本发明专利技术的课题是得到能够一边由高侧驱动电路进行负偏压驱动，一边利用自举电容器对高侧驱动电路提供驱动电压的半导体装置。解决的手段是，基准电压电路（3）生成高侧驱动电路（1）的高压端子（VB）的电压与低压端子（VE）的电压之间的基准电压，提供给高侧开关元件（Q1）与低侧开关元件（Q2）的连接点。充电用开关元件（Q3）的漏极连接于高侧驱动电路（1）的低压端子（VE），源极接地。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能够一边由高侧驱动电路进行负偏压驱动，一边利用自举电容器(bootstrap capacitor)对高侧驱动电路提供驱动电压的半导体装置。
技术介绍
在半桥式电路中，驱动高侧开关元件的高侧驱动电路需要比主电源更高的驱动电压。又，高侧驱动电路的基准电位(低压端子的电位)随着低侧开关元件的驱动在半桥式电路的高压侧电位与低压侧电位之间变动。为此，作为高侧驱动电路的驱动电压源，有必要采用相对于低压侧电位浮动的浮动电源。因此已知对连接于高侧驱动电路的高压端子与低压端子之间的自举电容器利用低侧驱动电源进行充电，得到高侧驱动电路的驱动电压(参照例如专利文献I)。使用自举电路的半导体装置中，高侧驱动电路的低压端子连接于高侧开关元件与低侧开关元件的连接点上。从而，当低侧开关元件导通并且高侧驱动电路的低压端子为接地(GND)电位时，自举电容器被充电。又，已知有高侧驱动电路进行负偏压驱动的半导体装置。这种半导体装置具备生成高侧驱动电路的高压端子的电压与低压端子的电压之间的基准电压并提供给高侧开关元件的源极的基准电压电路。借助于此，高侧驱动电路能够在断开时对高侧开关元件的栅极提供相对于源极为负的电压。专利文献1:日本特开平11 - 205112号公报。
技术实现思路
高侧驱动电路进行负偏压驱动的半导体装置中，高侧驱动电路的低压端子不连接在高侧开关元件与低侧开关元件的连接点上，不存在经由低侧开关元件对自举电容器充电的路径。从而，即使低侧开关元件接通，高侧驱动电路的低压端子也不处于接地(GND)电位，自举电容器不被充电。因此存在不能够利用自举电容器对高侧驱动电路提供驱动电压的问题。本专利技术是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，得到能够一边由高侧驱动电路进行负偏压驱动，一边利用自举电容器对高侧驱动电路提供驱动电压的半导体装置。本专利技术的半导体装置具备高侧开关元件及低侧开关元件，在高压侧电位与低压侧电位之间从高压侧开始依序进行图腾柱连接(totem-pole-connected,也可称为推拉连接)；高侧驱动电路，具有连接浮动电源的高压端子与低压端子并且将所述高压端子的电压与所述低压端子的电压之一提供给所述高侧开关元件并对所述高侧开关元件进行驱动；低侧驱动电路，驱动所述低侧开关元件；基准电压电路，生成所述高侧驱动电路的所述高压端子的电压与所述低压端子的电压之间的基准电压并提供给所述高侧开关元件与所述低侧开关元件的连接点；以及充电用开关元件，具有控制端子、与所述高侧驱动电路的所述低压端子连接的第I端子及接地的第2端子。借助于本专利技术，能够一边由高侧驱动电路进行负偏压驱动，一边利用自举电容器对高侧驱动电路提供驱动电压。附图说明图1是表示本专利技术实施方式I的半导体装置的图。图2是表示本专利技术实施方式I的半导体装置的动作的时序图。图3是表示比较例I的半导体装置的图。图4是表示比较例2的半导体装置的图。图5是表示本专利技术实施方式2的半导体装置的图。图6是表示本专利技术实施方式3的半导体装置的图。图7是表示本专利技术实施方式4的半导体装置的图。图8是表示本专利技术实施方式5的半导体装置的图。符号说明 I高侧驱动电路 2低侧驱动电路 3基准电压电路 5延迟电路 Cl自举电容器 Dl自举二极管 D2防逆流用二极管 Ql高侧开关元件 Q2低侧开关元件 Q3充电用开关元件具体实施例方式下面参照附图对本专利技术的实施方式的半导体装置进行说明。对相同或对应的结构要素标以相同的符号，有时候省略重复说明。实施方式I 图1是表示本专利技术实施方式I的半导体装置的图。这种装置是具有在高压侧电位与低压侧电位之间从高压侧开始依序进行图腾柱连接的高侧开关元件Ql及低侧开关元件Q2的半桥式电路。高侧驱动电路I根据从HIN端子输入的控制信号，将高压端子VB的电压与低压端子VE的电压之一通过输出端子HO提供给高侧开关元件Ql的栅极，对高侧开关元件Ql进行驱动。低侧驱动电路2根据从LIN端子输入的控制信号，通过输出端子LO将高压端子VCC的电压与低压端子GND的电压之一提供给低侧开关元件Q2的栅极，对低侧开关元件Q2进行驱动。基准电压电路3生成高侧驱动电路I的高压端子VB的电压与低压端子VE的电压之间的基准电压，通过输出端子VS提供给高侧开关元件Ql与低侧开关元件Q2的连接点。基准电压电路4生成低侧驱动电路2的高压端子VCC的电压与低压端子GND的电压之间的基准电压，通过输出端子N提供给低侧开关元件Q2的源极。高侧驱动电路I的基准电位(低压端子VE的电位)伴随低侧开关元件Q2的驱动在半桥式电路的高压侧电位与低压侧电位之间变动。因此，作为高侧驱动电路I的驱动电压源，有必要采用相对于低压侧电位浮动的浮动电源。因此采用自举电容器Cl。自举电容器Cl的一端连接于高侧驱动电路I的高压端子VB，另一端连接于高侧驱动电路I的低压端子VE0自举二极管Dl的阳极通过电阻Rl连接于低侧驱动电源，阴极连接于自举电容器Cl的一端。自举二极管Dl将从低侧驱动电源来的电流提供给自举电容器Cl的一端。充电用开关元件Q3的漏极连接于自举电容器Cl的另一端，源极接地。从外部向充电用开关元件Q3的栅极VG输入栅极电压。图2是表示本专利技术实施方式I的半导体装置的动作的时序图。当高侧开关元件Ql断开、低侧开关元件Q2导通时，稍晚充电用开关元件Q3即导通。由此，VE端子处于GND电位，自举二极管Dl被正向偏置，因此自举电容器Cl被充电。另一方面，当高侧开关元件Ql导通、低侧开关元件Q2断开时，充电用开关元件Q3断开。由此VE端子处于高电位，自举二极管Dl被反向偏置，因此自举电容器Cl被放电。接着，将本实施方式的效果与比较例1、2进行比较并加以说明。图3是表示比较例I的半导体装置的图。该装置是采用自举电路的一般的半导体装置，不进行负偏压驱动。高侧驱动电路I的低压端子VS连接于高侧开关元件Ql与低侧开关元件Q2的连接点。从而，当低侧开关元件Q2导通、高侧驱动电路I的低压端子VS为GND电位时，自举电容器Cl被充电。图4是表示比较例2的半导体装置的图。该装置采用自举电路并且进行负偏压驱动。但是，不存在本实施方式的充电用开关元件Q3。高侧驱动电路I的低压端子VE不连接于高侧开关元件Ql与低侧开关元件Q2的连接点，不存在经由低侧开关元件Q2对自举电容器Cl充电的路径。从而，即使低侧开关元件Q2导通，高侧驱动电路I的低压端子VE也不处于GND电位，自举电容器Cl不被充电。因此，不能够利用自举电容器Cl对高侧驱动电路I提供驱动电压。 在本实施方式中，在自举电容器Cl的另一端与接地点之间设置充电用开关元件Q3。该充电用开关元件Q3导通、端子VE的电位为GND时，通过二极管Dl与充电用开关元件Q3自举电容器Cl被充电。由此，能够在高侧驱动电路I进行负偏压驱动的同时，利用自举电容器Cl对高侧驱动电路I提供驱动电压。又，最好是对从外部输入的充电用开关元件Q3的栅极电压进行控制，使充电用开关元件Q3的导通比低侧开关元件Q2的导通要迟。由此，可以使充电用开关元件Q3在低电压状态下进行开关，因此能够提高可靠性。实施方式2 图5是表示本专利技术实施方式2的半导体装置的图。充电用开关元件Q3的控制端子连接于低侧驱动电路2的输出端子。其他结构与实施方式I一样。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：高侧开关元件及低侧开关元件，在高压侧电位与低压侧电位之间从高压侧开始依序进行图腾柱连接；高侧驱动电路，具有连接浮动电源的高压端子与低压端子，将所述高压端子的电压与所述低压端子的电压之一提供给所述高侧开关元件，对所述高侧开关元件进行驱动；低侧驱动电路，驱动所述低侧开关元件；基准电压电路，生成所述高侧驱动电路的所述高压端子的电压与所述低压端子的电压之间的基准电压，提供给所述高侧开关元件与所述低侧开关元件的连接点；以及充电用开关元件，具有控制端子、与所述高侧驱动电路的所述低压端子连接的第1端子、以及接地的第2端子。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁小广，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。