JPH07107773A - 出力パワートランジスタのターンオフ遅れの減少回路 - Google Patents

出力パワートランジスタのターンオフ遅れの減少回路

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JPH07107773A
JPH07107773A JP6142425A JP14242594A JPH07107773A JP H07107773 A JPH07107773 A JP H07107773A JP 6142425 A JP6142425 A JP 6142425A JP 14242594 A JP14242594 A JP 14242594A JP H07107773 A JPH07107773 A JP H07107773A
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JP
Japan
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power transistor
circuit
turn
comparator
output power
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JP6142425A
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English (en)
Inventor
Maurizio Nessi
マウリツィオ・ネッシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/042Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04213Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/165Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/166Soft switching

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のスルーイング速度コントロール回路
は、ターンオフのスイッチングの遅れを生じさせること
が多く、実際上の使用が制限されていた。本発明はこの
従来技術の欠点を解消し、負荷条件の変化に対応してタ
ーンオフの遅れを最小限に抑制できるコンパレータ回路
を提供する。 【構成】 出力パワートランジスタMPが飽和に達し又
はこれから外れたときにその表示であるシグナルを形成
できるコンパレータ(M2+I2)、及び前記シグナル
が供給される論理ANDゲートAN1を含み、該シグナ
ルにより放電スイッチM1のスイッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に出力パワートラ
ンジスタのスルーイング速度のコントロール回路に関
し、より詳細にはターンオフ遅れの減少回路に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】例えばDCブラシレスモー
タの場合のような誘導負荷駆動システムでは、電磁気的
放出及びサプライライン上のノイズの両者に関して誘起
される乱れを制限することが必要である。スルーイング
速度コントロールは通常、負荷電流特性中の不連続性を
防止する集積段の使用により行われ、これにより図1に
示すように出力パワートランジスタを駆動する。
【0003】駆動シグナルは集積段の入力ノードAに加
えられ、該集積段はバッファB1、フィードバックキャ
パシタC及び放電ゼネレータI(slew)から成っている。
このような集積回路の使用は幾つかの欠点を提起する。
特に比I(slew)/C(V/μ秒)が小さいとき、ターン
オフの間に直線ゾーンから外れ飽和ゾーンに入るために
出力パワートランジスタにより取られる時間は長過ぎ、
従ってある環境下では全体のシステムとしては耐えられ
ないスイッチングの遅れを生じさせることがあることに
注意すべきである。
【0004】このような欠点を回避するためには一般
に、集積段により決定される十分大きい時間定数で放電
が継続することを許容する前に、ターンオフプロセスの
初期フェーズ間のスルーイング速度を「加速」すること
を許容する回路に頼ることになり、これにより乱れを抑
制する。これらの既知の加速回路は図2に概略的に示し
たものと同じタイプである。
【0005】論理コントロールシグナルINが放電電流
ゼネレータM1のコントロールターミナルに供給され
る。出力パワートランジスタMPのターンオフが開始さ
れる時間t1では、トランジスタM1(これは電流コン
トロール下にあってもなくてもよい)はスイッチオンさ
れる。これは、集積段の入力ノードAがダイオードD1
(必要ならば、MOSダイオードにより又は他のスレッ
ショルドデバイスにより、これは数個の直列接続された
ダイオードと置換してもよい)によりセットされるスレ
ッショルドに達するまで、出力パワートランジスタMP
のゲートを迅速に放電させる。この時点でトランジスタ
(ゼネレータ)M1により与えられる放電電流への寄与
が停止し、そしてMP出力パワートランジスタのターン
オフプロセスが、スルーイング速度コントロール集積段
の値I(slew)及びCによりセットされる時間定数で継続
される。これらの既知の解決法の1つの欠点は、それら
が放電ゼネレータM1がスイッチオフする瞬間を決定す
