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JP3588301B2 - Half-bridge type inverter circuit - Google Patents
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JP3588301B2 JP2000064493A JP2000064493A JP3588301B2 JP 3588301 B2 JP3588301 B2 JP 3588301B2 JP 2000064493 A JP2000064493 A JP 2000064493A JP 2000064493 A JP2000064493 A JP 2000064493A JP 3588301 B2 JP3588301 B2 JP 3588301B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はハーフブリッジ形インバータ回路に関し、特に高電圧で駆動される負荷を接続されるハーフブリッジ形インバータ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1に照明用のハーフブリッジ形インバータ回路の構成を示す。Q1、Q2はパワーMOSFETで構成されるメインスイッチング素子であり、D1、D2はパワーMOSFETのドレイン・ソース間の寄生ダイオードで構成される共振電流の転流ダイオードである。バラスト回路のLは共振用リアクトル、C1は直流成分カット用コンデンサ、C2はフィラメント予熱用コンデンサであり、蛍光ランプはフィラメント予熱用コンデンサC2と並列に接続される回路構成となっている。
【0003】
図2はランプ点灯時の動作波形を示している。VGS1、VGS2はメインスイッチング素子Q1、Q2のゲート・ソース間電圧である。動作中、メインスイッチング素子Q1、Q2は交互にオン、オフを繰り返すとともに、メインスイッチング素子Q1、Q2が同時にオンになることを防ぐために、メインスイッチング素子Q1、Q2が共にオフとなるデッドタイム期間を有している。
【0004】
ハイサイド側メインスイッチング素子Q1はVGS1がハイとなるとオンし、ID1に示すドレイン電流が流れる。これにより、L、C1、C2および蛍光ランプで構成されるバラスト回路に方形波の電圧が印可され、正弦波状のバラスト電流I1が流れる。ランプの点灯中のバラスト電流I1はフィラメント電流I2とランプ電流I3の合成電流である。
【0005】
ローサイド側メインスイッチング素子Q2はVGS2がハイになるとオンし、ドレイン電流ID2が流れる。これにより、バラスト回路に蓄積されたエネルギーが放出され、バラスト電流I1、フィラメント電流I2およびランプ電流I3はマイナス方向に減少する。
【0006】
通常のハーフブリッジ形インバータ回路では、バラスト回路の共振周波数より高い遅相領域の周波数で動作させる。従って、バラスト電流I1はメインスイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数により変化させることができるので、明るさの調整が可能となる。
【0007】
図1より、制御回路1からの入力信号をドライブ回路2で所定のドライブ信号(例えば、VGS1、VGS2)に変換して、メインスイッチング素子Q1、Q2が駆動されている。
【0008】
図3にこのドライブ回路2の具体的な回路ブロックを示す。すなわち、信号入力回路21と、ハイサイド側およびローサイド側のデッドタイムコントロールを行うデッドタイムコントロール回路22、23と、パルス発生回路24と、レベルシフト回路25と、パルスフィルター回路26と、記憶回路となるフリップフロップ回路27と、ハイサイド側およびローサイド側のメインスイッチング素子Q1、Q2を駆動するドライブ信号を供給する出力回路28、29より構成される。
【0009】
かかるドライブ回路2は制御回路1からの出力信号を信号入力回路21で整形した後、ハイサイド側およびローサイド側のデッドタイムコントロールを行うデッドタイムコントロール回路22、23に入力され、図4に示すように入力信号(制御回路1の出力信号)から遅延させたハイサイド出力信号HOとハイサイド出力信号HOが立ち上がる前に立ち下がるローサイド出力信号LOが形成される。ハイサイド出力信号HOとローサイド出力信号LOにはメインスイッチング素子Q1、Q2が同時にオンしないように共にローレベルとなるデッドタイムが作られている。
【0010】
ハイサイド側のドライブ回路2はメインスイッチング素子Q1が約600ボルトの電圧で駆動されるので、ハイサイド出力信号HOを約600ボルトまで高圧にシフトしてドライブ信号VGS1を作る必要がある。パルス発生回路24 にはデッドタイムコントロール回路22の出力信号PGINが入力され、セット出力信号OUT(Set)とリセット出力信号OUT(Reset)を出力する。これらの信号は次の高電圧へのレベルシフト回路25に入力されて、高電圧のセット出力信号OUT(Set)とリセット出力信号OUT(Reset)に変換される。これらの信号はパルスフィルター回路26で一定のパルス幅以上の信号を通過させて、フリップフロップ回路27のセットおよびリセットを行い、出力回路28からハイサイド出力信号HOを出力してハイサイド側のメインスイッチング素子Q1を駆動する。
