JP2719677B2 - 誘導負荷駆動のための能動過電圧コントロール回路 - Google Patents

誘導負荷駆動のための能動過電圧コントロール回路

Info

Publication number
JP2719677B2
JP2719677B2 JP63253611A JP25361188A JP2719677B2 JP 2719677 B2 JP2719677 B2 JP 2719677B2 JP 63253611 A JP63253611 A JP 63253611A JP 25361188 A JP25361188 A JP 25361188A JP 2719677 B2 JP2719677 B2 JP 2719677B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
power transistor
voltage
inductive load
comparator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63253611A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01128107A (ja
Inventor
ガリボルディ ロベルト
ゴラ アルベルト
Original Assignee
エッセヂエッセ―トムソン マイクロエレクトロニクス エッセ・エッレ・エッレ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エッセヂエッセ―トムソン マイクロエレクトロニクス エッセ・エッレ・エッレ filed Critical エッセヂエッセ―トムソン マイクロエレクトロニクス エッセ・エッレ・エッレ
Publication of JPH01128107A publication Critical patent/JPH01128107A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2719677B2 publication Critical patent/JP2719677B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/045Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
    • H02H9/047Free-wheeling circuits

Landscapes

  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、誘導負荷を駆動するための半導体パワーデ
バイスを使用する前記負荷を駆動する電子回路に関し、
より詳細にはモノリチックに集積されたこの種の回路に
関する。
(従来技術とその問題点) 非常に能動な負荷の駆動がトランジトリ(transitor
y)の問題を有するという事実は周知である。電流が接
地された誘導負荷上で突然遮断されたときは、充電相の
間(前記誘導負荷を通る電流の流れの初期)にインダク
タンスにより貯蔵されたエネルギの放電に起因して、負
の過電圧が前記負荷を横切るように生ずる。その強度を
チェックしないとこれらの負の電圧ピークは接合のブレ
ークダウンを生じさせ、そして集積回路の場合にはパラ
シチックなトランジスタのトリガリングを関連する「ラ
ッチアップ」の問題を生じさせることがある。その改善
策は、あるVBEより小さいか等しい負の電圧においてイ
ンダクタンス中に貯蔵されるエネルギを放電する手段を
与えることである。
従来技術では実質的に次の2種類のタイプの解決法を
用意している。
第1は、貯蔵されたエネルギの放電電流の再循環経路
を与えるため誘導負荷を通る再循環ダイオードを接続す
る。
第2の解決法は、コントロールツェナーダイオードを
パワートランジスタのベースとコレクタ間に接続するこ
とにより、駆動パワートランジスタ自身を通して前記誘
導負荷中に貯蔵されているエネルギの放電電流の再循環
を図る。
これらの既知の解決法の第1は、少なくとも付加的な
パワーデバイスつまり放電電流ピークの通過を維持でき
る再循環ダイオードを必要とするという欠点がある。
これらの既知の解決法の第2は、放電電流の再循環の
ために同じ駆動トランジスタを都合良く利用することが
できるが、コントロールツェナーダイオードが、インダ
クタンスの充電の間のインターフェアレンスを防止する
ために回路のサプライ電圧のファンクションとして「特
別」に設計される必要があるという欠点がある。
最近では、誘導負荷を横切る負の過電圧が定電圧発生
器により予備設定されたある一定の値を越えて上昇する
ときに、前記誘導負荷を駆動するパワートランジスタを
再度スイッチングオンするための能動回路も提案されて
いる。このようなシステムも、コントロール能動回路の
トリガリングしきい値の、該回路の温度及び/又はサプ
ライレ電圧のようなパラメータに対する依存性といった
問題点を有している。
(発明の目的) 従って本発明の主目的は、コントロール回路のトリガ
