ブートストラップ回路13に加えて、コントローラ14と帰還端子FBを有する。 The semiconductor device 10 is used as a so-called power supply controller IC, and has a controller 14 and a feedback terminal FB in addition to the aforementioned half-bridge output circuit 11, gate driver 12, and bootstrap circuit 13. FIG.

半導体装置10の外部において、半導体装置10の電源端子PVINは、入力電圧Vinの印加端に接続されている。半導体装置10のスイッチ端子SWは、インダクタLの第1端に接続されている。インダクタLの第2端とキャパシタCの第1端は、いずれも出力電圧Voutの印加端に接続されている。キャパシタCの第2端は、接地端に接続されている。出力電圧Voutの印加端と接地端との間には、抵抗R1及びR2が直列接続されている。抵抗R1及びR2相互間の接続ノード(=帰還電圧Vfbの印加端)は、半導体装置10の帰還端子FBに接続されている。 Outside the semiconductor device 10, the power supply terminal PVIN of the semiconductor device 10 is connected to the application end of the input voltage Vin. A switch terminal SW of the semiconductor device 10 is connected to a first end of the inductor L. As shown in FIG. A second end of the inductor L and a first end of the capacitor C are both connected to the application end of the output voltage Vout. A second end of the capacitor C is connected to ground. Resistors R1 and R2 are connected in series between the terminal to which the output voltage Vout is applied and the ground terminal. A connection node between the resistors R1 and R2 (=applying terminal of the feedback voltage Vfb) is connected to the feedback terminal FB of the semiconductor device 10 .

上記のインダクタL及びキャパシタCは、半導体装置10に内蔵されたハーフブリッジ出力回路11とともに、降圧型のスイッチ出力段SWOを形成している。スイッチ出力段SWOは、半導体装置10のスイッチ端子SWから出力される矩形波状のスイッチ電圧Vswを整流及び平滑して出力電圧Voutを生成する。 The inductor L and capacitor C described above together with the half-bridge output circuit 11 built in the semiconductor device 10 form a step-down switch output stage SWO. The switch output stage SWO rectifies and smoothes the square-wave switch voltage Vsw output from the switch terminal SW of the semiconductor device 10 to generate an output voltage Vout.

ハーフブリッジ出力回路11では、上側トランジスタ11Hが出力素子に相当し、下側トランジスタ11Lが同期整流素子に相当する。なお、同期整流方式に代えてダイオード整流方式を採用する場合には、下側トランジスタ11Lをダイオードに置換すればよい。また、ハーフブリッジ出力回路11は、半導体装置10に外付けすることもできる。 In the half bridge output circuit 11, the upper transistor 11H corresponds to an output element, and the lower transistor 11L corresponds to a synchronous rectification element. If a diode rectification method is used instead of the synchronous rectification method, the lower transistor 11L may be replaced with a diode. Also, the half-bridge output circuit 11 can be externally attached to the semiconductor device 10 .

コントローラ14は、帰還端子FBに入力される帰還電圧Vfb(={R2/(R1+R2)}×Vout)が目標値と一致するように、上側制御信号SH及び下側制御信号SLを生成し、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lを相補的にオン/オフする。ここでの「相補的」という文言は、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lそれぞれのオン/オフ状態が完全に逆転している場合だけでなく、貫通電流を防止するための同時オフ期間(いわゆるデッドタイム)が設けられている場合も含むものとして広義に理解されるべきである。 The controller 14 generates the upper control signal SH and the lower control signal SL such that the feedback voltage Vfb (={R2/(R1+R2)}×Vout) input to the feedback terminal FB matches the target value. Complementarily turns on/off the transistor 11H and the lower transistor 11L. The term “complementary” here refers not only to the case where the on/off states of the upper transistor 11H and the lower transistor 11L are completely reversed, but also to the simultaneous off period (so-called dead period) to prevent through current. It should be understood in a broad sense as including the case where time) is provided.

なお、スイッチング電源1の駆動周波数が高いほど、上側トランジスタ11H及び下側トランジスタ11Lそれぞれのオン/オフに伴うゲート損失が大きくなる。これを鑑みると、ゲートドライバ12の回路構成として先に説明した第1~第3実施形態(図2、図8または図14)のいずれかを適用し、ゲート損失の削減を図ることが望ましいと言える。 It should be noted that the higher the drive frequency of the switching power supply 1, the greater the gate loss associated with turning on/off the upper transistor 11H and the lower transistor 11L. In view of this, it is desirable to apply any one of the first to third embodiments (FIGS. 2, 8, or 14) described above as the circuit configuration of the gate driver 12 to reduce the gate loss. I can say

<総括>
以下では、上記で説明した種々の実施形態について総括的に述べる。
<Summary>
The following provides a general description of the various embodiments described above.

例えば、本明細書中に開示されているゲートドライバは、トランジスタのゲート容量を充放電するように構成されたゲート駆動回路と、前記ゲート容量の放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成されたキャパシタ回路と、を有する構成(第1の構成)とされている。 For example, the gate driver disclosed in this specification includes a gate driving circuit configured to charge and discharge a gate capacitance of a transistor, and storing at least a portion of the charge when the gate capacitance is discharged. and a capacitor circuit configured to use at the time of next charging (first configuration).

なお、上記第1の構成によるゲートドライバにおいて、前記キャパシタ回路は、キャパシタ及びスイッチを含み、前記キャパシタ及び前記スイッチは、前記トランジスタのゲートと主電極との間に直列接続されるように構成されている構成(第2の構成)にしてもよい。 In addition, in the gate driver having the first configuration, the capacitor circuit includes a capacitor and a switch, and the capacitor and the switch are configured to be connected in series between the gate and the main electrode of the transistor. A configuration (second configuration) may be used.

また、上記第2の構成によるゲートドライバにおいて、前記ゲート駆動回路は、電源端と前記トランジスタの前記ゲートとの間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記主電極との間に接続されるように構成された第2スイッチを含む構成(第3の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the second configuration, the gate drive circuit includes a first switch connected between a power supply terminal and the gate of the transistor, the gate of the transistor and the gate of the transistor. A configuration (third configuration) including a second switch configured to be connected to the main electrode may be employed.

また、上記第3の構成によるゲートドライバにおいて、前記キャパシタの第1端は、前記スイッチの第1端に接続されており、前記キャパシタの第2端は、前記トランジスタの前記主電極に接続されており、前記スイッチの第2端は、前記トランジスタのゲートに接続されており、前記第1スイッチの第1端は、前記電源端に接続されており、前記第1スイッチの第2端と前記第2スイッチの第1端は、いずれも前記トランジスタのゲートに接続されており、前記第2スイッチの第2端は、前記トランジスタの前記ゲートに接続されている構成(第4の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the third configuration, the first end of the capacitor is connected to the first end of the switch, and the second end of the capacitor is connected to the main electrode of the transistor. a second end of the switch is connected to the gate of the transistor; a first end of the first switch is connected to the power supply terminal; The first terminals of the two switches are both connected to the gate of the transistor, and the second terminal of the second switch is connected to the gate of the transistor (fourth configuration). good.

また、上記第3または第4の構成によるゲートドライバは、前記ゲート容量の充電時には、前記スイッチがオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチがオン状態であって前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第2フェイズとなり、前記ゲート容量の放電時には、前記スイッチがオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第3フェイズとなった後、前記第2スイッチがオン状態であって前記スイッチ及び前記第1スイッチがいずれもオフ状態である第4フェイズとなる構成(第5の構成)にしてもよい。 In addition, the gate driver according to the third or fourth configuration has a first phase in which the switch is in an ON state and both the first switch and the second switch are in an OFF state when the gate capacitance is charged. After that, a second phase occurs in which the first switch is on and both the switch and the second switch are off. When the gate capacitance is discharged, the switch is on and the second phase is on. After a third phase in which both the first switch and the second switch are in an off state, a fourth phase in which the second switch is in an on state and both the switch and the first switch are in an off state; A configuration (fifth configuration) may be used.

また、上記第1の構成によるゲートドライバにおいて、前記キャパシタ回路は、電源端と出力ノードとの間に接続されるように構成されたスイッチと、前記出力ノードと前記トランジスタの主電極との間に接続されており容量値が切り替えられるように構成された可変キャパシタを含み、前記可変キャパシタの充電電圧を前記出力ノードから前記ゲート駆動回路に出力する構成(第6の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the first configuration, the capacitor circuit includes a switch configured to be connected between a power supply end and an output node, and a switch connected between the output node and the main electrode of the transistor. A configuration (sixth configuration) may be employed in which a connected variable capacitor configured to switch a capacitance value is included, and the charged voltage of the variable capacitor is output from the output node to the gate drive circuit.

また、上記第6の構成によるゲートドライバにおいて、前記ゲート駆動回路は、前記出力ノードと前記トランジスタのゲートとの間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記主電極との間に接続されるように構成された第2スイッチを含む構成(第7の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the sixth configuration, the gate drive circuit includes a first switch connected between the output node and the gate of the transistor, the gate of the transistor and the gate of the transistor. A configuration (seventh configuration) including a second switch configured to be connected to the main electrode may be employed.