【0011】
図7にパルス発生回路24を示す。ハイサイド側のデッドタイムコントロール回路22からの入力信号PGINからセット出力信号OUT(Set)とリセット出力信号OUT(Reset)を出力するために、セット側では入力信号PGINをインバータ回路241で反転させた信号S1と、入力信号PGINを2段の遅延回路242で遅延させ、2段接続されたインバータ回路243で整形して信号S2を形成する。両信号S1、S2はNORゲート回路244に入力され、セット出力信号OUT(Set)が得られ、更に2段接続したインバータ回路245を経て整形される。リセット側も同様に信号R1と信号R2からリセット出力信号OUT(Reset)を発生させる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
かかるハーフブリッジ形インバータ回路では、メインスイッチング素子Q1、Q2が同時にオンになることを防ぐために、ドライブ信号(例えば、VGS1、VGS2)が共にオフとなるデッドタイム期間を設けている。
【0013】
しかしながら、ドライブ回路2のパルス発生回路24への入力信号PGINが突発的なノイズが入力された場合に誤動作が起こり、メインスイッチング素子Q1、Q2が同時にオンになる問題がある。
【0014】
図8に示すように、パルス発生回路24への入力信号PGINのパルス幅が15ns以下と狭い場合、信号S2および信号R2は遅延回路242で伝達されないので、セット出力信号OUT(Set)は入力信号PGINと同一の波形になる。一方、リセット出力信号OUT(Reset)は無くなり、ローレベルで維持される。このために、セット出力信号OUT(Set)のみでリセット出力信号OUT(Reset)が無くなるので、ハイサイド出力信号HOはハイレベル状態で維持されることになる。すなわち、メインスイッチング素子Q1、Q2は同時オンとなる。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかるメインスイッチング素子Q1、Q2が同時オンモードになるという問題点に鑑みてなされ、ハーフブリッジ形インバータ回路において、前記ドライブ回路を前記ハイサイド側のメインスイッチング素子とローサイド側のメインスイッチング素子が同時にオンになるのを防止するためのデッドタイム期間を作るデッドタイムコントロール回路を有しハイサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力するハイサイド側の出力回路と、前記同様にデッドタイム期間を作るデッドタイムコントロール回路を有しローサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力するローサイドの出力回路とで構成し、前記ハイサイド側のデッドタイムコントロール回路に該デッドタイムコントロール回路の出力からセット出力信号およびリセット出力信号を発生するパルス発生回路と、前記セット出力信号およびリセット出力信号のうち一定のパルス幅以上のパルスを通過させるパルスフィルタ回路と、前記パルスフィルタ回路を通過した前記セット出力信号およびリセット出力信号でセットリセットし前記出力信号を出力するハイサイド側の出力回路とを接続し、前記ドライブ回路に加わる入力信号が一定幅以下のとき、前記パルス発生回路からのセット出力信号またはリセット出力信号を前記パルスフィルタ回路で阻止しハイサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力する前記出力回路を不動作させ、ハイサイド側のメインスイッチング素子を不動作させ、前記両メインスイッチング素子の同時オンを防止することに特徴を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図1から図9を参照して説明する。
【0017】
図1に照明用のハーフブリッジ形インバータ回路の構成を示す。Q1、Q2はパワーMOSFETで構成されるメインスイッチング素子であり、D1、D2はパワーMOSFETのドレイン・ソース間の寄生ダイオードで構成される共振電流の転流ダイオードである。バラスト回路のLは共振用リアクトル、C1は直流成分カット用コンデンサ、C2はフィラメント予熱用コンデンサであり、蛍光ランプはフィラメント予熱用コンデンサC2と並列に接続される回路構成となっている。
【0018】
図2に動作波形を示し、図3にドライブ回路の回路ブロックを示す。基本的な動作原理および回路構成は従来の技術の欄で説明したものと同じであるので、ここでは説明を省略する。
【0019】
図4は入力信号(制御回路1の出力信号)から遅延させたハイサイド出力信号HOとハイサイド出力信号HOが立ち上がる前に立ち下がるローサイド出力信号LOの波形を示す。ハイサイド出力信号HOとローサイド出力信号LOにはメインスイッチング素子Q1、Q2が同時にオンしないように共にローレベルとなるデッドタイムが作られている。
【0020】
図7にパルス発生回路24を示す。ハイサイド側のデッドタイムコントロール回路22からの入力信号PGINからセット出力信号OUT(Set)とリセット出力信号OUT(Reset)を出力するために、セット側では入力信号INをインバータ回路241で反転させた信号S1と、入力信号INを2段の遅延回路242で遅延させ、2段接続されたインバータ回路243で整形して信号S2を形成する。両信号S1、S2はNORゲート回路244に入力され、セット出力信号OUT(Set)が得られ、更に2段接続したインバータ回路245を経て整形される。リセット側も同様に信号R1と信号R2からリセット出力信号OUT(Reset)を発生させる。
【0021】
図8に示すように、パルス発生回路24への入力信号PGINのパルス幅が12nS以下と狭い場合、信号S2および信号R2は遅延回路242で伝達されないので、セット出力信号OUT(Set)は入力信号PGINと同一の波形になる。一方、リセット出力信号OUT(Reset)は無くなり、ローレベルで維持される。
【0022】
図9にパルス発生回路24の入力となるデッドタイムコントロール回路22の出力信号PGINのパルス入力幅とパルス発生回路24からの出力であるセット出力信号OUT(Set)およびリセット出力信号OUT(Reset)のパルス出力幅の関係を示す。
【0023】
ドライブ回路2のハイサイド出力信号HOはパルス発生回路24のセット出力信号OUT(Set)でハイレベルとなり、リセット出力信号OUT(Reset)でローレベルとなるように構成されている。パルス発生回路24の遅延回路242の働きで入力信号のパルス幅が12nS程度以下になるとリセット出力信号OUT(Reset)がセット出力信号OUT(Set)よりも先に無くなる領域となり、図8に示すように残ったセット出力信号OUT(Set)によりハイサイド出力信号HOがハイレベルで維持される結果になる。
【0024】
図5にセット出力信号OUT(Set)が印可されるレベルシフト回路25とパルスフィルタ回路26の具体的な回路図を示す。なお、リセット出力信号OUT(Reset)が印可されるレベルシフト回路25とパルスフィルタ回路26は同様の回路が存在する。
【0025】
本発明の特徴はこのパルスフィルタ回路26にある。パルスフィルタ回路26は波形整形を行う2段接続されたインバータ回路261、262と、遅延回路263と、波形整形を行う2段接続されたインバータ回路264、265で構成されている。遅延回路263はCMOSインバータ回路の出力端子とPチャネルMOSトランジスタのドレイン端子間に接続された抵抗Rと出力端子と共通電位VS間に接続された容量Cにより構成される。この抵抗Rおよび容量Cで形成される時定数を選択することにより、このパルスフィルタ回路26を通過できるパルス幅を決めることができる。なお共通電位VSはメインスイッチング素子Q1とメインスイッチング素子Q2の中間電位であり、VBは高圧の電源電位であり、COMはグランド電位を示す。
【0026】
図6に同時オンを発生するフィルタ幅と抵抗R(図6ではPSD(パルス信号遅延)抵抗で表示する)の関係を示す。リセット出力信号OUT(Reset)が確実に残る領域はフィルタ幅で18nS以上、最適設計値では22nSから24nSでの動作範囲を選んだ。従って、フィルタ幅を18nS以上とするには抵抗Rは6.5KΩ以上が必要である。製造上のばらつきを考慮すると約9KΩが良い。なお、容量は2.3pFとする。
【0027】
また前述したパルスフィルタ回路26のセット出力信号OUT(Set)を出力する側の遅延回路263の抵抗RをRsとし、同様にリセット出力信号OUT(Reset)側の遅延回路(図示せず)の抵抗RをRrとすれば、Rs>Rrとすることで、パルス発生回路24からの入力信号PGINが狭いときに確実にセット出力信号OUT(Set)を先に無くすることができ、同時オン防止に有効である。実際には、Rsを9KΩとしたとき、Rrは4.7KΩとした。
【0028】
これにより図9からも明白なように、パルス発生回路24からのパルス出力幅が18nS以上であれば、必ずリセット出力信号OUT(Reset)が無くなることがないので、メインスイッチング素子Q1、Q2が同時オンになることを防止することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明に依れば、パルスフィルタ回路26の遅延回路263の時定数を選択することにより大きな回路変更をすることなくリセット出力信号OUT(Reset)が確実に残る領域までセット出力信号OUT(Set)を伝達することがなくなり、メインスイッチング素子Q1、Q2が同時オンになることを防止することができる。これにより突発的なノイズによる誤動作を完全に回避したハーフブリッジ形インバータ回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路を説明する図である。
【図2】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路の動作波形を説明する図である。
【図3】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路のドライブ回路を説明する図である。
【図4】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路のデッドタイムコントロール回路の動作波形を説明する図である。
