JPH02503862A

JPH02503862A - ２状態両方向単極双投ハーフブリッジパワースイッチング装置およびこのような電子パワースイッチング装置用のパワー供給手段

Info

Publication number: JPH02503862A
Application number: JP1503099A
Authority: JP
Inventors: エスツ，アール・エム・ジユニア
Original assignee: ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1990-11-08
Also published as: US4849651A; EP0360854A1; ES2010140A6; IL89121A0; WO1989008349A1; IL89121A; EP0360854B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】２状態両方回単極双投ハーフブリッジパワースイッチング装置およびこのような電子パワ一本発明は、０％乃至１００％の範囲のデユーティ係数にわたって高速、高電流のスイッチングができる２状態両方向単極双投ハーフブリッジパワースイッチング装置に関する。本発明はまた大きい共通モードのＡＣ電位を与えられた受信機に伝送されることができるＡＣ接地電位またはその近傍でＤＣ電圧を発生するこのようなスイッチ用のパワー供給手段に開電流結合パワースイッチ、光結合パワースイッチ、変圧結合パワースイッチおよび容量性結合パワースイッチのような既知のパワースイッチング装置は、０％乃至１００％よりも小さいデユーティサイクルの範囲に対する低いスイッチング速度および効率特性、死時間およびスイッチング信号の変化に対する実質上の応答時間遅延のようないくつかの欠点を有する。

発明の要約本発明は、トルクモータ用のハーフブリッジ駆動装置、サーボシステムにおいて使用される可逆ＤＣモータ用の完全なブリッジ駆動装置、３相モータ用の３重ハーフブリッジ駆動装置、ステッパーモータ用の２相完全ブリツジ駆動装置、無負荷で連続的なインダクタ導電を維持することができる直接結合バック変換器用のハーフブリッジ駆動装置、変圧器結合バック変換器用の完全ブリッジ駆動装置、高電圧パワー供給における出力変圧器用の完全ブリッジ駆動装置、可変周波数共振パワー変換器用のハーフブリッジ駆動装置、連続的パワー供給用の完全ブリッジ駆動装置、パワー変換器およびその他の電子モジニールのＺＡＰ／ＧＬ　ＩＴＣＨ検査のための高電力パルス発生器用のハーフブリッジ駆動装置、およびＡＭ送信器を変調するための高効率のオージオ増幅器用のハーフブリッジ駆動装置のような負荷用の高い効率のスイッチモード駆動を与える用に適合されたスイッチング装置を提供するものである。

これらのスイッチング装置は、単一導線のコネクタ手段がスイッチング信号用の信号源手段にそのスイッチング装置をインターフェイスし、前記第１のＦＥＴのゲートに接続されている第１のＮチャンネルＦＥＴと、第１のＦＥＴのドレインに接続されたゲートおよび第２のＦＥＴのゲート電圧および第１のＦＥＴのドレイン電圧が第２のＦＥＴをオンにするのに十分な高さに上昇することを可能にする手段を通じて前記第１のＦＥＴのドレインに接続されたソースを有する前記第２のＦＥＴと、０％乃至１００％の範囲におけるデユーティ係数を有するスイッチング信号に応答して前記第２のＦＥＴにオンおよびオフ信号を伝送する手段とを含む。

本発明はまた実質的に共通モードのないＡＣ電位が与えられ、実質的にそこに与えられる接地よりも上の共通モードのＡＣ電位を有するＤＣパワー受信手段、ＤＣソース手段、および連続的に前記受信手段にＤＣパワーを伝送するように適合されたＤＣソース手段に前記受信手段を接続する手段を含むパワー供給手段に関する。

図面の簡単な説明第１図は本発明のスイッチング装置の第１の実施例を示す。

第２図は本発明のスイッチング装置の第２の実施例を示す。

第３図は本発明のスイッチング装置の第３の実施例を示す。

第４図はサーボシステムにおけるトルクモータ用のハーフブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類のスイッチの使用を示す。

第５図はサーボシステムにおいて可逆ＤＣモータ用の完全ブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類の２つのスイッチの使用を示す。

第６図は３相モータの３つの各位相に対するハーフブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類の３つのスイッチの使用を示す。

第７図はステッパーモータ用の１対の完全ブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類の４つのスイッチの使用を示す。

第８図は無負荷で連続的なインダクタ導電を維持することができる直接結合バック変換器用のハーフブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類の６つのスイッチの使用を示す。

第９図は変圧器結合バック変換器用の完全ブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類の２つのスイッチの使用を示す。

第１０図は高電圧パワー供給において出力変圧器を駆動するための完全ブリッジＤＣ−ＤＣ変換器としての第１図、第２図または第３図に示された種類の２つのスイッチの使用を示す。

第１１図は可変周波数共振変換器用のハーフブリッジ駆動装置としての第１図、第２図または第３図に示された種類のスイッチの使用を示す。

第１２図は連続的パワー供給における高い効率の正弦波発生器としての第１図、第２図または第３図に示された種類の２つのスイッチの使用を示す。

第１３図はパワー変換器および別の電子モジュールのＺＡＰ／ＧＬＩＴＣＩ（検査のために入力パワーおよび短絡・接地信号を交互に供給する高いパワーパルス発生器としてとしての第１図、第２図または第３図に示されたスイッチング装置の実施例の使用を示す。

第１４図はＡＭ送信器を変調するための高いパワー、高い効率のオージオ増幅器における駆動素子としての第１図、第２図または第３図に示されたスイッチング装置の使用を示す。

好ましい実施例の説明第１図は本発明のスイッチング装置の第１の実施例を示す。

単一導線のコネクタ１０４は、バス１０２上でパルス幅変調器１０１から入力信号を受信するＦＥＴ駆動装置１０３の出力に結合される。単一導線のコネクタ１０４は抵抗１０６を通ってＦＥＴ１０９のゲート１０７に結合されている。ＦＥＴ１０９はまたドレイン１０８およびソース１１０を含む。ソース１１０はバス１１１を介して負の導体１１２およびバッテリイ１１３の負の端子に接続されている。単一導線の接続ノード１０５はまたバス１４８を介してダイオード１４５を通って反転ＰＥＴ駆動装置１４３に結合される。反転駆動装置１４３の出力は抵抗１４２を通ってＦ　Ｅ　Ｔ　１３３のゲート１３５に結合される。ＦＥＴ１３３はソース１３２およびドレイン１３４を含んでいる。ソース１３２はバス１４７およびダイオード１３８を通ってＦＥＴ１０９のドレインｌＯ８に接続されている。ゲート１３５はバス１３Ｂおよびダイオード１３７を通ってＦＥＴ１０９のドレイン１０８に接続されている。ＦＥＴ１３３のドレイン１３４は正の導体１２８を介してバッテリイ１２７の正の端子に結合される。バッテリイ１１３はダイオード１１４、バス１１５、ダイオード１２９およびバス１２ｇを通ってバッテリ“イ１２７に接続される。バス１１５は出力ノード１２６を含んでいる。出力バス１１６は結合インダクタ１２０の巻線１１８に直列に接続されている。巻線１１８はバス１４８を介してキャパシタ１２５に直列に結合されている。

キャパシタ１２５はバス１２３を通ってモータ１２４に結合されている。家庭用バッテリイ１２２は巻線１２１およびバス１３９を通してバス１４９上のパワーをキャパシタ１４０に伝送する。キャパシタ１４０からの家庭用パワーの復帰バスはバス１４１　、１３１　、１３０　、１１５　。

１１６、結合インダクタ１２０の巻線１１８およびバス１４８である。

動作において、ＦＥＴ１３３およびＦＥＴ１０９が信号源１０１からの対称的な方形波入力に応答して等しい期間中交互に導通する仮定上５０％のデユーティ係数によるスイッチングサイクルは、低レベル状態における供給された方形波により始まりＦＥＴ１３３を導通すると考えられることができる。この状態において、電流はバッテリイ１２７からＦＥＴ１３３、結合インダクタ１２０の巻線１１ｇおよびキャパシタ１２５を通ってバッテリイ１２７へ流れる。電流は結合インダクタ１２０のインダクタンスによって分割された結合インダクタ１２０を通る電圧に等しい速度で増加する。ノード１０５における低レベル状態は、抵抗１０８を介して伝播したためにゲート１０７にも存在する。

ダイオード１４５は逆バイアスされ、したがって低状態が抵抗１４４によって反転ＦＥＴ駆動装置１４３の入力に与えられることを可能にする。

キャパシタ１４０は、その端子上の大きい共通モードの方形波で機能しなければならないブートストラップされた反転ＦＥＴ駆動装置１４３の家庭用パワーのソースとして動作する。

寄生回路キャパシタンスの電磁波干渉およびその他の悪影響を最小にするために、家庭用パワーの浮遊電源であるバッテリイ１２２は、方形波ＡＣ電位が無視できる程度に小さく、結合インダクタ１２０を介してキャパシタ１４０に至る出力パス１４８に関して形成される。この電流バスはバッテリイ１２２から結合インダクタ１２０の巻線１２１１パス１３９、キャパシタ１４０、バス１４１．１３１．１３０．１１５．１１Ｂ　、結合インダクタ１２０の巻線１１８およびバス１４ｇを通ってバッテリイ１２２に戻る。結合インダクタ１２０の巻線１２１および１１８は同数の巻きを有しているので、家庭用電流によって発生される実質上の磁束および結合インダクタを横切る大きい方形波の結果生じる循環ＡＣ電流はない。バッテリイ１２２が１２ボルトを生成した場合、ブートストラップされた反転ＦＥＴ駆動装置１４３からの出力信号はソース１３２に関してＦＥＴ１３３のゲート１３５でほぼ１２ボルトを生成する。

バス１０２上の信号源１０１からＦＥＴ駆動装置１０３への入力方形波が状態を低から高に変化したとき、バス１０４上の出力信号は負の導体１１２に関してほぼ＋１２ボルトに上昇する。これはＦＥＴ１０９をオンにさせ、その結果はぼ＋４１ボルトから一３０ボルトにドレイン１０８上の電圧を降下させる。ドレイン１０８上の電圧が降下すると、ゲート１３５上の電圧はダイオード１３７およびバス１３６を通して低い方に引張られる。ダイオード１３８はＦＥＴ１３３がダイオード１３７を介してオフにされるまで逆バイアスされたままなので、ＦＥＴ１３３からＦＥＴ１０９への交差導通は発生しない。

この高から低への転移期間中に、電流はキャパシタ１４０からブートストラップされた反転ＦＥＴ駆動装置１４３、抵抗１４２、ダイオード１３７　、Ｆ　Ｅ　Ｔ１０９およびバッテリイ１１３を介してキャパシタ１４０へ瞬間的に流れる。

抵抗１４２は転移電流を制限し、ＦＥＴ１３３中の寄生振動を阻止する。しかしながら、キャパシタ１４０上の共通モード電圧は典型的に５Ｖ／ナノセカンドよりも大きい速度で急速に降下するため、この電流用の復帰バスは主に分布回路キャパシタンスを介している。

バス】４１上の出力が負の導体１１２の上のほぼ１０ボルトに降下したとき、ダイオード１４５は順方向にバイアスされ、電流はブートストラップされた反転ＦＥＴ駆動装置１４３の入力に流れてその入力を高レベルに上げる。インバータ１４３に対する入力でのこの高レベルは、ＦＥＴ１０９が導通しているときにキャパシタ１４０からＦＥＴ駆動装置１４３、抵抗１４２、ダイオード１３７　、ＦＥＴ１０９　、ダイオード１１４およびバス１１５．１３０．１３１および１４１を通ってキャパシタ１４０へ流れる維持された寄生電流の流れを阻止するためにその出力バス上に低信号を生成する。

ＦＥＴ１０９が導通し、ＦＥＴ１３３がオフにされることにより、電流は結合インダクタ１２０の端子１１９からキャパシタ】２５、バッテリイ１１３およびダイオード１１４を通って結合インダクタ１２０の端子１１７に流れる。結合インダクタ１２０がバッテリイ１１３にその蓄積されたエネルギを伝送するため、電流の大きさは減少する。

結合インダクタ１２０に蓄積されたエネルギがゼロに降下したとき、結合インダクタ１２０中の電流の流れは反転し、電流の流れはバッテリイ１１３からキャパシタ１２５、結合インダクタ１２０の巻線１１８、バス１１６．１１５．１３０および１３１、ダイ、ｔ　−ト１３ｓ　、Ｆ　Ｅ　Ｔ１０９を通ってバツテリイ１１３に戻る。この電流の大きさは、結合インダクタ１２０のインダクタンスによって決定された速度でゼロから直線的に増加し、電圧はインダクタ１２０の両端で降下する。この期間中にバツテリイ１１３からのエネルギは結合インダクタ１２０中に蓄積されていソース１０１からの入力方形波が高から低に状態を変化したとき、駆動装置１０３の出力もまた高から低に変化する。これはＦＥＴ１０９をオフにし、ダイオード１４５を介しでにブートストラップされた反転駆動装置１４３に対する入力を降下させ、出力を上昇させる。これはＦＥＴ１３３のゲート１３５上の電圧を上げてＦＥＴ１３３をオンにさせる。次にＦ　Ｅ　Ｔ　１３３のソース１３２上の出力電圧はほぼ＋３０ボルトに上昇する。ダイオード１３８はＦＥＴ１３３がオフされたときにだけ導通するのでこの転移に関して交差導通は発生せず、交差導通の発生は、電流はこれらの素子の両方を同時に通って流れなければならない。

