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公開番号2024160804
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-15
出願番号2023076191
出願日2023-05-02
発明の名称ハイサイドゲートドライバ回路、モータドライバ回路、ハードディスク装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20241108BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ハイサイドトランジスタを正確に駆動できるハイサイドゲートドライバ回路を提供する。
【解決手段】ハイサイドゲートドライバ回路200は、NチャンネルまたはNPN型のハイサイドトランジスタMHを駆動する。第2レベルシフト回路240は、ハイサイドゲートドライバ回路200の動作を規定するドライバ制御信号CTRLを、ブートストラップ電圧V_BSTをハイレベルとする信号にレベルシフトアップする。第2レベルシフト回路240は、第1トランジスタM11および第1抵抗R11を含む。カレントミラー回路246の入力ノードはキャパシタC11と接続され、キャパシタC11に流れる電流を折り返して、第1トランジスタM11のドレインに供給する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ＮチャンネルまたはＮＰＮ型のハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドゲートドライバ回路であって、
前記ハイサイドトランジスタのオン、オフを指示するハイサイド制御信号を、ブートストラップラインに発生するブートストラップ電圧をハイレベルとする信号にレベルシフトアップする第１レベルシフト回路と、
前記ハイサイドゲートドライバ回路の動作を規定するドライバ制御信号を、前記ブートストラップ電圧をハイレベルとする信号にレベルシフトアップする第２レベルシフト回路と、
前記第１レベルシフト回路の出力と、前記第２レベルシフト回路の出力と、を受け、前記ハイサイドトランジスタの状態を規定するプリドライバ制御信号を生成するハイサイドロジック回路と、
前記プリドライバ制御信号に応じて前記ハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドプリドライバと、
を備え、
前記第２レベルシフト回路は、
ゲートに前記制御信号に応じた信号を受ける二重拡散型トランジスタである第１トランジスタと、
前記第１トランジスタのドレインと、前記ブートストラップラインの間に接続されたレシーバ回路と、
第１端が接地された第１キャパシタと、
前記ブートストラップラインと接続され、前記キャパシタの第２端が入力ノードと接続され、出力ノードが前記第１トランジスタの前記ドレインと接続されたカレントミラー回路と、
を含む、ハイサイドゲートドライバ回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２レベルシフト回路は、前記第１トランジスタのソースと接続された電流源をさらに含む、請求項１に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項３】
前記キャパシタは、ＭＩＭ（金属－絶縁体－金属）容量である、請求項１または２に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項４】
前記キャパシタは、ゲートソース間が接続された二重拡散トランジスタである第２トランジスタを含む、請求項１または２に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項５】
前記レシーバ回路は、
第１端が前記ブートストラップラインと接続され、第２端が前記第１トランジスタのドレインと接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の前記第１トランジスタの前記ドレインの接続ノードの信号を受けるインバータと、
を含む、請求項１から４のいずれかに記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項６】
前記レシーバ回路は、
前記第１抵抗と並列に接続されたクランプ素子をさらに含む、請求項５に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項７】
前記インバータの上側電源端子は、前記ブートストラップラインと接続され、前記インバータの下側電源端子は、前記ブートストラップ電圧よりも所定電圧レベル低い定電圧ラインと接続された、請求項５または６に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項８】
前記電流源は、
基準電流を生成する基準電流源と、
前記基準電流を折り返すカレントミラー回路と、
を含む、請求項２に記載のハイサイドゲートドライバ回路。
【請求項９】
モータドライバ回路であって、
駆動対象のモータと接続されるハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタそれぞれのオン、オフを指示するハイサイド制御信号およびローサイド制御信号を生成するロジック回路と、
前記ハイサイド制御信号に応じて前記ハイサイドトランジスタを駆動する請求項１から８のいずれかに記載のハイサイドゲートドライバ回路と、
前記ローサイド制御信号に応じて前記ローサイドトランジスタを駆動するローサイドゲートドライバと、
を備える、モータドライバ回路。
【請求項１０】
モータと、
前記モータを駆動する請求項９に記載のモータドライバ回路と、
を備える、ハードディスク装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドゲートドライバ回路に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ、電力変換装置やモータ駆動回路などのさまざまなアプリケーションにおいて、パワートランジスタおよびその駆動回路（ゲート駆動回路）を含むスイッチング回路が用いられる。
【０００３】
大電力のアプリケーションでは、ハイサイドトランジスタに、Ｎ型トランジスタ、すなわちＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＮＰＧ型バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどが利用される。このような構成では、ブートストラップ回路を利用して、ハイサイドトランジスタに印加される入力電圧よりも高いブートストラップ電圧が生成される。
【０００４】
ハイサイドプリドライバ回路は、ブートストラップ電圧を利用して、ハイサイドトランジスタをターンオンする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７００１４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブートストラップ回路を利用したスイッチング回路では、ハイサイドゲートドライバ回路に対する制御信号の伝送経路に、レベルシフト回路（レベルシフトアップ回路）が設けられる。レベルシフト回路は、ブートストラップ電圧が発生するブートストラップラインと接続されるため、ブートストラップ電圧の変動の影響を受け、誤動作するおそれがある。
【０００７】
本開示は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ハイサイドトランジスタを正確に駆動できるハイサイドゲートドライバ回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のある態様はハイサイドゲートドライバ回路に関する。ハイサイドゲートドライバ回路は、ＮチャンネルまたはＮＰＮ型のハイサイドトランジスタを駆動する。ハイサイドゲートドライバ回路は、ハイサイドトランジスタのオン、オフを指示するハイサイド制御信号を、ブートストラップラインに発生するブートストラップ電圧をハイレベルとする信号にレベルシフトアップする第１レベルシフト回路と、ハイサイドゲートドライバ回路の動作を規定するドライバ制御信号を、ブートストラップ電圧をハイレベルとする信号にレベルシフトアップする第２レベルシフト回路と、第１レベルシフト回路の出力と、第２レベルシフト回路の出力と、を受け、ハイサイドトランジスタの状態を規定するプリドライバ制御信号を生成するハイサイドロジック回路と、プリドライバ制御信号に応じてハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドプリドライバと、を備える。第２レベルシフト回路は、ゲートに制御信号に応じた信号を受ける二重拡散型トランジスタである第１トランジスタと、第１トランジスタのドレインと、ブートストラップラインの間に接続されたレシーバ回路と、第１端が接地された第１キャパシタと、ブートストラップラインと接続され、キャパシタの第２端が入力ノードと接続され、出力ノードが第１トランジスタのドレインと接続されたカレントミラー回路と、を含む。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示のある態様によれば、ハイサイドトランジスタを確実に駆動できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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