JPH10135805A - プリドライバ回路 - Google Patents
プリドライバ回路Info
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- JPH10135805A JPH10135805A JP8287946A JP28794696A JPH10135805A JP H10135805 A JPH10135805 A JP H10135805A JP 8287946 A JP8287946 A JP 8287946A JP 28794696 A JP28794696 A JP 28794696A JP H10135805 A JPH10135805 A JP H10135805A
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- Japan
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- power supply
- supply voltage
- voltage
- mosfets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Hブリッジ接続によるMOSFETドライブ
回路を駆動するプリドライバ回路において、電源電圧が
高くなった場合にもFETのハイサイド側に加わる電圧
が上昇しないようにすること。 【解決手段】 電源電圧Vccの電圧が基準電圧Vref を
越えるかどうかを判別する電源電圧モニタ回路21を設
ける。電源電圧が基準電圧Vref 以下であれば発振回路
14を動作させ、昇圧回路15により電源電圧Vccを昇
圧させる。昇圧した電圧を用いてハイサイド側のFET
を駆動する。電源電圧が基準電圧Vref を越えていれ
ば、発振を停止させることにより、昇圧動作を停止する
ようにしている。
回路を駆動するプリドライバ回路において、電源電圧が
高くなった場合にもFETのハイサイド側に加わる電圧
が上昇しないようにすること。 【解決手段】 電源電圧Vccの電圧が基準電圧Vref を
越えるかどうかを判別する電源電圧モニタ回路21を設
ける。電源電圧が基準電圧Vref 以下であれば発振回路
14を動作させ、昇圧回路15により電源電圧Vccを昇
圧させる。昇圧した電圧を用いてハイサイド側のFET
を駆動する。電源電圧が基準電圧Vref を越えていれ
ば、発振を停止させることにより、昇圧動作を停止する
ようにしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はパワーMOSFET
によるHブリッジ接続されたドライバ回路を駆動するた
めのプリドライバ回路に関するものである。
によるHブリッジ接続されたドライバ回路を駆動するた
めのプリドライバ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりパワーMOSFETを用いてモ
ータの回転方向を制御するドライブ回路としてHブリッ
ジ接続のドライブ回路が用いられている。図3はこのよ
うな従来のHブリッジ接続されたモータ駆動回路と、こ
のモータドライブ回路に接続されるプリドライバIC回
路を示す回路図である。これらの図においてモータ1に
は第1〜第4の4つのパワーMOSFETであるMA〜
MDがHブリッジ接続されている。第1,第2のパワー
MOSFETMA,MBはハイサイド側のFETであ
り、ドレインが共通接続され、電源Vccに接続されてい
る。パワーMOSFETMA,MBのソースは夫々第
3,第4のパワーMOSFETMC,MDのドレインに
接続され、又モータ1の両端にも接続される。パワーM
OSFETMC,MDのソースは共通に接続され接地さ
れている。これらのパワーMOSFETはプリドライバ
IC2により駆動される。プリドライバIC2はIN−
a〜IN−dの4入力とENABLEの入力端子を有し
ており、これらは夫々入力バッファ4〜8に入力され
る。各入力バッファ4〜8の出力は論理回路9を介して
第1〜第4の出力バッファ10〜13に接続される。出
力バッファのうち10,11はハイサイド側であって、
ブリッジ接続されるパワーMOSFETMA,MBのゲ
ートに接続される。又出力バッファ12,13はローサ
イド側のパワーMOSFETMC,MDのゲートに接続
されている。又プリドライバIC2内には発振回路14
とその発振出力に基づいて電源電圧を2倍に昇圧する昇
圧回路15が設けられている。昇圧回路15は出力バッ
ファ10,11の電源として供給され、夫々入力がハイ
レベルとなったときに2VccをパワーMOSFETM
A,MBのゲート回路に供給するものである。又出力バ
ッファ12,13は電源Vccがそのまま電源として供給
されており、ローサイド側のパワーMOSFETMC,
MDのゲートに入力される。論理回路9はENABLE
入力がLレベルのときに全ての出力を停止すると共に、
モータ1を中心として対称でない2つのFET、例えば
MAとMC又はMBとMDが同時に駆動される際には短
絡状態となるため、これを禁止するものである。こうし
て入力に応じて対称な第1と第4、又は第2と第3のい
ずれか2つのMOSFET、即ちMAとMD又はMBと
MCを駆動することにより、モータ1の回転方向を制御
することができる。
ータの回転方向を制御するドライブ回路としてHブリッ
ジ接続のドライブ回路が用いられている。図3はこのよ
うな従来のHブリッジ接続されたモータ駆動回路と、こ
のモータドライブ回路に接続されるプリドライバIC回
路を示す回路図である。これらの図においてモータ1に
は第1〜第4の4つのパワーMOSFETであるMA〜
MDがHブリッジ接続されている。第1,第2のパワー
MOSFETMA,MBはハイサイド側のFETであ
り、ドレインが共通接続され、電源Vccに接続されてい
る。パワーMOSFETMA,MBのソースは夫々第
3,第4のパワーMOSFETMC,MDのドレインに
接続され、又モータ1の両端にも接続される。パワーM
OSFETMC,MDのソースは共通に接続され接地さ
れている。これらのパワーMOSFETはプリドライバ
IC2により駆動される。プリドライバIC2はIN−
a〜IN−dの4入力とENABLEの入力端子を有し
ており、これらは夫々入力バッファ4〜8に入力され
る。各入力バッファ4〜8の出力は論理回路9を介して
第1〜第4の出力バッファ10〜13に接続される。出
力バッファのうち10,11はハイサイド側であって、
ブリッジ接続されるパワーMOSFETMA,MBのゲ
ートに接続される。又出力バッファ12,13はローサ
イド側のパワーMOSFETMC,MDのゲートに接続
されている。又プリドライバIC2内には発振回路14
とその発振出力に基づいて電源電圧を2倍に昇圧する昇
圧回路15が設けられている。昇圧回路15は出力バッ
ファ10,11の電源として供給され、夫々入力がハイ
レベルとなったときに2VccをパワーMOSFETM
A,MBのゲート回路に供給するものである。又出力バ
ッファ12,13は電源Vccがそのまま電源として供給
されており、ローサイド側のパワーMOSFETMC,
MDのゲートに入力される。論理回路9はENABLE
入力がLレベルのときに全ての出力を停止すると共に、
モータ1を中心として対称でない2つのFET、例えば
MAとMC又はMBとMDが同時に駆動される際には短
絡状態となるため、これを禁止するものである。こうし
て入力に応じて対称な第1と第4、又は第2と第3のい
ずれか2つのMOSFET、即ちMAとMD又はMBと
MCを駆動することにより、モータ1の回転方向を制御
することができる。
【0003】そしてMOSFETMAがオン状態では、
MDのドレイン電圧は0Vに近く、MAのソース電圧は
Vccに近く、モータ1にはVccが加わる。従ってMOS
FETMAのゲートにはそのソース電圧よりも十分高い
電圧、例えば2Vccを入力しなければMAをオンするこ
とができない。これ以下の場合にはゲートにかかる電圧
が小さくなり、効率が低下したりパワーMOSFETの
オン抵抗が大きくなって効率を低下させることがある。
従ってMOSFETのゲートでは、ゲートが破壊されな
い範囲でできるだけ高い電圧をかける必要がある。
MDのドレイン電圧は0Vに近く、MAのソース電圧は
Vccに近く、モータ1にはVccが加わる。従ってMOS
FETMAのゲートにはそのソース電圧よりも十分高い
電圧、例えば2Vccを入力しなければMAをオンするこ
とができない。これ以下の場合にはゲートにかかる電圧
が小さくなり、効率が低下したりパワーMOSFETの
オン抵抗が大きくなって効率を低下させることがある。
従ってMOSFETのゲートでは、ゲートが破壊されな
い範囲でできるだけ高い電圧をかける必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のプリドライバIC回路では、電源電圧をチェッ
クせずそのまま昇圧するようにしている。従って電源電
圧Vccの値がノイズ等の何らかの原因で規定値より高く
なれば、昇圧回路によりそのまま2Vccの電源が得られ
るため、プリドライバICの絶対最大定格を越えたり、
ハイサイド側のパワーMOSFETのゲート耐圧を越え
てしまい、ICやMOSFETが破壊されることがある
という欠点があった。
な従来のプリドライバIC回路では、電源電圧をチェッ
クせずそのまま昇圧するようにしている。従って電源電
圧Vccの値がノイズ等の何らかの原因で規定値より高く
なれば、昇圧回路によりそのまま2Vccの電源が得られ
るため、プリドライバICの絶対最大定格を越えたり、
ハイサイド側のパワーMOSFETのゲート耐圧を越え
てしまい、ICやMOSFETが破壊されることがある
という欠点があった。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、電源電圧が異常に上昇しても
昇圧回路の出力電圧の上昇を未然に所定値以下にとどめ
ることができるようにすることを目的とする。
てなされたものであって、電源電圧が異常に上昇しても
昇圧回路の出力電圧の上昇を未然に所定値以下にとどめ
ることができるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は一端が電源に共
通接続される第1,第2のハイサイド側MOSFET
と、一端が接地側に共通され、他端が前記第1,第2の
MOSFETの他端に夫々共通される第3,第4のロー
サイド側MOSFETを有し、Hブリッジ接続されたM
OSFETによるドライバ回路を駆動するプリドライバ
回路であって、Hブリッジ回路の各片のMOSFETの
ゲートに夫々出力端が接続され、入力に応じて前記Hブ
リッジの互いに対称な前記第1と第4又は第2と第3の
MOSFETを駆動する第1〜第4の出力バッファと、
発振回路と、前記発振回路の出力によって断続的に充電
されるコンデンサを有し、入力電圧を昇圧して前記第
1,第2の出力バッファへ供給する昇圧回路と、電源電
圧をモニタし所定基準電圧を越えるときに前記昇圧回路
の動作を停止させる電源電圧モニタ回路と、を具備する
ことを特徴とするものである。
通接続される第1,第2のハイサイド側MOSFET
と、一端が接地側に共通され、他端が前記第1,第2の
MOSFETの他端に夫々共通される第3,第4のロー
サイド側MOSFETを有し、Hブリッジ接続されたM
OSFETによるドライバ回路を駆動するプリドライバ
回路であって、Hブリッジ回路の各片のMOSFETの
ゲートに夫々出力端が接続され、入力に応じて前記Hブ
リッジの互いに対称な前記第1と第4又は第2と第3の
MOSFETを駆動する第1〜第4の出力バッファと、
発振回路と、前記発振回路の出力によって断続的に充電
されるコンデンサを有し、入力電圧を昇圧して前記第
1,第2の出力バッファへ供給する昇圧回路と、電源電
圧をモニタし所定基準電圧を越えるときに前記昇圧回路
の動作を停止させる電源電圧モニタ回路と、を具備する
ことを特徴とするものである。
【0007】このような特徴を有する本発明によれば、
電源電圧モニタ回路により電源電圧が所定基準電圧を越
えるかどうかを判別する。基準電圧以下であれば発振回
路の出力によってコンデンサを断続することにより入力
電圧を昇圧し、昇圧した電圧をハイサイド側の出力バッ
ファに加え、Hブリッジの互いに対称な第1と第4又は
第2と第3のMOSFETを駆動する。電源電圧が基準
電圧を越えれば電源電圧モニタ回路は発振を停止させる
か、又は昇圧回路の動作を停止させることによって昇圧
された電圧がFETに加わらないようにしている。
電源電圧モニタ回路により電源電圧が所定基準電圧を越
えるかどうかを判別する。基準電圧以下であれば発振回
路の出力によってコンデンサを断続することにより入力
電圧を昇圧し、昇圧した電圧をハイサイド側の出力バッ
ファに加え、Hブリッジの互いに対称な第1と第4又は
第2と第3のMOSFETを駆動する。電源電圧が基準
電圧を越えれば電源電圧モニタ回路は発振を停止させる
か、又は昇圧回路の動作を停止させることによって昇圧
された電圧がFETに加わらないようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態による
プリドライバ回路20の構成を示すブロック図である。
本図において、前述した従来例と同一部分は同一符号を
付して詳細な説明を省略する。この実施の形態において
は電源Vccにその電圧レベルを判別するための電源電圧
モニタ回路21が接続される。電源電圧モニタ回路21
は所定の基準電圧Vref と電源電圧Vccとを比較し、電
源電圧VccがVref を越えている場合に発振回路14の
発振を停止するものである。発振回路14は電源電圧モ
ニタ回路21から発振停止信号が得られないときにのみ
一定周期の発振を行い、昇圧回路15に出力する。昇圧
回路15は倍圧整流回路により電源電圧Vccの2倍の電
圧2Vccをハイサイド側の出力バッファ10,11に出
力するものである。
プリドライバ回路20の構成を示すブロック図である。
本図において、前述した従来例と同一部分は同一符号を
付して詳細な説明を省略する。この実施の形態において
は電源Vccにその電圧レベルを判別するための電源電圧
モニタ回路21が接続される。電源電圧モニタ回路21
は所定の基準電圧Vref と電源電圧Vccとを比較し、電
源電圧VccがVref を越えている場合に発振回路14の
発振を停止するものである。発振回路14は電源電圧モ
ニタ回路21から発振停止信号が得られないときにのみ
一定周期の発振を行い、昇圧回路15に出力する。昇圧
回路15は倍圧整流回路により電源電圧Vccの2倍の電
圧2Vccをハイサイド側の出力バッファ10,11に出
力するものである。
【0009】次に本実施の形態の主要部の回路構成を図
2を用いて更に詳細に説明する。図2はこの実施の形態
のプリドライバICの主要部を示す回路図である。本図
において電源電圧モニタ回路21は電源Vccに抵抗R
1,ツェナダイオードD1,抵抗R2が接続され、抵抗
R2とツェナダイオードD1との間にスイッチング用ト
ランジスタQ1のベースが接続される。この電源電圧モ
ニタ回路21は電源電圧がツェナ電圧により定まる所定
基準電圧Vref をこえるかどうかを判別しており、この
電圧レベルを越える場合にトランジスタQ1が導通状態
となる。発振回路14は図示のように演算増幅器14a
とその増幅出力を反転入力端に帰還するトランジスタQ
2を含んで構成されており、トランジスタQ1がオフの
間は一定の周期で矩形波の発振をし、トランジスタQ1
がオン状態では発振を停止するものである。又昇圧回路
15は発振回路14の出力が入力されるトランジスタQ
3とダイオードD2,D3、コンデンサC2,C3、抵
抗R3を含んで構成される。トランジスタQ3はコレク
タ側にコンデンサC2と抵抗R3が接続され、オン状態
ではダイオードD2を介してコンデンサC2に電源電圧
が充電される。従ってコンデンサC2のダイオードD2
側がVcc、他端が0Vとなる。トランジスタQ3がオフ
状態となれば抵抗R3によりコンデンサC2のコレクタ
側電圧がVccとなり、他端の電圧が2Vccとなる。これ
をダイオードD3を介してコンデンサC3に充電するこ
とにより倍圧整流を行っている。昇圧回路15の出力は
第1,第2の出力バッファ10,11のトランジスタQ
4に与えられる。出力バッファ10は論理回路9の出力
に基づいてトランジスタQ4,Q5のいずれか一方をオ
ン状態とすることにより、スイッチング用のMOSFE
TMAのゲート電圧を0と2Vccとの間で変化させるも
のである。又図示しない出力バッファ11も同様にして
論理回路9からの出力に基づいて電源電圧モニタ回路2
1のトランジスタQ1がオフ状態ではスイッチング用M
OSFETMBのゲート電圧を0と2Vccとの間で変化
させる。他方ローサイド側の第3,第4の出力バッファ
12,13は論理回路9の出力によりFETMC,MD
のゲートを0とVccとの間で変化させるものである。
2を用いて更に詳細に説明する。図2はこの実施の形態
のプリドライバICの主要部を示す回路図である。本図
において電源電圧モニタ回路21は電源Vccに抵抗R
1,ツェナダイオードD1,抵抗R2が接続され、抵抗
R2とツェナダイオードD1との間にスイッチング用ト
ランジスタQ1のベースが接続される。この電源電圧モ
ニタ回路21は電源電圧がツェナ電圧により定まる所定
基準電圧Vref をこえるかどうかを判別しており、この
電圧レベルを越える場合にトランジスタQ1が導通状態
となる。発振回路14は図示のように演算増幅器14a
とその増幅出力を反転入力端に帰還するトランジスタQ
2を含んで構成されており、トランジスタQ1がオフの
間は一定の周期で矩形波の発振をし、トランジスタQ1
がオン状態では発振を停止するものである。又昇圧回路
15は発振回路14の出力が入力されるトランジスタQ
3とダイオードD2,D3、コンデンサC2,C3、抵
抗R3を含んで構成される。トランジスタQ3はコレク
タ側にコンデンサC2と抵抗R3が接続され、オン状態
ではダイオードD2を介してコンデンサC2に電源電圧
が充電される。従ってコンデンサC2のダイオードD2
側がVcc、他端が0Vとなる。トランジスタQ3がオフ
状態となれば抵抗R3によりコンデンサC2のコレクタ
側電圧がVccとなり、他端の電圧が2Vccとなる。これ
をダイオードD3を介してコンデンサC3に充電するこ
とにより倍圧整流を行っている。昇圧回路15の出力は
第1,第2の出力バッファ10,11のトランジスタQ
4に与えられる。出力バッファ10は論理回路9の出力
に基づいてトランジスタQ4,Q5のいずれか一方をオ
ン状態とすることにより、スイッチング用のMOSFE
TMAのゲート電圧を0と2Vccとの間で変化させるも
のである。又図示しない出力バッファ11も同様にして
論理回路9からの出力に基づいて電源電圧モニタ回路2
1のトランジスタQ1がオフ状態ではスイッチング用M
OSFETMBのゲート電圧を0と2Vccとの間で変化
させる。他方ローサイド側の第3,第4の出力バッファ
12,13は論理回路9の出力によりFETMC,MD
のゲートを0とVccとの間で変化させるものである。
【0010】従って電源電圧VccがツェナダイオードD
1で定まる基準電圧Vref 以下のときにはトランジスタ
Q1はオフ状態となって発振回路14が動作し、昇圧回
路15により2Vccの制御電圧が論理回路の出力通りF
ETMA,MBのゲートに加えられる。一方電源電圧が
Vref を越えればトランジスタQ1がオン状態となるた
め発振回路14の発振が停止し、昇圧動作も停止する。
従ってMOSFETが駆動されなくなる。このように電
源電圧をモニタすることによって耐圧以上の高い電圧が
加わる場合には昇圧を停止させるため、ICやFETを
保護することができる。
1で定まる基準電圧Vref 以下のときにはトランジスタ
Q1はオフ状態となって発振回路14が動作し、昇圧回
路15により2Vccの制御電圧が論理回路の出力通りF
ETMA,MBのゲートに加えられる。一方電源電圧が
Vref を越えればトランジスタQ1がオン状態となるた
め発振回路14の発振が停止し、昇圧動作も停止する。
従ってMOSFETが駆動されなくなる。このように電
源電圧をモニタすることによって耐圧以上の高い電圧が
加わる場合には昇圧を停止させるため、ICやFETを
保護することができる。
【0011】尚この実施の形態では電源モニタ回路の出
力によって発振回路14の発振を停止させるようにして
いるが、昇圧回路の動作を停止させるものであれば足り
る。従って電源モニタ回路21の出力を直接昇圧回路1
5に入力し、例えばトランジスタQ3の動作を停止させ
るようにしてもよい。
力によって発振回路14の発振を停止させるようにして
いるが、昇圧回路の動作を停止させるものであれば足り
る。従って電源モニタ回路21の出力を直接昇圧回路1
5に入力し、例えばトランジスタQ3の動作を停止させ
るようにしてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、電源側に電源電圧モニタ回路を設け、所定電圧以上
に電源電圧が上昇する場合に昇圧回路の動作を停止して
いる。従ってMOSFETのゲート入力電圧の定格やI
Cの定格を越えないようにモニタ回路が動作する電圧を
規定しておけば、高価なパワーMOSFETが破壊する
可能性をなくすることができるという効果が得られる。
ば、電源側に電源電圧モニタ回路を設け、所定電圧以上
に電源電圧が上昇する場合に昇圧回路の動作を停止して
いる。従ってMOSFETのゲート入力電圧の定格やI
Cの定格を越えないようにモニタ回路が動作する電圧を
規定しておけば、高価なパワーMOSFETが破壊する
可能性をなくすることができるという効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態によるプリドライバICの
全体構成を示す回路図である。
全体構成を示す回路図である。
【図2】この実施の形態の主要部を示す回路図である。
【図3】従来のプリドライバICの構成を示すブロック
図である。
図である。
1 モータ 2 プリドライバIC 4〜8 入力バッファ 9 論理回路 10〜13 出力バッファ 14 発振回路 15 昇圧回路 21 電源電圧モニタ回路 MA,MB,MC,MD パワーMOSFET
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大渡 恵史 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 一端が電源に共通接続される第1,第2
のハイサイド側MOSFETと、一端が接地側に共通さ
れ、他端が前記第1,第2のMOSFETの他端に夫々
共通される第3,第4のローサイド側MOSFETを有
し、Hブリッジ接続されたMOSFETによるドライバ
回路を駆動するプリドライバ回路であって、 Hブリッジ回路の各片のMOSFETのゲートに夫々出
力端が接続され、入力に応じて前記Hブリッジの互いに
対称な前記第1と第4又は第2と第3のMOSFETを
駆動する第1〜第4の出力バッファと、 発振回路と、 前記発振回路の出力によって断続的に充電されるコンデ
ンサを有し、入力電圧を昇圧して前記第1,第2の出力
バッファへ供給する昇圧回路と、 電源電圧をモニタし所定基準電圧を越えるときに前記昇
圧回路の動作を停止させる電源電圧モニタ回路と、を具
備することを特徴とするプリドライバ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287946A JPH10135805A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | プリドライバ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287946A JPH10135805A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | プリドライバ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135805A true JPH10135805A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17723791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8287946A Pending JPH10135805A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | プリドライバ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304144A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | Fet駆動装置およびfet駆動電圧の制御方法 |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP8287946A patent/JPH10135805A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304144A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | Fet駆動装置およびfet駆動電圧の制御方法 |
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