JP2998768B2 - Mosfet駆動回路 - Google Patents

Mosfet駆動回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチングコンバー
タやスイッチング電源等のスイッチ素子の駆動に好適な
MOSFET駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、集積回路の微細化により電子回路
の小形・軽量化が進められており、高品質な電力が得ら
れるスイッチングコンバータやスイッチング電源におい
ても小形化が必須の課題である。スイッチング電源等の
小形化には、変換周波数を高周波化し磁性部品やコンデ
ンサを小形化する方法が有効であることから、スイッチ
ング電源等の変換周波数は年々高周波化されている。特
に、MOSFETが主スイッチ素子として広く適用され
るようになると、小電力で大電力の制御が可能で、か
つ、電圧駆動素子なので高周波動作が比較的容易といっ
た特長を生かして、MHz以上の変換周波数のコンバー
タが実現されるようになった。
【0003】このようなMOSFETを駆動するために
は、ゲート・ソース間にオンオフ用の電気信号を高速で
与える必要があり、このために従来は、図5のような駆
動回路が用いられていた。図において、1は直流電源、
2は制御回路、3はPMOSFET、4はPMOSFE
T3のボディダイオード、5は第一のNMOSFET、
6は第一のNMOSFET5のボディダイオード、7は
配線のインダクタンス、8は第二のNMOSFET(主
スイッチ素子)、9は第二のNMOSFET8のボディ
ダイオードを示している。図5の点線内が駆動回路であ
り、この回路の周辺に駆動回路を動作させるための制御
回路2が設けられている。
【0004】駆動回路は、ボディダイオード4を有する
PMOSFET3とボディダイオード6を有するNMO
SFET5を直列にして直流電源1に接続したインバー
タ回路であり、インバータ回路のドレインと主スイッチ
用NMOSFET8のゲートを接続して、主スイッチを
駆動している。インバータ回路のNMOSFET5及び
PMOSFET3のゲートは共通に接続されており、こ
の端子に制御回路2から低レベルと高レベルの値を持つ
パルス電圧を加えて、インバータ回路を動作させてい
る。
【0005】以上の構成において、駆動回路のインバー
タ回路のゲートに制御回路2から低レベルの信号が加え
られたときにPMOSFET3がオン、NMOSFET
5がオフし、インバータ回路が接続されている直流電源
1から主スイッチ用NMOSFET8のゲートにオン電
圧が加えられ、主スイッチ用NMOSFET8はオンす
る。さらに、駆動回路のインバータ回路に制御回路2か
ら高レベルの信号が加えられた時にPMOSFET3が
オフ、NMOSFET5がオンすることにより、主スイ
ッチ用NMOSFET8のゲートに充電された電荷が引
き抜かれ、主スイッチ用NMOSFET8はオフする。
以上の動作により主スイッチ用NMOSFET8は非導
通,導通を繰り返して、負荷回路に伝わる電力をコント
ロールする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術による駆動回路では、インバータ回路を構成す
るNMOSFET5とPMOSFET3の共通に接続さ
れたドレインと主スイッチ用NMOSFET8のゲート
とを結ぶ配線、あるいは、駆動回路のNMOSFET5
のソースと主スイッチ用NMOSFET8のソース間と
を結ぶ配線が長い場合には、これらの配線のインダクタ
ンス7と主スイッチ用NMOSFET8のゲート・ソー
ス間の容量(入力容量)とが共振してしまう。この場合
の主スイッチ用NMOSFET8のゲート・ソース間に
加わる電圧は、正負の振動波形となり、これに合わせて
主スイッチ用NMOSFET8がオンあるいはオフする
動作を繰り返すので、制御回路2によって主スイッチ用
NMOSFET8をコントロールできないという問題が
生じる。
【0007】例えば、表1に示す部品で駆動回路と主ス
イッチを構成すると、主スイッチ用NMOSFET8の
ゲート・ソース間には図6に示す電圧波形が印加され
る。この図から、主スイッチ用NMOSFET8のゲー
ト・ソース間電圧は、オンすべき期間中(制御回路2に
よりインバータ回路のゲートに高レベルの信号電圧を与
えている期間でこの期間中はゲート・ソース間電圧を零
以下に保つ必要がある)に振動電圧が重畳されて正の値
になる場合があり、主スイッチ用NMOSFET8を誤
動作させることが分かる。この寄生振動による問題は、
スナバ回路を付加することにより軽減できるが、損失が
増加するという欠点が新たに生じる。
【0008】
【表1】
【0009】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、スイッチングコンバー
タやスイッチング電源等のスイッチ用MOSFETをイ
ンバータ回路により高周波で駆動する場合において、配
線のインダクタンス等による寄生振動を防止して高速で
低損失なMOSFET駆動回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のMOSFET駆動回路においては、PMO
SFETと第一のNMOSFETの直列接続回路を直流
電源の正極と負極間に接続し、前記二つのMOSFET
のゲートを共通に接続してオンオフ用の電気信号を与
え、該二つのMOSFETの直列接続部を、前記直流電
源の負極にソースを接続した駆動対象の第二のNMOS
FETのソースに接続する駆動回路において、前記PM
OSFETと第一のNMOSFETの直列接続部におけ
るドレイン端子の接続をアノードが該PMOSFETの
ドレインに接続されカソードが該第一のNMOSFET
のドレインに接続された第一のダイオードで行い、該第
一のダイオードと該第一のNMOSFETの接続点から
前記第二のNMOSFETのゲート配線を取り出し、さ
らにアノードが該第二のNMOSFETのソースに接続
されカソードが該第二のNMOSFETのゲートに接続
された第二のダイオードを備えたことを特徴としてい
る。
【0011】
【作用】本発明のMOSFET駆動回路では、インバー
タ回路を構成するPMOSFETと第一のNMOSFE
Tを第一のダイオードで接続することにより、駆動対象
の第二のNMOSFETのオン時において、ゲート配線
のインクダンタスと第二のNMOSFETのゲート・ソ
ース間の容量の共振動作に伴って直流電源に帰還される
電流を遮断し、共振動作に基づく高周波の寄生振動の原
因を絶っている。さらに、第二のNMOSFETのゲー
ト・ソース間に第二のダイオードを接続することによ
り、第二のNMOSFETのオフ時において、オン時と
同様の原因で起きる共振動作によってゲート・ソース間
に誤動作の原因となる正の電圧が生じないように、共振
電流をバイパスさせる。これにより、インバータ回路と
主スイッチ用NMOSFET間を接続する配線のインダ
クタンス等による高周波の寄生振動を防止し、高速で低
損失な駆動信号を得ている。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例の構成を示す回路
図である。図中、1は直流電源、2は制御回路、3は第
一のPMOSFET、4は第一のPMOSFET3のボ
ディダイオード、5は第一のNMOSFET、6は第一
のNMOSFET5のボディダイオード、7は配線のイ
ンダクタンス、8は第二のNMOSFET(主スイッチ
素子)、9は第二のNMOSFET8のボディダイオー
ド、10は第一のダイオード、11は第二のダイオード
を示している。
【0014】本実施例では、図5の従来回路に加えて第
一のダイオード10,第二のダイオード11を図示の方
向に接続している。
【0015】すなわち、本実施例の構成においては、イ
ンバータ回路を構成するPMOSFET3と第一のNM
OSFET5の直列接続部におけるPMOSFET3と
第一のNMOSFET5のドレイン端子の接続を、アノ
ードがPMOSFET3のドレインに、カソードが第一
のNMOSFET5のドレインに接続された第一のダイ
オード10で行い、この第一のダイオードと第一のNM
OSFET5の接続点から駆動対象の第二のNMOSF
ET8のゲートへ配線する。このように接続したインバ
ータ回路を直流電源1の正極と負極間に接続し、第二の
NMOSFET8のソースを直流電源1の負極に接続す
る。さらに、アノードが第二のNMOSFET8のソー
スに接続され、カソードが第二のNMOSFET8のゲ
ートに接続された第二のダイオード11を備える。
【0016】以上のように構成した一実施例の動作およ
び作用を述べる。まず、本実施例の回路動作を図2の動
作波形図および図3(a)〜(d)の等価回路を用いて
説明する。図3の等価回路では、主スイッチ用NMOS
FET8のゲート・ソース間の容量(入力容量)をCg
s、インバータ回路と主スイッチ用NMOSFET8間
のインタグタンス7をLc、インバータ回路のPMOS
FET3及びNMOSFET5を理想スイッチで記述す
る。また、ダイオード10の接合容量が本実施例回路の
動作上、重要な意味を持つので、容量Cdで示してい
る。図2は本発明の実施例におけるCgs電圧波形を示
し、図3の等価回路はその動作状態を示しており、その
動作状態は時間の経過に従って図2のCgs電圧波形に
示した5個の状態(T1〜T5)を繰り返す。
【0017】状態1(T1)ではインバータのPMOS
FET3がオン、NMOSFET5がオフしており、容
量Cgsを充電中の状態を示している。この状態1にお
いて容量Cgsの電圧が主スイッチ用NMOSFET8
のしきい値電圧に達すると主スイッチ(図1の第二のN
MOSFET8)はオンする。状態1の終了時におい
て、直流電源1とインダクタンスLcの電流で充電され
たCgs電圧は、ピーク値に達する。この時から状態2
(T2)が始まる。
【0018】状態2において、容量Cgsから直流電荷
1へ還流しようとする電流は、ダイオード10により遮
断される。しかし、容量Cgsの電荷は接合容量Cdを
通して直流電源1に回生されるので、Cgs電圧は若干
減少するが、やがて定常状態に達する。従って、インダ
クタンスLcと容量Cgsによる共振動作が抑えられ
る。もちろん、ダイオード10に接合容量Cdの無い理
想ダイオードを使用した場合には、状態2は生じない。
次に状態3(T3)は動作の休止期間であるので、特に
等価回路は示されない。
【0019】インバータ回路のPMOSFET3をオ
フ、NMOSFET5を制御回路でオンさせると状態4
(T4)となる。状態4では容量Cgsの充電電荷がイ
ンダクタンスLcとインバータ回路のNMOSFET5
を通して放電される。従って、容量Cgsの電圧は徐々
に降下し、この電圧が主スイッチ(第二のMOSFET
8)のしきい値電圧以下になると主スイッチはオフす
る。状態4の期間が続くと容量Cgsの電圧は零に達
し、さらに負電圧に充電されようとすると第二のダイオ
ード11が順バイアスされて導通する。この時から状態
5(T5)が始まる。
【0020】状態5の期間中、インダクタンスLcの電
流は、図2(d)図示のループ(インダクタンスLc→
NMOSFET5→ダイオード11→インダクタンスL
c)で流れ続けている。従って、共振電流はダイオード
11でバイパスされて、共振動作により主スイッチのゲ
ート・ソース間に正の電圧が生じることが防止され、誤
動作が防止される。状態5の期間に制御回路によりイン
バータ回路のPMOSFET3をオン、NMOSFET
5をオフさせると、状態1に戻って動作が繰り返され
る。
【0021】図4は前掲の表1の部品とダイオード1
0,11にユニトロードのUES1103を用いて上記
実施例の駆動回路を構成した場合における主スイッチ用
NMOSFET8のゲート・ソース間の電圧波形を示
す。上記動作解析から期待されたように、高速で振動電
圧の無いパルス波形が得られていることが分かる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
MOSFET駆動回路によれば、インバータ回路と主ス
イッチ素子用NMOSFET間を接続する配線のインダ
クタンスによる高周波の寄生振動を防止した高速で低損
失な駆動信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図
【図2】上記実施例の動作波形図
【図3】(a),(b),(c),(d)は上記実施例
の動作状態を示す等価回路図
【図4】上記実施例の効果を示す実験波形図
【図5】駆動回路の従来例を示す回路図
【図6】上記従来例の主スイッチ用NMOSFETのゲ
ート・ソース間電圧を示す波形図
【符号の説明】
1…直流電源、2…制御回路、3…PMOSFET、4
…PMOSFETのボディダイオード、5…第一のNM
OSFET、6…第一のNMOSFETのボディダイオ
ード、7…配線のインダクタンス、8…第二のNMOS
FET(主スイッチ素子)、9…第二のNMOSFET
のボディダイオード、10…第一のダイオード、11…
第二のダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−148864(JP,A) 特開 平2−182010(JP,A) 特開 平5−207730(JP,A) 特開 平5−207731(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 1/08 H02M 3/155

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PMOSFETと第一のNMOSFET
    の直列接続回路を直流電源の正極と負極間に接続し、前
    記二つのMOSFETのゲートを共通に接続してオンオ
    フ用の電気信号を与え、該二つのMOSFETの直列接
    続部を、前記直流電源の負極にソースを接続した駆動対
    象の第二のNMOSFETのソースに接続する駆動回路
    において、 前記PMOSFETと第一のNMOSFETの直列接続
    部におけるドレイン端子の接続をアノードが該PMOS
    FETのドレインに接続されカソードが該第一のNMO
    SFETのドレインに接続された第一のダイオードで行
    い、該第一のダイオードと該第一のNMOSFETの接
    続点から前記第二のNMOSFETのゲート配線を取り
    出し、さらにアノードが該第二のNMOSFETのソー
    スに接続されカソードが該第二のNMOSFETのゲー
    トに接続された第二のダイオードを備えたことを特徴と
    するMOSFET駆動回路。
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JP2014230287A (ja) * 2013-05-17 2014-12-08 三菱電機株式会社 スイッチング電源
JP6091643B2 (ja) * 2013-10-31 2017-03-08 三菱電機エンジニアリング株式会社 共振型高周波電源装置及び共振型高周波電源装置用スイッチング回路

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