リング特性の実質的に温度及びサプライ電圧の変化に依
存しない、誘導負荷に実質的に直列に接続されたパワー
トランジスタを横切るトランジトリの過電圧を限定する
ための回路を提供することである。
この目的及びこれに付随する利点は、特許請求の範囲
で定義されたような本発明の目的である誘導負荷を駆動
する際の過電圧をコントロールするための能動回路によ
り達成される。
(図面の簡単な説明) 本発明及びその利点は、例えばバイポーラトランジス
タで形成された誘導負荷のための駆動回路に適用された
本発明の制限回路の回路ダイアグラムが示された添付図
面を参照することにより、より容易に説明することがで
きる。
(好適な態様の説明) スイッチ型パワーコンバータの誘導負荷(又は回路)
Lのスイッチングは、該回路のサプライレイルVccとグ
ラウンドレイル間の前記誘導負荷Lに実質的に直列に接
続されたパワートランジスタQpを本質的に必要とする。
該パワートランジスタのベースは、トランジスタQdと、
該トランジスタのコレクタとサプライレイル間に接続さ
れた抵抗R8と、前記トランジスタQdのエミッタと大地
間に接続された抵抗R7とにより形成された駆動段の出
力ターミナルに接続されている。スイッチングシグナル
は、前記駆動トランジスタQdのベースに加えられる。
本発明の前記パワートランジスタQpを横切るトランジ
トリの過電圧を制限するための回路は、実質的にトラン
ジスタQ3及びQ4、抵抗R9及び補償コンデンサCcによ
り形成される電圧コンパレータを含んで成っている。こ
のようなコンパレータ回路はその動作とともに当業者に
周知であり、該回路は実施例にそれぞれA及びBである
2個の入力ターミナルと1個の出力ターミナルを有して
いる。
該コンパレータのターミナルBを、前記パワートラン
ジスタQpのコレクタとエミッタ間に直列に接続された2
個の抵抗R2及びR1により形成された電圧デバイダの中
間ノードに接続することにより、前記コンパレータの入
力Bに、前記パワートランジスタQpを横切って(コレク
タとエミッタの間)存在する電圧V2に比例する電圧V1
を加える。
前記コンパレータの他の入力Aには、前記回路のサプ
ライ電圧Vccの予備設定フラクションに意図的に対応さ
せた参照電圧VREFを加える。
この参照電圧VREFは、前記回路のサプライレイルVcc
とグラウンドレイル間に直列に接続された2個の抵抗R
4及びR3により形成される第2の電圧デバイダの中間タ
ーミナルで得られる。
2個のバッファリングユニティゲイン増幅段が、それ
を通して前記参照電圧が検知される前記電圧デバイダの
中間ノードを好適にデカップルする。こようなバッファ
素子は、2個のトランジスタQ1とQ2及び対応する負荷
抵抗R6及びR5により形成されている。
前記コンパレータ回路は次のように動作する。前記タ
ーミナルBの電圧V1が前記ターミナルAの参照電圧V
REFより大きくなると、前記コンパレータが状態を変化
させ(つまり通常オフであるトランジスタQ3が通電す
る)、前記コンパレータの出力ターミナルで利用できる
ようになるシグナルが、再度前記パワートランジスタQp
をスイッチングオンにしかつ大地方向への放電電流を許
容するインダクタンスL中に貯蔵されたエネルギの散逸
を許容するために利用されることができる。
図示の回路中で、前記コンパレータの出力ターミナル
は、前記パワートランジスタQpの駆動段中で使用される
1対のNPNバイポーラトランジスタの一方のトランジス
タQ′dのベースに接続されている。当然に、前記コン
パレータの出力ターミナルとパワートランジスタの駆動
段間の他の任意の等価の接続を使用することができる。
前記2個の電圧デバイダ(R2とR1、及びR4とR3
の比を好適に予備設定することにより、前記パワートラ
ンジスタQpを横切るトランジトリの過電圧の最大値が設
定され、それに達したとき(前記負荷の駆動するパワー
トランジスタQpのスイッチングオフの後)、前記コンパ
レータの出力ターミナルで得られるようになるシグナル
が、スイッチングシグナルを置換し、かつ前記インダク
タンスL中に貯蔵されたエネルギを大地へ放出するため
に十分な時間だけ前記パワートランジスタQpを通電状態
に戻し、従って過電圧の原因を除去する。コレクタ電圧
Vc従ってV1が参照電圧VREF未満になるにつれて、前記
コンパレータは再度状態を変え、前記トランジスタQ3
は再度スイッチングオフを行い、前記コンパレータの出
力でのシグナルの変化は、駆動回路からのシグナルが存
在しないその好適なレスト条件に戻す前記パワートラン
ジスタQpのスイッチングオフを生じさせる。
図示の回路の動作は次のようであると分析することが
できる。
前記パワートランジスタQpが飽和状態にあるときは、
前記コンパレータの入力ターミナルBの電圧V1はその
入力ターミナルAの電圧VREFより小さく、該コンパレ
ータ回路はバランスせず、該コンパレータの出力は電流
を流さない。
前記パワートランジスタQpがスイッチングシグナルに
よりスイッチングオフにされたときは、コレクタ電圧Vc
