JP5149704B2 - Switching drive circuit - Google Patents

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Description

本発明は、短絡保護機能を備えたスイッチング駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a switching drive circuit having a short-circuit protection function.

従来、スイッチング駆動回路として、図7に示す構成が知られている。同図のスイッチング駆動回路は、コントロールロジック部100A、レベルシフト部200A、プリドライバ部300A、パワートランジスタ部400で構成される。レベルシフト部200Aはハイサイドレベルシフト回路211、ローサイドレベルシフト回路212で構成される。プリドライバ部300Aはハイサイドプリドライバ321、ローサイドプリドライバ322で構成される。パワートランジスタ部400はハイサイドNMOSパワートランジスタ401、ローサイドNMOSパワートランジスタ402で構成される。   Conventionally, a configuration shown in FIG. 7 is known as a switching drive circuit. The switching drive circuit shown in the figure includes a control logic unit 100A, a level shift unit 200A, a pre-driver unit 300A, and a power transistor unit 400. The level shift unit 200A includes a high side level shift circuit 211 and a low side level shift circuit 212. The pre-driver unit 300A includes a high-side pre-driver 321 and a low-side pre-driver 322. The power transistor unit 400 includes a high side NMOS power transistor 401 and a low side NMOS power transistor 402.

コントロールロジック部100Aのインバータ111の電源は、VSS基準のロジックレベル電圧VDDである。プリドライバ部300Aのハイサイドプリドライバ321の電源は、VOUT(OUT端子の電圧)基準の電圧VGHである。ローサイドプリドライバ322の電源は、VSS基準の電圧VGLである。パワートランジスタ部400の電源は、VSS基準の電圧VDDOである。例えば、VDDはVSS基準で5V、VGHはVOUT基準で10V、VGLはVSS基準で10V、VDDOはVSS基準で12V、VOUTはVSSかVDDである。   The power source of the inverter 111 of the control logic unit 100A is the VSS reference logic level voltage VDD. The power source of the high-side pre-driver 321 of the pre-driver unit 300A is a voltage VGH based on VOUT (the voltage at the OUT terminal). The power source of the low-side pre-driver 322 is a VSS reference voltage VGL. The power source of the power transistor unit 400 is the VSS reference voltage VDDO. For example, VDD is 5V based on VSS, VGH is 10V based on VOUT, VGL is 10V based on VSS, VDDO is 12V based on VSS, and VOUT is VSS or VDD.

図7のスイッチング駆動回路の動作波形例を図8に示す。IN端子から入力された信号電圧(ハイレベルはVDD、ローレベルはVSS)は、ハイサイドレベルシフト回路211でレベルシフトされ、ハイサイドプリドライバ321によって駆動力を高め(出力インピーダンスを小さくし)、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401のゲートに印加する。また、IN端子から入力された信号電圧は、一方で、インバータ111で反転され、ローサイドレベルシフト回路212でレベルシフトされ、ローサイドプリドライバ322によって駆動力を高め(出力インピーダンスを小さくし)、ローサイドNMOSパワートランジスタ402のゲートに印加する。ハイサイドNMOSパワートランジスタ401が駆動されるとき、ハイサイドプリドライバ321の出力インピーダンスは充分に低く設定される。また、ローサイドNMOSパワートランジスタ402が駆動されるとき、ローサイドプリドライバ322の出力インピーダンスは充分に低く設定される。   FIG. 8 shows an example of operation waveforms of the switching drive circuit of FIG. The signal voltage (high level is VDD, low level is VSS) input from the IN terminal is level-shifted by the high-side level shift circuit 211, and the driving force is increased by the high-side predriver 321 (the output impedance is reduced). Applied to the gate of the high-side NMOS power transistor 401. On the other hand, the signal voltage input from the IN terminal is inverted by the inverter 111, level-shifted by the low-side level shift circuit 212, the driving power is increased by the low-side pre-driver 322 (the output impedance is reduced), and the low-side NMOS Applied to the gate of the power transistor 402. When the high side NMOS power transistor 401 is driven, the output impedance of the high side pre-driver 321 is set sufficiently low. When the low side NMOS power transistor 402 is driven, the output impedance of the low side pre-driver 322 is set sufficiently low.

次に、短絡検出回路500Aを備えたスイッチング駆動回路を図9に示す。同図のスイッチング駆動回路のコントロールロジック部100Bは、インバータ121、AND回路122、NOR回路123からなる。レベルシフト部200A、プリドライバ部300A、パワートランジスタ部400は図7と同じである。短絡検出回路500Aは、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオンするとき同期してオンするハイサイドスイッチ501、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオンするとき同期してオンするローサイドスイッチ502、ハイサイド基準電圧源503、ローサイド基準電圧源504、ハイサイドコンパレータ505、ローサイドコンパレータ506、ハイサイドレベルシフト回路507、ローサイドレベルシフト回路508、OR回路509、Dフリップフロップ510、プルアップ抵抗R3、プルダウン抵抗R4で構成される。   Next, a switching drive circuit including the short circuit detection circuit 500A is shown in FIG. The control logic unit 100B of the switching drive circuit shown in the figure includes an inverter 121, an AND circuit 122, and a NOR circuit 123. The level shift unit 200A, the pre-driver unit 300A, and the power transistor unit 400 are the same as those in FIG. The short-circuit detection circuit 500A includes a high-side switch 501 that is turned on synchronously when the high-side NMOS power transistor 401 is turned on, a low-side switch 502 that is turned on synchronously when the low-side NMOS power transistor 402 is turned on, and a high-side reference voltage source 503. , Low side reference voltage source 504, high side comparator 505, low side comparator 506, high side level shift circuit 507, low side level shift circuit 508, OR circuit 509, D flip-flop 510, pull-up resistor R3, pull-down resistor R4. .

短絡検出回路500Aの電源に関して、ハイサイドコンパレータ505およびローサイドコンパレータ506の電源はVSS基準の電圧VDDO、ハイサイドレベルシフト回路507、ローサイドレベルシフト回路508、OR回路509、およびDフリップフロップ510の電源はVSS基準の電圧VDDである。   Regarding the power supply of the short-circuit detection circuit 500A, the power supply of the high-side comparator 505 and the low-side comparator 506 is the VSS reference voltage VDDO, the high-side level shift circuit 507, the low-side level shift circuit 508, the OR circuit 509, and the D flip-flop 510. This is the VSS reference voltage VDD.

ここで、OUT端子とVSSの間で短絡が発生し、このときオンしているハイサイドNMOSパワートランジスタ401に短絡電流が流れると、VDDO−OUT端子間で短絡電圧が発生する。これにより、OUT端子の電圧がハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFを下回ると、ハイサイドコンパレータ505は反転入力端子が非反転入力端子の電圧より低くなり、その出力がVDDOになる。なお、このとき、ローサイドスイッチ502はオフ状態であり、プルダウン抵抗R4によってローサイドコンパレータ506の非反転入力端子はVSSに保たれ、その出力はVSSである。よって、ハイサイドレベルシフト回路507によって、VDDOがVDDに変換された電圧がノードHDCTに現れる。このVDDはOR回路509を通過し、Dフリップフロップ510のCLK端子に到達する。CLK端子の電圧がVSSからVDDに遷移すると、Dフリップフロップ510のデータ端子に印加されているVDDがOCP端子に出力される。OCP端子がVDDになると、コントロールロジック部100BのAND回路122の出力がVSSになり、ハイサイドプリドライバ321のノードHGがVOUTに変化し、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフ状態になる。ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフ状態になると、OUT端子はフローティング状態になって短絡電流が停止する。このときの動作波形例を図10に示す。   Here, when a short circuit occurs between the OUT terminal and VSS, and a short circuit current flows through the high-side NMOS power transistor 401 that is turned on at this time, a short circuit voltage is generated between the VDDO-OUT terminals. Thus, when the voltage at the OUT terminal falls below the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503, the high-side comparator 505 has the inverting input terminal lower than the voltage at the non-inverting input terminal, and the output becomes VDDO. At this time, the low-side switch 502 is in an off state, the non-inverting input terminal of the low-side comparator 506 is kept at VSS by the pull-down resistor R4, and its output is VSS. Therefore, a voltage obtained by converting VDDO to VDD by the high side level shift circuit 507 appears at the node HDCT. This VDD passes through the OR circuit 509 and reaches the CLK terminal of the D flip-flop 510. When the voltage at the CLK terminal transitions from VSS to VDD, VDD applied to the data terminal of the D flip-flop 510 is output to the OCP terminal. When the OCP terminal becomes VDD, the output of the AND circuit 122 of the control logic unit 100B becomes VSS, the node HG of the high side pre-driver 321 changes to VOUT, and the high side NMOS power transistor 401 is turned off. When the high-side NMOS power transistor 401 is turned off, the OUT terminal is in a floating state and the short-circuit current is stopped. An example of the operation waveform at this time is shown in FIG.

