(57)【要約】【課題】回路の大型化を抑制しつつ検出精度を良好にする。【解決手段】信号検出回路３は、スイッチング素子２の主端子の信号である被検出信号をリファレンス電圧との比較により検出する。信号検出回路３は、リファレンス電圧を生成して出力する信号生成部６と、一方の端子がスイッチング素子２の一方の主端子に接続されるコンデンサＣ１と、一方の端子が信号生成部６の出力端子に接続されるコンデンサＣ２と、コンパレータ７と、を備える。コンパレータ７は、コンデンサＣ１の他方の端子の信号およびコンデンサＣ２の他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて被検出信号を検出する検出回路として機能する。【選択図】図２
2020205522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子（２）の主端子の信号である被検出信号をリファレンス信号との比較により検出する信号検出回路であって、
前記リファレンス信号を生成して出力する信号生成部（６、２２、３２、４３）と、
一方の端子が前記スイッチング素子の一方の主端子に接続される第１コンデンサ（Ｃ１、Ｃ１１）と、
一方の端子が前記信号生成部の出力端子に接続される第２コンデンサ（Ｃ２、Ｃ４、Ｃ１２、Ｃ２２）と、
前記第１コンデンサの他方の端子の信号および前記第２コンデンサの他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて前記被検出信号を検出する検出回路（７、４４、４７）と、
を備える信号検出回路。
【請求項２】
前記検出回路（７）は、２つの入力端子を備え、
前記第１コンデンサ（Ｃ１）の他方の端子の信号は、前記検出回路の一方の入力端子に入力され、
前記第２コンデンサ（Ｃ４）の他方の端子の信号は、前記検出回路の他方の入力端子に入力される請求項１に記載の信号検出回路。
【請求項３】
さらに、
一方の端子が前記スイッチング素子の他方の主端子に接続される第３コンデンサ（Ｃ１３）と、
一方の端子が所定の基準電位に接続される第４コンデンサ（Ｃ１４、Ｃ２４）と、
を備え、
前記検出回路（４４、４７）は、前記第１コンデンサの他方の端子の信号、前記第２コンデンサの他方の端子の信号、前記第３コンデンサの他方の信号および前記第４コンデンサの他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて前記被検出信号を検出する差動構成となっている請求項１に記載の信号検出回路。
【請求項４】
前記検出回路は、２つの入力端子を備え、
前記スイッチング素子の一方の主端子の信号の変動量に対して他方の主端子の変動量が小さい場合、
前記第１コンデンサ（Ｃ１１）および前記第４コンデンサ（Ｃ２４）の各他方の端子の信号は、前記検出回路の一方の入力端子に入力され、
前記第２コンデンサ（Ｃ２２）および前記第３コンデンサの各他方の端子の信号は、前記検出回路の他方の入力端子に入力される請求項３に記載の信号検出回路。
【請求項５】
前記検出回路（４７）は、
前記第１コンデンサの他方の端子の信号および前記第３コンデンサの他方の端子の信号を入力し、その入力信号を増幅した信号を出力する増幅器（４５）と、
前記増幅器の出力信号が入力される比較器（４６）と、
前記増幅器の各入力端子に同一の信号を入力する同一信号入力部（４８）と、
一方の端子が前記増幅器の出力端子に接続されるとともに他方の端子が前記比較器の入力端子に接続された記憶用コンデンサ（Ｃ１５、Ｃ１６）と、
前記記憶用コンデンサの他方の端子を所定の基準電位に接続するスイッチ（ＳＷ１３、ＳＷ１４）と、
を備える請求項３または４に記載の信号検出回路。
【請求項６】
前記第１コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の一方の主端子との間は、それらの間を電気的に開閉可能なスイッチを介することなく接続され、
前記第３コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の他方の主端子との間は、それらの間を電気的に開閉可能なスイッチを介することなく接続されている請求項３から５のいずれか一項に記載の信号検出回路。
【請求項７】
さらに、
前記第１コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の一方の主端子との間に直列に介在する第１受動素子（７２）と、
前記第３コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の他方の主端子との間に直列に介在する第２受動素子（７３）と、
を備える請求項３から６のいずれか一項に記載の信号検出回路。
【請求項８】
さらに、
前記第１コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の一方の主端子との間を接続する経路に接続された第１静電気保護部（８２）と、
前記第３コンデンサの一方の端子と前記スイッチング素子の他方の主端子との間を接続する経路に接続された第２静電気保護部（８３）と、
を備える請求項３から７のいずれか一項に記載の信号検出回路。
【請求項９】
前記信号生成部は、Ｄ／Ａ変換器（８、６３）を備え、前記Ｄ／Ａ変換器の出力に基づいて前記リファレンス信号を生成して出力する構成である請求項１から８のいずれか一項に記載の信号検出回路。
【請求項１０】
前記Ｄ／Ａ変換器（６３）は、容量アレイ型の構成である請求項９に記載の信号検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子の主端子の信号を検出する信号検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、例えばＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子の負荷信号、具体的にはスイッチング素子のドレイン・ソース間電圧を計測し、その計測結果に基づいてスイッチング素子のゲートに与えるゲート信号のタイミングを調整する構成が開示されている。このような構成では、スイッチング素子の負荷信号を検出するための回路である信号検出回路が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−５７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した信号検出回路では、スイッチング素子が、そのドレイン・ソース間に比較的高い電圧が生じる用途、いわゆる高電圧用途に用いられる場合には、比較的高い耐圧を有する高耐圧素子を用いて構成する必要があるため、ＩＣ化する際に回路面積の増加を招くおそれがある。そこで、従来、信号検出回路の前段にコンデンサなどの素子からなる分圧回路を設けてドレイン・ソース間電圧を降圧してから入力することが考えられている。
【０００５】
このような従来の構成では、次のような問題が生じる。すなわち、分圧回路を構成するコンデンサなどをＩＣの外付け部品として実装した場合、信号検出回路全体としての小型化が阻害されるおそれがある。また、分圧回路を構成するコンデンサなどをＩＣに内蔵した場合、コンデンサの容量が小さくならざるを得ず、寄生容量の影響により信号の検出精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路の大型化を抑制しつつ検出精度を良好にすることができる信号検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の信号検出回路は、スイッチング素子（２）の主端子の信号である被検出信号をリファレンス信号との比較により検出する回路であって、リファレンス信号を生成して出力する信号生成部（６、２２、３２、４３）と、一方の端子がスイッチング素子の一方の主端子に接続される第１コンデンサ（Ｃ１、Ｃ１１）と、一方の端子が信号生成部の出力端子に接続される第２コンデンサ（Ｃ２、Ｃ４、Ｃ１２、Ｃ２２）と、検出回路（７、４４、４７）と、を備える。検出回路は、第１コンデンサの他方の端子の信号および第２コンデンサの他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて被検出信号を検出する。
【０００８】
上記構成では、被検出信号およびリファレンス信号の双方の信号がコンデンサを介して検出回路に入力されることになる。そのため、検出回路に入力される被検出信号およびリファレンス信号の双方が寄生容量の影響を同様に受けることになる。そして、上記構成では、被検出信号をリファレンス信号との比較により検出するようになっていることから、寄生容量が被検出信号の検出精度に及ぼす影響を低減することができる。そのため、上記構成の信号検出回路を構成する第１コンデンサおよび第２コンデンサを含む各素子をまとめて集積化することが可能となる。したがって、上記構成によれば、回路の大型化を抑制しつつ検出精度を良好にすることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る駆動回路の構成を模式的に示す図