が上昇するが、次の式で与えられる値で上昇が停止す
る。
実際にこれらの条件下では、V1はVREFに等しく、前
記コンパレータは、インダクタンスLに貯蔵されたエネ
ルギが散逸するまで、前記駆動トランジスタQ′dをス
イッチングオフし従って前記パワートランジスタQpもス
イッチングオフする電流を、その出力ターミナルCを通
して流す。
前記トランジスタQ1及びQ2がデカップリングバッフ
ァを表すことを考慮すると、 のようになる。
ΔVを設定することにより、最大再循環過電圧が望ま
しく、 となる。
上記2個の式(2)及び(3)を組み合わせると、 となり、α=R2/R1とし、又β=R4/R3と仮定すると、 となる。
式(5)から、予備設定した望ましい最大値は温度変
化に対して実際には影響されないことが観察され、α及
びβは温度に依存しないため、 となる。
更に再循環過電圧の最大予備設定レベルのサプライ電
圧Vccに対する依存性は極端に減少して実質的に無視で
きることが観察される。実際に、 となり、例えばもしVcc=5V、ΔV=0.2V、VREF=4V、
α=0.3そしてβ=0.25とすると、 となる。
更に、 となり、αとβは単なる電圧デバイダ比であるため、例
えば1%以内の高度な正確性を容易に達成することがで
きる。
例えば とすると、αの最大変化については、 であり、βの最大変化については、 となる。
実際に、温度に依存せずかつ分配比α及びβだけでな
く回路のサプライ電圧Vccの変化にも実質的に影響され
ない(つまり2個の電圧デバイダを形成する集積された
抵抗の値の通常の製造耐性内の変化に影響されない)あ
る一定の再循環過電圧を設定することは可能である。
これまで本発明の回路をバイポーラトランジスタを利
用する態様について述べてきたが、本発明の回路はJ−
FET及びMOS-FET型の両者の電界効果又はユニポーラトラ
ンジスタにより形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は、バイポーラトランジスタで形成された誘導負荷
のための駆動回路に適用された本発明の制限回路の一例
を示す回路ダイアグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−272221(JP,A) 実開 昭59−59036(JP,U) 実開 昭59−6316(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路のサプライレイルとグラウンドレイル
    間の誘導負荷と実質的に直列に接続され、かつそのコン
    トロールターミナルに加えられるスイッチングシグナル
    により前記誘導負荷をスイッチングオフ及びオンするよ
    う動作するパワートランジスタを横切るトランジトリの
    過電圧を制限するための回路において、 前記パワートランジスタのために接続された第1の電圧
    デバイダ、 前記サプライレイル及び前記グラウンドレイル間に接続
    された第2の電圧デバイダ、 その入力ターミナルが前記第2の電圧デバイダの中間ノ
    ードに接続されている入力ターミナル及び出力ターミナ
    ルを有する少なくとも1個のユニティゲインバッファ、
    及び、 第1の入力ターミナルが前記第1の電圧デバイダの中間
    ノードに接続され第2の入力ターミナルが前記バッファ
    の出力ターミナルに接続されている第1及び第2の入力
    ターミナル及び出力ターミナルを有する電圧コンパレー
    タ、 を含んで成り、 前記コンパレータの出力ターミナルが前記パワートラン
    ジスタの前記コントロールターミナルに接続され、か
    つ、 前記第1の電圧デバイダを横切る過電圧が前記第2の電
    圧デバイダにより設定された限界値を越えて上昇すると
    きに、前記2個の電圧デバイダの中間ノードが選択さ
    れ、前記コンパレータが状態を変化させ、かつその出力
    ターミナルのシグナルのレベルが前記パワートランジス
    タをスイッチングオンするために十分なレベルとなるよ
    うにしたことを特徴とする回路。
JP63253611A 1987-10-09 1988-10-07 誘導負荷駆動のための能動過電圧コントロール回路 Expired - Fee Related JP2719677B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT83662A/87 1987-10-09
IT83662/87A IT1221839B (it) 1987-10-09 1987-10-09 Controllo attivo della sovratensione nel pilotaggio di carichi induttivi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01128107A JPH01128107A (ja) 1989-05-19
JP2719677B2 true JP2719677B2 (ja) 1998-02-25

