JPH03169118A - パワー出力回路 - Google Patents

パワー出力回路

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JPH03169118A
JPH03169118A JP1307726A JP30772689A JPH03169118A JP H03169118 A JPH03169118 A JP H03169118A JP 1307726 A JP1307726 A JP 1307726A JP 30772689 A JP30772689 A JP 30772689A JP H03169118 A JPH03169118 A JP H03169118A
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JP
Japan
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voltage
power output
capacitors
circuit
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP1307726A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Mochizuki
博隆 望月
Yasuhiro Nunokawa
康弘 布川
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パワー出力回路に関し、例えば昇圧された
駆動電圧によりスイッチ制御される複数のパワー出力素
子を備えたものに利用して有効な技術に関するものであ
る. 〔従来の技術〕 昇圧回路により形或された昇圧電圧により、複数からな
るパワー出力素子を駆動する回路として、米国モトロー
ラ社から販売されているパワーIC’MPCI 7 1
 0Jがある. このパワーICは、チャージポンプ回路により形成され
た昇圧電圧により、レベルシフタを動作させ、そのレベ
ルシックの出力信号によりブリッジ構或のパワー出力M
OSFETをスイッチ制御して、モータ等の負荷を駆動
するものである.〔発明が解決しようとする課題〕 上記のパワーICは、1つの昇圧回路により、ブリンジ
構或の4つのパワー出力MOSFETをスインチ制御す
るためのレベルシフタの動作電圧を形成している.レベ
ルシフタは、その出力信号に応じて比較的大きな動作電
流を流す。このような動作電流により昇圧電圧が変動し
て、他のレベルシフタの出力信号のレベルが変動してし
まうのを防ぐために、言い換えるならば、昇圧回路の電
流供給能力を大きくするために、上記のパワーICでは
チャージポンプ回路を構或するキャパシタの容量値を大
きくし、それを外部部品で構成している.このため、外
部部品の数が多くなるとともに、電源投入時における昇
圧電圧の立ち上がりが遅くなるという問題が生じる. この発明の目的は、昇圧回路の実質的な簡素化りつつ、
電源投入時の立ち上がりの高速化を図ったパワー出力回
路を提供することにある.この発明の前記ならびにその
ほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付
図面から明らかになるであろう. 〔課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、複数からなる電荷蓄積用キャパシタを設け、
これら複数のキャパシタを用いて構成される昇圧回路に
よりそれぞれ形成される昇圧電圧に対応して、パワー出
力素子を駆動する駆動回路を設ける。
〔作 用〕
上記した手段によれば、駆動回路の動作電流による昇圧
電圧の変動が他の回路に影響を及ぼさないから、個々の
昇圧電圧を形戒するキャパシタの容量値を必要最小に設
定できる。これにより、キャパシタの集積回路の内蔵化
が可能になるとともに、昇圧電圧の立ち上がりが速くな
る。
〔実施例〕
第1図には、この発明が適用されたパワー出力回路の一
実施例の回路図が示されている。同図の回路素子及び回
路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術よって
、′1つの半導体基板上において形成される. 図示しない発振回路により形成された発振出力OSCは
、駆動用のインバータ回11rlNVに供給される。こ
のインバータ回路INVの出力と電源電圧VDDとの間
には、キャパシタCIないしC3とダイオードD t 
7tいしD3がそれぞれ直列に設けられる.すなわち、
インバータ回路INVの出力信号が回路の接地電位のよ
うなロウレベルのとき、キャパシタCIないしC3には
、それぞれダイオードDIないしD3を通して電源電圧
VDDからチャージアフブが行われる.そして、インバ