【図２】第１実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図３】第１実施形態に係る検出動作が行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャート
【図４】第２実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図５】第２実施形態に係る検出動作が行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャート
【図６】第３実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図７】第３実施形態に係る検出動作が行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャート
【図８】第４実施形態に係る駆動回路の構成を模式的に示す図
【図９】第４実施形態に係る信号検出回路の具体的な第１構成例を模式的に示す図
【図１０】第４実施形態に係る信号検出回路の具体的な第２構成例を模式的に示す図
【図１１】第４実施形態に係る基本の検出動作が行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャート
【図１２】第４実施形態に係るリセット機能有りの検出動作の第１ステップでのスイッチのオンオフ状態を表す図
【図１３】第４実施形態に係るリセット機能有りの検出動作の第１ステップが行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャートその１
【図１４】第４実施形態に係るリセット機能有りの検出動作の第１ステップが行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャートその２
【図１５】第４実施形態に係るリセット機能有りの検出動作の第２ステップでのスイッチのオンオフ状態を表す図
【図１６】第４実施形態に係るリセット機能有りの検出動作の第３ステップが行われる際の各部の信号を模式的に示すタイミングチャート
【図１７】第５実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図１８】第６実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図１９】第７実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図２０】第８実施形態に係る信号検出回路の具体的な構成例を模式的に示す図
【図２１】第９実施形態に係る信号検出回路の具体的な第１構成例を模式的に示す図
【図２２】第９実施形態に係る信号検出回路の具体的な第２構成例を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００１１】
＜全体構成＞
図１に示すように、本実施形態の駆動回路１は、一対の直流電源線間に接続されたハーフブリッジ回路を構成する２つのスイッチング素子のうちロウサイド側のスイッチング素子２を駆動する。スイッチング素子２は、半導体スイッチング素子であり、本実施形態では、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとなっている。スイッチング素子２の一方の主端子であるドレインは、図示しないハイサイド側のスイッチング素子を介して高電位側の直流電源線に接続されている。スイッチング素子２の他方の主端子であるソースは、低電位側の直流電源線Ｌｌに接続されている。
【００１２】
本実施形態では、上記した一対の直流電源線間には、例えば数百Ｖといった比較的高い電圧が印加される。つまり、スイッチング素子２は、高電圧用途に用いられる。駆動回路１は、外部から与えられる制御信号Ｓａなどに基づいてゲート信号Ｓｂを生成し、そのゲート信号Ｓｂをスイッチング素子２のゲートに与えることにより、スイッチング素子２の駆動を制御する。
【００１３】
駆動回路１は、半導体集積回路、つまりＩＣとして構成されており、信号検出回路３、信号生成回路４、信号調整回路５などを備えている。信号検出回路３には、スイッチング素子２の主端子の信号、つまりスイッチング素子２のドレインの信号Ｓｄが入力される。したがって、信号Ｓｄは、信号検出回路３の検出対象となる被検出信号に相当する。ただし、この場合、信号検出回路３は、直流電源線Ｌｌの電位、つまりスイッチング素子２のソース電圧を基準電位として信号Ｓｄの検出動作を行う構成となっている。
【００１４】
そのため、本実施形態では、信号検出回路３の検出対象となる被検出信号としては、スイッチング素子２のソース電圧を基準としたドレイン電圧、つまりドレイン・ソース間の電圧ＶＤＳとなる。なお、被検出信号としては、スイッチング素子２に流れる電流でもよいし、これら電圧および電流の組み合わせでもよい。信号検出回路３は、被検出信号の検出結果に対応した信号である検出信号Ｓｃを出力する。検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳが所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達したタイミングで反転する２値の信号となる。このように、信号検出回路３は、被検出信号に相当する電圧ＶＤＳを、リファレンス信号に相当するリファレンス電圧Ｖｒｅｆとの比較により検出する構成となっている。
【００１５】
信号検出回路３から出力される検出信号Ｓｃを用いることにより、電圧ＶＤＳのピーク値が予め定められた上限値を超えたか否かを検出することができる。この場合、リファレンス電圧Ｖｒｅｆは、上記した上限値に対応した電圧値に設定すればよい。また、信号検出回路３から出力される検出信号Ｓｃを用いることにより、スイッチング素子２のターンオン時またはターンオフ時、つまりスイッチング動作時における電圧ＶＤＳのスルーレートを検出することができる。この場合、スイッチング素子２のターンオンまたはターンオフの期間において、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを複数段階の電圧値に切り替える。このようにすれば、検出信号Ｓｃに基づいて、電圧ＶＤＳが各電圧値に達したタイミングを取得することが可能となり、それら各タイミングに基づいて電圧ＶＤＳのスルーレートを検出することができる。
【００１６】
信号生成回路４は、外部から与えられる制御信号Ｓａに基づいてゲート信号Ｓｂを生成する。この場合、ゲート信号Ｓｂは、スイッチング素子２を、図示しないハイサイド側のスイッチング素子と相補的にオンオフするための信号となる。信号調整回路５は、信号検出回路３から与えられる検出信号Ｓｃに基づいて信号生成回路４において生成されるゲート信号Ｓｂを調整する。この場合、信号調整回路５は、検出信号Ｓｃに基づいてゲート信号Ｓｂの供給経路に介在する図示しないゲート抵抗の抵抗値を切り替える。言い換えると、信号調整回路５は、検出信号Ｓｃに基づいて駆動回路１の駆動能力を切り替える。
【００１７】
具体的には、信号調整回路５は、次のようにゲート信号Ｓｂを調整する。すなわち、信号調整回路５は、検出信号Ｓｃに基づいて、スイッチング素子２のスイッチング動作時における電圧ＶＤＳのピーク値が上限値を超えたか否かを検出する。信号調整回路５は、ピーク値が上限値を超えたことが検出された場合にはゲート抵抗の抵抗値を高くするように切り替えて駆動回路１の駆動能力を低くし、ピーク値が上限値を超えたことが検出されない場合にはゲート抵抗の抵抗値を低くするように切り替えて駆動回路１の駆動能力を高くする。このようにすれば、スイッチング素子２のスイッチング動作時における電圧ＶＤＳのピーク値が予め定められた上限値未満となるように、つまり最適値となるように制御される。
【００１８】
また、信号調整回路５は、検出信号Ｓｃに基づいて、スイッチング素子２のスイッチング動作時における電圧ＶＤＳのスルーレートを検出する。信号調整回路５は、検出したスルーレートが予め定められた閾値以上である場合にはゲート抵抗の抵抗値を高くするように切り替えて駆動回路１の駆動能力を低くし、検出したスルーレートが閾値未満である場合にはゲート抵抗の抵抗値を低くするように切り替えて駆動回路１の駆動能力を高くする。このようにすれば、スイッチング素子２のスイッチング動作時における電圧ＶＤＳのスルーレートが予め定められた閾値未満となるように、つまり最適値となるように制御される。
【００１９】
＜信号検出回路の具体的構成＞
信号検出回路３の具体的な構成としては、例えば図２に示すような構成を採用することができる。図２に示すように、信号検出回路３は、信号生成部６、コンデンサＣ１〜Ｃ３、スイッチＳＷ１およびコンパレータ７を備えている。信号生成部６は、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを生成して出力するものであり、Ｄ／Ａ変換器８、スイッチＳＷ２、ＳＷ３およびバッファ９を備えている。なお、本明細書では、Ｄ／Ａ変換器のことをＤＡＣと称することがある。
【００２０】
信号生成部６は、ＤＡＣ８により生成されるアナログ電圧をリファレンス電圧Ｖｒｅｆとして出力する構成であり、具体的には、次のような構成となっている。すなわち、ＤＡＣ８には、所望するリファレンス電圧Ｖｒｅｆに対応したデジタル信号が入力されるようになっており、これにより、ＤＡＣ８から所望する電圧値のアナログ電圧であるリファレンス電圧Ｖｒｅｆが出力される。ＤＡＣ８の出力端子は、スイッチＳＷ２を介してバッファ９の入力端子に接続されている。バッファ９の入力端子は、スイッチＳＷ３を介して所定の基準電位が与えられる電源線Ｌ３に接続されている。バッファ９の出力端子は、信号生成部６の出力端子となる。
【００２１】
コンデンサＣ１は、第１コンデンサに相当するものであり、その一方の端子はスイッチング素子２のドレインに接続されている。コンデンサＣ２は、第２コンデンサに相当するものであり、その一方の端子は信号生成部６の出力端子に接続されている。コンデンサＣ１、Ｃ２の各他方の端子は、コンパレータ７の一方の入力端子に接続されている。コンデンサＣ３は、コンパレータ７の一方の入力端子と所定の基準電位が与えられる電源線Ｌ１との間に接続されている。この場合、コンデンサＣ１、Ｃ３により、信号Ｓｄ、具体的には電圧ＶＤＳを分圧する分圧回路が構成される。
【００２２】
コンパレータ７の他方の入力端子は、所定の基準電位が与えられる電源線Ｌ２に接続されている。この場合、電源線Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に与えられる各基準電位は、例えば、回路の基準電位となるグランド（＝０Ｖ）となっている。コンパレータ７の２つの入力端子の間には、スイッチＳＷ１が接続されている。上記したように、コンパレータ７には、コンデンサＣ１の他方の端子の信号およびコンデンサＣ２の他方の端子の信号が入力されている。コンパレータ７は、それら入力信号に基づいて変化する２値の信号を出力する。このようなコンパレータ７の出力信号が、前述した検出信号Ｓｃに相当する。このように、本実施形態において、コンパレータ７は、コンデンサＣ１、Ｃ２の各他方の端子の信号を入力し、それら入力信号に基づいて被検出信号を検出する検出回路として機能する。
【００２３】
次に、上記構成の信号検出回路３による検出動作について、図３を参照して説明する。なお、この場合、スイッチング素子２がオンされる期間からスイッチング素子２がオフされる期間を経て再びスイッチング素子２がオンされる期間へと遷移するような状況を想定している。また、この場合、コンパレータ７の一方の入力端子に与えられる入力信号をＩ１＋とし、コンパレータ７の他方の入力端子に与えられる入力信号をＩ１−とする。
【００２４】
信号検出回路３による検出動作が行われる際、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフは、次のように制御される。すなわち、スイッチング素子２がオンされる期間の途中の時点ｔ１までの期間Ｔａでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンされるとともにスイッチＳＷ２がオフされる。また、時点ｔ１以降の期間Ｔｂでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオフされるとともにスイッチＳＷ２がオンされる。
【００２５】
スイッチング素子２のドレイン電圧に相当する信号Ｓｄは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフにかかわらず、つまり期間ＴａおよびＴｂを通じて、スイッチング素子２がオンされる期間では直流電源線Ｌｌの電圧ＶＬ（例えば０Ｖ）となり、スイッチング素子２がオフされる期間では高電位側の直流電源線の電圧ＶＨ（例えば数百Ｖ）となる。このような信号ＳｄをコンデンサＣ１、Ｃ３からなる分圧回路により分圧した信号、つまり信号Ｓｄの分圧信号が、コンパレータ７の一方の入力端子に入力される。そのため、本実施形態では、分圧回路の後段の回路を構成する各素子としては、比較的低い耐圧を有する低耐圧素子を用いることができる。
【００２６】
期間Ｔａでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンされることから、コンデンサＣ２の一方の端子に電源線Ｌ２の電位（例えば０Ｖ）が付与されるともに、その他方の端子に電源線Ｌ３の電位（例えば０Ｖ）が付与されるため、コンデンサＣ２の電荷が放電されて初期化される。また、期間Ｔａでは、コンパレータ７の一方の入力端子がスイッチＳＷ１を介して電源線Ｌ２に接続されるため、入力信号Ｉ＋は０Ｖとなる。一方、入力信号Ｉ−は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフにかかわらず、つまり期間ＴａおよびＴｂを通じて、０Ｖとなっている。本実施形態では、ＤＡＣ８により生成されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆは、例えば−２Ｖとなっている。
【００２７】
期間Ｔａから期間Ｔｂに移行すると、ＤＡＣ８により生成されるリファレンス電圧ＶｒｅｆがスイッチＳＷ２およびバッファ９を介してコンデンサＣ２の他方の端子に与えられる。そのため、期間Ｔｂでは、リファレンス電圧ＶｒｅｆがコンデンサＣ２を介してコンパレータ７の一方の入力端子に与えられる。また、コンパレータ７の一方の入力端子には、信号Ｓｄの分圧信号がコンデンサＣ１を介して与えられている。このようなことから、期間Ｔｂでは、入力信号Ｉ＋は、信号Ｓｄの分圧信号の電圧値に対してリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値（例えば−２Ｖ）を加えた電圧値、言い換えると、信号Ｓｄの分圧信号に対してリファレンス電圧Ｖｒｅｆに相当するオフセットが付与された電圧値となる。
【００２８】
この場合、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに達するタイミングで入力信号Ｉ＋と入力信号Ｉ−とが交差するようにリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値が設定されている。また、この場合、コンパレータ７は、一方の入力端子の電圧が他方の入力端子の電圧よりも高い期間にハイレベルとなる２値の信号を出力する構成となっている。したがって、コンパレータ７から出力される検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆ未満のときにロウレベルとなり、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆ以上のときにハイレベルとなる。つまり、検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達すると反転する２値の信号となる。
【００２９】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の信号検出回路３は、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを生成して出力する信号生成部６と、一方の端子がスイッチング素子２のドレインに接続されるコンデンサＣ１と、一方の端子が信号生成部６の出力端子に接続されるコンデンサＣ２と、コンパレータ７と、を備える。コンパレータ７は、コンデンサＣ１の他方の端子の信号およびコンデンサＣ２の他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて被検出信号を検出する。
【００３０】
上記構成では、スイッチング素子２のドレインの信号Ｓｄおよびリファレンス電圧Ｖｒｅｆの双方が、それぞれコンデンサＣ１、Ｃ２を介してコンパレータ７に入力されることになる。そのため、コンパレータ７に入力される信号Ｓｄおよびリファレンス電圧Ｖｒｅｆの双方が、コンパレータ７の入力端子などに存在する寄生容量の影響を同様に受けることになる。
【００３１】
そして、上記構成の信号検出回路３では、被検出信号である電圧ＶＤＳをリファレンス電圧Ｖｒｅｆとの比較により検出するようになっていることから、寄生容量が被検出信号の検出精度に及ぼす影響を低減することができる。そのため、上記構成の信号検出回路３を構成するコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２を含む各素子をまとめて集積化することが可能となる。したがって、本実施形態によれば、回路の大型化を抑制しつつ検出精度を良好にすることができるという優れた効果が得られる。
【００３２】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第２実施形態について図４および図５を参照して説明する。
図４に示すように、本実施形態の信号検出回路２１は、図２に示した第１実施形態の信号検出回路３に対し、信号生成部６に代えて信号生成部２２を備えている点などが異なる。信号生成部２２は、信号生成部６が備える各構成のうちバッファ９を除く構成を備えている。この場合、ＤＡＣ８の出力端子は、スイッチＳＷ２を介してノードＮ１に接続されている。ノードＮ１は、スイッチＳＷ３を介して電源線Ｌ３に接続されている。この場合、ノードＮ１が、信号生成部２２の出力端子に相当する。
【００３３】
次に、上記構成の信号検出回路２１による検出動作について、図５を参照して説明する。本実施形態の構成では、信号生成部２２がバッファ９を備えていないことから、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフ制御が、第１実施形態とは異なる。すなわち、本実施形態では、期間Ｔａの後、時点ｔ１からスイッチング素子２がオフされる期間の開始時点より前の時点ｔ２までの期間Ｔｃを経て、期間Ｔｂへと移行する。期間Ｔａでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンされるとともにスイッチＳＷ２がオフされる。また、期間Ｔｃでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオフされるとともにスイッチＳＷ２がオンされる。さらに、期間Ｔｂでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフされるとともに、スイッチＳＷ３がオンされる。
【００３４】
期間Ｔａでは、第１実施形態と同様、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンされることから、コンデンサＣ２の電荷が放電されて初期化される。また、期間Ｔａでは、第１実施形態と同様、コンパレータ７の一方の入力端子がスイッチＳＷ１を介して電源線Ｌ２に接続されるため、入力信号Ｉ＋は０Ｖとなる。また、入力信号Ｉ−は、第１実施形態と同様、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフにかかわらず０Ｖとなっている。本実施形態では、ＤＡＣ８により生成されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆは、第１実施形態と同様、例えば−２Ｖとなっている。
【００３５】
期間Ｔａから期間Ｔｃに移行すると、ＤＡＣ８から出力されるリファレンス電圧ＶｒｅｆによりコンデンサＣ２が充電される。これにより、コンデンサＣ２には、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ（例えば−２Ｖ）に対応した電荷が蓄えられる。その後、期間Ｔｃから期間Ｔｂに移行すると、コンデンサＣ２の一方の端子に電源線Ｌ３の電位（例えば０Ｖ）が付与される。これにより、期間Ｔｂでは、リファレンス電圧ＶｒｅｆがコンデンサＣ２を介してコンパレータ７の一方の入力端子に与えられる。
【００３６】
このようなことから、本実施形態において、コンパレータ７に入力される入力信号Ｉ＋、Ｉ−などの態様は、第１実施形態の信号と同様の態様となる。そのため、本実施形態の信号検出回路２１から出力される検出信号Ｓｃについても、第１実施形態の信号検出回路３から出力される検出信号Ｓｃと同様、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達すると反転する２値の信号となる。
【００３７】
以上説明した本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の信号生成部２２は、バッファ９を備えておらず、ＤＡＣ８およびスイッチＳＷ２、ＳＷ３だけにより構成されている。そのため、信号生成部２２は、バッファ９を備える信号生成部６に対して回路面積が小さく抑えられる。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態に比べ、回路の大型化を一層抑制することができるという効果が得られる。
【００３８】
（第３実施形態）
以下、第１実施形態に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第３実施形態について図６および図７を参照して説明する。
図６に示すように、本実施形態の信号検出回路３１は、図２に示した第１実施形態の信号検出回路３に対し、信号生成部６に代えて信号生成部３２を備えている点、コンデンサＣ２に代えてコンデンサＣ４を備えている点などが異なる。信号生成部３２は、信号生成部６と同様の構成を備えているが、その出力端子に相当するバッファ９の出力端子が、コンデンサＣ４を介してコンパレータ７の他方の入力端子に接続されている。
【００３９】
つまり、この場合、コンデンサＣ４は、第２コンデンサに相当するものであり、その一方の端子は信号生成部３２の出力端子に接続されている。コンデンサＣ４の他方の端子は、コンパレータ７の他方の入力端子に接続されている。このように、本実施形態の信号検出回路３１では、コンデンサＣ１の他方の端子の信号がコンパレータ７の一方の入力端子に入力され、コンデンサＣ２の他方の端子の信号がコンパレータ７の他方の入力端子に入力されるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成の信号検出回路３１による検出動作について、図７を参照して説明する。本実施形態の構成では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフ制御は、第１実施形態と同様の制御となる。期間Ｔａでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンされることから、コンパレータ７の２つの入力端子には、いずれも電源線Ｌ３の電位（例えば０Ｖ）が付与されるため、入力信号Ｉ＋、Ｉ−は０Ｖとなる。本実施形態では、ＤＡＣ８により生成されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆは、例えば２Ｖとなっている。
【００４１】
期間Ｔａから期間Ｔｂに移行すると、コンパレータ７の一方の入力端子には、信号Ｓｄの分圧信号がコンデンサＣ１を介して与えられる。また、このとき、ＤＡＣ８により生成されるリファレンス電圧ＶｒｅｆがスイッチＳＷ２およびバッファ９を介してコンデンサＣ４の他方の端子に与えられる。そのため、期間Ｔｂでは、リファレンス電圧ＶｒｅｆがコンデンサＣ４を介してコンパレータ７の他方の入力端子に与えられる。
【００４２】
この場合も、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに達するタイミングで入力信号Ｉ＋と入力信号Ｉ−とが交差するようにリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値が設定されている。そのため、本実施形態の信号検出回路３１から出力される検出信号Ｓｃは、第１実施形態の信号検出回路３から出力される検出信号Ｓｃと同様、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達すると反転する２値の信号となる。
【００４３】
以上説明した本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の構成では、信号Ｓｄがコンパレータ７の一方の入力端子に入力されるとともに、リファレンス電圧Ｖｒｅｆがコンパレータ７の他方の入力端子に入力されるようになっているつまり、本実施形態では、信号Ｓｄおよびリファレンス電圧Ｖｒｅｆは、互いに別々にコンパレータ７に入力される構成となっている。
【００４４】
信号Ｓｄは、スイッチング素子２のドレインの信号であることから、スイッチング素子２のスイッチング動作に伴い比較的急峻に変化することがある。第１実施形態などのように、信号Ｓｄとリファレンス電圧Ｖｒｅｆとがコンパレータ７の同一の入力端子に入力される構成では、リファレンス電圧Ｖｒｅｆが信号Ｓｄの変動の影響を受けて変化することがないように、信号生成部６のバッファ９として高速動作が可能なものを用いる必要が生じる。