また、上記第7の構成によるゲートドライバは、前記ゲート容量の充電時には、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが第1容量値である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値よりも小さい第2容量値である第2フェイズとなり、前記ゲート容量の放電時には、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値である第3フェイズとなった後、前記第1スイッチがオフ状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオン状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値である第4フェイズとなる構成(第8の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the seventh configuration, when the gate capacitance is charged, the first switch is on, both the switch and the second switch are off, and the variable capacitor is the first capacitance. After entering the first phase, the first switch is in the ON state, the switch and the second switch are both in the OFF state, and the variable capacitor is a second capacitor smaller than the first capacitance value. When the gate capacitance is discharged, the first switch is on, both the switch and the second switch are off, and the variable capacitor has the first capacitance value. After the third phase, a fourth phase in which the first switch is in the off state, the switch and the second switch are both in the on state, and the variable capacitor has the first capacitance value ( 8th configuration).

また、上記第1の構成によるゲートドライバにおいて、前記ゲート駆動回路は、電源端と前記キャパシタ回路の第1端との間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記キャパシタ回路の前記第1端と前記トランジスタのゲートとの間に接続されるように構成された第2スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記キャパシタ回路の第2端との間に接続されるように構成された第3スイッチと、前記キャパシタ回路の前記第2端と前記トランジスタの主電極との間に接続されるように構成された第4スイッチを含む構成(第9の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the first configuration, the gate drive circuit includes a first switch configured to be connected between a power supply terminal and a first terminal of the capacitor circuit, and the switch of the capacitor circuit. a second switch configured to be connected between a first end and a gate of said transistor; and a second switch configured to be connected between said gate of said transistor and a second end of said capacitor circuit. A configuration (ninth configuration) may include a third switch and a fourth switch configured to be connected between the second end of the capacitor circuit and the main electrode of the transistor.

また、上記第9の構成によるゲートドライバは、前記ゲート容量の充電時には、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第3スイッチがいずれもオフ状態である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオン状態であって前記第3スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオフ状態である第2フェイズとなり、前記ゲート容量の放電時には、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第3スイッチがいずれもオフ状態である第3フェイズとなった後、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第4フェイズとなる構成(第10の構成)にしてもよい。 In the gate driver according to the ninth configuration, both the second switch and the fourth switch are in an ON state and both the first switch and the third switch are in an OFF state when the gate capacitance is charged. After the first phase, the gate When the capacitor is discharged, after a third phase in which both the second switch and the fourth switch are in an ON state and both the first switch and the third switch are in an OFF state, the third switch and the fourth switch are both on, and both the first switch and the second switch are off, in a fourth phase (tenth configuration).

また、本明細書中に開示されている半導体装置は、上記第1~第10いずれかの構成によるゲートドライバと、前記ゲートドライバによりオン/オフされるように構成された前記トランジスタと、を有する構成(第11の構成)とされている。 Further, the semiconductor device disclosed in this specification includes a gate driver having any one of the first to tenth configurations, and the transistor configured to be turned on/off by the gate driver. configuration (eleventh configuration).

また、本明細書中に開示されているスイッチング電源は、上記第11の構成による半導体装置と、前記トランジスタのスイッチング駆動により入力電圧から出力電圧を生成するように構成されたスイッチ出力段と、を有する構成(第12の構成)とされている。 Further, a switching power supply disclosed in this specification includes: a semiconductor device having the eleventh configuration; and a switch output stage configured to generate an output voltage from an input voltage by switching driving of the transistor. (12th configuration).

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other Modifications>
In addition to the above embodiments, the various technical features disclosed in this specification can be modified in various ways without departing from the gist of the technical creation. That is, the above-described embodiments should be considered as examples and not restrictive in all respects, and the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is to be understood that a range and equivalents are meant to include all changes that fall within the range.

1 スイッチング電源
10 半導体装置
11 ハーフブリッジ出力回路
11H 上側トランジスタ(NMOSFET)
11L 下側トランジスタ(NMOSFET)
12 ゲートドライバ
121 ゲート駆動回路
122 キャパシタ回路
12H 上側ゲートドライバ
12H1 PMOSFET
12H2 NMOSFET
12H3 ドライバ
12L 下側ゲートドライバ
12L1 PMOSFET
12L2 NMOSFET
12L3 ドライバ
13 ブートストラップ回路
131 キャパシタ
132 スイッチ
14 コントローラ
C キャパシタ
C11、C21、C22、C31 キャパシタ
CissH、CissL ゲート容量
DRV ドライバ
FB 帰還端子
L インダクタ
n1 出力ノード
PVIN 電源端子
R1、R2 抵抗
SW スイッチ端子
SW1、SW2 スイッチ
SW11 スイッチ
SW21~SW24 スイッチ
SW31~SW34 スイッチ
SWO スイッチ出力段
VCAP 可変キャパシタ
1 switching power supply 10 semiconductor device 11 half bridge output circuit 11H upper transistor (NMOSFET)
11L Lower side transistor (NMOSFET)
12 gate driver 121 gate drive circuit 122 capacitor circuit 12H upper gate driver 12H1 PMOSFET
12H2 NMOSFET
12H3 Driver 12L Lower Gate Driver 12L1 PMOSFET
12L2 NMOSFET
12L3 Driver 13 Bootstrap Circuit 131 Capacitor 132 Switch 14 Controller C Capacitor C11, C21, C22, C31 Capacitor CissH, CissL Gate Capacitance DRV Driver FB Feedback Terminal L Inductor n1 Output Node PVIN Power Terminal R1, R2 Resistor SW Switch Terminal SW1, SW2 Switch SW11 Switch SW21 to SW24 Switch SW31 to SW34 Switch SWO Switch output stage VCAP Variable capacitor

Claims (12)

トランジスタのゲート容量を充放電するように構成されたゲート駆動回路と、
前記ゲート容量の放電時に少なくとも一部の電荷を蓄えておきその電荷を次回の充電時に利用するように構成されたキャパシタ回路と、
を有する、ゲートドライバ。
a gate drive circuit configured to charge and discharge the gate capacitance of the transistor;
a capacitor circuit configured to store at least part of electric charge when the gate capacitance is discharged and to utilize the electric charge at the next charging;
a gate driver.
前記キャパシタ回路は、キャパシタ及びスイッチを含み、
前記キャパシタ及び前記スイッチは、前記トランジスタのゲートと主電極との間に直列接続されるように構成されている、請求項1に記載のゲートドライバ。
the capacitor circuit includes a capacitor and a switch;
2. The gate driver of claim 1, wherein the capacitor and the switch are configured to be connected in series between the gate and main electrode of the transistor.
前記ゲート駆動回路は、電源端と前記トランジスタの前記ゲートとの間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記主電極との間に接続されるように構成された第2スイッチを含む、請求項2に記載のゲートドライバ。 The gate drive circuit is configured to be connected between a first switch configured to be connected between a power supply terminal and the gate of the transistor, and the gate of the transistor and the main electrode. 3. The gate driver of claim 2, comprising a second switch that is switched. 前記キャパシタの第1端は、前記スイッチの第1端に接続されており、
前記キャパシタの第2端は、前記トランジスタの前記主電極に接続されており、
前記スイッチの第2端は、前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記第1スイッチの第1端は、前記電源端に接続されており、
前記第1スイッチの第2端と前記第2スイッチの第1端は、いずれも前記トランジスタのゲートに接続されており、
前記第2スイッチの第2端は、前記トランジスタの前記ゲートに接続されている、
請求項3に記載のゲートドライバ。
a first end of the capacitor is connected to a first end of the switch;
a second end of the capacitor is connected to the main electrode of the transistor;
a second end of the switch is connected to a gate of the transistor;
a first end of the first switch is connected to the power supply end;
both the second end of the first switch and the first end of the second switch are connected to the gate of the transistor;
a second end of the second switch is connected to the gate of the transistor;
4. The gate driver according to claim 3.
前記ゲート容量の充電時には、前記スイッチがオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチがオン状態であって前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第2フェイズとなり、
前記ゲート容量の放電時には、前記スイッチがオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第3フェイズとなった後、前記第2スイッチがオン状態であって前記スイッチ及び前記第1スイッチがいずれもオフ状態である第4フェイズとなる、請求項3または4に記載のゲートドライバ。
When the gate capacitance is charged, after a first phase in which the switch is in the ON state and both the first switch and the second switch are in the OFF state, the first switch is in the ON state and the a second phase in which both the switch and the second switch are in an off state;
When the gate capacitance is discharged, after a third phase in which the switch is in the ON state and both the first switch and the second switch are in the OFF state, the second switch is in the ON state and the 5. The gate driver according to claim 3 or 4, wherein the switch and the first switch are both turned off in a fourth phase.
前記キャパシタ回路は、電源端と出力ノードとの間に接続されるように構成されたスイッチと、前記出力ノードと前記トランジスタの主電極との間に接続されており容量値が切り替えられるように構成された可変キャパシタを含み、前記可変キャパシタの充電電圧を前記出力ノードから前記ゲート駆動回路に出力する、請求項1に記載のゲートドライバ。 The capacitor circuit includes a switch configured to be connected between a power supply terminal and an output node, and a switch configured to be connected between the output node and a main electrode of the transistor so that a capacitance value can be switched. 2 . The gate driver according to claim 1 , comprising a variable capacitor connected to said gate driver, and outputting the charged voltage of said variable capacitor from said output node to said gate drive circuit. 前記ゲート駆動回路は、前記出力ノードと前記トランジスタのゲートとの間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記主電極との間に接続されるように構成された第2スイッチを含む、請求項6に記載のゲートドライバ。 The gate drive circuit is configured to be connected between a first switch configured to be connected between the output node and a gate of the transistor and between the gate and the main electrode of the transistor. 7. The gate driver of claim 6, comprising a second switch that is switched. 前記ゲート容量の充電時には、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが第1容量値である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値よりも小さい第2容量値である第2フェイズとなり、
前記ゲート容量の放電時には、前記第1スイッチがオン状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値である第3フェイズとなった後、前記第1スイッチがオフ状態であり前記スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオン状態であって前記可変キャパシタが前記第1容量値である第4フェイズとなる、請求項7に記載のゲートドライバ。
During charging of the gate capacitance, after a first phase in which the first switch is in an ON state, both the switch and the second switch are in an OFF state, and the variable capacitor has a first capacitance value, the a second phase in which the first switch is in an ON state, both the switch and the second switch are in an OFF state, and the variable capacitor has a second capacitance value smaller than the first capacitance value;
When the gate capacitance is discharged, after a third phase in which the first switch is on, both the switch and the second switch are off, and the variable capacitor has the first capacitance value, 8. The gate driver according to claim 7, wherein a fourth phase is entered in which the first switch is off, both the switch and the second switch are on, and the variable capacitor has the first capacitance value.
前記ゲート駆動回路は、電源端と前記キャパシタ回路の第1端との間に接続されるように構成された第1スイッチと、前記キャパシタ回路の前記第1端と前記トランジスタのゲートとの間に接続されるように構成された第2スイッチと、前記トランジスタの前記ゲートと前記キャパシタ回路の第2端との間に接続されるように構成された第3スイッチと、前記キャパシタ回路の前記第2端と前記トランジスタの主電極との間に接続されるように構成された第4スイッチを含む、請求項1に記載のゲートドライバ。 The gate drive circuit includes a first switch configured to be connected between a power supply terminal and a first end of the capacitor circuit, and between the first end of the capacitor circuit and the gate of the transistor. a second switch configured to be connected; a third switch configured to be connected between the gate of the transistor and a second end of the capacitor circuit; and the second switch of the capacitor circuit. 2. The gate driver of claim 1, comprising a fourth switch configured to be connected between an end and a main electrode of said transistor. 前記ゲート容量の充電時には、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第3スイッチがいずれもオフ状態である第1フェイズとなった後、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオン状態であって前記第3スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオフ状態である第2フェイズとなり、
前記ゲート容量の放電時には、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第3スイッチがいずれもオフ状態である第3フェイズとなった後、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチがいずれもオン状態であって前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがいずれもオフ状態である第4フェイズとなる、請求項9に記載のゲートドライバ。
During charging of the gate capacitance, after a first phase in which both the second switch and the fourth switch are in an ON state and both the first switch and the third switch are in an OFF state, the a second phase in which both the first switch and the second switch are in an ON state and the third switch and the fourth switch are both in an OFF state;
When the gate capacitance is discharged, after a third phase in which both the second switch and the fourth switch are in an ON state and both the first switch and the third switch are in an OFF state, the 10. The gate driver according to claim 9, wherein a fourth phase is entered in which both the third switch and the fourth switch are in an ON state and both the first switch and the second switch are in an OFF state.
請求項1~10のいずれか一項に記載のゲートドライバと、
前記ゲートドライバによりオン/オフされるように構成された前記トランジスタと、
を有する、半導体装置。
a gate driver according to any one of claims 1 to 10;
the transistor configured to be turned on/off by the gate driver;
A semiconductor device having
請求項11に記載の半導体装置と、
前記トランジスタのスイッチング駆動により入力電圧から出力電圧を生成するように構成されたスイッチ出力段と、
を有する、スイッチング電源。
a semiconductor device according to claim 11;
a switched output stage configured to generate an output voltage from an input voltage by switching driving the transistor;
A switching power supply having
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