ータ回路INVがハイレベルに変化すると、上記ダイオ
ードDIないしD3がオフ状態にされるから、上記ハイ
レベルにキャパシタCIないしC3により保持された保
持電圧が上載せされる.このようにして、上記キャパシ
タCIないしC3により形成された昇圧電圧は、ダイオ
ードD4ないしD6を介して出力される. PチャンネルMOSFETQIとNチャンネルMOSF
ETQ2からなるCMOSインバータ回路はレベルシフ
タLCVIを構或し、その動作電圧として上記ダイオー
ドD4を通した昇圧電圧が供給される。上記レベルシフ
タLVCIは、Nチャンネル型のパワー出力MOSFE
TQ3のゲートに伝えられる。パワー出力MOSFET
Q3は、ソースが接地され、ドレインが出力端子OUT
に接続される. 他の昇圧用キャパシタC2、C3とそれにより形或され
る昇圧電圧を出力させるダイオードD5とD6に対応し
て、MOSFETQ4とQ5からなるレベルシフタLV
C2と、それにより駆動されるパワー出力MOSFET
Q6及びMOSFETQ7とQ8からなるレベルシフタ
LVC3と、それにより駆動されるパワー出力MOSF
ETQ9がそれぞれ設けられる. 上記レベルシフタLVC1は、特に制限されないが、P
チ中ンネノレMOSFETQIに比べてNチャンネルM
OSFETQ2のコンダクタンスが大きく設定されるこ
とにより、特に制限されないが、入力端子INIに供給
される5v系の制御信号を、上記昇圧された電圧に従っ
た高いレベルにレベルシフトする。例えば、入力端子I
NIの信号が回路の接地電位のようなロウレベルのとき
、NチャンネルMOSFETQ2がオフ状態に、Pチャ
ンネルMOSFETQIがオン状態にされる。
これにより、レベルシフタLVCIの出力信号は、ダイ
オードD4を通した昇圧電圧がPチャンネルMOSFE
TQIを通して、パワー出力MOSFETQ3のゲート
に伝えられる。これにより、パワー出力MOSFETQ
3のゲート容量には、昇圧電圧に基づいてチャージアッ
プがなされるから、パワー出力MOSFETQIのゲー
ト電圧が最終的には昇圧出力電圧に対応した高い電圧に
される.この実施例において、昇圧電圧が発振出力OS
Cに従って間欠的に、言い換えるならば、インバータ回
路INVの出力がハイレベルのタイミングでのみ出力さ
れるが、上記のように負荷がパワー出力MOSFETQ
3のように容量性の場合、それにチャージアソブがなさ
れるから問題ない.もしも、負荷やレベルシフタ等の駆
動回路が定常的に昇圧された電圧を必要とする場合には
、同図に点線で示したような平滑用のキャパシタC4を
設けるようにすればよい。このことは、他の回路におい
ても同様であり、点線で示された平滑用キャパシタC5
,C6を設けるようにすればよい。
また、入力端子INIの信号が5■のような比較的低い
ハイレベルのとき、NチャンネルMOSFETQ2がオ
ン状態になる。このとき、PチャンネルMO S F 
ETQ 1もオン状態になるが、その実質的な振り込み
電圧が小さくされることと、そのコンダクタンスがNチ
ャンネルMOSFETQ2に比べて大きく設定されるこ
とに応じて、出力信号がパワー出力MOSFETQ3の
しきい値電圧以下のロウレベルにされる。これにより、
パワー出力MOSFETQ3がオフ状態に切り換えられ
る。このとき、レベルシフタLVC 1にはPチャンネ
ルMOSFETQIとNチャンネルMOSFETQ2を
通して直流電流が流れ、昇圧電圧を低くさせる. この実施例では、上記レベルシフタLVC 1の動作電
圧を形或するのは、キャパシタCIであり、他の昇圧電
圧はキャパシタC2やC3で形成されており、これらは
ダイオードD4ないし6により電気的に分離されており
、上記レベルシックLVC1の動作による電圧低下の影
響を他の昇圧電圧が影響を受けない。言い換えるならば
、キャパシタCIないしC3は、上記それぞれに対応し
て設けられるパワー出力MOSFETQ3、Q6及びQ
9をオン状態にさせるときに必要とされるゲート電圧の
立ち上がり応じた必要最小の電流供給能力を持つように
できる。
これにより、キャパシタCIないしC3は、半導体集積
回路装置に内蔵できる程度の比較的小さな容量値により
構戒でき、外部部品点数を削減できる.また、昇圧用キ
ャパシタの容量値が小さく構成される結果、電源投入直
後のとき昇圧電圧の立ち上がりが速くでき、電源投入直
後からパワー出力MO S F ETを有効にスインチ
制御することかできる。
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)複数からなる電荷蓄積用キャパシタを設け、これ
ら複数のキャパシタを用いて構成される昇圧回路により
それぞれ形成される昇圧電圧に対応して、パワー出力素
子を駆動する駆動回路を設ける。この構或においては、
駆動回路の動作電流による昇圧電圧の変動が他の回路に
