专利名称：对电压驱动型元件进行驱动的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对电压驱动型元件进行驱动的驱动装置。
背景技术：
电压驱动型元件为能够利用驱动电压来发挥特定功能的元件，其以各种用途而被广泛地使用。在电压驱动型元件的一个示例中，已知一种具备绝缘栅的电压驱动型开关元件。电压驱动型开关元件为，根据被供给至绝缘栅的栅极电压(驱动电压的一个示例)而对电流值进行控制的元件，其被应用于例如将直流电压转换成交流电压的逆变器装置中。在电压驱动型开关元件的一个示例中，可以列举出包含IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor :绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor :金属氧化物半导体场效应晶体管)的功率半导体开关元件。为了对这种电压驱动型元件进行驱动，在电压驱动型元件上连接有驱动装置。驱动装置被构成为，对供给至电压驱动型元件的驱动电压进行控制。例如，驱动装置能够根据对电压驱动型元件的导通、断开进行指示的控制信号，而对驱动电压进行控制。驱动装置还能够根据表示电压驱动型元件的驱动状态的信号、或者表示外部环境的状态的信号，而对驱动电压进行控制。作为这种驱动装置的驱动方式，开发出了一种被称为有源栅极驱动方式的技术。有源栅极驱动方式的特征在于，为了改善浪涌电压和开关损失的双方，而在使电压驱动型元件在驱动状态和非驱动状态之间进行转变的转变期间内，对与驱动电压有关的驱动条件进行切换。例如，在有源驱动方式的一个示例中，当将电压驱动型元件从断开转变成导通时，实施如下操作，即，在转变期间的前半阶段将栅电阻设定得较高，从而降低驱动电压的上升速度，而在转变期间的后半阶段将栅电阻设定得较低，从而加快驱动电压的上升速度。或者，在有源栅极驱动方式的另一个示例中，当将电压驱动型元件从断开转变成导通时，实施如下操作，即，在转变期间的前半阶段将驱动电压设定得较低，而在转变期间的后半段将驱动电压设定得较高。在日本特开2010-022190号公报、日本特开2001-314075号公报、日本特开平10-23743号公报中公开了这种有源栅极驱动方式的一个示例。
发明内容
发明所要解决的课题在这种有源栅极驱动方式中，准确地掌握对驱动条件进行切换的时刻较为重要。为了准确地掌握对驱动条件进行切换的时刻，则需要准确的时间计测。通常情况下，由于通过内置在驱动装置内的电路来实施准确的时间计测较为困难，因此利用被设置在外部的时间生成电路来实施时间的计测。但是，如果利用外部的时间生成电路，则可预想到由于某种理由会导致在驱动装置和时间生成电路的电连接上发生故障的情况。例如，可预想到对驱动装置和时间生成电路进行电连接的端子变为断开的情况。在这种情况下，则无法准确地掌握对驱动条件进行切换的时刻，从而将会产生无法对电压驱动型元件进行适当地驱动的状况。本说明书所公开的技术的目的在于，提供一种针对这种状况而实施了对策的驱动装置。用于解决课题的方法
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本说明书所公开的驱动装置的特征在于，设置有异常信号生成电路，所述异常信号生成电路被构成为，当驱动装置和时间生成电路之间的电连接发生故障而无法准确地执行时间的计测时，生成异常信号。由此，能够在生成了异常信号时，执行对电压驱动型元件的保护动作。
图I表示逆变器装置的结构的一个示例。图2表示本实施例的驱动装置的概要的一个示例。图3表示转变期间内的驱动电压的转变的一个示例。图4表示本实施例的驱动装置的结构的一个示例。图5表不本实施例的信号生成电路的结构的一个不例。图6表不本实施例的信号生成电路的时序图的一个不例。
具体实施例方式本说明书中所公开的驱动装置被用于对电压驱动型元件进行驱动。此处，电压驱动型元件为，能够利用驱动电压而发挥特定功能的元件。电压驱动型元件可以为具有绝缘栅的电压驱动型开关元件，尤其可以是功率半导体开关元件。功率半导体开关元件包含IGBT, MOSFET,闸流晶体管。本说明书中所公开的驱动装置的切换电路可以采用如下方式，S卩，以能够与外部的时间生成电路连接的方式而构成，并被构成为，根据利用时间生成电路而计测出的计测时间，而在使电压驱动型元件在驱动状态和非驱动状态之间进行转变的转变期间内，对与电压驱动型元件的驱动电压有关的驱动条件进行切换。例如，切换电路可以具有切换执行电路和切换信号生成电路。此时，切换执行电路可以构成为，在使电压驱动型元件在驱动状态和非驱动状态之间进行转变时的转变期间内，响应来自切换信号生成电路的切换信号，从而对与电压驱动型元件的驱动电压有关的驱动条件进行切换。切换信号生成电路可以采用如下方式，即，以能够与外部的时间生成电路连接的方式而构成，并被构成为，根据利用时间生成电路而计测出的计测时间，而向切换执行电路提供切换信号。转变期间既可以为电压驱动型元件从非驱动状态(断开状态)向驱动状态(导通状态)转变的接通期间，也可以为电压驱动型元件从驱动状态(导通状态)向非驱动状态(断开状态)转变的关闭期间。作为与驱动电压有关的驱动条件，例如包括栅电阻、栅电容或者驱动电压本身。外部的时间生成电路中包括例如电阻元件、电容器、水晶振子、或者陶瓷振子。此处，切换电路对驱动条件进行切换的方式包括各种各样的方式。切换电路既可以仅以计测时间作为主要条件而对驱动条件进行切换，也可以根据将计测时间设为一个主要条件的逻辑而对切换条件进行切换。作为计测时间以外的其他主要条件包括电压驱动型元件的阈值电压、周围温度、元件的温度、电压驱动型元件的端子间电压(集电极、发射极间电压或者源极、漏极间电压)。此外，计测时间的开始时间例如既可以为转变期间开始的时间，也可以为电压驱动型元件的驱动状态成为预定状态的时间，或者还可以为外部环境的状态成为预定状态的时间。本说明书所公开的驱动装置的异常信号生成电路可以被构成为，当利用了时间生成电路的、切换电路中的时间的计测无法正确地执行时，生成异常信号。通过这种方式而生成的异常信号以各种各样的目的而被使用。在一个示例中，异常信号以对电压驱动型元件的保护动作的目的而被使用。或者，异常信号以对与电压驱动型元件连接的其他元件的保护动作的目的而被使用。具体而言，也可以以生成了异常信号的情况作为条件，强制性地使电压驱动型元件断开。本说明书所公开的切换电路可以被构成为，利用时间生成电路而对转变期间开始后的时间进行计测，并在该计测时间达到第一预定时间时，对切换条件进行切换。本说明书中所公开的切换电路可以具有基准电流源和比较器。此时，优选为，基准电流源以能够与设置在时间生成电路中的电容器连接的方式而构成，并被构成为，在转变期间开始后向电容器供给基准电流。比较器还可以采用如下方式，即，以能够与时间生成电路上的电容器连接的方式而构成，并被构成为，当与电容器连接的连接线的电压达到第一阈值电压时，判断为计测时间达到了第一预定时间。根据这种方式，通过使电荷蓄积到被设置在外部的高品质的电容器上，从而能够根据蓄积的电荷量而进行准确的时间的计测。本说明书中所公开的基准电流源的基准电流的大小也可以利用被设置在时间生成电路上的电阻元件而进行调节。此时，优选为，异常信号生成电路被构成为，当基准电流源的基准电流的大小成为上侧阈值以上和下侧阈值以下中的至少某一方时，生成异常信号。根据这种方式，能够对切换电路中的基准电流源和时间生成电路中的电阻元件之间的电连接上发生故障这样的异常状况进行检测。本说明书中所公开的异常信号生成电路可以被构成为，对转变期间开始后的时间进行计测，并当在早于第一预定时间的第二预定时间内，切换电路中的比较器和时间生成电路中的电容器的连接线的电压达到第二阈值电压时，生成异常信号。