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公開番号2025146319
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024047025
出願日2024-03-22
発明の名称ゲートドライバ回路、半導体装置、および電源装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250926BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ゲートドライバ回路は、起動時の駆動信号の生成に関して、更なる検討の余地があった。
【解決手段】ゲートドライバ回路55は、電源制御回路15と、を備えている。電源制御回路15は、第1期間で、入力電圧Vregを目標電圧Vtaに対して第1精度の電圧値にするように構成された第1電圧生成回路1と、第1期間T1よりも短い第2期間T2で、入力電圧Vregを目標電圧Vtaに対して第2精度の電圧値にするように構成された第2電圧生成回路10と、を含む。第2電圧生成回路10は、第1タイミングt11から第2タイミングt13まで入力電圧Vregを生成し、第1電圧生成回路1は、第2タイミングt13から入力電圧Vregを生成する。第1精度は第2精度よりも高精度である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
入力電圧の入力を受けて、パルス信号に基づく周期でスイッチ素子を駆動するように構成された駆動制御回路と、
前記入力電圧を生成するように構成された電源制御回路と、
を備え、
前記電源制御回路は、
第１期間で、前記入力電圧を目標電圧に対して第１精度の電圧値にするように構成された第１電圧生成回路と、
前記第１期間よりも短い第２期間で、前記入力電圧を前記目標電圧に対して前記第２精度の電圧値にするように構成された第２電圧生成回路と、
を含み、
前記第２電圧生成回路は、所定の第１タイミングから前記入力電圧を生成し、前記第１タイミングから前記第２期間経過時以降であって前記第１期間経過時以前の第２タイミングまで、前記入力電圧を生成し、
前記第１電圧生成回路は、前記第２タイミングから前記入力電圧を生成し、
前記第１精度は前記第２精度よりも高精度であるゲートドライバ回路。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記スイッチ素子は、ＧａＮ－ＨＥＭＴである請求項１に記載のゲートドライバ回路。
【請求項３】
前記駆動制御回路は、前記入力電圧の電圧値に応じたハイレベルとローレベルとにパルス駆動する駆動信号を生成して前記スイッチ素子に入力することで前記スイッチ素子を駆動し、
前記スイッチ素子は、ハイレベルの前記駆動信号の電圧値が、自身のオン閾値電圧より高く、かつ自身のゲート耐圧よりも低い高効率範囲内にあるときに、ハイレベルの前記駆動信号の電圧値が前記高効率範囲の下限値よりも低く前記オン閾値電圧以上であるときよりも、電流能力が高く、
前記目標電圧は、前記高効率範囲内の電圧である請求項２に記載のゲートドライバ回路。
【請求項４】
前記第１タイミングは、前記スイッチ素子の駆動が開始されるタイミングである請求項１に記載のゲートドライバ回路。
【請求項５】
前記第１電圧生成回路は、
電源電圧の入力を受けて充電されて、第１充電電圧を生成するように構成された第１充放電回路と、
前記第１充電電圧を自身のゲートに入力されて駆動制御されるように構成された第１トランジスタと、
を含み、
前記第２電圧生成回路は、
前記電源電圧の入力を受けて充電されて、第２充電電圧を生成するように構成された第２充放電回路と、
前記第２充電電圧を自身のゲートに入力されて駆動制御されるように構成された第２トランジスタと、
を含み、
充電時の前記第２充電電圧の上昇速度は、充電時の前記第１充電電圧の上昇速度よりも早く、
前記入力電圧の出力端は、前記第１トランジスタのソースと前記第２トランジスタのソースとが同電位となるように電気的に接続されて構成され、
前記第１トランジスタがオンしているとき、前記第２トランジスタのゲート・ソース間電圧が前記第２トランジスタのオン閾値電圧を下回って前記第２トランジスタはオフする請求項１に記載のゲートドライバ回路。
【請求項６】
請求項１に記載のゲートドライバ回路と、
前記スイッチ素子と、
を備える半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置を備える電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている発明は、ゲートドライバ回路、半導体装置、および電源装置に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ素子を用いたスイッチング動作によってスイッチ電圧を生成する半導体装置がある。このような半導体装置は、スイッチ素子を駆動するための駆動信号を生成するゲートドライバ回路を備えている。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１７１２９０号公報
【０００５】
［概要］
特許文献１で開示されているゲートドライバ回路は、起動時の駆動信号の生成に関して、さらなる検討の余地があった。
【０００６】
本明細書中に開示されているゲートドライバ回路は、駆動制御回路と、電源制御回路と、を備える。駆動制御回路は、入力電圧の入力を受けて、パルス信号に基づく周期でスイッチ素子を駆動するように構成されている。電源制御回路は、入力電圧を生成するように構成されている。電源制御回路は、第１期間で、入力電圧を目標電圧に対して第１精度の電圧値にするように構成された第１電圧生成回路と、第１期間よりも短い第２期間で、入力電圧を目標電圧に対して第２精度の電圧値にするように構成された第２電圧生成回路と、を含む。第２電圧生成回路は、所定の第１タイミングから入力電圧を生成し、第１タイミングから第２期間経過時以降であって第１期間経過時以前の第２タイミングまで、入力電圧を生成する。第１電圧生成回路は、第２タイミングから入力電圧を生成する。
【０００７】
本明細書中に開示されている半導体装置は、上記構成のゲートドライバ回路と、スイッチ素子と、を備えている。
【０００８】
本明細書中に開示されている電源装置は、上記構成の半導体装置を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、電源装置２００Ｙを示す図である。
図２は、スイッチ素子ＳＷ１のドレイン・ソース間電流Ｉｄｓとドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとを示すグラフである。
図３は、電源装置２００Ｙの各電圧レベルを示すタイミングチャートである。
図４は、電源装置２００Ｘを示す図である。
図５は、電源装置２００Ｘの各電圧レベルを示すタイミングチャートである。
【００１０】
［詳細な説明］
＜比較例の電源装置２００Ｙについて＞
先ず、電源装置２００Ｙについて、本開示の電源装置２００Ｘの比較例として説明する。次いで、比較例の問題点を説明し、その後に本開示の電源装置２００Ｘについて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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