專利名稱：驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載于半導(dǎo)體集成電路裝置的開關(guān)設(shè)備的驅(qū)動裝置，特別涉及用于對開關(guān)設(shè)備的關(guān)斷期間在控制端子流過容性電流的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
圖4表示使用現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備的驅(qū)動電路的高壓半橋電路。此外，這種現(xiàn)有的驅(qū)動裝置在專利文獻(xiàn)1中有所記載。該半橋電路具有用于驅(qū)動高壓半橋電路的下側(cè)晶體管T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL、用于驅(qū)動上側(cè)晶體管Tl的上側(cè)驅(qū)動電路DU，該上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL具有使各晶體管T1、T2導(dǎo)通/截止并且吸收來自晶體管控制端子的容性電流的第1級SWO以及第2 級吸收晶體管Ml。再有，通過上述吸收晶體管Ml，防止上述晶體管Tl、T2之中的一個晶體管因上述容性電流而被不希望地導(dǎo)通，并且不會使上述半橋電路的輸出電壓變動值上升至發(fā)生重大電磁故障這種的高電平。由此，具有防止直通(shoot through)，使電磁故障水平降至最低的效果。以下對其進(jìn)行說明，首先利用圖5A、圖5B、圖6A、圖6B對半橋電路的直通進(jìn)行說明。所謂直通是指上述半導(dǎo)體電路的上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2同時進(jìn)行導(dǎo)通動作從而在連接于Tl的上側(cè)電源(VM)與連接于T2的下側(cè)電源(GND)之間流過大電流的情況，在本說明中作為其他名稱也表示為貫通狀態(tài)。此外，本說明中將通過所述Tl和T2在上述VM 和上述GND之間流過的大電流表示為貫通電流。首先，利用圖5A、圖5B對從半橋電路的OUT端子輸出提供輸出負(fù)載電流時發(fā)生直通的原因進(jìn)行說明。圖5A、圖5B是用于說明從作為半橋電路的輸出的OUT端子提供輸出(source output)負(fù)載電流時的動作的圖，為了說明動作狀態(tài)，在該圖5A、圖5B中，包括表示各模塊、各模塊的輸入輸出信號、連接于OUT端子的負(fù)載的連接狀態(tài)、以及負(fù)載電流的流動的框圖；以及上述各輸入信號、輸出信號以及負(fù)載電流的定時波形圖。此外，上述圖5A的框圖與上述圖4的使用現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路大致相同，但圖5A的框圖中省略了對于直通的說明來說不必要的模塊。此外，在描繪上述圖5B的定時波形圖的過程中，假設(shè)上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL具有足夠的電流能力且具有能控制電流值使得能夠控制OUT端子的輸出電壓的直通的能力。這種假設(shè)是為了容易說明作為開關(guān)設(shè)備的上側(cè)晶體管Tl和作為下側(cè)晶體管T2 的控制端子的各柵極端子的各柵極電流IGU、IGL的動作而設(shè)定的?，F(xiàn)實中不會有這種假設(shè)，可考慮專利文獻(xiàn)1所述的現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動電路。圖5A的框圖和圖5B的定時波形圖中圖示了半橋電路接收具有周期性的輸入信號的驅(qū)動信號后從OUT端子提供輸出負(fù)載電流為止的半橋電路的一連串的周期性動作。由此，因為從上述具有周期性的驅(qū)動信號能夠理解OUT端子的輸出電壓OUT和負(fù)載電流如何受到作用并輸出，因此省略與此相關(guān)的說明。
為了對在上述晶體管Tl和T2之間發(fā)生直通(貫通狀態(tài))的原因進(jìn)行說明，需要在半橋電路的一連串的周期動作中對上述柵極電流IGU、IGL進(jìn)行說明。以下對此說明。首先，對圖5A的框圖中的上側(cè)晶體管Tl的柵極電流IGU進(jìn)行說明。圖5B的定時波形圖中(e)所示的柵極電流IGU，是在從半橋電路驅(qū)動信號上升沿延遲了延遲時間DT之后的信號GUD的上升沿，上側(cè)驅(qū)動電路DU為了使上側(cè)晶體管Tl的柵極電壓GU為H電平，而向上述晶體管Tl的柵極端子提供輸出的電流。由于半橋電路從OUT 端子輸出提供輸出負(fù)載電流時上述晶體管Tl驅(qū)動OUT輸出，因此由該柵極電流值、晶體管 Tl的柵極/漏極間的電容CTl的電容值，決定OUT端子輸出電壓的上升轉(zhuǎn)換率(slew rate 斜率)。相同的定時波形圖中(f)所示的柵極電流IGU，是在從半橋電路驅(qū)動信號的下降沿延遲了延遲時間DT之后的信號GUD的下降沿，上側(cè)驅(qū)動電路DU為了使上側(cè)晶體管Tl的柵極電壓GU為L電平而從所述晶體管Tl的柵極端子吸入的電流。因為在半橋電路從上述 OUT端子輸出提供輸出負(fù)載電流時所述晶體管Tl驅(qū)動OUT輸出，因此由該柵極電流值、晶體管Tl的柵極/漏極間的電容CTl的電容值決定OUT端子輸出電壓的下降轉(zhuǎn)換率。接下來，對上述圖5A的框圖所示的下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL進(jìn)行說明。圖5B的定時波形圖中(a)所示的柵極電流IGL，是因隨著半橋電路的驅(qū)動信號的上升沿從H電平下降至L電平的信號GLD，下側(cè)驅(qū)動電路DL為了使下側(cè)晶體管T2的柵極電壓GL為L電平而從上述晶體管T2的柵極端子吸入的電流。相同的定時波形圖中(b)的柵極電流IGL，是在上述晶體管T2截止期間，由于OUT 端子的輸出電壓OUT上升而從上述晶體管T2的柵極端子流入所述下側(cè)驅(qū)動電路DL的電流。該電流是其電流值由所述輸出電壓OUT的上升轉(zhuǎn)換率以及所述晶體管T2的柵極/漏極間的電容CT2的電容值決定的容性電流。如果下側(cè)驅(qū)動電路DL的吸收電流能力相對于該電流值較低，則上述晶體管T2的柵極電壓GL偏向H電平，有可能引起在上述晶體管Tl、 T2之間流過貫通電流的直通。相同的定時波形圖中(c)的柵極電流IGL，是在上述晶體管T2截止期間，由于OUT 端子的輸出電壓OUT下降，而從所述下側(cè)驅(qū)動電路DL流入上述晶體管T2的柵極端子的電流。該電流是其電流值由所述輸出電壓OUT的下降轉(zhuǎn)換率以及所述晶體管T2的柵極/漏極間的電容CT2的電容值決定的容性電流。如果下側(cè)驅(qū)動電路DL的提供電流能力相對于該電流值較低，則上述晶體管T2的柵極電壓GL低于GND電平，為此不會在上述晶體管Tl、 T2之間流過貫通電流。相同的定時波形圖中(d)的柵極電流IGL是，在從半橋電路驅(qū)動信號下降沿延遲了上述延遲時間DT的2倍時間之后的信號GLD的上升沿上述下側(cè)驅(qū)動電路DL為了使上述晶體管T2的柵極電壓GL為H電平而提供輸出的電流。接下來利用圖6A、圖6B對半橋電路的OUT端子輸出中被提供輸入了負(fù)載電流時發(fā)生直通的原因進(jìn)行說明。圖6A、圖6B是用于說明向作為半橋電路的輸出的OUT端子吸收輸入負(fù)載電流時的動作的圖，為了說明動作狀態(tài)，在該圖5A、圖5B中與上述圖5A、圖5B同樣，包括表示各模塊、各模塊的輸入輸出信號、連接于OUT端子的負(fù)載的連接狀態(tài)、以及負(fù)載電流的流動的框圖；以及上述各輸入輸出信號以及負(fù)載電流的定時波形圖。
在圖6A中以與上述圖5A相同的目的，針對使用圖4現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路進(jìn)行了省略和假設(shè)。其說明內(nèi)容在上述圖5A中所有說明因此省略。與從圖5A的半橋電路的輸出即OUT端子提供輸出負(fù)載電流時同樣，為了說明發(fā)生晶體管Tl和T2的直通(貫通狀態(tài))的原因，需要在半橋電路的一連串周期動作中對上述柵極電流I⑶、IGL進(jìn)行說明。以下對此說明。首先，對上述圖6A的框圖中的下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL進(jìn)行說明。圖6B的定時波形圖中(g)所示的柵極電流IGL，是由于隨著半橋電路驅(qū)動信號的上升沿從高電平下降至低電平的信號GLD，下側(cè)驅(qū)動電路DL為了使下側(cè)晶體管T2的柵極電壓GL為L電平而從上述晶體管T2的柵極端子吸入的電流。半橋電路向OUT端子輸出吸收輸入負(fù)載電流時，由于上述T2驅(qū)動OUT輸出，因此由該柵極電流值、晶體管T2的柵極/漏極間的電容CT2 的電容值決定OUT端子輸出電壓的上升轉(zhuǎn)換率。相同的定時波形圖中(h)所示的柵極電流IGL，是在從半橋電路驅(qū)動信號下降沿延遲了上述延遲時間DT的2倍時間之后的信號GLD的上升沿，上述下側(cè)驅(qū)動電路DL為了使上述晶體管T2的柵極電壓GL為H電平而提供輸出的電流。由于半橋電路向上述OUT端子輸出吸收輸入負(fù)載電流時上述T2驅(qū)動OUT輸出，因此由該柵極電流值、晶體管T2的柵極 /漏極間的電容CT2的電容值決定OUT端子輸出電壓的下降轉(zhuǎn)換率。接下來，對上述圖6A框圖所示的上側(cè)晶體管Tl的柵極電流I⑶進(jìn)行說明。圖6B的定時波形圖中(i)所示的柵極電流IGU，是在上述晶體管Tl截止期間中， 由于OUT端子的輸出電壓OUT上升而從上述上側(cè)驅(qū)動電路DU流入上述晶體管Tl的柵極端子的電流。該柵極電流是其電流由所述輸出電壓OUT的上升轉(zhuǎn)換率以及所述晶體管Tl的柵極/漏極間的電容CTl的電容值決定值的容性電流。如果上側(cè)驅(qū)動電路DU的提供電流能力相對于該電流值較低，則上述晶體管Tl的柵極電壓GU與OUT輸出電壓的電壓差GU-OUT 下降至OV以下，因此不會在上述晶體管Tl與T2之間流過貫通電流。相同的定時波形圖中(j)所示的柵極電流IGU，是在從半橋電路驅(qū)動信號上升沿延遲了延遲時間DT之后的信號GUD的上升沿，上側(cè)驅(qū)動電路DU為了使上側(cè)晶體管Tl的柵極電壓GU為H電平而向上述晶體管Tl的柵極端子提供輸出的電流。相同的定時波形圖中(k)所示的柵極電流IGU，是在從半橋電路驅(qū)動信號下降沿延遲了延遲時間DT之后的信號GUD的下降沿上側(cè)驅(qū)動電路DU為了使上側(cè)晶體管Tl的柵極電壓GU為L電平而從上述晶體管Tl的柵極端子吸入的電流。相同的定時波形圖中(1)所示的柵極電流IGU，是在上述晶體管Tl截止期間中， 由于OUT端子的輸出電壓OUT下降而從上述晶體管Tl的柵極端子流入上述下側(cè)驅(qū)動電路 DU的電流。該電流是其電流值由所述輸出電壓OUT的上升轉(zhuǎn)換率以及所述晶體管Tl的柵極/漏極間的電容CTl的電容值決定的容性電流。如果上側(cè)驅(qū)動電路DU的吸收電流能力相對于該電流值較低，則上述晶體管Tl的柵極電壓GU與OUT輸出電壓的電壓差GU-OUT偏向H電平側(cè)，有可能發(fā)生在上述晶體管Tl與T2之間流過貫通電流的直通。由上述說明可知，從半橋電路的OUT端子輸出提供輸出負(fù)載電流時，由于在上述晶體管T2的截止期間中，OUT端子的輸出電壓OUT上升，從而從上述晶體管T2的柵極端子流入上述下側(cè)驅(qū)動電路DL的圖5B的(b)所示的柵極電流IGL成為問題所在。這是因為 如果由于該電流，下側(cè)驅(qū)動電路DL的吸收電流能力下降，則上述晶體管T2的柵極電壓GL偏向H電平側(cè)，有可能發(fā)生在上述晶體管Tl、T2之間流過貫通電流的直通。在向半橋電路的OUT端子輸出吸收輸入負(fù)載電流時，由于在上述晶體管Tl的截止期間中，OUT端子的輸出電壓OUT下降，從而從上述晶體管Tl的柵極端子流入上述上側(cè)驅(qū)動電路DU的圖6B的⑴所示的柵極電流IGU成為問題所在。這是因為如果由于該電流， 上側(cè)驅(qū)動電路DU的吸收電流能力下降，則上述晶體管Tl的柵極電壓GU偏向H電平側(cè)，有可能發(fā)生在上述晶體管T1、T2之間流過貫通電流的直通。以上對半橋電路發(fā)生直通的原因進(jìn)行了說明，接下來針對該問題點，在從上述圖 5Α、圖5Β的輸出端子OUT提供輸出負(fù)載電流的情況下考慮使用了現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路。根據(jù)上述現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的動作機構(gòu)，當(dāng)下述的2個條件的邏輯與(and)為真時，上述驅(qū)動電路的吸收電流能力較強的吸收晶體管Ml進(jìn)行動作。(1)事件對于驅(qū)動電路DL輸入信號GLD為L電平。(2)事件對于驅(qū)動電路DU輸入信號GUD為L電平。(3)事件下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL比閾值電壓VthL低，該閾值電壓VthL 設(shè)定得比晶體管T2的工作電壓VGSon低。(對于驅(qū)動電路DU，上側(cè)晶體管Tl的柵極端子電壓⑶-OUT比閾值電壓VthL低，該閾值電壓VthL設(shè)定得比晶體管Tl的工作電壓VGSon 低。)為此，上述圖5B的(b)的情況下的晶體管T2的容性柵極電流IGL被下側(cè)驅(qū)動電路 DL的吸收晶體管Ml吸收，由于晶體管T2的柵極端子電壓GL維持在足夠低的L電平，因此即便在上述圖5 (B)的(b)的情況下也不會發(fā)生晶體管Tl和T2引起的直通(貫通狀態(tài))。另一方面，由于上側(cè)驅(qū)動電路DU的吸收晶體管Ml不滿足上述⑴、(2)的所有條件，因此不工作。為此，對圖5A所示的半橋電路的輸出端子電壓OUT的直通有決定作用的上側(cè)驅(qū)動電路DU的柵極電流IGU，在輸出端子電壓OUT在VM和OV之間遷移的期間，不會受到上側(cè)驅(qū)動電路DU的吸收晶體管Ml的影響，可以進(jìn)行與期望的轉(zhuǎn)換率相匹配的設(shè)定。接下來，在向上述圖6A、圖6B的輸出端子OUT吸收輸入負(fù)載電流的情況下考慮使用了現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路。該情況下，與從上述輸出端子OUT提供輸出負(fù)載電流時的上述說明同樣，上述圖 6B的(1)的情況下的晶體管Tl的容性柵極電流IGL被上側(cè)驅(qū)動電路DU的吸收晶體管Ml 吸收，由于晶體管Tl的柵極端子電壓GU與輸出電壓OUT的電壓差GU-OUT維持在足夠低的L電平，因此即便在上述圖6 (B)的(1)的情況下也不會發(fā)生晶體管Tl和T2引起的直通 (貫通狀態(tài))。另一方面，由于下側(cè)驅(qū)動電路DL的吸收晶體管Ml不滿足上述(1)、(2)的所有條件，因此不工作。為此，對圖6A所示的半橋電路的輸出端子電壓OUT的直通有決定作用的下側(cè)驅(qū)動電路DL的柵極電流IGL，在輸出端子電壓OUT在VM和OV之間遷移的期間，不會受到下側(cè)驅(qū)動電路DL的吸收晶體管Ml的影響可以進(jìn)行與期望的轉(zhuǎn)換率相匹配的設(shè)定。根據(jù)以上說明，在使用現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動電路的半橋電路中，可以將輸出電壓的轉(zhuǎn)換率設(shè)定為期望的值，由此能夠防止發(fā)生重大的電磁故障。此外還具有防止上側(cè)晶體管Tl 與下側(cè)晶體管T2的直通(貫通狀態(tài))的效果。[專利文獻(xiàn)1]JP特開平3-3415號公報
