(57)【要約】【課題】簡単な回路で、FETをスイッチングする際の損失を低減する。【解決手段】コイルは、FETのゲートの入力容量とともに共振回路を構成する。スイッチ（回生用スイッチ）は、コイルに流れる電流をオン又はオフする。直流電源は、共振回路に電荷を補充するための電源であり、FETのゲートと接続される。スイッチ（補充用スイッチ）は、直流電源とFETのゲートとの接続をオン又はオフする。本技術は、例えば、スイッチングにより、交流の電圧及び電流を出力する電源に適用できる。【選択図】図４
2014023172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、
前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、
前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、
前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチと
を備えるFETの駆動回路。
【請求項２】
前記FETのゲートの電圧を、所定値以上の電圧にオフセットするオフセット回路をさらに備える
請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記オフセット回路は、
前記直流電源の1/2の電圧の他の直流電源と、
前記FETのゲートの電圧をバイアスするための抵抗と、
前記共振回路に流れる電流をバイパスするためのコンデンサと
を有する
請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記オフセット回路は、
前記他の直流電源のプラス端子に、前記抵抗の一端が接続され、
前記抵抗の他端に、前記コンデンサの一端が接続され、
前記コンデンサの他端に、前記他の直流電源のマイナス端子が接続された
回路であり、
一端が前記FETのゲートと接続される前記コイルの他端が、前記抵抗とコンデンサとの接続点に接続されている
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、前記共振回路の共振周期の1/2の期間だけオンするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部をさらに備える
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンするように、前記第２スイッチを制御する第２スイッチ制御部をさらに備える
請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期でオンし、かつ、前記電流検出部により検出される電流に応じてオフするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と
をさらに備える
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記FETのゲートの電圧を検出する電圧検出部と、
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期でオンし、かつ、前記電圧検出部により検出される電圧に応じてオフするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と
をさらに備える
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記FETとともに、ワイヤレス給電を行う電源を構成する
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項１０】
FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、
前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、
前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、
前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチと
を備えるFETの駆動回路の
前記第１スイッチが、前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、一時的にオンし、
前記第２スイッチが、前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンする
駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、駆動回路、及び、駆動方法に関し、特に、簡単な回路で、FET(Field Effect Transistor)をスイッチングする際の損失を低減することができるようにする駆動回路、及び、駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレスで電力を供給するワイヤレス給電が注目されている。
【０００３】
ワイヤレス給電では、ある程度の電力の正弦波等の交流信号（電圧、電流）を出力することができる高周波電源が必要である。
【０００４】
大電力の正弦波の信号を、高効率で生成することは困難であるため、高周波電源としては、一般に、単純な回路構成で、高い効率が得られる、スイッチング動作により矩形波を生成するインバータが用いられる。
【０００５】
インバータにおいて、スイッチング動作を行うスイッチ素子としては、例えば、パワーMOS FET(Metal Oxide Semiconductor FET)が用いられる。
【０００６】
図１は、従来のインバータのスイッチングを行う部分の一例の構成を示す図である。
【０００７】
図１において、FET１のソースは、接地されており（グラウンドに接続されており）、ドレインは、グラウンドとの接続をスイッチング（オン、オフ）すべき図示せぬ端子や線に接続されている。
【０００８】
また、FET１のゲートには、パルス出力部２が出力するパルス（ゲートパルス）が供給されるようになっており、FET１（のゲート）は、パルス出力部２が出力するパルスによって駆動される。
【０００９】
すなわち、FET１は、nMOS(negative channel MOS)のFETであり、ゲートに、H(High)レベルが印加されるとオンし、L(Low)レベルが印加されると（Hレベルが印加されていないと）オフする。
【００１０】
したがって、FET１は、パルス出力部２が出力するパルスがH(High)レベルにときにオンし、L(Low)レベルのときにオフするスイッチング動作を行う。
【００１１】
ところで、FET１については、インバータの高効率化のために、ドレインとソースとの間の抵抗（オン抵抗）が小さいパワーMOS FETであることが要求される。
【００１２】
しかしながら、FET１のオン抵抗を小さくするには、FET１のチャネルのチャネル幅を大にする必要があり、そのトレードオフとして、ゲートの入力容量Cissが増大する。
【００１３】
したがって、FET１のゲートの入力抵抗は大きいが、入力容量Cissも大きいので、そのような入力容量Cissが大きいFET１を駆動するパルスを出力するパルス出力部２（ドライバ）からすれば、FET１は、重い容量性負荷となる。
【００１４】
すなわち、FET１をオンするときには、大きな入力容量Cissを充電するために、多くの電荷が必要であり、大電流が流れる。そして、FET１をオフするときには、大きな入力容量Cissを充電された電荷が放電され、大電流が流れる。
【００１５】
したがって、FET１のスイッチングでは、図１に示すように、コップに電荷を注いでは、その電荷を捨てるようなことが行われているに等しく、電力の損失が大であった。
【００１６】
このようなスイッチングの電力の損失は、スイッチングを、高速で行う場合に、より顕著になる。
【００１７】
そこで、例えば、特許文献１には、コイルに電流を流すことにより、エネルギを蓄積し、そのエネルギを回生することで、損失を低減する、電力用MOS FETのゲート駆動回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開2006-054954号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
最近、より簡単な回路で、FETをスイッチングする際の損失を低減することができる技術の提案が要請されている。
【００２０】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な回路で、FETをスイッチングする際の損失を低減することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本技術の一側面の駆動回路は、FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチとを備えるFETの駆動回路である。
【００２２】
かかる駆動回路においては、FETのゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルに流れる電流がオン又はオフされる。また、前記共振回路に電荷を補充するための直流電源が、前記FETのゲートと接続されており、その接続がオン又はオフされる。
【００２３】
本技術の一側面の駆動方法は、FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチとを備えるFETの駆動回路の前記第１スイッチが、前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、一時的にオンし、前記第２スイッチが、前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンする駆動方法である。
【００２４】
かかる駆動方法においては、FETのゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチが、前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、一時的にオンされる。また、前記共振回路に電荷を補充するための直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチが、前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンされる。
【００２５】
なお、駆動回路は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本技術の一側面においては、簡単な回路で、FETをスイッチングする際の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のインバータのスイッチングを行う部分の一例の構成を示す図である。
【図２】本技術を適用したワイヤレス給電システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図３】送電装置１１の構成例を示すブロック図である。
【図４】ゲート駆動回路３１の第１の構成例を示す回路図である。
【図５】制御部４２が出力する制御信号C1、及び、制御部５２が出力する制御信号C2を示す波形図である。
【図６】制御信号C2と、その制御信号C2に従ってスイッチ５１が制御されることによって流れる電流i2とを示す波形図である。
【図７】制御信号C1、制御信号C1に従ってスイッチ４１が制御されることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【図８】電流i1とゲート電圧との関係を説明する図である。
【図９】電力回生と、力学としてのバネの振動（運動）との対応を説明する図である。
【図１０】電流i1及びi2を示す波形図である。
【図１１】シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【図１２】ゲート駆動回路３１の第２の構成例を示す回路図である。
【図１３】制御信号C2、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、制御信号C1、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【図１４】シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【図１５】ゲート駆動回路３１の第３の構成例を示す回路図である。
【図１６】制御信号C2、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、制御信号C1、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【図１７】制御部７２によるスイッチ４１の制御を説明するフローチャートである。
【図１８】ゲート駆動回路３１の第４の構成例を示す回路図である。
【図１９】ゲート駆動回路３１の第５の構成例を示す回路図である。
【図２０】制御信号C2、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、制御信号C1、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【図２１】制御部８２によるスイッチ４１の制御を説明するフローチャートである。
【図２２】本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［本技術を適用したワイヤレス給電システムの一実施の形態］
【００２９】
図２は、本技術を適用したワイヤレス給電システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、ワイヤレス給電システムは、送電装置１１と受電装置１２とを有し、例えば、磁界を利用した電磁誘導方式や磁界共鳴方式等で、ワイヤレス給電を行う。
【００３１】
送電装置１１は、磁界を利用して、電力を送信するためのコイルである送電コイルを有し、電力を送信する。
【００３２】
受電装置１２は、磁界を利用して、電力を受信するためのコイルである受電コイルを有し、送電装置１１の近くに置かれた場合に、その送電装置１１から送信される電力を受信する。
【００３３】
ここで、図２のワイヤレス給電システムが適用されるシステムとしては、送電装置１１としての、例えば、クレードルと、受電装置１２としての、例えば、携帯電話機等の携帯端末とのセットや、送電装置１１としての、例えば、充電スタンドと、受電装置１２としての、例えば、電気自動車とのセット、送電装置１１としての、例えば、テレビラックと、受電装置１２としてのTV（テレビジョン受像機）とのセット等がある。
【００３４】
また、図２では、１つの送電装置１１から、ワイヤレス給電により電力を受信する受電装置として、１つの受電装置１２だけを図示してあるが、ワイヤレス給電により電力を受信する受電装置は、複数であっても良い。
【００３５】
複数の受電装置を有するワイヤレス給電システムによれば、送電装置１１としての、例えば、トレイ（充電トレイ）に、複数の受電装置としての、例えば、複数の携帯端末を置くことによって、その複数の携帯端末を同時に充電することができる。
【００３６】
［送電装置１１の構成例］
【００３７】
図３は、図２の送電装置１１の構成例を示すブロック図である。
【００３８】
図３において、送電装置１１は、高周波電源２０、及び、共振回路２４を有し、ワイヤレス給電を行う電源として機能する。
【００３９】
高周波電源２０は、直流電源２１、制御部２２、及び、ドライバ回路２３を有し、スイッチングにより、交流としての矩形波の電圧及び電流を出力する電源として機能する。
【００４０】
直流電源２１は、所定の直流電圧（電流）を、ドライバ回路２３に供給する。
【００４１】
制御部２２は、ドライバ回路２３（のゲート駆動回路３１）や、送電装置１１を構成する各ブロックを制御する。
【００４２】
ドライバ回路２３は、直流電源２１からの直流電圧を用いて、共振回路２４をドライブし、その共振回路２４を構成する送電コイルLに磁束を発生させることにより、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式で、電力を送信させる。
【００４３】
共振回路２４は、送電コイルL、及び、コンデンサCから構成される直列共振回路であり、ドライバ回路２３によってドライブされる。共振回路２４がドライブされることにより、送電コイルLに磁束（磁界）が発生し、その磁束によって、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式で、電力が、受電装置１２に送信されるワイヤレス給電が行われる。
【００４４】
ここで、図３では、ドライバ回路２３は、フルブリッジインバータを構成しており、ゲート駆動回路３１、並びに、NMOSのFET３２，３３，３４、及び、３５を有する。
【００４５】
ゲート駆動回路３１は、制御部２２の制御に従い、FET３２ないし３５のゲートに所定の電圧を印加することで、FET３２ないし３５それぞれをオン又はオフさせる（オンオフさせる）。
【００４６】
FET３２ないし３５は、パワーMOS FETであり、ゲート駆動回路３１の駆動に従って、オン又はオフする（オンオフする）。
【００４７】
FET３２のドレインは、直流電源２１に接続されており、したがって、FET３２のドレインには、直流電源２１が出力する直流の所定の電圧が印加されている。
【００４８】
FET３２のソースは、FET３３のドレインに接続されており、FET３３のソースは、接地されている（グラウンド(GND)に接続されている）。
【００４９】
FET３４及び３５は、FET３２及び３３と同様に接続されている。
【００５０】
すなわち、FET３４のドレインは、直流電源２１に接続され、FET３４のソースは、FET３５のドレインに接続されている。そして、FET３５のソースは、接地されている。
【００５１】
さらに、FET３２のソースとFET３３のドレインとの接続点P1には、共振回路２４の一端が接続され、FET３４のソースとFET３５のドレインとの接続点P2には、共振回路２４の他端が接続されている。
【００５２】
ここで、図３において、共振回路２４では、送電コイルLとコンデンサCとの一端どうしが接続されている。そして、コンデンサCの他端が、FET３２のソースとFET３３のドレインとの接続点P1に接続され、送電コイルLの他端が、FET３４のソースとFET３５のドレインとの接続点P2に接続されている。
【００５３】
以上のように構成されるドライバ回路２３では、ゲート駆動回路３１が、制御部２２の制御に従い、所定のタイミングで、FET３２ないし３５のゲートに所定の電圧を印加することで、FET３２ないし３５それぞれをオン又はオフするように制御する。
【００５４】
これにより、FET３２及び３３は、それぞれ、相補的に、周期的に、オンとオフとになる。
【００５５】
すなわち、FET３２は、周期的に、交互に、オンとオフとになる。
【００５６】
そして、FET３２がオンになったときに、FET３３はオフになり、FET３２がオフになったときに、FET３３はオンになる。
【００５７】
また、FET３４及び３５のセットは、FET３２及び３３のセットに対して相補的に、周期的に、オンとオフとになる。
【００５８】
すなわち、FET３２がオンになり、FET３３がオフになったとき、FET３４はオフになり、FET３５はオンになる。
【００５９】
さらに、FET３２がオフになり、FET３３がオンになったとき、FET３４はオンになり、FET３５はオフになる。
【００６０】
例えば、いま、FET３２に注目すると、FET３２がオンになっているとき、FET３３はオフに、FET３４はオフに、FET３５はオンになる。
【００６１】
その結果、FET３２のソースとFET３３のドレインとの接続点P1は、直流電源２１が出力する直流の所定の電圧である、例えば、H(High)レベルになり、FET３４のソースとFET３５のドレインとの接続点P2は、グラウンドのレベルである、例えば、L(Low)レベルになる。
【００６２】
したがって、共振回路２４では、接続点P1から、コンデンサC及び送電コイルLを介して、接続点P2に向かう方向に、電流が流れる。
【００６３】
一方、FET３２がオフになっているとき、FET３３はオンに、FET３４はオンに、FET３５はオフになる。
【００６４】
その結果、FET３４のソースとFET３５のドレインとの接続点P2は、直流電源２１が出力する直流の所定の電圧であるHレベルになり、FET３２のソースとFET３３のドレインとの接続点P1は、グラウンドのレベルであるLレベルになる。
【００６５】
したがって、共振回路２４では、接続点P2から、送電コイルL及びコンデンサCを介して、接続点P1に向かう方向に、電流が流れる。
【００６６】
以上のように、共振回路２４には、FET３２ないし３５がオン（又はオフ）になる周期の交流電圧（矩形波の電圧）が印加され、その交流電圧の印加に応じて、同様の周期の交流電流が流れる。
【００６７】
共振回路２４に、交流電流が流れることにより、その共振回路２４を構成する送電コイルLには、継続的に、磁束が発生し、その磁束によって、電力が送信される。
【００６８】
なお、FET３２ないし３５がオン（又はオフ）になる周期は、送電コイルLとコンデンサCとで構成される共振回路２４の共振周期2π√(LC)、すなわち、共振回路２４の共振周波数1／(2π√(LC))の逆数に設定される。
【００６９】
また、図３では、ドライバ回路２３として、フルブリッジインバータを採用することとしたが、ドライバ回路２３としては、その他、例えば、ハーフブリッジインバータ等の、FETのスイッチング（オンオフ）を行う回路を採用することができる。
【００７０】
［ゲート駆動回路３１の第１の構成例］
【００７１】
図４は、図３のゲート駆動回路３１の第１の構成例を示す回路図である。
【００７２】
なお、図４では、図３のゲート駆動回路３１のうちの、例えば、FET３３を駆動する部分の構成例を図示してある。FET３３以外のFET３２，３４，３５それぞれを駆動する部分も、同様に構成される。
【００７３】
ゲート駆動回路３１は、容量性負荷であるパワーMOS FET（のゲート）を、高効率に駆動するため、FETの駆動に用いられた電力を回生する電力回生機構を有する。
【００７４】
すなわち、図４において、ゲート駆動回路３１は、コイル（回生用コイル）Lg、スイッチ（回生用スイッチ）４１、制御部４２、スイッチ（補充用スイッチ）５１、制御部５２、抵抗（電流制限抵抗）５３、及び、直流電源５４を有する。
【００７５】
コイルLgの一端は、スイッチ４１を介して、FET３３のゲートに接続されており、コイルLgの他端は、FET３３のソース（図４では、グラウンドでもある）に接続されている。したがって、コイルLgは、FET３３のゲートの入力容量（コンデンサ）Cissとともに（直列）共振回路を構成している。
【００７６】
スイッチ４１（第１スイッチ）は、コイルLgの一端と、FET３３のゲートとの間に設けられている。スイッチ４１は、制御部４２からの制御、すなわち、制御部４２から供給される制御信号C1に従って、オン又はオフし、これにより、コイルLgに流れる電流i1をオン又はオフする。
【００７７】
ここで、本実施の形態では、コイルLgに流れる電流i1については、コイルLgから、FET３３のゲートに流れる方向を、正方向とするとともに、逆方向を、負方向とする。
【００７８】
制御部４２は、制御信号（回生用スイッチ制御信号）C1を、スイッチ４１に供給することにより、スイッチ４１（のオン及びオフ）を制御する。
【００７９】
スイッチ５１（第２スイッチ）は、制御部５２からの制御、すなわち、制御部５２から供給される制御信号（補充用スイッチ制御信号）C2に従って、オン又はオフし、これにより、直流電源５４とFET３３のゲートとの接続をオン又はオフする。
【００８０】
すなわち、直流電源５４のプラス端子は、抵抗５３、及び、スイッチ５１を介して、FET３３のゲートに接続され、直流電源５４のマイナス端子は、FET３３のソースに接続されている。
【００８１】
したがって、スイッチ５１がオン又はオフすることにより、直流電源５４（のプラス端子）とFET３３のゲートとの接続がオン又はオフされる。
【００８２】
制御部５２は、制御信号C2を、スイッチ５１に供給することにより、スイッチ５１（のオン及びオフ）を制御する。
【００８３】
抵抗５３は、スイッチ５１がオンしたときに、直流電源５４から流れる電流i2を制限するための抵抗であり、抵抗５３の一端は、直流電源５４のプラス端子に接続され、抵抗５３の他端は、スイッチ５１を介して、FET３３のゲートに接続されている。
【００８４】
ここで、本実施の形態では、直流電源５４から流れる電流（抵抗５３を流れる電流）i2については、直流電源５４のプラス端子から、FET３３のゲートに流れる方向を、正方向とするとともに、逆方向を、負方向とする。
【００８５】
直流電源５４は、所定の直流電圧+VDD（＞０）を出力する電源である。直流電源５４のプラス端子は、抵抗５３、及び、スイッチ５１を介して、FET３３のゲートに接続され、直流電源５４のマイナス端子は、FET３３のソースに接続されている。したがって、スイッチ５１がオンすることにより、FET３３のゲートには、直流電源５４の（直流）電圧+VDDが印加される。
【００８６】
なお、直流電源５４の電圧+VDDは、FET３３を駆動するのに十分な電圧（FET３３がオンするときのゲートとソースとの間の電圧vgsより大の電圧）になっていることとする。
【００８７】
また、FET３３のゲートの入力容量Cissは、等価的に、FET３３のゲートとソースとの間に並列に存在する。
【００８８】
以上のように構成されるゲート駆動回路３１では、FET３３のゲートの入力容量Ciss、コイルLg、スイッチ４１、及び、制御部４２が、FET３３の駆動に用いられた電力を回生する電力回生機構を構成している。
【００８９】
すなわち、例えば、いま、FET３３がオンになっているとすると、FET３３のゲートの入力容量Cissには、電荷が蓄積され、ゲートの電圧（ソースから見たゲートの電圧）は、Hレベルになっている。
【００９０】
そして、スイッチ４１及び５１がオフになっていることとすると、入力容量Cissに蓄積された電荷は放電されず、ゲートの電圧は、Hレベルに維持されるので、FET３３もオンの状態を維持する。
【００９１】
なお、このときのFET３３のゲートの電圧、すなわち、入力容量Cissの、ソースに接続されている端子を基準とする、ゲートに接続されている端子の電圧は、例えば、直流電源５４の電圧+VDDであるとする。
【００９２】
スイッチ４１は、制御部４２の制御に従い、FET３３がオフになる（スイッチングする）べきタイミングで、オンになる。
【００９３】
スイッチ４１がオンになることにより、入力容量Cissに蓄積された電荷は、スイッチ４１、及び、コイルLgを介して放電し、コイルLgには、その放電された電荷に対応する電流i1が負方向に流れる。
【００９４】
コイルLgに、電流i1が流れることにより、その電流i1に対応する電気エネルギ（磁気エネルギ）が、コイルLgに蓄積される。
【００９５】
入力容量Cissに蓄積された電荷がある程度放電され、ゲートの電圧が電圧+VDDから所定値（FET３３がオンするゲートの電圧）未満に下降すると、FET３３はオフになる。
【００９６】
そして、入力容量Cissに蓄積された電荷がすべて放電されると、コイルLgに流れる電流i1が０になろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が負方向に流れ続ける。
【００９７】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、電荷が蓄積され、FET３３のゲートの電圧（入力容量Cissの、ソースに接続されている端子を基準とする、ゲートに接続されている端子の電圧）の極性が反転すると、すなわち、FET３３のゲートの電圧が、電圧-VDDになると、コイルLgに流れる電流i1は０になる。
【００９８】
スイッチ４１は、制御部４２の制御に従い、コイルLgに流れる電流i1が０になるタイミングで、オフになる。これにより、FET３３のゲートの電圧は、電圧-VDDに維持される。
【００９９】
その後、スイッチ４１は、制御部４２の制御に従い、FET３３がオンになる（スイッチングする）べきタイミングで、オンになる。
【０１００】
スイッチ４１がオンになることにより、入力容量Cissに蓄積された電荷は、コイルLg、及び、スイッチ４１を介して放電し、コイルLgには、その放電された電荷に対応する電流i1が正方向に流れる。
【０１０１】
コイルLgに、電流i1が流れることにより、その電流i1に対応する電気エネルギが、コイルLgに蓄積される。
【０１０２】
入力容量Cissに蓄積された電荷がある程度放電され、ゲートの電圧が電圧-VDDから所定値以上に上昇すると、FET３３はオンになる。
【０１０３】
そして、入力容量Cissに蓄積された電荷がすべて放電されると、コイルLgに流れる電流i1が０になろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が正方向に流れ続ける。
【０１０４】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、電荷が蓄積され、FET３３のゲートの電圧の極性が反転すると、すなわち、FET３３のゲートの電圧が、電圧+VDDになると、コイルLgに流れる電流i1は０になる。
【０１０５】
スイッチ４１は、制御部４２の制御に従い、コイルLgに流れる電流i1が０になるタイミングで、オフになる。これにより、FET３３のゲートの電圧は、電圧+VDDに維持される。
【０１０６】
その後、スイッチ４１は、制御部４２の制御に従い、FET３３がオフになるべきタイミングで、オンになり、以下、同様の動作が繰り返される。
【０１０７】
以上のように、電力回生機構としての入力容量Ciss、コイルLg、スイッチ４１、及び、制御部４２では、入力容量Cissに蓄積された電気エネルギ（電荷）を、その入力容量Cissとともに共振回路を構成するコイルLgに蓄積し、コイルLgに蓄積された電気エネルギを、入力容量Cissに蓄積することを繰り返すことで、FET３３の駆動に用いられた電力を回生し、その電力が、再び、FET３３の駆動に用いられる。
【０１０８】
なお、以上のような電力回生機構において、一部の電力は、熱等として損失するので、電力の回生（電力回生）を、恒久的に行うことはできない。
【０１０９】
そのため、ゲート駆動回路３１では、損失した電力が、適宜補充される。
【０１１０】
すなわち、スイッチ５１は、制御部５２の制御に従って、例えば、周期的に、一時オンになる（オフからオンになる）。
【０１１１】
スイッチ５１がオンになると、電流i2が、直流電源５４から、抵抗５３、スイッチ５１、及び、FET３３のゲートを介して、入力容量Cissに流れ込み、入力容量CissとコイルLgとで構成される共振回路に、電力（電荷）が補充される。したがって、直流電源５４は、電荷（電力）を補充するための電源ということができ、直流電源５４から流れる電流i2は、電荷（電力）を補充するための補充電流ということができる。
【０１１２】
［ゲート駆動回路３１の第１の構成例の動作］
【０１１３】
図５は、図４の制御部４２が出力する制御信号C1、及び、制御部５２が出力する制御信号C2を示す波形図である。
【０１１４】
なお、制御信号C1及びC2は、例えば、L及びHレベルの２値をとるパルス信号である。
【０１１５】
制御信号C1がLレベルのとき、スイッチ４１はオフになり、制御信号C1がHレベルのとき、スイッチ４１はオンになる。
【０１１６】
同様に、制御信号C2がLレベルのとき、スイッチ５１はオフになり、制御信号C2がHレベルのとき、スイッチ５１はオンになる。
【０１１７】
したがって、制御信号C1及びC2の波形は、それぞれ、スイッチ４１及び５１のオンとオフの状態をも表しており、以下、適宜、制御信号C1及びC2の波形が、それぞれ、スイッチ４１及び５１のオンとオフの状態を表していることとして、説明を行う。
【０１１８】
制御部４２は、図５に示すように、FET３３をスイッチングする周期tCLKに対応する周期としての、例えば、周期tCLKの1/2の周期tCLK/2で、コイルLgと入力容量Cissとからなる共振回路（以下、LgCiss共振回路ともいう）の共振周期2π√(LgCiss)（LgCiss共振回路の共振周波数1／(2π√(LgCiss))の逆数）の1/2の時間tg＝π√(LgCiss)だけ、（一時的に）Hレベルになり、他の期間（時間）は、Lレベルになる信号を、制御信号C1として、スイッチ４１に供給する。
【０１１９】
したがって、スイッチ４１は、周期tCLK/2で、時間tgだけ、（一時的に）オンになる（他の期間（時間）はオフになる）。
【０１２０】
制御部５２は、図５に示すように、スイッチ４１がオフになっている期間、すなわち、制御信号C1がLレベルになっている期間のうちの所定の期間としての時間tsだけ、周期的にHレベルになり、他の期間は、Lレベルになる信号を、制御信号C2として、スイッチ５１に供給する。
【０１２１】
したがって、スイッチ５１は、スイッチ４１がオフになっている期間のうちの、時間tsだけ、周期的に、（一時的に）オンになる（他の期間はオフになる）。
【０１２２】
図６は、制御信号C2と、その制御信号C2に従ってスイッチ５１が制御されることによって流れる電流（補充電流）i2とを示す波形図である。
【０１２３】
制御信号C2がHレベルになり、スイッチ５１がオンになると、直流電源５４から、電流i2が流れる。
【０１２４】
図５で説明したように、スイッチ５１は、時間tsだけオンするが、スイッチ５１がオンになるのは、スイッチ４１がオフになっている期間であるから、直流電源５４から流れる電流i2（電荷）は、抵抗５３、及び、オンになっているスイッチ５１を介して、FET３３のゲートの入力容量Cissに流れ込む。
【０１２５】
したがって、スイッチ５１がオンになった瞬間は、直流電源５４から流れる電流i2によって、FET３３のゲートの入力容量Cissに、電荷が、瞬時的に蓄積され、その後、入力容量Cissに蓄積される電荷は、急激に減少していく。
【０１２６】
その結果、図６に示すように、電流i2としては、スイッチ５１がオンになった瞬間、瞬時的に、大きな電流が流れ、その後、電流i2は、急激に減少していく。電流i2が減少していく速度（時間）は、抵抗５３と入力容量Cissとから求められる時定数によって決まる。
【０１２７】
図５及び図６では、スイッチ４１がオンになる周期の２周期に１回の割合で、スイッチ５１がオンになり、入力容量CissとコイルLgとで構成されるLgCiss共振回路の入力容量Cissに、電荷が蓄積（補充）される。
【０１２８】
ここで、スイッチ５１がオンになる割合は、スイッチ４１がオンになる周期の２周期に１回の割合に限定されるものではない。
【０１２９】
図７は、制御信号C1、制御信号C1に従ってスイッチ４１が制御されることによって流れる電流（回生電流）i1、及び、ゲート電圧（FET３３のゲートの電圧）を示す波形図である。
【０１３０】
なお、図７では、制御信号C1（スイッチ４１のオンとオフ）、電流i1、及び、ゲート電圧の他、参考として、図６に示した制御信号C2（スイッチ５２のオンとオフ）も、図示してある。
【０１３１】
図５で説明したように、スイッチ４１（制御信号C1）は、周期tCLK/2で、時間tgだけ、オンになる。
【０１３２】
ここで、図５で説明したように、スイッチ５１がオンになるのは、スイッチ４１がオフになっている期間であるから、スイッチ４１がオンになっている時間tgでは、スイッチ５１はオフになっている。
【０１３３】
したがって、スイッチ４１がオンした場合には、そのオンになっているスイッチ４１を介して、入力容量CissとコイルLgとで構成されるLgCiss共振回路だけが導通状態となる（抵抗５３や直流電源５４と、コイルLgや入力容量Cissとは、導通状態にはならない）。
【０１３４】
例えば、いま、ゲート電圧が正の電圧+VDDになるように、電荷が、入力容量Cissに蓄積されているとすると、スイッチ４１がオンした場合には、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、スイッチ４１、コイルLgの順番で流れることよって、電流i1は、図７に示すように、LgCiss共振回路を、負方向に流れる。
【０１３５】
負方向の電流i1は、スイッチ４１がオンしている時間tgだけ流れ、これにより、ゲート電圧が負の電圧-VDDに（ほぼ）なるように、電荷が、入力容量Cissに蓄積される。
【０１３６】
その後、スイッチ４１が、再び、時間tgだけ、オンになると、ゲート電圧が負の電圧-VDDになるように、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、コイルLg、スイッチ４１の順番で流れることよって、電流i1は、図７に示すように、LgCiss共振回路を、正方向に流れる。
【０１３７】
正方向の電流i1は、スイッチ４１がオンしている時間tgだけ流れ、これにより、ゲート電圧が正の電圧+VDDに（ほぼ）なるように、電荷が、入力容量Cissに蓄積される。
【０１３８】
以下、同様に、スイッチ４１が、周期tCLK/2で、オンするたびに、入力容量Cissに蓄積された電荷によって、電流i1が、LgCiss共振回路を、正方向に流れることと、負方向に流れることとが、交互に繰り返される。
【０１３９】
その結果、ゲート電圧は、時間tCLK/2ごとに、交互に、正の電圧+VDD（Hレベル）と負の電圧-VDD（Lレベル）になり、FET３３は、周期tCLKでスイッチングされる。
【０１４０】
すなわち、図７において、FET３３は、周期tCLKで、時間tCLK/2だけ、（一時的に）オンになる（その後の、時間tCLK/2はオフになる）。
【０１４１】
なお、図７では、ゲート電圧は、正の電圧+VDDになっている時間と、負の電圧-VDDになっている時間とがいずれも時間tCLK/2で、同一になっている、デューティ比が50%のパルスになる。
【０１４２】
スイッチ４１が周期tCLK/2でオンする、連続する２つのタイミング（オンタイミング）のセットについて、その２つのオンタイミングのセットのうちの一方のタイミングをずらすことにより、ゲート電圧のデューティ比を調整することができる。
【０１４３】
すなわち、例えば、いま、あるオンタイミングのセットの１番目のオンタイミングで、ゲート電圧が正の電圧+VDDになったとすると、その１番目のオンタイミングから２番目のオンタイミングまでの期間が、ゲート電圧が正の電圧+VDDになる期間であり、２番目のオンタイミングから、次のオンタイミングのセットの１番目のオンタイミングまでの期間が、ゲート電圧が負の電圧-VDDになる期間になる。
【０１４４】
したがって、オンタイミングのセットのうちの、例えば、２番目のオンタイミングをずらすことにより、ゲート電圧が正の電圧+VDDになる期間と、負の電圧-VDDになる期間とを調整すること、すなわち、ゲート電圧のデューティ比を調整することができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態では、図５及び図６で説明したように、スイッチ４１がオンになる周期の２周期に１回の割合で、スイッチ５１がオンになり、入力容量CissとコイルLgとで構成されるLgCiss共振回路の入力容量Cissに、電荷が補充される。
【０１４６】
本実施の形態では、FET３３のゲートに、直流電源５４のプラス端子が（抵抗５３、及び、スイッチ５１を介して）接続され、正の電圧+VDDが印加されるため、その正の電圧+VDDが印加されるゲートの入力容量Cissへの電荷の補充、すなわち、スイッチ５１（制御信号C2）をオンにすることは、図７に示すように、ゲート電圧が正の電圧+VDD（Hレベル）になっているタイミングで行われる。
【０１４７】
ゲートの入力容量Cissへの電荷の補充を、ゲート電圧が負の電圧-VDD（Lレベル）になっているタイミングで行う場合には、そのタイミングにおいて、FET３３のゲートには、直流電源５４のマイナス端子を（抵抗５３、及び、スイッチ５１を介して）接続し、負の電圧-VDD（Lレベル）を印加する。
【０１４８】
図８は、電流i1とゲート電圧との関係を説明する図である。
【０１４９】
例えば、いま、ゲート電圧が正の電圧+VDDになるように、電荷（電気エネルギ）が、入力容量Cissに蓄積されているとする。
【０１５０】
この場合に、スイッチ４１がオンすると、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、スイッチ４１、コイルLgの順番で流れる（放電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、負方向に流れる（期間T1）。
【０１５１】
入力容量Cissからの電荷の放電（入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、スイッチ４１、コイルLgの順番で流れていくこと）によって、ゲート電圧は、正の電圧+VDDから低下し、入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると（スイッチ４１がオンされてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/4周期である時間tg/2が経過したとき）、ゲート電圧は、0Vになる（期間T1）。
【０１５２】
このとき、コイルLgに蓄えられる電気エネルギは、最大になる。
【０１５３】
入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると、コイルLgに流れる電流i1が0Aになろうとするが、慣性で、すなわち、コイルLgに蓄えられた電気エネルギにより、コイルLgには、電流i1が負方向に流れ続ける（期間T2）。
【０１５４】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が負の電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される（期間T2）。
【０１５５】
そして、スイッチ４１がオンされた最新のタイミングから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2周期tgが経過したとき、コイルLgに蓄えられる電気エネルギは0になり、コイルLgに流れる電流i1は0Aになる（タイミングT3）。
【０１５６】
このとき、入力容量Cissには、ゲート電圧が負の電圧-VDDになるように、電荷が蓄積されており、スイッチ４１がオフにされることにより、LgCiss共振回路はオープンになり、ゲート電圧は、負の電圧-VDDに固定される（タイミングT3）。
【０１５７】
スイッチ４１は、前回、オンにされてから、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過したときに、再び、オンにされる。
【０１５８】
スイッチ４１がオンになると、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、コイルLg、スイッチ４１の順番で流れる（放電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、正方向に流れる（期間T4）。
【０１５９】
入力容量Cissからの電荷の放電（入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、コイルLgスイッチ４１の順番で流れていくこと）によって、ゲート電圧は、負の電圧-VDDから上昇し、入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると（スイッチ４１がオンされてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/4周期である時間tg/2が経過したとき）、ゲート電圧は、0Vになる（期間T4）。
【０１６０】
このとき、コイルLgに蓄えられる電気エネルギは、再び、最大になる。
【０１６１】
入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると、コイルLgに流れる電流i1が0Aになろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が正方向に流れ続ける（期間T5）。
【０１６２】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が正の電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される（期間T5）。
【０１６３】
そして、スイッチ４１がオンされた最新のタイミングから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2周期tgが経過したとき、コイルLgに蓄えられる電気エネルギは0になり、コイルLgに流れる電流i1は0Aになる（タイミングT6）。
【０１６４】
このとき、入力容量Cissには、ゲート電圧が正の電圧+VDDになるように、電荷が蓄積されており、スイッチ４１がオフにされることにより、LgCiss共振回路はオープンになり、ゲート電圧は、正の電圧+VDDに固定される（タイミングT3）。
【０１６５】
スイッチ４１は、前回、オンにされてから、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過したときに、再び、オンにされ、以下、同様の処理が繰り返される。
【０１６６】
以上のように、ゲート駆動回路３１では、入力容量Cissに蓄積された電気エネルギ（電荷）を、その入力容量CissとともにLgCiss共振回路を構成するコイルLgに蓄積し、コイルLgに蓄積された電気エネルギを、入力容量Cissに蓄積することを繰り返すことで、FET３３の駆動に用いられた電力を電力回生し、その電力が、再び、FET３３の駆動に用いられる。
【０１６７】
なお、以上のような電力回生において、一部の電力は、熱等として損失する。そのため、スイッチ５１が周期的にオンにされることによって、直流電源５４の電圧+VDDが、抵抗５３、及び、スイッチ５１を介して、FET３３のゲートの入力容量Cissに印加されることによって、LgCiss共振回路の入力容量Cissに、電力（電荷）が補充される。
【０１６８】
図９は、ゲート駆動回路３１の電力回生と、力学としてのバネの振動（運動）との対応を説明する図である。
【０１６９】
図９に示すように、天井に、バネ（つるまきバネ）の一端を固定するとともに、バネの他端に、重りをつけ、手で、バネを伸ばすか、縮ませてから、手を離すと、バネは、上下（重力と平行な方向）に伸縮し、バネの他端につけられた重りは、バネの伸縮に伴って上下に振動（移動）する。
【０１７０】
この場合、重りの力学的エネルギは、式kx2/2＋mv2/2で表される。
【０１７１】
ここで、kは、バネ定数を表し、xは、天井に一端を固定したバネの他端に、重りをつけて、重りが振動しないように、手を離したときの重りの位置を基準位置とする、重りの位置（変位量）を表す。
【０１７２】
また、mは、重りの質量を表し、vは、重りの速度を表す。
【０１７３】
基準位置に対して、バネの縮みが最大のときと、バネの伸びが最大のときとに、すなわち、変位量xが最大のときと最小のときとに、重りの速度vは0になる。
【０１７４】
また、バネの伸縮が0のときに、すなわち、変位量xが0のときに、重りの速度（速さ）vは、最大になる。
【０１７５】
一方、LgCiss共振回路の電気的エネルギは、式CV2/2＋LI2/2で表される。
【０１７６】
ここで、Cは、入力容量（静電容量）Cissを表し、Vは、入力容量Cissにかかる電圧、すなわち、本実施の形態では、ゲート電圧を表す。
【０１７７】
また、Lは、コイル（のインダクタンス）Lgを表し、Iは、コイルLgに流れる電流i1を表す。
【０１７８】
ゲート電圧が、正側に最大のときと、負側に最大のときとに、すなわち、ゲート電圧が最大のときと最小のときとに、LgCiss共振回路のコイルLgに流れる電流I=i1は0になる。
【０１７９】
また、ゲート電圧が0であるときに、コイルLgに流れる電流I=i1は、最大になる。
【０１８０】
以上のような重りの力学的エネルギと、LgCiss共振回路の電気的エネルギとでは、例えば、バネの縮みが最大のときと、ゲート電圧が正側に最大のときとが対応するとともに、バネの伸びが最大のときと、ゲート電圧が負側に最大のときとが対応する。さらに、重りの速度vが0のときと、コイルLgに流れる電流I=i1が0のときとが対応する。
【０１８１】
また、重りの力学的エネルギと、LgCiss共振回路の電気的エネルギとでは、例えば、バネの伸縮が0のときと、ゲート電圧が0のときとが対応する。さらに、重りの速度（速さ）vが最大のときと、コイルLgに流れる電流I=i1が最大のときとが対応する。
【０１８２】
図１０は、電流i1及びi2を示す波形図である。
【０１８３】
図５ないし図８で説明したように、スイッチ４１が、時間tgだけオンになり、その時間tgだけ、LgCiss共振回路に電流i1が流れることによって、FET３３のゲート電圧の極性が反転する（Hレベル及びLレベルのうちの一方から他方になる）。
【０１８４】
したがって、ゲート電圧の極性の反転に必要な電荷の量は、時間tgの間に、LgCiss共振回路に流れる電流i1を積分した値である。
【０１８５】
一方、ゲート駆動回路３１において、外部から電気的エネルギの供給を受けずに、電気的エネルギを他に供給することができるのは、直流電源５４だけであり、その直流電源５４が他に供給する電気的エネルギは、LgCiss共振回路の入力容量Cissに、電力（電荷）を補充するための電流（補充電流）i2だけである。
【０１８６】
電流i2は、熱等として失われた電力を補充するための補充電流であるため、図１０に示すように、電流i1に比較して極めて小さい。
【０１８７】
電力回生機構を有する図４のゲート駆動回路３１によれば、FET３３の駆動（スイッチング）に必要な電流量を、LgCiss共振回路に流れる電流i1の量から、その電流i1に比較して極めて小さい電流i2の量に改善することができる。
【０１８８】
すなわち、FET３３をオンするときには、大きな入力容量Cissを充電するために、大きな電流i1が必要であり、電力回生を行わない場合には、FET３３をオフするときに、FET３３をオンするときに用いた大きな電流i1（に対応する電荷）がすべて捨てられるが、電力回生機構を有するゲート駆動回路３１では、電流i1が、電力回生によって再利用され、その電力回生において熱等として失われた電力が、大きな電流i1に比較して極めて小さい電流i2で補充される。
【０１８９】
したがって、ゲート駆動回路３１によれば、FET３３をスイッチングする際の電力（電荷）の損失を、大きな電流i1に相当する電力から、小さな電流i2に相当する電力に、大きく低減することができる。
【０１９０】
図１１は、図５ないし図８、及び、図１０の波形図を求めるシミュレーションに用いた回路（シミュレーション用回路）を示す回路図である。
【０１９１】
シミュレーション用回路は、図４のFET３３に代えて、そのFET３３のゲートの代わりとなるコンデンサCGと抵抗RGとの並列回路が設けられている点を除き、図４に示した回路と同様に構成されている。
【０１９２】
図１１のシミュレーション用回路において、コンデンサCGは、FET３３のゲートの入力容量Cissに相当し、抵抗RGは、FET３３のゲートの入力抵抗に相当する。
【０１９３】
なお、FET３３のゲートの入力抵抗としての抵抗RGは、非常に大きな抵抗値の抵抗であるため、シミュレーション用回路において、そのような大きな抵抗RGは、なくてもよい（省略することができる）。
【０１９４】
以上のように、図４のゲート駆動回路３１では、コイルLg、スイッチ４１、制御部４２、スイッチ５１、制御部５２、抵抗５３、及び、直流電源５４という簡単な回路構成で、FETをスイッチングする際の電力（電荷）の損失を低減することができる。
【０１９５】
［ゲート駆動回路３１の第２の構成例］
【０１９６】
図１２は、図３のゲート駆動回路３１の第２の構成例を示す回路図である。
【０１９７】
なお、図中、図４の第１の構成例と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０１９８】
すなわち、図１２のゲート駆動回路３１は、コイルLg、スイッチ４１、制御部４２、スイッチ５１、制御部５２、抵抗５３、及び、直流電源５４を有する点で、図４の第１の構成例と共通する。
【０１９９】
但し、図１２のゲート駆動回路３１は、（直流電圧）オフセット回路６０が新たに設けられている点で、図４の第１の構成例と相違する。
【０２００】
オフセット回路６０は、直流電源６１、抵抗（バイアス抵抗）６２、及び、コンデンサ（バイパスコンデンサ）６３を有し、FET３３のゲート電圧を、所定値以上の電圧にオフセットする。
【０２０１】
ここで、図４の第１の構成例では、図７及び図８で説明したように、FET３３のゲート電圧は、直流電源５４の電圧である電圧+VDDから、その電圧+VDDの符号を逆にした電圧-VDDまでの範囲の電圧になる。
【０２０２】
NMOSのFETのゲートに対して、負の電圧が印加されることは予定されていないことがあり、負の電圧-VDDが、FETの性能を保証する性能保証電圧未満である場合には、ゲート駆動回路３１の信頼性を損ねることがあり得る。
【０２０３】
そこで、図１２のゲート駆動回路３１では、オフセット回路６０によって、FET３３のゲート電圧が、所定値としての、例えば、0V以上の電圧にオフセットされる。
【０２０４】
ここで、図１２のゲート駆動回路３１では、ゲート電圧が、直流電源５４の電圧である電圧+VDDから0Vまでの範囲の電圧になるように、オフセットされる。
【０２０５】
すなわち、直流電源６１は、直流電源５４が出力する直流電圧+VDDの、例えば、1/2の直流電圧+VDD/2を出力する電源である。直流電源６１のプラス端子は、抵抗６２の一端に接続されており、直流電源６１のマイナス端子は、コンデンサ６３の一端に接続されている。
【０２０６】
抵抗６２は、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端、ひいては、FET３３のゲートをバイアスするための抵抗である。抵抗６２の一端は、上述したように、直流電源６１のプラス端子に接続されており、抵抗６２の他端は、コンデンサ６３の他端に接続されている。
【０２０７】
コンデンサ６３は、LgCiss共振回路に流れる電流をバイパスするためのコンデンサである。上述したように、コンデンサ６３の一端は、直流電源６１のマイナス端子に接続されており、コンデンサ６３の他端は、抵抗６２の他端と接続されている。
【０２０８】
そして、以上のように構成されるオフセット回路６０の抵抗６２とコンデンサ６３との接続点が、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端（一端がスイッチ４１を介してFET４４のゲートと接続されているコイルLgの他端）に接続され、直流電源６１とコンデンサ６３との接続点が、FET３３のソース（図１２では、グラウンドでもある）に接続されている。
【０２０９】
図１２のLgCiss共振回路において、電流i1は、コンデンサ６３を介して（バイパスして）、図４の場合と同様のタイミングで流れる。
【０２１０】
但し、オフセット回路６０において、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端は、0V（グラウンドレベル）ではなく、直流電源６１の電圧+VDD/2にバイアスされ、コイルLgに印加される電圧は、+VDDから+VDD/2になる。
【０２１１】
その結果、コイルLgに流れる電流i1は、図４の場合の1/2になり、さらに、FET３３のゲートが、図４の場合から、電圧+VDD/2だけバイアスされるので、FET３３のゲート電圧は、図４の場合のゲート電圧の範囲を1/2にして、電圧+VDD/2だけバイアスした範囲、すなわち、電圧+VDDから0Vまでの範囲になる。
【０２１２】
［ゲート駆動回路３１の第２の構成例の動作］
【０２１３】
図１３は、図１２のゲート駆動回路３１についての、スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、スイッチ４１のオンとオフの状態（制御信号C1）、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【０２１４】
スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、及び、スイッチ４１のオンとオフの状態（制御信号C1）は、オフセット回路６０が設けられている場合であっても、オフセット回路６０がない図５ないし図８で説明した場合と同一になる。
【０２１５】
スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1は、図１３に示すように、図５ないし図８で説明した場合の1/2の大きさになる。
【０２１６】
すなわち、オフセット回路６０によれば、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端が、直流電源６１の電圧+VDD/2にバイアスされる。
【０２１７】
ここで、例えば、ゲート電圧が電圧+VDDである場合、図４のゲート駆動回路３１では、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端が、グラウンドに接続されているため、コイルLgの両端の電位差は、電圧+VDD（＝+VDD-0）となる。
【０２１８】
一方、図１２のゲート駆動回路３１では、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端が、電圧+VDD/2にバイアスされているため、例えば、ゲート電圧が電圧+VDDである場合には、コイルLgの両端の電位差は、電圧+VDD/2（＝+VDD-VDD/2）となる。
【０２１９】
その結果、図１２のゲート駆動回路３１では、コイルLg、ひいては、LgCiss共振回路に流れる電流i1は、図４の場合の1/2になり、ゲート電圧の範囲も、図４の場合の電圧-VDDから電圧+VDDまでの範囲の1/2の範囲になる。
【０２２０】
さらに、図１２のゲート駆動回路３１では、コイルLgの、スイッチ４１と接続されていない方の一端が、電圧+VDD/2にバイアスされているため、ゲート電圧も、その電圧+VDD/2だけバイアスされ、結局、ゲート電圧の範囲は、図１３に示すように、図４の場合の電圧-VDDから電圧+VDDまでの範囲の1/2の範囲を、電圧+VDD/2だけバイアスした、0Vから電圧+VDDまでの範囲となる。
【０２２１】
図１４は、図１３の波形図を求めるシミュレーションに用いた回路（シミュレーション用回路）を示す回路図である。
【０２２２】
シミュレーション用回路は、図１２のFET３３に代えて、そのFET３３のゲートの代わりとなるコンデンサCGと抵抗RGとの並列回路が設けられている点を除き、図１２に示した回路と同様に構成されている。
【０２２３】
図１１で説明したように、コンデンサCGは、FET３３のゲートの入力容量Cissに相当し、抵抗RGは、FET３３のゲートの入力抵抗に相当する。また、シミュレーション用回路において、抵抗RGは、なくてもよい。
【０２２４】
［ゲート駆動回路３１の第３の構成例］
【０２２５】
図１５は、図３のゲート駆動回路３１の第３の構成例を示す回路図である。
【０２２６】
なお、図中、図１２の第２の構成例と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０２２７】
図１５のゲート駆動回路３１は、コイルLg、スイッチ４１、スイッチ５１、制御部５２、抵抗５３、直流電源５４、及び、オフセット回路６０を有する点で、図１２の第２の構成例と共通する。
【０２２８】
但し、図１５のゲート駆動回路３１は、電流検出部７１が新たに設けられているとともに、制御部４２に代えて、制御部７２が設けられている点で、図１２の第２の構成例と相違する。
【０２２９】
ここで、FET３３の入力容量（静電容量）Cissや、コイルLgのインダクタンスは、ばらつくことがある。入力容量Cissや、コイルLgのインダクタンスがばらつくと、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)＝2×tgが変化するため、スイッチ４１をオンしている時間tg、より具体的には、スイッチ４１をオンした後にオフすべきタイミングも変化する。
【０２３０】
LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の変化を防止する方法としては、例えば、FET３３のゲート（の入力容量Ciss）と並列に、トリマコンデンサを設け、図３のドライバ回路２３ごとに（個体別に）、LgCiss共振回路の共振周期が、あらかじめ想定した入力容量CissとコイルLgとで決まる共振周期2π√(LgCiss)に一致するように、トリマコンデンサを調整する方法がある。
【０２３１】
但し、トリマコンデンサを設けて、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の変化を防止する方法は、トリマコンデンサの調整等の手間や、トリマコンデンサを設けるコスト、実装面積等の面で、有利であるとは、言い難い。
【０２３２】
そこで、図１５のゲート駆動回路３１は、スイッチ４１の切り換え（オンとオフ）を適応的に制御することで、トリマコンデンサを設けずに、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の変化に対処する。
【０２３３】
したがって、図１５のゲート駆動回路３１によれば、トリマコンデンサを設ける場合に必要となる手間や、コスト、実装面積等が不要である点で、有利である。
【０２３４】
図１５において、電流検出部７１は、コイルLgに流れる電流i1（の電流値）を検出し、制御部７２に供給する。
【０２３５】
制御部７２は、図４の制御部４２と同様に、制御信号C1を、スイッチ４１に供給することにより、スイッチ４１（のオン及びオフ）を制御する。
【０２３６】
但し、制御部７２は、FET３３をスイッチングする周期tCLKに対応する周期としての、例えば、周期tCLKの1/2の周期tCLK/2でオンし、その後、電流検出部７１から供給される電流i1に応じてオフするように、スイッチ４１を制御する。
