JPS63272221A - 誘導負荷を駆動するパワースイッチングトランジスタを通る一時的な電流再循環回路 - Google Patents

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） 本発明は、負荷を駆動する半導体パワーデバイスを利用
して誘導負荷を駆動するための電気回路に関し、特にモ
ノリチソクに集積されたこのタイプの回路に関する。 （従来技術の説明） 高度にリアクティブな負荷の駆動は一時的に関連する問
題を提示する。例えば接地された誘導負荷を通る電流が
突然遮断されると、充電フェーズの間にインダクタンス
により貯蔵されたエネルギの放電により生ずる前記負荷
を横切る負の過電圧が生ずる（前記誘導負荷を通る電流
のスタート時）。 強度に関してこのような負電圧のピークがチェックされ
ないと接合のブレークダウンを生ずることがあり、そし
てモノリチソクに集積された回路の場合には、パラシチ
ックなトランジスタのトリガリング及び関連する問題を
生ずることがある。この状態で必要な介入は、前記負の
過電圧を１つのＶＢＥ　（ベース−エミッタ電圧）より
小さいか等しい絶対値に限定しながらインダクタンス中
に貯蔵されたエネルギを放電するための手段を提供する
ようなことである。 既知の手段によると、この目的のために使用される回路
には実質的に２種のタイプがある。 第１の解決法は、前記誘導負荷を横切るように再循環ダ
イオードを接続し、貯蔵されたエネルギを放電するため
に電流に再循環経路を与えることを意図している。 他の解決法は、コントロールツェナーダイオードをパワ
ートランジスタのベースとコレクタ間に接続することに
より、前記誘導負荷中に貯蔵されたエネルギの放電電流
を同じパワースイッチングトランジスタを通して再循環
させることを意図している。 前記第１の解決方法は、前記ピーク放電電流の通過に耐
えるよう好適な大きさとされた再循環ダイオードのよう
な少なくとも１個の付加的なパワーデバイスを必要とす
るという欠点を有している。 前記第２の解決方法は、放電電流を再循環するための同
じ駆動パワートランジスタを都合良（使用できるが、イ
ンダクタンスの充電フェーズ間にインターフェアしない
ように回路の供給電圧に関連してケースバイケースでデ
ザインされたコントロールツェナーダイオードを必要と
する。 （発明の概要） 本発明は、特許請求範囲において定義されているように
、回路によりどのような供給電圧が利用されようと実質
的に適用できる、放電電流を機能的に再循環させるため
の付加的なパワーデバイスの使用を必要としない、従来
技術の回路とは異なった新規で有利な回路を提案する。 本発明の一態様によると、更に、誘導負荷中に貯蔵され
たエネルギの放電電流の再循環を、「余剰（ｄａｍｐｉ
ｎｇ）　Ｊ効果により生ずる回路の供給電圧の付随する
変則的な増加の存在下においても、予備的に設定された
最大電圧未満で起こさせることを確実にすることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

本発明とその利点は添付図面を通して容易に理解される
であろう。図面中、 第１図は、本発明の一実施例に係わる回路のダイアダラ
ムであり、 第２図は、第１図の回路で利用されたデバイスと逆の極
性を有するデバイスにより形成された他の実施例の回路
を示し、 第３図は、本発明の回路の他の態様を示す回路ダイアダ
ラムである。 （好適な実施例の説明） 次に添付図面に示す実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、該実施例は本発明を限定することを意図
するものではない。 全図面において、誘導負荷はして示され、パワースイッ
チングトランジスタはＴｐｗで示され、駆動回路は１で
示された点線ブロン１り中に描かれた素子により示され
ている。 第１図に示された本実施例回路は、パワートランジスタ
Ｔｐｗ　（ＰＮＰ）の極性と反対極性のコントロールト
ランジスタＴｃ　（ＮＰＮ）の使用を意図している。該
コントロールトランジスタＴｃのエミッタは共通して前
記パワートランジスタＴｐｗのコレクタに接続され、前
記コントロールトランジスタＴｃのコレクタは前記パワ
ートランジスタのベースに接続され、前記コントロール
トランジスタのベースは回路の接地ノードに接続されて
いる。 実質的に同様な回路が第２図に示され、第２図の回路は
反対極性のデバイスつまりＮＰＮパワートランジスタＴ
ｐｗとＰＮＰコントロールトランジスタＴｃにより形成
されている。第１図及び第２図の回路は実質的に次のよ
うに動作する。 前記パワースイッチングトランジスタＴｐｗへの駆動シ
グナルが遮断されると、負の（第１図）又は正の（第２
図）過電圧がインダクタンスＬを通って発生する。この
電圧が１つのＶＢＥの値に対応する値に達すると、前記
コントロールトランジスタＴｃがターンオンして、前記
パワートランジスタＴｐｗに通電するよう駆動する。前
記コントロールトランジスタＴｃは前記インダクタンス
しに貯蔵されたエネルギの放電電流の最小フラクション
に耐え（つまりコントロールトランジスタＴｃの電流ゲ
インである放電電流の数分の１に等しいフラクション）
、従ってこれは比較的小さいサイズのトランジスタとす
ることができる。既知の回路に対するこの回路の利点は
、再循環パワーデバイスの使用を必要とすることなくか
つ供給電圧の実際の値には依存せずに、１つのＶＢＥの
値に限定された供給電圧と過電圧の合計に実質的に等し
い電圧で、前記パワートランジスタＴｐｗを通る誘導負
荷からの放電電流の再循環を許容することである。 当業者には自明であるように、もし必要であるならば、
前記パワートランジスタＴｐｗのコレクタと、逆極性で
あるコントロールトランジスタＴＣのエミッタ間に（ｎ
個の）ダイオード又は（ｎ個の）ツェナーダイオードを
直列に挿入することにより、前記インダクタンスの放電
電流の再循環を増加した電圧（複数（ｎ個）のＶＢＨに
より増加）において行うこともできる。 従来技術の回路に対する述べていない利点にもかかわら
ず、第１図及び第２図に示す本発明の回路は、供給電圧
の変則的な増加（例えば余剰効果により生ずる）が、前
記負荷を通る電流のスイッチングオフと付随するならば
、前記誘導負荷からの放電電流の前記パワートランジス
タＴｐｗを通る再循環が起こる全電圧の最大絶対値を制
限することができないままである。これらの偶発的な状
況下では、前記パワーデバイスＴｐｗは過度の電圧を受
は易くなることがある。これらの状況が予測できる場合
は、供給電圧を予備設定された値を超える値まで上昇さ
せかつ全ての場合に前記パワートランジスタのターニン
グオンを決定することにより、導電状態に導かれる２次
的な再循環手段を通して、本実施例回路を、この付加的
な問題も回避できる回路を形成するように修正してもよ
い。 このように修正された本実施例回路の態様が第３図に示
されている。該回路の動作は次に説明する通りである０
通常の動作条件つまり供給電圧が通常の値である場合に
は、パワースイッチングトランジスタＴｐｗの駆動を遮
断すると（例えば駆動回路１のスイッチＳ１を開くこと
により）、インダクタンスＬを横切る正の過電圧が生ず
る。この過電圧がＶＡＬ＋ＶＢＥｙｃ＋ＶＢＥｏ＋　（
ＶＡＬは供給電圧）に対応する値に達すると、駆動体と
して機能するＰＮＰコントロールトランジスタＴＣのタ
ーンオンのため、パワーデバイスＴｐｗは再度ターンオ
ンとなる。 該回路が供給電圧ＶＡＬの通常の値を超える正の過電圧
を一時的に受けるとき、該回路は次のような挙動を示す
。 パワートランジスタＴｐｗの駆動が遮断されたときに供
給電圧ＶＡＬＯ値に付随する正の過電圧が存在すると、
ダイオードＤ２とツェナーダイオードＤＺ１により形成
される付加再循環手段が、出力ノードＶ。ＵＴの電圧が
ｖＢＥ　ｔ　ｃ　＋Ｖ　Ｂ　Ｅ　Ｄ　ｚ　＋■。２１に
