[发明专利]带有电流双向检测功能的负载驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及带有电流双向检测功能的负载驱动电路。

背景技术

在从直流电源朝向负载以单向供给电流而驱动该负载的负载驱动电路的电流环路中，一般设有用来控制对该负载供给的电流的开关元件。此外，以开关元件的过电流保护为目的，需要检测并监视经由开关元件流到负载中的电流，所以在负载驱动电路中设有用来检测流到负载中的电流的功能。

例如，在专利文献1中，记载有在应用于汽车用的电动式动力转向系统中的直流电动机的斩波控制系统中、作为开关元件而由电场效应晶体管(以下称作FET)斩波控制的技术。此外，在专利文献1的图1中，公开了用来检测流到直流电动机(负载)中的电流的电流检测电路的结构。以下，对表现专利文献1的图1的图10所示的以往的带有单向电流检测功能的负载驱动电路进行说明。

图10所示的以往的带有单向电流检测功能的负载驱动电路，是将由受电池等的直流电源侧配线51驱动的直流电动机构成的负载52基于通过来自未图示的控制装置的门极信号开启关闭的斩波控制用的FET(以下称作主FET)53进行斩波控制的。此外，图10所示的以往的带有单向电流检测功能的负载驱动电路进行动作，以通过电流检测用的FET(以下称作副FET)54检测在负载52的斩波控制时流过的电流I₁。详细地讲，副FET54被对主FET53供给的门极信号以与主FET53相同的定时被开启关闭控制。此外，差动放大器55为了朝向副FET54供给规定值的源极电流I₂而动作，以使对非反转输入端子施加的主FET53的源极电压V₁与对反转输入端子施加的副FET54的源极电压V₂相等。

这里，如果设主FET53的开启电阻是副FET54的开启电阻的(1/n)倍，则流到主FET53中的电流I₁与流到副FET54中的电流I₂的关系用下式表示。

I₂＝(1/n)·I₁     ……(1)

此外，如果设电阻56的电阻值为R、电阻56的电压下降为V_I，则V₁与I₂的关系用下式表示。

V₁＝R·I₂         ……(2)

因而，根据式(1)和式(2)，V_I与I₁的关系用下式表示。

V₁＝(1/n)·R·I₁  ……(3)

根据式(3)可知，通过检测电阻56的电压下降V_I，能够间接地检测流到负载52中的电流I₁。此外，通过检测电阻56的电压下降V_I，当电压下降V_I超过规定的阈值Vth时、以及对应于电压下降V_I的电流I₁超过了用以下的式(4)表示的阈值Ith时，能够实现使主FET53强制地关闭的过电流保护。

Ith＝n·(Vth/R)   ……(4)

[专利文献1]特开平1-83156号公报

近年来，矩阵变换器等的AC-AC电力变换器受到关注。对于在该AC-AC电力变换器中使用的半导体开关元件，要求使电流双向流动的功能、和能承受由AC商用电源施加的高电压的性能。进而，在AC-AC电力变换器中，在安全对策上，要求保护半导体开关元件不受过电流损伤。

在低耐压规格的FET(例如镓砷(GaAs)类)的情况下，采用不区分漏极电极和源极电极的对称型的构造。另一方面，在面向功率电子学领域设计的高耐压规格的FET(功率FET)的情况下，与低耐压规格相比，能够对门极电极施加非常高的门极电压，所以在门极-源极间耐压这一点上发生问题。例如，在电源电压是600V的情况下，对于门极电极也设想了被施加满上限的600V的门极电压的状态(全振荡)，但作为门极-源极间电压通常最大为5V，所以不具有门极-源极间耐压。因此，在高耐压规格的FET的情况下，采用将漏极电极与源极电极区分的非对称型的构造，以便能够对门极电极施加非常高的门极电压。