【００４５】
これに対し、本実施形態のように、信号Ｓｄとリファレンス電圧Ｖｒｅｆとがコンパレータ７の別々の入力端子に入力される構成によれば、リファレンス電圧Ｖｒｅｆが信号Ｓｄの変動の影響を受けることが無いため、信号生成部３２のバッファ９として高速動作が可能なものを用いる必要はなく、その動作速度が比較的遅いものを用いることが可能となる。このように、本実施形態では、バッファ９に要求される動作速度などの能力が低くなることから、信号生成部３２は、第１実施形態の信号生成部６に対して回路面積が小さく抑えられる。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態に比べ、回路の大型化を一層抑制することができるという効果が得られる。
【００４６】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図８〜図１６を参照して説明する。
＜全体構成＞
本実施形態の駆動回路４１は、第１実施形態の駆動回路１に対し、信号検出回路３に代えて信号検出回路４２を備えている点などが異なる。信号検出回路４２には、スイッチング素子２の主端子の信号、つまりスイッチング素子２のソースの信号Ｓｓと、そのドレインの信号Ｓｄと、が入力される。
【００４７】
したがって、信号Ｓｓ、Ｓｄは、信号検出回路４２の検出対象となる被検出信号に相当する。つまり、本実施形態においても、被検出信号としては、スイッチング素子２のドレイン・ソース間の電圧ＶＤＳとなっており、信号検出回路４２から出力される検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達したタイミングで反転する２値の信号となっている。
【００４８】
＜信号検出回路の具体的構成＞
信号検出回路４２の具体的な構成としては、例えば図９に示すような第１構成例、図１０に示すような第２構成例などを採用することができる。図９に示すように、第１構成例の信号検出回路４２Ａは、信号生成部４３、コンデンサＣ１１〜Ｃ１４および検出回路４４を備えている。図示は省略しているが、信号生成部４３は、第２実施形態で説明した信号生成部２２と同様の構成、つまりＤＡＣ８および２つのスイッチＳＷ２、ＳＷ３を備えた構成となっている。なお、信号生成部４３は、第１実施形態で説明した信号生成部６と同様の構成、つまりＤＡＣ８、バッファ９および２つのスイッチＳＷ２、ＳＷ３を備えた構成としてもよい。
【００４９】
コンデンサＣ１１は、第１コンデンサに相当するものであり、その一方の端子はスイッチング素子２のドレインに接続されている。コンデンサＣ１２は、第２コンデンサに相当するものであり、その一方の端子は信号生成部４３の出力端子に接続されている。コンデンサＣ１１、Ｃ１２の各他方の端子は、検出回路４４に接続されている。このようなコンデンサＣ１１、Ｃ１２により、信号Ｓｄ、具体的にはスイッチング素子２のドレイン電圧を分圧する分圧回路が構成される。
【００５０】
コンデンサＣ１３は、第３コンデンサに相当するものであり、その一方の端子はスイッチング素子２のソースに接続されている。コンデンサＣ１４は、第４コンデンサに相当するものであり、その一方の端子は電源線Ｌ１に接続されている。この場合、電源線Ｌ１の電位（例えば０Ｖ）が基準電位に相当する。コンデンサＣ１３、Ｃ１４の各他方の端子は、検出回路４４に接続されている。このようなコンデンサＣ１３、Ｃ１４により、信号Ｓｓ、具体的にはスイッチング素子２のソース電圧を分圧する分圧回路が構成される。
【００５１】
この場合、コンデンサＣ１１の一方の端子とスイッチング素子２のドレインとの間は、それらの間を開閉可能なスイッチを介することなく接続されている。また、この場合、コンデンサＣ１３の一方の端子とスイッチング素子２のソースとの間は、それらの間を開閉可能なスイッチを介することなく接続されている。検出回路４４は、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１４の各他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号に基づいて被検出信号を検出する。
【００５２】
検出回路４４は、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、差動増幅器４５およびコンパレータ４６を備えた差動構成の回路となっている。差動増幅器４５は、全差動型であり、その反転入力端子にはコンデンサＣ１１、Ｃ１２の各他方の端子が接続され、その非反転入力端子にはコンデンサＣ１３、Ｃ１４の各他方の端子が接続されている。差動増幅器４５の反転入力端子は、スイッチＳＷ１１を介して電源線Ｌ２に接続され、その非反転入力端子は、スイッチＳＷ１２を介して電源線Ｌ２に接続されている。
【００５３】
上記構成において、差動増幅器４５の反転入力端子および非反転入力端子は、検出回路４４の２つの入力端子に相当する。また、上記構成において、差動増幅器４５は、コンデンサＣ１１、Ｃ１３の各他方の端子の信号を入力し、それらの入力信号を増幅した信号を出力する増幅器として機能する。なお、ここで言う「増幅」とは、増幅率が１以上のものだけでなく、増幅率が１未満のもの、つまり減衰も含むものとする。
【００５４】
差動増幅器４５の非反転出力端子は、コンパレータ４６の一方の入力端子に接続されている。差動増幅器４５の反転出力端子は、コンパレータ４６の他方の入力端子に接続されている。コンパレータ４６は、差動増幅器４５の出力信号が入力される比較器として機能する。上記構成において、コンパレータ４６の出力端子から出力される信号が、前述した検出信号Ｓｃに相当する。
【００５５】
図１０に示すように、第２構成例の信号検出回路４２Ｂは、第１構成例の信号検出回路４２Ａに対し、検出回路４４に代えて検出回路４７を備えている点などが異なる。検出回路４７は、検出回路４４が備える構成に加え、スイッチＳＷ１３、ＳＷ１４およびコンデンサＣ１５、Ｃ１６を備えている。また、第２構成例では、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２は、差動増幅器４５の各入力端子に同一の信号を入力する同一信号入力部４８として機能する。
【００５６】
コンデンサＣ１５の一方の端子は差動増幅器４５の非反転出力端子に接続され、その他方の端子は、コンパレータ４６の一方の入力端子に接続されている。コンデンサＣ１６の一方の端子は差動増幅器４５の反転出力端子に接続され、その他方の端子は、コンパレータ４６の他方の入力端子に接続されている。コンデンサＣ１５、Ｃ１６は、いずれも、一方の端子が差動増幅器４５の出力端子に接続されるとともに他方の端子がコンパレータ４６の入力端子に接続されており、記憶用コンデンサとして機能する。コンデンサＣ１５の他方の端子は、スイッチＳＷ１３を介して、所定の基準電位（例えば０Ｖ）が与えられる電源線Ｌ４に接続されている。また、コンデンサＣ１６の他方の端子は、スイッチＳＷ１４を介して電源線Ｌ４に接続されている。
【００５７】
次に、上記構成の作用について説明する。
＜第１構成例による検出動作＞
第１構成例の信号検出回路４２Ａによる検出動作について、図１１を参照して説明する。この場合、差動増幅器４５の反転入力側の入力信号をＩ１−、差動増幅器４５の非反転入力側の入力信号をＩ１＋、差動増幅器４５の非反転出力側の出力信号をＯ１＋、差動増幅器４５の反転出力側の出力信号をＯ１−とする。
【００５８】
信号検出回路４２Ａによる検出動作が行われる際、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２のオンオフは、次のように制御される。すなわち、スイッチング素子２がオンされる期間の途中の時点ｔ３までの期間Ｔｄでは、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２がオンされる。また、時点ｔ３以降の期間Ｔｅでは、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２がオフされる。
【００５９】
スイッチング素子２のソース電圧に相当する信号Ｓｓは、全期間を通じて、直流電源線Ｌｌの電圧ＶＬ（例えば０Ｖ）となる。また、スイッチング素子２のドレイン電圧に相当する信号Ｓｄは、スイッチング素子２がオンされる期間では電圧ＶＬとなり、スイッチング素子２がオフされる期間では高電位側の直流電源線の電圧ＶＨ（例えば数百Ｖ）となる。このような信号Ｓｄ、ＳｓがコンデンサＣ１１、Ｃ１３を介して差動増幅器４５に入力される。
【００６０】