る予備設定されたスレッショルドに依存することであ
る。
【0006】更に出力パワートランジスタ(MP)の分
極条件が負荷特性(例えば駆動される誘導負荷の電気的
パラメータ、駆動されるモータの動作条件等)に強く依
存することは周知であるため、回路を設計する際に最適
スレッショルド値をセットするすることが不可能にな
る。動作条件に依存して、この困難性又は最も正確な設
定上の選択でさえもスイッチの遅れを最適にすることに
失敗し、又はスルーイング速度コントロール回路の性能
を不十分にしてしまうことがある。実際のところ、M1
スイッチの遅れたターンオフはスルーイング速度をI
(M1)/Cに等しくし、勿論I(M1)>I(slew)で
あり、実際のスルーイング速度は望ましいものより遙か
に大きくなる。
【0007】
【発明の構成】出力パワートランジスタのターンオフの
遅れを効果的に減少できるシステムが見い出され、これ
が本発明の対象である。本発明のシステムは、既知の回
路と異なり、負荷条件の変化を調整できるスルーイング
速度コントロール回路を利用する。基本的にターンオフ
遅れ減少回路は、パワー段の出力ノードとスルーイング
速度コントロール集積回路の入力ノード間のポテンシャ
ル差を検出する「コンパレータ」を使用する。該コンパ
レータはターンオフプロセスの間に該コンパレータの出
力ノードに出力パワートランジスタの飽和又は不飽和の
状態を示すシグナルを生成する。該コンパレータにより
生成されるこのシグナルは、駆動論理シグナルINの、
出力パワートランジスタを駆動する出力段の入力ノード
の放電スイッチのコントロールターミナルへのトランス
ファを可能又は不能にするよう使用される。
【0008】従って前記コンパレータは「センサ」とし
て機能し、負荷条件の変化にかかわらず、出力パワート
ランジスタ(電界効果トランジスタでもバイポーラトラ
ンジスタでもよい)がターンオフフェーズの間にその特
性である「直線」動作ゾーンから「飽和」ゾーンへの移
行する瞬間を明らかにする。従って本発明の対象である
ターンオフ遅れ減少回路は、負荷条件が変わる場合にス
ルーイング速度コントロール集積回路の機能に影響を与
えることなく、ターンオフ遅れを減少させるための可変
で本質的に最適化されたスレッショルドを生成する。
【0009】本発明の異なった特徴及び利点は添付図面
を参照しながら引き続き行う重要な態様の説明により更
に良好に理解されるであろう。図1は既述の通り、従来
技術によるスルーイング速度コントロール集積回路を含
んで成る出力段を示す。図2は既述の通り、既知技術に
よるターンオフ遅れ減少回路を有する出力段の回路ダイ
アグラムを示す。図3は本発明による可変スレッショル
ドターンオフ遅れ減少回路を有する出力段の回路ダイア
グラムを示す。
【0010】図3を参照すると、好適なコンパレータが
トランジスタM2及びバイアスゼネレータI2により実
現されていることが注目される。このコンパレータはパ
ワー段の出力ノードOUTと、バッファB1、フィード
バックキャパシタC及び電流ゼネレータI(slew)から構
成されるスルーイング速度コントロール集積段の入力ノ
ードA間のポテンシャル差を検出する。
【0011】スイッチM1及び放電電流ゼネレータI1
は、本発明に従って出力パワートランジスタMPのター
ンオフ遅れを減少できる機能的な放電加速回路を形成す
る。M2−I1コンパレータの出力ノードのシグナル
は、論理駆動シグナルを入力ターミナルINからM1ス
イッチのコントロールターミナルへ伝達するための使用
可能/使用不能シグナルとして機能する。回路の動作は
次のように例示される。
【0012】出力パワートランジスタMPがオンである
と、ノードA及びBは入力電圧のレベルにあり、一方パ
ワートランジスタMPのドレーン(つまり回路の出力ノ
ードOUT)は大雑把にいうとグラウンドポテンシャル
を有する。パワートランジスタMPは次のようにターン
オフする。時間t1では、入力ターミナルINに存在す
るコントロールシグナルはANDゲートAN1を通して
トランジスタM1のコントロールターミナルに伝達さ
れ、それを導電状態とする。ノードAはゼネレータI1
によりセットされた放電電流でトランジスタM1を通し
て放電を開始する。
【0013】ノードAの放電は、検出トランジスタM2
だけでなくトランジスタMPのゲート電圧の降下を生じ
させる。その結果、パワートランジスタMPのドレーン
(つまり出力ノードOUTのポテンシャル)はパワート
ランジスタMPの抵抗の増加に起因して上昇する傾向が
生ずる。ノードAの電圧が検出トランジスタM2のスレ
ッショルドとパワートランジスタMPを通る電圧降下の
合計(VthM2+VdsMP2)と等しい値に達した
ときに、検出トランジスタM2がスイッチオフする。従
ってトランジスタMP及びM2のスレッショルド電圧値
が実質的に相互に関連すると仮定すると、出力パワート
ランジスタMPが飽和に達したときにトランジスタM2
がスイッチオフする。バイポーラトランジスタの場合に
は、勿論出力パワートランジスタが飽和から外れるとき
にM2はスイッチオフする。
【0014】M2トランジスタのターンオフはANDゲ
ートAN1の出力に論理ゼロを生じさせ、これが放電ス
イッチM1をスイッチオフし、これによりその時点から
そのプレセット時間定数(I/C)に従ってパワートラ
ンジスタMPのスルーイング速度コントロールをスルー
イング速度コントロール段に戻す。本発明の回路による
と、スルーイング速度をコントロールする集積段の性能
を阻害することなく、ターンオフ遅れ減少回路を完全に
形成できかつ自動的に真の負荷条件に対して調節できる
という効果が達成できることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術によるスルーイング速度コントロール
集積回路を含んで成る出力段を示すダイアグラム。
【図2】既知技術によるターンオフ遅れ減少回路を有す
る出力段の回路ダイアグラム。
【図3】本発明による可変スレッショルドターンオフ遅
れ減少回路を有する出力段の回路ダイアグラム。
【符号の説明】 MP・・・出力パワートランジスタ M1・・・放電ス
イッチ(トランジスタ) M2・・・トランジスタ C
・・・キャパシタ I1、I2、I(slew)・・・電流ゼ
ネレータ M2+I2・・・コンパレータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コントロールシグナルによりターンオン
    されることができかつ入力ノードのポテンシャルがスレ
    ッショルド値未満に降下したときにターンオフされるこ
    とのできる迅速な放電スイッチにより実質的に構成され
    る放電加速回路により駆動される前記入力ノードを有す
    るスルーイング速度コントロール用集積段を含んで成る
    出力段の出力パワートランジスタのターンオフ遅れを減
    少される回路において、 該回路が、 出力パワー段の出力ノードと集積段の前記入力ノードの
    間のポテンシャル差を検出し、かつターンオフフェーズ
    間に前記出力パワートランジスタが飽和に達し又はこれ
    から外れたときにその表示であるシグナルを形成できる
    コンパレータ及び前記コントロールシグナルが供給され
    る第1の入力、前記コンパレータで形成されたシグナル
    が供給される第2の入力及び前記迅速なポテンシャルス
    イッチのコントロールターミナルに接続された出力を有
    する論理ANDゲートを含んで成り、 前記コントロールシグナルが、ターンオフフェーズ間に
    出力パワートランジスタが飽和に達し又はこれから外れ
    たときに、前記迅速な放電スイッチのコントロールター
    ミナルに伝達されることを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】 前記コンパレータが、出力パワートラン
    ジスタを駆動する前記集積段の入力ノードに接続された
    該1のコントロールターミナル、出力ノードに接続され
    た第2のターミナル及びバイアス手段を通してサプライ
    ノードに接続された第3のターミナルを有するトランジ
    スタにより構成され、 前記第2のターミナルに存在するシグナルがインバータ
    を通して前記ANDゲートの第1の入力に供給される請
    求項1に記載の回路。
  3. 【請求項3】 前記コンパレータを構成するトランジス
    タが前記パワートランジスタと同じタイプである請求項
    2に記載の回路。
  4. 【請求項4】 前記出力パワートランジスタがMOSト
    ランジスタであり、前記コンパレータが、ターンオフフ
    ェーズ間にパワートランジスタが飽和に達したことの表
    示であるシグナルを生成する請求項1に記載の回路。
  5. 【請求項5】 前記出力パワートランジスタがバイポー
    ラトランジスタであり、前記コンパレータが、ターンオ
    フフェーズ間にパワートランジスタが飽和から外れたこ
    との表示であるシグナルを生成する請求項1に記載の回
    路。
JP6142425A 1993-05-31 1994-05-31 出力パワートランジスタのターンオフ遅れの減少回路 Pending JPH07107773A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT93830246.0 1993-05-31
EP93830246A EP0627818B1 (en) 1993-05-31 1993-05-31 Reduction of the turn-off delay of an output power transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07107773A true JPH07107773A (ja) 1995-04-21

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ID=8215174

Family Applications (1)

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JP6142425A Pending JPH07107773A (ja) 1993-05-31 1994-05-31 出力パワートランジスタのターンオフ遅れの減少回路

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US (1) US5469094A (ja)
EP (1) EP0627818B1 (ja)
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DE (1) DE69313833T2 (ja)

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