ＦＥＴ１３３が導通し、ＦＥＴ１０９がオフにされることにより、電流は結合インダクタ１２０の端子１１７からダイオード１２９、バッテリイ１２７、キャパシタ１２５を通って端子１】９に戻る。この電流の大きさは、結合インダクタ１２０に蓄積された全てのエネルギがバッテリイエ２フ中にリサイクルされるまで直線的に減少する。その際、結合インダクタ１２０の巻線１１８中の電流は反転し、エネルギ蓄積状態が再び始まる。

本発明のほとんどの適用に対して、信号源１０１からの入力は可変的なデユーティ係数を有する方形波である。これはＦ　Ｅ　Ｔ　１３３およびＦＥＴ１０９の相対的な導通期間の制御をもたらす。ＦＥＴ１８３がＦＥＴ１０９よりも多くのサイクル部分に対して導通した場合、実質上止の電圧がモータ１２４に与えられて、出力トルクを生成させる。反対にＦＥＴ１０９がＦＥＴ１３３よりも多くのサイクル部分に対して導通した場合、負の出力電圧が生じてモータ１２４に反対方向に出力トルクを生成させる。

Ｆ　Ｅ　Ｔ　１３３がサイクルの５０％をかなり越える期間中オンにされるデユーティ係数が比較的大きい場合、前述の４状態サイクルが２状態のサイクルによって置換され、結合インダクタ１２０の巻線１１８中の電流は端子１１９から連続的に流れる。

ＦＥＴ１３３がオンにされたとき、電流はバッテリイ１２７からバス１２８　、Ｆ　ＥＴｉ３３　、バス１４７．１３０．１１５および１１Ｂ、結合インダクタ１２０、モータ１２４を通って流れてバッチリイ１２７に戻る。電流の大きさは増加する。Ｆ　Ｅ　Ｔ　１３３がオフにされたとき、電流は結合インダクタ１２０の端子１１９からモータ１２４、バッテリイエ工３、ダイオード１１４およびバス１１Ｂを通って結合インダクタ１２０に流れる。電流の大きさは減少するが、ＦＥＴ１３３が次にオンにされるまでは、減少してゼロになることはない。

この実施例はバス２０２を介してＦＥＴ駆動装置２０３に結合されたスイッチング信号源２０１を含む。ＦＥＴ駆動装置２０３からの出力バス２０Ｂは、抵抗２０７を介して単一導線のコネクタノード２６８に結合されている。ノード２６８はＦ　Ｅ　Ｔ２１１のゲート２０９に結合されている。ＦＥＴ２１１のドレイン２１０はバス２６９およびダイオード２３８を通ってＦＥＴ２３４のソース２３７に接続されている。ＦＥＴ２３４のゲート２３６はバス２７０、ダイオード２４１およびバス２６９を通ってＦＥＴ２１１のドレイン２】０に接続されている。バッテリイ２１５はその負の端子を通り負の導体２１４を介してＦＥＴ駆動装置２０３に接続されている。バッテリイ２１５はバス２１Ｂ　、ダイオード２１７、ダイオード２３３および正の導体２３２を通ってバッテリイ２３１の正の端子に接続されている。バッテリイ２３１の正の端子はまたバス２３２を通ってＦＥＴ２３４のドレイン２３５に接続されている。

バッテリイ２１５の負の端子は、バス２１４および２１３を通ってＦＥＴ２１１のソースに接続されている。

バッテリイ２０４は導体２１４およびバス２７４を通って負の結合インダクタ２５４の巻線２７１に接続されている。巻線２７１の端子２４９は抵抗２４７を通っ７ＦＥＴ２４Ｂのドレイン２４５に接続されている。ＦＥＴ２４Ｂのゲート２４３は抵抗２０８を通ってノード２６８に結合されている。ＦＥＴ２４６のソース２４４はバス２０５を通って負の導体２１４に接続されている。結合インダクタの巻線２７２は端子２５１を通ってトランジスタ２５６のベース２５５接続されている。トランジスタ２５６のコレクタ２５７はバス２４０を通って結合インダクタ２２１の巻線２２３に結合されている。次に巻線２３３は家庭用のパワーバッテリイ２２Ｂに接続されている。バス２４０はまたキャパシタ２５９に接続され、それはバス２７５を通ってＦＥＴ２６４のソース２６１に接続される。トランジスタ２５Ｂのコレクタ２５７はまたバス２４０を通って結合インダクタ２５４の巻線２７３に接続されている。インダクタ巻線２７３の端子２５３は抵抗２６５を通ってＦＥＴ２８４のドレイン２６３に接続されている。

動作において、ＦＥＴ２８４およびＦ　Ｅ　Ｔ２１１が信号源２０１からの対称的な方形波入力に応答して等しい期間中交互に導通する仮定上５０％のデユーティ係数によるスイッチングサイクルは、低状態のノード２８８およびＦＥＴ２３４の導通により始まると考えられることができる。この状態において、電流はバッテリイ２３１からＦＥＴ２３４、結合インダクタ２２１の巻線２７６およびキャパシタ２２８を通って流れてバッテリイ２３１へ戻る。電流は結合インダクタ巻線２７Ｂのインダクタンスよって決定された速度で増加し、その両端の電圧降下はバッテリイ２３１が３０ボルトなのでここでは３０ボルトである。

信号ａ！　２０１からの入力方形波電圧はこの期間中低く、ＦＥＴ駆動装置２０３の出力を降下させ、したがってゲート２４３および２０９上の低信号のためにＦＥＴ２４Ｂおよび２１１をオフに保持する。ＦＥＴ２４Ｂおよび２１１がオフにされると、ある電流はキャパシタ２５９から電流調整ダイオード２６７および抵抗２４２を通ってゲート２３６に流れて、ＦＥＴ２３４をオンに保持する。ＦＥＴ２１３４もまた抵抗２６６を通じてオン状態に保持されており、これは電流をキャパシタ２５９から結合インダクタ巻線２７３、抵抗２６５　、Ｆ　Ｅ　Ｔ２６４を通してバス２７５上でキャパシタ２５９に復帰させる。巻線２７３を通るこの電流の流れは、後で使用するために結合インダクタ２５４中にエネルギを蓄積する。

キャパシタ２５９は、トランジスタ２５Ｂ　、Ｆ　Ｅ　Ｔ２Ｂ４　、およびそれらの端子上の大きい共通モードの方形波で機能しなければならない関連するブートストラップされた回路用の家庭用パワーの電源として動作する。寄生回路キャパシタンスの電磁波干渉およびその他の悪影響を最小にするために、家庭用パワーの浮遊電源であるバッテリイ２２Ｂは、方形波ＡＣ電位が無視できる程度に小さく、結合インダクタ２２１を介してキャパシタ２５９に至る出力バス２２７に関して形成される。この電流バスはバッテリイ２２６から結合インダクタ２２１の巻線２２３、バス２４０、キャパシタ２５９、バス２７５．２７Ｂ　、２３０　。

２１８および結合インダクタ２２１の巻線２７Ｂを通ってバッテリイ２２Ｂまでである。結合インダクタ２２１の巻線２２３および２７６は同じ巻数を有しているので、家庭用電流によって発生される実質上の磁束および結合インダクタの両端の大きい方形波の結果生じる循環ＡＣ電流はない。バッテリイ２２６が１２ボルトを生成した場合、Ｆ　Ｅ　Ｔ　２３４および２６４に与えられたゲート駆動電圧はソース２３７および２６１に関してほぼ１２ボルトである。

信号源２０１からの信号が状態を低から高に変化したとき、ＦＥＴ駆動装置２０３からの出力は導体２１４に関してほぼ＋１２ボルトまで上昇する。これはＦＥＴ２４Ｂおよび２１１をオンにさせる。ＦＥＴ２１１がオンにされると、ドレイン２１０上の電圧は＋４１ボルトから一３０ボルトに降下する。このドレイン電圧が降下すると、ゲート２３Ｂおよび２６２はそれぞれダイオード２４１および２６０をそれぞれ通して低い方に引張られる。ダイオード２３８はＦＥＴ２３４がダイオード２４１を介してオフにされるまで順方向にバイアスされないので、ＦＥＴ２３４とＦＥＴ２１１１との間の交差導通は生じない。

この状態中に、ＦＥＴ２４Ｂが導通し、バッテリイ２０４からの電流は巻線２７１を通って流れて結合インダクタ２５４中にエネルギを蓄積し、復帰電流バスは抵抗２４７およびＦＥＴ２４Ｂを含む。遅延に依存してトランジスタ２５６を通る瞬間的な電流の流れは、もしあるならば、ＦＥＴ２４Ｂがオンになる前にＦＥＴ２Ｂ４をオフにする際に存在する。そうならば、電流は巻線２７２の端子２５１からトランジスタ２５６のベース／エミッタ接合部を通って端子２５０に流れる。この電流の流れが結合インダクタ２５４中に蓄積されたエネルギを部分的に消費するが、十分に蓄積されたエネルギは直接的な高から低の転移を行なうために維持されており、ここではほぼ１００％のデユーティ係数が要求される。トランジスタ２５Ｂが短時間でオンになるならば、付加的な小さい転移電流がキャパシタ２５９からトランジスタ２５６中のコレクタ／エミッタバス、抵抗２４２、ダイオード２４１　、　Ｆ　Ｅ　Ｔ２１１　、バッテリイ２１５を通ってキャパシタ２５９に戻る。この高から低の転移状態の期間中、キャパシタ２５９の共通モード電圧は典型的に５Ｖ／ナノセカンドよりも大きい速度で急速に降下するため、この電流用の復帰バスは主に分布回路キャパシタンスを介している。

ＦＥＴ２１１が導通すると、電流は結合インダクタ２２１の端子２２０からキャパシタ２２８、バッテリイ２２５、ダイオード２１７を通りでインダクタ２２１の端子２１９に戻る。この電流の大きさは、結合インダクタ２２１がその蓄積エネルギをバッテリイ２１５に送るため減少する。さらに電流はバッテリイ２０４から巻線２７１、抵抗２４７およびＦＥＴ２４Ｂを通り・てバッテリイ２０４に戻り、後で使用するために結合インダクタ２５４中にエネルギを蓄積する。

結合インダクタ２２１中に蓄積されたエネルギがゼロに降下したとき、巻線２７Ｇにおける電流の流れは反転し、電流はバッテリイ２１５からキャパシタ２２８、巻線２７Ｂの端子２２０および２１９、ダイオード２３ｇ　、Ｆ　Ｅ　Ｔ２１１を通ってバツテリイ２１５に戻る。この電流の大きさは、巻線２７６のインダクタンスおよび巻線７６に対する電圧降下によって決定された速度でゼロから直線的に増加する。この期間中に、エネルギは結合インダクタ２２１中に蓄積されている。

信号源２０１からの入力方形波が高から低に状態を変化したとき、駆動装置２０３の出力もまた高から低に状態を変化し、ＦＥＴ２１１および２４６をオフにする。ＦＥＴ２４Ｂのオフ切替えは、結合インダクタ２５４の巻線２７１を通る電流を遮断し、電流は巻線２７２およびブートストラップされたトランジスタ２５Ｂのベース／エミッタ接合部を通って流れ始め、トランジスタ２５８を導通させる。これはキャパシタ２５９からトランジスタ２５Ｂ１抵抗２４２、電界効果トランジスタ２３４のゲートからソースを介してキャパシタ２５９に戻る電流バスを設定する。

この電流の流れはＦＥＴ２３４をオンにし、ソース２３７における出力電圧を約２Ｖ／ナノセカンドの速度で約＋８０ボルトに急速に上昇させる。電流はまたキャパシタ２５９からブートストラップされたトランジスタ２５Ｂ１抵抗２４２、抵抗２６６、Ｆ　Ｅ　Ｔ　２６４を通ってキャパシタ２５９に流れる。これはＦＥＴ２６４をオンにし、キャパシタ２５９から巻線２７３、抵抗２６５、ＦＥＴ２６４を通ってキャパシタ２５９に戻る電流バスを設定する。この電流の流れは以後の使用のために結合インダクタ２５４中にエネルギを補充する。

ＦＥＴ２Ｂ４のオン切替えは、抵抗２８６とＦ　Ｅ　Ｔ　２６４のゲートソース間のキャパシタンスとの時定数でＦ　Ｅ　Ｔ　２３４のオン切替えから遅延される。これはＦＥＴ２３４のオン切替えがトランジスタ２５Ｂのオフ切替えが発生する前に完了することを保証する。Ｆ　Ｅ　Ｔ　２３４と２１１との間の交差導通は、ゲート２３６からダイオード２４１を介したダイオード２３Ｂへの接続が、Ｆ　Ｅ　Ｔ　２３４がオンになる前にダイオード２３８を逆バイアスさせるために発生する。

ＦＥＴ２３４が導通し、ＦＥＴ２１１がオフにされると、電流は巻線２７６からダイオード２３３バツテリイ２３１５キヤパシタ２２８を通って巻線２７６に戻る。この電流の振幅は、結合インダクタ２２１に蓄積された全てのエネルギがバッテリイ２３１中に環流されるまで直線的に減少する。そのとき巻線２７Ｂにおける電流は反転され、エネルギ蓄積状態は新たに開始する。

本発明のほとんどの適用に対して、信号源２０１からの入力は可変的なデユーティ係数を有する方形波である。これはＦＥＴ２Ｓ４とＦＥＴ２１１の相対的な導通期間の制御をもたらす。ＦＥＴ２３４がＦ　Ｅ’Ｔ２１！・よりも多くのサイクル部分に対して導通する場合、実質上圧の電圧がモータ２２９に供給され、それに出力トルクを生成させる。反対に、ＦＥＴ２１１がＦＥＴ２３４よりも多くのサイクル部分に対して導通した場合、負の出力が生じてモータ２２９に反対方向に出力トルクを生成させる。

Ｆ　Ｅ　Ｔ　２３４がサイクルの５０％をかなり越える期間中オンにされるようなデユーティ係数が比較的大きい場合は、前述の４状態サイクルが２状態のサイクルによって置換され、結合インダクタ２２１の巻線２７Ｂ中の電流は端子２２０から連続的に流れる。Ｆ　Ｅ　Ｔ　２３４がオンにされたとき、電流はバッテリイ２３１からバス２３２　、Ｆ　Ｅ　Ｔ２３４　、バス２３０および２工８、結合インダクタ２２１の巻線２７Ｂを通ってバッテリイ２３１に戻る。

電流の大きさは増加する。ＦＥＴ２３４がオフにされたとき、電流は結合インダクタ２２１の端子２２０からモータ２２９、バッテリイ２１５、ダイオード２１７およびバス２１Ｂを通って結合インダクタ２２１に流れる。電流の大きさは減少するが、ＦＥＴ２３４が次にオンにされるまでは、ゼロまで減少することはない。

この実施例において、ＦＥＴ３０４のドレイン３０５はバス３５７およびダイオード３４６を通ってＦ　Ｅ　Ｔ　８０ｇのソース３１１に接続される。ＦＥＴ３０ｇのゲート３１０はバス３２８、ダイオード８２９およびバス３３５および３５７を通ってＦＥＴ３０４のドレインに接続される。ＦＥＴ３０ｇのドレイン３０９はバス３５２およびバス３１１を通ってバッテリイ３１２の正の端子に結合される。

ＦＥＴ３０４のゲート３０６は抵抗３０３を介してＦＥＴ駆動装置３０２の出力に結合される。

信号源３００はバス３０１上のスイッチング信号をＦＥＴ駆動装置３０２に送る。ＦＥＴ３０４のソース８０７はバス３５３および導体３１４を通ってバッテリイ３１１の負の端子に接続される。

バッテリイ３１１の負の端子はまたバス３４４、ダイオード３４３、ダイオード３４５およびバッテリイ３１２の正の端子の導体３１３を通って接続されている。バツテリイ３５４の正の端子は抵抗３１５およびダイオード３１６を通って結合インダクタ３８８の巻線３１７に接続され、端子３１９および３２０を通って巻線３２１にに結合される。巻線３１７および３２１はトランジスタ３３１を通ってキャパシタ３３９に、並びにダイオード３２９およびバス３２Ｂを通ってＦＥＴ３０ｇのゲート３１０に接続される。第３図のスイッチング装置は、ノード３４２、バス３４１１巻線３５３およびキャパシタ３４９を通してモータ３５０に出力信号を送る。

家庭用バッテリイ３４８は結合インダクタ３４０の巻線３５４および３５３を通してキャパシタ８３９にパワーを供給する。次にキャパシタ３３９はバス３３７で結合インダクタ３３８の巻線３２４１：パワーを供給する。

動作において、ＦＥＴ３０ｇおよびＦＥＴ３０４が信号源３００からの対称的な方形波入力に応答して等しい期間中交互に導通する仮定上５０％のデユーティ係数によるスイッチングサイクルは、低状態で供給されたの方形波およびＦＥＴ３０８の導通により始まると考えられることができる。この状態において、電流はバッテリイ３１２からＦＥＴ３０８、結合インダクタ８４０の巻線３５３およびキャパシタ３４９を通ってバッテリイ３１２へ流れる。電流は結合インダクタ３４０のインダクタンスよって分割された結合インダクタ３４０の両端の電圧に等しい速度で増加する。この状態において、電流はまたキャパシタ８３９から結合インダクタ３３８の巻線３２４、ダイオード３２６、抵抗３２７、導体３１３　、ＦＥＴ３０ｇを通ってキャパシタ３３９に戻る。この電流の流れは、低から高の転移中に以後の使用のために結合インダクタ３３８に蓄積されたエネルギを充電させ続ける。キャパシタ３３９はバッテリイ３４８から結合インダクタ３４０を介してその電荷を受取るので、電流の一部はキャパシタ３３９に蓄積されずにバッテリイ３４８から直接的に入来する。必要とされる少ない電流はまたこの期間中にキャパシタ３３９から電流調整ダイオード３３６および抵抗３３０を通って流れ、ＦＥＴ３０８のゲート・ソース間電圧を維持し、ＦＥＴ３０８をオン状態に保持する。

キャパシタ３３９は、トランジスタ３３１およびそれらの端子上の大きい共通モードの方形波で機能しなければならない関連するブートストラップされた回路用の家庭用電源として動作する。寄生回路キャパシタンスの電磁波干渉およびその他の悪影響を最小にするために、家庭用電源の浮遊電源であるバッテリイ３４８は、方形波電位が無視できる程度に小さく、結合インダクタ８４０を介してキャパシタ３３９に至る出力バス３５９に関して形成される。この電流バスはバッテリイ３４８から結合インダクタ３４０の巻線３５４、キャパシタ３３９および結合インダクタ３４０の巻線３５３通ってバッテリイ３４８に至る。

結合インダクタ８４０の巻線３５４および３５３は同じ巻数を有しているので、家庭用電流によって実質上磁束は発生せず、結合インダクタの両端の大きい方形波の結果束じる循環ＡＣ電流はない。バッテリイ３４８が１２ボルトを生成した場合、ＦＥＴ駆動装置３０８に供給されるゲート駆動電圧はソース３１１に関してほぼ１２ボルトである。

信号源３００からのスイッチング信号が状態を低から高に変化したとき、ＦＥＴ駆動装置３０２の出力も低から高に変わり、導体３１４上の一３０ボルトに関してほぼ＋１２ボルトに上昇する。

これはＦＥＴ３０４をオンにさせ、ドレイン３（１５の電圧をほぼ＋４１ボルトから一３０ボルトに降下させる。ドレイン３０５の電圧が降下すると、ゲート３１０の電圧はダイオード３２９を通して低い方に引張られる。ダイオード３４６はＦＥＴ３０８がダイオード３２９を介してオフにされるまで順方向にバイアスされないので、ＦＥＴ３０ｇとＦＥＴ３０４との間で交差導通は発生しない。

この期間中に、電流は以下のように流れる。Ｆ　Ｅ　Ｔ３０ｇのソース３１１における電圧が正の導体３１３の下の約１１ボルトに降下したとき、ダイオード３２Ｂは逆方向にバイアスされ、結合インダクタ３３８中に蓄積されたエネルギは端子３２２からトランジスタ３３１のベース／エミッタ接合部を通して巻線３２１の端子３２０に復帰する電流を生じさせる。トランジスタ３３１のベース／エミッタ接合部を通るこの電流はトランジスタ３３１を十分にオンにさせて、キャパシタ３３９からトランジスタ３３１のコレクタからエミッタ、巻線３２１％Ｆ　Ｅ　ＴａＯ２、／（ッテリイ３１１を通り分布回路キャパシタンスを介してキャパシタ３３９に戻る寄生電流バスを設ける。ドレイン３０５の電圧が負の導体３１４の上のほぼ５ボルトに降下したとき、電流はバッテリイ３５４から抵抗３１５およびダイオード３１Ｂを通って巻線３１７および３２１に流れ出し、それからＦＥＴ３０４を通つてバッテリイ３５４に戻る。これは、ブートストラップされたトランジスタ３３１をオフさせることによって高から低の転移期間中に短く流れる寄生電流を終結させる。

ＦＥＴ３０４が導通し、ＦＥＴ３０８がオフにされると、電流は結合インダクタ３４０の端子３５１からキャパシタ３４９、バッテリイ３１１、ダイオード３４３を通って結合インダクタ３４０の端子３５２に戻る。結合インダクタ３４０がバッテリイ３１１にその蓄積エネルギを送るため、この電流の大きさは減少する。

この期間および以下の状態の期間中、電流はまたバッテリイ３５４から抵抗３１５、ダイオード３１６、巻線３１７および３２１およびＦ　Ｅ　Ｔ　３０４を通ってバッテリイ３５４に戻り、これは低から高の転移期間中に使用するために必要なエネルギを結合インダクタ３３８に回復する。

ＦＥＴ１０４がオンにされて、一度結合インダクタ３４０中に蓄積されたエネルギがゼロに降下すると、インダクタ中の電流の流れは反転し、バッテリイ３１１からキャパシタ３４９、結合インダクタ３４０の端子３５１および３５２、ダイオード３４６、Ｆ　Ｅ　Ｔ　３０４を通ってバッテリイ３１１に戻る新しい電流バスを設定する。この電流の大きさは、結合インダクタ３４０のインダクタンスおよびインダクタ３４０に対する電圧降下によって決定された速度でゼロから直線的、に増加する。この期間中にバッテリイ３１１からのエネルギは結合インダクタ３４０中に蓄積される。

ソース３００からのスイッチング信号が状態を高から低に変化したとき、ＦＥＴ駆動装置３０４はオフにされる。そのとき電流はバッテリイ３５４から抵抗３１５、ダイオード３１６、結合インダクタ３３８の巻線３１７および３２１通って抵抗３３０を介してゲート３１０に流れ、ＦＥＴ３０ｇをオンにする。ＦＥＴ３０ｇのオン切替えはソース３１１における電圧を上昇させる。この電圧増加はダイオード３４Ｂ、バス３５７および３３５および巻線３２１および３１７を介してダイオード３１６の陰極に伝播し、ダイオード３１６にオフにさせる。すると電流は結合インダクタ３３８の端子３２２からトランジスタ３３１のベース／エミッタを通って流れて端子３２０に戻る。これはキャパシタ３３９からトランジスタ３３１、巻線３２１、抵抗３３０、電界効果トランジスタ３０８のゲートからソースを通ってキャパシタ３３９に復帰する電流を生じさせる。ブートストラップされたトランジスタ３３１はインダクタ３３８中の電流を増幅しないが、それはパワーを増幅してソース３１１に関して１２ボルトに急速にゲート３１０を駆動する。

ソース３１１の電圧が導体３１３の＋３０ボルトの下のほぼ１２ボルトに上昇したとき、ダイオード３２Ｂは順方向にバイアスされ、キャパシタ３３９から巻線３２４、ダイオード３２６、抵抗３２７、導体３１３　、Ｆ　Ｅ　ＴａＯ２を通ってキャパシタ３３９に戻る電流バスを設けて、次の低から高の転移における使用のために結合インダクタ３３８の損失した電荷を回復する。

最大のデユーティ係数がほぼ８５％を越さない場合、巻線３２４はこのシステムから除去されることができる。しかしながら、１００％に近いデユーティ係数に対して巻線３２４は重要である。

ＦＥＴ３０ｇが導通すると、電流はまたキャパシタ３３９から電流調整ダイオード３３６、抵抗３３０　、Ｆ　Ｅ　ＴａＯ２のゲートからソースを通ってキャパシタ３３９に戻される。デユーティ係数が１００％であり、非常に低いスイッチング周波数である場合、ダイオード３３ＢはＦＥＴ３０８をオン状態に保持する。

ＦＥＴ３０ｇがオンになる前にゲート３１０からダイオード３４Ｂの陰極への接続がダイオード３４６を逆バイアスさせるので、ＦＥＴ３０８からＦ　Ｅ　Ｔ　８０４への交差導通は発生しない。

ＦＥＴ８０ｇが導通し、ＦＥＴ３０４がオフにされると、電流はまた端子３５２からダイオード３４５、バッテリイ３１２、キャパシタ３４９を通って結合インダクタ３４０の端子３５１に戻る。

この電流の大きさは、結合インダクタ３４０中に蓄積されたエネルギが全てバッテリイ３１２に再循環されるまで直線的に減少する。その後、エネルギ蓄積サイクルが新しく始まる。

本発明のほとんどの適用に対して、信号源３００からの入力は可変的なデユーティ係数を有する方形波である。これはＦＥＴ３０８とＦＥＴ３０４の相対的な導通期間を制御する。