但是，在使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的半橋電路中，在作為該半橋電路的PWM輸入信號的驅(qū)動信號較小的情況下(也就是PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小時)，出現(xiàn)的問題是， 有可能發(fā)生上側(cè)晶體管Tl與下側(cè)晶體管T2的直通(貫通狀態(tài))。以下對該問題進(jìn)行說明。圖7A、圖7B、圖7C、圖8A、圖8B、圖8C用于說明該問題。圖7A、圖7B、圖7C對應(yīng)因上述圖5A、圖5B的(b)的下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL 引起直通的可能性相關(guān)的內(nèi)容，僅圖示了其相應(yīng)部分。其中，圖7A表示從OUT端子輸出負(fù)載電流的情況。圖7B表示負(fù)載電流較大且T2的VGSon較大的情況下，電流吸收級晶體管 M2工作來吸收IGL因此T2未導(dǎo)通，不是貫通模式(直通)的狀態(tài)。圖7C表示負(fù)載電流較小且T2的VGSon較小的情況下，由于在M2導(dǎo)通之前流入IGL，因此T2開始導(dǎo)通從而出現(xiàn)貫通模式(直通)的狀態(tài)。同樣，圖8A、圖8B、圖8C對應(yīng)因上述圖6A、圖6B的(1)的上側(cè)晶體管Tl的柵極電流IGU引起直通的可能性相關(guān)的內(nèi)容，僅圖示了其相應(yīng)部分。其中，圖8A表示從OUT端子吸入負(fù)載電流的情況。圖8B表示負(fù)載電流較大且Tl的VGSon較大的情況下，電流吸收級晶體管Ml工作來吸收IGU因此Tl未導(dǎo)通不是貫通模式(直通)的狀態(tài)。圖8C表示負(fù)載電流較小且T2的VGSon較小的情況下，由于在Ml導(dǎo)通之前流入I⑶因此Tl開始導(dǎo)通從而出現(xiàn)貫通模式(直通)的狀態(tài)。在圖7A-圖8C的圖中雖然未圖示，但假設(shè)半橋電路的驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小的情況、也就是在圖5B和圖6B中驅(qū)動信號的H電平的脈沖寬度較小的情況。為此，假設(shè)上述延遲時間DT較小。利用與因上述圖5B的(b)的下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL引起直通的可能性相關(guān)的圖7A、圖7B、圖7C，對現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動電路的問題進(jìn)行說明。上述現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明效果發(fā)揮作用的時候是，如圖7A所示那樣，在OUT端子輸出負(fù)載電流的情況下，晶體管T2為截止?fàn)顟B(tài)，晶體管Tl從截止遷移至導(dǎo)通狀態(tài)，并且OUT端子的輸出電壓上升時。該情況下，如圖7B所示，如果針對晶體管Tl和T2的特性適當(dāng)設(shè)定該現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的VthL和延遲時間DT等，則吸收晶體管Ml可恰當(dāng)?shù)毓ぷ?，從而不會發(fā)生晶體管 Tl和T2同時進(jìn)行導(dǎo)通動作的直通(貫通狀態(tài))，并且也能夠使OUT端子的輸出電壓轉(zhuǎn)換率為適當(dāng)?shù)闹?，使電磁故障水平處于最低。如上述那樣在圖7B中，晶體管Ml以GLD = L且GL < VthL的狀態(tài)進(jìn)行導(dǎo)通動作。但是，在這種現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路中，在晶體管Tl和T2所驅(qū)動負(fù)載的負(fù)載電流有所變化、晶體管Tl和T2切換導(dǎo)通/截止動作的VGSon電壓變化的情況下，如圖7C所示那樣在吸收晶體管Ml進(jìn)行動作之前，晶體管Tl開始導(dǎo)通動作，OUT端子的輸出電壓上升，為此從CT2容性電流IGL流入晶體管T2的柵極端子，晶體管T2從截止進(jìn)入導(dǎo)通動作，進(jìn)而出現(xiàn)直通現(xiàn)象(貫通狀態(tài))。此外，在這種現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路中，上述信號GLD與GUD之間的延遲時間DT出現(xiàn)偏差的情況下、或者晶體管T1、T2的柵極 源極間、柵極 漏極間的寄生電容值出現(xiàn)偏差等的情況下，也有可能發(fā)生與圖7C同樣的直通(貫通狀態(tài))。同樣，如圖8Α所示那樣OUT端子吸入負(fù)載電流的情況下，上述現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明的效果發(fā)揮作用的時候，是在晶體管Tl處于截止?fàn)顟B(tài)、晶體管T2從截止遷移至導(dǎo)通狀態(tài)、且OUT端子的輸出電壓下降時。在該情況下也如圖8B所示，如果針對晶體管Tl和T2的特性恰當(dāng)設(shè)定該現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路的VthL和延遲時間DT等，則吸收晶體管Ml可恰當(dāng)工作，從而不發(fā)生晶體管Tl 和T2同時進(jìn)行導(dǎo)通動作的直通(貫通狀態(tài))，并且也能夠使OUT端子的輸出電壓轉(zhuǎn)換率為適當(dāng)?shù)闹担闺姶殴收纤教幱谧畹?。如上述那樣晶體管Ml在圖8B中以GUD = L且⑶< VthL的狀態(tài)進(jìn)行導(dǎo)通動作。但是，在這種現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路中，在晶體管Tl和T2所驅(qū)動負(fù)載的負(fù)載電流有所變化、晶體管Tl和T2切換導(dǎo)通/截止動作的VGSon電壓變化的情況下，如圖8C所示那樣在吸收晶體管Ml進(jìn)行動作之前，晶體管T2開始導(dǎo)通動作，OUT端子的輸出電壓下降，容性電流IGU從CTl流入晶體管Tl的柵極端子，晶體管Tl從截止進(jìn)入導(dǎo)通動作，進(jìn)而出現(xiàn)直通現(xiàn)象(貫通狀態(tài))。此外，在這種現(xiàn)有發(fā)明的驅(qū)動電路中，上述信號GLD與GUD之間的延遲時間DT出現(xiàn)偏差的情況下或者晶體管Tl、T2的柵極·源極間、柵極·漏極間寄生的電容值出現(xiàn)偏差的情況下，也有可能發(fā)生與圖8C同樣的直通(貫通狀態(tài))。根據(jù)以上說明，在使用現(xiàn)有驅(qū)動電路的半橋電路中，在作為該半橋電路的PWM輸入信號的驅(qū)動信號較小的情況下(PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小的情況下)，上側(cè)驅(qū)動電路的輸入信號GUD和下側(cè)驅(qū)動電路的輸入信號GLD之間的延遲時間DT也需要減小，其結(jié)果在驅(qū)動電路的負(fù)載電流、VGSon電壓、延遲時間DT、晶體管Tl與T2的柵極·源極間以及柵極 漏極間寄生的電容值等出現(xiàn)偏差時，存在有可能發(fā)生上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2 的直通(貫通狀態(tài))的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決使用上述現(xiàn)有的驅(qū)動電路的半橋電路的問題而進(jìn)行的，本發(fā)明的目的在于提供一種驅(qū)動電路，即便在作為半橋電路的PWM輸入信號的驅(qū)動信號較小的情況下(PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小的情況下)，即便在驅(qū)動電路的負(fù)載電流、VGSon電壓、延遲時間DT、晶體管Tl與T2的柵極 源極間以及柵極 漏極間寄生的電容值等出現(xiàn)偏差，也不會發(fā)生上側(cè)晶體管Tl與下側(cè)晶體管T2的直通(貫通狀態(tài))，并且能夠?qū)⑤敵鲭妷旱霓D(zhuǎn)換率調(diào)整至期望值，還能夠使電磁故障水平最優(yōu)化。此外，本發(fā)明的第2個目的在于提供一種輸出電路的驅(qū)動方法，在該驅(qū)動方法中， 使用本發(fā)明的驅(qū)動電路、以及作為本發(fā)明的第2、第3發(fā)明的控制該驅(qū)動電路的驅(qū)動方向判別電路，不僅在半橋電路中，在H橋電路、三相變換器電路等的應(yīng)用中，也能夠?qū)⑤敵鲭妷旱霓D(zhuǎn)換率調(diào)整至期望值，使電磁故障水平最佳化，并且不發(fā)生直通。用于解決上述問題的第1發(fā)明是一種驅(qū)動電路，其驅(qū)動開關(guān)設(shè)備，該開關(guān)設(shè)備具有控制端子，在該開關(guān)設(shè)備截止期間容性電流流經(jīng)所述控制端子，所述驅(qū)動電路特征在于包括輸入端子，用于接受使所述開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通或截止的控制信號；提供電路，根據(jù)所述輸入端子的第1電平或第2電平信號，向所述設(shè)備的所述控制端子提供輸出驅(qū)動電流；吸收電路，根據(jù)所述輸入端子的第2電平或第1電平信號，向所述開關(guān)設(shè)備的所述控制端子吸收輸出驅(qū)動電流；電流吸收晶體管，在所述開關(guān)設(shè)備截止期間經(jīng)由所述控制端子吸收容性電流； I/F電路，根據(jù)所述輸入端子的信號生成所述提供電路的輸入驅(qū)動信號、對所述吸收電路或
10所述吸收晶體管的輸入驅(qū)動信號；選擇器，選擇將對所述吸收電路或所述吸收晶體管的輸入驅(qū)動信號作為輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收電路或所述吸收晶體管的哪一個；和輸入端子，接收輸出至控制該選擇動作的所述選擇器的選擇信號。此外，在本發(fā)明中，所述選擇器，在將所述輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收電路來驅(qū)動該吸收電路時，發(fā)送使所述吸收晶體管截止的信號，此外在將所述輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收晶體管的控制端子來驅(qū)動該晶體管時，發(fā)送使所述吸收電路截止的信號或者發(fā)送使所述吸收電路持續(xù)導(dǎo)通的信號。此外，在本發(fā)明中，所述提供電路的提供電流和所述吸收電路的吸收電流對所述開關(guān)設(shè)備的控制端子供給合適的驅(qū)動電流，將由多個所述開關(guān)設(shè)備和所述驅(qū)動電路構(gòu)成的半橋電路、H橋電路、三相變換器電路等的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適的值。通過該提供電路和吸收電路，能夠?qū)⒂杀景l(fā)明的驅(qū)動電路構(gòu)成的半橋電路、H橋電路、三相變換器電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為期望值，能夠使電磁故障水平最優(yōu)化。此外，在本發(fā)明中，所述電流吸收晶體管的電流能力充足，足夠吸入流過所述開關(guān)設(shè)備的控制端子的容性電流。通過該吸收晶體管M1，在由本發(fā)明的驅(qū)動電路構(gòu)成的半橋電路、H橋輸出電路、三相變換器電路的開關(guān)設(shè)備的截止期間，即便容性電流流入該開關(guān)設(shè)備的控制端子，也不會在該開關(guān)設(shè)備之間引起直通(貫通狀態(tài))。此外，作為控制第1發(fā)明的驅(qū)動電路的所述選擇器的第2發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路，基于半橋電路的輸出電壓、半橋電路的驅(qū)動控制電路的輸入信號即所述驅(qū)動信號、輸入至所述上側(cè)驅(qū)動電路GU的上側(cè)驅(qū)動信號GUD、輸入至所述下側(cè)驅(qū)動電路DL的下側(cè)驅(qū)動信號 GLD,生成方向信號，該方向信號成為所述上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器的選擇信號。該半橋電路由如下部分構(gòu)成，包括2個開關(guān)設(shè)備Tl和T2，在截止期間其控制端子流過容性電流；2個驅(qū)動電路DU和DL，驅(qū)動所述開關(guān)設(shè)備Tl和T2 ；驅(qū)動控制電路，對輸入信號的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，生成上側(cè)驅(qū)動信號GUD和下側(cè)驅(qū)動信號GLD，該上側(cè)驅(qū)動信號GUD輸入至驅(qū)動上側(cè)開關(guān)設(shè)備Tl的上側(cè)驅(qū)動電路，該下側(cè)驅(qū)動信號GLD輸入至驅(qū)動下側(cè)開關(guān)設(shè)備T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL ；電平移位部件，向上側(cè)驅(qū)動電路DU傳送上側(cè)驅(qū)動信號 GUD ；變換器，使對上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器的輸入信號和對下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器的輸入信號的極性翻轉(zhuǎn)。此外，作為第2發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路由如下部分構(gòu)成，包括方向檢測電路， 根據(jù)表示其信號的方向極性以H電平或L電平輸出方向檢測信號(1)或方向檢測信號(2) 的其中一個或兩個，該方向檢測信號(1)由檢測所述半橋電路的輸出電壓是否超過某閾值電壓的信號、所述驅(qū)動信號、所述上側(cè)驅(qū)動信號GUD構(gòu)成，該方向檢測信號O)由檢測所述半橋電路的輸出電壓是否超過某閾值電壓的信號、所述驅(qū)動信號、所述下側(cè)驅(qū)動信號GLD 構(gòu)成；微分脈沖電路，具有下降輸出端子和上升輸出端子，該下降輸出端子在所述方向檢測電路的輸出信號從H電平遷移至L電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖，該上升輸出端子在方向檢測電路的輸出信號從L電平遷移至H電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖；脈沖加法電路，在所述方向檢測電路的輸出存在多個或與所述方向檢測電路同樣的方向信號輸出存在多個從而所述微分脈沖電路存在多個的情況下，將多個所述微分脈沖電路的下降輸出端子和多個微分脈沖電路的上升輸出端子分別歸結(jié)為一個下降輸出端子和上升輸出端子；發(fā)器，將從脈沖加法電路的上升輸出端子和下降輸出端子出來的各個脈沖作為置位/復(fù)位脈沖或復(fù)位/置位脈沖接受，輸出H電平或L電平的信號。此外，所述驅(qū)動方向判別電路具備遲滯比較器和方向檢測電路，該方向檢測電路具有輸出端子(1)和輸出端子O)的其中一個或兩個，該輸出端子(1)根據(jù)所述驅(qū)動信號的H電平或L電平的其中一個極性所述半橋電路的輸出電壓超過所述遲滯比較器的H電平閾值電壓時，根據(jù)所述下側(cè)驅(qū)動信號GLD的H電平或L電平的極性輸出H電平或L電平的其中之一極性的信號，該輸出端子( 根據(jù)所述驅(qū)動信號另一個極性所述半橋電路的輸出電壓低于所述遲滯比較器的L電平閾值電壓時，根據(jù)所述上側(cè)驅(qū)動信號GUD的H電平或L 電平的極性輸出H電平或L電平的其中之一極性的信號。當(dāng)使用上述結(jié)構(gòu)的第2發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路時，能夠判別在所述半橋電路的輸出電壓上升或下降時連接于半橋電路的輸出端子的負(fù)載的負(fù)載電流是吐出還是吸入，能夠?qū)⒃撾娏鞣较虻呐袆e結(jié)果(驅(qū)動方向判別結(jié)果)即方向信號作為輸出至第1發(fā)明的驅(qū)動電路的選擇器的合適選擇信號發(fā)送。通過該方向信號，構(gòu)成所述半橋電路的2個驅(qū)動電路， 能夠?qū)Τ浞治樟鬟^開關(guān)設(shè)備控制端子的容性電流的吸收晶體管進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膭幼骺刂?，可防止直?貫通狀態(tài))，并且能夠?qū)霕螂娐返妮敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率調(diào)整至合適值。此外，作為控制第1發(fā)明的驅(qū)動電路的第3發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路，基于半橋電路的開關(guān)設(shè)備Tl或T2的控制端子電壓(也就是所述上側(cè)驅(qū)動電路DU或下側(cè)驅(qū)動電路DL 的輸出電壓)、輸入至所述上側(cè)驅(qū)動電路DU或下側(cè)驅(qū)動電路DL的輸入驅(qū)動信號，生成方向信號，該方向信號成為所述半橋電路的所述上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器的選擇信號。該半橋電路由如下部分構(gòu)成，包括2個開關(guān)設(shè)備Tl和T2，在截止期間其控制端子流過容性電流；2個驅(qū)動電路DU和DL，驅(qū)動所述開關(guān)設(shè)備Tl和T2 ；驅(qū)動控制電路，對輸入信號的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，生成上側(cè)驅(qū)動信號GUD和下側(cè)驅(qū)動信號GLD，該上側(cè)驅(qū)動信號GUD輸入至驅(qū)動上側(cè)開關(guān)設(shè)備Tl的上側(cè)驅(qū)動電路DU，該下側(cè)驅(qū)動信號GLD輸入至驅(qū)動下側(cè)開關(guān)設(shè)備T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL ；電平移位部件，向上側(cè)驅(qū)動電路DU傳送上側(cè)驅(qū)動信號GUD ；變換器，使對上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器的輸入信號和對下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器的輸入信號的極性翻轉(zhuǎn)。此外，作為第3發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路由如下部分構(gòu)成，包括方向檢測電路， 根據(jù)表示其信號的方向極性以H電平或L電平輸出方向檢測信號(1)或方向檢測信號(2) 的其中一個或兩個，該方向檢測信號(1)由檢測所述開關(guān)設(shè)備的控制端子電壓(也就是所述驅(qū)動電路的輸出電壓)是否超過某閾值電壓的信號、使所述輸入驅(qū)動信號延遲某時間之后的延遲輸入驅(qū)動信號的上升沿信號生成，該方向檢測信號O)由檢測所述開關(guān)設(shè)備的控制端子電壓是否超過某閾值電壓的信號、使所述輸入驅(qū)動信號延遲某時間之后的延遲輸入驅(qū)動信號的下降沿信號生成；微分脈沖電路，具有下降輸出端子和上升輸出端子，該下降輸出端子在所述方向檢測電路的輸出信號從H電平遷移至L電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖，該上升輸出端子在方向檢測電路的輸出信號從L電平遷移至H電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖；脈沖加法電路，在所述方向檢測電路的輸出存在多個或與所述方向檢測電路同樣的方向信號輸出存在多個從而所述微分脈沖電路存在多個的情況下，將多個所述微分脈沖電路的下降輸出端子和多個微分脈沖電路的上升輸出端子分別歸結(jié)為一個下降輸出端子和上升輸出端子；發(fā)器，將從脈沖加法電路的上升輸出端子和下降輸出端子出來的各個脈沖作為置位/復(fù)位脈沖或復(fù)位/置位脈沖接受，輸出H電平或L電平的信號。此外，所述驅(qū)動方向判別電路具備遲滯比較器和方向檢測電路，該方向檢測電路具有輸出端子(1)和輸出端子O)的其中一個或兩個，該輸出端子(1)在使所述輸入驅(qū)動信號延遲某時間之后的延遲輸入驅(qū)動信號的上升沿或下降沿的其中某一個時，根據(jù)所述開關(guān)設(shè)備Tl或T2的控制端子電壓是否超過所述遲滯比較器的H電平閾值電壓來輸出H電平或L電平的其中之一極性的信號，該輸出端子( 在使所述輸入驅(qū)動信號延遲某時間之后的延遲輸入驅(qū)動信號的下降沿或上升沿的其中某一個時，根據(jù)所述開關(guān)設(shè)備Tl或T2的控制端子電壓是否超過所述遲滯比較器的L電平閾值電壓來輸出H電平或L電平的其中之一極性的信號。當(dāng)使用上述結(jié)構(gòu)的第3發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路時，與所述第2發(fā)明的驅(qū)動方向判別電路同樣，能夠判別在構(gòu)成所述半橋電路的驅(qū)動電路的輸入驅(qū)動信號的上升時或下降時連接于半橋電路的輸出端子的負(fù)載的負(fù)載電流是吐出還是吸入，能夠?qū)⒃撾娏鞣较虻呐袆e結(jié)果(驅(qū)動方向判別結(jié)果)即方向信號作為輸出至第1發(fā)明的驅(qū)動電路的選擇器的合適選擇信號發(fā)送。通過該方向信號，能夠?qū)Τ浞治樟鬟^開關(guān)設(shè)備控制端子的容性電流的吸收晶體管進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膭幼骺刂?，可防止直?貫通狀態(tài))，并且能夠?qū)霕螂娐返妮敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率調(diào)整至合適值。本發(fā)明的驅(qū)動電路是使用截止期間其控制端子流入容性電流的開關(guān)設(shè)備構(gòu)成的半橋電路中所使用的驅(qū)動電路，如果將本發(fā)明的驅(qū)動電路應(yīng)用于所述的半橋電路，則能夠?qū)霕螂娐返妮敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率調(diào)整至期望值，能夠使電磁故障水平最優(yōu)化。此外，如果將本發(fā)明的驅(qū)動電路應(yīng)用于所述半橋電路，則即便在半橋電路的PWM 輸入信號即驅(qū)動信號較小的情況下(PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小的情況下)，即便驅(qū)動電路的負(fù)載電流、VGSon電壓、延遲時間DT、晶體管T1、T2的柵極·源極間以及柵極·漏極間的寄生電容值出現(xiàn)偏差，也能構(gòu)成不發(fā)生上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管Τ2的直通(貫通狀態(tài))的半橋電路。此外，本發(fā)明還能提供一種輸出電路的驅(qū)動方法，使用本發(fā)明的驅(qū)動電路和向該驅(qū)動電路的選擇器的選擇信號輸入端子發(fā)送判別半橋電路的驅(qū)動方向的信號，不僅在半橋電路中，在H橋電路、三相變換器電路等應(yīng)用中，也能夠?qū)⑤敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率調(diào)整至期望值， 能夠使電磁故障水平最優(yōu)化，并且不發(fā)生直通。


圖1是使用驅(qū)動電路的驅(qū)動裝置的第1實施方式的電路圖。圖2Α是圖1的驅(qū)動電路處于動作狀態(tài)的電路圖。圖2Β是圖2Α的驅(qū)動電路的波形圖。圖3Α是圖1的驅(qū)動電路處于動作狀態(tài)的電路圖。圖;3Β是圖3Α的驅(qū)動電路的波形圖。圖4是表示使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的電路圖。圖5Α是說明現(xiàn)有的半橋電路的直通的電路圖。圖5Β是說明現(xiàn)有的半橋電路的直通的電路圖。
圖6A是說明現(xiàn)有的半橋電路的直通的電路圖。圖6B是說明現(xiàn)有的半橋電路的直通的電路圖。圖7A是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的電路圖。圖7B是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的波形圖。圖7C是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的波形圖。圖8A是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的電路圖。圖8B是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的波形圖。圖8C是使用現(xiàn)有的驅(qū)動電路的高壓半橋電路的波形圖。圖9是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100的驅(qū)動裝置的第2實施方式的電路圖。圖10是詳細(xì)表示驅(qū)動方向判別電路100的第2實施方式的電路圖。圖11是第2實施方式的電路的波形圖。圖12是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路200的驅(qū)動裝置的第3實施方式的電路圖。圖13是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300的驅(qū)動裝置的第4實施方式的電路圖。圖14是詳細(xì)表示驅(qū)動方向判別電路300的第4實施方式的電路圖。圖15是第4實施方式的電路的波形圖。圖16是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路400的驅(qū)動裝置的第5實施方式的電路圖。圖17是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300以及驅(qū)動方向判別電路300H的第6實施方式的電路圖。圖18是詳細(xì)表示驅(qū)動方向判別電路300和驅(qū)動方向判別電路300H的第6實施方式的電路圖。圖19是第6實施方式的電路的波形圖。圖20是使用驅(qū)動電路構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第7實施方式的電路圖。圖21A是圖20所示的輸入信號方向判別電路的電路圖。圖21B是圖20所示的輸入信號方向判別電路的波形圖。圖21C是圖20所示的輸入信號方向判別電路的波形圖。圖22k是圖20所示的輸入信號方向判別電路的變形例的電路圖。圖22B是圖20所示的輸入信號方向判別電路的變形例的波形圖。圖22C是圖20所示的輸入信號方向判別電路的變形例的波形圖。圖23A是三相變換器的輸入信號方向判別電路的電路圖。圖2 是三相變換器的輸入信號方向判別電路的波形圖。圖M是三相變換器的輸入信號方向判別電路的變形例的電路圖。圖25是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第8 實施方式的電路圖。圖沈是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第8 實施方式的變形例的電路圖。
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圖27是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路200構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第9 實施方式的電路圖。圖觀是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第10 實施方式的電路圖。圖四是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第10 實施方式的變形例的電路圖。圖30是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路400構(gòu)成H橋電路的驅(qū)動裝置的第11 實施方式的電路圖。圖31是使用驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300和驅(qū)動方向判別電路300H構(gòu)成H 橋電路的驅(qū)動裝置的第12實施方式的電路圖。圖32是將第7實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖33是將第7實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖34是將第8實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖35是將第8實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖36是將第9實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖37是將第9實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖38是將第10實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖39是將第10實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖40是將第11實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖41是將第11實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖42是將第12實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的驅(qū)動裝置的電路圖。圖43是將第12實施方式應(yīng)用于三相變換器電路的其他驅(qū)動裝置的電路圖。圖中1上側(cè)晶體管2下側(cè)晶體管3上側(cè)驅(qū)動電路4下側(cè)驅(qū)動電路5驅(qū)動控制電路6電平移位部件7負(fù)載開關(guān)8切換單元9延遲電路10 變換器(inverter)11 負(fù)載
具體實施例方式(第1實施方式)圖1是本發(fā)明的驅(qū)動裝置的具體實施方式
的結(jié)構(gòu)圖。以下，利用圖1對作為本發(fā)明的驅(qū)動裝置的半橋電路的第1實施方式進(jìn)行說明。
圖1表示基于第1實施方式的、利用了驅(qū)動電路的半橋電路。半橋電路由如下部分構(gòu)成，包括2個功率MOSFET晶體管等的開關(guān)設(shè)備Tl和開關(guān)設(shè)備T2，在截止期間其控制端子也就是柵極端子流過容性電流；上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL，分別對晶體管Tl、T2進(jìn)行驅(qū)動；驅(qū)動控制電路5，對驅(qū)動該半橋電路的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，從而生成上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號GLD，上側(cè)驅(qū)動信號GUD輸入至驅(qū)動上側(cè)晶體管Tl的上側(cè)驅(qū)動電路DU，下側(cè)驅(qū)動信號GLD輸入至驅(qū)動下側(cè)晶體管T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL ；電平移位部件6，向上側(cè)驅(qū)動電路DU傳輸GUD信號；負(fù)載開關(guān)7，用于切換將與半橋電路的輸出端子OUT連接的負(fù)載11的另一端連接于電源VM還是連接于GND ；切換單元8，其控制負(fù)載開關(guān)7的切換；變換器10，使上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器34的輸入信號和下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器44的輸入信號的極性翻轉(zhuǎn)。驅(qū)動電路DU具有接口 31、提供(source)電路32、吸收(sink)電路33、選擇器 34、吸收晶體管Ml。從接口 31輸出提供電路用的信號、吸收電路用的信號，吸收電路用的信號通過選擇器34的選擇提供給吸收電路33或吸收晶體管Ml的其中一個。吸收晶體管Ml 是在開關(guān)設(shè)備截止期間經(jīng)由控制端子吸收容性電流的晶體管。驅(qū)動電路DL具有接口 41、提供電路42、吸收電路43、選擇器44、吸收晶體管M2。 從接口 41輸出提供電路用的信號、吸收電路用的信號，吸收電路用的信號通過選擇器44的選擇提供給吸收電路43或吸收晶體管M2的其中一個。吸收晶體管M2是在開關(guān)設(shè)備截止期間經(jīng)由控制端子吸收容性電流的晶體管。從切換單元8輸出的控制信號切換負(fù)載開關(guān)7，從而控制將與半橋電路的輸出端子OUT連接的負(fù)載的另一端連接于電源VM或是將負(fù)載的另一端連接于GND，同時也作為上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器34、44的選擇信號的方向信號WR使用。通過從切換單元8輸出的第1控制信號，使得負(fù)載開關(guān)7以虛線所示方向連接，并且使得選擇器 34、44也以虛線所示方向連接。由此，負(fù)載11的另一端連接于VM，在上側(cè)驅(qū)動電路DU中吸收晶體管Ml被選擇，在下側(cè)驅(qū)動電路DL中吸收電路43被選擇。此外，通過從切換單元8 輸出的第2控制信號使得負(fù)載開關(guān)7以實線所示方向連接，并且使得選擇器34、44也以實線所示方向連接。由此，負(fù)載11的另一端連接于GND，在上側(cè)驅(qū)動電路DU中吸收電路33被選擇，在下側(cè)驅(qū)動電路DL中吸收晶體管M2被選擇。來自切換電路8的第1控制信號、第2 控制信號以規(guī)定頻率Fl切換。該頻率Fl是獨立于上側(cè)驅(qū)動信號GUD和下側(cè)驅(qū)動信號GLD 切換頻率的頻率，頻率Fl與頻率F2相比，時低了幾位數(shù)的頻率。因此，在通過來自切換單元8的第1控制信號負(fù)載11中流過正方向的電流期間，開關(guān)設(shè)備Tl或開關(guān)設(shè)備T2，以幾百次至幾千次的程度反復(fù)使其導(dǎo)通/截止。切換單元8為了向負(fù)載11提供期望頻率的交流電流，交替反復(fù)輸出第1控制信號和第2控制信號。從負(fù)載11流向接地GND的情況下，負(fù)載開關(guān)7以實現(xiàn)所示那樣連接，流過圖5A的虛線所示這種的負(fù)載電流。從負(fù)載11流向電源VM側(cè)的情況下，負(fù)載開關(guān)7以虛線所示那樣連接，流過圖6A的虛線所示這種的負(fù)載電流。此外，可以在切換單元8的輸出端子和變換器10的輸入端子以及下側(cè)驅(qū)動電路DL 的選擇器44的輸入端子之間，基于負(fù)載11的種類設(shè)置具有合適的延遲時間的延遲電路9。 這是應(yīng)對如下情況負(fù)載是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，且在負(fù)載開關(guān)發(fā)生切換時負(fù)載電流流動方向的切換相對于負(fù)載開關(guān)的切換有所延遲的情況，因此，延遲電路的延遲時間可以基于負(fù)載的電感成分和電阻成分設(shè)定為合適的延遲時間值。在使用圖1所示的本發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路中，即便在作為PWM輸入信號的驅(qū)動信號的占空比較小的情況下，也可以大幅改善上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2發(fā)生直通(貫通狀態(tài))的可能性，并且能夠?qū)⑤敵鲭娐忿D(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，使電磁故障水平最低。利用圖2A、圖2B和圖3A、圖;3B對此進(jìn)行說明。圖2A、圖2B用于說明從半橋電路的輸出即OUT端子提供輸出負(fù)載電路時的動作。 圖2A表示負(fù)載的另一端與端子GND連接的情況、也就是從OUT端子輸出負(fù)載電流的情況。 圖2B表示響應(yīng)下側(cè)驅(qū)動信號GLD從H變化至L，從而電流吸收晶體管M2進(jìn)行工作，吸收柵極電流IGL時晶體管T2未導(dǎo)通，不形成貫通模式(直通)的狀態(tài)。為了說明動作狀態(tài)，圖2A是表示上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL的驅(qū)動信號 GUD和GLD、輸入至各驅(qū)動電路的方向信號DIR、連接于OUT端子的負(fù)載的連接狀態(tài)的框圖。在從OUT端子提供輸出負(fù)載電流的情況下，由切換單元8使連接于OUT端子的負(fù)載的另一端與GND連接，輸入至下側(cè)驅(qū)動電路DL的方向信號WR變?yōu)镠電平，此外，輸入至上側(cè)驅(qū)動電路DU的方向信號因圖1所示的變換器10而變?yōu)長電平。此外，輸入至這兩個驅(qū)動電路的方向信號的極性與上述說明相反也無妨，在該狀況下，重要的是上側(cè)驅(qū)動電路 DU的選擇器34使吸收電路33工作使吸收晶體管Ml截止、以及無論下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器44使吸收電路43工作還是關(guān)斷方向信號WR都按照使吸收晶體管Ml工作的方式控制各驅(qū)動電路DU和DL。以下對此進(jìn)行說明。基于從使用圖5A的半橋電路的OUT端子輸出提供輸出負(fù)載電流時的上側(cè)晶體管 Tl的柵極電流IGU和下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL的動作相關(guān)的說明，在從半橋電路的 OUT端子輸出提供輸出負(fù)載電流時，已知如下兩方面內(nèi)容。1、決定OUT端子的輸出電壓的上升和下降轉(zhuǎn)換率的是，從上側(cè)驅(qū)動電路DU向上側(cè)晶體管Tl的柵極端子提供輸出的柵極電流IGU和向柵極端子吸收輸入的柵極電流IGU。2、之所以因流入下側(cè)晶體管T2的柵極端子的容性電流使得上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2處于直通(貫通狀態(tài))，是因為下側(cè)驅(qū)動電路DL的電流吸收能力較低。因此，在從半橋電路的輸出即OUT端子提供輸出負(fù)載電流的情況下，上側(cè)驅(qū)動電路DU使吸收晶體管Tl始終截止，從而提供電路和吸收電路以期望的值輸出或輸入柵極電流IGU，決定OUT端子輸出電壓的上升以及下降轉(zhuǎn)換率。另一方面，由于OUT端子輸出電壓的上升以及下降轉(zhuǎn)換率不依賴于下側(cè)晶體管T2的柵極電流，因此可知在下側(cè)驅(qū)動電路DL 使晶體管T2截止時，只要始終使吸收晶體管M2工作從而不會因容性電流引起直通即可。本發(fā)明的驅(qū)動電路是基于這種考慮而提出的，由于一般情況下負(fù)載電流的方向由負(fù)載另一端的連接狀況決定，因此在切換單元8對用于切換將負(fù)載另一端連接于電源VM還是GND的負(fù)載開關(guān)7進(jìn)行切換控制時，將從切換單元8輸出的控制信號作為方向信號WR 使用，這樣可設(shè)定切換單元8的輸出信號和負(fù)載開關(guān)，使得在負(fù)載11的另一端連接于GND 時，在上側(cè)驅(qū)動電路DU中吸收電路33被選擇進(jìn)行動作，在下側(cè)驅(qū)動電路DL中吸收晶體管 T2被選擇進(jìn)行動作。通過這種設(shè)定，能夠?qū)霕螂娐返妮敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率設(shè)定為期望值，并且能夠防止直通。如上所述，可以在切換單元8的輸出端子和變換器10的輸入端子以及下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器44的輸入端子之間，設(shè)置某具有合適的延遲時間的延遲電路9。這是應(yīng)對如下情況負(fù)載11是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，且在負(fù)載開關(guān)7發(fā)生切換時負(fù)載電流流動方向的切換相對于負(fù)載開關(guān)的切換有所延遲的情況，因此，延遲電路9的延遲時間基于負(fù)載的電感成分和電阻成分設(shè)定為合適的延遲時間值即可。但是，由于只是延遲電路9的話，不知道在正確的定時負(fù)載電流的方向從提供輸出切換至吸收輸出，因此可以使用判別負(fù)載電流的切換方向的方向判別電路，檢測負(fù)載電流的方向，并基于此向驅(qū)動電路DU和DL發(fā)送方向信號DIR。對于該檢測方法作為其他發(fā)明在后面敘述。圖2B是指出了現(xiàn)有驅(qū)動電路中問題的圖7C所對應(yīng)的本發(fā)明的驅(qū)動電路的動作波形圖，即便在延遲時間DT較小時，由于通過吸收晶體管Ml的較強的吸收能力下側(cè)晶體管T2 的柵極端子電流GL從H電平急劇遷移至L電平，因此可知即便上側(cè)晶體管Tl的VGSon電壓較低也不會發(fā)生直通。圖3A和圖:3B用于說明半橋電路的輸出即OUT端子吸收(吸入)負(fù)載電流時的動作。圖3A表示負(fù)載的另一端與端子VM連接的情況、也就是從OUT端子吸入負(fù)載電流的情況。圖3B表示響應(yīng)上側(cè)驅(qū)動信號GUD從H變化至L從而電流吸收晶體管Ml進(jìn)行工作，吸收柵極電流IGU時，晶體管Tl不導(dǎo)通不形成貫通模式(直通)的狀態(tài)。為了說明動作狀態(tài)，圖3A是表示上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路DL的驅(qū)動信號 GUD和GLD、輸入至各驅(qū)動電路的方向信號DIR、連接于OUT端子的負(fù)載的連接狀態(tài)的框圖。在OUT端子吸入負(fù)載電流的情況下，由圖1所示的切換單元8使連接于OUT端子的負(fù)載11的另一端與功率電源VM連接，輸入至下側(cè)驅(qū)動電路DL的方向信號WR變?yōu)長電平，此外，輸入至上側(cè)驅(qū)動電路DU的方向信號因圖1所示的變換器而變?yōu)镠電平。