JPH11234108A - 誘導負荷をスイッチングするためのスイッチング装置 - Google Patents
誘導負荷をスイッチングするためのスイッチング装置Info
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Abstract
ング装置において、スイッチングトランジスタへのスイ
ッチングに応じてフリーホイーリングトランジスタを介
して流れる横流を最小限に抑えること。 【解決手段】 スイッチングトランジスタは、ハーフブ
リッジ構成でフリーホイーリングトランジスタと接続さ
れ、前記スイッチングトランジスタと前記フリーホイー
リングトランジスタとの間にある結節点に、前記のスイ
ッチングを行うべき誘導負荷がある形式のスイッチング
装置において、前記スイッチングトランジスタ(T1)
は、カレントミラー回路において補助トランジスタ(T
9)と接続され、トランジスタ(T1,T9)のミラー駆
動は、結節点(K1)に印加された電位に依存して制御
されることを特徴とするスイッチング装置を構成する。
Description
の特徴を有する、誘導負荷をスイッチングするためのス
イッチング装置に関する。
スイッチングトランジスタを用いてスイッチングするこ
とは公知である。遮断の際には、誘導負荷を通流する電
流に対してフリーホイーリング路を提供する必要があ
る。このために例えば、スイッチングトランジスタを、
ハーフブリッジ回路においてこのスイッチングトランジ
スタと交互に導通制御可能なフリーホイーリングトラン
ジスタに接続する。ここでスイッチングされるべき誘導
負荷は、2つのトランジスタの間にある結節点に存在す
る。この場合に欠点となることはスイッチングトランジ
スタに対するスイッチングに応じて、フリーホイーリン
グトランジスタを介して横流が流れる可能性があること
である。
グトランジスタに対するスイッチングに応じてフリーホ
イーリングトランジスタを介して流れる横流を最小限に
抑えることを課題とする。
上位概念の特徴に記載されたスイッチング装置におい
て、本発明により、スイッチングトランジスタをカレン
トミラー回路において補助トランジスタと接続し、前記
2つのトランジスタのミラー作用による駆動を、結節点
に印加された電位に依存して制御することを特徴とする
スイッチング装置を構成することによって解決される。
有する、本発明による回路装置は、スイッチングトラン
ジスタを適切に制御することによって横流の発生を最小
限に抑えられるという利点を有する。スイッチングトラ
ンジスタをカレントミラー回路において補助トランジス
タと接続することによって有利にも、スイッチングトラ
ンジスタのオン動作中の、ハーフブリッジ装置における
横流を制限することが可能である。ここでこれらのトラ
ンジスタのミラー作用による駆動は、誘導負荷の存在す
る結節点に印加された電位に依存して制御可能である。
これは比較的簡単なカレントミラー回路によって実現可
能であるために、簡単な回路構造で実現可能である。こ
の回路構造は、スイッチングトランジスタとフリーホイ
ーリングトランジスタとを有する構成素子にモノリシッ
クに集積化可能である。したがってこの構成素子は、付
加的な、フリーホイーリング回路に使用される構成素子
なしで実現可能である。簡単な回路構造によって、誘導
負荷をオフオンする高い周波数のもとでも横流を制限可
能である。
載されている。
るためのスイッチング装置を示した図面を用いて実施例
により詳しく説明する。
回路装置を用いて、端子12に接続される誘導負荷を、
端子14に接続された電源電圧と接続している。この電
源電圧は、自動車においては通常は自動車のバッテリー
の電源電圧UBattである。さらにスイッチングトランジ
スタT1が設けられており、このトランジスタのドレイ
ンは端子14と接続されており、またそのソースは端子
12と接続されている。これによってスイッチングトラ
ンジスタT1は高電位側回路で駆動される。結節点K1に
はフリーホイーリングトランジスタT2のドレインが接
続されており、このトランジスタのソースはアースと接
続されている。
るトランジスタT1とT2は、制御回路16を介して制御
可能である。入力端子18には、図示した出力信号、例
えばスイッチングレギュレータの制御信号が印加されて
いる。入力端子18は一方では駆動回路20と接続さ
れ、また他方ではトランジスタT3のゲートと接続され
ている。トランジスタT3のソースは、電流源I1を介し
てアースと接続されている。トランジスタT3のドレイ
ンは、トランジスタT4ないしはT5のゲート端子と接続
されている。トランジスタT4およびT5のソース端子は
それぞれ電圧電位U1と接続されている。さらにトラン
ジスタT4およびT5とソース端子は、トランジスタT6
のコレクタと接続されている。このトランジスタT6の
ベース端子は、トランジスタT7のベースと接続されて
いる。トランジスタT6およびT7のエミッタは短絡さ
れ、スイッチングトランジスタT1ならびにトランジス
タT8のドレインと接続されている。トランジスタT8の
ソース端子は、電流源I2を介してアースと接続されて
いる。さらにトランジスタT6およびT7のベース端子
は、トランジスタT9のドレインと接続されている。こ
のトランジスタT9のソース端子はトランジスタT10の
ドレインと接続されている。トランジスタT10のゲート
端子には電圧電位U2が印加されており、またそのソー
ス端子は結節点K2を介して、一方ではツェナーダイオ
ードD1を介してアースと接続されており、他方ではダ
イオードD2を介して結節点K1と接続されている。
ジスタT8のゲートと接続されており、他方では別の駆
動回路22を介しフリーホイーリングトランジスタT2
のゲートと接続されている。
トランジスタT1はカレントミラー回路においてトラン
ジスタT9と接続されている。さらにトランジスタT4お
よびT5ならびにT6およびT7も同様にカレントミラー
回路において接続されている。ここでトランジスタT6
およびT7のカレントミラー回路は、トランジスタT1お
よびT9のゲート端子間の接続を形成している。
状態がローの場合には、トランジスタT8およびT2のゲ
ート端子は、駆動回路20を介して制御され、この2つ
のトランジスタはオン制御される。これにより、一方で
はフリーホイーリングトランジスタT2は導通し、端子
12に流れる負荷電流ILはフリーホイーリングトラン
ジスタT2を介して通流可能である。さらに他方ではオ
ン制御されたトランジスタT8と電流源I2を介してトラ
ンジスタT1のゲート端子はアースに導かれ、スイッチ
ングトランジスタT1はスイッチオフされる。
号状態に経過した場合には、一方では駆動回路20およ
び22を介して、フリーホイーリングトランジスタT2
を遮断しはじめる。他方、同時にトランジスタT3のド
レイン端子が制御され、トランジスタT3はオン制御さ
れる。電流源I1を介してトランジスタT4およびT5の
カレントミラー回路は制御され、これがさらにトランジ
スタT6およびT7のカレントミラー回路を制御する。こ
れによってスイッチングトランジスタT1のゲートに対
する負荷電流が生成され、このトランジスタはオン制御
される。ここでスイッチングトランジスタT1のゲート
の充電はまずトランジスタT1およびT9によって制限さ
れる。ここで結節点K1およびK2との間に接続されたダ
イオードD 2は、まずトランジスタT6およびT7のカレ
ントミラー回路の電圧の補償に使用される。これによっ
て、フリーホイーリングトランジスタT2のオン動作の
間にスイッチングトランジスタT1から供給された電流
が、カレントミラートランジスタT1およびT9の関係に
よって設定される電流よりも大きくならないことが保証
される。
駆動回路20および22を介する制御に応じて、遮断状
態へと経過した場合には、結節点K1の電位が上昇し始
める。いまやトランジスタT10のゲート端子に印加され
る電圧電位U2の、選択された高さに応じて、トランジ
スタT1およびT9がカレントミラーの作用による駆動を
しなくなる場合を設定することができる。カレントミラ
ーの作用による駆動をしなくなるのは、トランジスタT
10が、結節点K1およびK2のおける電位上昇により、ト
ランジスタT1およびT9のカレントミラーの基準電流
を、トランジスタT9を通して導くことができない場合
である。ツェナーダイオードD1により、高抵抗となっ
ている結節点K2における電圧が制限され、この間ダイ
オードD2が結節点K1とK2との間の遮断機能を果たし
ている。いまやスイッチングトランジスタT1のゲート
電圧は電圧電位U1まで上昇することが可能となり、ト
ランジスタT1を相応にオン制御可能である。
ングトランジスタT1のオン制御およびフリーホイーリ
ングトランジスタT2のオフ制御との間で端子14から
アースに通流する電流の制限が実現される。複数のカレ
ントミラー回路の所定の依存関係にもとづき、制御回路
16は、入力端子18に印加された信号のレベルに相応
して自動制御される。スイッチング周波数が高い場合に
も、すなわち入力端子18に印加された信号がロー状態
とハイ状態との間で頻繁に変化する場合にも、横流を制
限を効果的に制御することができる。さらに端子14へ
の導線に発生するパルス電流から引き起こされる障害も
低減することができる。
グ回路を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 誘導負荷をスイッチングするためのスイ
ッチング装置であって、 高電位側回路で駆動されるスイッチングトランジスタ
と、該スイッチングトランジスタに対する制御回路とを
有し、 該スイッチングトランジスタは、ハーフブリッジ構成で
フリーホイーリングトランジスタと接続され、 前記スイッチングトランジスタと前記フリーホイーリン
グトランジスタとの間にある結節点に、前記のスイッチ
ングを行うべき誘導負荷が存在する形式のスイッチング
装置において、 前記スイッチングトランジスタ(T1)は、カレントミ
ラー回路において補助トランジスタ(T9)と接続さ
れ、 トランジスタ(T1,T9)のミラー作用による駆動は、
結節点(K1)に印加された電位に依存して制御される
ことを特徴とするスイッチング装置。 - 【請求項2】 トランジスタ(T1,T9)のゲート端子
は、トランジスタ(T6、T7)からなるカレントミラー
回路を介して相互に接続され、 該トランジスタ(T6、T7)は、トランジスタ(T4,
T5)からなる別のカレントミラー回路を介して制御さ
れ、 該トランジスタ(T4,T5)からなるカレントミラー回
路の制御は、スイッチングトランジスタ(T1)に対す
る制御信号に依存して行われる請求項1に記載のスイッ
チング装置。 - 【請求項3】 前記の補助トランジスタ(T9)は、ト
ランジスタ(T10)と直列に接続され、 該トランジスタ(T10)のゲートは制御電圧(U2)と接
続され、かつ該トランジスタ(T10)ソースは前記結節
点(K1)と接続されている請求項1または2に記載の
スイッチング装置。 - 【請求項4】 前記制御電圧(U2)の高さを介して、
トランジスタ(T1,T9)のカレントミラー回路のミラ
ー駆動が調整される請求項1から3までのいずれか1項
に記載のスイッチング装置。 - 【請求項5】 前記トランジスタ(T10)のソース端子
と、結節点(K1)との間にダイオード(D2)が接続さ
れている請求項1から4までのいずれか1項に記載のス
イッチング装置。 - 【請求項6】 前記トランジスタ(T10)のソース端子
はツェナーダイオード(D1)を介してアースと接続さ
れている請求項1から5までのいずれか1項に記載のス
イッチング装置。
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