Family

ID=11323717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63253611A Expired - Fee Related JP2719677B2 (ja) 1987-10-09 1988-10-07 誘導負荷駆動のための能動過電圧コントロール回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4882532A (ja)
EP (1) EP0311576B1 (ja)
JP (1) JP2719677B2 (ja)
DE (1) DE3887951T2 (ja)
IT (1) IT1221839B (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5180964A (en) * 1990-03-28 1993-01-19 Ewing Gerald D Zero-voltage switched FM-PWM converter
DE4215980A1 (de) * 1992-05-14 1993-11-18 Siemens Ag Aktives Freilaufelement
JPH06209592A (ja) * 1992-11-03 1994-07-26 Texas Instr Deutschland Gmbh 誘導性負荷を給電する回路構成
WO1994023497A1 (de) * 1993-03-24 1994-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum schutz von ein- und ausschaltbaren leistungshalbleiterschaltern vor schalt-überspannungen
DE69322853T2 (de) * 1993-04-30 1999-05-27 St Microelectronics Srl Temperaturstabilisierte Entladestromrückleitungsschaltung zum Treiben einer induktiven Last
US5398148A (en) * 1993-05-14 1995-03-14 Chrysler Corporation Protection circuit for high side drivers
US5610079A (en) * 1995-06-19 1997-03-11 Reliance Electric Industrial Company Self-biased moat for parasitic current suppression in integrated circuits
DE69522936T2 (de) * 1995-07-31 2002-08-29 St Microelectronics Srl Hochspannungstreiberschaltung für induktive Lasten
DE19742391C1 (de) * 1997-09-25 1998-11-26 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von einem oder mehreren, an ein Kraftfahrzeug-Bordnetz angeschlossenen Kraftfahrzeug-Steuergeräten gegenüber Überspannungsimpulsen
WO2002084837A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-24 Siemens Vdo Automotive Corporation Method and system for protecting electronics mounted on a vehicle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2223376C3 (de) * 1972-05-12 1975-01-23 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schutzschaltungsanordnung für einen Schatttransistor im induktiven Lastkreis
JPS5579679A (en) * 1978-12-08 1980-06-16 Hitachi Ltd Controller for transistor chopper
IT1151378B (it) * 1982-03-30 1986-12-17 Fiar Spa Dispositivo elettronico di controllo della tensione
US4566052A (en) * 1982-07-28 1986-01-21 Reliance Electric Company Overvoltage protection circuit for power supply
US4727308A (en) * 1986-08-28 1988-02-23 International Business Machines Corporation FET power converter with reduced switching loss

Also Published As

Publication number Publication date
DE3887951D1 (de) 1994-03-31
IT8783662A0 (it) 1987-10-09
EP0311576A2 (en) 1989-04-12
EP0311576B1 (en) 1994-02-23
US4882532A (en) 1989-11-21
DE3887951T2 (de) 1994-05-26
JPH01128107A (ja) 1989-05-19
EP0311576A3 (en) 1991-01-09
IT1221839B (it) 1990-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100700406B1 (ko) 전압 레귤레이터
US7023713B2 (en) Voltage overshoot reduction circuits
JP3639189B2 (ja) 負荷駆動回路
JP2719677B2 (ja) 誘導負荷駆動のための能動過電圧コントロール回路
KR101165282B1 (ko) 전력 제어 시스템 개시 방법 및 회로
US6661212B2 (en) Wideband regulator with fast transient suppression circuitry
US5381082A (en) High-speed, fully-isolated current source/sink
US5587650A (en) High precision switching regulator circuit
JPH0695830B2 (ja) 直流―直流変換器
USRE37778E1 (en) Current limiting circuit
US4513241A (en) Foldback current limiting driver
US5850137A (en) Charging apparatus and current/voltage detector for use therein
US4555655A (en) Charging/discharging circuit
EP0490432B1 (en) Power-supply arrangement
US6515462B2 (en) Power supply device
US5838524A (en) Current limit circuit for inhibiting voltage overshoot
CN116339427A (zh) 传输门驱动器
JP3704856B2 (ja) 負荷駆動回路
US5834964A (en) Lateral PNP fast turn-on circuit
EP0602978A1 (en) Circuit for shortening the turn-off time of a power transistor
GB2257855A (en) Driver circuit for inductive loads
US5841312A (en) Gating circuit having current measuring and regulating elements and a temperature measuring transistor
US6054845A (en) Current limiting circuit
US6850111B1 (en) Charge pump circuit
JP2685251B2 (ja) 集積論理回路

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees