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公開番号2025050358
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159107
出願日2023-09-22
発明の名称ゲートドライバ回路、それを用いたモータ駆動装置、電子機器
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250327BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】フライホイルダイオードの逆回復電流に起因する貫通電流やリンギングを抑制する。
【解決手段】第1電流源CS1は、第1電流量Iaと第1電流量Iaより少ない第2電流量Ibで切り替え可能な第1電流Ixを生成するよう構成される。第1カレントミラー回路CM1は、第1電流源CS1が接続された入力ノードを有し、第1電流Ixを折り返してパワートランジスタMHのゲートに供給するように構成される。オン固定スイッチSW2は、パワートランジスタMHのゲートと、パワートランジスタMHのゲート電圧のハイレベルに相当するハイ電圧V_Hが発生するハイレベルライン412との間に接続される。制御回路210は、オン固定スイッチSW2および第1電流源CS1を制御するよう構成される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング回路を構成するＮ型のパワートランジスタを駆動するゲートドライバ回路であって、
前記パワートランジスタのゲートに電流をソースするよう構成されたターンオン回路と、
前記パワートランジスタの前記ゲートから電流をシンクするよう構成されたターンオフ回路と、
前記ターンオン回路および前記ターンオフ回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記ターンオン回路は、
第１電流量と前記第１電流量より少ない第２電流量で切り替え可能な第１電流を生成するよう構成された第１電流源と、
前記第１電流源が接続された入力ノードを有し、前記第１電流を折り返して前記パワートランジスタの前記ゲートに供給するように構成された第１カレントミラー回路と、
前記パワートランジスタのゲートと、前記パワートランジスタのゲート電圧のハイレベルに相当するハイ電圧が発生するハイレベルラインとの間に接続されたオン固定スイッチと、
を含み、
前記制御回路は、前記オン固定スイッチおよび前記第１電流源を制御するよう構成され、
前記制御回路は、前記パワートランジスタのターンオンの指示に応答して、
（i）第１期間において、前記第１電流を前記第１電流量とし、前記オン固定スイッチをオフとし、
（ii）第２期間において、前記第１電流を前記第２電流量とし、前記オン固定スイッチをオフとし、
（iii）第３期間において、前記オン固定スイッチをオンとするように構成される、ゲートドライバ回路。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第３期間において前記パワートランジスタのゲートに供給される電流は、前記第１期間および前記第２期間において前記パワートランジスタのゲートに供給される電流よりも多い、請求項１に記載のゲートドライバ回路。
【請求項３】
前記オン固定スイッチは、並列な複数の経路上に設けられた複数のトランジスタを含み、動作するトランジスタの個数が可変である、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１期間において、前記複数のトランジスタのうちの一部をオンとする、請求項３に記載のゲートドライバ回路。
【請求項５】
前記制御回路は、前記第３期間に続く第４期間において、前記複数のトランジスタのすべてをオンとする、請求項３に記載のゲートドライバ回路。
【請求項６】
前記第１カレントミラー回路の出力ノードと前記パワートランジスタの前記ゲートの間に接続された第１イネーブルスイッチをさらに備える、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項７】
前記制御回路は、前記第１期間および前記第２期間において前記第１イネーブルスイッチをオンとし、前記第３期間に続く第４期間において、前記第１イネーブルスイッチをオフとする、請求項６に記載のゲートドライバ回路。
【請求項８】
前記制御回路は、前記第３期間において、前記第１イネーブルスイッチをオンとする、請求項６に記載のゲートドライバ回路。
【請求項９】
前記制御回路は、前記第３期間において、前記第１イネーブルスイッチをオフとする、請求項６に記載のゲートドライバ回路。
【請求項１０】