此外，輸入至這兩個驅(qū)動電路的方向信號的極性與上述說明相反也無妨，在該狀況下，重要的是下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器44使吸收電路43工作而使吸收晶體管M2截止、以及無論上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器34使吸收電路33工作還是關(guān)斷方向信號DIR都按照使吸收晶體管Ml 工作的方式控制各驅(qū)動電路DU和DL。以下對此進(jìn)行說明?；谑褂脠D6A和圖6B的半橋電路的OUT端子輸出吸入負(fù)載電流時的上側(cè)晶體管 Tl的柵極電流IGU和下側(cè)晶體管T2的柵極電流IGL的動作相關(guān)的說明，在從半橋電路的 OUT端子輸出吸入負(fù)載電流時，已知如下兩方面內(nèi)容。3、決定OUT端子的輸出電壓的上升和下降轉(zhuǎn)換率的是，從下側(cè)驅(qū)動電路DL向下側(cè)晶體管T2的柵極端子提供輸出的柵極電流IGL、和向柵極端子吸收輸入的柵極電流IGL。4、之所以因流入上側(cè)晶體管Tl的柵極端子的容性電流使得上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2處于直通(貫通狀態(tài))，是因為上側(cè)驅(qū)動電路DU的電流吸收能力較低。因此，在半橋電路的輸出即OUT端子吸收輸入負(fù)載電流的情況下，下側(cè)驅(qū)動電路 DL使吸收晶體管Ml始終截止，從而吸收電路和提供電路以期望的值輸出柵極電流IGL，以決定OUT端子輸出電壓的上升以及下降轉(zhuǎn)換率。另一方面，由于OUT端子輸出電壓的上升以及下降轉(zhuǎn)換率不依賴于上側(cè)晶體管Tl的柵極電流，因此可知在上側(cè)驅(qū)動電路DU，使晶體管Tl截止時，只要始終使吸收晶體管Ml工作從而不會因容性電流引起直通即可。本發(fā)明的驅(qū)動電路是基于這種考慮而提出的，由于一般情況下負(fù)載電流的方向由負(fù)載另一端的連接狀況決定，因此在切換單元8對用于切換將負(fù)載另一端連接于電源VM還是GND的負(fù)載開關(guān)進(jìn)行切換控制時，將從切換單元8輸出的信號作為方向信號DIR使用，這樣可設(shè)定切換單元8的輸出信號和負(fù)載開關(guān)，使得在負(fù)載的另一端連接于電源VM時，在下側(cè)驅(qū)動電路DL中吸收電路被選擇進(jìn)行動作，在上側(cè)驅(qū)動電路DU中吸收晶體管Ml被選擇進(jìn)行動作。通過該設(shè)定，能夠?qū)霕螂娐返妮敵鲭妷恨D(zhuǎn)換率設(shè)定為期望值，并且能夠防止直
ο圖;3B是指出了現(xiàn)有驅(qū)動電路中問題的圖8C所對應(yīng)的本發(fā)明的驅(qū)動電路的動作波形圖，即便在延遲時間DT較小時，由于通過吸收晶體管Ml的較強的吸收能力，上側(cè)晶體管 Tl的柵極端子電壓GU從H電平急劇遷移至L電平，因此可知即便下側(cè)晶體管T2的VGSon 電壓較低也不會發(fā)生直通。因此，在使用圖1所示的本發(fā)明的驅(qū)動電路的半橋電路中，在該半橋電路的作為 PWM輸入信號的驅(qū)動信號較小的情況下(PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動占空分量較小時)、驅(qū)動電路的負(fù)載電流、VGSon電壓、延遲時間DT、晶體管Tl和T2的柵極·源極間以及柵極·漏極間寄生的電容值出現(xiàn)偏差時，也能大幅改善上側(cè)晶體管Tl和下側(cè)晶體管T2發(fā)生直通(貫通狀態(tài))的可能性，并且還能夠?qū)⑤敵鲭娐忿D(zhuǎn)換率設(shè)定為合適的值并使電磁故障水平最低。(第2實施方式)圖9是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100的第2實施方式的結(jié)構(gòu)圖。以下對該第2實施方式的動作進(jìn)行說明。圖9表示使用了第1實施方式的驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100的半橋電路。半橋電路由如下部分構(gòu)成，包括2個功率MOSFET晶體管等的開關(guān)設(shè)備Tl和T2， 在截止期間其控制端子也就是柵極端子流過容性電流；上側(cè)驅(qū)動電路DU和下側(cè)驅(qū)動電路 DL，分別對晶體管Tl、T2進(jìn)行驅(qū)動；驅(qū)動控制電路5，對驅(qū)動該半橋電路的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，從而生成上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號GLD，上側(cè)驅(qū)動信號GUD輸入至驅(qū)動上側(cè)晶體管Tl的上側(cè)驅(qū)動電路DU，下側(cè)驅(qū)動信號GLD輸入至驅(qū)動下側(cè)晶體管T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL ；電平移位部件6，向上側(cè)驅(qū)動電路DU傳輸GUD信號；負(fù)載開關(guān)7，用于切換將與半橋電路的輸出端子OUT連接的負(fù)載11的另一端連接于電源VM還是連接于GND ；切換單元8， 其控制負(fù)載開關(guān)7的切換；變換器10，使上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器34的輸入信號和下側(cè)驅(qū)動電路DL的選擇器44的輸入信號的極性翻轉(zhuǎn)；以及驅(qū)動方向判別電路100。第2實施方式的半橋電路具有與上述第1實施方式所述的半橋電路大致相同的結(jié)構(gòu)，與第1實施方式不同的是設(shè)有驅(qū)動方向判別電路100。一般流過負(fù)載11的電流的方向由負(fù)載11的另一端的連接狀況決定，但在負(fù)載11 是具有電感成分等的感應(yīng)性電阻等的情況下，負(fù)載開關(guān)7切換時的負(fù)載電流流動方向的切換遲于負(fù)載開關(guān)7的切換。為了正確檢測該負(fù)載電流的切換，使用驅(qū)動方向判別電路100。驅(qū)動方向判別電路100基于該半橋電路的輸出端子OUT的輸出電壓、驅(qū)動信號、上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號GLD，檢測與半橋電路的輸出端子OUT連接的負(fù)載11的負(fù)載電流方向，根據(jù)其方向極性輸出取高電平或低電平的值的方向信號DIR。下側(cè)驅(qū)動電路DL 直接檢測方向信號DIR，此外下側(cè)驅(qū)動電路DU經(jīng)由變換器10和電平移位部件6檢測方向信號DIR，然后下側(cè)驅(qū)動電路DL和上側(cè)驅(qū)動電路DU的驅(qū)動電路通過各自的選擇器34、44選擇吸收電路33、43或者吸收晶體管M1、M2。通過將驅(qū)動方向判別電路100用于半橋電路， 從而即便半橋電路的負(fù)載是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，也可將半橋電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，并且能防止直通(貫通狀態(tài))。此外，驅(qū)動方向判別電路100接受來自作為開關(guān)設(shè)備Tl或T2的下游側(cè)的半橋電路的輸出端子OUT的信號，但也可以接受開關(guān)設(shè)備Tl或T2的上游側(cè)、例如來自開關(guān)設(shè)備Tl或T2的柵極端子的信號。在此，所謂上游、下游是指系統(tǒng)中信號傳輸?shù)姆较?。接下來，利用圖10、圖11對第2實施方式中的驅(qū)動方向判別電路100的動作進(jìn)行說明。圖10是詳細(xì)圖示圖9的驅(qū)動方向判別電路100的框圖，圖11是圖10所示的各信號的定時波形圖。第2實施方式中的驅(qū)動方向判別電路100由以下各部分構(gòu)成，包括耐壓保護(hù)電路 102，接受半橋電路的輸出電壓OUT ；遲滯比較器104，對來自耐壓保護(hù)電路102的輸出電壓 VO和閾值電壓VthH、VthL進(jìn)行比較；方向檢測電路108，在輸出電壓Vo超過閾值電壓VthH 時，輸出基于比較器104的輸出信號CO和驅(qū)動信號以及上側(cè)驅(qū)動信號GUD所生成的方向檢測信號LD，在輸出電壓VO低于閾值電壓VthL時，輸出基于比較器104的輸出信號CO和驅(qū)動信號以及下側(cè)驅(qū)動信號GLD所生成的方向檢測信號HD ；微分脈沖電路110，具有下降輸出端子R_LD和上升輸出端子S_LD，該下降輸出端子R_LD在方向檢測電路108的輸出信號LD 從H電平遷移至L電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖，該上升輸出端子S_LD在方向檢測電路108的輸出信號LD從L電平遷移至H電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖；微分脈沖電路112，具有下降輸出端子R_HD和上升輸出端子S_HD，該下降輸出端子R_HD在方向檢測電路108的輸出信號HD從H電平遷移至L電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖，該上升輸出端子S_HD在方向檢測電路108的輸出信號HD從L電平遷移至H電平時輸出具有規(guī)定脈沖寬度的脈沖；脈沖加法電路114，將微分脈沖電路110、112的下降輸出端子R_LD和R_ HD以邏輯或歸結(jié)為一個下降輸出端子RR，并且將微分脈沖電路110、112的上升輸出端子5_ LD、S_HD以邏輯或歸結(jié)為一個上升輸出端子SS ；SR_觸發(fā)器116，將從脈沖加法電路的下降輸出端子RR和上升輸出端子SS出來的各個脈沖作為置位/復(fù)位脈沖或復(fù)位/置位脈沖接受，輸出H電平或L電平的信號。此外，在根據(jù)方向檢測電路108有多個輸出或與方向檢測電路同樣的方向信號輸出有多個從而微分脈沖電路有多個的情況下，脈沖加法電路114，將多個方向檢測電路的下降輸出端子和多個方向檢測電路的上升輸出端子分別歸結(jié)為一個下降輸出端子和上升輸出端子。方向檢測電路108經(jīng)由耐壓保護(hù)電路102將半橋電路的輸出電壓OUT作為電壓VO 接收。耐壓保護(hù)電路102是假設(shè)半橋電路的功率攻擊用的電源VM的電源電壓比驅(qū)動方向判別電路100的電源高而設(shè)置的耐壓保護(hù)用鉗位電路。對于其輸出電壓VO而言，若輸出電壓OUT比某鉗位電壓(VLIM-VGS)低，則輸出電壓VO大致等于OUT電壓；若輸出電壓OUT在鉗位電壓以上，則輸出電壓VO為VLIM-VGS。方向檢測電路108在驅(qū)動信號為H電平時，從輸出電壓VO超過遲滯比較器104的閾值電壓VthH的時間點起，輸出上側(cè)驅(qū)動信號GUD翻轉(zhuǎn)之后的極性信號即方向檢測信號 LD。此外，方向檢測電路108在驅(qū)動信號為L電平時，從輸出電壓VO低于遲滯比較器 104的閾值電壓VthL的時間點起，輸出下側(cè)驅(qū)動信號GLD的極性信號即方向檢測信號HD。方向檢測電路如上述那樣輸出方向檢測信號HD、LD,由此能夠判斷半橋電路的輸
20出端子OUT是提供輸出負(fù)載電流還是吸收輸入負(fù)載電流。圖11的定時波形圖用于對此進(jìn)行說明。圖11的左半部分表示向OUT端子吸收輸入負(fù)載電流的情況，圖11的右半部分表示從OUT端子提供輸出負(fù)載電流的情況。圖10所示的負(fù)載電流⑴(附圖中圈1所示，以下同樣)、⑵、⑶、(4)各個情況下的驅(qū)動信號、上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號GLD、晶體管Tl的柵極電壓GU-0UT、晶體管T2的柵極電壓 GL、輸出電壓OUT(VO)在圖11中區(qū)分開來進(jìn)行圖示。基于這些波形的定時圖和上述方向檢測電路108的動作說明，能夠判別出如果方向信號LD以及HD從L電平遷移至H電平則負(fù)載電流被吸收輸入至半橋電路的輸出端子 OUT ；如果方向信號LD以及HD從H電平遷移至L電平，則負(fù)載電流被提供輸入至半橋電路的輸出端子OUT。此外，方向信號LD是半橋電路的輸出OUT上升時的方向檢測信號，方向信號HD是半橋電路的輸出OUT下降時的方向檢測信號。這意味著方向檢測電路108具有2個方向檢測電路。并且，這2個方向檢測電路在時間序列上以不同的時間對負(fù)載電流進(jìn)行方向檢測。第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路100需要在2個檢測電路信號LD和HD的各信號極性變化時適時地進(jìn)行處理輸出方向信號DIR。通過如圖10所示那樣構(gòu)成微分脈沖電路、脈沖加法電路、SR_觸發(fā)器，從而能夠在 2個檢測電路信號LD和HD的各信號極性變化時適時地進(jìn)行處理輸出方向信號DIR。其結(jié)果，在使用第1實施方式的驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路100的半橋電路中， 即便半橋電路的負(fù)載是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，無論在何時切換該感應(yīng)性負(fù)載的負(fù)載電流方向，也能夠適時地檢測負(fù)載電流的方向，將半橋電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，并且可防止直通(貫通狀態(tài))。(第3實施方式)圖12是使用對第1實施方式的驅(qū)動電路和對第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路 100進(jìn)行了一部分修正之后的驅(qū)動方向判別電路200的、第3實施方式的結(jié)構(gòu)圖。以下對第 3實施方式的動作進(jìn)行說明。圖12的第3實施方式合并了第1實施方式和第2實施方式。與第2實施方式的不同在于第3實施方式中的驅(qū)動方向判別電路200。驅(qū)動方向判別電路200還具有微分脈沖電路202并輸出方向信號DIR，該微分脈沖電路202接收來自控制負(fù)載開關(guān)7的切換單元8或者根據(jù)負(fù)載狀況設(shè)置的延遲電路9的輸出信號。微分脈沖電路202根據(jù)切換電路8或延遲電路9的輸出信號的上升沿以及下降沿，輸出具有一定脈沖寬度的置位脈沖S_EX和復(fù)位脈沖R_EX。除了來自微分脈沖電路110、112的置位脈沖信號群和復(fù)位脈沖信號群之外，還將來自微分脈沖電路202的脈沖信號S_EX和R_EX提供給脈沖加法電路114和SR_觸發(fā)器 116，進(jìn)行波形成形之后生成方向信號DIR。