期間Ｔｄでは、差動増幅器４５の反転入力端子がスイッチＳＷ１１を介して電源線Ｌ２に接続されるとともに差動増幅器４５の非反転入力端子がスイッチＳＷ１２を介して電源線Ｌ２に接続されるため、入力信号Ｉ＋、Ｉ−はいずれも０Ｖとなる。期間Ｔｄから期間Ｔｅに移行すると、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２がオンからオフに転じる。そのため、期間Ｔｅでは、差動増幅器４５の反転入力端子には、コンデンサＣ１１を介して信号Ｓｄが与えられるとともにコンデンサＣ１２を介してリファレンス電圧Ｖｒｅｆ（例えば−２Ｖ）が与えられる。
【００６１】
これにより、入力信号Ｉ−は、信号Ｓｄを分圧した信号である分圧信号の電圧値に対してリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値（−２Ｖ）を加えた電圧値、言い換えると、信号Ｓｄの分圧信号に対してリファレンス電圧Ｖｒｅｆに相当するオフセットが付与された電圧値となる。また、期間Ｔｅでは、差動増幅器４５の非反転入力端子には、コンデンサＣ１３を介して信号Ｓｓが与えられるとともにコンデンサＣ１４を介して電源線Ｌ１の電位（例えば０Ｖ）が与えられる。これにより、入力信号Ｉ＋は、期間Ｔｄ、Ｔｅを通じて、０Ｖとなる。
【００６２】
上述したように、期間Ｔｅでは、差動増幅器４５の各入力端子には、信号Ｓｄ、信号Ｓｓが分圧された信号が入力される。つまり、本実施形態では、スイッチング素子２のドレイン電圧およびソース電圧を降圧してから差動増幅器４５へと入力する構成となっている。そのため、これら分圧回路の後段の回路を構成する各素子としては、比較的低い耐圧を有する低耐圧素子を用いることができる。
【００６３】
差動増幅器４５は、上述したような信号が入力されることにより、信号Ｓｄと信号Ｓｓとの差を表す信号であり、且つ互いに逆相となる差動信号である出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−を出力する。なお、出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−の電圧振幅は、差動増幅器４５に供給される電源電圧に応じた値となる。この場合、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに達するタイミングで出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−が交差するようにリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値が設定されている。
【００６４】
また、この場合、コンパレータ４６は、他方の入力端子の電圧が一方の入力端子の電圧よりも高い期間にハイレベルとなる２値の信号を出力する構成となっている。したがって、コンパレータ４６から出力される検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆ未満のときにロウレベルとなり、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆ以上のときにハイレベルとなる。つまり、検出信号Ｓｃは、電圧ＶＤＳがリファレンス電圧Ｖｒｅｆに到達すると反転する２値の信号となる。なお、検出信号Ｓｃのロウレベルおよびハイレベルは、コンパレータ４６に供給される電源電圧に応じた電圧値となる。
【００６５】
＜第２構成例による検出動作＞
第２構成例の信号検出回路４２Ｂによるリセット機能有りの検出動作について、図１２〜図１６を参照して説明する。リセット機能は、差動増幅器４５の出力オフセットをキャンセルする機能である。リセット機能有りの検出動作は、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２がオンされるとともにスイッチＳＷ１３、ＳＷ１４がオフされる第１ステップと、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４がオンされる第２ステップと、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４がオフされる第３ステップとが、この順で実行されることにより実現される。
【００６６】
まず、第１ステップでは、図１２に示すように、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２がオンされるとともにスイッチＳＷ１３、ＳＷ１４がオフされる。これにより、差動増幅器４５の２つの入力端子間がショートされる。この場合、図１３および図１４に示すように、差動増幅器４５の非反転入力端子に与えられる入力信号Ｉ１＋と、その反転入力端子に与えられる入力信号Ｉ１−とは、信号Ｓｄ、Ｓｓに関係なく、同レベルの信号となる。つまり、この場合、差動増幅器４５の各入力端子には、同一の信号が入力される。
【００６７】
これにより、差動増幅器４５から出力される出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−は、差動増幅器４５のオフセットに応じた信号となる。なお、ここで言う「オフセット」は、差動増幅器４５を構成する各素子の特性誤差などに起因して生じるものであり、出力の誤差に繋がるものである。差動増幅器４５におけるオフセットが無い場合、図１３に示すように、出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−は、同一のレベル、つまり同一の電圧値の信号となる。これに対し、差動増幅器４５におけるオフセットがある場合、図１４に示すように、出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−は、互いに異なるレベルの信号となり、それらの差が上記オフセットに相当する。
【００６８】
続く第２ステップでは、図１５に示すように、スイッチＳＷ１３、ＳＷ１４がオフからオンに転じる。これにより、コンデンサＣ１５、Ｃ１６には、電源線Ｌ４の電位（例えば０Ｖ）を基準とした出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−の各電圧に応じた電荷が注入される。コンデンサＣ１５、Ｃ１６に注入される電荷量は、差動増幅器４５におけるオフセットが無い場合には同程度になる。これに対し、差動増幅器４５におけるオフセットがある場合、コンデンサＣ１５、Ｃ１６に注入される電荷量は、互いに異なるものとなり、それらの差が上記オフセットに相当する。
【００６９】
続く第３ステップでは、図１０に示したように、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４が全てオフされ、前述した第１構成例による検出動作と同様の動作が行われる。ただし、この場合、コンデンサＣ１５、Ｃ１６に注入された電荷量には差動増幅器４５のオフセットに対応した差がついている。差動増幅器４５の出力信号Ｏ１＋、Ｏ１−は、このようなコンデンサＣ１５、Ｃ１６を介してコンパレータ４６に与えられる。これにより、差動増幅器４５の各出力について零点補正がされたような形となり、コンパレータ４６の各入力端子には、差動増幅器４５のオフセットがキャンセルされた電圧が入力されることになる。
【００７０】
そのため、差動増幅器４５におけるオフセットが無い場合およびオフセットがある場合のいずれであっても、差動増幅器４５の２つの入力端子に与えられる各入力信号が同一のレベルであれば、図１６に示すように、コンパレータ４６の一方の入力端子に与えられる入力信号Ｉ２＋と、その他方の入力端子に与えられる入力信号Ｉ２−とは、同一のレベル、つまり同一の電圧値の信号となる。このように、信号検出回路４２Ｂによるリセット機能では、第２ステップにてコンデンサＣ１５、Ｃ１６に差動増幅器４５のオフセット量が記憶され、第３ステップにてオフセット量が記憶されたコンデンサＣ１５、Ｃ１６を介して検出動作が行われるため、差動増幅器４５のオフセットが信号の検出結果に及ぼす影響が排除される。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の信号検出回路４２Ａ、４２Ｂでは、スイッチング素子２のドレインの信号Ｓｄおよびリファレンス電圧ＶｒｅｆがコンデンサＣ１１、Ｃ１２を介して検出回路４４、４７の差動増幅器４５に入力されるとともに、スイッチング素子２のソースの信号Ｓｓおよび基準電位がコンデンサＣ１３、Ｃ１４を介して検出回路４４、４７の差動増幅器４５に入力されることになる。そのため、検出回路４４、４７に対する各入力信号が、差動増幅器４５の入力端子などに存在する寄生容量の影響を同様に受けることになる。したがって、本実施形態によっても、寄生容量が被検出信号の検出精度に及ぼす影響が低減されるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