前記制御回路は、前記第３期間に続く第４期間において、前記オン固定スイッチをオンとする、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゲートドライバ回路に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
モータドライバ回路やＤＣ／ＤＣコンバータ、電力変換装置などにおいて、パワートランジスタを用いたハーフブリッジ回路、Ｈブリッジ回路、三相ブリッジ回路（以下、ブリッジ回路と総称する）が多用されている。
【０００３】
図１は、ブリッジ回路１０の回路図である。ブリッジ回路１０は、電源端子と接地端子の間に直列に設けられた上アーム１２および下アーム１４を備える。上アーム１２は、並列に接続されるハイサイドトランジスタＭＨおよびフライホイルダイオードＤｉを含む。下アーム１４は、並列に接続されるローサイドトランジスタＭＬおよびフライホイルダイオードＤｉを含む。ブリッジ回路１０の出力端子には、負荷であるインダクタ（コイル）Ｌ１が接続される。
【０００４】
ブリッジ回路１０は、ハイサイドトランジスタＭＨとローサイドトランジスタＭＬの両方がオフである状態（ハイインピーダンス状態）φ１、ハイサイドトランジスタＭＨがオン、ローサイドトランジスタＭＬがオフである状態（ハイ出力状態）φ２、ハイサイドトランジスタＭＨがオフ、ローサイドトランジスタＭＬがオンである状態φ３（ロー出力状態）を取り得る。各状態φ１～φ３それぞれについて、ブリッジ回路１０から電流Ｉ
ＯＵＴ
が吐き出される（図中、右向きに流れる）電流ソース状態と、ブリッジ回路１０が電流Ｉ
ＯＵＴ
を吸い込む電流シンク状態（図中、左向きに流れる）が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－８２５７５号公報
【０００６】
［概要］
本発明者は、図１のブリッジ回路について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【０００７】
電流ソース状態において、ハイインピーダンス状態φ１から、ハイ出力状態φ２への遷移を考える。状態φ１において、出力電流Ｉ
ＯＵＴ
は、下アーム１４のフライホイルダイオードＤｉを経由して負荷に供給される（電流ソース）。状態φ１における出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
は、－Ｖ
Ｆ
である。Ｖ
Ｆ
はフライホイルダイオードＤｉの順方向電圧である。
【０００８】
状態φ２では、ブリッジ回路１０の出力電流Ｉ
ＯＵＴ
は、ハイサイドトランジスタＭＨを流れる。また逆側の下アーム１４のフライホイルダイオードＤｉには、カソードからアノードに向かって、逆回復電流Ｉ
ｒｃ
が流れる。したがって、ハイサイドトランジスタＭＨには、出力電流Ｉ
ＯＵＴ
と逆回復電流Ｉ
ｒｃ
の両方が流れる。この状態は、貫通電流が流れていることと等価である。貫通電流が流れると、ブリッジ回路１０の出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
が不安定となり、リンギングが発生する。リンギングは不要な放射の原因となるため好ましくない。
【０００９】
本開示は係る課題に鑑みてなされたものあり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、逆側のフライホイルダイオードの逆回復電流に起因する貫通電流やリンギングを抑制可能なゲートドライバ回路の提供にある。
【００１０】
本開示のある態様は、スイッチング回路を構成するＮ型のパワートランジスタを駆動するゲートドライバ回路に関する。ゲートドライバ回路は、パワートランジスタのゲートに電流をソースするよう構成されたターンオン回路と、パワートランジスタのゲートから電流をシンクするよう構成されたターンオフ回路と、ターンオン回路およびターンオフ回路を制御する制御回路と、を備える。ターンオン回路は、第１電流量と第１電流量より少ない第２電流量で切り替え可能な第１電流を生成するよう構成された第１電流源と、第１電流源が接続された入力ノードを有し、第１電流を折り返してパワートランジスタのゲートに供給するように構成された第１カレントミラー回路と、パワートランジスタのゲートと、パワートランジスタのゲート電圧のハイレベルに相当するハイ電圧が発生するハイレベルラインとの間に接続されたオン固定スイッチと、を含む。制御回路は、オン固定スイッチおよび第１電流源を制御するよう構成され、制御回路は、パワートランジスタのターンオンの指示に応答して、（i）第１期間において、第１電流を第１電流量とし、オン固定スイッチをオフとし、（ii）第２期間において、第１電流を第２電流量とし、オン固定スイッチをオフとし、（iii）第３期間において、オン固定スイッチをオンとするように構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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