其結(jié)果，除了半橋電路的輸出端子OUT的輸出電壓、驅(qū)動信號、上側(cè)驅(qū)動信號GUD 和下側(cè)驅(qū)動信號GLD之外，還加入了切換單元8的控制信號來判別驅(qū)動方向，由此驅(qū)動方向判別電路200能夠以比驅(qū)動方向判別電路100更高的準(zhǔn)確度輸出方向信號DIR。(第4實施方式)圖13是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300的第4實施方式的結(jié)構(gòu)圖。以下對該第4實施方式的動作進(jìn)行說明。圖13表示使用了第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路 300的半橋電路。半橋電路的結(jié)構(gòu)與圖9所示的第2實施方式的半橋電路大致相同，不同點在于驅(qū)動方向判別電路100置換為第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300。由于該半橋電路與第2實施方式所述的結(jié)構(gòu)大致相同，因此僅對驅(qū)動方向判別電路300的動作進(jìn)行說明。驅(qū)動方向判別電路300基于該半橋電路的下側(cè)晶體管T2的柵極端子GL、下側(cè)驅(qū)動信號GLD，檢測連接于半橋電路的輸出端子OUT的負(fù)載的負(fù)載電流方向，并根據(jù)其方向極性輸出取高電平或低電平的值的方向信號DIR。下側(cè)驅(qū)動電路DL直接檢測方向信號DIR，另外上側(cè)驅(qū)動電路DU經(jīng)由變換器和電平移位部件檢測方向信號DIR，然后驅(qū)動電路DL、DU通過各自的選擇器選擇吸收電路或者吸收晶體管。通過將驅(qū)動方向判別電路300應(yīng)用于半橋電路，從而即便半橋電路的負(fù)載是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，也可將半橋電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，并且能防止直通(貫通狀態(tài))。接下來，利用圖14和圖15說明第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300的動作。圖 14是詳細(xì)表示圖13的第4實施方式的驅(qū)動方向判別電路300的框圖，圖15是圖14所示各信號的定時波形圖。第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300與圖10所示的驅(qū)動方向判別電路100相同，由方向檢測電路108’、2個微分脈沖電路110、112、脈沖加法電路114、SR_觸發(fā)器116構(gòu)成。與驅(qū)動方向判別電路100的不同點是，方向檢測電路108變化為方向檢測電路108’。 如此可知，驅(qū)動方向判別電路300輸出方向信號DIR的方法與驅(qū)動方向判別電路100的情況相同，因此省略與此相關(guān)的說明，僅對方向檢測電路108’進(jìn)行說明。方向檢測電路108’具有遲滯比較器104、LD輸出端子、HD輸出端子、使下側(cè)驅(qū)動信號GLD延遲一定時間的延遲電路107。此外，方向檢測電路108 ’的LD輸出端子，在檢測出使下側(cè)驅(qū)動信號GLD延遲一定時間之后的延遲信號GLD2的下降沿時，在下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL高于遲滯比較器104的閾值電壓VthL的情況下，輸出H電平，在下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL低于閾值電壓VthL的情況下，輸出L電平。此外，方向檢測電路108 ’的HD輸出端子，在檢測出使下側(cè)驅(qū)動信號GLD延遲一定時間之后的延遲信號GLD2的上升沿時，在下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL高于遲滯比較器104的閾值電壓VthH的情況下，輸出L電平，在下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL低于閾值電壓VthH的情況下，輸出H電平。方向檢測電路108’如上述那樣輸出方向檢測信號HD、LD，由此能夠判斷半橋電路的輸出端子OUT是提供輸出負(fù)載電流還是吸收輸入負(fù)載電流。圖15的定時波形圖用于對此進(jìn)行說明。圖15的左半部分表示向OUT端子吸收輸入負(fù)載電流的情況，圖15的右半部分表示從OUT端子提供輸出負(fù)載電流的情況。圖14所示的負(fù)載電流⑴、⑵、⑶、⑷各個情況下的驅(qū)動信號、上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號 GLD、晶體管Tl的柵極電壓GU-0UT、晶體管T2的柵極電壓GL、輸出電壓OUT (VO)在圖15中區(qū)分開來進(jìn)行圖示。基于這些波形的定時圖和上述方向檢測電路108’的動作說明，能夠判別出如果方向信號LD以及HD從L電平遷移至H電平則負(fù)載電流被吸收輸入至半橋電路的輸出端子 OUT ；如果方向信號LD以及HD從H電平遷移至L電平，則負(fù)載電流被提供輸入至半橋電路的輸出端子OUT。此外，方向信號LD是半橋電路的輸出OUT上升時的方向檢測信號，方向信號HD是半橋電路的輸出OUT下降時的方向檢測信號。這意味著方向檢測電路108’具有2個方向檢測電路。并且，這2個方向檢測電路在時間序列上以不同的時間對負(fù)載電流進(jìn)行方向檢測。此外，微分脈沖電路和脈沖加法電路以及發(fā)器的目的和動作在上述第2實施方式中有所敘述，因此省略其說明。其結(jié)果，在使用第1實施方式的驅(qū)動電路和驅(qū)動方向判別電路300的半橋電路中， 即便半橋電路的負(fù)載是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，無論在何時切換該感應(yīng)性負(fù)載的負(fù)載電流方向，都能夠適時地檢測負(fù)載電流的方向，將半橋電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，并且可防止直通(貫通狀態(tài))。(第5實施方式)圖16是使用對第1實施方式的驅(qū)動電路和對第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路 300進(jìn)行了一部分修正之后的驅(qū)動方向判別電路400的、第5實施方式的結(jié)構(gòu)圖。以下對第 5實施方式的動作進(jìn)行說明。圖16的第5實施方式合并了第1實施方式和第4實施方式。與第4實施方式的不同在于，第5實施方式中的驅(qū)動方向判別電路400。驅(qū)動方向判別電路400還具有微分脈沖電路202并輸出方向信號DIR，該微分脈沖電路202接收來自控制負(fù)載開關(guān)7的切換單元或者根據(jù)負(fù)載狀況設(shè)置的延遲電路的輸出信號。微分脈沖電路202根據(jù)切換電路8或延遲電路9的輸出信號的上升沿以及下降沿，輸出具有一定脈沖寬度的置位脈沖S_EX和復(fù)位脈沖R_EX。除了來自微分脈沖電路110、112的置位脈沖信號群和復(fù)位脈沖信號群之外，還將來自微分脈沖電路202的脈沖信號S_EX和R_EX提供給脈沖加法電路114和SR_觸發(fā)器 116，進(jìn)行波形成形之后生成方向信號DIR。其結(jié)果，除了半橋電路的下側(cè)晶體管T2的柵極端子電壓GL和下側(cè)驅(qū)信號GLD之外，還加入了切換單元8的控制信號來判別驅(qū)動方向，由此驅(qū)動方向判別電路400能夠以比驅(qū)動方向判別電路300更高的準(zhǔn)確度輸出方向信號DIR。(第6實施方式)圖17是使用對第1實施方式的驅(qū)動電路、第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300 和對第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300進(jìn)行了微小修正之后的驅(qū)動方向判別電路300H 的第6實施方式的結(jié)構(gòu)圖。以下對第6實施方式的動作進(jìn)行說明。圖17是使用了本發(fā)明的第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300以及驅(qū)動方向判別電路300H的半橋電路。半橋電路由如下部分構(gòu)成，包括2個功率MOSFET晶體管等的開關(guān)設(shè)備Tl和T2， 在截止期間其控制端子流過容性電流；2個驅(qū)動電路DU和DL，分別對晶體管Tl、T2進(jìn)行驅(qū)動；驅(qū)動控制電路5，對驅(qū)動該半橋電路的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，從而生成上側(cè)驅(qū)動信號 GUD、下側(cè)驅(qū)動信號GLD，上側(cè)驅(qū)動信號GUD輸入至驅(qū)動上側(cè)晶體管Tl的上側(cè)驅(qū)動電路DU， 下側(cè)驅(qū)動信號GLD輸入至驅(qū)動下側(cè)晶體管T2的下側(cè)驅(qū)動電路DL ；電平移位部件6，向上側(cè)驅(qū)動電路DU傳輸GUD信號；負(fù)載開關(guān)7，用于切換將與半橋電路的輸出端子OUT連接的負(fù)載11的另一端連接于電源VM還是連接于GND ；切換單元8，其控制負(fù)載開關(guān)7的切換；驅(qū)動方向判別電路300 ；以及，驅(qū)動方向判別電路300H。第6實施方式的半橋電路具有與上述第4實施方式所述部分大致相同的結(jié)構(gòu)，與第4實施方式不同之處在于設(shè)有驅(qū)動方向判別電路300H。驅(qū)動方向判別電路300H是半橋電路的上側(cè)驅(qū)動電路DU專用的驅(qū)動方向判別電路，驅(qū)動方向判別電路300H輸出的方向信號DIR_H并不經(jīng)由電平移位部件6，能夠直接控制上側(cè)驅(qū)動電路DU的選擇器34?；谠摻Y(jié)構(gòu)，能夠減少電平移位部件6的電路結(jié)構(gòu)上的負(fù)擔(dān)。接下來，利用圖18和圖19對驅(qū)動方向判別電路300H的動作進(jìn)行說明。圖18是基于圖17的第6實施方式的附圖詳細(xì)圖示了驅(qū)動方向判別電路300H和驅(qū)動方向判別電路 300的框圖，圖19是圖18所示的各信號的定時波形圖。由于第3實施方式中的驅(qū)動方向判別電路300的說明已在第4實施方式中進(jìn)行， 因此省略與此相關(guān)的說明。驅(qū)動方向判別電路300H與驅(qū)動方向判別電路300的不同點有以下2處。(1)如圖17、圖18所示那樣，驅(qū)動方向判別電路300H的低電源側(cè)的電位不是半橋電路的接地電位GND，設(shè)為半橋電路的輸出端子電壓OUT。(2)如圖18所示那樣方向檢測電路的各信號極性與驅(qū)動方向判別電路300的方向檢測電路不同。通過上述(1)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動方向判別電路300H的方向信號WR不經(jīng)由電平移位部件 6就能夠直接傳輸至上側(cè)驅(qū)動電路DU。為此，如上述O)所述產(chǎn)生了改變方向檢測電路的各信號極性的必要。如圖18所示，驅(qū)動方向判別電路300H的方向檢測電路2H的電路結(jié)構(gòu)與驅(qū)動方向判別電路300的方向檢測電路2大致相同，但各信號的極性略有不同。因此，方向檢測電路108’ H的方向檢測動作與方向檢測電路108的不同。如圖18和圖19所示，方向檢測電路108’ H的LD_H輸出端子，在檢測出使上側(cè)驅(qū)動信號GUD通過電平移位部件后的信號GUH延遲一定時間之后的延遲信號GLD2H的上升沿時，在上側(cè)晶體管Tl的柵極端子電壓GU-OUT高于方向檢測電路108’ H中含有的遲滯比較器104的閾值電壓VthH的情況下，輸出L電平，在上側(cè)晶體管Tl的柵極端子電壓GU-OUT 低于閾值電壓VthL的情況下，輸出H電平。此外，方向檢測電路108 ’ H的HD_H輸出端子，在檢測出使上側(cè)驅(qū)動信號GLD通過電平移位部件后的信號GUH延遲一定時間之后的延遲信號GLD2H的下降沿時，在上側(cè)晶體管Tl的柵極端子電壓GU-OUT低于遲滯比較器的閾值電壓VthL的情況下，輸出L電平，在上側(cè)晶體管Tl的柵極端子電壓GU-OUT高于閾值電壓VthL的情況下，輸出H電平。方向檢測電路108’ H如上述那樣輸出方向檢測信號HD_H、LD_H,由此能夠判斷半橋電路的輸出端子OUT是提供輸出負(fù)載電流還是吸收輸入負(fù)載電流。
圖19的定時波形圖用于對此進(jìn)行說明。圖19的左半部分表示向OUT端子吸收輸入負(fù)載電流的情況，圖19的右半部分表示從OUT端子提供輸出負(fù)載電流的情況。圖18所示的負(fù)載電流⑴、⑵、⑶、⑷各個情況下的驅(qū)動信號、上側(cè)驅(qū)動信號GUD、下側(cè)驅(qū)動信號 GLD、晶體管Tl的柵極電壓GU-0UT、晶體管T2的柵極電壓GL、輸出電壓OUT (VO)在圖19中區(qū)分開來進(jìn)行圖示。基于這些波形的定時圖和上述方向檢測電路108’ H的動作說明，能夠判別出如果方向信號LD_H以及HD_H從H電平遷移至L電平則負(fù)載電流被吸收輸入至半橋電路的輸出端子OUT ；如果方向信號LD_H以及HD_H從L電平遷移至H電平，則負(fù)載電流被提供輸入至半橋電路的輸出端子OUT。此外，方向信號LD_H是半橋電路的輸出OUT上升時的方向檢測信號，方向信號HD_ H是半橋電路的輸出OUT下降時的方向檢測信號。該方向檢測電路108’H能夠在半橋電路的輸出OUT上升和下降的2個遷移狀態(tài)下檢測負(fù)載電流的方向。(第7實施方式)圖20所示的第7實施方式是使用第1實施方式的驅(qū)動電路構(gòu)成H橋電路時的實施例。以下，對該第7實施方式的動作進(jìn)行說明。圖20表示使用第1實施方式的驅(qū)動電路的H橋電路。H橋電路有2個，是將其作為一對來驅(qū)動負(fù)載11的電路。將這兩個電路稱為正向側(cè)電路50和反向側(cè)電路60。由H橋電路驅(qū)動的負(fù)載11介于正向側(cè)電路50的輸出端子FOUT和反向側(cè)電路60 的輸出端子ROUT之間。正向側(cè)電路50與反向側(cè)電路60是相同的，各自的電路由半橋電路構(gòu)成。以下說明半橋電路的結(jié)構(gòu)，但由于正向側(cè)和反向側(cè)相同，因此為了方便僅對正向側(cè)的半橋電路進(jìn)行說明。該正向側(cè)半橋電路50由如下部分構(gòu)成，包括2個功率MOSFET晶體管等的開關(guān)設(shè)備Tl和T2，在截止期間其控制端子流過容性電流；驅(qū)動電路FDU和FDL，分別對晶體管Tl、 T2進(jìn)行驅(qū)動；驅(qū)動控制電路5，對驅(qū)動該半橋電路的驅(qū)動信號進(jìn)行信號處理，從而生成上側(cè)驅(qū)動信號FGUD、下側(cè)驅(qū)動信號TOLD，上側(cè)驅(qū)動信號FGUD輸入至驅(qū)動上側(cè)晶體管Tl的上側(cè)驅(qū)動電路FDU，下側(cè)驅(qū)動信號TOLD輸入至驅(qū)動下側(cè)晶體管T2的下側(cè)驅(qū)動電路FDL ；電平移位部件6，向上側(cè)驅(qū)動電路FDU傳輸FGUD信號；變換器10，使上側(cè)驅(qū)動電路FDU的選擇器的輸入信號和下側(cè)驅(qū)動電路FDL的選擇器的輸入信號的極性翻轉(zhuǎn)。再有，H橋電路由以下構(gòu)成上述結(jié)構(gòu)的2個半橋電路50、60 ；以及用于判別處于輸出端子FOUT和ROUT之間的負(fù)載11的驅(qū)動方向的輸入信號方向判別電路70。輸入信號方向判別電路70，檢測H橋電路的2個輸入信號也就是正向側(cè)電路50 的驅(qū)動信號FD和反向側(cè)電路60的驅(qū)動信號RD，判別H橋電路的負(fù)載是以對正向側(cè)電路 50提供輸出反向側(cè)電路60吸收輸入的方式被驅(qū)動，還是以其相反方向被驅(qū)動，將方向信號 FWR和RWR以合適的方向信號極性輸出至正向側(cè)電路50和反向側(cè)電路60。此外，也可以在輸入信號方向判別電路70的輸出端子和各半橋電路的變換器的輸入端子以及下側(cè)驅(qū)動電路的選擇器輸入端子之間，基于負(fù)載的種類而設(shè)置具有合適延遲CN 102394616 A
