(57)【要約】【課題】弱め界磁で作動する永久磁石同期発電機（ＰＭＳＭ）の安全回路を提供する。【解決手段】ＰＭＳＭを駆動するインバータ回路の安全性に影響を及ぼす故障から守るための安全回路であり、インバータ回路は、弱め界磁モードでＰＭＳＭが作動中にゲートドラバ回路によって駆動される、ブリッジに接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備えている。このゲートドラバ回路は、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するための各段を備えている。安全回路は、主電源と、インバータ回路のブリッジのスイッチを駆動するゲートドラバ回路に電圧を供給するためのバックアップ電源を備えており、主電源が損失すると、バックアップ電源が、ゲートドライバ回路に電力を供給し、これにより、ゲートドライバ回路が、ローサイドスイッチをオンにし、ハイサイドスイッチをオフにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石同期発電機（ＰＭＳＭ）を駆動するインバータ回路の安全性に影響を及ぼす故障から守るための安全回路において、
インバータ回路は、ＰＭＳＭが、弱め界磁モードで作動中に、ゲートドライバ回路によって駆動される、ブリッジに接続されたハイサイドスイッチ、およびローサイドスイッチを有し、前記ゲートドラバ回路は、前記ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するための段階を備え、かつ前記ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチは、前記ＰＭＳＭの端子に接続されており、
前記安全回路は、主電源電圧を供給するための主電源、および前記インバータ回路のブリッジのスイッチを駆動する前記ゲートドラバ回路に、バックアップ電源電圧を供給するためのバックアップ電源を備えており、
前記主電源が、前記ゲートドラバ回路に十分な電力を供給できなくなった場合には、前記バックアップ電源は、前記ゲートドライバ回路に電力を供給して、前記ゲートドライバ回路が、前記ローサイドスイッチをオンにし、かつ前記ハイサイドスイッチをオフにするようになっている安全回路。
【請求項２】
自動洗濯機に用いられるようになっている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項３】
ブリッジのローサイドスイッチをオンすると、ＰＭＳＭの端子が短絡して、このＰＭＳＭの速度が低下し、かつこのＰＭＳＭで生成される電圧が、安全レベルに制御されるようになっている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項４】
ローサイドスイッチにゲートドライブ信号を供給するために、ゲートドライバ回路に各ローサイドスイッチに対するドライバ段を備えており、このドライバ段は、主電源からの電力が損失した場合に、バックアップ電源から電力の供給を受けて、バイアスされるようになっており、前記主電源電圧が損失して、プレドライバ信号が前記ドライバ段に送られなくなると、前記ドライバ段は、ゲートドライバ信号を生成し、前記ローサイドスイッチをオンにして、ＰＭＳＭを短絡させるようになっている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項５】
ゲートドライバ回路にラッチ段を駆動するプレドライバ段を備え、このラッチ段の出力は、ハイサイドスイッチを駆動するドライバの入力に供給されるようになっており、主電源が損失した場合に、前記プレドライバ段をバイアスするために、このプレドライバ段にバックアップ電源電圧が供給され、前記主電源が損失して、プレドライバ信号が前記プレドライバ段に送られなくなると、前記プレドライバ段は、出力を供給して、ハイサイドスイッチをオフにするようになっている、請求項４に記載の安全回路。
【請求項６】
