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公開番号2025084585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198598
出願日2023-11-22
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H03K 17/06 20060101AFI20250527BHJP(基本電子回路)
要約【課題】100%デューティサイクルで動作可能なゲートドライバ回路を提供する。
【解決手段】ロジック回路210は、制御信号S_CTRLが第1状態φ1であるとき、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がオフとなり、制御信号S_CTRLが第2状態であるとき、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がオンとなるように、ハイサイド制御信号HCTRLおよびローサイド制御信号LCTRLを生成する。充電回路280は、オン、オフが制御可能なチャージポンプ回路282を含み、チャージポンプ回路282がオンのとき、ブートストラップライン202を充電するよう構成される。ロジック回路210は、所定の第1判定時間τ₁にわたって、制御信号S_CTRLが第1状態φ1であるとき、チャージポンプ回路282をオンする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
制御信号に応じて、Ｎ型のハイサイドトランジスタとＮ型のローサイドトランジスタを含むスイッチング回路を駆動するゲートドライバ回路であって、
ブートストラップラインと、
前記ハイサイドトランジスタのソースと接続されるべきスイッチングラインと、
前記制御信号が第１状態であるとき、前記ハイサイドトランジスタがオン、前記ローサイドトランジスタがオフとなり、前記制御信号が第２状態であるとき、前記ハイサイドトランジスタがオフ、前記ローサイドトランジスタがオンとなるように、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のゲート電圧を制御し、上側電源ノードが前記ブートストラップラインと接続され、下側電源ノードが前記スイッチングラインと接続されたハイサイドドライバと、
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のゲート電圧を制御するローサイドドライバと、
オン、オフが制御可能なチャージポンプ回路を含み、前記チャージポンプ回路がオンのとき、前記ブートストラップラインを充電するよう構成された充電回路と、
を備え、
前記ロジック回路は、所定の第１判定時間にわたって、前記制御信号が前記第１状態であるとき、前記チャージポンプ回路をオンする、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１判定時間は、前記制御信号のパルス幅変調の周期より長い、請求項１に記載のゲートドライバ回路。
【請求項３】
前記ハイサイドドライバは、電流源と、電流源が生成する電流を折り返して前記ハイサイドトランジスタのゲートに供給するカレントミラー回路と、を含み、
前記チャージポンプ回路がオンの状態において、オフのときに比べて、前記電流源の電流量が小さくなる、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】
前記チャージポンプ回路がオンのときの前記電流源の電流量は、前記チャージポンプ回路の電流供給能力よりも小さい、請求項３に記載のゲートドライバ回路。
【請求項５】
前記ロジック回路は、前記制御信号が、前記第１状態から前記第２状態に変化すると、前記チャージポンプ回路をオフする、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項６】
前記ロジック回路は、前記制御信号が第３状態であるとき、前記ハイサイドトランジスタがオフ、前記ローサイドトランジスタがオフとなるように、前記ハイサイド制御信号および前記ローサイド制御信号を生成し、
前記ロジック回路は、所定の第２判定時間にわたって、前記制御信号が前記第３状態であるとき、前記チャージポンプ回路をオンする、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項７】
前記ロジック回路は、前記制御信号が、前記第１状態から前記第３状態に変化すると、前記チャージポンプ回路をオフする、請求項６に記載のゲートドライバ回路。
【請求項８】
前記ロジック回路は、前記制御信号が、前記第３状態から、前記第１状態または前記第２状態に変化すると、前記チャージポンプ回路をオンする、請求項７に記載のゲートドライバ回路。
【請求項９】
前記ロジック回路は、所定の第３判定時間にわたって、前記制御信号が前記第２状態であるとき、前記チャージポンプ回路をオンする、請求項１または２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項１０】
前記ロジック回路は、前記制御信号が、前記第２状態から前記第１状態に変化すると、前記チャージポンプ回路をオンする、請求項９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 1,800 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】
ブリッジ回路のハイサイドトランジスタをＮ型のトランジスタ、すなわちＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成する場合、ブートストラップ回路が利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０６１６６３号公報
【０００５】
［概要］
ブートストラップ回路を利用したゲートドライバ回路は、ハイサイドトランジスタを長時間にわたってオンに固定することができず、ブリッジ回路をハイ出力状態に固定することができない。このことは、デューティサイクル１００％の動作が不可であること意味する。
【０００６】
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、１００％デューティサイクルで動作可能なゲートドライバ回路の提供にある。
【０００７】
本開示のある態様は、制御信号に応じて、Ｎ型のハイサイドトランジスタとＮ型のローサイドトランジスタを含むスイッチング回路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、ブートストラップラインと、ハイサイドトランジスタのソースと接続されるべきスイッチングラインと、制御信号が第１状態であるとき、ハイサイドトランジスタがオン、ローサイドトランジスタがオフとなり、制御信号が第２状態であるとき、ハイサイドトランジスタがオフ、ローサイドトランジスタがオンとなるように、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、ハイサイド制御信号に応じてハイサイドトランジスタのゲート電圧を制御し、上側電源ノードがブートストラップラインと接続され、下側電源ノードがスイッチングラインと接続されたハイサイドドライバと、ローサイド制御信号に応じてローサイドトランジスタのゲート電圧を制御するローサイドドライバと、オン、オフが制御可能なチャージポンプ回路を含み、チャージポンプ回路がオンのとき、ブートストラップラインを充電するよう構成された充電回路と、を備える。ロジック回路は、所定の第１判定時間にわたって、制御信号が第１状態であるとき、チャージポンプ回路をオンする。
【０００８】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、本開示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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係るスイッチング回路の回路図である。
図２は、図１のスイッチング回路の動作を説明するタイムチャートである。
図３は、図１のスイッチング回路の別の動作を説明するタイムチャートである。
図４は、図１のスイッチング回路の状態遷移図である。
図５は、変形例に係る図１のスイッチング回路の状態遷移図である。
図６は、一実施例に係るゲートドライバ回路の回路図である。
図７は、一実施例に係るチャージポンプ回路の回路図である。
図８は、実施の形態に係るスイッチング回路を備えるモータ駆動装置の回路図である。
【００１０】
［詳細な説明］
（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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