负载驱动电路制造技术

本发明专利技术提供能够不使MOSFET的开关特性劣化而抑制在电荷泵电路中的消耗电流的负载驱动电路。负载驱动电路具备：生成时钟的振荡电路(150)、根据时钟的输入而进行动作的电荷泵电路(100)、以及根据电荷泵电路(100)的输出电压值来控制电荷泵电路(100)的升压能力的升压能力控制电路(160)。

Load drive circuit

【技术实现步骤摘要】
负载驱动电路
本专利技术涉及一种负载驱动电路。
技术介绍
以往，在汽车上大多搭载有对马达等负载进行开关控制的负载驱动电路。作为这样的负载驱动电路，大多使用配置在负载的高侧而驱动负载的类型。图6是示出以往的高侧IPS的电路构成的图。高侧IPS(IntelligentPowerSwitch：智能功率开关)1300是将输出级的功率MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)与控制/保护电路集成于同一芯片上而成。在图6所示的电路构成中，基于输入到输入端子(IN)的信号，使输出级MOSFET1111导通、关断，并使连接于输出端子(OUT)的马达和/或螺线管等负载(未图示)动作。VCC是提供电源电压的端子，ST是负载状态输出端子。图6所示的电路构成具备检测负载开路的负载开路检测电路、检测过电流的过电流检测电路和检测过热的过热检测电路等保护功能，能够在电气系统发生异常时进行自我保护。进一步地，由于具备负载状态输出端子，所以能够在电气系统的异常时瞬间实施保护，且能够将处于异常的情况传输到微型计算机(CPU)而反映到用于提高系统的冗余性的控制中。此外，为了使输出级MOSFET1111完全处于导通状态，而内置有电平转换电路(电平转换驱动器1200)。图7是示出在以往的高侧IPS电路中的电平转换电路的动作的图。在图7中，out是高侧IPS1300的输出端子。在图7中作为负载而连接有电阻。向输出级MOSFET1111的漏极施加电源电压Vcc。在输出级MOSFET1111中，通过将输出端子out的电压Vout设为与电源电压Vcc相同的电压值，从而成为损耗小的稳定的动作。因此，在高侧IPS1300中，使输出级MOSFET1111完全(full)处于导通状态。对此，需要相对于输出级MOSFET1111的源极(out)，在栅极(gs)上施加阈值(Vth)以上的电压。因此，在这样的电路构成中，在电平转换电路1200内搭载有电荷泵电路(CP电路)，利用升压为Vcc以上的电压(例如，Vcc+10V)来驱动输出级MOSFET1111。图8是示出以往的电平转换电路的构成的图。电平转换电路1200具备电荷泵电路1100和振荡电路1150，电荷泵电路1100利用来自振荡电路1150的时钟信号而将输入电压升压并输出。图9是示出在以往的电平转换电路中的振荡电路的输出波形的图。振荡电路1150输出电压周期性地取高状态(H)和低状态(L)的时钟信号。在电荷泵电路1100中，根据来自振荡电路1150的时钟信号，反相器1120、1121被交替地导通、关断。根据时钟信号的H，二极管1140、1141进行导通，电压Vcc被电容器1130、1131保持。此外，根据时钟信号的L，二极管1142、1143进行导通，将被电容器1130、1131保持的电压输出。图10是示出以往的电荷泵电路的输出波形的图。通过切换时钟信号的L、H，从而如图10所示地将GS电压分级地升压。此外，在电荷泵电路1100中组装有保护输出级MOSFET1111的栅极的器件(未图示)，电荷泵电路1100的输出电压如果达到某一定值则饱和。此外，高侧IPS1300的电荷泵电路1100为了使高侧IPS1300高速导通，而内置有具有例如1MHz以上的周期的振荡电路1150，并高速地实施升压。此外，已知有如下技术：为了电荷泵电路的省电化，通过根据触发器FF的输出来控制电荷泵电路的动作，从而有效地开启、关闭电荷泵电路的动作，而实现节能化，其中，所述触发器FF根据A点电压成为H而被置位，并通过B点电压成为L而被复位(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-57973号公报
技术实现思路
技术问题如果驱动电荷泵电路1100，则如图8所示地在反相器1120、1121流通的贯穿电流和对电容器1130、1131进行充/放电的电流会大量流通。因此，在近年来的以节能为背景的情况下，变得无法无视在该电荷泵电路1100中的消耗电流。为了电荷泵电路1100的省电化，在上述专利文献1中提出了在被充分升压的情况下，使电荷泵动作停止的电路。因此，在专利文献1中混杂有输出电压高的状态和输出电压低的状态。因此，如果将专利文献1的电路构成直接应用于高侧IPS，则在图6的输出级MOSFET1111的栅极电压(电荷泵电路1100的输出)高时，关断时间变长，此外，在栅极电压(电荷泵电路1100的输出)低时，关断时间变短，成为开关特性有较大偏差的原因。因此，无法将专利文献1的电路构成使用于高侧IPS。本专利技术为了消除上述现有技术的问题点，其目的在于提供一种负载驱动电路，该负载驱动电路能够不使MOSFET的开关特性劣化而抑制在电荷泵电路中的消耗电流。技术方案为了解决上述课题，实现本专利技术的目的，本专利技术的负载驱动电路具有如下特征。负载驱动电路具备：振荡电路，生成时钟；电荷泵电路，根据所述时钟的输入而进行动作；以及升压能力控制电路，根据所述电荷泵电路的输出电压值来控制所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，所述升压能力控制电路根据所述输出电压值，通过所述时钟的振荡频率来控制所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，在所述输出电压值为基准值以上的情况下，所述升压能力控制电路通过使所述时钟的振荡频率降低来降低所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，在所述输出电压值比基准值低的情况下，所述升压能力控制电路通过使所述时钟的振荡频率增大来提高所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，所述振荡电路具有连接成环形的奇数个反相器和连接于所述奇数个反相器中的至少一个反相器的输出端的至少一个电容器，在所述输出电压值为基准值以上的情况下，所述升压能力控制电路通过增大所述振荡电路的所述电容器的电容来使所述振荡电路所生成的所述时钟的振荡频率降低。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，所述振荡电路具有连接成环形的奇数个反相器和连接于所述奇数个反相器中的至少一个反相器的输出端的至少一个电容器，在所述输出电压值比基准值低的情况下，所述升压能力控制电路通过减小所述振荡电路的所述电容器的电容来使所述振荡电路所生成的所述时钟的振荡频率增大。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，所述升压能力控制电路根据所述输出电压值，通过所述电荷泵电路的电荷泵的级数来控制所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，在所述输出电压值为基准值以上的情况下，所述升压能力控制电路通过使所述电荷泵电路的电荷泵的级数减少来降低所述电荷泵电路的升压能力。此外，本专利技术的负载驱动电路的特征在于，在上述专利技术中，在所述输出电压值比基准值低的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载驱动电路，其特征在于，具备：/n振荡电路，生成时钟；/n电荷泵电路，根据所述时钟的输入而进行动作；以及/n升压能力控制电路，根据所述电荷泵电路的输出电压值来控制所述电荷泵电路的升压能力。/n

【技术特征摘要】
20181018 JP 2018-1966941.一种负载驱动电路，其特征在于，具备：
振荡电路，生成时钟；
电荷泵电路，根据所述时钟的输入而进行动作；以及
升压能力控制电路，根据所述电荷泵电路的输出电压值来控制所述电荷泵电路的升压能力。


2.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，
所述升压能力控制电路根据所述输出电压值，通过所述时钟的振荡频率来控制所述电荷泵电路的升压能力。


3.根据权利要求2所述的负载驱动电路，其特征在于，
在所述输出电压值为基准值以上的情况下，所述升压能力控制电路通过使所述时钟的振荡频率降低来降低所述电荷泵电路的升压能力。


4.根据权利要求2或3所述的负载驱动电路，其特征在于，
在所述输出电压值比基准值低的情况下，所述升压能力控制电路通过使所述时钟的振荡频率增大来提高所述电荷泵电路的升压能力。


5.根据权利要求3所述的负载驱动电路，其特征在于，
所述振荡电路具有连接成环形的奇数个反相器和连接于所述奇数个反相器中的至少一个反相器的输出端的至少一个电容器，
在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤津谦二，岩水守生，竹内茂行，
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