インバータ回路は、ＡＣ電源からＤＣバスに、ＤＣバス電圧を供給する整流器、およびこのＣＤバスに接続された入力を有するインバータを備えており、ＤＣバス蓄電コンデンサが、前記ＣＤバスに亘って接続されており、主電源が損失した場合に、バックアップ電源が、前記ＣＤバスコンデンサに蓄積されたエネルギーから電力の供給を受けるようになっている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項７】
主電源が損失した場合に、バックアップ電源電圧をゲートドライバ回路に供給するための選択回路を、さらに備えている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項８】
選択回路は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、および第３のスイッチを備えており、前記第１のスイッチは、主電源電圧に接続され、前記第２のスイッチは、バックアップ電源電圧に接続され、かつ前記第１のスイッチと前記第２のスイッチは、直列に相互接続されており、前記第３のスイッチは、前記主電源電圧に接続された制御電極を有し、前記制御電極は、前記主電源電圧の存在の有無に基づいて、前記第２のスイッチをオンまたはオンにするように接続されている、請求項７に記載の安全回路。
【請求項９】
さらに、第３のスイッチに直列に接続されている抵抗を備えている、請求項６に記載の安全回路。
【請求項１０】
主電源電圧が存在する場合には、バックアップ電源電圧は、ゲートドライバ回路から除去されるようになっている、請求項１に記載の安全回路。
【請求項１１】
バックアップ電源電圧は、バックアップ電源電圧として、低い電圧を供給するＤＣバスに接続された高電圧トランジスタを備えている、請求項１に記載の安全回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、開示内容の全てを本明細書の一部とする２００５年１１月２１日出願の米国仮特許出願第６０／７１９，２４１号（名称：「弱め界磁で作動する永久磁石同期発電機の完全保護回路（FULL PROTECTION CIRCUIT FOR PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR IN FIELD WEAKENING OPERATION）」）の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、永久磁石同期発電機（ＰＭＳＭ）（以後、単に発電機とも呼ぶ）を駆動するＤＣ／ＡＣインバータ発電機コントローラに用いられる安全インターロック／保護回路、特にＰＭＳＭを駆動するように設計されたゲートドライバ集積回路（ＩＣ）に実装される安全回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＰＭＳＭは、エアコン、冷蔵庫、および洗濯機を含むエネルギー効率の良い電化製品の重要な電源となっている。ＰＭＳＭは、誘導発電機よりもパワー密度が高く、１アンペア当たりのトルクが高い。
【０００４】
誘導発電機は、以前は、例えば洗濯機の用途などの電化製品の用途によく用いられていた。ＰＭＳＭは、最近の洗濯機に用いられるようになり、洗濯機のみならず、エアコンや冷蔵庫を含むエネルギー効率の良い電化製品の重要な電源になってきた。
【０００５】
ＰＭＳＭは、ＡＣ電源から給電されるＤＣ／ＡＣインバータ回路によって駆動される場合が多い。すなわち、ＡＣ主電源は、整流されてＤＣ電圧に変換され、このＤＣ電圧がＤＣバス全体で維持される。このＤＣバス電圧は、インバータに供給され、ＰＭＳＭの各相を駆動するためにＡＣに変換される。
【０００６】
通常は３相のＰＭＳＭである。誘導発電機とは異なり、ＰＭＳＭがＡＣインバータ回路に用いられる場合、ＰＭＳＭには、インバータの安全を保証するべく別の保護が必要である。特に、ＰＭＳＭが弱め界磁範囲で駆動される場合に必要である。弱め界磁範囲でのＰＭＳＭの駆動は、特に、脱水モードでドラムが高速回転する洗濯／脱水機における自動洗濯機の用途で必要な場合が多い。
【０００７】
マイクロコントローラまたはデジタル信号プロセッサは、インバータを制御するための一般的な構成要素である。このマイクロコントローラまたはデジタル信号プロセッサは、通常は、ＩＧＢＴまたはＦＥＴであるインバータの電源スイッチを制御して、所望の駆動電圧、通常はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号をＰＭＳＭに供給する。
【０００８】
可変周波数／電圧をＰＭＳＭに供給して、ＰＭＳＭのトルクおよび速度を制御するために、ゲートドライバＩＣが、コントローラ装置と電源スイッチとの間に配設されている。ゲートドライバは、回路の重要な素子である。スイッチゲートがＯＮにされない限り、電源スイッチは、ＯＦＦの状態を維持し、ＰＭＳＭのエネルギーが、電源スイッチに対して逆平行のフリーホイーリングダイオードを介して再循環して、バルクコンデンサを再充電する。
【０００９】
低コストの用途では、このエネルギーを電力線に戻すようにはなっていない。全てのエネルギーは、バルクコンデンサによって吸収される。
【００１０】
ＰＭＳＭは、永久磁石を用いているため、ＰＭＳＭには、常に磁界が存在する。これは、適切な制御で磁界を生成しなければならない誘導発電機とは異なる。電力線の故障、電圧低下、電気プラグの外れ、またはゲートドライバ補助電源の損失などによって、コントローラが機能しなくなると、ＰＭＳＭは、弱め界磁領域で作動している場合、２つの危険な状態になる可能性がある。
【００１１】
第１の状態は、ＰＭＳＭが、減速しながら惰性で、高速で回転している場合である。この状態では、安全上の問題があり、身体に危害を加えることもある。第２の状態では、コントローラの機能不全の結果として、エネルギーが供給されているＰＭＳＭと、コントローラとの接続が断たれ、ＰＭＳＭがＤＣバスに対して過電圧を生成しうる。
【００１２】
弱め界磁で動作する場合、ＰＭＳＭの速度は、非常に高い値に達する。この時、発電機が自由に回転していると、この発電機によって生成される、逆ＥＭＦとも呼ばれる逆起電力（ＥＭＦ）が、バルクコンデンサの定格値よりも著しく高くなることがある。制御が利かなくなると、この逆起電力は、インバータ回路やコンデンサを破壊するばかりでなく、火災の原因にもなることがある。
【００１３】
発電機によって生成される電圧は、発電機が、超高速回転するために、弱め界磁制御下で作動している場合に、特に高くなる。この時に故障が起きると、生成される電圧が非常に高くなる。この電圧は、ロータが巻線に対して移動する時に、ＰＭＳＭによって生成される磁束と発電機の速度との積に比例する。
【００１４】
弱め界磁モードでは、コントローラの機能不全で発電機を制御できなくなると、磁束を弱めることができなくなって、弱め磁束が全量の磁束に変化し、発電機の速度が、その回転モードの速度に応じて、公称動作速度の３倍または４倍を超える速度に達して、高い逆起電力が生成される。
【００１５】
弱め界磁で動作している際に、コントローラの機能不全を放置すると、ＤＣバス電圧は、公称ＤＣバス電圧の約３倍から４倍に達する。これにより、電気系統の電源装置、および高電圧ＩＣが損傷される。ＤＣバスコンデンサも損傷する。電源系統が損傷すると、ＩＣボード上の全ての回路が損傷して、機能しなくなり、ドアロックやブレーキの安全機構が作動しなくなる恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、高速動作時の高い逆起電力の発生につながりうる弱め界磁で動作中の制御不能の原因に、ゲートドライバＩＣレベルで対処して、このような逆起電力の発生を防止するのが望ましい。
【００１７】
本発明の目的は、電力線主電源の損失または電圧低下、またはゲートドライバ補助電源の損失により、高速動作中のＰＭＳＭが制御不能になるのを防止し、電気系統の部品を損傷させうる高い逆起電力を発生させることなく、発電機およびドラムの急な減速を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による安全回路は、ＰＭＳＭを駆動するインバータ回路の安全性に影響を及ぼす故障から守る。このインバータ回路は、弱め界磁モードでＰＭＳＭが作動中にゲートドラバ回路によって駆動される、ブリッジに接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備えている。このゲートドラバ回路は、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するための各段を備えている。安全回路は、主電源と、インバータ回路のブリッジのスイッチを駆動する出力段に電圧を供給するためのバックアップ電源を備えている。