ＦＥＴ３０ｇがＦＥＴ３０４よりも多くのサイクル部分に対して導通する場合、実質上圧の電圧がモータ３５０に供給され、それに出力トルクを生成させる。反対に、ＦＥＴ８０４がＦＥＴ３０８よりも多くのサイクル部分に対して導通した場合、負の出力が生じてモータ３５０に反対方向の出力トルクを生成させる。

ＦＥＴ３０ｇがサイクルの５０％をかなり越える期間中オンにされるようなデユーティ係数が比較的大きい場合、前述の４状態サイクルが２状態のサイクルによって置換され、結合インダクタ３４０の巻線３５３中の電流は端子３５１から連続的に流出する。ＦＥＴ３０８がオンにされたとき、電流はバッテリイ３１２から導体３１３　、Ｆ　Ｅ　ＴａＯ２、バス３４７および３４１、結合インダクタ３４０、モータ３５０を通って流出しバッテリイ３１２に戻る。電流の大きさは増加している。ＦＥＴ３０８がオフにされたとき、電流は結合インダクタ３４０の端子３５１からモータ８５０、バッテリイ３１１、ダイオード３４３およびバス３４１を通って結合インダクタ３４０に流れる。電流の大きさは減少しているが、ＦＥＴ３０８が次にオンにされるまでは、ゼロまで減少することはない。

第４図は、駆動トルクモータ４２６用のサーボ増幅器において使用されるハーフブリッジ電子スイッチ４２０および結合インダクタ４２１を示す。トルクモータ電流は抵抗４２５において感知され、抵抗４０１および４０２において入力トルク命令と比較される。その結果、エラー電圧は回路素子４０３乃至４１４によって処理され、ハーフブリッジスイッチ４２０に対するパルス幅変調駆動信号を生成する。ハーフブリッジスイッチ４２０はＭ１図、第２図または第３図に示された構造のいずれかでよい。パワー供給源４１７および４２４は、第１図、第２図および第３図に示された一３０ボルトおよび＋３０ボルトのバツテリイに対応する部分である。ある動作状態の下において、二重パワー供給源を使用するスイッチモードサーボ増幅器は正と負の導体間にエネルギを伝送する。パワー供給源４１７および４２４中のダイオード４１６および４２２のために電流は逆流せず、ブリーダ抵抗４１５および４２３はこの再循環されたエネルギを消滅させて破壊的な導体電圧が生成されることを阻止するために使用される。

第５図は第１図、第２図および第３図に示されたタイプであり、完全な“Ｈ１ブリッジスイッチモードサーボ増幅器を形成するために一緒にグループ化された２つのハーフブリッジ電子スイッチを示す。この構造において、７１−ツブリッジ電子スイッチ５０２および５１０は共に接地に関してそれらの駆動信号を受取り、共通の正導体５１１に接続されている。第４図のハーフブリッジサーボと比較すると、パワー供給ブリーダは必要ない。両方のモータ端子が接地電位ではないため、フィードバック信号として使用するためにモータ電流を監視することは困難である。

第６図は第１図、第２図および第３図に示されたタイプの３個のハーフブリッジ電子スイッチを示し、３相モータ駆動装置を形成するように一緒にグループ化されている。ホール効果センサ６１２は、同期モータ制御論理回路６０１にモータシャフト位置を示す信号を与える。モータ制御論理回路はホール効果データをデコードし、ハーフブリッジスイッチ６０２．６０３および６０４にパルス化された駆動信号を供給する。これは３相モータ６１１をブラシレスＤＣモータとして機能させる。

モータ制御論理回路の別の態様では、ブラシレスＤＣモータはサーボシステムにおける可逆モータとして機能させることができる。全てのハーフブリッジスイッチに対する単一導線駆動装置は共通の接地に関連している。

第７図は第１図、第２図および第３図に示されたタイプの４個のハーフブリッジ電子スイッチを示し、各相に対して完全な“Ｈ“ブリッジ駆動装置から成るステッパーモータ駆動装置を形成するように一緒にグループ化されている。ハーフブリッジスイッチ７０２　、７０８　、７１１および７１７は全て共通の接地電位および共通の正の導体で動作する。４個のスイッチは全て共通の接地電位に関連する単一導線のインターフェイスによって駆動される。

第８図は、直接結合バック変換器において使用される第１図、第２図および第３図に示されたタイプの／％−フブリッジ電子スイッチを示す。ハーフブリッジスイッチ８０６からのプルアップ／プルダウン出力は、結合インダクタ８０７に無負荷でも連続的なインダクタ導通および安定した開ループ利得を維持させる。パルス幅変調器８０５を具備した簡単な単一導線インターフェイスは接地に関連している。

第９図は、完全な“Ｈ２ブリッジ駆動装置バック変換器において使用される第１図、第２図および第３図に示されたタイプの２個のハーフブリッジ電子スイッチを示す。ハーフブリッジスイッチ９１９および９２４はそれらの接地基準単一導線インターフェイスを介してパルス幅変調器９０１によって直接駆動される。各スイッチは２状態動作しかできなくても、このタイプの変換器に必要な変圧器９１２に対する３状態駆動が達成される。

第１０図は第１図、第２図および第３図に示されたタイプの２個のハーフブリッジ電子スイッチであり、進行波管マイク口波送信機にパワー供給するために使用されるタイプの電流供給、高電圧パワー供給源の出力段用の完全ブリッジ駆動装置として使用される。ハーフブリッジスイッチ１００５および１０１２は、それらの各単一導線インターフェイスを介して対称的なブツシュ・プル方形波により駆動される。交差導通の阻止はハーフブリッジスイッチの固有の特性なので、閉成前の開放（ブレイク・ビフォア・メイク）またはその他の複雑な駆動スキムは必要ない。ＰＷＭｌｏｏＩ、　ＦＥＴ１００４、ダイオード１００２およびインダクタ１００３は、出力段に予め調整された電流を供給するスイッチモード調整バック変換器を構成する。

第１１図は、可変周波数共振パワー変換器におけるスイッチング素子として使用される、第１図、第２図および第３図に示されたタイプのハーフブリッジ電子スイッチを示す。簡単な単一導線インターフェイスに固有の交差導通およびデユーティ係数制限のないことは、その他のハーフブリッジ電子スイッチ位相幾何学では得ることのできない利点である。

第１２図は無中断パワー供給源において完全ブリッジ出力段として使用される、第１図、第２図および第３図に示されたタイプの２個のハーフブリッジ電子スイッチを示す。このタイプの典型的なパワー供給は蓄積バッテリイによって動作し、１１５ボルト、６０Ｈｚ正弦波出力を生成する。