また、本実施形態では、検出回路４４、４７は、上記各入力信号に基づいて被検出信号を検出する差動構成となっている。つまり、本実施形態の構成によれば、スイッチング素子２のドレインの信号Ｓｄおよびソースの信号Ｓｓが検出回路４４、４７に差動で取り込まれることになり、入力段に設けられるコンデンサＣ１１およびコンデンサＣ１２などの容量が比較的小さい場合であっても、寄生容量が被検出信号の検出精度に及ぼす影響を一層低く抑えることができる。
【００７３】
信号検出回路４２Ｂは、差動増幅器４５の出力オフセットをキャンセルするリセット機能を実現するための構成を備えている。このような構成によれば、差動増幅器４５を構成する各素子の特性誤差などに起因して生じるオフセットが信号の検出結果に及ぼす影響がキャンセルされる。したがって、本実施形態によれば、信号の検出精度を一層高めることができる。
【００７４】
信号検出回路４２Ａ、４２Ｂでは、コンデンサＣ１１、Ｃ１３の各一方の端子とスイッチング素子２のドレインおよびソースとの間は、それらの間を電気的に開閉可能なスイッチを介することなく接続されている。つまり、上記構成では、信号入力の前段にスイッチが設けられていない。このような構成によれば、次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態の信号検出回路４２Ａ、４２Ｂと同様に、スイッチトキャパシタ回路および増幅器などからなる従来の信号検出回路（以下、比較例と称する）では、信号入力の前段にスイッチが設けられることが一般的である。
【００７５】
これは、スイッチのオンオフ切り替え動作、つまりＡＣ動作により、交流波形を生成してスイッチトキャパシタ回路を構成するコンデンサに印加するためである。このような比較例では、本実施形態のように被検出信号の電圧が比較的高い場合、信号入力の前段に設けられるスイッチを構成する素子として、高耐圧の素子を用いる必要が生じる。このように高耐圧素子からなるスイッチが信号入力の前段に設けられることにより、比較例では、応答速度の低下、回路面積の増大などの問題が生じる。
【００７６】
これに対し、本実施形態の構成では、信号検出回路４２Ａ、４２Ｂには、その入力側から過渡波形、つまりＡＣ波形が印加されるようになっているため、比較例のように信号入力の前段にスイッチを設けることなく、その入力電圧をコンデンサに印加することができる。信号入力の前段にスイッチが設けられていない本実施形態の構成によれば、スイッチによるリーク電流の影響、発振などの誤動作を防止することができる。また、本実施形態の構成によれば、高速信号の減衰を防止することができるとともに、回路面積を小さく抑えることができるという効果も得られる。
【００７７】
（第５実施形態）
以下、第４実施形態の第２構成例に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第５実施形態について図１７を参照して説明する。なお、第４実施形態の第１構成例に対して同様の変更を加えることも可能である。
図１７に示すように、本実施形態の信号検出回路５１は、図１０に示した第４実施形態の信号検出回路４２Ｂに対し、信号生成部４３に代えて信号生成部５２を備えている点、コンデンサＣ１２、Ｃ１４に代えてコンデンサＣ２２、Ｃ２４を備えている点などが異なる。この場合、コンデンサＣ２２が第２コンデンサとして機能するとともに、コンデンサＣ２４が第４コンデンサとして機能する。信号生成部５２は、信号生成部４３と同様の構成を備えているが、その出力端子が、コンデンサＣ２２を介して差動増幅器４５の非反転入力端子に接続されている。
【００７８】
この場合、差動増幅器４５の反転入力端子は、コンデンサＣ２４を介して電源線Ｌ１に接続されている。なお、本実施形態では、差動増幅器４５の反転入力端子が検出回路４７の一方の入力端子に相当し、その非反転入力端子が検出回路４７の他方の入力端子に相当する。つまり、本実施形態では、コンデンサＣ１１およびコンデンサＣ２４の各他方の端子の信号が検出回路４７の一方の入力端子に入力され、コンデンサＣ１３およびコンデンサＣ２２の各他方の端子の信号が検出回路４７に他方の入力端子に入力されるようになっている。
【００７９】
以上説明した本実施形態によっても第４実施形態と同様の検出動作を行うことが可能であるため、第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。すなわち、スイッチング素子２のソース電圧に相当する信号Ｓｓは、スイッチング素子２の動作状態にかかわらず、直流電源線Ｌｌの電圧（例えば０Ｖ）で一定となる。また、スイッチング素子２のドレイン電圧に相当する信号Ｓｄは、スイッチング素子２がオンされる期間では直流電源線Ｌｌの電圧となり、スイッチング素子２がオフされる期間では高電位側の直流電源線の電圧となるように、スイッチング素子２の動作に応じて変動する。
【００８０】
つまり、スイッチング素子２のドレインの信号Ｓｄの変動量に対して、そのソースの信号Ｓｓの変動量は小さい。そこで、本実施形態の信号検出回路５１では、信号生成部５２により生成されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆが、検出回路４４の２つの入力端子のうち、スイッチング素子２のソースの信号Ｓｓが与えられる側の入力端子に入力されるようになっている。
【００８１】
このような構成によれば、リファレンス電圧Ｖｒｅｆが信号Ｓｄの変動の影響を受けることが無い。したがって、第３実施形態と同様の効果、つまり、信号生成部５２を構成する回路素子に要求される動作速度などの能力が低くなることから、信号生成部５２は、第４実施形態の信号生成部４３に対して回路面積が小さく抑えられる。したがって、本実施形態によれば、第４実施形態に比べ、回路の大型化を一層抑制することができるという効果が得られる。
【００８２】
（第６実施形態）
以下、第４実施形態の第２構成例に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第６実施形態について図１８を参照して説明する。なお、第４実施形態の第１構成例に対して同様の変更を加えることも可能である。
図１８に示すように、本実施形態の信号検出回路６１は、図１０に示した第４実施形態の信号検出回路４２Ｂに対し、信号生成部４３に代えて信号生成部６２を備えている点、コンデンサＣ１２が省かれている点などが異なる。信号生成部６２は、容量アレイ型の構成、つまりＣＤＡＣであるＤＡＣ６３を備えている。
【００８３】
ＤＡＣ６３は、インバータ６４、６５、６６およびコンデンサ６７、６８、６９を備えている。なお、インバータの数およびコンデンサの数は、ＤＡＣ６３に要求される仕様に応じて適宜変更されるものであり、本実施形態において示した数に限られない。インバータ６４〜６６の各入力端子には、ＤＡＣ６３に入力されるデジタル値に応じた信号が与えられる。インバータ６４〜６６の各出力端子は、コンデンサ６７〜６９の各一方の端子にそれぞれ接続されている。コンデンサ６７〜６９の各他方の端子は、検出回路４７の入力端子である差動増幅器４５の反転入力端子に接続されている。
【００８４】
以上説明した本実施形態によっても第４実施形態と同様の検出動作を行うことが可能であるため、第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の信号検出回路６１では、ＤＡＣ６３により生成されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆは、そのＤＡＣ６３を構成するコンデンサ６７〜６９を介して検出回路４７の入力端子に入力されるようになっている。つまり、本実施形態では、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを検出回路４７に入力するための第２コンデンサを別途設けることなく、ＤＡＣ６３のコンデンサ６７〜６９を兼用して第２コンデンサとしての機能を実現している。
【００８５】
したがって、本実施形態によれば、第４実施形態に比べ、回路の大型化を一層抑制することができるという効果が得られる。さらに、信号生成部６２としてＣＤＡＣであるＤＡＣ６３を用いた構成によれば、他の構成に比べ、回路面積を小さくすることができるとともに、リファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧値がデジタル的に定められることから信号の検出精度を高めることができる。
【００８６】
＜変形例＞
本実施形態のように、信号生成部６２としてＣＤＡＣであるＤＡＣ６３を備える構成を採用する場合であっても、第５実施形態と同様に、信号生成部６２の出力端子を差動増幅器４５の非反転入力端子に接続するように変形することができる。このような変形例によれば、上記した本実施形態により得られる効果に加え、第５実施形態と同様の効果が得られる。
