开关驱动装置以及开关驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够以简单而且紧凑的结构防止自开通现象的开关驱动装置以及开关驱动方法。开关驱动装置(1)具备：第一信号输出部(30)，从第一输出端子(34)输出脉冲状的第一驱动信号(P1)；第二信号输出部(40)，根据被输入的第一驱动信号(P1)，从第二输出端子(44)将脉冲状的第二驱动信号(P2)输出至开关元件(200)的控制端子(202)；负电源生成部(50)，生成相对于接地电压(V0)的负电压(‑Vn)并由负电压(‑Vn)将第二驱动信号(P2)的低电平向负侧偏压；负电源生成部(50)具备：第一电容器(51)，根据第一驱动信号(P1)存储电荷；第二电容器(52)，由来自第一电容器(51)的电荷的移动而在自身的端子之间生成负电压(‑Vn)。

Switch driving device and switch driving method

The invention provides a switch driving device capable of preventing self opening from a simple and compact structure and a switch driving method. Switch drive device (1) includes a first signal output part (30), from the first output terminal (34) the first driving signal output pulse shape (P1); the second signal output part (40), according to a first driving signal is input (P1), from the second output terminal (44) pulse shape the second drive signal (P2) output to the switching element (200) of the control terminal (202); the negative power generating part (50), generated with respect to ground voltage (V0) negative voltage (Vn) and the negative voltage (Vn) second drive signal (P2) of the low level to the negative side negative bias; power generation unit (50) includes a first capacitor (51), according to a first driving signal (P1) charge storage capacitor (52; second), from the first capacitor (51) mobile charge generated negative voltage between the terminals (Vn).

