JP4872582B2 - 負荷駆動回路 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る負荷駆動回路の構成を図1に示す。本負荷駆動回路1は、パワーMOSFET10、ドライブ回路11、負荷12、コンデンサ13、ダイオード14および電位固定回路20を備えている。
Vchg=Vbs−Vg
=(Vg+Vbe1+VF1+Vz−Vbe2−VF2)−Vg
=Vbe1+VF1+Vz―Vbe2−VF2
ここで、Vbe1=VF1=Vbe2=VF2の関係が成り立つため、コンデンサ13の端子間電圧Vchgは、数式2によって表される。
Vchg=Vz
数式2より、コンデンサ13の端子間電圧Vchgは、基準電位Vgに依存することなく、ツェナーダイオード21aのツェナー電圧Vzと等しくなることが分かる。なお、このツェナー電圧Vzは、パワーMOSFET10のゲート−ソース間耐圧以下となっているため、ドライブ回路11には、パワーMOSFET10のゲート−ソース間耐圧以下の電源電圧が供給されることになる。
上記第1実施形態における定電圧回路21は、図1に示したように、ツェナーダイオード21aによって構成されているが、本実施形態における定電圧回路21は、図2に示すように、直列に接続された複数の整流ダイオード21bによって構成されている。以下、上記実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
上記第1実施形態における定電圧回路21は、図1に示したように、ツェナーダイオード21aによって構成されているが、本実施形態における定電圧回路21は、図3に示すような抵抗21cによって構成されている。
本実施形態に係る負荷駆動回路の構成を図4に示す。図1に示した第1実施形態の負荷駆動回路1は、パワーMOSFET10と直列に接続された負荷12を駆動する構成となっているが、本実施形態の負荷駆動回路1は、インバータ回路による負荷駆動回路として構成されている。
本実施形態に係る負荷駆動回路を電圧降下型DCDC電源に適用した場合の構成を図5に示す。本負荷駆動回路1は、パワーMOSFET10と直列に接続されたツェナーダイオード50と、パワーMOSFET10とツェナーダイオード50の接続点と出力端子OUTの間に配置されたインダクタンス51と、出力端子OUTとグランド間に配置された平滑用のコンデンサ52と、出力端子OUTの電圧を検出する電圧検出回路53を備えている。なお、本制御回路17は、電圧検出回路53によって異常電圧が検出されると、ドライブ回路11に停止を指示する信号を出力する。
本実施形態に係る負荷駆動回路の構成を図6に示す。本負荷駆動回路1は、パワーMOSFET10と直列に接続されたインダクタンス60と、このインダクタンス60と並列に接続されたツェナーダイオード61と、PNP型トランジスタ24のコレクタとグランド間に配置されたダイオード62を備えている。
上記実施形態では、スイッチング素子としてパワーMOSFETを用いた例を示したがIGBTを用いてもよい。この場合、電位固定回路は、コンデンサの端子間電圧がスイッチング素子のゲート−エミッタ間耐圧以下となるようにコンデンサの端子間電圧を固定するように構成すればよい。
13…コンデンサ、14…ダイオード、20…電位固定回路、21…定電圧回路、
21a…ツェナーダイオード、22…定電流回路、23…NPN型トランジスタ、
24…PNP型トランジスタ、25…ダイオード。
Claims (5)
- 入力される信号に応じてオンまたはオフすることにより負荷を駆動するスイッチング素子(10)と、
前記スイッチング素子のソース端子の電位を基準電位として、前記スイッチング素子に前記信号を入力するドライブ回路(11)と、
直流電源から供給される電荷を充電することにより、前記スイッチング素子のソース端子の電位を基準電位として、前記ドライブ回路に電源電圧を供給するコンデンサ(13)と、を備えた負荷駆動回路であって、
前記ドライブ回路は、前記コンデンサによって供給される電源電圧以下の振幅で前記信号を出力するもので、
前記コンデンサの端子間電圧が前記スイッチング素子のゲート−ソース間耐圧以下となるように前記コンデンサの端子間電圧を固定する電位固定回路(20)を備え、
前記電位固定回路(20)は、前記スイッチング素子のゲート−ソース間耐圧以下となるような定電圧を保持する定電圧回路(21)と、
前記直流電源から前記定電圧回路に定電流を供給する定電流回路(22)と、
制御端子が前記定電圧回路と前記定電流回路の接続点に接続され、前記直流電源から前記コンデンサに電流を供給する第1のトランジスタ(23)と、
制御端子が前記スイッチング素子のソース端子に接続され、前記定電圧回路と直列に接続された第2のトランジスタ(24)と、を備えたことを特徴とする負荷駆動回路。 - 前記第1のトランジスタ(23)と前記コンデンサ(13)との間には、前記コンデンサから前記直流電源側へ逆流する電流を防止する第1のダイオード(14)が設けられており、
前記電位固定回路(20)は、前記定電圧回路(21)と直列に、前記第2のトランジスタ側へ電流を流す第2のダイオード(25)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動回路。 - 前記定電圧回路(21)は、前記定電流回路にカソードが接続された定電圧ダイオード(21a)によって構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の定電流回路。
- 前記定電圧回路(21)は、前記定電流回路と直列に多段接続された整流ダイオード(21b)を有し、これらの整流ダイオードの順方向降下電圧によって定電圧を保持することを特徴とする請求項1または2に記載の定電流回路。
- 前記定電圧回路(21)は、前記定電流回路と直列に接続された抵抗(21c)によって構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の定電流回路。
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