此处，第一阈值电压与第二阈值电压可以为相同的大小。根据这种方式，从而能够对如下的异常状况进行检测，所述异常状况为，切换电路中的比较器和时间生成电路中的电容器之间的电连接上发生故障，而导致比较器和电容器的连接线的电压早于预定而上升。本说明书中所公开的异常信号生成电路可以被构成为，对转变期间开始后的时间进行计测，并当在迟于第一预定时间的第三预定时间内驱动条件未进行切换时，生成异常信号。根据这种方式，能够对如下的异常状况进行检测，所述异常状况为，切换电路中的比较器和时间生成电路中的电容器之间的电连接上发生故障，而导致比较器和电容器的连接线的电压迟于预定而上升(或者，连接线的电压未上升)。本说明书中所公开的驱动装置可以具备第一连接端子、第二连接端子、开关元件和控制电路。第一连接端子以能够与电压驱动型元件的栅电阻连接的方式而构成。第二连接端子以能够与驱动电源连接的方式而构成。开关兀件的第一输入输出电极被连接于第一连接端子，第二输入输出电极被连接于第二连接端子。在开关元件的一个示例中，包含具有绝缘栅的电压驱动型开关元件。控制电路被连接于开关元件的控制电极，并对输入至开关元件的控制电极的电压进行控制。控制电路可以具有误差放大器和参考电源。误差放大器的一个输入端子被连接于参考电源，另一个输入端子被连接于第一连接端子，输出端子被连接于开关元件的控制电极。误差放大器优选为，以对两个输入端子之间的误差进行放大并输出的方式而构成。作为一个示例，在误差放大器中包括运算放大器。此外，作为另一个示例，在误差放大器中，包括由Α/D转换器、数字信号处理电路和D/Α转换器构成的电路。在本说明书中所公开的驱动装置中，优选为，控制电路还具有开关。开关的一端被连接于第二连接端子，另一端被连接于开关元件的控制电极。在该驱动装置中，由于当开关闭合时，开关元件的第二输入输出电极和控制电极为短路，因此开关元件成为断开。因此，当开关闭合时，将停止向电压驱动型元件供给驱动电压。另一方面，当开关断开时，开关元件成为导通，从而将实施向电压驱动型元件的驱动电压的供给。该驱动装置的特征在于，用于对控制电路的导通、断开进行切换的开关被配置在，第二连接端子与开关元件的控制端子之间，而未设置在反馈路径上。通常，由于开关的电阻成分具有误差，所以在将这种开关设置在反馈路径上时，存在会使每个驱动装置的反馈特性也出现误差的可能性。在本说明书所公开的驱动装置中，由于用于对控制电路的导通、断开进行切换的开关未被设置在反馈路径上，因此能够对被供给至电压驱动型元件的驱动电压高精度地进行反馈控制。在本说明书所公开的驱动装置中，也可以构成为，开关以与电压驱动型元件的接通同步的方式而断开。在这里所说的“同步”，在典型意义上包括，在电压驱动型元件或驱动装置所要求的控制精度的范围内时间完全一致的情况。并且，根据共用的信号而进行动作的情况，也包括在这里所说的“同步”中。例如，用于指示开关的开闭的信号和用于指示电压驱动型元件的接通的信号共用的情况，也包括在这里所说的“同步”中，只要是在信号共用的情况下，即使开关开闭的正时与电压驱动型元件接通的正时不一致，也包括在这里所称的“同步”中。电压驱动型元件的浪涌电压以及开关损失，对电压驱动型元件的开关速度具有较强影响。因此，为了改善电压驱动型元件的浪涌电压以及开关损失，在电压驱动型元件接通的正时，供给高精度的驱动电压是非常重要的。通过使开关以与电压驱动型元件的接通同步的方式而断开，从而使驱动装置能够以与电压驱动型元件的接通同步的方式而供给高精度的驱动电压。其结果为，能够改善电压驱动型元件的浪涌电压以及开关损失。实施例下面，参照附图对各个实施例进行说明。另外，对于各个实施例中共同的结构要素标注相同的符号，并省略其说明。在图I中，图示了被搭载在车辆上的逆变器装置100的概要。逆变器装置100具备直流电源11、平滑电容器12、逆变器部13。逆变器部13具备六个电压驱动型元件2a至2f ;六个驱动装置Ia至lf，其对各个电压驱动型元件2a至2f进行驱动。在电压驱动型元件2a至2f中应用了 IGBT。六个电压驱动型元件2a至2f构成了三相桥式连接。在各个电压驱动型元件2a至2f上，分别以反并联的方式而连接有回流用的二极管。逆变器部13通过对从直流电源11经由平滑电容器12而被供给的直流电压进行转换，从而将该直流电压转换为交流电压并供给至交流电机14。由于六个驱动装置Ia至If均具有等效的电路结构，因而在以下说明中，以不特别区分的方式对六个驱动装置Ia至If进行说明。首先，参照图2，对驱动电压驱动型元件2的驱动装置I的概要进行说明。驱动装置I具备栅电阻Rg和驱动IC3。驱动IC3由一个芯片构成，且具有控制电路4、驱动信号生成电路6、切换执行电路5、切换信号生成电路7和异常信号生成电路8。切换执行电路5和切换信号生成电路7又合称为切换电路。驱动IC3的切换信号生成电路7以能够与设置在外部的时间生成电路9连接的方式而构成。控制电路4被构成为，响应从驱动信号生成电路6供给的驱动信号SI,而对被施加在电压驱动型元件2的栅电阻Rg上的驱动电压进行控制，从而对电压驱动型元件2的驱动状态(导通状态)和非驱动状态(断开状态)进行切换。驱动信号生成电路6根据从未图示的电子控制单元(ECU)供给的控制信号，而向控制电路4提供驱动信号SI。切换执行电路5被构成为，在使电压驱动型元件2在驱动状态(导通状态)和非驱动状态(断开状态)之间进行转变时的转变期间内，响应从切换信号生成电路7供给的切换信号S2，而对与电压驱动型元件2的驱动电压有关的驱动条件进行切换。本实施例的切换执行电路5被构成为，在使电压驱动型元件2接通时的转变期间内，对被供给至电压驱动型元件2的栅电阻Rg的驱动电压的大小进行切换。在图3中，例示了这种情况下的驱动电压的转变的一个示例。从时刻Tl起到T3为止为，使电压驱动型元件2接通时的转变期间。在从时刻Tl起到T2为止的前半阶段，驱动电压被设定为相对较低的Va0在从时刻T2起到T3为止的后半阶段，驱动电压被设定为相对较高的Vb。如此，切换执行电路5被构成为，在时刻T2对电压驱动型元件2的驱动电压的大小进行切换。如图2所示，切换信号生成电路7以能够与被设置在驱动IC3的外部的时间生成电路9连接的方式而构成。切换信号生成电路7被构成为，对转变期间开始后的时间进行计测，并在该计测时间达到预定时间(在图3的示例中为时间T2)时，向切换执行电路5提供切换信号S2。异常信号生成电路8被构成为，当切换信号生成电路7和时间生成电路9之间的电连接上发生故障，而导致切换信号生成电路7中的时间的计测无法正确地执行时，生成异常信号S3。在一个示例中，异常信号S3被构成为，向驱动信号生成电路6输入。当异常信号S3输入时，驱动信号生成电路6以如下方式工作，S卩，通过停止驱动信号SI的生成，而停止驱动电压驱动型元件2，从而对电压驱动型元件2进行保护。接下来，参照图4，对驱动装置I的结构进行详细说明。另外，虽然在图4中，例示了仅在使电压驱动型元件2接通的转变期间内对驱动电压的大小进行切换的结构，但是根据需要，也可以构成为，在使电压驱动型元件2关闭的转变期间内，也对驱动电压的大小进行切换。如图4所示，驱动装置I具备一对栅电阻Rgl、Rg2和驱动IC3。第一栅电阻Rgl为固定电阻元件，其决定了电压驱动型元件2的栅电流的充电速度。第二栅电阻Rg2为固定电阻元件，其决定了电压驱动型元件2的栅电流的放电速度。驱动IC3被连接于变压器型的驱动电源Vcc和接地电源GND之间，并以向一对栅电阻Rgl、Rg2供给驱动电压的方式而构成。