驱动电路制造技术

本发明专利技术的驱动电路即使在产生负电压后仍使驱动其功率器件的控制电路正常地进行动作。驱动电路包括：在逻辑输入信号从第1逻辑电平变为第2逻辑电平时生成置位信号的置位侧脉冲生成电路；在所述逻辑输入信号变为所述第1逻辑电平时生成重置信号的重置侧脉冲生成电路；由所述置位信号生成电平移位完成置位信号的置位侧电平移位电路；由所述重置信号生成电平移位完成重置信号的重置侧电平移位电路；基于所述电平移位完成置位信号及所述电平移位完成重置信号来使功率器件导通、截止的控制电路；以及保证在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时使所述功率器件截止并且在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时使所述功率器件导通的状态的保证电路。

【技术实现步骤摘要】
驱动电路
本专利技术涉及对功率器件进行驱动的驱动电路。
技术介绍
如专利文献1及2所示，半桥式电路在电源的高电位端子和低电位端子之间具有串联连接的第1及第2功率开关元件，第1功率开关元件与第2功率开关元件之间的节点与电动机等负载相连接。通过第1功率开关元件导通、截止，第2功率开关元件以与第1功率开关元件互补的方式导通、截止，从而驱动负载。第2功率开关元件被以电源的低电位端子的电位作为基准电位进行动作的低侧控制电路驱动，从而进行导通、截止。第1功率开关元件通过被以第1功率开关元件与第2功率开关元件之间的节点的电位作为基准电位进行动作的高侧控制电路驱动，从而进行导通、截止。在高侧控制电路的前级连接有电平移位电路，电平移位电路的前级与前级电路相连接。高侧控制电路及电平移位电路在高电压下进行动作，前级电路在低电压下进行动作。前级电路基于来自外部的逻辑输入信号，生成脉冲型的置位信号及重置信号，电平移位电路对置位信号和重置信号进行电平移位。高侧控制电路基于完成电平移位的置位信号和重置信号来生成驱动信号，根据该驱动信号使第1功率开关元件导通、截止、现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2016/163142号专利文献2：国际公开第2016/009719号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，若第1及第2功率开关元件的导通、截止切换，则第1功率开关元件和第2功率开关元件之间的节点的电位有时会由于受到负载的互感的影响而低于电源的低电位端子的电位，该节点的电压变为负电压。若产生上述的负电压，则前级电路的动作不稳定，置位信号和重置信号无法从前级电路稳定地输出。在该节点的电压从负电压状态恢复到正常状态时，置位信号及重置信号的电平也可能变得错误，高侧控制电路可能会进行误动作。本专利技术是鉴于上述的现有问题而完成的，其目的是即使在连接至功率器件的节点上产生负电压后，也能使驱动该功率器件的控制电路正常地进行动作。解决技术问题所采用的技术方案用于达到上述目的的主要专利技术是一种驱动电路，包括：置位侧脉冲生成电路，该置位侧脉冲生成电路在从外部输入的逻辑输入信号从第1逻辑电平变为第2逻辑电平时通过内部电源来生成置位信号；重置侧脉冲生成电路，该重置侧脉冲生成电路在所述逻辑输入信号从所述第2逻辑电平变为所述第1逻辑电平时通过所述内部电源来生成重置信号；置位侧电平移位电路，该置位侧电平移位电路通过对所述置位信号进行电平移位，来生成电平移位完成置位信号；重置侧电平移位电路，该重置侧电平移位电路通过对所述重置信号进行电平移位，来生成电平移位完成重置信号；控制电路，该控制电路基于所述电平移位完成置位信号来使功率器件导通，基于所述电平移位完成重置信号来使所述功率器件截止；以及保证电路，该保证电路基于所述逻辑输入信号，保证在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时使所述功率器件截止并且在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时使所述功率器件导通的状态。专利技术效果根据本专利技术的实施方式，能使驱动功率器件的控制电路正常地进行动作。附图说明图1是示出驱动电路、输出电路、负载以及外部电源的图。图2是用时间轴表示高侧的输入信号、低侧的输入信号、置位信号、电平移位完成置位信号、重置信号、电平移位完成重置信号、锁存电路的输出及输出信号的关系的时序图。图3是示出外部电源、以及驱动电路的前级电路的图。图4是用时间轴表示高侧的输入信号与各开关元件的状态的关系的时序图。图5是用时间轴表示高侧的功率开关元件从导通切换成截止后的各节点的电压、输入信号、输出信号、各脉冲生成电路的输出信号的关系的时序图。图6是用时间轴表示高侧的功率开关元件从截止切换成导通后的各节点的电压、输入信号、输出信号、各脉冲生成电路的输出信号的关系的时序图。具体实施方式根据本说明书及附图的记载，至少阐明以下的事项。本实施方式下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。其中，下面阐述的实施方式中，为了实施本专利技术而附加了各种在技术上优选的限定，因此本专利技术的范围并不限于以下的实施方式及附图示例。1.驱动电路及输出电路的概要图1是示出驱动电路1、输出电路5、负载9以及外部电源4的图。图2是表示输入信号HIN、输入信号LIN、置位信号set、电平移位完成置位信号setdrn、重置信号res、电平移位完成重置信号resdrn、锁存电路222的输出及输出信号HO的关系的时序图。外部电源4生成一定的直流电压，并将该直流电压提供给驱动电路1。外部电源4与大容量的电容器4a相连接。因此，在驱动电路1及输出电路5等产生的噪声被电容器4a去除，外部电源4不会受到该噪声的影响。因而，外部电源4的输出电压稳定。通过将高侧的输入信号HIN及低侧的输入信号LIN从微机(未图示)输入至驱动电路1，从而驱动电路1进行动作。输入信号HIN及输入信号LIN是重复切换成第1逻辑电平和第2逻辑电平的逻辑输入信号。这里，第1逻辑电平称为低电平，第2逻辑电平称为高电平。输入信号HIN与输入信号LIN一般具有互补的关系。也就是说，在输入信号HIN为高电平时，输入信号LIN为低电平，在输入信号HIN为低电平时，输入信号LIN为高电平。另外，微机不会受到在驱动电路1及输出电路5等产生的噪声的影响。因此，微机稳定地输出输入信号HIN及输入信号LIN。驱动电路1基于高侧的输入信号HIN及低侧的输入信号LIN来驱动输出电路5时，该输出电路5在将高压直流电源8的电压施加给负载9的电压施加状态、以及将接地电压施加给负载9的接地电压施加状态之间交替地重复切换。输出电路5包含构成半桥的功率开关元件51、52来构成。功率开关元件51、52是N沟道型的功率MOSFET，但也可以是IGBT或双极型晶体管等这样的功率器件。功率开关元件51、52串联连接在高压直流电源8的高电位输出端子与低电位输出端子之间。功率开关元件52与高压直流电源8的低电位输出端子之间的节点N1接地，该节点N1设为基准电位。功率开关元件51与功率开关元件52之间的节点N2与负载9的一端相连接。负载9的另一端接地。节点N2与高侧直流电源6的低电位输出端子相连接。驱动电路1基于高侧的输入信号HIN来使功率开关元件51导通、截止。并且，驱动电路1基于低侧的输入信号LIN，以与功率开关元件51互补的方式，使功率开关元件52导通、截止。功率开关元件51导通且功率开关元件52截止时，节点N2的电位成为高压直流电源8的输出电压，负载9处于电压施加状态。功率开关元件51截止且功率开关元件52导通时，节点N2的电位成为基准电位，负载9处于接地电压施加状态。因而，节点N2的电位能在从基准电位到高压直流电源8的输出电压之间进行变动。这里，负载9从电压施加状态经过死区时间切换成接地电压施加状态，在该死区时间中功率开关元件51、52一同截止，从而能防止高压直流电源8的短路及贯穿电流。同样，负载9从接地电压施加状态经过死本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动电路，其特征在于，包括：/n置位侧脉冲生成电路，该置位侧脉冲生成电路在从外部输入的逻辑输入信号从第1逻辑电平变为第2逻辑电平时通过内部电源来生成置位信号；/n重置侧脉冲生成电路，该重置侧脉冲生成电路在所述逻辑输入信号从所述第2逻辑电平变为所述第1逻辑电平时通过所述内部电源来生成重置信号；/n置位侧电平移位电路，该置位侧电平移位电路通过对所述置位信号进行电平移位，来生成电平移位完成置位信号；/n重置侧电平移位电路，该重置侧电平移位电路通过对所述重置信号进行电平移位，来生成电平移位完成重置信号；/n控制电路，该控制电路基于所述电平移位完成置位信号来使功率器件导通，基于所述电平移位完成重置信号来使所述功率器件截止；以及/n保证电路，该保证电路基于所述逻辑输入信号，来保证在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时使所述功率器件截止并且在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时使所述功率器件导通的状态。/n

【技术特征摘要】
20190311 JP 2019-0437601.一种驱动电路，其特征在于，包括：
置位侧脉冲生成电路，该置位侧脉冲生成电路在从外部输入的逻辑输入信号从第1逻辑电平变为第2逻辑电平时通过内部电源来生成置位信号；
重置侧脉冲生成电路，该重置侧脉冲生成电路在所述逻辑输入信号从所述第2逻辑电平变为所述第1逻辑电平时通过所述内部电源来生成重置信号；
置位侧电平移位电路，该置位侧电平移位电路通过对所述置位信号进行电平移位，来生成电平移位完成置位信号；
重置侧电平移位电路，该重置侧电平移位电路通过对所述重置信号进行电平移位，来生成电平移位完成重置信号；
控制电路，该控制电路基于所述电平移位完成置位信号来使功率器件导通，基于所述电平移位完成重置信号来使所述功率器件截止；以及
保证电路，该保证电路基于所述逻辑输入信号，来保证在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时使所述功率器件截止并且在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时使所述功率器件导通的状态。


2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，
所述保证电路包括：
置位侧保证电路，该置位侧保证电路在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时，通过基准电位对所述置位侧脉冲生成电路的输出电压进行下拉；以及
重置侧保证电路，该重置侧保证电路在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时，通过所述基准电位对所述重置侧脉冲生成电路的输出电压进行下拉。


3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，
所述置位侧保证电路在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时通过外部电源对所述置位侧脉冲生成电路的输出电压进行上拉，
所述重置侧保证电路在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时通过所述外部电源对所述重置侧脉冲生成电路的输出电压进行上拉。


4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，
所述置位侧保证电路包括：
第1开关元件，该第1开关元件与所述外部电源相连接，在所述逻辑输入信号为所述第2逻辑电平时导通并且在所述逻辑输入信号为所述第1逻辑电平时截止；以及
第2开关元件，该第2开关元件在所述基准电位与所述外部电源之间经由置位侧电阻器与所述第1开关元件串联连接，并基于所述逻辑输入信号与所述第1开关元件互补地进行导通、截止，
所述置位侧电阻器和所述第2开关元件之间的节点与所述置位侧脉冲生成电路的输出相连接。


5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，
所述置位侧脉冲生成电路包括：
置位侧边沿检测电路，该置位侧边沿检测电路对所述逻辑输入信号从所述第1逻辑电平变为所述第2逻辑电平的情况进行检测；
第3开关元件，该第3开关元件与所述内部电源相连接，并基于所述置位侧边沿检测电路的输出信号来进行导通、截止；以及
第4开关元件，该第4开关元件在所述基准电位与所述内部电源之间，与所述第3开关元件串联连接，并基于所述置位侧边沿检测电路的输出信号，与所述第3开关元件互补地进行导通、截止，
所述第3开关元件和所述第4开关元件之间的节点与所述置位侧电阻器和所述第2开关元件之间的节点相连接，所述置位侧脉冲生成电路将所述第3开关元件和所述第4开关元件之间的节点的电压作为所述置位信号输出至所述置位侧电平移位电路。


6.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，
所述第3开关元件的导通时的电阻值小于所述第1开关元件的导通时的电阻值和所述置位侧电阻器的电阻值之和。


7.如权利要求5或6所述的驱动电路，其特征在于，
所述置位侧电平移位电路包括：置位侧电平移位开关元件，该置位侧电平移位开关元件连接在高侧电源与所述基准电位之间，并基于所述置位信号来进行导通、截止，
所述置位侧电平移位电路将所述置位侧电平移位开关元件的所述高侧电源一侧的端子的电压作为所述电平移位完成置位信号输出至所述控制电路。


8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，
所述第1开关元件及所述第4开关元件导通且所述第2开关元件及所述第3开关元件截止时的所述置位侧脉冲生成电路的输出电压低于所述置位侧电平移位开关元件的阈值电压。


9.如...

【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