說明書
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時間的延遲電路。這是應(yīng)對如下情況負(fù)載11是具有電感成分等的感應(yīng)性負(fù)載，且在負(fù)載驅(qū)動方向發(fā)生切換時，負(fù)載電流流動方向的切換相對于負(fù)載驅(qū)動方向的切換有所延遲的情況，延遲電路80的延遲時間可以基于負(fù)載的電感成分和電阻成分設(shè)定為合適的延遲時間值。不過，只有延遲電路80的話，由于不知道在正確的定時負(fù)載電流的方向從提供輸出切換至吸收輸入，因此可以使用判別負(fù)載電流的切換方向的方向判別電路，檢測負(fù)載電流的方向，并基于此向驅(qū)動電路FDU和FDL發(fā)送方向信號DIR。該實施例在后面另外敘述。圖21A、圖21B、圖21C表示對圖20所示的輸入信號方向判別電路的動作進(jìn)行說明的電路圖和定時圖。圖21B的定時圖表示正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD與反向側(cè)電路60 的驅(qū)動信號RD的時間差大于輸入信號方向判別電路70 (圖21A)的延遲電路的延遲時間DS 的情況。通常DS的值被設(shè)定為與H橋電路用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動信號FD和RD的時間差的最小設(shè)定值相比更小的時間值。利用圖21B、圖21C的定時圖對輸入信號方向判別電路70的動作進(jìn)行說明。特別圖21B表示FD與RD的時間差比DS大的情況，圖21C表示FD與RD沒有時間差的情況。由于正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD的上升沿，盡管圖21B中未圖示但H橋電路的 FOUT端子的輸出電壓如圖11、圖15、圖19所示那樣在一定延遲時間之后上升。該延遲時間因負(fù)載電流的方向和負(fù)載電流值以及晶體管Tl、T2等的特性偏差等而變化。此外，由于反向側(cè)電路60的驅(qū)動信號RD的上升沿，H橋電路的ROUT端子的輸出電壓也與FOUT端子輸出電壓同樣地在一定延遲時間之后上升。如圖21B所示，驅(qū)動信號FD相對于驅(qū)動信號RD先上升的情況下，由于FOUT端子電壓相對于ROUT端子電壓先上升，因此在負(fù)載不是感應(yīng)性負(fù)載的一般情況下，負(fù)載電流從 FOUT端子經(jīng)由負(fù)載流至ROUT端子。此時，輸入信號方向判別電路70向正向側(cè)電路50以L電平輸出方向信號FDIR，向反向側(cè)電路60以H電平輸出方向信號RWR。由此，正向側(cè)電路50的上側(cè)驅(qū)動電路FUD的選擇器34選擇吸收電路33進(jìn)行工作，下側(cè)驅(qū)動電路FDL的選擇器44選擇吸收晶體管M2 進(jìn)行工作。同樣，反向側(cè)電路60的上側(cè)驅(qū)動電路RDU的選擇器選擇吸收晶體管Ml進(jìn)行工作，下側(cè)驅(qū)動電路RDL的選擇器選擇吸收電路進(jìn)行工作。正向側(cè)電路50的上側(cè)驅(qū)動電路FDU和下側(cè)驅(qū)動電路FDL的電路動作、以及反向側(cè)電路60的上側(cè)驅(qū)動電路RDU和下側(cè)驅(qū)動電路RDL的電路動作，相對于負(fù)載電流方向是合適的動作。因此，輸入信號方向判別電路70通過輸出合適的方向信號FWR和RWR，由此能夠?qū)橋電路的輸出端子FOUT的輸出電壓轉(zhuǎn)換率以及輸出端子ROUT的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，進(jìn)而使電磁故障水平最低，并且能夠防止晶體管Tl與T2之間的直通(貫通狀態(tài))以及晶體管T3與T4之間的直通。由于正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD的下降沿，與上述上升沿的情況同樣，H橋電路的FOUT端子的輸出電壓在一定延遲時間之后下降。該延遲時間因負(fù)載電流的方向和負(fù)載電流值以及晶體管Tl、T2等的特性偏差等而變化。此外，由于反向側(cè)電路60的驅(qū)動信號 RD的下降沿，H橋電路的ROUT端子的輸出電壓也與FOUT端子輸出電壓同樣地在一定延遲時間之后下降。如圖21B所示，驅(qū)動信號FD相對于驅(qū)動信號RD先下降的情況下，由于FOUT端子
26電壓相對于ROUT端子電壓先下降，因此在負(fù)載不是感應(yīng)性負(fù)載的一般情況下，負(fù)載電流從 ROUT端子經(jīng)由負(fù)載流至FOUT端子。此時，輸入信號方向判別電路70向正向側(cè)電路50以H電平輸出方向信號FDIR，向反向側(cè)電路60以L電平輸出方向信號RWR。由此，正向側(cè)電路50的上側(cè)驅(qū)動電路FUD的選擇器選擇吸收晶體管Ml進(jìn)行工作，下側(cè)驅(qū)動電路FDL的選擇器選擇吸收電路進(jìn)行工作。 同樣，反向側(cè)電路60的上側(cè)驅(qū)動電路RDU的選擇器選擇吸收電路進(jìn)行工作，下側(cè)驅(qū)動電路 RDL的選擇器選擇吸收晶體管M2進(jìn)行工作。正向側(cè)電路50的上側(cè)驅(qū)動電路FDU和下側(cè)驅(qū)動電路FDL的電路動作、以及反向側(cè)電路60的上側(cè)驅(qū)動電路RDU和下側(cè)驅(qū)動電路RDL的電路動作，相對于負(fù)載電流方向是合適的動作。因此，輸入信號方向判別電路70，通過輸出合適的方向信號FWR和RWR，由此能夠?qū)橋電路的輸出端子FOUT的輸出電壓轉(zhuǎn)換率以及輸出端子ROUT的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，進(jìn)而使電磁故障水平最低，并且能夠防止晶體管Tl與T2之間的直通(貫通狀態(tài))以及晶體管T3與T4之間的直通。圖21C的定時圖表示正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD與反向側(cè)電路60的驅(qū)動信號 RD沒有時間差的情況。該情況下，在正向側(cè)驅(qū)動電路50的驅(qū)動信號FD以及反向側(cè)驅(qū)動電路60的驅(qū)動信號RD的上升沿處方向信號FWR和RWR都為L電平。由此，H橋電路的正向側(cè)電路50和反向側(cè)電路60的各上側(cè)驅(qū)動電路的選擇器選擇吸收電路，下側(cè)驅(qū)動電路的選擇器選擇吸收晶體管M2。此外，在正向側(cè)驅(qū)動電路50的驅(qū)動信號FD以及反向側(cè)驅(qū)動電路60的驅(qū)動信號RD的下降沿處方向信號FDIR和RWR都為H電平。由此，H橋電路的正向側(cè)電路50和反向側(cè)電路60的各上側(cè)驅(qū)動電路的選擇器選擇吸收晶體管Ml，下側(cè)驅(qū)動電路的選擇器選擇吸收電路。通過這些動作，輸入信號方向判別電路70，即便在正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD和反向側(cè)電路60的驅(qū)動信號RD沒有時間差的情況下，也能夠?qū)橋電路的輸出端子FOUT的輸出電壓轉(zhuǎn)換率以及輸出端子ROUT的輸出電壓的轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適值，使電磁故障水平最低，并且可防止晶體管Tl與T2之間的直通(貫通狀態(tài))以及晶體管T3與T4之間的直
ο此外，也可以將圖20所示的H橋電路的輸入信號方向判別電路70置換為圖22A、 圖22B、圖22C所示的電路結(jié)構(gòu)的輸入信號方向判別電路70’。再有，圖22B表示FD和RD 的時間差大于DS的情況，圖22C表示FD和RD沒有時間差的情況。使用該輸入信號方向判別電路70’，正向側(cè)電路50的驅(qū)動信號FD與反向側(cè)電路 60的驅(qū)動信號RD的時間差大于延遲時間DS的情況下的效果及作用，也與圖21A、圖21B、圖 21C所示的輸入信號方向判別電路70相同。其中，驅(qū)動信號FD與驅(qū)動信號RD沒有時間差的情況下方向信號FWR與RWR的極性與圖21A、圖21B、圖21C的不同。此外，在該第7實施方式中，雖然將第1實施方式的驅(qū)動電路應(yīng)用于H橋電路，但也可以將驅(qū)動電路應(yīng)用于圖32、圖33所示的三相變換器電路或多相變換器電路。對這些變換器的應(yīng)用，由于根據(jù)圖20的H橋電路的結(jié)構(gòu)就能夠想象、理解，因此省略說明，在此，只是將三相變換器的情況下的輸入信號方向判別電路的結(jié)構(gòu)圖例，歸總在圖23A、圖2 和圖 M中圖示。圖23A、圖2 表示三相變換器的輸入信號方向判別電路的結(jié)構(gòu)圖例和定時圖。 在該定時圖中，圖示并說明了基于三相變換器電路的U相驅(qū)動信號UD、V相驅(qū)動信號VD以及W相驅(qū)動信號WD，各相的方向信號UWR、VDIR, WDIR是如何輸出的。基于該定時圖的驅(qū)動信號皿、￥0、10，在各信號的上升沿時各相的方向信號皿頂、 VWR、WWR使各相的半橋電路的驅(qū)動電路設(shè)定U相提供輸出負(fù)載電流、V相和W相吸收輸入負(fù)載電流的狀態(tài)。此外，在各信號的下降沿時，各相的方向信號UWR、VWR、WWR使各相的半橋電路的驅(qū)動電路設(shè)定V相提供輸出負(fù)載電流、U相和W相吸收輸入負(fù)載電流的狀態(tài)。此外，圖M 表示其他的三相變換器的輸入信號方向判別電路的結(jié)構(gòu)圖例。這是將圖22A的H橋電路應(yīng)
用于三相。在負(fù)載是沒有電感成分的電阻負(fù)載的情況下，這些方向信號的方向設(shè)定成為正確的設(shè)定。但是，在存在電感成分的感應(yīng)性負(fù)載或產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電動機負(fù)載的情況下，各相的負(fù)載電流的流動與各相的輸出電壓不一致，這些方向信號的方向設(shè)定相對于各相的負(fù)載電流不是正確的設(shè)定。對于使用在變換器的負(fù)載是有電感成分的感應(yīng)性負(fù)載或產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電動機負(fù)載的情況下，也恰當(dāng)?shù)貦z測各相的負(fù)載電流方向，并將方向信號發(fā)送至各相半橋電路的驅(qū)動電路的選擇器的驅(qū)動方向判別電路的、H橋電路的實施例在后面敘述。該H橋電路的實施例的想法也可直接擴展至三相變換器或多相變換器。(第8實施方式)圖25所示的第8實施方式是使用2組半橋電路構(gòu)成H橋電路的實施例，該半橋電路使用了第1實施方式的驅(qū)動電路和第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路100。該H橋電路的工作原理與使用第2實施方式的驅(qū)動電路和第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路100的半橋電路相同，因此省略與該實施例的動作相關(guān)的說明。此外，第8實施方式是使用了第1實施方式的驅(qū)動電路和第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路100的H橋電路，但作為第8實施方式也可以不是H橋電路而是圖34和圖35 所示的三相變換器或多相變換器電路。此外，圖沈中同樣，圖示了使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第2實施方式的驅(qū)動方向判別電路100構(gòu)成H橋電路的實施例。該實施例是從圖25的H橋電路中除去了反向側(cè)電路的半橋電路的驅(qū)動方向判別電路100。在H橋電路的情況下，半橋電路僅僅是2相， 只要能判別出其中1相的正向側(cè)電路的半橋電路輸出的負(fù)載驅(qū)動電流方向，就能確定另一個反向側(cè)電路的半橋電路輸出的負(fù)載驅(qū)動電流方向，因此，能夠除去反向側(cè)電路的驅(qū)動方向判別電路100。在三相變換器電路或多相變換器電路中，針對各相的半橋電路都需要驅(qū)動方向判別電路100。(第9實施方式)圖27所示的第9實施方式是使用2組半橋電路并且使用第7實施方式中所說明的輸入信號方向判別電路來構(gòu)成H橋電路的實施例，該半橋電路使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式中所說明的驅(qū)動方向判別電路200。由于該H橋電路的工作原理與第3實施方式的半橋電路的說明以及第7實施方式的H橋電路的說明重復(fù)，因此省略與該實施例的動作相關(guān)的說明。此外，第9實施方式是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式中所說明的驅(qū)動方向判別電路200的H橋電路，但作為第9實施方式也可以不是H橋電路而是圖36和圖37所示的三相變換器電路或多相變換器電路。