逆に、VDDOとOUT端子の間で短絡が発生し、このときオンしているローサイドNMOSパワートランジスタ402に短絡電流が流れると、OUT端子−VSS間で短絡電圧が発生する。これにより、OUT端子の電圧がローサイド基準電圧源504の電圧VLREFを超えると、ローサイドコンパレータ506の出力がVDDOになる。なお、このとき、ハイサイドスイッチ501はオフ状態であり、プルアップ抵抗R3によってハイサイドコンパレータ505の反転入力端子はVDDOに保たれ、その出力はVSSである。よって、ローサイドレベルシフト回路508によって、VDDOがVDDに変換されてノードLDCTに現れる。このVDDはOR回路509を通過し、Dフリップフロップ510のCLK端子に到達する。CLK端子の電圧がVSSからVDDに遷移すると、Dフリップフロップ510のデータ端子に印加されているVDDがOCP端子に出力される。OCP端子がVDDになると、コントロールロジック部100BのNOR回路123の出力がVSSになり、ローサイドプリドライバ322のノードLGがVSSに変化し、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態になる。ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態になると、OUT端子はフローティング状態になって短絡電流が停止する。このときの動作波形例を図11に示す。   Conversely, when a short circuit occurs between VDDO and the OUT terminal and a short circuit current flows through the low-side NMOS power transistor 402 that is turned on at this time, a short circuit voltage is generated between the OUT terminal and VSS. As a result, when the voltage at the OUT terminal exceeds the voltage VLREF of the low-side reference voltage source 504, the output of the low-side comparator 506 becomes VDDO. At this time, the high-side switch 501 is in an OFF state, the inverting input terminal of the high-side comparator 505 is kept at VDDO by the pull-up resistor R3, and its output is VSS. Therefore, VDDO is converted to VDD by the low side level shift circuit 508 and appears at the node LDCT. This VDD passes through the OR circuit 509 and reaches the CLK terminal of the D flip-flop 510. When the voltage at the CLK terminal transitions from VSS to VDD, VDD applied to the data terminal of the D flip-flop 510 is output to the OCP terminal. When the OCP terminal becomes VDD, the output of the NOR circuit 123 of the control logic unit 100B becomes VSS, the node LG of the low side pre-driver 322 changes to VSS, and the low side NMOS power transistor 402 is turned off. When the low-side NMOS power transistor 402 is turned off, the OUT terminal is in a floating state and the short-circuit current is stopped. An example of operation waveforms at this time is shown in FIG.

ただし、以上の短絡検出回路500Aの動作は理想状態におけるものであり、実際の回路に適用すると、次の2つの問題が発生する。すなわち、OUT端子の電圧のリンギングによる短絡誤検出動作と、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401やローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフする時のオーバーシュートによって引き起こされるパワートランジスタ401,402の破壊である。   However, the operation of the short-circuit detection circuit 500A described above is in an ideal state, and when applied to an actual circuit, the following two problems occur. That is, the short-circuit erroneous detection operation due to the voltage ringing of the OUT terminal and the destruction of the power transistors 401 and 402 caused by the overshoot when the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are turned off.

まず、電圧VOUTのリンギングによる短絡誤検出について、図12、図13に示す動作波形図を用いて説明する。図12に示すのは、図9のスイッチング駆動回路におけるIN端子、OUT端子に実際に見られる波形例である。同図に示すように、OUT端子の電圧波形には、VDDO端子、VSS端子およびOUT端子に寄生するインダクタンス成分、パワートランジスタの容量成分およびオン抵抗などの影響で、スイッチング時にリンギングを生じる。   First, short circuit erroneous detection due to ringing of the voltage VOUT will be described with reference to operation waveform diagrams shown in FIGS. FIG. 12 shows a waveform example actually seen at the IN terminal and OUT terminal in the switching drive circuit of FIG. As shown in the figure, the voltage waveform at the OUT terminal causes ringing at the time of switching due to the influence of the inductance component parasitic on the VDDO terminal, the VSS terminal and the OUT terminal, the capacitance component of the power transistor, the on-resistance, and the like.

そのため、図13に示すように、OUT端子の電圧が、VSSからVDDOに遷移するとき、リンギング中にハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFよりも低下することがある。OUT端子の電圧がVHREFよりも低下すると、ノードHDCTの電圧がVDDになり、短絡を誤検出してしまう。また、図示しないが、逆に、OUT端子の電圧がVDDOからVSSに遷移するとき、リンギングしてローサイド基準電圧源504の電圧VLREFよりも上昇することがある。OUT端子の電圧がVLREFよりも上昇すると、LDCTの電圧がVDDになり、短絡を誤検出してしまう。   Therefore, as shown in FIG. 13, when the voltage at the OUT terminal transitions from VSS to VDDO, the voltage may drop below the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503 during ringing. When the voltage at the OUT terminal falls below VHREF, the voltage at the node HDCT becomes VDD, and a short circuit is erroneously detected. Although not shown, conversely, when the voltage at the OUT terminal transitions from VDDO to VSS, ringing may occur and the voltage may rise above the voltage VLREF of the low-side reference voltage source 504. When the voltage at the OUT terminal rises above VLREF, the LDCT voltage becomes VDD, and a short circuit is erroneously detected.

このリンギングによる誤動作を解決する手段として一般的な方法が、ブランキング回路の導入である。ブランキング回路とは、ブランキング期間と呼ばれる一定期間未満のパルス幅の信号を通過させない回路である。このブランキング回路の導入について、図14〜16を用いて説明する。   As a means for solving the malfunction caused by the ringing, a blanking circuit is introduced. The blanking circuit is a circuit that does not pass a signal having a pulse width less than a certain period called a blanking period. The introduction of this blanking circuit will be described with reference to FIGS.

図14がブランキング回路を加えた短絡検出回路500Bを有するスイッチング駆動回路の実現例である。ハイサイドコンパレータ507とOR回路509の間にハイサイドブランキング回路511を挿入し、ローサイドコンパレータ508とOR回路509の間にローサイドブランキング回路512を挿入している。   FIG. 14 shows an implementation example of a switching drive circuit having a short circuit detection circuit 500B to which a blanking circuit is added. A high side blanking circuit 511 is inserted between the high side comparator 507 and the OR circuit 509, and a low side blanking circuit 512 is inserted between the low side comparator 508 and the OR circuit 509.

次に図15を用いて、OUT−VSS間を短絡させた場合について、ブランキング回路511の動作を説明する。同図に示すように、OUT端子の電圧がハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFよりも低下すると、ノードHDCTの電圧がVDDになる。しかし、ノードHDCTの電圧がVDDになってもただちにOCP端子はVDDにならず、HDCTの電圧が一定時間VDDを維持した後にハイサイドブランキング回路511の出力ノードHBLKOがVDDとなる。その結果OCP端子がVDDとなる。VDDO−OUT間の短絡についても同様である。   Next, the operation of the blanking circuit 511 will be described with reference to FIG. 15 when OUT-VSS is short-circuited. As shown in the figure, when the voltage at the OUT terminal falls below the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503, the voltage at the node HDCT becomes VDD. However, the OCP terminal does not immediately become VDD even when the voltage of the node HDCT becomes VDD, and the output node HBLKO of the high side blanking circuit 511 becomes VDD after the HDCT voltage is maintained at VDD for a certain time. As a result, the OCP terminal becomes VDD. The same applies to the short circuit between VDDO and OUT.

次に、図16を用いて、通常動作時について、ブランキング回路の動作を説明する。同図に示すように、OUT端子の電圧がVSSからVDDOに、あるいはVDDOからVSSに遷移した直後にリンギングが発生する。このリンギングによって、OUT端子の電圧がVSSからVDDOに遷移した直後、ハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFよりも低下したときにノードHDCTの電圧がVDDになる。また、OUT端子の電圧がVDDOからVSSに遷移した直後、ローサイド基準電圧源503の電圧VLREFよりも上昇したときにノードLDCTの電圧がVDDになる。   Next, the operation of the blanking circuit will be described with reference to FIG. As shown in the figure, ringing occurs immediately after the voltage at the OUT terminal changes from VSS to VDDO or from VDDO to VSS. Due to this ringing, immediately after the voltage at the OUT terminal transitions from VSS to VDDO, the voltage at the node HDCT becomes VDD when the voltage drops below the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503. Further, immediately after the voltage at the OUT terminal transitions from VDDO to VSS, the voltage at the node LDCT becomes VDD when the voltage rises above the voltage VLREF of the low-side reference voltage source 503.

しかし、このノードHDCT,LDCTの電圧のパルス幅がブランキング期間よりも短いので、ハイサイドブランキング回路511の出力ノードHBLKOの電圧およびローサイドブランキング回路512の出力ノードLBLKOの電圧はVSSを維持する。よって、通常動作時のリンギングによってOCP端子がVDDになることはなく、短絡検出回路500Bの短絡誤検出を防ぐことができる。このようなリンギングによる短絡誤検出防止については、特許文献1に同様な記載がある。   However, since the pulse width of the voltages of the nodes HDCT and LDCT is shorter than the blanking period, the voltage of the output node HBLKO of the high side blanking circuit 511 and the voltage of the output node LBLKO of the low side blanking circuit 512 are maintained at VSS. Therefore, the OCP terminal does not become VDD due to ringing during normal operation, and it is possible to prevent a short circuit detection error in the short circuit detection circuit 500B. The prevention of short circuit false detection by such ringing is described in Patent Document 1.

次に、パワートランジスタ401,402のオフ時のオーバーシュートによる破壊について、図17、図18を用いて説明する。図17に示すように、スイッチング駆動回路の電源端子VDDO,VSS、出力端子OUTには、インダクタンス成分L1,L2,L3が寄生的に存在する。このインダクタンス成分L1,L2,L3、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402のオン抵抗、並びに寄生容量などが要因となり、短絡検出後、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態になった直後に、VDDO,VSSおよびOUT端子の電圧波形に大きなオーバーシュートが生じる。このオーバーシュートによって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402が、そのドレイン・ソース間電圧が耐圧を越えて、破壊されてしまうことがある。図18はOUT端子−VSS間が短絡した場合に、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401が破壊される場合の動作波形例である。   Next, destruction due to overshoot when the power transistors 401 and 402 are turned off will be described with reference to FIGS. 17 and 18. As shown in FIG. 17, inductance components L1, L2, and L3 are parasitically present at the power supply terminals VDDO and VSS and the output terminal OUT of the switching drive circuit. The inductance components L1, L2, and L3, the on-resistance of the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402, the parasitic capacitance, and the like are factors, and after the short circuit is detected, the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 Immediately after being turned off, a large overshoot occurs in the voltage waveforms at the VDDO, VSS and OUT terminals. Due to this overshoot, the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 may be destroyed because the drain-source voltage exceeds the withstand voltage. FIG. 18 is an example of operation waveforms when the high-side NMOS power transistor 401 is destroyed when the OUT terminal and VSS are short-circuited.