【００１９】
一実施形態では、バックアップ電源は、主電源が損失した場合にゲートドライバ回路に電力を供給し、これにより、ローサイドスイッチをオンにし、ハイサイドスイッチをオフにすることができる。このローサイドスイッチのオンで、ＰＭＳＭの端子は効果的に短絡し、これにより、ＰＭＳＭにブレーキがかかり、逆起電力が短絡される。
【００２０】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して行う、本発明の以下の説明から、明らかになると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、ＰＭＳＭコントローラのブッロク線図を示している。主電源からの交流（ＡＣ）が、例えばブーストコンバータ段を含むことができる整流段Ｒに給電される。整流器Ｒの出力は、ＤＣバス電圧である。このＤＣバス電圧は、バルク蓄電コンデンサＣによって平滑にされる。ＤＣバス電圧は、この場合はＵ、Ｖ、Ｗの３相である発電機Ｍの各相を駆動するために、ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するインバータ段（ＩＮＶ）に供給される。
【００２２】
図示している３相発電機のインバータは、ＤＣバス間に接続された、直列に接続された半導体スイッチＱ1とＱ2、Ｑ3とＱ4、およびＱ5とＱ6をそれぞれに含む３つの半ブリッジを備えている。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのゲートＨＯ１とＬＯ１、ＨＯ２とＬＯ２、およびＨＯ３とＬＯ３が、ゲートドライバＩＣによって制御される。
【００２３】
このゲートドライバＩＣは、スイッチにゲート信号を供給して、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によって発電機を所望の速度で適切に駆動する。ゲートドライバＩＣは、スイッチのゲートを直接駆動するゲートドライバ２４を駆動するために必要な制御回路である制御部２０を含んでいる。これらのスイッチは、例えばＦＥＴ、ＩＧＢＴ、またはバイポーラトランジスタとすることができる。
【００２４】
出力ＨＯ１とＬＯ１、ＨＯ２とＬＯ２、およびＨＯ３とＬＯ３の各セットは、同一の制御／駆動回路によって構成されている。図２は、相Ｕのスイッチを駆動する出力ＨＯ１とＬＯ１の１つのセットの制御／駆動回路構成の一部を示している。他の２つの相の回路構成も同様である。
【００２５】
図１に示すように、発電機制御回路は、通常の動作時に、ＤＣバスからＤＣ電源Ｖccを供給して、コントローラ（ＣＯＮ）を作動させるための電源（ＰＳ）を備えている。本発明は、ゲートドライバ回路にバックアップ電圧ＶBCKを供給して、ゲートドライバ回路を修正するバックアップ電源（ＢＰＳ）１４を提供するものである。これにより、電源ＰＳの損失の際に、電圧ＶBCKがゲートドライバ回路に電力を供給し、発電機へのエネルギー供給を迅速に停止して、発電機の速度を安全な速度に減速して逆起電力を安全なレベルに制御することができる。
【００２６】
これは、バックアップ電圧ＶBCKを電源として用いて、ドライバが、各相のローサイドスイッチをオンにし、各ハイサイドスイッチをオフにできるようにして達成することができる。その結果、発電機の端子が短絡し、これにより、発電機にブレーキがかかり、逆起電力は短絡する。
【００２７】
詳細については後述するが、選択回路３０が、バックアップ供給電圧が制御／ドライバ回路に供給できるように設けられている。
【００２８】
