特許ウォッチ

公開番号2025146370
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024047109
出願日2024-03-22
発明の名称ハイサイドドライバ回路、ローサイドドライバ回路、モータ駆動装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250926BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】駆動対象のパワートランジスタの特性に応じてスルーレートを調節可能なドライバ回路を提供する。
【解決手段】第1ラインLn1は、ハイサイドトランジスタMHのゲートに印加すべきゲートハイ電圧V_{H_HS}が発生する。ハイサイドゲートドライバ320は、ハイサイド制御信号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。ソースライズ遷移検出回路330は、ブリッジ回路110がソースモードでライズ遷移するとき、第1ラインLn1から第1検出キャパシタCd1に至る経路332に流れる電流I₁を示す第1スルーレート検出信号S1を生成する。ハイサイドスルーレート調節回路370は、第1スルーレート検出信号S1にもとづいて、ハイサイドゲートドライバ320の駆動能力を調節する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
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ゲート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、
一端が接地された第１検出キャパシタと、
前記ブリッジ回路がソースモードでライズ遷移するとき、前記第１ラインから前記第１検出キャパシタに至る経路に流れる電流を示す第１スルーレート検出信号を生成するソースライズ遷移検出回路と、
前記第１スルーレート検出信号にもとづいて、前記ハイサイドゲートドライバの駆動能力を調節するハイサイドスルーレート調節回路と、
を備える、ハイサイドドライバ回路。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記ハイサイドゲートドライバは、電流駆動型であり、
前記ハイサイドスルーレート調節回路は、前記第１スルーレート検出信号にもとづいて前記ハイサイドゲートドライバがソースする駆動電流を調節する、請求項１に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項３】
前記ハイサイドゲートドライバは、前記ソースモードのライズ遷移において、前記駆動電流が、時間とともに多段階で変化するように構成され、
各段階の前記駆動電流が、前記第１スルーレート検出信号に応じて同じ比率で調節される、請求項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１ラインと接続され、ゲートおよびドレインが前記第１検出キャパシタと接続された第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抵抗と、
前記第１抵抗の電圧降下をデジタルの前記第１スルーレート検出信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
を含む、請求項１から３のいずれか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フォール遷移するとき、前記第１検出キャパシタから前記第２ラインに至る経路に流れる電流を示す第２スルーレート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、
前記ハイサイドスルーレート調節回路は、前記第２スルーレート検出信号にもとづいて、前記ハイサイドゲートドライバの駆動能力を調節する、請求項１から３のいずれかに記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項６】
前記ハイサイドゲートドライバは、電流駆動型であり、
前記ハイサイドスルーレート調節回路は、前記第２スルーレート検出信号にもとづいて前記ハイサイドゲートドライバがシンクする駆動電流を調節する、請求項５に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項７】
前記ハイサイドゲートドライバは、前記ソースモードのフォール遷移において、前記駆動電流が、時間とともに多段階で変化するように構成され、
各段階の前記駆動電流が、前記第２スルーレート検出信号に応じて同じ比率で調節される、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第１検出キャパシタと接続された第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抵抗と、
前記第２抵抗の電圧降下をデジタルの前記第２スルーレート検出信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
を含む、請求項５に記載のハイサイドドライバ回路。
【請求項９】
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ゲート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、
一端がハイサイドトランジスタに印加すべきゲートハイ電圧が発生する第１ラインと接続された第２検出キャパシタと、
前記ブリッジ回路がシンクモードでライズ遷移するとき、前記第５ラインから前記第２検出キャパシタに至る経路に流れる電流を示す第３スルーレート検出信号を生成するシンクライズ遷移検出回路と、
前記第３スルーレート検出信号にもとづいて、前記ローサイドゲートドライバの駆動能力を調節するローサイドスルーレート調節回路と、
を備える、ローサイドドライバ回路。
【請求項１０】
前記ローサイドゲートドライバは、電流駆動型であり、
前記ローサイドスルーレート調節回路は、前記第３スルーレート検出信号にもとづいて、前記ローサイドゲートドライバがシンクする駆動電流を調節する、請求項９に記載の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 1,200 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】
大電力のアプリケーションでは、ブリッジ回路を構成するハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを、ディスクリート部品で構成されたり、あるいはドライバ回路のチップとは別のチップ上に形成されたりする。
【０００７】
これらの場合、ドライバ回路から見た負荷インピーダンス、つまりパワートランジスタの入力インピーダンス（ゲート容量やゲート抵抗）が、実際に使用されるハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタの種類やサイズによって変化することになる。パワートランジスタのゲート容量やゲート抵抗は、ブリッジ回路の出力電圧の変化速度（スルーレート）に影響を与える。
【０００８】
なお、パワートランジスタの特性は、プロセスばらつきの影響を受けるため、パワートランジスタがドライバ回路と同じチップ上に集積化される場合においては、プロセスばらつきによって出力電圧のスルーレートが変化する。
【０００９】
出力電圧のスルーレートは、インバータ回路の効率や、スイッチングノイズに影響を与えるという問題がある。
【００１０】
［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、駆動対象のパワートランジスタの特性に応じてスルーレートを調節可能なドライバ回路の提供にある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許