第１３図は、スイッチモードパワー変換器およびその他の電子モジュールのＺＡＰ／ＧＬＩＴＣＨ検査のための高パワーパルス発生器においてスイッチング素子として使用される、第１図、第２図および第３図に示されたタイプのハーフブリッジ電子スイッチを示す。ハーフブリッジスイッチのこの適用において、設計には家庭用パワーを供給する好ましい構造が含まれている。出力はコネクタ１３２１に供給される論理レベルパルスまたは手動のスイッチ選択によって制御されている。

出力パルス振幅は、典型的な３００ボルトの最大限界値によるｖＩＮで供給された電圧にほぼ等しい。パルス周波数はＤＣからほぼＩＭＨｚまで得られ、出力電流は１０アンペアより大きいことが可能である。

第１４図は、ＡＭ送信器を変調するために高パワースイッチモードオージオ増幅器においてスイッチング素子として使用される、第１図、第２図および第３図に示されたタイプのハーフブリッジ電子スイッチを示す。マイクロフォン１４０１の出力はパルス幅変調器１４０２において増幅され、抵抗１４０７および１４０８からのオージオフィードバックと比較される。その結果得られたエラー電圧はパルス幅変調器の“Ｑ”出力のデユーティ係数、すなわち出力ハーフブリッジスイッチ１４０３のデユーティ係数を変調する。結合インダクタ１４０４およびキャパシタ１４０６はスイッチング周波数方形波を除去し、その結果マイクロフォン出力のレプリカであるキャパシタ１４０６の両端におけるオージオ電圧となる。非常に高いパワーを与えられたオージオ増幅器は、閉ループシステムにおいてフィードバックを使用するため実際はサーボ増幅器である。第１４図におけるオージオ増幅器は、オージオ増幅器として使用されるスイッチモードサーボシステムである。

国際調査報告国際調査報告　　　ＰＣＴ／ｌｌｓ　８９１００６６０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１のＦＥＴと、スイッチング信号源手段にスイッチング装置を接続するための、前記第１のＦＥＴのゲートに接続されている単一導線コネクタ手段と、前記第１のＦＥＴのドレインに接続されているゲートを有する第２のＦＥＴであって、前記第１のＦＥＴからこの第２のＦＥＴへの交差電流を阻止して前記第２のＦＥＴ上のゲート電圧が前記第２のＦＥＴをオンにするのに十分な高さに上昇されることを可能にする手段を通して前記第１のＦＥＴのドレインに接続されているソースを有する第２のＦＥＴと、前記第２のＦＥＴにオンおよびオフ信号を送りも０％乃至１００％の範囲のデューティ係数を有するスイッチング信号に応答して前記第２のＦＥＴをオンまたはオフに保持する手段とを含む負荷を駆動するように構成された２状態スイッチング装置。
（２）前記第２のＦＥＴのゲートに前記第１のＦＥＴのドレインを接続する手段を含む、前記単一導線のコネクタ手段から前記第２のＦＥＴのゲートまでの第１の論理信号バスと、前記第２のＦＥＴのソースにブートストラップされた増幅手段を含む信号処理手段を含む第２の論理信号バスを含む請求項１記載の２状態スイッチング装置。
（３）ブートストラップされた増幅手段に接続されているＡＣ接地電位またはその近傍のＤＣ源手段を含むパワー供給装置を含み、前記増幅手段は実質的に与えられた接地電位よりも上の共通モードのＡＣ電位を有し、前記増幅手段は前記スイッチング装置のデューティ係数が０％から１００％まで変動することを可能にする手段を通して前記ＤＣ源に接続されている請求項２記載の２状態スイッチング装置。
（４）前記単一導線のコネクタ手段から前記第２のＦＥＴのゲートまでの前記第２の論理信号バスは、ダイオード手段を通して前記単一導線コネクタ手段に接続された入力手段および前記第２のＦＥＴのゲートに接続された出力手段を有するブートストラップされた反転増幅器から構成されている駆動手段を含む請求項２記載の２状態スイッチング装置。
（５）前記出力手段は転移電流を制限し、前記第２のＦＥＴの寄生振動を防止する手段を通して前記第２のＦＥＴのゲートに接続されている請求項４記載の２状態スイッチング装置。
（６）前記単一導線のコネクタ手段から前記第２のＦＥＴのゲートまでの前記第２の論理信号バスは、第１のスイッチング手段を通って前記単一導線のコネクタ手段に接続されているインダクタ手段によって駆動される入力手段を有するブートストラップされたトランジスタ増幅器手段を含む駆動手段と、前記単一導線のコネクタ上の入力信号が高状態であるときは前記トランジスタ増幅器手段をオフに維持して蓄積されたエネルギの前記インダクタ手段への充電を継続し、前記第２のＦＥＴのゲートに接続された出力手段と、前記スイッチング装置の２状態出力が高状態であるとき蓄積されたエネルギの前記インダクタ手段への充電を継続する第２のスイッチング手段と、前記第２のＦＥＴのゲートに接続された電流ソース手段とを有するパワー供給手段とを含む請求項２記載の２状態スイッチング装置。
（７）転移電流を制限し、前記第２のＦＥＴの寄生振動を防止するために前記第２のＦＥＴのゲートに前記トランジスタ増幅器手段の出力を接続する手段を含む請求項６記載の２状態スイッチング装置。
（８）前記単一導線のコネクタ手段から前記第２のＦＥＴのゲートまでの前記第２の論理信号パスは、前記スイッチング装置の２状態出力が高状態であり、トランジスタ増幅器の出力が第２のＦＥＴのゲートに接続されるとき蓄積エネルギの前記インダクタ手段への充電を継続するために、前記第１のＦＥＴが第２のダイオードスイッチング手段を通ってパワー供給手段および前記２状態スイッチング装置に導通したとき、前記トランジスタ増幅器をオフ状態に維持して蓄積されたエネルギの前記インダクタ手段への充電を継続するために、パワー供給手段および前記第１のＦＥＴのドレインに第１のダイオードスイッチング手段を通じて接続されているインダクタ手段によって駆動されるブートストラップされたトランジスタ増幅器手段を含む駆動手段と、前記第２のＦＥＴのゲートに接続された電流源手段とを含む請求項２記載の２状態スイッチング装置。
（９）前記トランジスタ増幅器手段の出力は、前記第２のＦＥＴの寄生振動を防止する手段を通って前記第２のＦＥＴのゲートに接続されている請求項８記載の２状態スイッチング装置。
（１０）実質的に接地電位より上の共通モードのＡＣ電位を与えられたＤＣパワーを供給された受信手段と、ＣＤソース手段と、連続的に前記受信手段にＤＣ源を送るように構成された手段を通してＤＣ源手段に前記受信手段を接続する手段とを含む共通モードのＡＣ電位を与えられないパワー供給手段。