(第10實施方式)圖觀所示的第10實施方式是使用2組半橋電路構(gòu)成H橋電路的實施例，該半橋電路使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300。由于該H橋電路的工作原理與使用第4實施方式中的半橋電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300的半橋電路相同，因此省略與該實施例的動作相關(guān)的說明。此外，第10實施方式是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式中所說明的驅(qū)動方向判別電路300的H橋電路，但作為第10實施方式也可以不是H橋電路而是圖38和圖39所示的三相變換器電路或多相變換器電路。此外，圖四中同樣，圖示了使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300構(gòu)成H橋電路的實施例。該實施例是從圖觀的H橋電路中除去了反向側(cè)電路的半橋電路的驅(qū)動方向判別電路300。在H橋電路的情況下，半橋電路僅僅是2相，只要能判別出其中1相的正向側(cè)電路的半橋電路輸出的負(fù)載驅(qū)動電流方向，就能確定另一個反向側(cè)電路的半橋電路輸出的負(fù)載驅(qū)動電流方向，因此，能夠除去反向側(cè)電路的驅(qū)動方向判別電路100。在三相變換器電路或多相變換器電路中，針對各相的半橋電路都需要驅(qū)動方向判別電路300。(第11實施方式)圖30所示的第11實施方式，是使用2組半橋電路并且使用第7實施方式中所說明的輸入信號方向判別電路來構(gòu)成H橋電路的實施例，該半橋電路使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第5實施方式中所說明的驅(qū)動方向判別電路400。由于該H橋電路的工作原理與第5實施方式的半橋電路的說明以及第7實施方式的H橋電路的說明重復(fù)，因此省略與該實施例的動作相關(guān)的說明。此外，第11實施方式是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第5實施方式中所說明的驅(qū)動方向判別電路400的H橋電路，但作為第11實施方式也可以不是H橋電路而是圖40和圖41所示的三相變換器電路或多相變換器電路。(第12實施方式)圖31所示的第12實施方式是使用2組半橋電路構(gòu)成H橋電路的實施例，該半橋電路使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300。由于該H橋電路的工作原理與使用第6實施方式的半橋電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300以及驅(qū)動方向判別電路300H的半橋電路相同，因此省略與該實施例的動作相關(guān)的說明。此外，第12實施方式是使用第1實施方式的驅(qū)動電路和第3實施方式的驅(qū)動方向判別電路300以及驅(qū)動方向判別電路300H的H橋電路，但作為第12實施方式也可以不是H橋電路而是圖42和圖43所示的三相變換器電路或多相變換器電路。(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)如以上說明，本發(fā)明的驅(qū)動裝置搭載于半導(dǎo)體集成電路裝置，其具有驅(qū)動電路，用于對在開關(guān)設(shè)備截止期間控制端子流過容性電流的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動；和驅(qū)動方向判別電路，判別該驅(qū)動電路所驅(qū)動的負(fù)載電流的方向?；谠摻Y(jié)構(gòu)，使用2組開關(guān)設(shè)備、驅(qū)動電路、驅(qū)動方向判別電路的組合的半橋電路中不，能夠?qū)⒁蜉敵鲭妷旱淖兓鸬碾姶殴收?br> 29水平調(diào)整至最佳，并且能夠防止貫通模式(直通或誤觸發(fā))，構(gòu)成最適合以開關(guān)設(shè)備驅(qū)動負(fù)載的半橋電路。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動電路，其驅(qū)動開關(guān)設(shè)備，該開關(guān)設(shè)備具有控制端子，在該開關(guān)設(shè)備截止期間容性電流流經(jīng)所述控制端子，所述驅(qū)動電路特征在于包括輸入端子，用于接受使所述開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通或截止的控制信號； 提供電路，根據(jù)所述輸入端子的第1電平或第2電平信號，向所述開關(guān)設(shè)備的所述控制端子提供輸出驅(qū)動電流；吸收電路，根據(jù)所述輸入端子的第2電平或第1電平信號，向所述開關(guān)設(shè)備的所述控制端子吸收輸出驅(qū)動電流；電流吸收晶體管，在所述開關(guān)設(shè)備截止期間經(jīng)由控制端子吸收容性電流； I/F電路，根據(jù)所述輸入端子的信號生成所述提供電路的輸入驅(qū)動信號、以及對所述吸收電路或所述吸收晶體管的輸入驅(qū)動信號；選擇器，選擇將對所述吸收電路或所述吸收晶體管的輸入驅(qū)動信號作為輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收電路或所述吸收晶體管的哪一個；和輸入端子，接收控制該選擇動作的輸出至所述選擇器的選擇信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述選擇器，在將所述輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收電路來驅(qū)動該吸收電路時，發(fā)送使所述吸收晶體管截止的信號，此外在將所述輸入驅(qū)動信號輸出至所述吸收晶體管的控制端子來驅(qū)動該晶體管時，發(fā)送使所述吸收電路截止的信號或者發(fā)送使所述吸收電路持續(xù)導(dǎo)通的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述提供電路的提供電流和所述吸收電路的吸收電流對所述開關(guān)設(shè)備的控制端子供給合適的驅(qū)動電流，將由多個所述開關(guān)設(shè)備和所述驅(qū)動電路構(gòu)成的半橋電路、H橋電路、三相變換器電路等的輸出電壓轉(zhuǎn)換率設(shè)定為合適的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流吸收晶體管的電流能力充足，足夠吸入流過所述開關(guān)設(shè)備的控制端子的容性電流。
5.一種驅(qū)動裝置，其特征在于，具有上側(cè)開關(guān)設(shè)備(Tl)和下側(cè)開關(guān)設(shè)備(T2)，其控制對負(fù)載的電流供給； 上側(cè)驅(qū)動電路(DU)和下側(cè)驅(qū)動電路(DL)，分別驅(qū)動所述上側(cè)開關(guān)設(shè)備(Tl)和下側(cè)開關(guān)設(shè)備(T2)；驅(qū)動控制電路，為了驅(qū)動上側(cè)開關(guān)設(shè)備(Tl)，生成輸入至上側(cè)驅(qū)動電路(DU)的上側(cè)驅(qū)動信號(GUD)，并且為了驅(qū)動下側(cè)開關(guān)設(shè)備(1 生成輸入至下側(cè)驅(qū)動電路(DL)的下側(cè)驅(qū)動信號(GLD)；電平移位部件，向上側(cè)驅(qū)動電路(DU)傳送上側(cè)驅(qū)動信號(GUD)； 切換單元，切換去往負(fù)載的電流方向；和變換器，使來自所述切換單元的方向信號的極性翻轉(zhuǎn)， 所述上側(cè)驅(qū)動電路(DU)具備輸入端子，用于接受使所述上側(cè)開關(guān)設(shè)備(Tl)導(dǎo)通或截止的控制信號； 上側(cè)提供電路，根據(jù)所述輸入端子的第1電平或第2電平信號，向所述上側(cè)開關(guān)設(shè)備 (Tl)的所述控制端子提供輸出驅(qū)動電流；上側(cè)吸收電路，根據(jù)所述輸入端子的第2電平或第1電平信號，向所述上側(cè)開關(guān)設(shè)備 (Tl)的所述控制端子吸收輸出驅(qū)動電流；上側(cè)吸收晶體管(Ml)，在所述上側(cè)開關(guān)設(shè)備(Tl)截止期間經(jīng)由控制端子吸收容性電流；上側(cè)I/F電路，根據(jù)所述輸入端子的信號生成對所述上側(cè)提供電路的第1輸入驅(qū)動信號，并且生成對所述上側(cè)吸收電路或所述上側(cè)吸收晶體管(Ml)的第2輸入驅(qū)動信號；和選擇器，根據(jù)來自所述變換器的信號，將所述第2輸入驅(qū)動信號選擇供給至所述上側(cè)吸收電路或所述上側(cè)吸收晶體管的其中之一， 所述下側(cè)驅(qū)動電路(DL)具備輸入端子，用于接受使所述下側(cè)開關(guān)設(shè)備0 導(dǎo)通或截止的控制信號； 下側(cè)提供電路，根據(jù)所述輸入端子的第1電平或第2電平信號，向所述下側(cè)開關(guān)設(shè)備 (T2)的所述控制端子提供輸出驅(qū)動電流；下側(cè)吸收電路，根據(jù)所述輸入端子的第2電平或第1電平信號，向所述下側(cè)開關(guān)設(shè)備 (T2)的所述控制端子吸收輸出驅(qū)動電流；下側(cè)吸收晶體管(M2)，在所述下側(cè)開關(guān)設(shè)備(T2)截止期間經(jīng)由控制端子吸收容性電流；下側(cè)I/F電路，根據(jù)所述輸入端子的信號生成對所述下側(cè)提供電路的第1輸入驅(qū)動信號，并且生成對所述下側(cè)吸收電路或所述下側(cè)吸收晶體管(M》的第2輸入驅(qū)動信號；和選擇器，根據(jù)來自所述切換單元的信號，將所述第2輸入驅(qū)動信號選擇供給至所述下側(cè)吸收電路或所述下側(cè)吸收晶體管的其中之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，還具有延遲電路，該延遲電路使來自所述切換單元的方向信號延遲規(guī)定時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 還具有驅(qū)動方向判別電路，該驅(qū)動方向判別電路具備遲滯比較器，檢測對所述負(fù)載的輸出電壓是否超過規(guī)定閾值電壓； 方向檢測電路，利用對所述比較器的輸出、以及所述上側(cè)驅(qū)動信號(GUD)和所述下側(cè)驅(qū)動信號(GLD)的至少其中一個，檢測流過負(fù)載的電流是正方向還是反方向，輸出第1方向檢測信號(LD)或第2方向檢測信號(HD)；第1微分脈沖電路，檢測所述第1方向檢測信號(LD)的一個邊沿后輸出第1脈沖，另一方面檢測第1方向檢測信號(LD)的另一個邊沿后輸出第2脈沖；第2微分脈沖電路，檢測所述第2方向檢測信號(HD)的一個邊沿后輸出第3脈沖，另一方面檢測第2方向檢測信號(HD)的另一個邊沿后輸出第4脈沖；脈沖加法電路，將所述第2脈沖、第4脈沖以第1邏輯或歸結(jié)為一個輸出，并且將所述第1脈沖、第3脈沖以第2邏輯或歸結(jié)為一個輸出；和觸發(fā)器，接受脈沖加法電路的輸出進(jìn)行置位或復(fù)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述遲滯比較器具有高閾值電壓和低閾值電壓，當(dāng)對所述負(fù)載的輸出電壓高于高閾值電壓時，輸出第1電平，另一方面當(dāng)對所述負(fù)載的輸出電壓低于低閾值電壓時，輸出第2電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，對所述負(fù)載的輸出電壓在上側(cè)開關(guān)設(shè)備Tl和下側(cè)開關(guān)設(shè)備T2的下游側(cè)進(jìn)行檢測。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，對所述負(fù)載的輸出電壓在上側(cè)開關(guān)設(shè)備Tl和下側(cè)開關(guān)設(shè)備T2的上游側(cè)進(jìn)行檢測。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，還具有延遲電路，該延遲電路使來自所述遲滯比較器的輸出延遲規(guī)定時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，還具有第3微分脈沖電路，該第3微分脈沖電路檢測來自所述切換單元的方向信號的一個邊沿然后輸出第5脈沖，另一方面檢測該方向信號的另一個邊沿然后輸出第6脈沖， 將第5脈沖加在所述第2邏輯或，另一方面將第6脈沖加在所述第1邏輯或。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動方向判別電路以所述上側(cè)驅(qū)動電路(DU)和所述下側(cè)驅(qū)動電路(DL)共同使用的方式設(shè)置一個。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動方向判別電路在所述上側(cè)驅(qū)動電路(DU)和所述下側(cè)驅(qū)動電路(DL)各設(shè)置一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，在對所述負(fù)載的電流供給是2相的情況下，分別針對各相單獨地控制電流供給。
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，在對所述負(fù)載的電流供給是3相的情況下，分別針對各相單獨地控制電流供給。
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅(qū)動裝置。在PWM輸入信號即驅(qū)動信號較小的情況下(PWM驅(qū)動信號驅(qū)動占空分量較小的情況下)，如果驅(qū)動電路或晶體管中出現(xiàn)偏差，則存在上側(cè)晶體管和下側(cè)晶體管發(fā)生直通(貫通狀態(tài))的問題。該驅(qū)動裝置具有控制對負(fù)載的電流供給的上側(cè)開關(guān)設(shè)備和下側(cè)開關(guān)設(shè)備、分別驅(qū)動上側(cè)開關(guān)設(shè)備和下側(cè)開關(guān)設(shè)備的上側(cè)驅(qū)動電路和下側(cè)驅(qū)動電路。上側(cè)驅(qū)動電路具有輸入端子、上側(cè)提供電路、上側(cè)吸收晶體管、上側(cè)I/F電路、和選擇器。
文檔編號H03K17/687GK102394616SQ20111013242
公開日2012年3月28日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者玉岡修二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社