【０２３７】
［ゲート駆動回路３１の第３の構成例の動作］
【０２３８】
図１６は、図１５のゲート駆動回路３１についての、スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、スイッチ４１のオンとオフの状態（制御信号C1）、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【０２３９】
スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、及び、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2は、図５ないし図８で説明した場合と同一になる。
【０２４０】
また、スイッチ４１（制御信号C1）は、図５で説明したように、周期tCLK/2で、オンになる。
【０２４１】
ここで、図５では、スイッチ４１は、周期tCLK/2で、時間tg＝π√(LgCiss)だけオンになるが、すなわち、スイッチ４１は、周期tCLK/2で、オンになり、オンになってから、時間tg＝π√(LgCiss)の経過後にオフになるが、図１５のゲート駆動回路３１では、制御部７２が、電流検出部７１で検出される電流i1に基づき、適応的に、スイッチ４１をオフにする。
【０２４２】
制御部７２の制御により、スイッチ４１は、オンになってから、電流i1の大きさ（絶対値|i1|）が所定の閾値（以下）になると、オフになる。
【０２４３】
その結果、電流i1は、図１６に示すように流れる。
【０２４４】
すなわち、例えば、いま、ゲート電圧が電圧+VDDになるように、電荷が、入力容量Cissに蓄積されており、時刻t11において、スイッチ４１がオンしたとすると、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、スイッチ４１、コイルLgの順番で流れる（放電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、負方向に流れる。
【０２４５】
電流i1が負方向に流れることによって、ゲート電圧は、電圧+VDDから低下する。
【０２４６】
そして、入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると、ゲート電圧は、オフセット回路６０でバイアスされる電圧（バイアス電圧）+VDD/2になる。また、コイルLgに流れる電流i1は0Aになろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が流れ続ける。
【０２４７】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が、バイアス電圧+VDD/2より低い電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される。
【０２４８】
ここで、理論的には、スイッチ４１がオンし、電流i1が流れ始めた直前の時刻t11から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したときに、コイルLgに流れる電流i1は、0Aになる。
【０２４９】
したがって、所定の閾値として、0を設定すれば、電流i1が、所定の閾値である0になったタイミングが、電流i1が流れ始めた直前の時刻t11から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したタイミングとなる。
【０２５０】
そして、電流i1が流れ始めた直前の時刻t11から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したタイミングでは、入力容量Cissには、ゲート電圧が、バイアス電圧+VDD/2より電圧VDD/2だけ低い0Vになるように、電荷が蓄積されている（はずな）ので、そのタイミングで、スイッチ４１をオフにし、ゲート電圧を0Vに固定するのが、理想的である。
【０２５１】
しかしながら、実際の回路では、電流i1が、所定の閾値である0になったことが検出されてから、スイッチ４１をオフする等の動作を開始すると、タイミングが遅れる等の問題がある。
【０２５２】
そこで、本実施の形態では、0Aからマージンをとった値、すなわち、0Aに近い小さい正の値TH11から得られる正の値+TH11と負の値-TH11とを、電流i1の所定の閾値として設定し、制御部７２は、電流i1が、閾値+TH11又は-TH11になったときに、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフに制御する。
【０２５３】
図１６では、慣性でコイルLgに流れ続ける電流i1が、時刻t12において、閾値-TH11になっており、その時刻t12で、スイッチ４１がオフにされる。
【０２５４】
このとき、入力容量Cissには、ゲート電圧が（ほぼ）0Vになるように、電荷が蓄積されており、スイッチ４１がオフにされることにより、LgCiss共振回路はオープンになって、ゲート電圧は、図１６に示すように、0Vに固定される。
【０２５５】
スイッチ４１は、前回、オンにされた時刻t11から、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過した時刻t13に、再び、オンにされる。
【０２５６】
スイッチ４１がオンになると、コンデンサ６３に蓄積されている電荷が、コイルLg、スイッチ４１、入力容量Cissの順番で流れる（充電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、正方向に流れる。
【０２５７】
電流i1が正方向に流れることによって、ゲート電圧は、0Vから上昇する。
【０２５８】
やがて、ゲート電圧は、バイアス電圧+VDD/2に到達し、コイルLgに流れる電流i1は0Aになろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が流れ続ける。
【０２５９】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が、バイアス電圧+VDD/2より高い電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される。
【０２６０】
そして、制御部７２は、電流i1が、閾値+TH11又は-TH11になったときに、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフに制御する。
【０２６１】
図１６では、時刻t13で、スイッチ４１がオンにされた後に、慣性でコイルLgに流れ続ける電流i1が、時刻t14において、閾値+TH11になっており、その時刻t14で、スイッチ４１がオフにされる。
【０２６２】
このとき、入力容量Cissには、ゲート電圧が（ほぼ）+VDDになるように、電荷が蓄積されており、スイッチ４１がオフにされることにより、LgCiss共振回路はオープンになって、ゲート電圧は、図１６に示すように、+VDDに固定される。
【０２６３】
スイッチ４１は、前回、オンにされた時刻t13から、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過した時刻t15に、再び、オンにされ、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２６４】
図１７は、図１５の制御部７２によるスイッチ４１の制御を説明するフローチャートである。
【０２６５】
ステップＳ１１において、制御部７２は、スイッチ４１をオンにして、処理は、ステップＳ１２に進む。
【０２６６】
ステップＳ１２では、制御部７２は、電流検出部７１により検出される電流i1の大きさ（絶対値）|i1|が、閾値TH11より大（以上）になったかどうかを判定する。
【０２６７】
ステップＳ１２において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11より大になっていないと判定された場合、処理は、ステップＳ１２に戻る。
【０２６８】
また、ステップＳ１２において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11より大になったと判定された場合、処理は、ステップＳ１３に進み、制御部７２は、電流検出部７１により検出される電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11以下になったかどうかを判定する。
【０２６９】
ステップＳ１３において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11以下になっていないと判定された場合、処理は、ステップＳ１３に戻る。
【０２７０】
また、ステップＳ１３において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11以下になったと判定された場合、処理は、ステップＳ１４に進み、制御部７２は、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフにして、処理は、ステップＳ１５に進む。
【０２７１】
ここで、図１６に示したように、スイッチ４１がオンにされるときには、コイルLgに流れる電流i1は0Aであり、スイッチ４１がオンになると、電流i1は、0Aから上昇し、その後、再び、0Aに向かって下降する。
【０２７２】
したがって、スイッチ４１がオンにされた後、電流i1の大きさ|i1|は、0Aから閾値TH11を超えて上昇し、その後、閾値TH11以下に下降する。
【０２７３】
スイッチ４１をオフにするべきタイミングは、電流i1の大きさ|i1|が下降して、閾値TH11になったときであるので、図１７では、ステップＳ１２において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11より大になったと判定され、電流i1の大きさ|i1|が0Aから閾値TH11を超えて上昇したことが確認された後に、ステップＳ１３において、電流i1の大きさ|i1|が、閾値TH11以下になったかどうか、すなわち、スイッチ４１をオフにするべきタイミングであるかどうかが判定される。
【０２７４】
ステップＳ１５では、制御部７２は、前回のスイッチ４１のオン（のタイミング）から、時間tCLK/2が経過したかどうかを判定する。
【０２７５】
ステップＳ１５において、前回のスイッチ４１のオンから、時間tCLK/2が、まだ経過していないと判定された場合、処理は、ステップＳ１５に戻る。
【０２７６】
また、ステップＳ１５において、前回のスイッチ４１のオンから、時間tCLK/2が経過したと判定された場合、処理は、ステップＳ１１に戻り、制御部７２は、スイッチ４１をオンにし、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２７７】
［ゲート駆動回路３１の第４の構成例］
【０２７８】
図１８は、図３のゲート駆動回路３１の第４の構成例を示す回路図である。
【０２７９】
なお、図中、図１５の第３の構成例と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０２８０】
図１８のゲート駆動回路３１は、コイルLg、スイッチ４１、スイッチ５１、制御部５２、抵抗５３、直流電源５４、オフセット回路６０、電流検出部７１、及び、制御部７２を有する点で、図１５の第３の構成例と共通する。
【０２８１】
但し、図１８のゲート駆動回路３１は、コイル７３を有し、電流検出部７１がコイル７３に流れる電流に基づき、コイルLgに流れる電流i1（の電流値）を検出する点で、図１５の第３の構成例と相違する。
【０２８２】
図１８のゲート駆動回路３１も、図１５のゲート駆動回路３１と同様に、スイッチ４１の切り換えを適応的に制御することで、トリマコンデンサを設けずに、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の変化に対処する。
【０２８３】
すなわち、コイル７３は、コイルLgの近傍に設けられており、したがって、コイル７３には、電磁誘導により、コイルLgに流れる電流i1に比例する電流が流れる。
【０２８４】
電流検出部７１は、コイル７３に流れる電流を検出し、その電流に基づき、コイルLgに流れる電流i1（の電流値）を検出して、制御部７２に供給する。
【０２８５】
制御部７２は、制御信号C1を、スイッチ４１に供給することにより、図１５ないし図１７で説明した場合と同様に、スイッチ４１（のオン及びオフ）を制御する。