上記問題を解決するためには、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402のオフ時のOUT端子の電圧のオーバーシュートを減少させる必要がある。   In order to solve the above problem, it is necessary to reduce the overshoot of the voltage at the OUT terminal when the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are off.

パワートランジスタのスイッチングによるオーバーシュートを減少させる一般的な方法としては、図19に示すように、パワートランジスタ401,402のゲートに直列抵抗R5,R6を接続し、この抵抗R5,R6を介してパワートランジスタ401,402を駆動するものがある。   As a general method for reducing overshoot due to switching of the power transistor, as shown in FIG. 19, series resistors R5 and R6 are connected to the gates of the power transistors 401 and 402, and power is supplied through the resistors R5 and R6. Some drive the transistors 401 and 402.

ところが、この抵抗R5,R6の抵抗値が大きくなるほど、スイッチングによるオーバーシュートは減少するが、OUT端子の電圧波形の立ち上がりおよび立ち下がり時間が長くなる。スイッチング駆動回路の電力効率、およびスイッチング駆動回路をPWM、PDM変調などの用途に使用した場合、変調精度の観点から、立ち上がり時間および立ち下がり時間はできる限り短くする必要がある。そのため、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402のゲートは、できる限り低インピーダンスで駆動することが好ましい。   However, as the resistance values of the resistors R5 and R6 increase, the overshoot due to switching decreases, but the rise and fall times of the voltage waveform at the OUT terminal become longer. When the power efficiency of the switching drive circuit and the switching drive circuit are used for applications such as PWM and PDM modulation, the rise time and fall time need to be as short as possible from the viewpoint of modulation accuracy. Therefore, the gates of the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are preferably driven with as low impedance as possible.

そこで、上記問題を解決するためのより効果的な手段として、通常動作時には、低インピーダンスのプリドライバによって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402のゲートを駆動し、短絡検出時には抵抗成分を介したもう1つの経路からハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402をオフさせる方法がある。   Therefore, as a more effective means for solving the above problem, the gates of the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are driven by a low-impedance predriver during normal operation, and a resistance component is detected when a short circuit is detected. There is a method of turning off the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 from another path via the line.

これを実現するために第1の対策を施した回路として図20に示すスイッチング駆動回路がある。この回路は、コントロールロジック部100、レベルシフト部200、ハイサイドプリドライバ300H、ローサイドプリドライバ300L、パワートランジスタ部400、ハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2で構成される。なお、短絡検出回路500Bは省略した。コントロールロジック部100は、インバータ101,102、OR回路103,104、AND回路105,106で構成される。ハイサイドプリドライバ300Hは、インバータ301〜304、ハイサイドPMOSトランジスタ305、ハイサイドNMOSトランジスタ306で構成される。ローサイドプリドライバ300Lは、インバータ311〜314、ローサイドPMOSトランジスタ315、ローサイドNMOSトランジスタ316で構成される。   There is a switching drive circuit shown in FIG. 20 as a circuit in which the first countermeasure is taken to realize this. This circuit includes a control logic unit 100, a level shift unit 200, a high-side pre-driver 300H, a low-side pre-driver 300L, a power transistor unit 400, a high-side pull-down resistor R1, and a low-side pull-down resistor R2. Note that the short circuit detection circuit 500B is omitted. The control logic unit 100 includes inverters 101 and 102, OR circuits 103 and 104, and AND circuits 105 and 106. The high side pre-driver 300H includes inverters 301 to 304, a high side PMOS transistor 305, and a high side NMOS transistor 306. The low side pre-driver 300L includes inverters 311 to 314, a low side PMOS transistor 315, and a low side NMOS transistor 316.

図20のスイッチング駆動回路では、ハイサイドPMOSトランジスタ305とハイサイドNMOSトランジスタ306を別々に制御するために、コントロールロジック100からの信号伝達用の個別のレベルシフト回路201,202が追加となる。また、ローサイドPMOSトランジスタ315とローサイドNMOSトランジスタ316を別々に制御するために、コントロールロジック100からの信号伝達用の個別のレベルシフト回路203,204が追加となる。   In the switching drive circuit of FIG. 20, individual level shift circuits 201 and 202 for signal transmission from the control logic 100 are added to separately control the high-side PMOS transistor 305 and the high-side NMOS transistor 306. Further, in order to control the low-side PMOS transistor 315 and the low-side NMOS transistor 316 separately, individual level shift circuits 203 and 204 for signal transmission from the control logic 100 are added.

以下に同回路の動作について説明する。通常動作時には、OCP端子がVSSになるので、ハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2よりも充分に低インピーダンスであるハイサイドPMOSトランジスタ305、ハイサイドNMOSトランジスタ306、ローサイドPMOSトランジスタ315、ローサイドNMOSトランジスタ316によって、IN端子に入力する信号に応じて、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401、ローサイドNMOSパワートランジスタ402が駆動される。   The operation of this circuit will be described below. During normal operation, since the OCP terminal becomes VSS, the high-side PMOS transistor 305, the high-side NMOS transistor 306, the low-side PMOS transistor 315, and the low-side NMOS transistor having sufficiently lower impedance than the high-side pull-down resistor R1 and the low-side pull-down resistor R2. By 316, the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are driven according to the signal input to the IN terminal.

短絡検出時には、OCP端子がVDDになるので、MOSトランジスタ305,306,315,316が全てオフ状態になる。このため、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力インピーダンスはハイインピーダンスとなり、ハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2によって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402が徐々にオフ状態になる。このため、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態に遷移した直後のオーバーシュートは大きく低減される。   When the short circuit is detected, the OCP terminal becomes VDD, so that the MOS transistors 305, 306, 315, and 316 are all turned off. For this reason, the output impedances of the high-side predriver 300H and the low-side predriver 300L become high impedance, and the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 are gradually turned off by the high-side pull-down resistor R1 and the low-side pull-down resistor R2. become. For this reason, the overshoot immediately after the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 transition to the off state is greatly reduced.

図20のスイッチング駆動回路のOUT端子−VSS間短絡時の動作波形を図21に示す。同図に示すように、OCP端子がVDDになると、ハイサイドPMOSトランジスタ305のゲートノードHHGはVGH、ハイサイドNMOSトランジスタ306のゲートノードHLGはVOUT、ローサイドPMOSトランジスタ315のゲートノードLHGはVGL、ローサイドNMOSトランジスタ316のゲートノードLLGはVSSになる。すると、MOSトランジスタ305,306,315,316が全てオフ状態になる。その結果、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401のゲートノードHGの電圧はプルダウン抵抗R1を経由してゆっくりとVOUTになる。したがって、VDDO端子およびOUT端子のオーバーシュートを大きく低減することができる。   FIG. 21 shows operation waveforms when the switching drive circuit of FIG. 20 is short-circuited between the OUT terminal and VSS. As shown in the figure, when the OCP terminal becomes VDD, the gate node HHG of the high side PMOS transistor 305 is VGH, the gate node HLG of the high side NMOS transistor 306 is VOUT, the gate node LHG of the low side PMOS transistor 315 is VGL, and the low side. The gate node LLG of the NMOS transistor 316 becomes VSS. Then, the MOS transistors 305, 306, 315, and 316 are all turned off. As a result, the voltage of the gate node HG of the high-side NMOS power transistor 401 slowly becomes VOUT via the pull-down resistor R1. Therefore, the overshoot of the VDDO terminal and the OUT terminal can be greatly reduced.

図22は第2の対策を施したスイッチング駆動回路である。この図22は、図20におけるハイサイドプルダウン抵抗R1を、ハイサイドプルダウン抵抗R7とハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701の直列回路に置換し、OCP端子に現れる電圧を、レベルシフト部200Bに配置したレベルシフト回路205によりレベルシフトして、そのNMOSトランジスタ701のゲートに印加するようにし、また、ローサイドプルダウン抵抗R2を、ローサイドプルダウン抵抗R8とローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702の直列回路に置換し、OCP端子に現れる電圧をそのNMOSトランジスタ702のゲートに印加するようにしたものである。   FIG. 22 shows a switching drive circuit with a second countermeasure. FIG. 22 shows a level shift in which the high-side pull-down resistor R1 in FIG. 20 is replaced with a series circuit of a high-side pull-down resistor R7 and a high-side pull-down NMOS transistor 701, and the voltage appearing at the OCP terminal is arranged in the level shift unit 200B. The level is shifted by the circuit 205 so as to be applied to the gate of the NMOS transistor 701, and the low-side pull-down resistor R2 is replaced with a series circuit of the low-side pull-down resistor R8 and the low-side pull-down NMOS transistor 702, and the voltage appearing at the OCP terminal Is applied to the gate of the NMOS transistor 702.