【図5】本発明のハーフブリッジ形インバータ回路のパルスフィルタ回路を説明する図である。
【図6】本発明のハーフブリッジ形インバータ回路のパルスフィルタ回路の特性を説明する図である。
【図7】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路のパルス発生回路を説明する図である。
【図8】本発明および従来のハーフブリッジ形インバータ回路のパルス発生回路の動作波形 説明する図である。
【図9】本発明のハーフブリッジ形インバータ回路のパルス発生回路の特性を説明する図である。
【符号の説明】
Q1、Q2 メインスイッチング素子
D1、D2 共振電流の転流ダイオード
L 共振用リアクトル
C1 直流成分カット用コンデンサ
C2 フィラメント予熱用コンデンサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a half-bridge type inverter circuit, and more particularly to a half-bridge type inverter circuit to which a load driven by a high voltage is connected.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a configuration of a half-bridge inverter circuit for lighting. Q1 and Q2 are main switching elements composed of power MOSFETs, and D1 and D2 are commutation diodes of resonance current composed of parasitic diodes between the drain and source of the power MOSFET. In the ballast circuit, L is a resonance reactor, C1 is a DC component cutting capacitor, C2 is a filament preheating capacitor, and the fluorescent lamp has a circuit configuration connected in parallel with the filament preheating capacitor C2.
[0003]
FIG. 2 shows operation waveforms when the lamp is turned on. VGS1 and VGS2 are gate-source voltages of the main switching elements Q1 and Q2. During operation, the main switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off alternately, and a dead time period during which the main switching elements Q1 and Q2 are both turned off in order to prevent the main switching elements Q1 and Q2 from being turned on at the same time. Have.
[0004]
The high-side main switching element Q1 turns on when VGS1 becomes high, and the drain current indicated by ID1 flows. Thus, a square wave voltage is applied to the ballast circuit composed of L, C1, C2 and the fluorescent lamp, and a sine wave ballast current I1 flows. The ballast current I1 during lamp operation is a combined current of the filament current I2 and the lamp current I3.
[0005]
The low-side main switching element Q2 is turned on when VGS2 becomes high, and the drain current ID2 flows. As a result, the energy stored in the ballast circuit is released, and the ballast current I1, the filament current I2, and the lamp current I3 decrease in the negative direction.
[0006]
A normal half-bridge type inverter circuit is operated at a frequency in a delay region higher than the resonance frequency of the ballast circuit. Therefore, the ballast current I1 can be changed by the switching frequency of the main switching elements Q1 and Q2, so that the brightness can be adjusted.
[0007]
As shown in FIG. 1, the drive circuit 2 converts an input signal from the control circuit 1 into a predetermined drive signal (for example, VGS1, VGS2) and drives the main switching elements Q1, Q2.
[0008]
FIG. 3 shows a specific circuit block of the drive circuit 2. That is, a signal input circuit 21, dead time control circuits 22 and 23 for performing high-side and low-side dead time control, a pulse generation circuit 24, a level shift circuit 25, a pulse filter circuit 26, a storage circuit, , And output circuits 28 and 29 for supplying drive signals for driving the high-side and low-side main switching elements Q1 and Q2.
[0009]
After the drive circuit 2 shapes the output signal from the control circuit 1 by the signal input circuit 21, it is input to the dead time control circuits 22 and 23 for performing the dead time control on the high side and the low side, as shown in FIG. A high-side output signal HO delayed from the input signal (the output signal of the control circuit 1) and a low-side output signal LO that falls before the high-side output signal HO rises are formed. The high-side output signal HO and the low-side output signal LO have a dead time in which both the main switching elements Q1 and Q2 are at a low level so as not to turn on at the same time.
[0010]
In the drive circuit 2 on the high side, since the main switching element Q1 is driven at a voltage of about 600 volts, it is necessary to shift the high side output signal HO to a high voltage of about 600 volts to generate the drive signal VGS1. The output signal PGIN of the dead time control circuit 22 is input to the pulse generation circuit 24 and outputs a set output signal OUT (Set) and a reset output signal OUT (Reset). These signals are input to the next high voltage level shift circuit 25, and are converted into a high voltage set output signal OUT (Set) and a reset output signal OUT (Reset). These signals are passed through a pulse filter circuit 26 to pass a signal having a certain pulse width or more, to set and reset a flip-flop circuit 27, output a high-side output signal HO from an output circuit 28, and output a high-side main signal. The switching element Q1 is driven.
[0011]
FIG. 7 shows the pulse generation circuit 24. In order to output the set output signal OUT (Set) and the reset output signal OUT (Reset) from the input signal PGIN from the dead time control circuit 22 on the high side, the input signal PGIN is inverted by the inverter circuit 241 on the set side. The signal S1 and the input signal PGIN are delayed by a two-stage delay circuit 242 and shaped by an inverter circuit 243 connected in two stages to form a signal S2. Both signals S1 and S2 are input to a NOR gate circuit 244, a set output signal OUT (Set) is obtained, and further shaped via an inverter circuit 245 connected in two stages. The reset side similarly generates a reset output signal OUT (Reset) from the signals R1 and R2.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In such a half-bridge type inverter circuit, in order to prevent the main switching elements Q1 and Q2 from turning on at the same time, a dead time period in which both drive signals (for example, VGS1 and VGS2) are off is provided.
[0013]
However, when sudden noise is input to the input signal PGIN to the pulse generation circuit 24 of the drive circuit 2, a malfunction occurs, and there is a problem that the main switching elements Q1 and Q2 are simultaneously turned on.
[0014]
As shown in FIG. 8, when the pulse width of the input signal PGIN to the pulse generation circuit 24 is as narrow as 15 ns or less, the signal S2 and the signal R2 are not transmitted by the delay circuit 242, so that the set output signal OUT (Set) becomes the input signal. It has the same waveform as PGIN. On the other hand, the reset output signal OUT (Reset) disappears and is maintained at a low level. For this reason, only the set output signal OUT (Set) eliminates the reset output signal OUT (Reset), so that the high side output signal HO is maintained at a high level. That is, the main switching elements Q1 and Q2 are simultaneously turned on.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the problem that the main switching elements Q1 and Q2 are in the simultaneous ON mode. In a half-bridge type inverter circuit, the drive circuit includes the high-side main switching element and the low-side main switching element. A high-side output circuit for outputting an output signal for turning on the high-side switching element and having a dead time control circuit for creating a dead time period for preventing the same from being turned on at the same time; A low-side output circuit that has a dead-time control circuit that creates a period and outputs an output signal that turns on a low-side switching element, and outputs the output signal of the dead-time control circuit to the high-side dead time control circuit. Set output A pulse generation circuit that generates a signal and a reset output signal, a pulse filter circuit that passes a pulse having a predetermined pulse width or more among the set output signal and the reset output signal, and the set output signal that has passed through the pulse filter circuit. A high-side output circuit that sets and resets with a reset output signal and outputs the output signal; and when an input signal applied to the drive circuit has a predetermined width or less, a set output signal or a reset output from the pulse generation circuit. A signal is blocked by the pulse filter circuit, an output signal for outputting an output signal for turning on a high-side switching element is deactivated, a high-side main switching element is deactivated, and simultaneous operation of the two main switching elements is performed. The feature is to prevent on.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 shows a configuration of a half-bridge inverter circuit for lighting. Q1 and Q2 are main switching elements composed of power MOSFETs, and D1 and D2 are commutation diodes of resonance current composed of parasitic diodes between the drain and source of the power MOSFET. In the ballast circuit, L is a resonance reactor, C1 is a DC component cutting capacitor, C2 is a filament preheating capacitor, and the fluorescent lamp has a circuit configuration connected in parallel with the filament preheating capacitor C2.
[0018]
FIG. 2 shows operation waveforms, and FIG. 3 shows a circuit block of a drive circuit. The basic operation principle and circuit configuration are the same as those described in the section of the prior art, and thus description thereof is omitted here.
[0019]
FIG. 4 shows the waveforms of the high-side output signal HO delayed from the input signal (the output signal of the control circuit 1) and the low-side output signal LO falling before the high-side output signal HO rises. The high-side output signal HO and the low-side output signal LO have a dead time in which both the main switching elements Q1 and Q2 are at a low level so as not to turn on at the same time.
[0020]
FIG. 7 shows the pulse generation circuit 24. In order to output a set output signal OUT (Set) and a reset output signal OUT (Reset) from an input signal PGIN from the high-side dead time control circuit 22, the input signal IN is inverted by an inverter circuit 241 on the set side. The signal S1 and the input signal IN are delayed by a two-stage delay circuit 242 and shaped by an inverter circuit 243 connected in two stages to form a signal S2. Both signals S1 and S2 are input to a NOR gate circuit 244, a set output signal OUT (Set) is obtained, and further shaped via an inverter circuit 245 connected in two stages. The reset side similarly generates a reset output signal OUT (Reset) from the signals R1 and R2.
[0021]
As shown in FIG. 8, when the pulse width of the input signal PGIN to the pulse generation circuit 24 is as narrow as 12 ns or less, the signal S2 and the signal R2 are not transmitted by the delay circuit 242, so that the set output signal OUT (Set) becomes the input signal. It has the same waveform as PGIN. On the other hand, the reset output signal OUT (Reset) disappears and is maintained at a low level.
[0022]
FIG. 9 shows the pulse input width of the output signal PGIN of the dead time control circuit 22 which is an input to the pulse generation circuit 24, and the set output signal OUT (Set) and the reset output signal OUT (Reset) which are outputs from the pulse generation circuit 24. The relation of the pulse output width is shown.
[0023]
The high-side output signal HO of the drive circuit 2 is configured to be at a high level by the set output signal OUT (Set) of the pulse generation circuit 24 and to be at a low level by the reset output signal OUT (Reset). When the pulse width of the input signal becomes about 12 ns or less due to the operation of the delay circuit 242 of the pulse generation circuit 24, the reset output signal OUT (Reset) becomes an area where it disappears before the set output signal OUT (Set), as shown in FIG. As a result, the high-side output signal HO is maintained at a high level due to the set output signal OUT (Set) remaining in the second stage.
[0024]
FIG. 5 shows a specific circuit diagram of the level shift circuit 25 and the pulse filter circuit 26 to which the set output signal OUT (Set) is applied. Note that the level shift circuit 25 to which the reset output signal OUT (Reset) is applied and the pulse filter circuit 26 have similar circuits.
[0025]
A feature of the present invention resides in the pulse filter circuit 26. The pulse filter circuit 26 is composed of two-stage connected inverter circuits 261 and 262 for performing waveform shaping, a delay circuit 263, and two-stage connected inverter circuits 264 and 265 for performing waveform shaping. The delay circuit 263 includes a resistor R connected between the output terminal of the CMOS inverter circuit and the drain terminal of the P-channel MOS transistor, and a capacitor C connected between the output terminal and the common potential VS. By selecting a time constant formed by the resistor R and the capacitor C, a pulse width that can pass through the pulse filter circuit 26 can be determined. Note that the common potential VS is an intermediate potential between the main switching element Q1 and the main switching element Q2, VB is a high-voltage power supply potential, and COM indicates a ground potential.
[0026]
FIG. 6 shows the relationship between the filter width that causes simultaneous ON and the resistance R (in FIG. 6, represented by a PSD (pulse signal delay) resistance). In the region where the reset output signal OUT (Reset) remains reliably, an operation range in which the filter width is 18 nS or more and the optimum design value is 22 nS to 24 nS is selected. Therefore, in order to make the filter width 18 nS or more, the resistance R needs to be 6.5 KΩ or more. About 9 KΩ is preferable in consideration of manufacturing variations. The capacitance is 2.3 pF.
[0027]
The resistance R of the delay circuit 263 of the pulse filter circuit 26 that outputs the set output signal OUT (Set) is Rs, and similarly, the resistance of the delay circuit (not shown) on the reset output signal OUT (Reset) side. Assuming that R is Rr, by setting Rs> Rr, the set output signal OUT (Set) can be surely eliminated first when the input signal PGIN from the pulse generation circuit 24 is narrow, thereby preventing simultaneous ON. It is valid. Actually, when Rs was 9 KΩ, Rr was 4.7 KΩ.
[0028]
Thus, as is clear from FIG. 9, if the pulse output width from the pulse generation circuit 24 is 18 nS or more, the reset output signal OUT (Reset) does not necessarily disappear, so that the main switching elements Q1 and Q2 are It can be prevented from turning on.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, by selecting the time constant of the delay circuit 263 of the pulse filter circuit 26, the set output signal OUT (Set) can be reliably reduced to a region where the reset output signal OUT (Reset) remains without a large circuit change. Is not transmitted, and it is possible to prevent the main switching elements Q1 and Q2 from being simultaneously turned on. This makes it possible to provide a half-bridge type inverter circuit in which a malfunction due to sudden noise is completely avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention and a conventional half-bridge type inverter circuit.
FIG. 2 is a diagram illustrating operation waveforms of the present invention and a conventional half-bridge type inverter circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a drive circuit of the present invention and a conventional half-bridge type inverter circuit.
FIG. 4 is a diagram illustrating operation waveforms of a dead time control circuit of the present invention and a conventional half-bridge type inverter circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a pulse filter circuit of the half-bridge type inverter circuit of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating characteristics of the pulse filter circuit of the half-bridge inverter circuit according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a pulse generation circuit of the present invention and a conventional half-bridge type inverter circuit.
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation waveforms of the pulse generation circuit of the present invention and the conventional half-bridge inverter circuit.
FIG. 9 is a diagram illustrating characteristics of a pulse generation circuit of the half-bridge type inverter circuit of the present invention.
[Explanation of symbols]
Q1, Q2 Main switching elements D1, D2 Commutation diode L of resonance current Reactor C1 Capacitor for cutting DC component C2 Capacitor for preheating filament

Claims (4)

ハイサイド側のメインスイッチング素子とローサイド側のメインスイッチング素子で構成されるハーフブリッジ形のスイッチング回路と、該スイッチング回路を駆動する出力信号を出力するドライブ回路とを備えたハーフブリッジ形インバータ回路において、
前記ドライブ回路を前記ハイサイド側のメインスイッチング素子とローサイド側のメインスイッチング素子が同時にオンになるのを防止するためのデッドタイム期間を作るデッドタイムコントロール回路を有しハイサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力するハイサイド側の出力回路と、前記同様にデッドタイム期間を作るデッドタイムコントロール回路を有しローサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力するローサイドの出力回路とで構成し、
前記ハイサイド側のデッドタイムコントロール回路に該デッドタイムコントロール回路の出力からセット出力信号およびリセット出力信号を発生するパルス発生回路と、前記セット出力信号およびリセット出力信号のうち一定のパルス幅以上のパルスを通過させるパルスフィルタ回路と、前記パルスフィルタ回路を通過した前記セット出力信号およびリセット出力信号でセットリセットし前記出力信号を出力するハイサイド側の出力回路とを接続し、
前記ドライブ回路に加わる入力信号が一定幅以下のとき、前記パルス発生回路からのセット出力信号またはリセット出力信号を前記パルスフィルタ回路で阻止しハイサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力する前記出力回路を不動作させ、ハイサイド側のメインスイッチング素子を不動作させ、前記両メインスイッチング素子の同時オンを防止することを特徴とするハーフブリッジ形インバータ回路。
Half-bridge inverter circuit comprising a half bridge type switching circuit composed of a main switching element and the low-side main switching element on the high side, and a drive circuit for outputting the output signal you drive the switching circuit At
The drive circuit has a dead time control circuit that creates a dead time period for preventing the high side main switching element and the low side main switching element from being simultaneously turned on, and turns on the high side switching element. A high-side output circuit that outputs an output signal to be turned on, and a low-side output circuit that has a dead time control circuit that creates a dead time period and outputs an output signal that turns on the low-side switching element, as described above. ,
A pulse generating circuit for generating a set output signal and a reset output signal from the output of the dead time control circuit to the high side dead time control circuit; and a pulse having a predetermined pulse width or more among the set output signal and the reset output signal. And a high-side output circuit that sets and resets the set output signal and the reset output signal that have passed through the pulse filter circuit and outputs the output signal,
When the input signal applied to the drive circuit is equal to or smaller than a certain width, the set output signal or the reset output signal from the pulse generation circuit is blocked by the pulse filter circuit and an output signal for turning on a high-side switching element is output. A half-bridge type inverter circuit in which an output circuit is deactivated, a high-side main switching element is deactivated, and the two main switching elements are simultaneously turned off.
前記ハイサイド側の前記パルスフィルタ回路にフリップフロップ回路を接続し、前記セット出力信号でフリップフロップ回路がセットされたときに、前記出力回路からハイサイド側のスイッチング素子をオンさせる出力信号を出力することを特徴とする請求項1記載のハーフブリッジ形インバータ回路。 A flip-flop circuit is connected to the pulse filter circuit on the high side, and an output signal for turning on a high-side switching element is output from the output circuit when the flip-flop circuit is set by the set output signal. half-bridge inverter circuit of claim 1, wherein a. 前記セット出力信号を通過させるパルスフィルタ回路の時定数をリセット出力信号を通過させる時定数より大きくし、リセット出力信号が残る領域までセット出力信号を伝達するのを防止したことを特徴とする請求項2記載のハーフブリッジ形インバータ回路。 The time constant of the pulse filter circuit for passing the set output signal is made larger than the time constant for passing the reset output signal to prevent transmission of the set output signal to a region where the reset output signal remains. 2. The half-bridge type inverter circuit according to 2. 前記パルスフィルタ回路はCMOSインバータ回路の出力端子とPチャネルMOSトランジスタのドレイン端子間に接続された抵抗と出力端子と共通電位間に接続された容量により構成されることを特徴とする請求項2または請求項3記載のハーフブリッジ形インバータ回路。3. The pulse filter circuit according to claim 2, wherein the pulse filter circuit includes a resistor connected between an output terminal of the CMOS inverter circuit and a drain terminal of the P-channel MOS transistor, and a capacitor connected between the output terminal and a common potential. The half-bridge type inverter circuit according to claim 3.
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