电平下降电路和高压侧短路保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及:将在电压高的高压侧中检测出的检测信号传递到电压低的低压侧的电平下降电路；以及检测流过高压侧半导体元件的过电流而使高压侧半导体元件的驱动停止的高压侧短路保护电路。
【背景技术】
[0002]在主电源端子间串联连接有高压(high side)侧的半导体元件和低压(low side)侧的半导体元件、从而构成了高压侧臂和低压侧臂的电机驱动装置等电力转换装置中，高压侧的半导体元件以浮动电位基准被驱动。因此，在这样的电力转换装置中，共存有以接地电位等公共电位进行工作的电路、和以因半导体元件的开关动作而发生变动的浮动电位为基准进行工作的电路，并设置有电平下降电路，该电平下降电路将由在高压侧工作的检测电路检测出的浮动电位基准的检测信号转换为低压侧的公共电位基准的信号电压(参照专利文献I)。
[0003]参照图7，以往的电平下降电路20具有作为场效应晶体管的P型沟道MOSFET QU电阻R1、齐纳二极管ZDl、比较器COMPl和基准电压Vrefl。
[0004]在高压侧的电源电压VB与公共电位COM之间串联连接有P型沟道MOSFET Ql和电平移位用的电阻Rl。P型沟道MOSFET Ql的源极与电源电压VB连接，P型沟道MOSFETQl的漏极与电阻Rl连接。此外，电阻Rl与保护用的齐纳二极管ZDl并联连接。P型沟道MOSFET Ql和电阻Rl的连接点A与以公共电位COM基准进行工作的比较器COMPl的同相输入端子连接。比较器COMPl的反相输入端子与基准电压Vrefl连接。此外，Vcc为低压侧的电源电压。
[0005]以高压侧的浮动电位HS为基准进行工作的高压侧检测电路10的输出端子经由同样以浮动电位HS为基准进行工作的滤波电路11与P型沟道MOSFET Ql的栅极连接。从高压侧检测电路10输出的检测信号在进行检测时为低电平，P型沟道MOSFET Ql的栅极相对于源极(VB)被偏置为阈值以下的负电位。此外，滤波电路11例如是为了在高压侧检测电路10为短路保护电路的情况下防止浪涌电流导致的误检测而设置的。由此，P型沟道MOSFETQl为导通状态，电阻Rl中流过电流，在连接点A处产生信号电压VA。比较器COMPl对在连接点A处产生的信号电压VA与基准电压Vrefl进行比较，在信号电压VA超过基准电压Vrefl时，输出高电平信号。由此，在高压侧检测电路10中检测出的以浮动电位为基准的检测信号被电平下降电路20转换为以公共电位COM为基准的信号电压，并被传递到低压侧。
[0006]专利文献1:日本特开2001-237381号公报
[0007]但是，由于浮动电位HS从低压侧的公共电位COM急剧变化(dV/dt)为电源电压VB，因此，有时会由于位于P型沟道MOSFET Ql的漏极-源极之间的寄生静电电容CPl，导致作为低压侧的信号检测电路的比较器COMPl发生误检测(dV/dt误动作)。如图8的(a)所示，在浮动电位HS波动至高压时，如图8的(b)所示，由于P型沟道MOSFET Ql的寄生静电电容CPl，电阻Rl中流过寄生电流。由此，如图8的(c)所示，有时在连接点A处，信号电压VA会超过基准电压Vrefl，导致比较器COMPl发生误检测。因此，对于以往的电平下降电路20，需要在作为低压侧的信号检测电路的比较器COMPl的后级，设置防止误检测的滤波电路12。在比较器COMPl的后级设置了滤波电路12的情况下，存在如下问题:延迟相应地变大，在短路检测信号等必须迅速地传递检测信号的状况下，延迟是致命的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，鉴于上述问题而解决现有技术的上述问题，提供能够防止因高压侧的浮动电位HS的变化而引起的低压侧的信号检测电路的误检测的电平下降电路和高压侧短路保护电路。