【技术实现步骤摘要】
开关驱动装置以及开关驱动方法
本专利技术涉及例如在DC/DC变换器等电源装置中驱动开关元件的开关驱动装置以及开关驱动方法。
技术介绍
一直以来，例如作为DC/DC变换器等电源装置，由开关驱动装置(驱动电路)驱动MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor(金属氧化物半导体场效应晶体管))或IGBT(InsuratedGateBipolarTransistor(绝缘栅双极型晶体管))等开关元件(半导体开关)，由此转换电力的开关电源装置被广泛使用。在这样的开关电源装置中，在如高速驱动开关元件那样的情况下，会有关断(OFF)状态的开关元件变成误导通(ON)状态的自开通(selfturnon)现象成为问题的情况。所谓该自开通现象，是指通过伴随于开关元件的高速驱动等，关断状态下的漏源极(drain-source)间的电压急剧上升，从而电荷经由漏源极间的反馈电容而被注入到栅源极(gate-source)间电容(即，栅源极间电容被充电)并且栅极电压上升至阈值电压以上，成为导通状态的现象。在发生自开通现象的情况下，不仅电力转换效率降低，而且根据情况会发生开关元件的破损或起火等。作为这样的自开通现象的防止对策，众所周知有将负电压施加于关断状态的开关元件的栅极并将栅极电压向负侧偏压的方法(例如参照专利文献1或者2)。通过将栅极电压向负侧偏压从而在经由反馈电容被注入的电荷量大的情况下也能够将栅极电压保持为小于阈值电压，所以能够有效地防止自开通现象。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4945218号公报专利文献2：日本专利第4916964号公报然而，在上述专利文献1所记载的开关驱动装置中，因为在施加于开关元件的栅极的负电压的生成中使用变压器，所以会有装置整体大型化并且成本增大等的问题。另外，在上述专利文献2所记载的开关驱动装置中，因为另外需要用于控制负电压生成用电容器104的充放电(电荷的存储以及放出)的开关元件(p通道型MOSFET107、n通道型MOSFET108以及n通道型MOSFET109)，所以会有电路结构复杂化并且成本增大等的问题。再有，在上述专利文献2的开关驱动装置中，因为由自举电路(bootstrapcircuit)(启动(boot)用二极管113以及启动电容器(bootcapacitor)127)来生成高侧(high-side)MOSFET102的驱动电压，所以将与低侧(low-side)相同的负电压生成电路设置于高侧是困难的，为了防止高侧MOSFET102中的自开通现象，有必要另外设置由变压器等构成的绝缘类型的负电源。另外，替代现有的Si而使用了SiC或GaN等半导体的最新一代的开关元件近年来不断普及，这些元件能够高速驱动，并且阈值电压以及输入输出电容低，所以发生自开通现象的可能性变高。因此，为了有效地使用这些最新一代的开关元件，也希望一种能够以简单而且紧凑的结构防止自开通现象的开关驱动装置。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述实际情况，其目的在于，试图提供一种能够以简单而且紧凑的结构防止自开通现象的开关驱动装置以及开关驱动方法。(1)本专利技术是一种开关驱动装置，其特征在于，具备：第一信号输出部，从第一输出端子输出脉冲状的第一驱动信号；第二信号输出部，根据被输入的所述第一驱动信号，从第二输出端子将脉冲状的第二驱动信号输出至开关元件的控制端子；负电源生成部，生成相对于接地电压的负电压，并由所述负电压将所述第二驱动信号的低电平向负侧偏压；所述负电源生成部具备：第一电容器，根据所述第一驱动信号存储电荷；第二电容器，由来自所述第一电容器的电荷的移动而在自身的端子之间生成所述负电压。(2)本专利技术是上述(1)所述的开关驱动装置，其特征在于，所述第一信号输出部具备电流流入端子被连接于所述第一输出端子的第一晶体管，所述第一电容器的一端经由所述第一输出端子而被连接于所述第一晶体管的电流流入端子，所述第二电容器的一端被连接于所述第一晶体管的电流流出端子。(3)本专利技术是上述(2)所述的开关驱动装置，其特征在于，所述负电源生成部具备第一二极管以及第二二极管，所述第一二极管中，阳极被连接于所述第一电容器的另一端并且阴极被连接于地线，所述第二二极管中，阳极被连接于所述第二电容器的另一端并且阴极被连接于所述第一电容器的另一端，所述第二电容器和所述第一晶体管的中点被连接于所述地线。(4)本专利技术是上述(3)所述的开关驱动装置，其特征在于，所述第二信号输出部具备电流流入端子被连接于所述第二输出端子的第二晶体管，所述第二电容器和所述第二二极管的中点被连接于所述第二晶体管的电流流出端子。(5)本专利技术是上述(2)～(4)中的任意一项所述的开关驱动装置，其特征在于，所述负电源生成部具备被设置于所述第一电容器与所述第二电容器之间的限制电阻。(6)本专利技术是一种开关驱动方法，其特征在于，在具备从第一输出端子输出脉冲状的第一驱动信号的第一信号输出部、根据被输入的所述第一驱动信号而从第二输出端子将脉冲状的第二驱动信号输出至开关元件的控制端子的第二信号输出部的开关驱动装置中，根据所述第一驱动信号将电荷存储于第一电容器，使电荷从所述第一电容器向第二电容器移动，从而在所述第二电容器的端子之间生成相对于接地电压的负电压，由所述负电压将所述第二驱动信号的低电平向负侧偏压。根据本专利技术所涉及的开关驱动装置以及开关驱动方法，能够取得能够以简单而且紧凑的结构防止自开通现象这样的优异的效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的开关驱动装置的结构的电路图。图2是表示开关驱动装置的动作中的电流的流动的电路图。图3是表示开关驱动装置的动作中的电流的流动的电路图。图4是表示开关驱动装置的动作中的电流的流动的电路图。图5是表示开关驱动装置的动作中的电流的流动的电路图。图6是表示开关驱动装置的其他方式的例子的电路图。图7是表示开关驱动装置的其他方式的例子的电路图。图8是表示开关驱动装置的其他方式的例子的电路图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。还有，在各图中，为了容易理解，会有省略图示或者简化图示的部分。图1是表示本实施方式所涉及的开关驱动装置1的结构的电路图。本实施方式的开关驱动装置1是被设置于各种变换器(converter)或变压器(inverter)等开关电源装置，并且由从负极侧被连接于地线GND的直流电源100输入的输入电压Vcc来驱动由MOSFET构成的开关元件200(切换导通/关断)的装置。如图1所示，开关驱动装置1具备输入电容器10、脉冲生成部20、第一信号输出部30、第二信号输出部40、以及负电源生成部50。输入电容器10是与直流电源100相并联连接并且使输入电压Vcc稳定化的电容器。脉冲生成部20是根据来自外部的控制装置等(图示省略)的指令从输入电压Vcc生成脉冲状的基准信号P0并输出至第一信号输出部30的脉冲生成部。还有，在本实施方式中，由通过脉冲宽度调制(PWM：PulseWidthModulation)方式生成基准信号P0的PWM发生器构成脉冲生成部20，但例如也可以通过脉冲周期调制(PFM：PulseFrequencyModulation)方式等其他方式生成基准信号P0。第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关驱动装置，其特征在于：具备：第一信号输出部，从第一输出端子输出脉冲状的第一驱动信号；第二信号输出部，根据被输入的所述第一驱动信号，从第二输出端子将脉冲状的第二驱动信号输出至开关元件的控制端子；以及负电源生成部，生成相对于接地电压的负电压，并由所述负电压将所述第二驱动信号的低电平向负侧偏压，所述负电源生成部具备：第一电容器，根据所述第一驱动信号存储电荷；以及第二电容器，由来自所述第一电容器的电荷的移动而在自身的端子之间生成所述负电压。

【技术特征摘要】
2015.10.15 JP 2015-2038271.一种开关驱动装置，其特征在于：具备：第一信号输出部，从第一输出端子输出脉冲状的第一驱动信号；第二信号输出部，根据被输入的所述第一驱动信号，从第二输出端子将脉冲状的第二驱动信号输出至开关元件的控制端子；以及负电源生成部，生成相对于接地电压的负电压，并由所述负电压将所述第二驱动信号的低电平向负侧偏压，所述负电源生成部具备：第一电容器，根据所述第一驱动信号存储电荷；以及第二电容器，由来自所述第一电容器的电荷的移动而在自身的端子之间生成所述负电压。2.如权利要求1所述的开关驱动装置，其特征在于：所述第一信号输出部具备电流流入端子被连接于所述第一输出端子的第一晶体管，所述第一电容器的一端经由所述第一输出端子而被连接于所述第一晶体管的电流流入端子，所述第二电容器的一端被连接于所述第一晶体管的电流流出端子。3.如权利要求2所述的开关驱动装置，其特征在于：所述负电源生成部具备第一二极管以及第二二极管，所述第一二极管中，阳极被连接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩谷一生，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP