特開 2024-127384 駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127384

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/08 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02M1/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036509

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩尾 健一

【テーマコード（参考）】

5H740

【Ｆターム（参考）】

5H740AA06

5H740BA12

5H740BB05

5H740BB07

5H740BB08

5H740BB09

5H740BB10

5H740BC01

5H740BC02

5H740HH01

5H740HH05

5H740JA01

5H740JB01

5H740KK01

(57)【要約】

【課題】ｐ型半導体素子を適切に駆動させること。
【解決手段】駆動装置は、ハイサイド側の第１スイッチ素子のオンとオフとを制御する第１駆動回路と、ローサイド側の第２スイッチ素子のオンとオフとを制御する第２駆動回路と、第１駆動回路による第１スイッチ素子の駆動電圧を制御する第３駆動回路と、一端が入力電圧端子に接続され、他端が第１駆動回路に電気的に接続された第１コンデンサと、一端が前記第３駆動回路の出力端子に電気的に接続された第２コンデンサと、一端が入力電圧端子に電気的に接続され、他端が第２コンデンサの他端に電気的に接続された抵抗素子と、カソードが抵抗素子の一端に電気的に接続され、アノードが第２コンデンサの一端に電気的に接続された第１ダイオードと、カソードが第１ダイオードと第２コンデンサとの間に電気的に接続され、アノードが第１コンデンサと第１駆動回路との間に電気的に接続された第２ダイオードと、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイサイド側の第１スイッチ素子のオンとオフとを制御する第１駆動回路と、
ローサイド側の第２スイッチ素子のオンとオフとを制御する第２駆動回路と、
前記第１駆動回路による前記第１スイッチ素子の駆動電圧を制御する第３駆動回路と、
一端が入力電圧端子に接続され、他端が前記第１駆動回路に電気的に接続された第１コンデンサと、
一端が前記第３駆動回路の出力端子に電気的に接続された第２コンデンサと、
一端が前記入力電圧端子に電気的に接続され、他端が前記第２コンデンサの他端に電気的に接続された抵抗素子と、
カソードが前記抵抗素子の一端に電気的に接続され、アノードが前記第２コンデンサの一端に電気的に接続された第１ダイオードと、
カソードが前記第１ダイオードと前記第２コンデンサとの間に電気的に接続され、アノードが前記第１コンデンサと前記第１駆動回路との間に電気的に接続された第２ダイオードと、
を含む、駆動装置。

【請求項2】

前記第１スイッチ素子は、ｐ型の半導体素子で構成され、
前記第２スイッチ素子は、ｎ型の半導体素子で構成されている、
請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記第３駆動回路は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの充電電圧を制御することで、前記第１駆動回路による前記第１スイッチ素子の駆動電圧を制御する、
請求項１または２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記第２駆動回路と、前記第３駆動回路とは、一体に構成されている、
請求項１または２に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、２つのｎ型半導体素子が直列に接続された出力回路を駆動させるスイッチ駆動装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１６２３８９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

直列に接続された２つのｎ型半導体素子は、ブートストラップ方式の駆動装置で駆動させることができる。ここで、２つのｎ型半導体素子のうちハイサイド側のｎ型半導体素子をｐ型半導体素子に置き換えることが想定され得る。この場合、ブートストラップ方式では、ｐ型半導体素子を適切に駆動させることができない可能性がある。

【0005】

本開示は、ｐ型半導体素子を適切に駆動させることができる駆動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様の駆動装置は、ハイサイド側の第１スイッチ素子のオンとオフとを制御する第１駆動回路と、ローサイド側の第２スイッチ素子のオンとオフとを制御する第２駆動回路と、前記第１駆動回路による前記第１スイッチ素子の駆動電圧を制御する第３駆動回路と、一端が入力電圧端子に接続され、他端が前記第１駆動回路に電気的に接続された第１コンデンサと、一端が前記第３駆動回路の出力端子に電気的に接続された第２コンデンサと、一端が前記入力電圧端子に電気的に接続され、他端が前記第２コンデンサの他端に電気的に接続された抵抗素子と、カソードが前記抵抗素子の一端に電気的に接続され、アノードが前記第２コンデンサの一端に電気的に接続された第１ダイオードと、カソードが前記第１ダイオードと前記第２コンデンサとの間に電気的に接続され、アノードが前記第１コンデンサと前記第１駆動回路との間に電気的に接続された第２ダイオードと、を含む。

【0007】

本開示の駆動装置において、前記第１スイッチ素子は、ｐ型の半導体素子で構成され、
前記第２スイッチ素子は、ｎ型の半導体素子で構成されている。

【0008】

本開示の駆動装置において、前記第３駆動回路は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの充電電圧を制御することで、前記第１駆動回路による前記第１スイッチ素子の駆動電圧を制御する。

【0009】

本開示の駆動装置において、前記第２駆動回路と、前記第３駆動回路とは、一体に構成されている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ｐ型半導体素子を適切に駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、比較例に係る電源装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るハイサイド側のスイッチ素子を制御する方法を説明するための図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るハイサイド側のスイッチ素子を制御する方法を説明するための図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係るハイサイド側のスイッチ素子を制御する方法を説明するための図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【図7】図７は、第３実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【図8】図８は、第４実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0013】

［比較例］
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の比較例について、説明する。図１は、比較例に係る電源装置の構成例を示す図である。

【0014】

図１に示すように、電源装置１００ａは、駆動装置１０ａと、コンデンサ２と、コンデンサ３と、スイッチ素子４と、スイッチ素子５と、インダクタ６と、を含む。電源装置１００ａは、降圧チョッパ回路である。

【0015】

駆動装置１０ａは、第１駆動回路１１と、第２駆動回路１２と、ダイオード２１と、コンデンサ３１と、抵抗素子４１と、抵抗素子４２と、抵抗素子４３と、抵抗素子４４とを、含む。駆動装置１０ａは、ブートストラップ方式によりスイッチ素子４と、スイッチ素子５と、のオン状態とオフ状態とを切り替える装置である。

【0016】

第１入力端子１ａと、第２入力端子１ｂとの間には、入力電圧Ｖｉｎが入力される。第２入力端子１ｂは、基準電位に電気的に接続されている。基準電位は、例えば、グラウンドであるが、これに限定されない。

【0017】

第３入力端子１ｃには、コントロール電圧Ｖｃｃが入力される。第４入力端子１ｄには、第１パルス信号が入力される。第５入力端子１ｅには、第２パルス信号が入力される。

【0018】

第１出力端子１ｇと、第２出力端子１ｈとの間からは、出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。

【0019】

コンデンサ２の一端は、第１入力端子１ａに電気的に接続されている。コンデンサ２の他端は、第２入力端子１ｂに電気的に接続されている。コンデンサ２は、入力電圧Ｖｉｎを平滑化させる。

【0020】

コンデンサ３の一端は、第１出力端子１ｇに電気的に接続されている。コンデンサ３の他端は、基準電位に電気的に接続されている。コンデンサ３は、出力電圧Ｖｏｕｔを平滑化させる。

【0021】

スイッチ素子４は、ハイサイド側に設けられている。スイッチ素子５は、ローサイド側に設けられている。スイッチ素子４は、第１スイッチ素子とも呼ばれる。スイッチ素子５は、第２スイッチ素子とも呼ばれる。スイッチ素子４およびスイッチ素子５は、ｎ型半導体素子である。スイッチ素子４およびスイッチ素子５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field－Effect Transistor）である。スイッチ素子４およびスイッチ素子５は、積極的に電流を流すことができる寄生ダイオード（ボディダイオード）を有する、又は、逆並列にダイオードが接続されている。寄生ダイオードとは、ＭＯＳＦＥＴのバックゲートとソース及びドレインとの間のｐｎ接合である。

【0022】

スイッチ素子４のドレイン端子は、第１入力端子１ａに電気的に接続されている。スイッチ素子４のドレイン端子には、入力電圧Ｖｉｎが入力される。スイッチ素子４のソース端子は、スイッチ素子５のドレイン端子に電気的に接続されている。

【0023】

スイッチ素子５のドレイン端子は、スイッチ素子４のソース端子に電気的に接続されている。スイッチ素子５のソース端子は、基準電位に電気的に接続されている。

【0024】

インダクタ６の一端は、スイッチ素子４のソース端子およびスイッチ素子５のドレイン端子に電気的に接続されている。インダクタ６の他端は、コンデンサ３に電気的に接続されている。コンデンサ３と、インダクタ６とは、フィルタ回路を構成している。

【0025】

第１駆動回路１１は、スイッチ素子４を駆動させる回路である。第１駆動回路１１は、ＩＮ端子と、ＧＮＤ端子と、ＶＢ端子と、Ｖｓ端子と、Ｈｏ端子とを、有する。

【0026】

第１駆動回路１１のＩＮ端子は、第４入力端子１ｄに電気的に接続されている。第１駆動回路１１のＩＮ端子には、第１パルス信号が入力される。

【0027】

第１駆動回路１１のＧＮＤ端子は、基準電位に電気的に接続されている。

【0028】

第１駆動回路１１のＶＢ端子は、ダイオード２１のカソードに電気的に接続されている。ダイオード２１のアノードは、第３入力端子１ｃに電気的に接続されている。第１駆動回路１１のＶＢ端子には、ダイオード２１を介して、第１駆動回路１１を起動させるためのコントロール電圧Ｖｃｃが入力される。

【0029】

第１駆動回路１１のＶｓ端子は、スイッチ素子４のソース端子およびスイッチ素子５のドレイン端子に電気的に接続されている。第１駆動回路のＶｓ端子は、スイッチ素子５がオン状態のとき、基準電位に電気的に接続される。

【0030】

第１駆動回路１１は、第１駆動回路１１のＩＮ端子にハイレベルの第１パルス信号が入力された場合、ハイレベルの駆動信号を端子Ｈｏから出力する。第１駆動回路１１は、第１駆動回路１１のＩＮ端子にローレベルの第１パルス信号が入力された場合、ローレベルの駆動信号を端子Ｈｏから出力する。

【0031】

第２駆動回路１２は、スイッチ素子５を駆動させる回路である。第２駆動回路１２は、ＩＮ端子と、ＧＮＤ端子と、Ｖｃｃ端子と、Ｌｏ端子とを、有する。

【0032】

第２駆動回路１２のＩＮ端子は、第５入力端子１ｅに電気的に接続されている。第２駆動回路１２のＩＮ端子には、第２パルス信号が入力される。

【0033】

第２駆動回路１２のＧＮＤ端子は、基準電位に電気的に接続されている。

【0034】

第２駆動回路１２のＶｃｃ端子は、第３入力端子１ｃに電気的に接続されている。第２駆動回路１２のＶｃｃ端子には、第２駆動回路１２を起動させるためのコントロール電圧Ｖｃｃが入力される。

【0035】

第２駆動回路１２は、第２駆動回路１２のＩＮ端子にハイレベルの第２パルス信号が入力された場合、ハイレベルの駆動信号を端子Ｌｏから出力する。第２駆動回路１２は、第２駆動回路１２のＩＮ端子にローレベルの第２パルス信号が入力された場合、ローレベルの駆動信号を端子Ｌｏから出力する。

【0036】

ダイオード２１のカソ－ドは、第１駆動回路１１のＶＢ端子およびコンデンサ３１の一端に電気的に接続されている。ダイオード２１のアノードは、第３入力端子１ｃに電気的に接続されている。ダイオード２１は、コンデンサ３１から第３入力端子１ｃに電流が逆流してしまうことを防止する。

【0037】

コンデンサ３１の一端は、ダイオード２１のカソードおよび第１駆動回路１１のＶＢ端子に電気的に接続されている。コンデンサ３１の他端は、第１駆動回路１１のＶｓ端子に電気的に接続されている。コンデンサ３１は、ダイオード２１を介して、コントロール電圧Ｖｃｃが充電される。

【0038】

抵抗素子４１の一端は、第１駆動回路１１のＨｏ端子に電気的に接続されている。抵抗素子４１の他端は、スイッチ素子４のゲート端子および抵抗素子４２の一端に電気的に接続されている。

【0039】

抵抗素子４２の一端は、スイッチ素子４のゲート端子および抵抗素子４１の他端に電気的に接続されている。抵抗素子４２の他端は、第１駆動回路１１のＶｓ端子に電気的に接続されている。

【0040】

抵抗素子４１と、抵抗素子４２とは、第１駆動回路１１のＨｏ端子から出力された駆動信号を分圧した分圧電圧をスイッチ素子４のゲート端子に出力する。

【0041】

抵抗素子４３の一端は、第２駆動回路１２のＬｏ端子に電気的に接続されている。抵抗素子４３の他端は、スイッチ素子５のゲート端子および抵抗素子４４の一端に電気的に接続されている。

【0042】

抵抗素子４４の一端は、スイッチ素子５のゲート端子および抵抗素子４３の他端に電気的に接続されている。抵抗素子４４の他端は、基準電位に電気的に接続されている。

【0043】

抵抗素子４３と、抵抗素子４４とは、第２駆動回路１２のＬｏ端子から出力された駆動信号を分圧した分圧電圧をスイッチ素子４のゲート端子に出力する。

【0044】

（駆動回路の動作）
駆動装置１０ａがスイッチ素子４と、スイッチ素子５とを駆動させる方法について説明する。

【0045】

第１駆動回路１１および第２駆動回路１２にコントロール電圧Ｖｃｃが入力される前の初期状態では、スイッチ素子４およびスイッチ素子５は、オフ状態である。初期状態では、第１駆動回路１１のＩＮ端子には、ローレベルの第１パルス信号が入力され、第２駆動回路１２のＩＮ端子には、ローレベルの第２パルス信号が入力される。

【0046】

第１駆動回路１１および第２駆動回路１２は、それぞれ、ＩＮ端子にコントロール電圧Ｖｃｃが入力されると起動する。このとき、スイッチ素子５がオフ状態であるため、コンデンサ３１は、基準電位に電気的に接続されていない。そのため、コンデンサ３１は、コントロール電圧Ｖｃｃにより充電されない。

【0047】

第２駆動回路１２が起動した後、第２駆動回路１２のＩＮ端子にハイレベルの第２パルス信号が入力されると、第２駆動回路１２は、Ｌｏ端子からスイッチ素子５に向けてハイレベルの駆動信号を出力する。これにより、スイッチ素子５がオン状態となるので、第１駆動回路１１のＶｓ端子と基準電位とが電気的に接続される。

【0048】

スイッチ素子５がオン状態となると、コンデンサ３１は基準電位に電気的に接続されるので、コンデンサ３１は、コントロール電圧Ｖｃｃにより充電される。ここで、コンデンサ３１の充電電圧が、コントロール電圧Ｖｃｃの電圧に達するまで、スイッチ素子５のオン状態は継続する。

【0049】

第１駆動回路１１および第２駆動回路１２へのコントロール電圧Ｖｃｃの入力が停止すると、スイッチ素子５はオフ状態となる。スイッチ素子５がオフ状態となると、コンデンサ３１は、充電電圧を第１駆動回路１１のＶＢ端子に出力する。このとき、ダイオード２１は、第３入力端子１ｃにコンデンサ３１の充電電圧が入力されてしまうことを防止する。

【0050】

第１駆動回路１１は、ＶＢ端子にコンデンサ３１の充電電圧が入力されると、起動する。そのため、第１駆動回路１１のＩＮ端子にハイレベルの第１パルス信号が入力されると、Ｈｏ端子からスイッチ素子４に向けてハイレベルの駆動信号を出力する。これにより、スイッチ素子４はオン状態となる。その後、スイッチ素子４がオフ状態になると、初期状態に戻る。

【0051】

比較例の駆動装置１０ａは、上記の動作を繰り返すことにより、それぞれがｎ型半導体から構成されたスイッチ素子４およびスイッチ素子５のオン状態とオフ状態とを制御することができる。しかしながら、比較例に係る駆動装置１０ａは、ハイサイド側のスイッチ素子４がｐ型半導体から構成されている場合には、第１入力端子１ａを基準に電源を構成する必要が有るため、スイッチ素子４のオン状態とオフ状態とを適切に切り替えることができない可能性がある。そこで、本開示では、ハイサイド側のスイッチ素子がｐ型半導体で構成されている場合であっても、適切にオン状態とオフ状態とを制御することのできる、駆動装置を提供する。

【0052】

［第１実施形態］
図２を用いて、第１実施形態に係る電源装置の構成例について説明する。図２は、第１実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【0053】

以下では、図１に示す比較例と同等の構成については、適宜説明を省略する。

【0054】

図２に示すように、電源装置１００は、駆動装置１０と、コンデンサ２と、コンデンサ３と、スイッチ素子４Ａと、スイッチ素子５と、インダクタ６と、を含む。電源装置１００は、降圧チョッパ回路である。

【0055】

駆動装置１０は、第１駆動回路１１と、第２駆動回路１２と、第３駆動回路１３と、ダイオード５１と、ダイオード５２と、コンデンサ６１と、コンデンサ６２と、抵抗素子７１と、抵抗素子７２と、抵抗素子７３と、抵抗素子７４と、抵抗素子７５と、を含む。

【0056】

駆動装置１０は、スイッチ素子４Ａと、スイッチ素子５とを駆動させる装置である。本実施形態は、スイッチ素子４Ａはｐ型半導体から構成され、スイッチ素子５はｎ型半導体で構成されているものとする。

【0057】

第１駆動回路１１は、スイッチ素子４Ａを駆動させる回路である。

【0058】

第１駆動回路１１のＶＢ端子は、コンデンサ６１の一端に電気的に接続されている。

【0059】

第１駆動回路１１のＶｓ端子は、ダイオード５２のアノードおよびコンデンサ６１の他端に電気的に接続されている。

【0060】

第３駆動回路１３は、ロ－サイド側に設けられている。第３駆動回路１３は、第１駆動回路１１によるスイッチ素子４Ａの駆動電圧を制御する。第３駆動回路１３は、ＩＮ端子と、ＧＮＤ端子と、Ｖｃｃ端子と、Ｌｏ端子とを、有する。

【0061】

第３駆動回路のＩＮ端子は、第６入力端子１ｆに電気的に接続されている。第６入力端子１ｆには、第３パルス信号が入力される。第３駆動信号のＩＮ端子には、第３パルス信号が入力される。

【0062】

第３駆動回路のＧＮＤ端子は、基準電位に電気的に接続されている。

【0063】

第３駆動回路１３のＶｃｃ端子は第３入力端子１ｃに電気的に接続されている。第３駆動回路１３のＶｃｃ端子には、第３駆動回路１３を駆動させるための、コントロール電圧Ｖｃｃが入力される。

【0064】

第３駆動回路１３は、第３駆動回路１３のＩＮ端子にハイレベルの第３パルス信号が入力された場合、ハイレベルの制御信号を端子Ｌｏから出力する。第３駆動回路１３は、第３駆動回路１３のＩＮ端子にローレベルの第３パルス信号が入力された場合、ローレベルの駆動信号を端子Ｌｏから出力する。

【0065】

ダイオード５１のカソードは、抵抗素子７５の他端および第１入力端子１ａに電気的に接続されている。ダイオード５１のアノードは、ダイオード５２のカソードに電気的に接続されている。ダイオード５１は、第１ダイオードとも呼ばれる。

【0066】

ダイオード５２のカソードは、ダイオード５１のアノード、コンデンサ６２の一端、および抵抗素子７５の一端に電気的に接続されている。ダイオード５２のアノードは、第１駆動回路１１のＶｓ端子に電気的に接続されている。ダイオード５２は、第２ダイオードとも呼ばれる。

【0067】

コンデンサ６１の一端は、第１入力端子１ａおよび第１駆動回路１１のＶＢ端子に電気的に接続されている。コンデンサ６１の他端は、ダイオード５２のアノードに電気的に接続されている。コンデンサ６１は、第１コンデンサとも呼ばれる。

【0068】

コンデンサ６２の一端は、ダイオード５２のカソードに電気的に接続されている。コンデンサ６２の他端は、第３駆動回路１３のＬｏ端子に電気的に接続されている。コンデンサ６２は、第２コンデンサとも呼ばれる。

【0069】

抵抗素子７１の一端は、第１駆動回路１１のＨｏ端子に電気的に接続されている。抵抗素子７２の他端は、抵抗素子７２の一端およびスイッチ素子４Ａのゲート端子に電気的に接続されている。

【0070】

抵抗素子７２の一端は、抵抗素子７１の他端およびスイッチ素子４Ａのゲート端子に電気的に接続されている。抵抗素子７２の他端は、第１駆動回路１１のＶＢ端子に電気的に接続されている。

【0071】

抵抗素子７３の一端は、第２駆動回路１２のＬｏ端子に電気的に接続されている。抵抗素子７３の他端は、抵抗素子７４の一端およびスイッチ素子５のゲート端子に電気的に接続されている。

【0072】

抵抗素子７４の一端は、抵抗素子７３の他端およびスイッチ素子５のゲート端子に電気的に接続されている。抵抗素子７４の他端は、基準電位に電気的に接続されている。

【0073】

（駆動回路の動作）
図３と、図４と、図５とを用いて、駆動装置１０がスイッチ素子４Ａを駆動させる方法について説明する。図３から図５は、第１実施形態に係るハイサイド側のスイッチ素子を制御する方法を説明するための図である。第１実施形態では、第３駆動回路１３を用いて、スイッチ素子４Ａのオン状態とオフ状態とを制御する。

【0074】

図３に示すように、第１入力端子１ａに入力電圧Ｖｉｎが入力されると、矢印２０１で示すように、第１入力端子１ａ→抵抗素子７５→コンデンサ６２の順に電流が流れる。このとき、第３駆動回路１３のＩＮ端子にローレベルの第３パルス信号が入力され、第３駆動回路１３はＬｏ端子からローレベルの駆動信号を出力しているとする。この場合、コンデンサ６２には、入力電圧Ｖｉｎが入力される。そして、コンデンサ６２の充電電圧の電圧値は、Ｖｉｎとなる。

【0075】

次に、図４に示すように、第３駆動回路１３のＶｃｃ端子にコントロール電圧Ｖｃｃが入力され、かつ第３駆動回路１３のＩＮ端子にハイレベルの第３パルス信号が入力される。このとき、第３駆動回路１３は、Ｌｏ端子から電圧値がＶｃｃのハイレベルの駆動信号をコンデンサ６２に向けて出力する。コンデンサ６２は、矢印２０２で示すように、充電されている電圧Ｖｉｎのうち、Ｖｃｃ分だけ第１入力端子１ａに向けて放電する。この場合、コンデンサ６２の充電電圧の電圧値は（Ｖｉｎ－Ｖｃｃ）となる。

【0076】

次に、図５に示すように、第３駆動回路１３は、Ｌｏ端子からローレベルの駆動信号を出力する。この場合、コンデンサ６１には、入力電圧Ｖｉｎと、コンデンサ６２に充電されている（Ｖｉｎ－Ｖｃｃ）の差分であるＶｃｃの電圧が印加される。これにより、コンデンサ６１の初期電圧にＶｃｃが加算される。入力電圧Ｖｉｎは、矢印２０３および矢印２０４で示すように、コンデンサ６１とコンデンサ６２とのそれぞれに静電容量に応じて、コンデンサ６１とコンデンサ６２とに分け合って充電される。すなわち、第１実施形態は、第３駆動回路１３と、コンデンサ６２とを用いて、コンデンサ６１の充電電圧の電圧値を制御することができる。第３駆動回路１３がローレベルの駆動信号を続けることで、コンデンサ６１の充電電圧はＶｃｃとなる。このとき、コンデンサ６２の充電電圧はＶｉｎとなり図３に戻る。

【0077】

上述のとおり、第１実施形態では、第３駆動回路１３とコンデンサ６２とを用いることにより、コンデンサ６１の充電電圧の電圧値を制御することができる。第１実施形態は、コンデンサ６１の充電電圧の電圧値を制御することで、第１駆動回路１１がスイッチ素子４Ａを駆動させるために必要な駆動電圧を確保することができる。これにより、第１実施形態は、ブートストラップ方式により、高い駆動電圧が必要なｐ型半導体素子から構成されたスイッチ素子４Ａを適切に制御することができる。

【0078】

［第２実施形態］
図６を用いて、第２実施形態に係る電源装置の構成例について説明する。図６は、第２実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【0079】

図６に示すように、電源装置１００Ａは、駆動装置１０Ａと、コンデンサ２と、コンデンサ３と、スイッチ素子４と、スイッチ素子５と、インダクタ６と、を含む。電源装置１００ａは、降圧チョッパ回路である。

【0080】

図６に示すように、駆動装置１０Ａは、第１駆動回路１１と、第２駆動回路１２Ａと、ダイオード５１と、ダイオード５２と、コンデンサ６１と、コンデンサ６２と、抵抗素子７１と、抵抗素子７２と、抵抗素子７３と、抵抗素子７４と、抵抗素子７５と、を含む。

【0081】

駆動装置１０Ａは、図２に示す、第２駆動回路１２と、第３駆動回路１３とが一体化された第２駆動回路１２Ａを備える点で、駆動装置１０と異なる。

【0082】

図６に示す例では、コンデンサ６２の一端は、ダイオード５２のカソードに電気的に接続されている。コンデンサ６２の他端は、第２駆動回路１２ＡのＬｏ端子に電気的に接続されている。すなわち、第２実施形態では、第２駆動回路１２Ａとコンデンサ６２とを用いることにより、コンデンサ６１の充電電圧の電圧値を制御することができる。これにより、第２実施形態は、ブートストラップ方式により、高い駆動電圧が必要なｐ型半導体素子から構成されたスイッチ素子４Ａを適切に制御することができる。

【0083】

［第３実施形態］
図７を用いて、第３実施形態に係る電源装置の構成例について説明する。図７は、第３実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【0084】

図７に示すように、電源装置１００Ｂは、駆動装置１０と、コンデンサ２と、コンデンサ３と、スイッチ素子４Ａと、スイッチ素子５と、インダクタ６と、コンデンサ７と、トランス８０と、整流回路９０とを含む。電源装置１００Ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0085】

インダクタ６の一端は、スイッチ素子４Ａのソース端子およびスイッチ素子５のドレイン端子に、電気的に接続されている。インダクタ６の他端は、コンデンサ７の一端に電気的に接続されている。コンデンサ７の他端は、トランス８０に電気的に接続されている。

【0086】

トランス８０は、１次巻線８１と、２次巻線８２と、コア８３と、を含む。１次巻線８１および２次巻線８２は、コア８３に巻回されている。

【0087】

１次巻線８１の一端は、コンデンサ７の他端に電気的に接続されている。１次巻線８１の他端は、基準電位に電気的に接続されている。

【0088】

整流回路９０は、ダイオード９１と、ダイオード９２とを含む。

【0089】

ダイオード９１のアノードは、２次巻線８２の一端に電気的に接続されている。ダイオード９２のアノードは、２次巻線８２の他端に電気的に接続されている。ダイオード９１のカソードおよびダイオード９２のカソードは、コンデンサ３の一端に電気的に接続されている。コンデンサ３の他端は、２次巻線８２の中点に電気的に接続されている。

【0090】

整流回路９０は、２次巻線８２に励磁される電圧を整流して、コンデンサ３に出力する。コンデンサ３は、整流回路９０で整流された電圧を平滑化する。

【0091】

上述のとおり、本開示は、ＤＣ－ＤＣコンバ－タに適用することができる。

【0092】

[第４実施形態]
図８を用いて、第４実施形態に係る電源装置の構成例について説明する。図８は、第４実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。

【0093】

図８に示すように、電源装置１００Ｃは、駆動装置１０－１と、駆動装置１０－２と、駆動装置１０－３と、コンデンサ２－１と、コンデンサ２－２と、コンデンサ２－３と、スイッチ素子４Ａ－１と、スイッチ素子４Ａ－２と、スイッチ素子４Ａ－３と、スイッチ素子５－１と、スイッチ素子５－２と、スイッチ素子５－３と、を含む。スイッチ素子４Ａ－１と、スイッチ素子５－１とは、Ｕ相のア－ム回路を構成する。スイッチ素子４Ａ－２と、スイッチ素子５－２とは、Ｖ相のア－ム回路を構成する。スイッチ素子４Ａ－３と、スイッチ素子５－３は、Ｗ相のア－ム回路を構成する。すなわち、電源装置１００Ｃは、３相のブリッジ回路を含むＤＣ－ＤＣコンバ－タである。

【0094】

駆動装置１０－１は、第１駆動回路１１－１と、第２駆動回路１２－１と、第３駆動回路１３－１と、ダイオード５１－１と、ダイオード５２－１と、コンデンサ６１－１と、コンデンサ６２－１と、抵抗素子７１－１と、抵抗素子７２－１と、抵抗素子７３－１と、抵抗素子７４－１と、抵抗素子７５－１と、を含む。駆動装置１０－１は、図２に示す駆動装置１０と同一の構成を有する。

【0095】

第１駆動回路１１－１のＩＮ端子は、第４入力端子１ｄ－１に電気的に接続されている。第１駆動回路１１－１のＩＮ端子には、第１パルス信号が入力される。

【0096】

第２駆動回路１２－１のＩＮ端子は、第５入力端子１ｅ－１に電気的に接続されている。第２駆動回路１２－１のＩＮ端子には、第２パルス信号が入力される。

【0097】

第３駆動回路１３－１のＩＮ端子は、第６入力端子１ｆ－１に電気的に接続されている。第３駆動回路１３－１のＩＮ端子には、第３パルス信号が入力される。

【0098】

駆動装置１０－１は、スイッチ素子４Ａ－１およびスイッチ素子５－１のオン状態とオフ状態とを制御する。スイッチ素子４Ａ－１のソース端子と、スイッチ素子５－１のドレイン端子とは、第３出力端子１ｉに電気的に接続されている。第３出力端子１ｉは、モータ１１０に電気的に接続されている。駆動装置１０－１は、スイッチ素子４Ａ－１およびスイッチ素子５－１を制御して、第３出力端子１ｉからＵ相の電流をモータ１１０に出力する。

【0099】

駆動装置１０－２は、第１駆動回路１１－２と、第２駆動回路１２－２と、第３駆動回路１３－２と、ダイオード５１－２と、ダイオード５２－２と、コンデンサ６１－２と、コンデンサ６２－２と、抵抗素子７１－２と、抵抗素子７２－２と、抵抗素子７３－２と、抵抗素子７４－２と、抵抗素子７５－２と、を含む。駆動装置１０－２は、図２に示す駆動装置１０と同一の構成を有する。

【0100】

第１駆動回路１１－２のＩＮ端子は、第４入力端子１ｄ－２に電気的に接続されている。第１駆動回路１１－２のＩＮ端子には、第１パルス信号が入力される。

【0101】

第２駆動回路１２－２のＩＮ端子は、第５入力端子１ｅ－２に電気的に接続されている。第２駆動回路１２－２のＩＮ端子には、第２パルス信号が入力される。

【0102】

第３駆動回路１３－２のＩＮ端子は、第６入力端子１ｆ－２に電気的に接続されている。第３駆動回路１３－２のＩＮ端子には、第３パルス信号が入力される。

【0103】

駆動装置１０－２は、スイッチ素子４Ａ－２およびスイッチ素子５－２のオン状態とオフ状態とを制御する。スイッチ素子４Ａ－２のソース端子と、スイッチ素子５－２のドレイン端子とは、第４出力端子１ｊに電気的に接続されている。第４出力端子１ｊは、モータ１１０に電気的に接続されている。駆動装置１０－２は、スイッチ素子４Ａ－２およびスイッチ素子５－２を制御して、第４出力端子１ｊからＶ相の電流をモータ１１０に出力する。

【0104】

駆動装置１０－３は、第１駆動回路１１－３と、第２駆動回路１２－３と、第３駆動回路１３－３と、ダイオード５１－３と、ダイオード５２－３と、コンデンサ６１－３と、コンデンサ６２－３と、抵抗素子７１－３と、抵抗素子７２－３と、抵抗素子７３－３と、抵抗素子７４－３と、抵抗素子７５－３と、を含む。駆動装置１０－３は、図２に示す駆動装置１０と同一の構成を有する。

【0105】

第１駆動回路１１－３のＩＮ端子は、第４入力端子１ｄ－３に電気的に接続されている。第１駆動回路１１－３のＩＮ端子には、第１パルス信号が入力される。

【0106】

第２駆動回路１２－３のＩＮ端子は、第５入力端子１ｅ－３に電気的に接続されている。第２駆動回路１２－３のＩＮ端子には、第２パルス信号が入力される。

【0107】

第３駆動回路１３－３のＩＮ端子は、第６入力端子１ｆ－３に電気的に接続されている。第３駆動回路１３―３のＩＮ端子には、第３パルス信号が入力される。

【0108】

駆動装置１０－３は、スイッチ素子４Ａ－３およびスイッチ素子５－３のオン状態とオフ状態とを制御する。スイッチ素子４Ａ－３のソース端子と、スイッチ素子５－３のドレイン端子とは、第５出力端子１ｋに電気的に接続されている。第５出力端子１ｋは、モータ１１０に電気的に接続されている。駆動装置１０－３は、スイッチ素子４Ａ－３およびスイッチ素子５－３を制御して、第５出力端子１ｋからＷ相の電流をモータ１１０に出力する。

【0109】

上述のとおり、本開示は、３相のＤＣ－ＤＣコンバ－タに適用することができる。

【0110】

以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0111】

１ａ 第１入力端子
１ｂ 第２入力端子
１ｃ 第３入力端子
１ｄ，１ｄ－１，１ｄ－２，１ｄ－３ 第４入力端子
１ｅ，１ｅ－１，１ｅ－２，１ｅ－３ 第５入力端子
１ｆ，１ｆ－１，１ｆ－２，１ｆ－３ 第６入力端子
１ｇ 第１出力端子
１ｈ 第２出力端子
１ｉ 第３出力端子
１ｊ 第４出力端子
１ｋ 第５出力端子
２，３，７，３１，６１，６２ コンデンサ
４，４Ａ，５ スイッチ素子
６ インダクタ
１０，１０ａ，１０Ａ，１０－１，１０－２，１０－３ 駆動装置
１１ 第１駆動回路
１２，１２Ａ 第２駆動回路
１３ 第３駆動回路
２１，５１，５２，９１，９２ ダイオード
４１，４２，４３，４４，７１，７２，７３，７４，７５ 抵抗素子
８０ トランス
８１ １次巻線
８２ ２次巻線
８３ コア
９０ 整流回路
１００，１００ａ，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 電源装置
１１０ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】