【０２８６】
［ゲート駆動回路３１の第５の構成例］
【０２８７】
図１９は、図３のゲート駆動回路３１の第５の構成例を示す回路図である。
【０２８８】
なお、図中、図１２の第２の構成例と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０２８９】
図１９のゲート駆動回路３１は、コイルLg、スイッチ４１、スイッチ５１、制御部５２、抵抗５３、直流電源５４、及び、オフセット回路６０を有する点で、図１２の第２の構成例と共通する。
【０２９０】
但し、図１９のゲート駆動回路３１は、電圧検出部８１が新たに設けられているとともに、制御部４２に代えて、制御部８２が設けられている点で、図１２の第２の構成例と相違する。
【０２９１】
電圧検出部８１は、ゲート電圧（値）を検出し、制御部８２に供給する。
【０２９２】
制御部８２は、図４の制御部４２と同様に、制御信号C1を、スイッチ４１に供給することにより、スイッチ４１（のオン及びオフ）を制御する。
【０２９３】
但し、制御部８２は、FET３３をスイッチングする周期tCLKに対応する周期としての、例えば、周期tCLKの1/2の周期tCLK/2でオンし、その後、電圧検出部８１から供給されるゲート電圧に応じてオフするように、スイッチ４１を制御する。
【０２９４】
［ゲート駆動回路３１の第５の構成例の動作］
【０２９５】
図２０は、図１９のゲート駆動回路３１についての、スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2、スイッチ４１のオンとオフの状態（制御信号C1）、スイッチ４１がオンオフされることによって流れる電流i1、及び、ゲート電圧を示す波形図である。
【０２９６】
スイッチ５１のオンとオフの状態（制御信号C2）、及び、スイッチ５１がオンオフされることによって流れる電流i2は、図５ないし図８で説明した場合と同一になる。
【０２９７】
また、スイッチ４１（制御信号C1）は、図５で説明したように、周期tCLK/2で、オンになる。
【０２９８】
ここで、図５では、スイッチ４１は、周期tCLK/2で、オンになり、オンになってから、時間tg＝π√(LgCiss)の経過後にオフになるが、図１９のゲート駆動回路３１では、制御部８２が、電圧検出部８１で検出されるゲート電圧に基づき、適応的に、スイッチ４１をオフにする。
【０２９９】
制御部８２の制御により、スイッチ４１は、オンになってから、ゲート電圧が所定の閾値としての第１の閾値TH21（以下）、又は、第１の閾値TH21より大の第２の閾値TH22（以上）になると、オフになる。
【０３００】
その結果、電流i1は、図２０に示すように流れる。
【０３０１】
すなわち、例えば、いま、ゲート電圧が電圧+VDDになるように、電荷が、入力容量Cissに蓄積されており、時刻t21において、スイッチ４１がオンしたとすると、入力容量Cissに蓄積されている電荷が、入力容量Cissから、スイッチ４１、コイルLgの順番で流れる（放電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、負方向に流れる。
【０３０２】
電流i1が負方向に流れることによって、ゲート電圧は、電圧+VDDから低下する。
【０３０３】
そして、入力容量Cissに蓄積されている電荷がすべて放電されると、ゲート電圧は、バイアス電圧+VDD/2になる。また、コイルLgに流れる電流i1は0Aになろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が負方向に流れ続ける。
【０３０４】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が、バイアス電圧+VDD/2より低い電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される。
【０３０５】
ここで、理論的には、スイッチ４１がオンし、電流i1が流れ始めた直前の時刻t21から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したときに、コイルLgに流れる電流i1は、0Aになり、ゲート電圧は、その最小値である0Vになる。
【０３０６】
したがって、第１の閾値TH21として、0Vを設定すれば、ゲート電圧が、第１の閾値TH21である0Vになったタイミングが、電流i1が流れ始めた直前の時刻t21から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したタイミングであり、そのタイミングで、スイッチ４１をオフにし、ゲート電圧を、第１の閾値TH21でもある、ゲート電圧の最小値である0Vに固定するのが、理想的である。
【０３０７】
しかしながら、実際の回路では、スイッチ４１がオンし、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したときに、ゲート電圧が最小値である0Vにならないことがある。
【０３０８】
そこで、本実施の形態では、ゲート電圧の最小値である0Vにマージンをとった値、すなわち、0Vに近い小さい正の値を、ゲート電圧の第１の閾値TH21として設定し、制御部８２は、ゲート電圧が、第１の閾値TH21になったときに、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフに制御する。
【０３０９】
図２０では、時刻t22において、ゲート電圧が、第１の閾値TH21になっており、その時刻t22で、スイッチ４１がオフにされ、ゲート電圧は、固定される。
【０３１０】
スイッチ４１は、前回、オンにされた時刻t21から、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過した時刻t23に、再び、オンにされる。
【０３１１】
スイッチ４１がオンになると、コンデンサ６３に蓄積されている電荷が、コイルLg、スイッチ４１、入力容量Cissの順番で流れる（充電される）ことよって、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の正弦波で表される電流i1が、コイルLgに、正方向に流れる。
【０３１２】
電流i1が正方向に流れることによって、ゲート電圧は上昇する。
【０３１３】
やがて、ゲート電圧は、バイアス電圧+VDD/2に到達し、コイルLgに流れる電流i1は0Aになろうとするが、慣性でコイルLgには、電流i1が正方向に流れ続ける。
【０３１４】
コイルLgに、電流i1が流れ続けることにより、入力容量Cissには、ゲート電圧が、バイアス電圧+VDD/2より高い電圧になるように、電荷が蓄積（充電）される。
【０３１５】
ここで、理論的には、スイッチ４１がオンし、電流i1が流れ始めた直前の時刻t23から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したときに、コイルLgに流れる電流i1は、0Aになり、ゲート電圧は、その最大値である+VDDになる。
【０３１６】
したがって、第１の閾値TH21より大の第２の閾値TH22として、+VDDを設定すれば、ゲート電圧が、第２の閾値TH22である+VDDになったタイミングが、電流i1が流れ始めた直前の時刻t23から、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したタイミングであり、そのタイミングで、スイッチ４１をオフにし、ゲート電圧を、第２の閾値TH22でもある、ゲート電圧の最大値である+VDDに固定するのが、理想的である。
【０３１７】
しかしながら、実際の回路では、スイッチ４１がオンし、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したときに、ゲート電圧が最大値である+VDDにならないことがある。
【０３１８】
そこで、本実施の形態では、ゲート電圧の最大値である+VDDにマージンをとった値、すなわち、+VDDに近い、+VDD以下の値を、ゲート電圧の第２の閾値TH22として設定し、制御部８２は、ゲート電圧が、第２の閾値TH22になったときに、電流i1が流れ始めてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフに制御する。
【０３１９】
図２０では、時刻t24において、ゲート電圧が、第２の閾値TH22になっており、その時刻t24で、スイッチ４１がオフにされ、ゲート電圧は、固定される。
【０３２０】
スイッチ４１は、前回、オンにされた時刻t23から、FET３３をスイッチングする周期tCLKの1/2の周期tCLK/2が経過した時刻t25に、再び、オンにされ、以下、同様の処理が繰り返される。
【０３２１】
図２１は、図１９の制御部８２によるスイッチ４１の制御を説明するフローチャートである。
【０３２２】
ステップＳ２１において、制御部８２は、スイッチ４１をオンにして、処理は、ステップＳ２２に進む。
【０３２３】
ステップＳ２２では、制御部８２は、電圧検出部８１により検出される、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下であるかどうかを判定する。
【０３２４】
ステップＳ２２において、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下であると判定された場合、処理は、ステップＳ２３に進み、制御部８２は、電圧検出部８１により検出されるゲート電圧vGSが、第２の閾値TH22以上になったかどうかを判定する。
【０３２５】
ステップＳ２３において、ゲート電圧vGSが、第２の閾値TH22以上になっていないと判定された場合、処理は、ステップＳ２３に戻る。
【０３２６】
また、ステップＳ２３において、ゲート電圧vGSが、第２の閾値TH22以上になったと判定された場合、処理は、ステップＳ２４に進み、制御部８２は、スイッチ４１がオンにされてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフにして、処理は、ステップＳ２５に進む。
【０３２７】
一方、ステップＳ２２において、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下でないと判定された場合、処理は、ステップＳ２６に進み、制御部８２は、電圧検出部８１により検出されるゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下になったかどうかを判定する。
【０３２８】
ステップＳ２６において、ゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下になっていないと判定された場合、処理は、ステップＳ２６に戻る。
【０３２９】
また、ステップＳ２６において、ゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下になったと判定された場合、処理は、ステップＳ２４に進み、上述したように、制御部８２は、スイッチ４１がオンにされてから、LgCiss共振回路の共振周期2π√(LgCiss)の1/2の時間が経過したとして、スイッチ４１をオフにして、処理は、ステップＳ２５に進む。
【０３３０】
ここで、図２０で説明したことから、スイッチ４１がオンにされるときには、ゲート電圧vGSは、第１の閾値TH11（以下）か、又は、第２の閾値TH22（以上）になっており、スイッチ４１がオンになると、ゲート電圧は、第１の閾値TH11（以下）から上昇するか、又は、第２の閾値TH22（以上）から下降する。
【０３３１】
スイッチ４１をオフにするべきタイミングは、ゲート電圧vGSが、第１の閾値TH11（以下）から上昇して、第２の閾値TH22になったときと、第２の閾値TH22（以上）から下降して、第１の閾値TH21になったときである。
【０３３２】
そのため、図２１では、ステップＳ２２において、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下であることが確認（判定）された後に、ステップＳ２３において、ゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下から、第２の閾値TH22（以上）に上昇したかどうか、すなわち、スイッチ４１をオフにするべきタイミングであるかどうかが判定される。
【０３３３】