[0009]本发明的电平下降电路将在以浮动电位为基准的高压侧检测出的检测信号传递到以公共电位为基准的低压侧，该电平下降电路的特征在于，具有:第I串联电路，其连接在高压侧的电源电压与所述公共电位之间，将在高压侧检测出的所述检测信号转换为以所述公共电位为基准的电压信号；基准电压生成电路，其生成基准电压，该基准电压消除了因所述浮动电位而引起、并由所述第I串联电路转换后的所述电压信号的变动；以及比较器，其对由所述第I串联电路转换后的所述电压信号和由所述基准电压生成电路生成的所述基准电压进行比较，由此生成以所述公共电位为基准的所述检测信号。
[0010]此外，在本发明的电平下降电路中，所述基准电压生成电路可以是第2串联电路，该第2串联电路在高压侧的电源电压与所述公共电位之间与所述第I串联电路并联连接。
[0011]此外，在本发明的电平下降电路中，可以是，所述第I串联电路具有第I场效应晶体管和第I电阻，其中，所述第I场效应晶体管根据在高压侧检测出的所述检测信号而导通/截止，所述第2串联电路具有:第2场效应晶体管，其具有与第I场效应晶体管大致相同的寄生静电电容，且维持截止状态；以及第2电阻，其具有与第I电阻大致相同的电阻值。
[0012]此外，本发明的高压侧短路保护电路检测流过连接在主电源电压与浮动电位之间的高压侧半导体元件的过电流，使所述高压侧半导体元件的驱动停止，该高压侧短路保护电路的特征在于，具有:过电流检测电路，其检测所述过电流，输出以所述浮动电位为基准的过电流检测信号；短路检测电路，其基于所述过电流检测信号来检测短路，输出以所述浮动电位为基准的短路检测信号；电平下降电路，其将以所述浮动电位为基准的所述短路检测信号转换为以低压侧的公共电位为基准的所述短路检测信号；以及错误信号生成电路，其基于以公共电位为基准的所述短路检测信号，生成使所述高压侧半导体元件的驱动停止的错误信号。
[0013]此外，在本发明的高压侧短路保护电路中，可以是，该高压侧短路保护电路具有如下的预切断电路:在没有生成所述错误信号或没有因所述错误信号而停止所述高压侧半导体元件的驱动的情况下，所述预切断电路基于所述过电流检测信号，使所述高压侧半导体元件的驱动停止。
[0014]根据本发明，起到如下效果:能够防止因高压侧的浮动电位的变化而引起的低压侧的信号检测电路的误检测，能够可靠地将在高压侧检测出的检测信号传递到低压侧。
【附图说明】
[0015]图1是示出本发明的电平下降电路的电路结构的电路结构图。
[0016]图2是示出图1的各部分的信号波形和工作波形的波形图。
[0017]图3是示出图1的各部分的信号波形和工作波形的波形图。
[0018]图4是示出图1的各部分的信号波形和工作波形的波形图。
[0019]图5是示出本发明的高压侧短路保护检测电路的电路结构的电路结构图。
[0020]图6是示出图5的各部分的信号波形和工作波形的波形图。
[0021]图7是示出以往的电平下降电路的电路结构的电路结构图。
[0022]图8是示出图7的各部分的信号波形和工作波形的波形图。
[0023]标号说明
[0024]10:高压侧检测电路；11:滤波电路；12:滤波电路；13:保护保持时间生成电路；14:脉冲生成电路；15:预切断电路；16:滤波电路；17:滤波电路；20:电平下降电路；30:电平下降电路；COMPl、COMP2、COMP3:比较器；CP1、CP2:寄生静电电容；FF1:触发器；INV1、INV2:反相电路；ORl、OR2 或”电路;Q1、Q2:P型沟道MOSFET ；Q3:半导体元件；Q4:P型沟道 MOSFET ；Q5:N 型沟道 MOSFET ;R1、R2、R3、R4:电阻；ZD1、ZD2:齐纳二极管。
【具体实施方式】
[0025](第I实施方式)
[0026]参照图1，第I实施方式的电平下降电路30具有作为场效应晶体管的P型沟道MOSFET Ql和P型沟道MOSFET Q2、电阻Rl和电阻R2、齐纳二极管ZDl和齐纳二极管ZD2以及比较器C0MP2。P型沟道MOSFET Ql和P型沟道MOSFET Q2使用了至少各自的漏极-源极之间的寄生静电电容CP1、CP2相同的元件。此外，电阻Rl和电阻R2为相同电阻值。
[0027]由P型沟道MOSFET Ql和电平移位用的电阻Rl构成的第I串联电路、与由P型沟道MOSFET Q2和电平移位用的电阻R2构成的第2串联电路被并联连接在高压