驱动IC3具备一对晶体管M1、M2 ;第一控制电路4A，其对第一晶体管Ml进行控制；第二控制电路4B，其对第二晶体管M2进行控制；切换执行电路5,其被连接于第一控制电路4A ;驱动信号生成电路6,其向第一控制电路4A和第二控制电路4B提供驱动信号Sla、Slb ;切换信号生成电路7，其向切换执行电路5提供切换信号S2 ;异常信号生成电路8，其向驱动信号生成电路6提供异常信号S3a、S3b ;多个端子Tl至T6。Tl为电源端子，其以能够与驱动电源Vcc连接的方式而构成。T2为第一输出端子，其以能够与第一栅电阻Rgl连接的方式而构成。T3为第二输出端子，其以能够与第二栅电阻Rg2连接的方式而构成。T4为接地端子，其以能够与接地电源GND连接的方式而构成。T5为计数端子，其以能够与时间生成电路9中的电容器Cl连接的方式而构成。T6为外部电阻端子，其以能够与时间生成电路9中的外部电阻元件R3连接的方式而构成。第一晶体管Ml为P型的M0SFET，且被连接于电源端子Tl和第一输出端子T2之间。更加详细而言，在第一晶体管Ml中，源电极被连接于电源端子Tl，漏电极被连接于第一输出端子T2。通过在电压驱动型元件2接通时，使第一晶体管Ml接通，从而经由第一晶体管Ml而从驱动电源Vcc向电压驱动型元件2的第一栅电阻Rgl供给正驱动电压。第二晶体管M2为η型的M0SFET，且被连接于第二输出端子Τ3和接地端子Τ4之间。更加详细而言，在第二晶体管M2中，漏电极被连接于第二输出端子Τ3，源电极被连接于接地端子Τ4。通过在电压驱动型元件2接通时，使第二晶体管M2接通，从而经由第二晶体管M2而向电压驱动型元件2的第二栅电阻Rg2供给接地电压。第一控制电路4A具有运算放大器0P1、参考电源Ekef和开关SW1。另外，虽然省略了对第二控制电路4B的详细说明，但如上文所示，根据需要，可以采用与第一控制电路4相同的结构。运算放大器OPl的非反转输入端子被连接于参考电源Ekef,反转输入端子经由切换执行电路5而被连接于第一输出端子T2,输出端子被连接于第一晶体管Ml的控制电极。开关SWl的一端被连接于电源端子Tl,另一端被连接于第一晶体管Ml的控制电极。切换执行电路5具有分压调节用电阻R2a、R2b、R2c和开关SW2。分压调节用电阻R2a.R2b.R2c均为固定电阻元件，且第二分压调节用电阻R2b和第三分压调节用电阻R2c具有不同的固定电阻值。开关SW2在使第一分压调节用电阻R2a和第二分压调节用电阻R2b连接的状态、和使第一分压调节用电阻R2a和第三分压调节用电阻R2c连接的状态之间进行切换。分压调节用电阻R2a、R2b、R2c的公用连接点Pl被连接于运算放大器OPl的反转输入端子。在切换执行电路5中，能够通过对开关SW2进行切换，从而对分压比进行切换。由此，如后文所述，能够对第一输出端子T2的目标电压进行切换。驱动信号生成电路6根据从未图示的电子控制单元(ECU)供给的控制信号，向第一控制电路4A输出第一驱动信号Sla的同时，向第二控制电路4B输出第二驱动信号Sib。驱动信号生成电路6具有保护电路6a。保护电路6a被构成为，输入来自异常信号生成电路8的异常信号S3a、S3b，并响应该异常信号S3a、S3b，而停止驱动信号Sla、Slb的生成。切换信号生成电路7具有基准电流生成部7a和定时发生部7b。基准电流生成部7a以能够与定时发生部7b和时间生成电路9中的外部电阻元件R3连接的方式而构成，并向定时发生部7b提供根据外部电阻元件R3的电阻值而调节的基准电流。定时发生部7b以能够与时间生成电路9中的电容器Cl连接的方式而构成，且向电容器Cl供给来自基准电流生成部7a的基准电流。定时发生部7b被构成为，根据与蓄积在电容器Cl上的电荷相对应的电压，而生成切换信号S2。即，由于电容器Cl的电荷量的增加与时间的经过相对应,因此定时发生部7b根据电容器Cl的电荷量而对时间进行计测，从而在经过了预定时间时生成切换信号S2。异常信号生成电路8具有基准电流监视部8a和时间监视部Sb。基准电流监视部8a对由基准电流生成部7a生成的基准电流进行监视，并当基准电流的大小大于预定时，向驱动信号生成电路6的保护电路6a供给异常信号S3a。时间监视部Sb对在切换信号生成电路7中的时间计测是否被准确地执行进行监视，当时间计测未被准确地执行时，向驱动信号生成电路6的保护电路6a供给异常信号S3b。接下来，对电压驱动型元件2接通时的动作的概要进行说明。当从驱动信号生成电路6中输入第一驱动信号Sla,而使开关SWl断开时,第一晶体管Ml成为导通。此时,在第二控制电路4B中，根据从驱动信号生成电路6输出的第二驱动信号Slb而使第二晶体管M2成为断开。当第一晶体管Ml导通时，从驱动电源Vcc起经由第一晶体管Ml而向第一栅电阻Rgl供给正电压。在运算放大器OPl的反转输入端子上，输入被切换执行电路5分压后的第一输出端子T2的电压(即，被切换执行电路5分压后的、被供给至第一栅电阻Rgl的驱动电压)，在非反转输入端子上，输入参考电源Ekef的参考电压。因此，第一控制电路4A对被切换执行电路5分压后的、第一输出端子T2的电压和参考电压进行比较，并根据该比较结果而对向第一晶体管Ml输入的栅电压进行控制。其结果为，第一输出端子T2的电压被控制为，相对于参考电源Ekef的参考电压而与分压比相对应的固定值。切换信号生成电路7对电压驱动型元件2接通开始(参照图3中的时刻Tl)后的时间进行计测，并在该计测时间达到预定时间(图3中的时刻T2)时，向切换执行电路5提供切换信号S2。切换执行电路5响应切换信号S2，而对开关SW2进行切换。在切换执行电路5中，通过从高电阻的第二分压调节用电阻R2b切换至低电阻的第三分压调节用电阻R2c，从而切换分压比。其结果为，由于输入至运算放大器OPl的反转输入端子的电压降低，因此第一输出端子T2的电压从低目标电压向高目标电压切换(参照图3中的驱动电压Va、Vb)。在本实施例的驱动装置I中，通过在接通的转变期间的前半阶段使用较低的驱动电压从而对浪涌电压进行控制，并通过在接通的转变期间的后半阶段使用较高的驱动电压从而降低了开关损失。如此，在本实施例中，通过在接通的转变期间中对驱动电压的大小进行切换，从而能够改善浪涌电压和开关损失的双方。此处，为了良好地改善浪涌电压和开关损失的双方，需要准确地掌握在接通的转变期间中对驱动电压的大小进行切换的时间。例如，当切换时间较早时，在转变期间的较早阶段将用较高的驱动电压对电压驱动型元件2进行驱动，从而浪涌电压将增大。如果持续这种状态，则存在电压驱动型元件2的耐久性下降的可能性。在本实施例的驱动装置I中，利用被设置在外部的时间生成电路9中的外部电阻元件R3以及电容器Cl而进行时间计测，从而实现极为准确的时间计测。而且，在本实施例的驱动装置I中，采用了如下结构，即，当驱动IC3和被设置在外部的时间生成电路9之间的电连接上发生故障而导致切换正时的精度下降时，通过生成异常信号从而对电压驱动型元件2进行保护。以下，对其进行详细说明。在图5中，图示了切换信号生成电路7和异常信号生成电路8的详细结构的一个示例。另外，在图5所示的结构要素中的几个，被用于生成切换信号S2，并且被用于生成异常信号S3b。因此，这些构成要素中的几个，属于切换信号生成电路7和异常信号生成电路8的双方。下面，以不特别区分的方式将切换信号生成电路7和异常信号生成电路8作为信号生成电路7、8而进行说明。信号生成电路7、8具有基准电流源RC1、比较器Coml、晶体管Trl、脉冲发生器PGUD型双稳态多谐振荡器FFl以及RS型双稳态多谐振荡器FF2。基准电流源RCl的基准电流值通过设置在外部的外部电阻元件R3而进行调节。在基准电流源RCl上连接有未图示的电流检测电路。例如，当外部电阻端子T6短路时，基准电流源RCl生成的基准电流增大。电流检测电路对基准电流与上侧阈值进行比较，当基准电流在该上侧阈值以上时，判断为外部电阻端子T6短路，从而生成异常信号S3a。基准电流源RCl的一端被连接于电容器Cl、比较器Coml的反转输入端子以及晶体管Trl的漏极。在比较器Coml的非反转输入端子上，输入有与切换预定时间相对应的阈值电压 VrampHi。第一驱动信号Sla输入至脉冲发生器PGl和D型双稳态多谐振荡器FFl的清除端子上。脉冲发生器PGl在第一驱动信号Sla下降后,在固定期间内，将输出Vl置于高。在一个不例中，脉冲发生器PGl在第一驱动信号Sla下降后,在400纳秒期间,将输出Vl置于高。脉冲发生器PGl的输出VI，在反转后输入至D型双稳态多谐振荡器FFl的时钟端子，并且也输入至RS型双稳态多谐振荡器FF2的R端子。比较器Coml的输出V2输入至D型双稳态多谐振荡器FFl的D端子和RS型双稳态多谐振荡器FF2的S端子。RS型双稳态多谐振荡器FF2的输出输入至晶体管Trl的控制电极。接下来，参照图6，对电压驱动型元件2接通的转变期间的动作进行说明。首先，对正常时的动作进行说明。如图6所示，在时刻tl，第一驱动信号Sla从高变为低。第一驱动信号Sla为低电平有效。当第一驱动信号Sla从高变为低时，脉冲发生器PGl在固定期间(400纳秒)内，将输出Vl置于高。当第一驱动信号Sla在时刻tl变低时，从基准电流源RCl向电容器Cl开始流通基准电流，从而在电容器Cl上蓄积电荷。对应于电荷在电容器Cl上的蓄积，从而计数端子T5的电压上升(以实线表示正常时)。当计数端子T5的电压达到阈值电压VrampHi时，比较器Coml的输出V2从低变为高。此时，输入至RS型双稳态多谐振荡器FF2的R端子的、脉冲发生器PGl的输出VI，由于充分地经过固定时间(400纳秒)因此成为低。因此，在比较器Coml的输出V2从低变为高的同时，RS型双稳态多谐振荡器FF2的输出变为高，从而输出切换信号S2。另外，在切换信号S2被输出的同时，晶体管Trl导通，从而蓄积在电容器Cl上的电荷被放电。如此，在正常时，从基准电流源RCl向电容器Cl供给的电荷的供给速度是准确的，此外，由于与电容器Cl的电荷量对应的电压的上升速度也是准确的，因此能够准确地计测出预先设定的预定时间t5。接下来，对异常时的动作进行说明。下面，对计数端子T5成为断开的异常、或者外部电阻端子T6成为短路的异常的示例进行说明。如图6所示，当在时刻tl，第一驱动信号Sla从高变为低时，脉冲发生器PGl在固定期间(400纳秒)内，将输出Vl置于高。在计数端子T5断开或者外部电阻端子T6短路的异常时，计数端子T5的电压急剧增加(以虚线表示异常时)。因此，计数端子T5的电压在时刻t2达到阈值电压VrampHi，比较器Coml的输出V2从低变为高。在经过固定期间(400纳秒)，脉冲发生器PGl的输出Vl在时刻t3从高变为低时，比较器Coml的输出V2已经为高。因此，D型双稳态多谐振荡器FFl的输出在时刻t3变为高，从而输出异常信号S3b。如此，在计数端子T5断开的异常时、或者外部电阻端子T6成为短路的异常时，将输出异常信号S3b，从而执行对电压驱动型元件2的保护动作。此外，在计数端子T5成为短路的异常、或者外部电阻端子T6成为断开的异常的情况下，计数端子T5的电压几乎不增加。在这种异常时，比较器Coml的输出维持于低，切换信号S2也维持于低。例如，如图6所示，在迟于预定的切换时刻t5的时刻t6，切换信号S2为低时，可以判断为，计数端子T5成为短路的异常、或者外部电阻端子T6成为断开的异常。在这种情况下也可以输出异常信号，从而执行对电压驱动型元件2的保护动作。另外，由于当使电容器Cl的复位与第一驱动信号Sla的上升同步时，计数端子T5的电压在正常时高于阈值电压VrampHi，而在异常时低于阈值电压VrampHi，因此也可以利用该差异而对计数端子T5成为短路的异常、或者外部电阻端子T6成为断开的异常进行判断。以上，虽然对本发明的具体示例进行了详细说明，但这些仅为示例，并不用于限定专利的权利要求范围。在专利的权利要求书所记载的技术中，包括对以上所示的具体示例进行各种变形、变更后的内容。另外，在本说明书或者附图中所说明的技术要素，是单独或者以各种组合的形式来发挥技术上的有用性的，其并不限定于申请时的各权利要求中所记载的组合。另外，在本说明书或者附图中所例示的技术为，同时达成多个目的的技术，且达成其中一个目的本身也具有技术上的有用性。
权利要求
1.一种对电压驱动型元件进行驱动的驱动装置，其中， 具备切换电路和异常信号生成电路， 所述切换电路以能够与外部的时间生成电路连接的方式而构成，并被构成为，根据利用所述时间生成电路而计测出的计测时间，而在使所述电压驱动型元件在驱动状态和非驱动 状态之间进行转变的转变期间内，对与所述电压驱动型元件的驱动电压有关的驱动条件进行切换， 所述异常信号生成电路被构成为，在利用了所述时间生成电路的、所述切换电路中的时间的计测无法正确地执行时，生成异常信号。
2.如权利要求I所述的驱动装置，其中， 所述切换电路被构成为，利用所述时间生成电路而对所述转变期间开始后的时间进行计测，并在该计测时间达到第一预定时间时，对所述驱动条件进行切换。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其中， 所述切换电路具有基准电流源和比较器， 所述基准电流源以能够与设置在所述时间生成电路中的电容器连接的方式而构成，并被构成为，在所述转变期间开始后向所述电容器供给基准电流， 所述比较器以能够与所述时间生成电路上的所述电容器连接的方式而构成，并被构成为，当与所述电容器连接的连接线的电压达到第一阈值电压时，判断为所述计测时间达到了所述第一预定时间。
4.如权利要求3所述的驱动装置，其中， 所述基准电流源的所述基准电流的大小利用设置在所述时间生成电路上的电阻元件而进行调节， 所述异常信号生成电路被构成为，当所述基准电流源的所述基准电流的大小成为上侧阈值以上和下侧阈值以下中的至少某一方时，生成所述异常信号。
5.如权利要求3或4所述的驱动装置，其中， 所述异常信号生成电路被构成为，对所述转变期间开始后的时间进行计测，并当在早于所述第一预定时间的第二预定时间内，对所述切换电路中的所述比较器和所述时间生成电路中的所述电容器进行连接的所述连接线的电压达到第二阈值电压时，生成所述异常信号。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其中， 所述第一阈值电压与所述第二阈值电压为相同的大小。
7.如权利要求2至6中的任意一项所述的驱动装置，其中， 所述异常信号生成电路被构成为，对所述转变期间开始后的时间进行计测，并当在迟于所述第一预定时间的第三预定时间内所述驱动条件未进行切换时，生成所述异常信号。
全文摘要
本发明提供一种对电压驱动型元件进行驱动的驱动装置。所述驱动装置具备切换电路和异常信号生成电路。切换电路以能够与外部的时间生成电路连接的方式而构成，并被构成为，根据利用时间生成电路而计测出的计测时间，而在使电压驱动型元件在驱动状态和非驱动状态之间进行转变的转变期间内，对与电压驱动型元件的驱动电压有关的驱动条件进行切换。异常信号生成电路被构成为，在利用了时间生成电路的、切换电路中的时间的计测无法正确地执行时，生成异常信号。
文档编号H02M1/08GK102934339SQ20118001080
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者早稲倉真樹 申请人:丰田自动车株式会社