より与えられる値に達するときはいつも、コントロール
トランジスタＴｃを次いでパワートランジスタＴｐＷを
ターンオンにし、これは前記ツェナーダイオードＤＺＩ
の、そして引き続くＤ２とＴｃのターニングオンのトリ
ガリングを通して起こる。 この方法では、前記パワートランジスタＴｐＷに影響を
与える最大再循環電圧は都合好く制限され、これにより
前記パワースイッチングトランジスタの駆動の遮断の場
合、供給に高い過電圧が存在しても前記パワーデバイス
Ｔｐｗが破壊的な電圧を受けることを積極的に防止する
。 モノリチックな集積の観点からみると、第３図に示す態
様は、本発明の回路がブレークダウンに対する前記パワ
ートランジスタの信鯨できる保護を与えるため、比較的
低電圧の製造プロセスの適用を許容する利点を提供する
。 当業者には明らかなように、第３図の改良された回路は
、負荷の放電電流を再循環させるだけでなく誘導負荷の
駆動のための実質的に単一のパワーデバイスを利用する
利点を保持する。２次的な再循環手段つまりダイオード
Ｄ１、Ｄ２及びＤＺｌは実際に、前記パワートランジス
タＴｐｗを通ってほぼ独占的に流れる再循環電流のフラ
クションに耐えることができなければならない。 勿論第３図の回路も該回路の全ての極性を反転させるこ
とにより逆極性のデバイス（トランジスタ）により製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係わる回路のダイアグラ
ムであり、第２図は、第１図の回路で利用されたデバイ
スと逆の極性を有するデバイスにより形成された他の実
施例による回路を示し、第３図は、本発明の回路の他の
態様を示す回路ダイアグラムである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の共通供給ポテンシャルノードに接続された
   エミッタ、他のターミナルが第２の共通供給ポテンシャ
   ルノードに接続された誘導負荷のターミナルに接続され
   たコレクタ、駆動シグナルが適用されるベースを有する
   第１の極性のパワースイッチング駆動トランジスタを含
   んで成る、前記負荷を駆動する同じパワースイッチング
   デバイスを通る前記誘導負荷の放電電流を再循環する回
   路において、 前記パワースイッチングトランジスタに対して逆極性で
   あり、エミッタ、コレクタ及びベースを有するトランジ
   スタを含んでなるトランジスタを含んで成り、 逆極性の前記トランジスタのエミッタが、前記パワート
   ランジスタのコレクタに接続され、逆極性の前記トラン
   ジスタのコレクタが、前記パワートランジスタのベース
   に共通して接続され、逆極性の前記トランジスタのベー
   スが、前記誘導負荷のターミナルが接続された供給部の
   同じ共通ポテンシャルノードに接続されていることを特
   徴とする回路。
2. （２）逆極性の前記トランジスタのエミッタが、直列に
   接続された１又は２以上のダイオードを通してパワース
   イッチングトランジスタのコレクタに接続されている請
   求項１に記載の回路。
3. （３）直列に接続された１又は２以上のダイオードがツ
   ェナーダイオードである請求項２に記載の回路。
4. （４）第１のダイオードが、供給部の２個の共通ポテン
   シャルノードの他のノードに関して正の電圧で動作する
   前記供給部の共通ポテンシャルノードに接続されたカソ
   ードを有し、 第２のダイオードが、前記第１のダイオードのアノード
   に接続されたアノードを有し、 ツェナーダイオードが、前記第２のダイオードのカソー
   ドに接続されたカソードと、供給部の前記２個の共通ポ
   テンシャルノードのうちの他のノードに接続されたアノ
   ードを有し、 逆極性のトランジスタのベースが、それぞれ第１及び第
   ２のダイオードの共通に接続された複数のアノードに接
   続された請求項１に記載の回路。