負(fù)載驅(qū)動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)動控制裝置，尤其涉及一種控制負(fù)載驅(qū)動的電壓波形的上升時間以及下降時間的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置。
【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)動負(fù)載(例如螺線管)而連接的驅(qū)動用晶體管接通斷開來驅(qū)動負(fù)載時，產(chǎn)生基于驅(qū)動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:對驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動用晶體管的接通斷開控制端子(例如，驅(qū)動用晶體管為MOS時為柵極端子)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)動電壓波形的上升時間和下降時間(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、上升時間tr、下降時間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，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，有效的是使信號波形的上升時間和下降時間變大。此外，在tr與tf不同的情況下，通過上升時間tr、下降時間tf中的較小一方的值來決定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 號公報
[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)図書株式會社、1996年，18頁

【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，說明通過連接至高壓電源VB的高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7來驅(qū)動負(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INH的接通對應(yīng)地，使用電流源控制單元3接通通過信號SI控制接通斷開的電流源II，并斷開通過信號S2控制接通斷開的電流源12，對高邊驅(qū)動用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，超過高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7的閾值電壓，來接通驅(qū)動用NMOS晶體管7。
[0016]此外，與輸入信號INH的斷開對應(yīng)地，使用電流源控制單元3通過信號SI斷開電流源II，通過信號S2接通電流源12，對高邊驅(qū)動用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)動用NMOS晶體管7的閾值電壓，來斷開高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7。
[0017]通過使對高邊驅(qū)動用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)動用NMOS晶體管7的接通斷開時能夠具有充分的負(fù)載驅(qū)動電壓波形的上升下降時間。
[0018]但是，一般高邊驅(qū)動用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)動用NMOS晶體管7的接通斷開時，產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動電壓波形的斜率較小的位置。
[0019]該負(fù)載驅(qū)動電壓波形的斜率較小的位置不會對圖4(b)的f2的頻率降低產(chǎn)生影響，對EMI噪聲的高頻區(qū)域中的頻譜降低沒有效果。另一方面，存在使電力損失和發(fā)熱變大的問題。
[0020]圖3表不圖2的現(xiàn)有例的負(fù)載驅(qū)動的時序圖的一例。通過尚邊驅(qū)動用NMOS晶體管7的輸出電流1UTH和漏極-源極間電壓VDSH的積來求出高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7的接通斷開時的電力損失PdH，存在負(fù)載驅(qū)動電壓波形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)動用晶體管的接通斷開時的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置。
[0022]此外，為了降低EMI噪聲而具有充分的負(fù)載驅(qū)動電壓波形的上升時間和下降時間時存在如下問題:驅(qū)動用晶體管的接通斷開時的電力損失和發(fā)熱增加，尤其在以多個通道集成了負(fù)載驅(qū)動器的裝置中，基于發(fā)熱的熱損壞的可能性升高。
[0023]因此，本發(fā)明提供一種不是過溫度時降低EMI噪聲，過溫度時防止驅(qū)動用晶體管的過溫度損壞的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置。
[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)動控制裝置的特征在于，具備:驅(qū)動用晶體管，其驅(qū)動負(fù)載；預(yù)驅(qū)動器，其經(jīng)由所述驅(qū)動用晶體管的接通斷開控制端子來進(jìn)行驅(qū)動；電容，其與所述預(yù)驅(qū)動器的輸入側(cè)連接；第I電流源，其通過第I信號控制接通斷開，并產(chǎn)生對所述電容進(jìn)行充電的電流；以及第2電流源，其通過第2信號控制接通斷開，并產(chǎn)生對所述電容進(jìn)行放電的電流，通過對所述電容進(jìn)行充電或放電，使所述預(yù)驅(qū)動器的輸出電壓變化，通過所述預(yù)驅(qū)動器的所述輸出電壓使所述驅(qū)動用晶體管進(jìn)行接通斷開，通過使所述驅(qū)動用晶體管進(jìn)行接通斷開，使驅(qū)動所述負(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)動用晶體管的接通斷開時的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置。
[0028]此外，能夠提供一種不是過溫度時降低EMI噪聲，防止驅(qū)動用晶體管的過溫度損壞的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置。
[0029]通過以下的實施方式的說明，使上述以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果變得更加明確。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的結(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所示的實施例的時序圖。
[0033]圖4(a)是用于說明電壓波形與頻譜的關(guān)系的圖。
[0034]圖4(b)是用于說明電壓波形與頻譜的關(guān)系的圖。
[0035]圖5 (a)是圖1所示的實施例的預(yù)驅(qū)動器電路的例子。
[0036]圖5 (b)是圖1所示的實施例的預(yù)驅(qū)動器電路的例子。
[0037]圖6 (a)是圖1所示的實施例的電流源的例子。
[0038]圖6 (b)是圖1所示的實施例的電流源的例子。
[0039]圖6 (C)是圖1所示的實施例的電流源的例子。
[0040]圖6 (d)是圖1所示的實施例的電流源的例子。
[0041]圖7(a)是圖1所示的實施例的時序圖。
[0042]圖7(b)是圖1所示的實施例的時序圖。
[0043]圖7(c)是圖1所示的實施例的時序圖。
[0044]圖8是圖1所示的實施例的其他方式的實施例。
[0045]圖9是表示本發(fā)明的第2實施方式的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0046]圖1O是圖9所示的實施例的時序圖。
[0047]圖11是圖9所示的實施例的其他方式的實施例。
[0048]圖12是圖11所示的實施例的時序圖。
[0049]圖13是表示本發(fā)明的第3實施方式的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0050]圖14是圖13所示的實施例的其他方式的實施例。
[0051]圖15(a)是圖13所示的實施例的電流源的例子。
[0052]圖15(b)是圖13所示的實施例的電流源的例子。
[0053]圖16(a)是圖13所示的實施例的溫度監(jiān)視單元的例子。
[0054]圖16(b)是圖13所示的實施例的溫度監(jiān)視單元的例子。
[0055]圖17是用于說明圖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生成單元的I例。
[0057]圖19是圖13所示的實施例的時序圖。
[0058]圖20是表示本發(fā)明的第4實施方式的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0059]圖21是表示本發(fā)明的第5實施方式的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0060]圖22是圖21所示的實施例的其他方式的實施例。
[0061]圖23是圖20所示的實施例的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的I例。
[0062]圖24是圖21所示的實施例的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置的I例。
【具體實施方式】
[0063]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。另外，附圖是簡要性說明，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，對相同的要素賦予相同的符號，并省略重復(fù)的說明。
[0064]實施例1
[0065]在本發(fā)明的第I實施方式中，說明能夠降低EMI噪聲，并且降低驅(qū)動用晶體管的接通斷開時的電力損失和發(fā)熱的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置I的結(jié)構(gòu)以及動作。
[0066]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的使用了高邊驅(qū)動用NMOS晶體管時的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置I的整體結(jié)構(gòu)。
[0067]圖1所示的負(fù)載驅(qū)動斜率控制裝置I具備:電源端子VB、成為驅(qū)動對象的負(fù)載2、連接在電源端子VB與負(fù)載2之間的高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7、驅(qū)動高邊驅(qū)動用NMOS晶體管7的柵極的預(yù)驅(qū)動器4、與預(yù)驅(qū)動器4的輸入GATE連接的電容5、通過第I信號SI控制接通斷開并產(chǎn)生用于對與預(yù)驅(qū)動器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、通過第2信號S2控制接通斷開并產(chǎn)生用于對與預(yù)驅(qū)動器4的輸入GATE連