JP5012414B2 - ドライブ回路 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図3を参照しながら説明する。
図1は、ICとして形成された降圧型スイッチング電源の主回路およびドライブ回路の構成図である。車両のECU(Electronic Control Unit)で用いられるIC1の電源端子1a、1bには、バッテリ2から電圧VBが与えられるようになっている。ECU内に形成された降圧型スイッチング電源3は、電源電圧VBを降圧して定電圧Vcc(例えば5V)を生成し、それをECU内の各機能回路である負荷6に供給するようになっている。スイッチング電源3の出力段7aは、Pチャネル型MOSFET8およびダイオード9から構成されている。平滑フィルタ7bは、リアクトル10およびコンデンサ11から構成されている。これらMOSFET8、ダイオード9、リアクトル10およびコンデンサ11は、IC1内に形成してもよい。
IC1内に形成された図示しない電源制御回路は、降圧型スイッチング電源3の出力電圧Vccと目標電圧5Vとの差(電圧偏差)に基づいて、PWM波形を有する相補的な駆動指令信号Sd1、Sd2を出力する。駆動指令信号Sd1がLレベル、駆動指令信号Sd2がHレベルの期間は、MOSFET14、16、19、26、29がオンしており、MOSFET13、15、20、23、24がオフしている。このとき、出力ノードNoutの電圧Voutはほぼ0Vになっており、MOSFET13のゲート・ドレイン間容量Cgd(図1において破線で示す)にはQgd=Cgd×VBなる電荷が蓄積されている。
T=Qgd/IH=(Cgd×VB)/(β×VB)=Cgd/β …(1)
β=Cgd/T …(2)
次に、第2の実施形態について図4および図5を参照しながら説明する。
図4はドライブ回路の構成図であり、図1に示すドライブ回路12と同一構成部分には同一符号を付している。このドライブ回路36は、電源電圧VBによらず出力電圧Voutを一定のスルーレートで変化させるものである。定電圧VDDを供給する電源線37、5間には、定電流IHを出力する第1の電流出力回路38とスイッチ回路22とMOSFET23とが直列に接続されている。また、電源線37、5間には、定電流ILを出力する第2の電流出力回路39とスイッチ回路27とNチャネル型MOSFET40とが直列に接続されている。MOSFET26と電源線5との間にはNチャネル型MOSFET41が接続されており、これらMOSFET40、41は、カレントミラー回路42を構成している。
スルーレート=dvr1/dtr1=dvr2/dtr2=IH/Cgd …(3)
スルーレート=dvf1/dtf1=dvf2/dtf2=IL/Cgd …(4)
次に、本発明の第3の実施形態について図6を参照しながら説明する。
図6はドライブ回路の構成図であり、図1に示すドライブ回路12と同一構成部分には同一符号を付している。ドライブ回路43は、ドライブ回路12に対しサポート回路44、45を追加したものである。サポート回路44は、MOSFET13、15とともにカレントミラー回路17を構成するPチャネル型MOSFET46と、MOSFET23、24、20とともにカレントミラー回路25を構成するNチャネル型MOSFET47、48と、MOSFET13のゲートとMOSFET48との間に接続されたPチャネル型MOSFET49とから構成されている。MOSFET46、47の各ドレインおよびMOSFET49のゲートは互いに接続されている。サポート回路45も、同様にしてMOSFET50〜53から構成されている。
なお、本発明は上記し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
上記各実施形態のドライブ回路12、36、43は、電源線4、5間に出力段のMOSFET13、14が出力ノードNoutを挟んで直列に接続されたプッシュプル回路を備えているが、出力段がMOSFET13のみの構成またはMOSFET14のみの構成であってもよい。
第2の実施形態に対しても、第3の実施形態と同様にサポート回路44、45を追加してもよい。
第1の実施形態において、電源電圧VBが正常な電圧範囲内である場合にはIH、ILを固定して出力電圧Voutを一定のスルーレートで変化させ、電源電圧VBがロードダンプなどにより異常に高くなった場合にはIH、ILを増加させて出力電圧Voutの立ち上がり時間および立ち下がり時間を短くするように制御してもよい。
ドライブ回路12、36、43は、降圧型スイッチング電源3の出力段7aを構成するMOSFET8に限らず種々の負荷を駆動可能である。
Claims (6)
- 電源線と出力ノードとの間に介在する出力トランジスタと、
前記出力トランジスタとともにカレントミラー回路を構成する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタに対し前記電源線の電源電圧に比例した電流を供給する電流出力回路と、
駆動指令信号に従って前記電流出力回路から前記駆動トランジスタに至る電流経路を開閉する開閉回路とを備えていることを特徴とするドライブ回路。 - 第1の電源線と第2の電源線との間に出力ノードを挟んで直列に接続された第1、第2の出力トランジスタと、
前記第1、第2の出力トランジスタとともにそれぞれカレントミラー回路を構成する第1、第2の駆動トランジスタと、
前記第1、第2の駆動トランジスタに対しそれぞれ前記電源線の電源電圧に比例した電流を独立して供給する第1、第2の電流出力回路と、
駆動指令信号に従って前記第1の電流出力回路から前記第1の駆動トランジスタに至る電流経路を開閉する第1の開閉回路と、
前記駆動指令信号の反転信号に従って前記第2の電流出力回路から前記第2の駆動トランジスタに至る電流経路を開閉する第2の開閉回路とを備えていることを特徴とするドライブ回路。 - 前記電流出力回路は、前記電源線の電源電圧Vを検出する電圧検出回路を備え、前記出力トランジスタのゲート・ドレイン間容量をCgd、前記出力ノードにおける出力電圧の立ち上がり時間または立ち下がり時間をTとすると、V×Cgd/Tに等しい電流を出力することを特徴とする請求項1または2記載のドライブ回路。
- 前記電流出力回路と前記駆動トランジスタとの間にカレントミラー回路を備えたことを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のドライブ回路。
- 前記第1の電源線と前記第1の出力トランジスタのゲートとの間に接続され、前記第2の開閉回路が閉状態のときにオンする第1の遮断用トランジスタと、
前記第2の出力トランジスタのゲートと前記第2の電源線との間に接続され、前記第1の開閉回路が閉状態のときにオンする第2の遮断用トランジスタとを備えていることを特徴とする請求項2記載のドライブ回路。 - 前記開閉回路が開状態から閉状態に変化した時点から前記出力トランジスタがオンするまでの期間、前記出力トランジスタのゲート・ソース間容量への充電経路を形成するサポート回路を備えたことを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載のドライブ回路。
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