通常動作時には、OCP端子がVSSであるので、ハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701、ローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702はオフ状態であり、IN端子に入力する信号に応じて、ハイサイドプリドライバ300HのMOSトランジスタ305,306およびローサイドプリドライバ300LのMOSトランジスタ315,316によって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401、ローサイドNMOSパワートランジスタ402が駆動される。   During normal operation, since the OCP terminal is VSS, the high-side pull-down NMOS transistor 701 and the low-side pull-down NMOS transistor 702 are in an off state, and the MOS transistors 305 and 305 of the high-side pre-driver 300H according to the signal input to the IN terminal. High-side NMOS power transistor 401 and low-side NMOS power transistor 402 are driven by MOS transistors 315 and 316 of 306 and low-side pre-driver 300L.

短絡検出時には、OCP端子がVDDになり、ハイサイドプリドライバ300HのMOSトランジスタ305,306およびローサイドプリドライバ300LのMOSトランジスタ315,316がオフ状態になる。また、ハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701およびローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702がオン状態になる。MOSトランジスタ305,306,315,316がオフ状態になると、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力インピーダンスはハイインピーダンスとなり、ハイサイドプルダウン抵抗R7およびハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701、ローサイドプルダウン抵抗R8およびローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702によって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402が徐々にオフ状態になる。よって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401およびローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態に遷移した直後のオーバーシュートは大きく低減されることになる。OUT端子−VSS間短絡時の動作波形は、図20に示したスイッチング駆動回路の動作波形(図21)と同じである。以上のように短絡検出時にパワートランジスタを徐々にオフ状態にさせるものとして、特許文献2,3に記載がある。
特開2002−171140号公報(図13) 特開平03−183209号公報(図1) 特開平10−276075号公報(図1)
When the short circuit is detected, the OCP terminal becomes VDD, and the MOS transistors 305 and 306 of the high-side predriver 300H and the MOS transistors 315 and 316 of the low-side predriver 300L are turned off. Further, the high side pull-down NMOS transistor 701 and the low side pull-down NMOS transistor 702 are turned on. When the MOS transistors 305, 306, 315, and 316 are turned off, the output impedances of the high-side predriver 300H and the low-side predriver 300L become high impedance, and the high-side pull-down resistor R7, the high-side pull-down NMOS transistor 701, and the low-side pull-down resistor R8 The low-side pull-down NMOS transistor 702 gradually turns off the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402. Therefore, the overshoot immediately after the high-side NMOS power transistor 401 and the low-side NMOS power transistor 402 transition to the off state is greatly reduced. The operation waveform when the OUT terminal-VSS is short-circuited is the same as the operation waveform (FIG. 21) of the switching drive circuit shown in FIG. As described above, Patent Documents 2 and 3 describe that the power transistor is gradually turned off when a short circuit is detected.
JP 2002-171140 A (FIG. 13) Japanese Patent Laid-Open No. 03-183209 (FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 10-276075 (FIG. 1)

しかし、図20、図22のスイッチング駆動回路では、OUT端子がVSS端子と短絡したとき、ブランキング期間中にIN端子の入力信号がVDDからVSSに変化すると、ハイサイドプルダウン抵抗R1(図22ではハイサイドプルダウン抵抗R7とハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701の直列回路)ではなく、低インピーダンスのハイサイドPMOSトランジスタ305およびハイサイドNMOSトランジスタ306の出力によって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフされるため、OUT端子およびVDDO端子に大きなオーバーシュートが発生する。その結果、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401を破壊してしまうことがあった。   However, in the switching drive circuits of FIGS. 20 and 22, when the OUT terminal is short-circuited to the VSS terminal, if the input signal at the IN terminal changes from VDD to VSS during the blanking period, the high-side pull-down resistor R1 (in FIG. 22). The high-side NMOS power transistor 401 is turned off by the outputs of the low-side high-side PMOS transistor 305 and the high-side NMOS transistor 306 instead of the high-side pull-down resistor R7 and the high-side pull-down NMOS transistor 701 in series). A large overshoot occurs at the terminal and the VDDO terminal. As a result, the high side NMOS power transistor 401 may be destroyed.

また、OUT端子がVDDO端子と短絡したとき、ブランキング期間中にIN端子の入力信号がVSSからVDDに変化すると、ローサイドプルダウン抵抗R2(図22ではローサイドプルダウン抵抗R8とローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702の直列回路)ではなく、低インピーダンスのローサイドPMOSトランジスタ315およびローサイドNMOSトランジスタ316の出力によって、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフされるため、OUT端子およびVSS端子に大きなオーバーシュートが発生する。その結果、ローサイドNMOSパワートランジスタ402を破壊してしまうことがあった。   Further, when the OUT terminal is short-circuited with the VDDO terminal and the input signal of the IN terminal changes from VSS to VDD during the blanking period, the low-side pull-down resistor R2 (in FIG. 22, the low-side pull-down resistor R8 and the low-side pull-down NMOS transistor 702 are connected in series). The low-side NMOS power transistor 402 is turned off by the output of the low-impedance low-side PMOS transistor 315 and the low-side NMOS transistor 316 instead of the circuit), and a large overshoot occurs at the OUT terminal and the VSS terminal. As a result, the low side NMOS power transistor 402 may be destroyed.

本発明の目的は、短絡検出により発生したブランキング期間中に入力信号が変化してもパワートランジスタの破壊が生じないようにしたスイッチング駆動回路を提供することである。   An object of the present invention is to provide a switching drive circuit in which a power transistor is not destroyed even if an input signal changes during a blanking period generated by short circuit detection.

上記目的を達成するため、請求項1にかかる発明は、出力端子に片端が共通接続されたハイサイドパワートランジスタおよびローサイドパワートランジスタと、入力信号のハイ/ローに応じて前記ハイサイドパワートランジスタをオン/オフさせるハイサイドプリドライバと、前記入力信号のハイ/ローに応じて前記ローサイドパワートランジスタをオフ/オンさせるローサイドプリドライバと、前記ハイサイドパワートランジスタ又は前記ローサイドパワートランジスタの短絡を検出すると、短絡第1検出信号を出力すると共に、該短絡第1検出信号が予め設定したブランキング期間中維持されると、短絡第2検出信号を出力する短絡検出回路と、該短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力すると、前記入力信号のオン/オフに拘わらず前記ハイサイドプリドライバおよび前記ローサイドプリドライバの出力をハイインピーダンスに制御するコントロールロジック部と、前記ハイサイドパワートランジスタがオンしているとき前記ハイサイドプリドライバの出力がハイインピーダンスになると前記ハイサイドパワートランジスタを徐々にオフさせる第1のパワートランジスタオフ手段、および前記ローサイドパワートランジスタがオンしているとき前記ローサイドプリドライバの出力がハイインピーダンスになると前記ローサイドパワートランジスタを徐々にオフさせる第2のパワートランジスタオフ手段と、前記短絡検出回路が前記短絡第1検出信号を出力すると、前記入力信号を通過状態から保持状態に切り替える入力信号保持部と、を備えることを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のスイッチング駆動回路において、前記入力信号保持部が、前記入力信号の入力端子と前記コントロールロジック部との間に接続されたDラッチでなることを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1に記載のスイッチング駆動回路において、前記入力信号保持部が、前記入力信号の入力端子と前記ハイサイドプリドライバの入力側および前記ローサイドプリドライバの入力側との間に個々に接続されたDラッチでなることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1乃至3のいずれか1つに記載のスイッチング駆動回路において、前記ハイサイドプリドライバが、前記入力信号のハイ/ローに応じてオン/オフする第1のPMOSトランジスタと、前記入力信号のハイ/ローに応じてオフ/オンする第1のNMOSトランジスタとを備え、前記ローサイドプリドライバが、前記入力信号のハイ/ローに応じてオフ/オンする第2のPMOSトランジスタと、前記入力信号のハイ/ローに応じてオン/オフする第2のNMOSトランジスタとを備え、前記ハイサイドパワートランジスタが、ゲートが前記第1のPMOSトランジスタと前記第1のNMOSトランジスタのドレインに共通接続されたハイサイドNMOSパワートランジスタからなり、前記ローサイドパワートランジスタが、ゲートが前記第2のPMOSトランジスタと前記第2のNMOSトランジスタのドレインに共通接続されたローサイドNMOSパワートランジスタからなり、前記第1のパワートランジスタオフ手段が、前記ハイサイドNMOSパワートランジスタのゲートとソース間に接続された第1の抵抗からなり、前記第2のパワートランジスタオフ手段が、前記ローサイドNMOSパワートランジスタのゲートとソース間に接続された第2の抵抗からなることを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項4に記載のスイッチング駆動回路において、前記第1の抵抗を、第3の抵抗と前記短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力するとオンする第1のスイッチング素子との直列回路、又は前記第3の抵抗に相当する内部抵抗を有する第2のスイッチング素子に置き換え、前記第2の抵抗を、第4の抵抗と前記短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力するとオンする第3のスイッチング素子との直列回路、又は前記第4の抵抗に相当する内部抵抗を有する第4のスイッチング素子に置き換えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a high-side power transistor and a low-side power transistor having one end commonly connected to an output terminal, and turning on the high-side power transistor according to the high / low of an input signal. A high-side pre-driver to be turned on / off, a low-side pre-driver to turn off / on the low-side power transistor according to high / low of the input signal, and a short circuit when detecting a short circuit of the high-side power transistor or the low-side power transistor A short detection circuit that outputs a first short detection signal and outputs a short detection second detection signal when the short detection first detection signal is maintained during a preset blanking period, and the short detection circuit outputs the first detection signal. When the detection signal is output, the input signal is turned on / off. A control logic unit that controls the outputs of the high-side pre-driver and the low-side pre-driver to high impedance, and the high-side power when the output of the high-side pre-driver becomes high impedance when the high-side power transistor is on. First power transistor off means for gradually turning off the transistor, and second power transistor for gradually turning off the low side power transistor when the output of the low side predriver becomes high impedance when the low side power transistor is on And an input signal holding unit that switches the input signal from a passing state to a holding state when the short-circuit detection circuit outputs the first short-circuit detection signal.
According to a second aspect of the present invention, in the switching drive circuit according to the first aspect, the input signal holding unit is a D latch connected between an input terminal of the input signal and the control logic unit. Features.
According to a third aspect of the present invention, in the switching drive circuit according to the first aspect, the input signal holding unit includes an input terminal of the input signal, an input side of the high-side predriver, and an input side of the low-side predriver. It is characterized by comprising D latches individually connected between the two.
According to a fourth aspect of the present invention, in the switching drive circuit according to any one of the first to third aspects, the high-side pre-driver is turned on / off according to the high / low of the input signal. A PMOS transistor and a first NMOS transistor that is turned off / on in response to high / low of the input signal, and wherein the low-side pre-driver is turned off / on in response to high / low of the input signal. A PMOS transistor and a second NMOS transistor that is turned on / off in response to the high / low of the input signal, wherein the high-side power transistor has a gate connected to the first PMOS transistor and the first NMOS transistor. It consists of a high-side NMOS power transistor commonly connected to the drain, and the low-side power transistor The transistor comprises a low-side NMOS power transistor having a gate commonly connected to the drains of the second PMOS transistor and the second NMOS transistor, and the first power transistor off means includes a gate of the high-side NMOS power transistor. The second power transistor off means comprises a second resistor connected between the gate and the source of the low-side NMOS power transistor.
According to a fifth aspect of the present invention, in the switching drive circuit according to the fourth aspect, the first resistor is turned on when the third resistor and the short circuit detection circuit output the second short circuit detection signal. A series circuit with a switching element or a second switching element having an internal resistance corresponding to the third resistance is replaced, and the second resistance is replaced with a fourth resistance and the short circuit detection circuit. A series circuit with a third switching element that is turned on when a signal is output or a fourth switching element having an internal resistance corresponding to the fourth resistance is replaced.

本発明によれば、短絡が発生すると、短絡第1検出信号を入力する入力信号保持部によって、入力信号の変化がパワートランジスタに伝達されることが禁止されるので、短絡発生から開始するブランキング期間中にオーバーシュートが発生することはなく、ハイサイドパワートランジスタおよびローサイドパワートランジスタが破壊されることはない。また、これらのパワートランジスタは、ブランキング期間が終了すると、短絡第2検出信号によってプリドライバがハイインピーダンスに制御され、第1および第2のパワートランジスタオフ手段によってこの時から徐々にオフ状態に制御されるので、この時点でもオーバーシュートが発生することはなく、破壊されることはない。   According to the present invention, when a short circuit occurs, the input signal holding unit that inputs the short circuit first detection signal prohibits the change of the input signal from being transmitted to the power transistor. Overshoot does not occur during the period, and the high-side power transistor and the low-side power transistor are not destroyed. In addition, when the blanking period ends, these power transistors are controlled so that the pre-driver is set to high impedance by the short-circuit second detection signal, and is gradually turned off from this time by the first and second power transistor off means. Therefore, overshoot does not occur at this point, and it is not destroyed.

<第1の実施例>
図1は本発明の第1の実施例のスイッチング駆動回路の構成を示す回路図である。本スイッチング駆動回路は、コントロールロジック部100、レベルシフト部200、ハイサイドプリドライバ300H、ローサイドプリドライバ300L、パワートランジスタ部400、ハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2、短絡検出回路500、および入力信号保持部600で構成される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching drive circuit according to a first embodiment of the present invention. This switching drive circuit includes a control logic unit 100, a level shift unit 200, a high-side pre-driver 300H, a low-side pre-driver 300L, a power transistor unit 400, a high-side pull-down resistor R1, a low-side pull-down resistor R2, a short-circuit detection circuit 500, and an input The signal holding unit 600 is configured.

コントロールロジック部100、レベルシフト部200、ハイサイドプリドライバ300H、ローサイドプリドライバ300L、パワートランジスタ部400、ハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2は、図20で説明したスイッチング駆動回路と同じである。なお、ハイサイドプルダウン抵抗R1は請求項に記載の「第1のパワートランジスタオフ手段」の一例、ローサイドプルダウン抵抗R2は「第2のパワートランジスタオフ手段」の一例である。   The control logic unit 100, the level shift unit 200, the high-side pre-driver 300H, the low-side pre-driver 300L, the power transistor unit 400, the high-side pull-down resistor R1, and the low-side pull-down resistor R2 are the same as the switching drive circuit described in FIG. . The high-side pull-down resistor R1 is an example of “first power transistor off means” described in the claims, and the low-side pull-down resistor R2 is an example of “second power transistor off means”.

短絡検出回路500は、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオンするとき同期してオンするハイサイドスイッチ501、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオンするときの同期してオンするローサイドスイッチ502、ハイサイド基準電圧源503、ローサイド基準電圧源504、ハイサイドコンパレータ505、ローサイドコンパレータ506、ハイサイドレベルシフト回路507、ローサイドレベルシフト回路508、OR回路509、Dフリップフロップ510、ハイサイドブランキング回路511、ローサイドブランキング回路512、NOR回路513、プルアップ抵抗R3、プルダウン抵抗R4で構成される。   The short-circuit detection circuit 500 includes a high-side switch 501 that is turned on synchronously when the high-side NMOS power transistor 401 is turned on, a low-side switch 502 that is turned on synchronously when the low-side NMOS power transistor 402 is turned on, and a high-side reference voltage source. 503, low side reference voltage source 504, high side comparator 505, low side comparator 506, high side level shift circuit 507, low side level shift circuit 508, OR circuit 509, D flip-flop 510, high side blanking circuit 511, low side blanking circuit 512 , A NOR circuit 513, a pull-up resistor R3, and a pull-down resistor R4.

すなわち、短絡検出回路500は、図13で説明した短絡検出回路500Bの構成に対し、ハイサイドレベルシフト回路507の出力ノードHDCTとローサイドレベルシフト回路508の出力ノードLDCTに入力が接続されたNOR回路513を追加したものである。このNOR回路513の電源はVSS基準のロジックレベルVDDである。本実施例では、短絡第1検出信号はノードHDCT,LDCTに現れ、第2検出信号はノードHBLKO,LBLKOに現れる。   That is, the short circuit detection circuit 500 has a NOR circuit in which inputs are connected to the output node HDCT of the high side level shift circuit 507 and the output node LDCT of the low side level shift circuit 508, in contrast to the configuration of the short circuit detection circuit 500B described in FIG. 513 is added. The power supply of the NOR circuit 513 is at the VSS reference logic level VDD. In the present embodiment, the short detection first detection signal appears at the nodes HDCT and LDCT, and the second detection signal appears at the nodes HBLKO and LBLKO.

入力信号保持部600は、VSS基準のロジックレベルVDDを電源とするDラッチで構成され、IN端子とコントロールロジック部100との間に接続され、前記したNOR回路513の出力によって制御される。   The input signal holding unit 600 includes a D latch that uses a VSS-based logic level VDD as a power source, is connected between the IN terminal and the control logic unit 100, and is controlled by the output of the NOR circuit 513.

さて、IN端子がVDDでOUT端子が短絡状態でないときには、Dラッチ600のCLK端子はVDDで信号通過状態にある。よって、ハイサイドPMOSトランジスタ305がオン状態、ハイサイドNMOSトランジスタ306がオフ状態、ローサイドPMOSトランジスタ315がオフ状態、ローサイドNMOSトランジスタ316がオン状態となる。その結果、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオン状態、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態となる。このとき、短絡検出回路500のハイサイドスイッチ501がオン状態、ローサイドスイッチ502がオフ状態である。   When the IN terminal is VDD and the OUT terminal is not short-circuited, the CLK terminal of the D latch 600 is VDD and is in a signal passing state. Therefore, the high side PMOS transistor 305 is turned on, the high side NMOS transistor 306 is turned off, the low side PMOS transistor 315 is turned off, and the low side NMOS transistor 316 is turned on. As a result, the high side NMOS power transistor 401 is turned on and the low side NMOS power transistor 402 is turned off. At this time, the high-side switch 501 of the short-circuit detection circuit 500 is in an on state and the low-side switch 502 is in an off state.

もし、この状態でOUT−VSS端子間が短絡すると、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401に短絡電流が流れることによって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401のドレイン・ソース間に電位差が発生する。この電位差はハイサイドコンパレータ505によって、ハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFと比較され、前記電位差が電圧VHREFよりも大きくなった場合に、ハイサイドコンパレータ505の出力がVDDOになる。すると、ハイサイドレベルシフト回路507によって、VDDOがVDDに変換されてノードHDCTに出力される。このVDDがNOR回路513に入力されると、そのNOR回路513の出力はVSS(「短絡第1検出信号」)となり、前記Dラッチ600のCLK端子はVSSとなる。するとDラッチ600はCLK端子がVDDからVSSに切り替わる直前の信号を保持して出力を固定する。   If the OUT-VSS terminal is short-circuited in this state, a short-circuit current flows through the high-side NMOS power transistor 401, thereby generating a potential difference between the drain and source of the high-side NMOS power transistor 401. This potential difference is compared with the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503 by the high-side comparator 505, and when the potential difference becomes larger than the voltage VHREF, the output of the high-side comparator 505 becomes VDDO. Then, the high-side level shift circuit 507 converts VDDO to VDD and outputs it to the node HDCT. When this VDD is input to the NOR circuit 513, the output of the NOR circuit 513 becomes VSS (“short-circuit first detection signal”), and the CLK terminal of the D latch 600 becomes VSS. Then, the D latch 600 holds the signal immediately before the CLK terminal is switched from VDD to VSS and fixes the output.

その結果、前記ブランキング期間中にIN端子の信号がVDDからVSSに変化しても、トランジスタ305,306,315,316のオン/オフ状態は変化しないため、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフされることはない。また、ブランキング期間が経過すると、OCP端子がVDD(「短絡第2検出信号」)となり、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力がハイインピーダンスになり、ハイサイドプルダウン抵抗R1によって、ハイサイドNMOSトランジスタ401が徐々にオフ状態になる。   As a result, even if the signal at the IN terminal changes from VDD to VSS during the blanking period, the on / off states of the transistors 305, 306, 315, and 316 do not change, so the high-side NMOS power transistor 401 is turned off. Never happen. When the blanking period elapses, the OCP terminal becomes VDD (“short-circuit second detection signal”), the outputs of the high-side pre-driver 300H and the low-side pre-driver 300L become high impedance, and the high-side pull-down resistor R1 The side NMOS transistor 401 is gradually turned off.

OUT−VSS間短絡時の動作波形例を図2に示す。このように、短絡発生から開始するブランキング期間中およびブランキング期間終了時にオーバーシュートが発生することはなく、ハイサイドパワートランジスタ401が破壊されることはない。   An example of operation waveforms when OUT-VSS is short-circuited is shown in FIG. Thus, overshoot does not occur during the blanking period starting from the occurrence of the short circuit and at the end of the blanking period, and the high-side power transistor 401 is not destroyed.

次に、IN端子がVSSでOUT端子が短絡状態でないときには、Dラッチ600のCLK端子はVDDで信号通過状態にある。よって、ハイサイドPMOSトランジスタ305がオフ状態、ハイサイドNMOSトランジスタ306がオン状態、ローサイドPMOSトランジスタ315がオン状態、ローサイドNMOSトランジスタ316がオフ状態となる。その結果、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフ状態、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオン状態となる。このとき、短絡検出回路500のハイサイドスイッチ501がオフ状態、ローサイドスイッチ502がオン状態である。   Next, when the IN terminal is VSS and the OUT terminal is not in a short circuit state, the CLK terminal of the D latch 600 is in a signal passing state at VDD. Therefore, the high-side PMOS transistor 305 is turned off, the high-side NMOS transistor 306 is turned on, the low-side PMOS transistor 315 is turned on, and the low-side NMOS transistor 316 is turned off. As a result, the high side NMOS power transistor 401 is turned off and the low side NMOS power transistor 402 is turned on. At this time, the high-side switch 501 of the short-circuit detection circuit 500 is off and the low-side switch 502 is on.

もし、この状態でVDDO−OUT端子間が短絡すると、ローサイドNMOSパワートランジスタ402に短絡電流が流れることによって、ローサイドNMOSパワートランジスタ402のドレイン・ソース間に電位差が発生する。この電位差はローサイドコンパレータ506によって、ローサイド基準電圧源504の電圧VLREFと比較され、前記電位差が電圧VLREFよりも大きくなった場合に、ローサイドコンパレータ506の出力がVDDOになる。すると、ローサイドレベルシフト回路508によって、VDDOがVDDに変換されてノードLDCTに出力される(「短絡第1検出信号」)。このVDDがNOR回路513に入力されると、そのNOR回路513の出力はVSSとなり、前記Dラッチ600のCLK端子はVSSとなる。するとDラッチ600はCLK端子がVDDからVSSに切り替わる直前の信号を保持して出力を固定する。   If the VDDO-OUT terminal is short-circuited in this state, a short-circuit current flows through the low-side NMOS power transistor 402, thereby generating a potential difference between the drain and source of the low-side NMOS power transistor 402. This potential difference is compared with the voltage VLREF of the low-side reference voltage source 504 by the low-side comparator 506, and when the potential difference becomes larger than the voltage VLREF, the output of the low-side comparator 506 becomes VDDO. Then, the low-side level shift circuit 508 converts VDDO to VDD and outputs it to the node LDCT (“short circuit first detection signal”). When this VDD is input to the NOR circuit 513, the output of the NOR circuit 513 becomes VSS, and the CLK terminal of the D latch 600 becomes VSS. Then, the D latch 600 holds the signal immediately before the CLK terminal is switched from VDD to VSS and fixes the output.

その結果、前記ブランキング期間中にIN端子の信号がVSSからVDDに変化しても、トランジスタ305,306,315,316のオン/オフ状態は変化しないため、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフされることはない。また、ブランキング期間が経過すると、ノードLBLKOがVDD(「短絡第2検出信号」)となり、OCP端子がVDDとなる。その結果、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力がハイインピーダンスになり、ローサイドプルダウン抵抗R2によって、ローサイドNMOSトランジスタ402が徐々にオフ状態になる。   As a result, even if the signal at the IN terminal changes from VSS to VDD during the blanking period, the on / off states of the transistors 305, 306, 315, and 316 do not change, so the low-side NMOS power transistor 402 is turned off. There is nothing. When the blanking period elapses, the node LBLKO becomes VDD (“short-circuited second detection signal”), and the OCP terminal becomes VDD. As a result, the outputs of the high-side pre-driver 300H and the low-side pre-driver 300L become high impedance, and the low-side NMOS transistor 402 is gradually turned off by the low-side pull-down resistor R2.

VDDO−OUT間短絡時の動作波形例を図3に示す。このように、短絡発生から開始するブランキング期間中およびブランキング期間終了時にオーバーシュートが発生することはなく、ローサイドパワートランジスタ402が破壊されることはない。   FIG. 3 shows an example of operation waveforms when VDDO-OUT is short-circuited. Thus, overshoot does not occur during the blanking period starting from the occurrence of the short circuit and at the end of the blanking period, and the low-side power transistor 402 is not destroyed.

<第2の実施例>
図4は本発明の第2の実施例のスイッチング駆動回路の構成を示す回路図である。本スイッチング駆動回路は、入力信号保持部600Aを、コントロールロジック部100とレベルシフト部200の間に挿入した点が図1で説明した実施例のスイッチング駆動回路と異なる。入力信号保持部600Aは、OR回路103の出力側とレベルシフト回路201の入力側との間に挿入されたDラッチ601、AND回路105の出力側とレベルシフト回路202の入力側との間に挿入されたDラッチ602、OR回路104の出力側とレベルシフト回路203の入力側との間に挿入されたDラッチ603、AND回路106の出力側とレベルシフト回路204の入力側との間に挿入されたDラッチ604により構成されている。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a switching drive circuit according to a second embodiment of the present invention. This switching drive circuit is different from the switching drive circuit of the embodiment described with reference to FIG. 1 in that an input signal holding unit 600A is inserted between the control logic unit 100 and the level shift unit 200. The input signal holding unit 600A includes a D latch 601 inserted between the output side of the OR circuit 103 and the input side of the level shift circuit 201, and between the output side of the AND circuit 105 and the input side of the level shift circuit 202. The inserted D latch 602, between the output side of the OR circuit 104 and the input side of the level shift circuit 203, and between the output side of the AND circuit 106 and the input side of the level shift circuit 204. The D latch 604 is inserted.

IN端子がVDDでOUT端子が短絡状態でないときには、Dラッチ601〜604のCLK端子はVDDで信号通過状態にある。よって、図1のスイッチング駆動回路と同様に、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオン状態、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフ状態となる。このとき、短絡検出回路500のハイサイドスイッチ501がオン状態、ローサイドスイッチ502がオフ状態である。   When the IN terminal is VDD and the OUT terminal is not short-circuited, the CLK terminals of the D latches 601 to 604 are in the signal passing state at VDD. Therefore, similarly to the switching drive circuit of FIG. 1, the high-side NMOS power transistor 401 is turned on and the low-side NMOS power transistor 402 is turned off. At this time, the high-side switch 501 of the short-circuit detection circuit 500 is in an on state and the low-side switch 502 is in an off state.

もし、この状態でOUT−VSS端子間が短絡すると、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401に短絡電流が流れることによって、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401のドレイン・ソース間に電位差が発生する。この電位差はハイサイドコンパレータ505によって、ハイサイド基準電圧源503の電圧VHREFと比較され、前記電位差が電圧VHREFよりも大きくなった場合は、ハイサイドコンパレータ505の出力がVDDOになり、ハイサイドレベルシフト回路507によって、VDDOがVDDに変換されて、ノードHDCTに出力される(「短絡第1検出信号」)。そして、NOR回路513の出力がVSSとなり、Dラッチ601〜604のCLK端子がVSSとなり、Dラッチ601〜604はCLK端子がVDDからVSSに切り替わる直前の信号を保持して出力を固定する。   If the OUT-VSS terminal is short-circuited in this state, a short-circuit current flows through the high-side NMOS power transistor 401, thereby generating a potential difference between the drain and source of the high-side NMOS power transistor 401. This potential difference is compared with the voltage VHREF of the high-side reference voltage source 503 by the high-side comparator 505. If the potential difference becomes larger than the voltage VHREF, the output of the high-side comparator 505 becomes VDDO, and the high-side level shift is performed. The circuit 507 converts VDDO to VDD and outputs it to the node HDCT (“short-circuit first detection signal”). Then, the output of the NOR circuit 513 becomes VSS, the CLK terminals of the D latches 601 to 604 become VSS, and the D latches 601 to 604 hold the signal immediately before the CLK terminal is switched from VDD to VSS and fix the output.

その結果、前記ブランキング期間中にIN端子の信号がVDDからVSSに変化しても、トランジスタ305,306,315,316のオン/オフ状態は変化せず、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフされることはない。また、ブランキング期間が経過すると、HBLKOがVDD(「短絡第2検出信号」)となり、OCP端子がVDDとなる。その結果、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力がハイインピーダンスになり、ハイサイドプルダウン抵抗R1によって、ハイサイドNMOSトランジスタ401が徐々にオフ状態になる。OUT−VSS間短絡時の動作波形例を図5に示す。   As a result, even if the signal at the IN terminal changes from VDD to VSS during the blanking period, the on / off states of the transistors 305, 306, 315, and 316 do not change, and the high-side NMOS power transistor 401 is turned off. Never happen. When the blanking period elapses, HBLKO becomes VDD (“short circuit second detection signal”), and the OCP terminal becomes VDD. As a result, the outputs of the high-side pre-driver 300H and the low-side pre-driver 300L become high impedance, and the high-side NMOS transistor 401 is gradually turned off by the high-side pull-down resistor R1. An example of operation waveforms when OUT-VSS is short-circuited is shown in FIG.

次に、IN端子がVSSでOUT端子が短絡状態でないときには、Dラッチ601〜604のCLK端子はVDDで信号通過状態にある。よって、図1のスイッチング駆動回路と同様に、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401がオフ状態、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオン状態となる。このとき、短絡検出回路500のハイサイドスイッチ501がオフ状態、ローサイドスイッチ502がオンフ状態である。   Next, when the IN terminal is VSS and the OUT terminal is not in a short circuit state, the CLK terminals of the D latches 601 to 604 are in a signal passing state at VDD. Therefore, similarly to the switching drive circuit of FIG. 1, the high-side NMOS power transistor 401 is turned off and the low-side NMOS power transistor 402 is turned on. At this time, the high-side switch 501 of the short-circuit detection circuit 500 is in an off state and the low-side switch 502 is in an on state.

もし、この状態でVDDO−OUT端子間が短絡すると、ローサイドNMOSパワートランジスタ402に短絡電流が流れることによって、ローサイドNMOSパワートランジスタ402のドレイン・ソース間に電位差が発生する。この電位差はローサイドコンパレータ506によって、ローサイド基準電圧源504の電圧VLREFと比較され、前記電位差が電圧VLREFよりも大きくなった場合は、ローサイドコンパレータ506の出力がVDDOになり、ローサイドレベルシフト回路508によってVDDOがVDDに変換されて、ノードLDCTに出力される(「短絡第1検出信号」)。そして、NOR回路513の出力がVSSとなり、Dラッチ601〜604のCLK端子がVSSとなり、Dラッチ601〜604はCLK端子がVDDからVSSに切り替わる直前の信号を保持して出力を固定する。   If the VDDO-OUT terminal is short-circuited in this state, a short-circuit current flows through the low-side NMOS power transistor 402, thereby generating a potential difference between the drain and source of the low-side NMOS power transistor 402. This potential difference is compared with the voltage VLREF of the low-side reference voltage source 504 by the low-side comparator 506. When the potential difference becomes larger than the voltage VLREF, the output of the low-side comparator 506 becomes VDDO, and the low-side level shift circuit 508 outputs VDDO. Is converted to VDD and output to the node LDCT (“short-circuit first detection signal”). Then, the output of the NOR circuit 513 becomes VSS, the CLK terminals of the D latches 601 to 604 become VSS, and the D latches 601 to 604 hold the signal immediately before the CLK terminal is switched from VDD to VSS and fix the output.

その結果、前記ブランキング期間中にIN端子の信号がVSSからVDDに変化しても、トランジスタ305,306,315,316のオン/オフ状態は変化せず、ローサイドNMOSパワートランジスタ402がオフされることはない。また、ブランキング期間が経過すると、ノードLBLKOがVDD(「短絡第2検出信号」)となり、OCP端子がVDDとなる。その結果、ハイサイドプリドライバ300Hおよびローサイドプリドライバ300Lの出力がハイインピーダンスになり、ローサイドプルダウン抵抗R2によって、ローサイドNMOSトランジスタ402が徐々にオフ状態になる。VDDO−OUT間短絡時の動作波形例を図6に示す。   As a result, even if the signal at the IN terminal changes from VSS to VDD during the blanking period, the on / off states of the transistors 305, 306, 315, and 316 do not change, and the low-side NMOS power transistor 402 is turned off. There is nothing. When the blanking period elapses, the node LBLKO becomes VDD (“short-circuited second detection signal”), and the OCP terminal becomes VDD. As a result, the outputs of the high-side pre-driver 300H and the low-side pre-driver 300L become high impedance, and the low-side NMOS transistor 402 is gradually turned off by the low-side pull-down resistor R2. FIG. 6 shows an example of operation waveforms when VDDO-OUT is short-circuited.

<その他の実施例>
なお、図1および図4のスイッチング駆動回路において、ハイサイドプルダウン抵抗R1は、図22で説明したスイッチング駆動回路のハイサイドプルダウン抵抗R7とハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701(スイッチング素子)の直列回路に置き換え、ローサイドプルダウン抵抗R2は、図22で説明したスイッチング駆動回路のローサイドプルダウン抵抗R8とローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702(スイッチング素子)の直列回路に置き換えることができる。ハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701およびローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702は、OCP端子がVDDになったときにオン状態となる。また、ハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ701およびローサイドプルダウンNMOSトランジスタ702のオン抵抗をハイサイドプルダウン抵抗R1、ローサイドプルダウン抵抗R2と同様な抵抗値に設定すれば、ハイサイドプルダウン抵抗R7、ローサイドプルダウン抵抗R8を省略することもできる。更に、ハイサイドNMOSパワートランジスタ401は、NMOSトランジスタに限られず、PMOSトランジスタに置き換えることもできる。
<Other examples>
1 and 4, the high-side pull-down resistor R1 is replaced with a series circuit of the high-side pull-down resistor R7 and the high-side pull-down NMOS transistor 701 (switching element) of the switching drive circuit described in FIG. The low-side pull-down resistor R2 can be replaced with the series circuit of the low-side pull-down resistor R8 and the low-side pull-down NMOS transistor 702 (switching element) of the switching drive circuit described in FIG. The high-side pull-down NMOS transistor 701 and the low-side pull-down NMOS transistor 702 are turned on when the OCP terminal becomes VDD. Further, if the on-resistances of the high-side pull-down NMOS transistor 701 and the low-side pull-down NMOS transistor 702 are set to the same resistance values as the high-side pull-down resistor R1 and the low-side pull-down resistor R2, the high-side pull-down resistor R7 and the low-side pull-down resistor R8 are omitted. You can also Furthermore, the high-side NMOS power transistor 401 is not limited to an NMOS transistor, and can be replaced with a PMOS transistor.

本発明の第1の実施例のスイッチング駆動回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching drive circuit according to a first exemplary embodiment of the present invention. 図1のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 1. 図1のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 1. 本発明の第2の実施例のスイッチング駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching drive circuit of the 2nd Example of this invention. 図4のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 4. 図4のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 4. 従来のスイッチング駆動回路の基本構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the basic composition of the conventional switching drive circuit. 図7のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 8 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 7. 短絡検出回路を備えた従来のスイッチング駆動回路の基本構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the basic composition of the conventional switching drive circuit provided with the short circuit detection circuit. 図9のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 9. 図9のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 9. 図9のスイッチング駆動回路のリンギングによる影響の説明のための動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram for explaining the influence of ringing in the switching drive circuit of FIG. 9. 図9のスイッチング駆動回路のリンギングによる誤動作の説明のための動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram for explaining a malfunction due to ringing of the switching drive circuit of FIG. 9. リンギング対策を施した従来のスイッチング駆動回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching drive circuit which took the countermeasure against ringing. 図14のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 15 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 14. 図14のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 15 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 14. 寄生インダクタンス成分を有する従来のスイッチング駆動回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching drive circuit which has a parasitic inductance component. 図17のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 18 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 17. 短絡検出回路によってパワートランジスタがオフ状態にされるときのパワートランジスタ破壊の第1の対策を施した従来のスイッチング駆動回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching drive circuit which gave the 1st countermeasure of the power transistor destruction when a power transistor is made into an OFF state by a short circuit detection circuit. 短絡検出回路によってパワートランジスタがオフ状態にされるときのパワートランジスタ破壊の第2の対策を施した従来のスイッチング駆動回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching drive circuit which gave the 2nd countermeasure of the power transistor destruction when a power transistor is made into an OFF state by a short circuit detection circuit. 図20のスイッチング駆動回路の動作波形図である。FIG. 21 is an operation waveform diagram of the switching drive circuit of FIG. 20. 短絡検出回路によってパワートランジスタがオフ状態にされたことによるパワートランジスタ破壊の第2の対策を施した従来の別の例のスイッチング駆動回路の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of another conventional switching drive circuit in which a second countermeasure against power transistor destruction due to the power transistor being turned off by the short circuit detection circuit is taken. ブランキング期間中に入力信号が変化したことによるパワートランジスタ破壊の説明のためのスイッチング駆動回路の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the switching drive circuit for description of a power transistor destruction by the input signal changing during a blanking period.