影響を及ぼさないから、個々の昇圧電圧を形或するキャ
パシタの容量値を必要最小に設定でき、キャパシタの集
積回路の内蔵化が可能になるとう効果が得られる。
(2)上記(1)により、外部部品点数を削減でき、半
導体集積回路装置あってはそれに伴い外部端子数を削減
できるという効果が得られる。
(3)上記(1)により、昇圧回路に設けられるキャパ
シタの容量値が小さくできるから、t源投入後の昇圧電
圧の立ち上がりが速くできるという効果が得られる. 以上本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない例えば、昇圧用のキャパシタ
の数は、パワー出力MO S F ETの数に応じて設
けるようにすればよい。パワーMOSFETは、そのド
レインが電源電圧に結合され、ソースが出力端子に接続
されるソースフォロワ構成としてもよい。このようなソ
ースフォロワ構或とした場合には、昇圧電圧を用いるこ
とによって、出力電圧を電源電圧レベルまで高くできる
。上記ソースフォロワ出力構或としたときの駆動回路は
、上記パワー出力MOSFETのゲートと接地電位点と
の間に駆動MOSFETを設ける等種々の実施例形態を
採ることができる。パワー出力MOSFETは、上記の
ような出力構或を採るもの他、前記のようにブリッジ接
続するものであってもよい。
また、パワー出力MOSFETの駆動回路としてレベル
シフタを用いる場合、その貫通電流を小さくするために
、例えばPチャンネルMOSFETをラッチ形態に接続
し、それに対応して設けられるNチャンネルMOSFE
Tを相補的にスイフチ制御すればよい。パワー出力素子
は、MOSFETの他それと同様なスイッチ素子であれ
ばよい。
この発明は、昇圧回路を用いた複数からなるパワー出力
素子を備えたパワー出力回路に広く利用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、複数からなる電荷蓄積用キャパシタを設け
、これら複数のキャパシタを用いて構戒される昇圧回路
によりそれぞれ形或される昇圧電圧に対応して、パワー
出力素子を駆動する駆動回路を設ける。この構或におい
ては、駆動回路の動作電流による昇圧電圧の変動が他の
回路に影響を及ぼさないから、個々の昇圧電圧を形或す
るキャパシタの容量値を必要最小に設定でき、キャパシ
タの集積回路の内蔵化が可能になるとともに電源投入直
後の昇圧電圧の立ち上がりを高速にできる.
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が通用されたパワー出力回路の一実
施例を示す回路図である。 LvC1〜LvC3・・レベルシフタ、INV・・イン
バータ回路、D1〜D6・・ダイオード、01〜C6・
・キャパシタ、Q1〜Q9・・MOSFET 第 1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数からなる電荷蓄積用キャパシタと、これら複数
    のキャパシタを用いて構成される昇圧回路の昇圧電圧に
    基づいた駆動電圧によりスイッチ制御されるパワー出力
    素子とを含むことを特徴とするパワー出力回路。 2、上記複数からなるキャパシタの一方の電極には共通
    に周期的なパルス信号が供給され、上記キャパシタの他
    方の電極と電源電圧との間には上記複数のキャパシタに
    それぞれ充電電流を流す一方向性素子が設けられ、上記
    キャパシタの他方の電極から一方向性素子を通して昇圧
    電圧がそれぞれ出力されるものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のパワー出力回路。 3、上記キャパシタを含む昇圧回路と、複数からなるパ
    ワー出力素子とは1つの半導体集積回路装置に形成され
    るものであることを特徴とする特許請求の範囲第1又は
    第2項記載のパワー出力回路。
JP1307726A 1989-11-29 1989-11-29 パワー出力回路 Pending JPH03169118A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001326567A (ja) * 2000-03-10 2001-11-22 Rohm Co Ltd Mosfet駆動回路
KR100490045B1 (ko) * 1997-12-31 2006-03-23 삼성전자주식회사 전하펌핑회로를이용한게이트온전압발생기
KR100743519B1 (ko) * 2006-04-25 2007-07-27 단국대학교 산학협력단 전력변환시스템의 스위칭 손실을 줄이기 위한 레벨 쉬프팅구동회로

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