电平移位电路制造技术

本发明专利技术提供能够抑制起因于与电平移位晶体管的导通关断相伴的噪声和外来噪声所致的dV/dt噪声的误动作的电平移位电路。本发明专利技术的电平移位电路从一次侧的电位系统向二次侧的电位系统传递信号，其特征在于，具备：第1串联电路，包括串联地连接的第1电阻和第1开关元件；第2串联电路，包括串联地连接的第2电阻和第2开关元件；锁存误动作保护电路，第1以及第2串联电路各自的输出端子与输入端子连接；锁存电路，输入从锁存误动作保护电路输出的信号；和电容器，连接于第1电阻及第1开关元件的漏极端子间与第2电阻及第2开关元件的漏极端子间之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于防止dV/dt噪声所致的误动作的电平移位电路。
技术介绍
通过驱动半桥连接的半导体元件，进行产业用马达、服务器用电源等的控制。作为用于驱动这些半导体元件的IC，有HVIC(High Voltage IC：高压IC)。如果利用HVIC，则能够通过1个IC来驱动用高电位系统电源驱动的半桥电路的上位侧半导体元件和下位侧半导体元件这两方。HVIC接受微型机等的控制信号而输出用于驱动上述半导体元件的信号，而特别为了通过低电位系统的信号驱动上位侧半导体元件而内置电平移位电路。在HVIC内部，有从低压侧向高压侧传递信号的电平上升移位电路、和从高压侧向低压侧传递信号的电平下降移位电路。一般，电平上升移位电路使用N沟道型半导体开关元件，电平下降移位电路使用P沟道型半导体开关元件。伴随半桥电路的开关，高压侧区域的基准电位从低电位向高电位变动或者从高电位向低电位变动。图1示出使用了专利文献1记载的以往的电平移位电路的电路结构。在图1中，示出了具备包括高电位侧开关元件11以及低电位侧开关元件12的输出电路10、高电位侧驱动电路20和低电位侧驱动电路30的电路。高电位侧驱动电路20与输出电路10的高电位侧开关元件11的栅极端子连接。低电位侧驱动电路30与输出电路10的低电位侧开关元件12的栅极端子连接。输出电路10由串联地连接的高电位侧开关元件11以及低电位侧开关元件12构成。高电压的电源13经由高电位侧开关元件11对负载14供给电力。负载14是从半桥电路接受电压(电力)的供给的负载。负载14连接于高电位侧开关元件11以及低电位侧开关元件12的连接点Vs(连接点Vs的电位也用连接点Vs表示)与接地电位之间。高电位侧开关元件11以及低电位侧开关元件12以使除了两者都关断的死区(dead time)以外在一方导通时另一方关断的方式互补地导通(ON)/关断(OFF)。在低电位侧开关元件12导通时，连接点Vs的电位成为接地电位，在高电位侧开关元件11导通时，连接点Vs的电位成为电源13的输出电压。高电位侧驱动电路20包括锁存误动作保护电路21、锁存电路22、高压侧驱动器23、电源24、电阻R1及R2、电平移位晶体管25及26和二极管D1及D2。锁存误动作保护电路21、锁存电路22、高压侧驱动器23以及电源24的低电位侧电源端子与连接点Vs连接。向电平移位晶体管25的栅极输入作为向高电位侧驱动电路20的电平移位电路的输入信号的set(置位)信号。向电平移位晶体管26的栅极输入作为向高电位侧驱动电路20的电平移位电路的输入信号的reset(复位)信号。set信号是指示高电位侧开关元件11的导通期间的开始(关断期间的结束)定时的信号，reset信号是指示低电位侧开关元件12的关断期间的开始(导通期间的结束)定时的信号。set信号以及reset信号是不会同时导通的脉冲输入信号。作为电平移位晶体管25以及26，能够使用N沟道型半导体开关元件。锁存误动作保护电路21输入电平移位输出信号setdrn(以下设为setdrn信号)以及resdrn(以下设为resdrn信号)。在有连接点Vs的电位变化时，产生电平移位晶体管25以及26的源极·漏极之间的寄生电容Cds1以及Cds2等所引起的被称为dv/dt噪声的误信号，但此时setdrn信号以及resdrn信号都成为H电平或者L电平，针对锁存电路22的置位指令和复位指令都成为有效。锁存误动作保护电路21是在该情况下使输出成为高阻抗等，而不将setdrn信号以及resdrn信号直接传送到锁存电路22的电路。锁存误动作保护电路21是在未产生dv/dt噪声的状态下使setdrn信号以及resdrn信号直接通过而输出，在产生了dv/dt噪声的状态下输出根据setdrn信号以及resdrn信号加工而成的信号(例如将输出信号设为1个，如果setdrn信号以及resdrn信号是使锁存电路22置位的信号则成为H电平，如果是使锁存电路22复位的信号则成为L电平，如果是使锁存电路22不变化的信号则使输出成为高阻抗等)或者阻止setdrn信号以及resdrn的通过等的电路。锁存电路22输入来自锁存误动作保护电路21的信号，存储并输出根据该输入是L还是H而被置位或者复位的值。在锁存电路22中，如果输入成为高阻抗，则保持/输出在输入刚要成为高阻抗之前所存储的值。高压侧驱动器23的输出端子与高电位侧开关元件11的栅极端子连接。高压侧驱动器23的输出端子根据锁存电路22的输出，输出信号HO，并对高电位侧开关元件11进行导通关断控制。二极管D1以及D2的阳极与连接点Vs连接。二极管D1的阴极与连接点Vsetb连接。二极管D2的阴极与连接点Vrstb连接。二极管D1以及D2是用于以使电压Vsetb以及Vrstb不成为电位Vs以下的方式进行钳位，并以不向锁存误动作保护电路21输入过电压的方式进行保护的器件。低电位侧驱动电路30包括对低电位侧开关元件12进行导通关断控制的低压侧驱动器31、和对低压侧驱动器31供给电源的电源32。低压侧驱动器31对指示低电位侧开关元件12的导通关断的信号S进行放大而输出到低电位侧开关元件12的栅极端子。由此，低电位侧驱动电路30在被输入到低压侧驱动器31的信号S是H(High：高)电平时使低电位侧开关元件12导通，在信号S是L(Low：低)电平时使低电位侧开关元件12关断。图2是专利文献2记载的以往的电平移位电路。图2所示的电平移位电路相对图1所示的电平移位电路，主要不同之处在于处于高压侧的误动作防止电路以及锁存电路的结构。专利文献1：日本专利第3429937号公报专利文献2：日本特开2011-044770号公报
技术实现思路
在电平移位电路中，伴随半桥电路的开关动作，作为高压侧电路的基准电位的连接点Vs的电位Vs从低电位向高电位或者从高电位向低电位急速变动，从而发生高压侧电路内的一部分(或者全部)的电压相对基准电压Vs而变动这样的所谓dV/dt噪声的现象。在电平移位电路中，由于该dV/dt噪声的影响，存在高压侧电路的输出产生误动作(逻辑反转)的可能性。作为在发生了dV/dt噪声时易于产生误动作的主要原因，特别可以举出构成电路的器件的元件偏差。即，如果有元件偏差，则setdrn信号以及resdrn信号中的dV/dt噪声的形式不同，所以在产生锁存误动作保护电路21的dV/dt噪声时，setdrn信号、resdrn信号都成为H电平或者L电平这样的前提崩溃。如果dV/dt噪声所致的setdrn信号和resdrn信号的产生定时的差大到某种程度，则发生根据在之后输出的误输出信号而决定锁存电路22的状态这样的误动作。如果发生dV/dt噪声所致的误动作，则导致半桥电路的短路所致的破坏，所以要求针对dV/dt噪声的误动作耐受性。在图1以及图2所示的电路中，如上所述，为了防止dV/dt噪声所引起的误动作，在锁存电路22的前级设置进行滤波动作的锁存误动作保护电路21。此处，dV/dt噪声除了起因于与电平移位晶体管25以及26的导通关断相伴的噪声以外，还起因于雷电涌、其他设备的噪声等外来噪声。在图1以及图2所示的以往的电平移位电路中，在dV/dt噪声仅起因于上述导通关断的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电平移位电路，从一次侧的电位系统向与所述一次侧的电位系统不同的二次侧的电位系统传递信号，其特征在于，具备：第1串联电路，包括串联地连接的第1电阻和第1开关元件，并且向所述第1开关元件输入对所述第1开关元件进行导通关断控制的第1输入信号，将所述第1电阻和所述第1开关元件的连接点设为输出端子；第2串联电路，包括串联地连接的第2电阻和第2开关元件，并且向所述第2开关元件输入对所述第2开关元件进行导通关断控制的第2输入信号，将所述第2电阻和所述第2开关元件的连接点设为输出端子，所述第1输入信号和所述第2输入信号不会同时导通；锁存电路，其状态根据所述第1串联电路的输出端子的输出以及所述第2串联电路的输出端子的输出的变化而变化；和第1电容器，连接于所述第1串联电路的输出端子与所述第2串联电路的输出端子之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.01 JP 2014-2032931.一种电平移位电路，从一次侧的电位系统向与所述一次侧的电位系统不同的二次侧的电位系统传递信号，其特征在于，具备：第1串联电路，包括串联地连接的第1电阻和第1开关元件，并且向所述第1开关元件输入对所述第1开关元件进行导通关断控制的第1输入信号，将所述第1电阻和所述第1开关元件的连接点设为输出端子；第2串联电路，包括串联地连接的第2电阻和第2开关元件，并且向所述第2开关元件输入对所述第2开关元件进行导通关断控制的第2输入信号，将所述第2电阻和所述第2开关元件的连接点设为输出端子，所述第1输入信号和所述第2输入信号不会同时导通；锁存电路，其状态根据所述第1串联电路的输出端子的输出以及所述第2串联电路的输出端子的输出的变化而变化；和第1电容器，连接于所述第1串联电路的输出端子与所述第2串联电路的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤羽正志，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP