負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制裝置，尤其涉及一種控制負(fù)載驅(qū)動(dòng)的電壓波形的上升時(shí)間以及下降時(shí)間的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如為了進(jìn)行PffM(Pulse Width Modulat1n，脈沖寬度調(diào)制)控制，將為了驅(qū)動(dòng)負(fù)載(例如螺線管)而連接的驅(qū)動(dòng)用晶體管接通斷開(kāi)來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，產(chǎn)生基于驅(qū)動(dòng)用晶體管的輸出電壓的高頻成分的EMI (Electro Magnetic Interference，電磁干擾)噪聲。
[0003]因此，具有如下方法:對(duì)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)控制端子(例如，驅(qū)動(dòng)用晶體管為MOS時(shí)為柵極端子)的電容，使用電流源進(jìn)行充電或放電并進(jìn)行控制，由此具有充分的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間(以下，稱為斜率或傾斜)，降低EMI噪聲。(例如，專利文獻(xiàn)I)
[0004]一般，作為 EMC (Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容)技術(shù)，已知有以下的電壓波形與頻譜的關(guān)系。(例如，非專利文獻(xiàn)I)
[0005]在圖4(a)所示的由周期T、脈沖幅度Pw、上升時(shí)間tr、下降時(shí)間tf、振幅A的梯形波的重復(fù)波形構(gòu)成的電壓波形中，設(shè)tr = tf時(shí)，成為圖4(b)那樣的基本頻率1/T的高次諧波頻譜所制作的包絡(luò)線。
[0006]根據(jù)圖4(b)，在從低頻區(qū)域至頻率為fl = I/(31 Pw)的頻率區(qū)域，高次諧波成分的數(shù)量較少，因此頻率特性近似于平坦，在頻率為fl = l/(3ipw)至f2 = I/(Jitr)的頻率區(qū)域，相對(duì)于頻率的增加，高頻成分以一 20dB/10倍頻程的比例減少。在頻率為f2 = I/(Jitr)以上的頻率區(qū)域，相對(duì)于頻率的增加，高頻成分以一 40dB/10倍頻程的比例減少。
[0007]根據(jù)以上的電壓波形和頻譜的關(guān)系，為了減少高頻區(qū)域中的頻譜，有效的是使信號(hào)波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間變大。此外，在tr與tf不同的情況下，通過(guò)上升時(shí)間tr、下降時(shí)間tf中的較小一方的值來(lái)決定f2的主要決定因素。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:US2011/0175650 號(hào)公報(bào)
[0011]非專利文獻(xiàn)
[0012]非專利文獻(xiàn)1:鈴木茂夫著、『EMC t基礎(chǔ)技術(shù)』、工學(xué)図書株式會(huì)社、1996年，18頁(yè)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]作為以往的EMI噪聲降低方法的一例，如圖2所示，說(shuō)明通過(guò)連接至高壓電源VB的高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載2 (在此為螺線管或電感器)的情況。(例如，所述專利文獻(xiàn)I的圖1B)
[0015]與輸入信號(hào)INH的接通對(duì)應(yīng)地，使用電流源控制單元3接通通過(guò)信號(hào)SI控制接通斷開(kāi)的電流源II，并斷開(kāi)通過(guò)信號(hào)S2控制接通斷開(kāi)的電流源12，對(duì)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的柵極電容進(jìn)行充電，使柵極-源極間電壓上升，超過(guò)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的閾值電壓，來(lái)接通驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7。
[0016]此外，與輸入信號(hào)INH的斷開(kāi)對(duì)應(yīng)地，使用電流源控制單元3通過(guò)信號(hào)SI斷開(kāi)電流源II，通過(guò)信號(hào)S2接通電流源12，對(duì)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的柵極電容進(jìn)行放電，使柵極-源極間電壓下降，低于高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的閾值電壓，來(lái)斷開(kāi)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7。
[0017]通過(guò)使對(duì)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的柵極電容充電的電流源11和放電的電流源12的電流值變小，在高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的接通斷開(kāi)時(shí)能夠具有充分的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升下降時(shí)間。
[0018]但是，一般高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的柵極電容的柵極-漏極間電壓依存性和柵極-源極間電壓依存性中存在非線性。因此，在高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的接通斷開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形的斜率較小的位置。
[0019]該負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形的斜率較小的位置不會(huì)對(duì)圖4(b)的f2的頻率降低產(chǎn)生影響，對(duì)EMI噪聲的高頻區(qū)域中的頻譜降低沒(méi)有效果。另一方面，存在使電力損失和發(fā)熱變大的問(wèn)題。
[0020]圖3表不圖2的現(xiàn)有例的負(fù)載驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖的一例。通過(guò)尚邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的輸出電流1UTH和漏極-源極間電壓VDSH的積來(lái)求出高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的接通斷開(kāi)時(shí)的電力損失PdH，存在負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形OUT的斜率較小的位置，因此存在電力損失PdH變大，與之相伴，發(fā)熱變得更大的問(wèn)題。
[0021]因此，本發(fā)明提供一種能夠降低EMI噪聲，并且降低驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)時(shí)的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置。
[0022]此外，為了降低EMI噪聲而具有充分的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間時(shí)存在如下問(wèn)題:驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)時(shí)的電力損失和發(fā)熱增加，尤其在以多個(gè)通道集成了負(fù)載驅(qū)動(dòng)器的裝置中，基于發(fā)熱的熱損壞的可能性升高。
[0023]因此，本發(fā)明提供一種不是過(guò)溫度時(shí)降低EMI噪聲，過(guò)溫度時(shí)防止驅(qū)動(dòng)用晶體管的過(guò)溫度損壞的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置。
[0024]用于解決課題的手段
[0025]為了解決上述課題，本發(fā)明的負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制裝置的特征在于，具備:驅(qū)動(dòng)用晶體管，其驅(qū)動(dòng)負(fù)載；預(yù)驅(qū)動(dòng)器，其經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)控制端子來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；電容，其與所述預(yù)驅(qū)動(dòng)器的輸入側(cè)連接；第I電流源，其通過(guò)第I信號(hào)控制接通斷開(kāi)，并產(chǎn)生對(duì)所述電容進(jìn)行充電的電流；以及第2電流源，其通過(guò)第2信號(hào)控制接通斷開(kāi)，并產(chǎn)生對(duì)所述電容進(jìn)行放電的電流，通過(guò)對(duì)所述電容進(jìn)行充電或放電，使所述預(yù)驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓變化，通過(guò)所述預(yù)驅(qū)動(dòng)器的所述輸出電壓使所述驅(qū)動(dòng)用晶體管進(jìn)行接通斷開(kāi)，通過(guò)使所述驅(qū)動(dòng)用晶體管進(jìn)行接通斷開(kāi)，使驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載的電壓波形的上升和下降的斜率為線性。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠降低EMI噪聲，并且降低驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)時(shí)的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置。
[0028]此外，能夠提供一種不是過(guò)溫度時(shí)降低EMI噪聲，防止驅(qū)動(dòng)用晶體管的過(guò)溫度損壞的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置。
[0029]通過(guò)以下的實(shí)施方式的說(shuō)明，使上述以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果變得更加明確。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0031]圖2是表示負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0032]圖3是圖2所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0033]圖4(a)是用于說(shuō)明電壓波形與頻譜的關(guān)系的圖。
[0034]圖4(b)是用于說(shuō)明電壓波形與頻譜的關(guān)系的圖。
[0035]圖5 (a)是圖1所示的實(shí)施例的預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路的例子。
[0036]圖5 (b)是圖1所示的實(shí)施例的預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路的例子。
[0037]圖6 (a)是圖1所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0038]圖6 (b)是圖1所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0039]圖6 (C)是圖1所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0040]圖6 (d)是圖1所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0041]圖7(a)是圖1所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0042]圖7(b)是圖1所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0043]圖7(c)是圖1所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0044]圖8是圖1所示的實(shí)施例的其他方式的實(shí)施例。
[0045]圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0046]圖1O是圖9所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0047]圖11是圖9所示的實(shí)施例的其他方式的實(shí)施例。
[0048]圖12是圖11所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0049]圖13是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0050]圖14是圖13所示的實(shí)施例的其他方式的實(shí)施例。
[0051]圖15(a)是圖13所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0052]圖15(b)是圖13所示的實(shí)施例的電流源的例子。
[0053]圖16(a)是圖13所示的實(shí)施例的溫度監(jiān)視單元的例子。
[0054]圖16(b)是圖13所示的實(shí)施例的溫度監(jiān)視單元的例子。
[0055]圖17是用于說(shuō)明圖16(a)所示的溫度監(jiān)視單元的特性例的圖。
[0056]圖18是圖13所示的電流量控制信號(hào)生成單元的I例。
[0057]圖19是圖13所示的實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0058]圖20是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0059]圖21是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0060]圖22是圖21所示的實(shí)施例的其他方式的實(shí)施例。
[0061]圖23是圖20所示的實(shí)施例的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的I例。
[0062]圖24是圖21所示的實(shí)施例的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置的I例。
【具體實(shí)施方式】
[0063]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，附圖是簡(jiǎn)要性說(shuō)明，因此不能以該附圖的記載為根據(jù)，狹隘地解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。此外，對(duì)相同的要素賦予相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0064]實(shí)施例1
[0065]在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中，說(shuō)明能夠降低EMI噪聲，并且降低驅(qū)動(dòng)用晶體管的接通斷開(kāi)時(shí)的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置I的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作。
[0066]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的使用了高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管時(shí)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置I的整體結(jié)構(gòu)。
[0067]圖1所示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)斜率控制裝置I具備:電源端子VB、成為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的負(fù)載2、連接在電源端子VB與負(fù)載2之間的高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7、驅(qū)動(dòng)高邊驅(qū)動(dòng)用NMOS晶體管7的柵極的預(yù)驅(qū)動(dòng)器4、與預(yù)驅(qū)動(dòng)器4的輸入GATE連接的電容5、通過(guò)第I信號(hào)SI控制接通斷開(kāi)并產(chǎn)生用于對(duì)與預(yù)驅(qū)動(dòng)器4的輸入GATE連接的電容5進(jìn)行充電的電流的第I電流源I1、通過(guò)第2信號(hào)S2控制接通斷開(kāi)并產(chǎn)生用于對(duì)與預(yù)驅(qū)動(dòng)器4的輸入GATE連