【００８７】
（第７実施形態）
以下、第４実施形態の第２構成例に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第７実施形態について図１９を参照して説明する。なお、第４実施形態の第１構成例に対して同様の変更を加えることも可能である。
図１９に示すように、本実施形態の信号検出回路７１は、図１０に示した第４実施形態の信号検出回路４２Ｂに対し、抵抗７２、７３が追加されている点などが異なる。
【００８８】
抵抗７２は、コンデンサＣ１１の一方の端子と、スイッチング素子２のドレインとの間に直列に介在するように設けられたものであり、第１受動素子に相当する。抵抗７３は、コンデンサＣ１３の一方の端子と、スイッチング素子２のソースとの間に直列に介在するように設けられたものであり、第２受動素子に相当する。なお、第１受動素子および第２受動素子としては、抵抗７２、７３に限らずともよく、例えばインダクタなど、他の受動素子であってもよい。
【００８９】
以上説明した本実施形態によっても第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の信号検出回路７１では、信号入力段に抵抗７２、７３が設けられている。そのため、本実施形態の構成によれば、静電気などが信号検出回路７１を構成する各素子に与える影響を低く抑えることができる。なお、本明細書では、静電気のことをＥＳＤと称することがある。このように、本実施形態によれば、ＥＳＤなどから信号検出回路７１を構成する各素子を保護するＥＳＤ保護を実現することができる。
【００９０】
（第８実施形態）
以下、第４実施形態の第２構成例に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第８実施形態について図２０を参照して説明する。なお、第４実施形態の第１構成例に対して同様の変更を加えることも可能である。
図２０に示すように、本実施形態の信号検出回路８１は、図１０に示した第４実施形態の信号検出回路４２Ｂに対し、ＥＳＤ保護素子８２、８３が追加されている点などが異なる。
【００９１】
ＥＳＤ保護素子８２は、コンデンサＣ１１の一方の端子と、スイッチング素子２のドレインとの間を接続する経路に接続されたものであり、第１静電気保護部に相当する。ＥＳＤ保護素子８３は、コンデンサＣ１３の一方の端子と、スイッチング素子２のソースとの間を接続する経路に接続されたものであり、第２静電気保護部に相当する。ＥＳＤ保護素子８２、８３は、ダイオードまたはツェナーダイオード、あるいは、それらの組み合わせなどにより構成されており、信号検出回路８１に侵入するＥＳＤをグランドなどへ逃がすように機能する。
【００９２】
以上説明した本実施形態によっても第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の信号検出回路８１では、信号入力段にＥＳＤ保護素子８２、８３が設けられている。そのため、本実施形態の構成によれば、静電気などが信号検出回路８１を構成する各素子に与える影響を低く抑えることができる。このように、本実施形態によれば、ＥＳＤなどから信号検出回路８１を構成する各素子を保護するＥＳＤ保護を実現することができる。
【００９３】
（第９実施形態）
以下、第４実施形態の第２構成例に対し信号検出回路の具体的な構成が変更された第９実施形態について図２１および図２２を参照して説明する。なお、第４実施形態の第１構成例に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の信号検出回路は、図１９に示した第７実施形態の信号検出回路７１に対し、図２０に示した第８実施形態の信号検出回路８１と同様のＥＳＤ保護素子８２、８３が追加されている点などが異なる。この場合、ＥＳＤ保護素子８２、８３の接続箇所が異なる２つの具体的な構成例が考えられる。
【００９４】
＜第１構成例＞
図２１に示すように、第１構成例の信号検出回路９１では、ＥＳＤ保護素子８２は、スイッチング素子２のドレインと抵抗７２との間の経路に接続されている。また、この場合、ＥＳＤ保護素子８３は、スイッチング素子２のソースと抵抗７３との間の経路に接続されている。
【００９５】
＜第２構成例＞
図２２に示すように、第２構成例の信号検出回路９２では、ＥＳＤ保護素子８２は、抵抗７２とコンデンサＣ１１との間の経路に接続されている。また、この場合、ＥＳＤ保護素子８３は、抵抗７３とコンデンサＣ１３との間の経路に接続されている。
【００９６】
以上説明した本実施形態によっても第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の信号検出回路９１、９２では、信号入力段に抵抗７２、７３およびＥＳＤ保護素子８２、８３が設けられている。そのため、本実施形態の構成によれば、静電気などが信号検出回路９１、９２を構成する各素子に与える影響を一層低く抑えることができる。このように、本実施形態によれば、ＥＳＤなどから信号検出回路９１、９２を構成する各素子を保護するＥＳＤ保護を一層確実に実現することができる。
【００９７】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
【００９８】
電源線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４に与えられる各基準電位の値は、各種の仕様に応じて適宜変更である。また、各基準電位は、スイッチング素子２のソースに接続される直流電源線Ｌｌの電位と同電位であってもよいし、それとは異なる電位であってもよい。さらに、各基準電位は、必ずしもそれらを全て同電位にする必要はなく、それらのうち少なくとも２つを互いに異なる電位としてもよい。さらに、各基準電位の値、リファレンス電圧Ｖｒｅｆの値、それらの値の関係などは、上記各実施形態において例示したものに限らず、実際に適用される装置の仕様などに応じて適宜変更することができる。
【００９９】
例えば、基準電位の値は、電源電圧の中間値にすることができる。このようにすれば、次のようなメリットがある。すなわち、正負電源ではなく、正電源だけで信号検出回路３を動作させるとともに、電源線Ｌ２に与えられる基準電位を電源電圧（例えば５Ｖ）の中間値（例えば２．５Ｖ）にした場合、図３に示す各信号における０Ｖの箇所が２．５Ｖになり、−２Ｖの箇所が０．５Ｖになる。つまり、この場合、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを−２Ｖから０．５Ｖに変更することができるため、信号生成部６の構成が簡素化されるというメリットがある。
【０１００】
駆動回路１、４１の駆動対象は、ハーフブリッジ回路を構成する２つのスイッチング素子のうちハイサイド側のスイッチング素子などであってもよい。このような場合でも、上記各実施形態の信号検出回路３、４２などによれば、駆動回路１、４１の駆動対象となるスイッチング素子の主端子の信号である被検出信号を検出することができる。
【０１０１】
信号検出回路４２Ａ、４２Ｂなどの信号入力の前段にスイッチが設けられていてもよい。リファレンス信号を生成する信号生成部としては、上記各実施形態において例示したＤＡＣを備えた構成に限らずともよく、例えばバンドギャップリファレンス回路、つまりＢＧＲを備えた構成など、様々な構成を採用することができる。
【０１０２】
検出回路４７などが備えるコンパレータ４６としては、上記各実施形態で示したような仕様のものに限らず、入力される電位差に基づいて判定する仕様のコンパレータを用いることができる。この場合、コンパレータに対する２つの入力信号のそれぞれに対応する２つの閾値電圧の値を、リファレンス電圧Ｖｒｅｆに応じて設定すればよい。
【０１０３】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【０１０４】
２…スイッチング素子、３、２１、３１、４２、４２Ａ、４２Ｂ、５１、６１、７１、８１、９１、９２…信号検出回路、６、２２、３２、４３…信号生成部、７…コンパレータ、８、６３…ＤＡＣ、４４、４７…検出回路、４５…差動増幅器、４６…コンパレータ、４８…同一信号入力部、７２、７３…抵抗、８２、８３…ＥＳＤ保護素子、Ｃ１、Ｃ１１…コンデンサ、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ１２、Ｃ２２…コンデンサ、Ｃ１３…コンデンサ、Ｃ１４、Ｃ２４…コンデンサ、Ｃ１５、Ｃ１６…コンデンサ、ＳＷ１３、ＳＷ１４…スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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