[发明专利]负载驱动电路

说明书

提供一种即使电源的电压大幅变动、也不会在电荷泵电路的电容器的两端施加异常高的电压的负载驱动电路。电荷泵电路(16)在振荡部(61a)与充电部(61c)之间具备开关部(61b)，在作为负载驱动电路的高侧IPS处于静止状态时，MOSFET(71)导通，并且，开关部(61b)切断从振荡部(61a)向充电部(61c)的信号的传递。开关部(61b)被配置成切断与充电部(61c)的电容器(72、73、74)连接的振荡部(61a)的反相器电路(63、65)的输出。由此，防止在高侧IPS静止时经由构成反相器电路(63、65)的体二极管来向电容器(72、73、74)施加电源的电压VCC。

技术领域

本发明涉及一种负载驱动电路，特别涉及一种在电源的高电位侧对配置于电源的地侧的负载进行开关控制的负载驱动电路。

背景技术

在汽车中，搭载有很多对马达等负载进行开关控制的负载驱动电路。作为这种车载用的负载驱动电路，很多情况下使用高侧IPS(Intelligent Power Switch：智能电源开关)，该高侧IPS配置于负载的高侧(high side)，是将对负载进行驱动的半导体开关及其控制电路集成化来得到的。在这种类型的负载驱动电路中，由于负载连接于地侧，因此具有以下优点等：在更换负载时，没有触电的危险，能够安全地进行更换。另外，作为高侧的负载驱动电路的半导体开关，通常使用N沟道的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。这是基于，相比于P沟道的MOSFET，N沟道的MOSFET的每单位面积的导通电阻小。

在高侧的负载驱动电路中，N沟道MOSFET的半导体开关配置于与负载相比靠电源的高电位侧的位置，因此在使半导体开关进行导通动作时，需要向半导体开关的栅极施加比电源电压高的栅极电压。因此，高侧的负载驱动电路具备用于生成比电源电压高的栅极电压的电荷泵电路(例如，参照专利文献1)。

在该专利文献1所记载的负载驱动电路中，电荷泵电路具有：一端经由二极管来与功率电源VDH连接的三个电容器；对电容器的另一端分别进行驱动的三个反相器；以及作为反相器的电源的负电源VDL。负电源VDL以功率电源VDH的电压为基准，因此在已对各个电容器进行了充电时，约(VDL-Vf)(Vf：二极管的正向电压)的倍数的电压依次施加于电容器的两端。也就是说，施加于电容器的两端的电压不依赖于功率电源VDH的电压。对最后级的电容器进行充电得到的电压作为使半导体开关进行导通动作的栅极电压被施加于半导体开关的栅极。

另一方面，在使半导体开关进行截止动作时，使配置于电荷泵电路与半导体开关之间的开关断开，使配置于半导体开关的栅极与地之间的开关接通。此时，电荷泵电路的输出的电位被固定为利用电阻对功率电源VDH的电压进行分压后得到的电压，电容器的另一端的电压在VDH与(VDH-VDL)之间变化。因此，施加于电容器的两端的电压最高为VDH的电压与利用电阻对VDH的电压进行分压后得到的电压之差的电压，不会超过VDH的电压。

专利文献1：日本特开平11-330376号公报(段落[0010]～[0019]、图1)

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1所记载的负载驱动电路是以功率电源的电压不发生变化为前提的，因此在以电压大幅变动的车载电池为功率电源的情况下，存在以下可能性：尽管是暂时的，但是施加于电容器的两端的电压超过规定的电池电压。这是由于，在使输出用的半导体开关截止时，将电荷泵电路的输出电压设为利用电阻对功率电源的电压进行分压后得到的电压，因此电荷泵电路的输出电压依赖于功率电源的电压而变化，由此施加于电容器的两端的电压也依赖于功率电源的电压而变化。因而，专利文献1所记载的负载驱动电路在功率电源的电压会大幅变化这样的用途中存在以下问题：施加于电容器的两端的电压会超过功率电源的规定的电压。