JP5316628B2 - スイッチング素子の駆動回路 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態について図1〜図8を参照しながら説明する。
図1は、スイッチング素子の駆動回路例を示している。この図1に示すように、スイッチング素子M1は、例えばNチャネル型のMOSトランジスタを用いて構成され、誘導性負荷2と直列接続されている。誘導性負荷2には還流ダイオードDが並列接続されている。
図2(a)は、スイッチング素子とコイルの接続部分を含む要部を平面図で示している。また、図2(b)はディスクリートタイプのスイッチング素子構造を示している。また、図2(c)は、主電流通電基板に対する多層配線板の設置例を斜視図によって示している。
本実施形態では、多層配線板8の下面が主電流経路6上に搭載する搭載面とされているため、その多層配線板8の搭載面を平坦面にすることができる。したがって、主電流配線6(主電流通電基板4)は、その上面が平坦な設置面として形成されていれば、単に多層配線板8の搭載面を主電流配線6の上面に配置することで密着して設置できる。これにより、主電流配線6の周囲に設置スペースを多く必要としない。多層配線板8を主電流配線6(主電流通電基板4)上に配置できるため、コイルLに多くの磁束を鎖交させることができる。
図9は、第2実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、多層配線板内に互いに逆方向ループ状に巻回された部分コイルを複数直列接続して構成しているところにある。前述実施形態と同一または類似の機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
図9(a)〜図9(d)に示すように、接続端子11aおよび11bが、接続端子9aおよび9bにそれぞれ隣接して構成されており、これらの接続端子11aおよび11bは第1層8a〜第4層8dを貫通するスルーホールによって連接されている。
本実施形態においては、部分コイルL1と部分コイルL2とが直列接続して構成されている。また、部分コイルL1と部分コイルL2とが互いに逆方向に巻回して構成されているため、外乱ノイズに対する耐性を高めることができる。また、部分コイルL1が第1層8a−第3層8c間、部分コイルL2が第2層8b−第4層8d間にそれぞれ構成されているため、部分コイルL1−L2間の磁束鎖交領域をオーバーラップして設けることができ、外乱ノイズに対する耐性を高めることができる。
図10は、第3実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、配線7(制御端子接続配線パターン)と主電流配線6との間にスリットが設けられているところにある。前述実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明を行う。
図10に示すように、スリット12が、主電流配線6の電流経路の脇に位置して当該主電流配線6に沿って形成されている。このスリット12は、ソース電流Isが流れる主電流配線6と、配線7aおよび7bとの間に形成されている。このスリット12は、ソースリード端子Lesの接続用のランドLasと配線7aとの間にも形成される。これにより、ゲート電圧印加用配線7と主電流配線6との間の容量結合を抑制できる。
図11は、第4実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、コイルに生じる誘導起電圧をクランプするためのツェナーダイオードを設けたところにある。図11に示すように、コイルLの一端子Lt1および他端子Lt2間には、ツェナーダイオードD1およびD2が互いに逆方向に接続されている。すると、コイルLに誘導起電圧が過大に生じたときに当該過電圧を所定電圧でクランプできる。
図12は、第5実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、コイルと共に主電流配線が多層配線板に組み込まれた状態で構成されているところにある。
図13は、第6実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、コイルを主電流配線に埋め込んだところにある。
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
コイルLの巻数、コイル幅wは適宜変更しても良い。
ソース電流Is用の主電流配線6の上に多層配線板8を密着して搭載することで、ソース電流Isに応じた誘導起電圧をゲート印加電圧Vginに重畳させる実施形態を示したが、これに限られるものではなく、例えば、ドレイン電流Id用の主電流配線5の上に多層配線板8を密着して搭載し、ドレイン電流Idに応じた誘導起電圧をゲート印加電圧Vginに重畳させるようにしても良い。
Claims (10)
- 信号源から与えられるパルス信号に応じてオンオフ制御され主電流が流れるスイッチング素子と、
平坦面を備え前記スイッチング素子の主電流を通電する主電流配線と、
前記主電流配線に搭載する搭載面が平坦面に構成され、コイルが内部に配設された基板と、を備え、
前記基板内のコイルは、前記スイッチング素子の主電流に応じて生じる磁束と鎖交するように配設されると共に、前記信号源のパルス信号を入力して前記スイッチング素子の制御端子に与えるように電気的に接続されていることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記スイッチング素子の制御端子に電気的に接続されたゲート抵抗を備え、
前記基板内のコイルは、前記ゲート抵抗と直列接続されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記基板内のコイルは、その巻回端部間が前記主電流配線の配線幅以下の長さであり、当該主電流配線の配線幅内に設置されていることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 前記基板は多層配線板を備えて構成され、
前記基板内のコイルは、前記多層配線板の複数の各層に形成された配線パターンと当該各層の配線パターンをループ状に結合するビアとを組み合わせて形成されることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記基板内のコイルは、前記多層配線板内に互いに逆方向ループ状に巻回された部分コイルを複数直列接続して構成されることを特徴とする請求項4記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 前記多層配線板は、第1層、第2層、第3層および第4層を順に備え、
前記基板内のコイルは、前記多層配線板内の第1層と第3層にそれぞれ形成された配線パターンをビアによって構造的に接続した第1部分コイルと、前記第1部分コイルとは逆方向に巻回され前記多層配線板内の第2層と第4層にそれぞれ形成された配線パターンをビアによって構造的に接続した第2部分コイルとを備えたことを特徴とする請求項5記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記多層配線板は、前記コイルと共に前記主電流配線を組み込んで構成されることを特徴とする請求項4ないし6の何れかに記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 前記スイッチング素子の制御端子に接続すると共に前記主電流配線が形成された主電流通電基板と同一基板に形成された制御端子接続配線パターンを備え、
前記制御端子接続配線パターンと前記主電流配線との間にスリットが設けられていることを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記基板内のコイルに生じる誘導起電圧をクランプするツェナーダイオードを備えたことを特徴とする請求項1ないし8の何れかに記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 前記信号源を備えたことを特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載のスイッチング素子の駆動回路。
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