また、図２１では、ステップＳ２２において、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSが、第１の閾値TH21以下でないと判定された場合には、スイッチ４１のオン時のゲート電圧vGSは第２の閾値TH22（以上）になっている（はずな）ので、その後は、ステップＳ２６において、ゲート電圧vGSが、第２の閾値TH22以上から、第１の閾値TH21（以下）に下降したかどうか、すなわち、スイッチ４１をオフにするべきタイミングであるかどうかが判定される。
【０３３４】
ステップＳ２５では、制御部８２は、前回のスイッチ４１のオン（のタイミング）から、時間tCLK/2が経過したかどうかを判定する。
【０３３５】
ステップＳ２５において、前回のスイッチ４１のオンから、時間tCLK/2が、まだ経過していないと判定された場合、処理は、ステップＳ２５に戻る。
【０３３６】
また、ステップＳ２５において、前回のスイッチ４１のオンから、時間tCLK/2が経過したと判定された場合、処理は、ステップＳ２１に戻り、制御部８２は、スイッチ４１をオンにし、以下、同様の処理が繰り返される。
【０３３７】
なお、図１５、図１８、及び、図１９のゲート駆動回路３１は、いずれも、適応的に、スイッチ４１を制御（オフ）にする点で共通する。
【０３３８】
但し、図１５及び図１８のゲート駆動回路３１は、コイルLgに流れる電流i1に応じて、スイッチ４１を制御し、図１９のゲート駆動回路３１は、ゲート電圧に応じて、スイッチ４１を制御する点で、図１５及び図１８のゲート駆動回路３１と、図１９のゲート駆動回路３１とは、相違する。
【０３３９】
そして、図１５及び図１８のゲート駆動回路３１は、コイルLgに流れる電流i1を検出（測定）するのに、LgCiss共振回路で回生される電力を消費するので、その分、電力回生の効率を低下させるが、閾値TH11（+TH11及び-TH11）は、0Aに近い小さい正の値に設定すればよいので、比較的容易に設定することができる。
【０３４０】
一方、図１９のゲート駆動回路３１については、ゲート電圧の第１の閾値TH21及び第２の閾値TH22を、それぞれ、ゲート電圧の最小値及び最大値に設定するのが理想的であるが、上述したように、ゲート電圧の第１の閾値TH21及び第２の閾値TH22は、それぞれ、ゲート電圧の最小値及び最大値からある程度マージンをとった値に設定される。
【０３４１】
図１９のゲート駆動回路３１では、ゲート電圧の第１の閾値TH21及び第２の閾値TH22にとったマージンが、LgCiss共振回路で回生される電力の電力損失に直接的に影響する。すなわち、ゲート電圧が、第１の閾値TH21になるまで下降し、又は、第２の閾値TH22になるまで上昇すると、スイッチ４１がオフにされ、電流i1が流れなくなるので、ゲート電圧が、最小値である0V又は最大値である+VDDになるまで、入力容量Cissに電荷が蓄積されない（フル充電されない）。
【０３４２】
しかしながら、図１９のゲート駆動回路３１では、電圧検出部８１は、LgCiss共振回路のQ値(Quality Factor)にほとんど影響せず、電圧検出部８１に起因する、LgCiss共振回路で回生される電力の損失がほとんどない。
【０３４３】
なお、FET３３としては、NMOSのFETではなく、PMOSのFETを採用することができる。FET３２，３４、及び、３５についても同様である。
【０３４４】
また、本実施の形態において、図１５、図１８、及び、図１９のゲート駆動回路３１には、オフセット回路６０を設けてあるが、図１５、図１８、及び、図１９のゲート駆動回路３１は、図４のゲート駆動回路３１と同様に、オフセット回路６０を設けないで構成することができる。
【０３４５】
［本技術を適用したコンピュータの説明］
【０３４６】
次に、上述した制御部４２，５２，７２、及び、８２の一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、マイクロコンピュータ等のコンピュータ（プロセッサ）にインストールされる。
【０３４７】
そこで、図２２は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。
【０３４８】
プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク１０５やROM１０３に予め記録しておくことができる。
【０３４９】
あるいはまた、プログラムは、リムーバブル記録媒体１１１に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体１１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。ここで、リムーバブル記録媒体１１１としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリ等がある。
【０３５０】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体１１１からコンピュータにインストールする他、通信網や放送網を介して、コンピュータにダウンロードし、内蔵するハードディスク１０５にインストールすることができる。すなわち、プログラムは、例えば、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することができる。
【０３５１】
コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１０２を内蔵しており、CPU１０２には、バス１０１を介して、入出力インタフェース１１０が接続されている。
【０３５２】
CPU１０２は、入出力インタフェース１１０を介して、ユーザによって、入力部１０７が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM(Read Only Memory)１０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、CPU１０２は、ハードディスク１０５に格納されたプログラムを、RAM(Random Access Memory)１０４にロードして実行する。
【０３５３】
これにより、CPU１０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU１０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース１１０を介して、出力部１０６から出力、あるいは、通信部１０８から送信、さらには、ハードディスク１０５に記録等させる。
【０３５４】
なお、入力部１０７は、キーボードや、マウス、マイク等で構成される。また、出力部１０６は、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される。
【０３５５】
ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含む。
【０３５６】
また、プログラムは、１のコンピュータ（プロセッサ）により処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。
【０３５７】
さらに、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０３５８】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３５９】
例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０３６０】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０３６１】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０３６２】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０３６３】
［１］
FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、
前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、
前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、
前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチと
を備えるFETの駆動回路。
［２］
前記FETのゲートの電圧を、所定値以上の電圧にオフセットするオフセット回路をさらに備える
［１］に記載の駆動回路。
［３］
前記オフセット回路は、
前記直流電源の1/2の電圧の他の直流電源と、
前記FETのゲートの電圧をバイアスするための抵抗と、
前記共振回路に流れる電流をバイパスするためのコンデンサと
を有する
［２］に記載の駆動回路。
［４］
前記オフセット回路は、
前記他の直流電源のプラス端子に、前記抵抗の一端が接続され、
前記抵抗の他端に、前記コンデンサの一端が接続され、
前記コンデンサの他端に、前記他の直流電源のマイナス端子が接続された
回路であり、
一端が前記FETのゲートと接続される前記コイルの他端が、前記抵抗とコンデンサとの接続点に接続されている
［３］に記載の駆動回路。
［５］
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、前記共振回路の共振周期の1/2の期間だけオンするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部をさらに備える
［１］ないし［４］のいずれかに記載の駆動回路。
［６］
前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンするように、前記第２スイッチを制御する第２スイッチ制御部をさらに備える
［５］に記載の駆動回路。
［７］
前記コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期でオンし、かつ、前記電流検出部により検出される電流に応じてオフするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と
をさらに備える
［１］ないし［４］のいずれかに記載の駆動回路。
［８］
前記FETのゲートの電圧を検出する電圧検出部と、
前記FETをスイッチングする周期に対応する周期でオンし、かつ、前記電圧検出部により検出される電圧に応じてオフするように、前記第１スイッチを制御する第１スイッチ制御部と
をさらに備える
［１］ないし［４］のいずれかに記載の駆動回路。
［９］
前記FETとともに、ワイヤレス給電を行う電源を構成する
［１］ないし［８］のいずれかに記載の駆動回路。
［１０］
FET(Field Effect Transistor)のゲートの入力容量とともに共振回路を構成するコイルと、
前記コイルに流れる電流をオン又はオフする第１スイッチと、
前記共振回路に電荷を補充するための、前記FETのゲートと接続される直流電源と、
前記直流電源と前記FETのゲートとの接続をオン又はオフする第２スイッチと
を備えるFETの駆動回路の
前記第１スイッチが、前記FETをスイッチングする周期に対応する周期で、一時的にオンし、
前記第２スイッチが、前記第１スイッチがオフになっている期間のうちの所定の期間だけ、周期的にオンする
駆動方法。
【符号の説明】
【０３６４】
１  FET，  ２  パルス出力部，  １１  送電装置，  １２  受電装置，  ２１  直流電源，  ２２  制御部，  ２３  ドライバ回路，  ２４  共振回路，  ３１  ゲート駆動回路，  ３２ないし３５  FET，  ４１  スイッチ，  ４２  制御部，  ５１  スイッチ，  ５２  制御部，  ５３  抵抗，  ５４  直流電源，  ６０  オフセット回路，  ６１  直流電源，  ６２  抵抗，  ６３  コンデンサ，  ７１  電流検出部，  ７２  制御部，  ７３  コイル，  ８１  電圧検出部，  ８２  制御部，  １０１  バス，  １０２  CPU，  １０３  ROM，  １０４  RAM，  １０５  ハードディスク，  １０６  出力部，  １０７  入力部，  １０８  通信部，  １０９  ドライブ，  １１０  入出力インタフェース，  １１１  リムーバブル記録媒体
【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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