次に図２を参照する。本発明は、永久磁石同期発電機（ＰＭＳＭ）を駆動するように設計された制御／ゲートドライバ回路１０に実装できる安全回路に関する。制御／ゲートドライバ回路（ＩＣ）１０に組み入れられる安全回路の実施形態を、図２に例示している。
【００２９】
この回路１０は、図１のゲートドライバＩＣ１０に含めることができる。この安全回路は、自動洗濯機を含む様々な用途に使用することができ、様々なタイプの故障を保護することができる。このような故障には、弱め界磁モードでＰＭＳＭの動作中に、ゲートドライバ１０によって駆動されるインバータ回路の安全性に影響を及ぼしうる故障が含まれる。このような故障は、例えば、ゲートドライバの補助電源（ＰＳ）の故障時、または電力線の電圧低下状態の際に起こりうる。
【００３０】
電源の故障、電力発電機の故障、または電圧低下によって引き起こされうるＶcc電源ＰＳの故障の際に、保護回路は、ＤＣバスのコンデンサＣから給電される内部バックアップ電源ＢＰＳ１４によって給電される。バックアップ電源回路の例を図４に示し、その詳細については後述する。
【００３１】
内部バックアップ電源１４は、バックアップ電圧ＶBCKを、インバータ回路のブリッジのＩＧＢＴやＦＥＴなどのローサイドスイッチを駆動するドライバ出力段１１、およびハイサイドスイッチをオフにするために用いるパルス発生器２２の出力に接続されたプレドライバリセット段１８に供給する。
【００３２】
通常動作でＶccが供給されている場合、パルス発生器２２は、適当な時間にプレドライバ信号をリセット段１８に供給する。これにより、スイッチ１９がオフになってラッチ１５がリセットされ、ハイサイドドライバ１３がオフになり、ハイサイドスイッチがオフになる。また、通常動作でＶccが供給されている場合、パルス発生器２２は、適当な時間にパルス信号をプレドライバ段１６に供給する。これにより、スイッチ１７がラッチをセットし、ハイサイドドライバ１３がオンになり、ハイサイドスイッチがオンになる。ローサイドスイッチのプレドライバ回路１２も、同様のパルス発生回路（不図示）によって駆動される。
【００３３】
Ｖccが損失、すなわちＰＳの故障、主電源の故障、または電圧低下のためにＶccが接地電圧になると、図２の保護回路は、Ｖccの代わりに、バックアップ電圧ＶBCKでバイアスされる。ＶBCKは、リセット段１８、およびドライバ段１１をバイアスするために供給される。
【００３４】
Ｖccの損失時に、このＶccの損失によって入力プレドライバ信号がリセット段１８に供給されない場合には、リセット段１８がスイッチ１９をオンにし、これにより、ラッチ１５がリセットされ、ハイサイドドライバ１３がオフになり、ハイサイドスイッチがオフになる。これと同時に、Ｖccの損失で入力プレドライバ信号が供給されない場合には、ローサイドスイッチのドライバ１１に電圧ＶBCKが供給され、これにより、ドライバ１１の出力がハイになり、ローサイドスイッチがオンになる。
【００３５】
発電機のＶ相およびＷ相を駆動する他の２つのハーフブリッジのゲートを駆動するために、同一回路が設けられている。これにより、ゲートドライバＩＣ１０は、常に、３つのローサイド電源スイッチをオンにして、３相ＰＭＳＭの端子を短絡させ、発電機にブレーキをかけて、逆起電力を安全レベルに制御することができる。
【００３６】
Ｖcc電源の損失の際に、内部バックアップ電源１４は、バックアップ電圧ＶBCKを供給し、Ｖcc電圧が残っていると、プレドライバ段１２を駆動し続ける。この損失の際に、Ｖccが接地電圧レベルに低下すると、出力ドライバ段１１への入力プレドライバ信号が、Ｖccから直接バイアスされたドライバ回路１１の最終段のＰチャネルスイッチのボディダイオードによって、接地電圧レベルまで低下する。ドライバ段１１は、バックアップ電源からのＶBCKがバイアスされるため、ドライバ信号を生成して、ローサイドスイッチをオンにすることができる。
【００３７】
ハイサイドスイッチドライバも同様に、Ｖcc電源が損失すると、プレドライバ１８に入力されるプレドライバ信号が低下し、これにより、スイッチ１９のゲートがリセット状態になり、ハイサイドスイッチがオフになる。
【００３８】
