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公開番号2025042283
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149198
出願日2023-09-14
発明の名称スイッチング制御回路
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H03K 17/16 20060101AFI20250319BHJP(基本電子回路)
要約【課題】負電圧ノイズによる駆動回路の誤動作を防止することが可能なスイッチング制御回路を提供する。
【解決手段】負荷を駆動する電源側の第1スイッチング素子及び接地側の第2スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路であって、第1抵抗及び第1トランジスタを含む第1レベルシフト回路と、前記第1レベルシフト回路からの出力に基づいて前記第1スイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記第1抵抗に並列接続された第1スイッチと、前記第1スイッチング素子の低電位側電極が負電圧になると、前記第1スイッチをオンにするオンオフ制御回路と、を備える、スイッチング制御回路。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
負荷を駆動する電源側の第１スイッチング素子及び接地側の第２スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路であって、
第１抵抗及び第１トランジスタを含む第１レベルシフト回路と、
前記第１レベルシフト回路からの出力に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
前記第１抵抗に並列接続された第１スイッチと、
前記第１スイッチング素子の低電位側電極が負電圧になると、前記第１スイッチをオンにするオンオフ制御回路と、を備える、
スイッチング制御回路。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスイッチング制御回路であって、
第２抵抗及び第２トランジスタを含む第２レベルシフト回路を更に備え、
前記第１レベルシフト回路は、前記第１スイッチング素子をオフからオンに切り替えるためのセット信号を出力し、
前記第２レベルシフト回路は、前記第１スイッチング素子をオンからオフに切り替えるためのリセット信号を出力し、
前記駆動回路は、前記セット信号及び前記リセット信号に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動する、
スイッチング制御回路。
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第２抵抗に並列接続された第２スイッチを更に備え、
前記オンオフ制御回路は、
前記低電位側電極が負電圧になると、前記第２スイッチをオンにする、
スイッチング制御回路。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第１及び第２トランジスタは、ｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、
前記第１及び第２スイッチは、ｐチャネルＭＯＳトランジスタである、
スイッチング制御回路。
【請求項５】
請求項１に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第１レベルシフト回路を制御する制御回路を更に備え、
前記駆動回路は、
基体のハイサイド領域に形成され、
前記制御回路は、
前記ハイサイド領域の周囲に設けられた高耐圧接合終端領域によって前記ハイサイド領域と電気的に分離された基準電位領域に形成される、
スイッチング制御回路。
【請求項６】
請求項１に記載のスイッチング制御回路であって、
前記オンオフ制御回路は、
前記低電位側電極が負電圧のときに電流を流すダイオード素子と、
前記ダイオード素子を流れる電流に基づいて、所定の期間に亘って前記第１スイッチをオンにする信号を出力する信号出力回路と、を含む、
スイッチング制御回路。
【請求項７】
請求項６に記載のスイッチング制御回路であって、
前記ダイオード素子は、ダイオード接続された第３トランジスタであり、
前記第１及び第３トランジスタは、チャネル方向が共通する複数のトランジスタで構成され、
前記複数のトランジスタは、前記第１及び第３トランジスタのそれぞれを構成する前記トランジスタが、前記チャネル方向に対して垂直な方向に交互に配置される、
スイッチング制御回路。
【請求項８】
請求項７に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第１レベルシフト回路を制御する制御回路を更に備え、
前記駆動回路は、
基体のハイサイド領域に形成され、
前記制御回路は、
前記ハイサイド領域の周囲に設けられた高耐圧接合終端領域によって前記ハイサイド領域と電気的に分離された基準電位領域に形成され、
前記複数のトランジスタは、前記高耐圧接合終端領域に形成される、
スイッチング制御回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング制御回路に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換用のブリッジ回路では、上アーム及び下アームのそれぞれのスイッチング素子が、スイッチング制御回路の制御によって動作することで電力変換を行う（例えば、特許文献１）。
【０００３】
スイッチング制御回路は、上アーム及び下アームのスイッチング素子を駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路と、制御回路及び駆動回路の間で信号伝達を行うレベルシフト回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４６２０４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スイッチング制御回路において、下アームのスイッチング素子は接地電圧を基準に動作し、上アームのスイッチング素子は、下アームのスイッチング素子のオンオフに応じて変動するＶＳ電位を基準に動作する。
【０００６】
そのため、レベルシフト回路は、接地電位を基準とした上アームのスイッチング素子に対する入力信号を、ＶＳ電位基準の信号にレベルシフトして駆動回路に出力する。
【０００７】
レベルシフト回路は、例えば、フローティング電源電位ＶＢに接続された抵抗と、抵抗及び接地の間に設けられたｎチャネルＭＯＳＦＥＴとを含む。ｎチャネルＭＯＳＦＥＴがオンすることにより、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ及び抵抗の接続ノードの電位は、フローティング電源電位ＶＢよりも、抵抗とｎチャネルＭＯＳＦＥＴのオン電流の積で決まる一定の電圧だけ低い電位となり、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴがオフすると、接続ノードの電位は、フローティング電源電位ＶＢとなる。これにより、接地電位を基準とした入力信号が、ＶＳ電位基準の信号にレベルシフトされる。
【０００８】
ところで、上アームのスイッチング素子がオンからオフに切り替わると、上アームのスイッチング素子と、下アームのスイッチング素子とが接続されたノードのＶＳ電位が接地電位よりも低くなる、所謂負電圧ノイズが発生する場合がある。
【０００９】
負電圧ノイズが発生すると、レベルシフト回路の抵抗に意図しない電流が流れてしまい、接続ノードの電圧が変動してしまう場合がある。このような意図しない電流が流れると、制御回路及び駆動回路の間の信号伝達に不具合が発生し、駆動回路の誤動作が発生する場合がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、負電圧ノイズによる駆動回路の誤動作を防止することが可能なスイッチング制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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