符号の説明Explanation of symbols

100,100A,100B:コントロールロジック部、101,102:インバータ、103,104:OR回路、105,106:AND回路、111:インバータ、121:インバータ、122:AND回路、123:NOR回路
200,200A,200B:レベルシフト部、201〜205、211,212:レベルシフト回路
300,300A:プリドライバ部、300H,321:ハイサイドプリドライバ、300L,322:ローサイドプリドライバ、301〜304,311〜314:インバータ、305,315:PMOSトランジスタ、306,316:NMOSトランジスタ
400:パワートランジスタ部、401:ハイサイドNMOSパワートランジスタ、402:ローサイドNMOSパワートランジスタ
500:短絡検出回路、501:ハイサイドスイッチ、502:ローサイドスイッチ、503:ハイサイド基準電圧源、504:ローサイド基準電圧源、505:ハイサイドコンパレータ、506:ローサイドコンパレータ、507:ハイサイドレベルシフト回路、508:ローサイドレベルシフト回路、509:OR回路、510:Dフリップフロップ、511:ハイサイドブランキング回路、512:ローサイドブランキング回路、513:NOR回路
600:入力信号保持部(Dラッチ)、600A:入力信号保持部、601〜604:Dラッチ
701:ハイサイドプルダウンNMOSトランジスタ、702:ローサイドプルダウンNMOSトランジスタ
100, 100A, 100B: control logic unit, 101, 102: inverter, 103, 104: OR circuit, 105, 106: AND circuit, 111: inverter, 121: inverter, 122: AND circuit, 123: NOR circuit 200, 200A , 200B: level shift unit, 201-205, 211, 212: level shift circuit 300, 300A: pre-driver unit, 300H, 321: high-side pre-driver, 300L, 322: low-side pre-driver, 301-304, 311-314 : Inverter, 305, 315: PMOS transistor, 306, 316: NMOS transistor 400: power transistor section, 401: high side NMOS power transistor, 402: low side NMOS power transistor 50 0: Short circuit detection circuit, 501: High side switch, 502: Low side switch, 503: High side reference voltage source, 504: Low side reference voltage source, 505: High side comparator, 506: Low side comparator, 507: High side level shift circuit 508: Low side level shift circuit, 509: OR circuit, 510: D flip-flop, 511: High side blanking circuit, 512: Low side blanking circuit, 513: NOR circuit 600: Input signal holding unit (D latch), 600A: Input signal holding unit, 601 to 604: D latch 701: High side pull-down NMOS transistor, 702: Low side pull-down NMOS transistor

Claims (5)

出力端子に片端が共通接続されたハイサイドパワートランジスタおよびローサイドパワートランジスタと、
入力信号のハイ/ローに応じて前記ハイサイドパワートランジスタをオン/オフさせるハイサイドプリドライバと、
前記入力信号のハイ/ローに応じて前記ローサイドパワートランジスタをオフ/オンさせるローサイドプリドライバと、
前記ハイサイドパワートランジスタ又は前記ローサイドパワートランジスタの短絡を検出すると、短絡第1検出信号を出力すると共に、該短絡第1検出信号が予め設定したブランキング期間中維持されると、短絡第2検出信号を出力する短絡検出回路と、
該短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力すると、前記入力信号のオン/オフに拘わらず前記ハイサイドプリドライバおよび前記ローサイドプリドライバの出力をハイインピーダンスに制御するコントロールロジック部と、
前記ハイサイドパワートランジスタがオンしているとき前記ハイサイドプリドライバの出力がハイインピーダンスになると前記ハイサイドパワートランジスタを徐々にオフさせる第1のパワートランジスタオフ手段、および前記ローサイドパワートランジスタがオンしているとき前記ローサイドプリドライバの出力がハイインピーダンスになると前記ローサイドパワートランジスタを徐々にオフさせる第2のパワートランジスタオフ手段と、
前記短絡検出回路が前記短絡第1検出信号を出力すると、前記入力信号を通過状態から保持状態に切り替える入力信号保持部と、
を備えることを特徴とするスイッチング駆動回路。
A high-side power transistor and a low-side power transistor, one end of which is commonly connected to the output terminal;
A high-side pre-driver that turns on / off the high-side power transistor in response to high / low of an input signal;
A low-side pre-driver that turns off / on the low-side power transistor according to high / low of the input signal;
When a short circuit of the high side power transistor or the low side power transistor is detected, a short circuit first detection signal is output, and when the short circuit first detection signal is maintained during a preset blanking period, a short circuit second detection signal is output. A short-circuit detection circuit that outputs
When the short-circuit detection circuit outputs the second short-circuit detection signal, a control logic unit that controls the outputs of the high-side predriver and the low-side predriver to high impedance regardless of whether the input signal is on or off;
When the output of the high-side pre-driver becomes high impedance when the high-side power transistor is on, first power transistor off means for gradually turning off the high-side power transistor, and the low-side power transistor is turned on Second power transistor off means for gradually turning off the low side power transistor when the output of the low side pre-driver becomes high impedance when
When the short circuit detection circuit outputs the first short detection signal, an input signal holding unit that switches the input signal from a passing state to a holding state;
A switching drive circuit comprising:
請求項1に記載のスイッチング駆動回路において、
前記入力信号保持部が、前記入力信号の入力端子と前記コントロールロジック部との間に接続されたDラッチでなることを特徴とするスイッチング駆動回路。
The switching drive circuit according to claim 1,
The switching drive circuit, wherein the input signal holding unit is a D latch connected between an input terminal of the input signal and the control logic unit.
請求項1に記載のスイッチング駆動回路において、
前記入力信号保持部が、前記入力信号の入力端子と前記ハイサイドプリドライバの入力側および前記ローサイドプリドライバの入力側との間に個々に接続されたDラッチでなることを特徴とするスイッチング駆動回路。
The switching drive circuit according to claim 1,
The switching drive, wherein the input signal holding unit is a D latch individually connected between an input terminal of the input signal and an input side of the high-side pre-driver and an input side of the low-side pre-driver. circuit.
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のスイッチング駆動回路において、
前記ハイサイドプリドライバが、前記入力信号のハイ/ローに応じてオン/オフする第1のPMOSトランジスタと、前記入力信号のハイ/ローに応じてオフ/オンする第1のNMOSトランジスタとを備え、
前記ローサイドプリドライバが、前記入力信号のハイ/ローに応じてオフ/オンする第2のPMOSトランジスタと、前記入力信号のハイ/ローに応じてオン/オフする第2のNMOSトランジスタとを備え、
前記ハイサイドパワートランジスタが、ゲートが前記第1のPMOSトランジスタと前記第1のNMOSトランジスタのドレインに共通接続されたハイサイドNMOSパワートランジスタからなり、
前記ローサイドパワートランジスタが、ゲートが前記第2のPMOSトランジスタと前記第2のNMOSトランジスタのドレインに共通接続されたローサイドNMOSパワートランジスタからなり、
前記第1のパワートランジスタオフ手段が、前記ハイサイドNMOSパワートランジスタのゲートとソース間に接続された第1の抵抗からなり、
前記第2のパワートランジスタオフ手段が、前記ローサイドNMOSパワートランジスタのゲートとソース間に接続された第2の抵抗からなる、
ことを特徴とするスイッチング駆動回路。
The switching drive circuit according to any one of claims 1 to 3,
The high-side pre-driver includes a first PMOS transistor that is turned on / off in response to high / low of the input signal, and a first NMOS transistor that is turned off / on in response to high / low of the input signal. ,
The low-side pre-driver includes a second PMOS transistor that is turned on / off in response to high / low of the input signal, and a second NMOS transistor that is turned on / off in response to high / low of the input signal,
The high-side power transistor comprises a high-side NMOS power transistor having a gate commonly connected to the drains of the first PMOS transistor and the first NMOS transistor;
The low-side power transistor comprises a low-side NMOS power transistor whose gate is commonly connected to the drains of the second PMOS transistor and the second NMOS transistor;
The first power transistor off means comprises a first resistor connected between the gate and source of the high side NMOS power transistor;
The second power transistor off means comprises a second resistor connected between the gate and source of the low side NMOS power transistor;
A switching drive circuit characterized by that.
請求項4に記載のスイッチング駆動回路において、
前記第1の抵抗を、第3の抵抗と前記短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力するとオンする第1のスイッチング素子との直列回路、又は前記第3の抵抗に相当する内部抵抗を有する第2のスイッチング素子に置き換え、
前記第2の抵抗を、第4の抵抗と前記短絡検出回路が前記短絡第2検出信号を出力するとオンする第3のスイッチング素子との直列回路、又は前記第4の抵抗に相当する内部抵抗を有する第4のスイッチング素子に置き換えた、
ことを特徴とするスイッチング駆動回路。
The switching drive circuit according to claim 4,
The first resistor is a series circuit of a third resistor and a first switching element that is turned on when the short-circuit detection circuit outputs the short-circuit second detection signal, or an internal resistance corresponding to the third resistor. Replacing the second switching element with
The second resistor is a series circuit of a fourth resistor and a third switching element that is turned on when the short-circuit detection circuit outputs the short-circuit second detection signal, or an internal resistor corresponding to the fourth resistor. Replaced with a fourth switching element having
A switching drive circuit characterized by that.
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JP5307660B2 (en) * 2009-07-30 2013-10-02 新日本無線株式会社 Short circuit protection circuit for switching drive circuit
JP2012200083A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Toshiba Corp Switching circuit and dc-dc converter
JP6346207B2 (en) * 2016-01-28 2018-06-20 国立大学法人 東京大学 Gate drive device
CN207039558U (en) * 2017-06-28 2018-02-23 罗伯特·博世有限公司 Pre-driver

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06276072A (en) * 1993-03-18 1994-09-30 Toyota Autom Loom Works Ltd Driving control circuit for semiconductor switch
JPH09172358A (en) * 1995-12-21 1997-06-30 Toshiba Corp High dielectric strength power integrated circuit
JP4315125B2 (en) * 2005-05-11 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 Voltage-driven semiconductor device driving apparatus
JP2007006048A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device for power

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