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公開番号2025139497
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038466
出願日2024-03-12
発明の名称ブリッジ回路のハイサイドドライバ回路、ローサイドドライバ回路
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250918BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力電圧の遷移を検出可能な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320は、ハイサイド制御信号HCTRLに応じてハイサイドトランジスタMHのゲート電圧を制御する。パッドPD1は接地される。下層配線302はパッドPD1とオーバーラップして形成され、パッドPD1との間に容量を形成する。ソースライズ遷移検出回路330は、第1ラインLn1から下層配線302に至る経路に流れる電流I₁にもとづいて、ブリッジ回路110の出力電圧V_OUTのライズ遷移に関連するライズ遷移検出信号Sr_Hを生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ローサイドトランジスタとともにブリッジ回路を構成するハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドドライバ回路であって、
前記ハイサイドトランジスタのゲートに印加すべきハイ電圧が発生する第１ラインと、
前記ブリッジ回路の出力と接続される第２ラインと、
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するハイサイドゲートドライバと、
前記ハイサイド制御信号を生成するハイサイド制御回路と、
接地されるべきパッドと、
前記パッドとオーバーラップして形成され、前記パッドとの間に容量を形成する下層配線と、
前記ブリッジ回路がソースモードで動作するときに、前記第１ラインから前記下層配線に至る経路に流れる電流にもとづいて、前記ブリッジ回路の出力電圧のライズ遷移に関連するライズ遷移検出信号を生成するソースライズ遷移検出回路と、
を備える、ハイサイドドライバ回路。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記下層配線は、最下層の配線層に形成される、請求項１に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項３】
前記ソースライズ遷移検出回路は、
ソースが前記第１ラインと接続され、ゲートおよびドレインが前記下層配線と接続された第１トランジスタと、
ソースが前記第１ラインと接続され、ゲートが前記第１トランジスタのゲートと接続された第２トランジスタと、
前記第１ラインよりも低い電圧が発生する第３ラインと、
前記第２トランジスタのドレインと前記第３ラインの間に接続された、第１抵抗または第１キャパシタである第１インピーダンス素子と、
を含み、
前記ライズ遷移検出信号は、前記第１インピーダンス素子の両端間電圧と第１しきい値電圧の比較結果に応じたレベルを有する、請求項１または２に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項４】
前記ソースライズ遷移検出回路は、
ソースが前記第３ラインと接続され、ゲートが前記第２トランジスタのドレインと接続された第３トランジスタをさらに含み、前記ライズ遷移検出信号は、前記第３トランジスタのオン、オフに応じたレベルを有する、請求項３に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項５】
前記ブリッジ回路がソースモードで動作するときに、前記下層配線から前記第２ラインに至る経路に流れる電流にもとづいて、前記ブリッジ回路の出力電圧のフォール遷移に関連するフォール遷移検出信号を生成するソースフォール遷移検出回路をさらに備える、請求項１または２に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項６】
前記ソースフォール遷移検出回路は、
ソースが前記第２ラインと接続され、ゲートおよびドレインが前記下層配線と接続された第４トランジスタと、
ソースが前記第２ラインと接続され、ゲートが前記第４トランジスタのゲートと接続された第５トランジスタと、
前記第２ラインよりも高い電圧が発生する第４ラインと、
前記第５トランジスタのドレインと前記第４ラインの間に接続された、第２抵抗または第２キャパシタである第２インピーダンス素子と、
を含み、
前記フォール遷移検出信号は、前記第２インピーダンス素子の両端間電圧と第２しきい値電圧との比較結果に応じている、請求項５に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項７】
前記ソースフォール遷移検出回路は、
ソースが前記第４ラインと接続され、ゲートが前記第５トランジスタのドレインと接続された第６トランジスタをさらに含み、前記フォール遷移検出信号は、前記第６トランジスタのオン、オフに応じたレベルを有する、請求項６に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項８】
前記ハイサイドゲートドライバは、電流駆動型であり、
前記ハイサイド制御回路は、前記ライズ遷移検出信号の変化に応答して、前記ハイサイドゲートドライバの出力電流を変化させる、請求項１または２に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項９】
前記ハイサイドトランジスタのゲートソース間電圧と判定しきい値電圧の比較結果を示すハイサイドセンス信号を生成するハイサイドセンサをさらに備え、
前記ハイサイド制御回路は、前記ハイサイドセンス信号の変化に応答して、前記ハイサイドゲートドライバの出力電流を変化させる、請求項１または２に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項１０】
ハイサイドトランジスタとともにブリッジ回路を構成するローサイドトランジスタを駆動するローサイドドライバ回路であって、
前記ローサイドトランジスタのゲートに印加すべきハイ電圧が発生する第５ラインと、
接地される第６ラインと、
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ゲートドライバと、
前記ローサイド制御信号を生成するローサイド制御回路と、
前記ハイサイドトランジスタに印加すべきハイ電圧が発生する第１ラインと接続されるべきパッドと、
前記パッドとオーバーラップして形成され、前記パッドとの間に容量を形成する下層配線と、
前記ブリッジ回路がシンクモードで動作するときに、前記第５ラインから前記下層配線に至る経路に流れる電流にもとづいて、前記ブリッジ回路の出力電圧のライズ遷移に関連するライズ遷移検出信号を生成するシンクライズ遷移検出回路と、
を備える、ローサイドドライバ回路。
（【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、ブリッジ回路の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】
ブリッジ回路は、入力ラインＩＮと出力ラインＯＵＴの間に設けられた上アームと、出力ラインＯＵＴと接地ラインの間に設けられた下アームを備える。上アームは、並列に接続されるハイサイドトランジスタおよびフライホイルダイオードを含む。下アームは、並列に接続されるローサイドトランジスタおよびフライホイルダイオードを含む。
【０００４】
ブリッジ回路は、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であるハイ出力状態、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であるロー出力状態が切替可能である。ハイ出力状態では、出力ラインＯＵＴには、入力ラインの電圧Ｖ
ＩＮ
と実質的に同じ電圧レベルの出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
が発生する。ロー出力状態では、出力ラインＯＵＴには、接地ラインの電圧と実質的に同じ電圧レベルの出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開ＷＯ２０２２／２５９７８０号公報
【０００６】
ハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドドライバや、ローサイドトランジスタを駆動するローサイドドライバの制御に、出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
の状態が参照される場合がある。具体的には、入力電圧Ｖ
ＩＮ
と出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
の電位差、つまりハイサイドトランジスタの両端間電圧を監視することにより、出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
がハイに遷移したことを検出する場合がある。反対に、出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
と接地電圧０Ｖの電位差、つまりローサイドトランジスタの両端間電圧を監視することにより、出力電圧がローに遷移したことを検出する場合がある。
【０００７】
ところが入力電圧Ｖ
ＩＮ
が数百Ｖあるいは１０００Ｖの高電圧のアプリケーションでは、出力電圧Ｖ
ＯＵＴ
を直接監視すること難しい。
【０００８】
［概要］
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、出力電圧の遷移を検出可能なドライバ回路の提供にある。
【０００９】
本開示のある態様は、ローサイドトランジスタとともにブリッジ回路を構成するハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドドライバ回路に関する。ハイサイドドライバ回路は、ハイサイドトランジスタのゲートに印加すべきハイ電圧が発生する第１ラインと、ブリッジ回路の出力と接続される第２ラインと、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するハイサイドゲートドライバと、ハイサイド制御信号を生成するハイサイド制御回路と、接地されるべきパッドと、パッドとオーバーラップして形成され、パッドとの間に容量を形成する下層配線と、ブリッジ回路がソースモードで動作するときに、第１ラインから下層配線に至る経路に流れる電流にもとづいて、ブリッジ回路の出力電圧のライズ遷移に関連するライズ遷移検出信号を生成するソースライズ遷移検出回路と、を備える。
【００１０】
本開示の別の態様は、ローサイドドライバ回路は、ハイサイドトランジスタとともにブリッジ回路を構成するローサイドトランジスタを駆動するローサイドドライバ回路に関する。ローサイドドライバ回路は、ローサイドトランジスタのゲートに印加すべきハイ電圧が発生する第５ラインと、接地される第６ラインと、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ゲートドライバと、ローサイド制御信号を生成するローサイド制御回路と、一端がハイサイドトランジスタに印加すべきハイ電圧が発生する第１ラインと接続された第２検出キャパシタの他端と接続されるべき第２接続ノードと、ハイサイドトランジスタに印加すべきハイ電圧が発生する第１ラインと接続されるべきパッドと、パッドとオーバーラップして形成され、パッドとの間に容量を形成する下層配線と、ブリッジ回路がシンクモードで動作するときに、第５ラインから下層配線に至る経路に流れる電流にもとづいて、ブリッジ回路の出力電圧のライズ遷移に関連するライズ遷移検出信号を生成するシンクライズ遷移検出回路と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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