JP6496471B2 - 負荷駆動制御装置 - Google Patents
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Description
一般に、EMC(ElectroMagnetic Compatibility)技術として、以下の電圧波形と周波数スペクトルの関係が知られている。(例えば、非特許文献1)
図4(a)に示す周期T、パルス幅Pw、立上り時間tr、立下り時間tf、振幅Aの台形波の繰り返し波形からなる電圧波形において、tr=tfとしたとき、図4(b)のような基本周波数1/Tの高調波スペクトルが作る包絡線となる。
入力信号INHのオンに対応して、電流源制御手段3を用いて、信号S1によりオンオフが制御される電流源I1をオンし、信号S2によりオンオフが制御される電流源I2をオフし、ハイサイドドライバ用NMOSトランジスタ7のゲート容量を充電し、ゲート―ソース間電圧を上げ、ハイサイドドライバ用NMOSトランジスタ7の閾値電圧を上回ることで、ドライバ用NMOSトランジスタ7をオンする。
HGATE電圧=VB−VonH+Vthn=VB−IH×RonH+Vthn>VB
となる。よって、HGATE電圧はVB電圧以上であることが必要である。HGATE電圧を出力するプリドライバ4に供給されるVCP電圧もVB電圧より高電位であることが必要である。
HGATE電圧=OUT端子電圧=−VOFF
としてもよい。この場合、プリドライバ4の基準電位はOUT端子と同電位が望ましい。但し、図1においては、プリドライバ4の基準電位はGNDとしている。
LGATE電圧=OUT端子電圧=VB+VOFF>VB
であることが好ましい。この場合、図9において、プリドライバ4の電源電位はVB電位以上であることが必要となり、VCPとする。
周期をTとしたとき
PdH=IH×(VB+VOFF)/2×(dt/T)×2
となる。ここで、ハイサイドドライバ用NMOSトランジスタ7の駆動電流をIH、負荷2のフライバック電圧が発生した場合のダイオード8による順方向電圧降下分をVOFFとする。負荷2において、フライバック電圧が発生しない場合はVOFF=0Vである。dtをハイサイドドライバ用NMOSトランジスタ7のオフからオンまたはオンからオフしたときの、OUT電圧の立上りまたは立下り時間とする。
となる。これより、
PdH=(IH×(VB+VOFF)^2)/T×(C/I)
となる。
2 負荷
3,3L 電流源制御手段
4 プリドライバ
5 容量
6a〜6c 定電流源
7 ハイサイドドライバ用トランジスタ
8 ダイオード
9a〜9d スイッチ
10 ローサイドドライバ用トランジスタ
11 温度モニタ手段
12 電流量制御信号生成手段
13 ドライバ
100 集積回路
INH,INL 入力信号
S1〜S2 制御信号
I1〜I3 電流源
ICON 電流量制御信号
TEMP 温度情報信号
Claims (15)
- 負荷を駆動するドライバ用トランジスタと、
前記ドライバ用トランジスタのオンオフ制御端子を介して駆動するプリドライバと、
前記プリドライバの入力側と接続した容量と、
第1の信号によりオンオフが制御されかつ前記容量を充電する電流を発生させる第1の電流源と、
第2の信号によりオンオフが制御されかつ前記容量を放電する電流を発生させる第2の電流源と、を備え、
前記容量を充電または放電することによって前記プリドライバの出力電圧を変化させ、
前記第1の電流源と前記第2の電流源それぞれの電流量は、前記ドライバ用トランジスタの温度情報をヒステリシスを持つ閾値と比較することで生成される第3の信号によって可変され、
前記プリドライバの前記出力電圧によって前記ドライバ用トランジスタをオンオフさせることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタが高圧電源側に接続されて前記負荷を駆動するハイサイドドライバ用ランジスタであることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタがGND側に接続されて前記負荷を駆動するローサイドドライバ用トランジスタであることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項1ないし3に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記プリドライバがN型及びP型トランジスタによって構成されたソースフォロア回路またはオペアンプによって構成されたボルテージフォロア回路を有することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項1ないし4に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記第3の信号に基づいて前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量を変えることによって、前記負荷を駆動する電圧波形の立上り及び立下りの傾きを変えることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項1ないし5に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタに関する温度情報信号を取得する温度モニタ手段と、
前記温度情報信号に対応した前記第3の信号を出力する電流量制御信号生成手段と、を有することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項6に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記温度モニタ手段は、前記ドライバ用トランジスタを実装するための絶縁基板上に配置されることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項6または7に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタが複数設けられ、
複数の前記ドライバ用トランジスタ及び前記温度モニタ手段は、同一の集積回路上に集積され、
前記電流量制御信号生成手段が出力する前記第3の信号は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられた前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量を可変することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項6ないし7に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタが複数設けられ、
前記温度モニタ手段は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられ、
複数の前記ドライバ用トランジスタ及び複数の前記温度モニタ手段は、同一の集積回路上に集積され、
前記電流量制御信号生成手段は、複数の前記温度モニタ手段に対応した複数の前記第3の信号を出力し、
複数の前記第3の信号は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられた前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量をそれぞれ可変することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 負荷を駆動するドライバ用トランジスタと、
前記ドライバ用トランジスタのオンオフ制御端子の容量を、第1の信号によりオンオフが制御することにより充電するための電流を発生させる第1の電流源と、
前記ドライバ用トランジスタのオンオフ制御端子の容量を、第2の信号によりオンオフが制御することにより放電するための電流を発生させる第2の電流源と、
前記ドライバ用トランジスタのオンオフ制御端子の容量を充電または放電することによって前記ドライバ用トランジスタをオンオフさせ、
前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量は、前記ドライバ用トランジスタの温度情報をヒステリシスを持つ閾値と比較することで生成される第3の信号によって可変され、
前記第3の信号に基づいて前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量を変えることによって、前記負荷を駆動する電圧波形の立上りと立下りの傾きを変えることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項10に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタに関する温度情報信号を取得する温度モニタ手段と、
前記温度情報信号に対応した前記第3の信号を出力する電流量制御信号生成手段と、を有することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項11に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記温度モニタ手段は、前記ドライバ用トランジスタを実装するための絶縁基板上に配置されることを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項11または12に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタが複数設けられ、
複数の前記ドライバ用トランジスタ及び前記温度モニタ手段は、同一の集積回路上に集積され、
前記電流量制御信号生成手段が出力する前記第3の信号は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられた前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量を可変することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項11または12に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記ドライバ用トランジスタが複数設けられ、
前記温度モニタ手段は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられ、
複数の前記ドライバ用トランジスタ及び複数の前記温度モニタ手段は、同一の集積回路上に集積され、
前記電流量制御信号生成手段は、複数の前記温度モニタ手段に対応した複数の前記第3の信号を出力し、
複数の前記第3の信号は、複数の前記ドライバ用トランジスタに対応して複数設けられた前記第1の電流源及び前記第2の電流源の電流量をそれぞれ可変することを特徴とする負荷駆動制御装置。 - 請求項9または14に記載のいずれかの負荷駆動制御装置であって、
前記集積回路上には、複数の前記ドライバ用トランジスタ毎に対応して設けられた前記温度モニタ手段とは別に、前記電流量制御信号生成手段に対して温度情報信号を出力する前記温度モニタ手段がさらに備えられることを特徴とする負荷駆動制御装置。
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