要するに、Ｖcc電源が損失すると、ＤＣバス（バルクコンデンサＣに蓄積された電荷）から、バックアップ電源ＶBCKが供給されて、ゲートドライバ段がバイアスされる。これにより、インバータスイッチが制御され、発電機の速度および発電機によって生成される逆起電力は、安全レベルに制御される。
【００３９】
図３に示すように、保護回路は、例えば２つのＰＭＯＳ３２および３４と１つのＮＭＯＳ３６からなる３つのスイッチを含む選択回路３０を有している。第１のＰＭＯＳスイッチ３２のソースは、Ｖccのソースに接続され、第２のＰＭＯＳのソースは、ＶBCKのソースに接続され、第１のＰＭＯＳスイッチ３２のドレーンと、第２のＰＭＯＳ３４スイッチのドレーンは、相互に接続されている。
【００４０】
第２のＰＭＯＳスイッチ３４のゲートは、ＮＭＯＳスイッチ３６のドレーンに接続されている。第１のＰＭＯＳスイッチ３２のゲートは、ＮＭＯＳスイッチ３６のソースに接続されている。第３のＮＭＯＳスイッチ３６のゲートは、Ｖccのソースに接続されている。
【００４１】
さらに、選択回路３０は、スイッチ３４のゲートをバイアスするために、第２のＰＭＯＳスイッチ３４のソースとゲートとの間に接続された抵抗３８を含んでいる。
【００４２】
通常の動作の際に、Ｖccが存在すると、内部バックアップ電源１４からの電圧ＶBCKは、Ｖccによるドライバ回路のバイアスで除去され、プレドライバ段１２および出力段１１を含む全ての回路の素子にＶccがかかる。Ｖccが損失すると、選択回路３０が、図２に示されている素子にＶBCKを供給する。
【００４３】
これを実現するために、選択回路３０は、２つ電源、すなわちＶccとＶBCKから入力として電圧供給を受け、唯１つの電圧出力を供給する。Ｖccがハイの場合は、この供給出力はＶccである。Ｖccがローの場合は、この供給出力はＶBCKである。
【００４４】
Ｖccが存在すると、第３のスイッチ３６（Ｎｃｈ）と第２のスイッチ３４（Ｐｃｈ）がオンになり、第１のスイッチ３２がイネーブルされ、ＶccとＶBCKがほぼ同じ電位になる。
【００４５】
Ｖccが損失すると、第３のスイッチ３６と第２のスイッチ３４がオフになり、第１のスイッチ３２がディスエーブルされ、上記したように、ＶBCKが保護回路に供給される。
【００４６】
図４は、本発明に用いることができるバックアップ電源回路ＢＰＳ１４の例を示している。また、このことは、ここに言及することをもって、その開示内容の全てを本明細書の一部とする米国特許出願公開第２００６／００３３５５６Ａ１号にも開示されている。
【００４７】
図４は、本発明によるバックアップ電源回路１４の一例である。この回路は、例示してあるように、高電圧部分および低電圧部分を有する回路を含んでいる。高電圧部分は、高電圧ウェルＨＷ内に含められている。高電圧ウェルＨＷの境界は、電界を整形するために用いられる螺旋形ポリ抵抗とすることができるポリシリコン抵抗（螺旋Ｒ）を有する。
【００４８】
ポリ抵抗の一方の端子は、高電圧ウェルにあり、高電圧ＤＣバスＶBUSに接続されている。他方の端子は、低電圧側にあり、高電圧ＮＭＯＳ Ｑ１０のゲートに接続されている。抵抗Ｒの値は、数十ＭΩの範囲である。この抵抗値は、高電圧抵抗Ｑ１０をオンにする役割を果たす。
【００４９】
バックアップ電源回路１４は、例えば約１２Ｖで数十ｍＡの小電流を供給する超低電流電源を実現にしている。例示した実施形態では、ＶBCK点は、２つのツェナーダイオードＺ１、およびＺ２として例示しているツェナーダイオードとの分岐部に流れる電流によって、約１２Ｖに維持される。
【００５０】
例示している実施形態では、合計１０Ｖのアバランシェ電圧となるように、各ツェナーダイオードは、５Ｖのアバランシェ電圧を有する。これらのツェナーダイオードの前後の電圧降下と抵抗Ｒ３の前後の電圧降下とでＶBCKが生成される。これにより、ＶBCKが、１０ＶにＱ２の閾値（約１．５Ｖ）を加えた電圧となる。
【００５１】
この電源回路１４は、以下に説明するように、フィードバック機構を介して、ＶBCKを制御する。何らかの理由で、ＶBCKの電圧が、その安定状態の値よりも高くなると、Ｒ３の前後の電圧が増大して、Ｑ２０がより強くオンになり、Ｑ１０のゲートノードの電圧は低下する。このゲート電圧の低下により、Ｑ１０のドレーン電流が低下し、当初は高かったＶBCKの電圧が降下して、フィードバックループが閉じる。ＶBCKの変化が逆、すなわちＶBCKが低下すると、逆の状態になる。
【００５２】
ＶBCKとして示した点から、出力を取る。上記したように、例示した実施形態では、出力電圧は、約１２Ｖである。この電圧は、Ｖccが損失した場合にのみ必要である。Ｖccが存在している時は、電力を節約するために、電源回路１４をオフにするのが望ましい。しかし、これは必ずしも必要ではない。電圧ＶBCKは、通常の動作中であっても常に存在してもよい。図示の実施形態では、バックアップ電源は、通常動作の際は、停止するように構成されている。
【００５３】
Ｑ２０は、ＶBCKで電源出力を検出し、Ｒ３の前後の電圧を検出して、回路の停止機能を果たす。ＶBCKにおける高電圧、従ってＲ３の前後の高電圧により、Ｑ２０はオンになり（閾値電圧は約１．５Ｖ）、供給トランジスタＱ１０のゲートドライブは減少する。停止後、対称デバイスＱ３０は、そのドレーンが接地され、そのゲート／ソースがＶBCKに接続される。これにより、ソースとドレーンが入れ替わって、Ｑ３０はオンになる。したがって、Ｑ３０の入れ替わったソース回路のＲ１が、停止時の電力損失を制限する。
【００５４】
この回路は、短絡保護も提供する。ＶBCKが短絡するか、またはＶBCKに過負荷がかかると、ＶBCK点よりも低い回路の全ての部分が除外されて、Ｑ１０のソースが、例えば２０ＫΩとすることができる抵抗を介して接地される。これにより、電流が制限されることなく、ＶBUSから、過剰な電力が失われる。この場合、Ｑ３０が、短絡中のＲ２の前後の大きな電圧低下を検出してオンになり、Ｑ１０のゲート電圧を下げて、最大電流を制限する。
【００５５】
以上本発明を、特定の実施形態を用いて説明してきたが、当業者であれば、他の変更形態、改良形態、および他の用途も明らかであると思う。したがって、本発明は、ここに記載した詳細に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の保護回路を取り入れたＰＭＳＭコントローラおよびインバータのブロック線図である。
【図２】本発明の安全回路を取り入れたゲートドライバ集積回路（ＩＣ）を示している図１の回路の一部の詳細を示す線図である。
【図３】電源の損失時にバックアップ電源電圧を供給する保護回路の一部の線図である。
【図４】バックアップ電源の一例を示す線図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０    ゲートドライバ回路（ＩＣ）
１１    ドライバ（回路）
１２    プレドライバ（回路）
１３    ハイサイドドライバ
１４    バックアップ電源
１５    ラッチ
１６    プレドライバ
１７    スイッチ
１８    プレドライバリセット
１９    スイッチ
２０    制御部
２２    パルス発生器
２４    ドライバ
３０    選択回路
３２    第１のＰＭＯＳスイッチ
３４    第２のＰＭＯＳスイッチ
３６    第３のＮＭＯＳスイッチ
３８    抵抗
ＢＰＳ    バックアップ電源
Ｃ    バルクコンデンサ
Ｍ    ＰＭＳＭ
ＰＳ    電源
Ｒ    整流器
【図１】
2007089393.tif 000003
【図２】
2007089393.tif 000004
【図３】
2007089393.tif 000005
【図４】
2007089393.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月21日(2006.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007089393.tif 000007
【図２】
2007089393.tif 000008
【図３】
2007089393.tif 000009
【図４】
2007089393.tif 000010
【外国語明細書】
2007089393000001.pdf