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DE10257438A1 - Treibervorrichtung - Google Patents

Treibervorrichtung

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Publication number
DE10257438A1
DE10257438A1 DE10257438A DE10257438A DE10257438A1 DE 10257438 A1 DE10257438 A1 DE 10257438A1 DE 10257438 A DE10257438 A DE 10257438A DE 10257438 A DE10257438 A DE 10257438A DE 10257438 A1 DE10257438 A1 DE 10257438A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control signal
line
signal
circuit
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10257438A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoto Watabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE10257438A1 publication Critical patent/DE10257438A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

Eine Dummyschaltung (303) ist im wesentlichen auf die gleiche Weise wie Pegelumsetzerschaltungen (203a, 203b) ausgebildet, ein HVNMOS (311) der Dummyschaltung ist jedoch ständig in einen nichtleitenden Zustand gesetzt. Eine Maskierungsschaltung (403) beseitigt Rauschen in Signalen (S200a, S200b), die jeweils von den Pegelumsetzerschaltungen (203a, 203b) ausgegeben werden, unter Nutzung eines Signals (S300), das von der Dummyschaltung (303) ausgegeben wird. Steuersignale (S100a, S100b) weisen iterative Impulse auf, die zu S- und R-Eingängen eines RS-Flipflops (502) übertragen werden. PMOS-Elemente (215, 225) bringen in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal (S500) von dem RS-Flipflop (502) Strompfade (210, 220) in einen nichtleitenden Zustand, um dadurch eine der Pegelumsetzerschaltungen (203a, 203b) anzuhalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Treibervorrichtung, um das Antreiben und Steuern von zwei sogenannten Totem-pole-verbunden Schalteinrichtungen auszuführen, und eine Technik zum Verhindern einer Fehlfunktion oder fehlerhaften Aktion, wenn ein Knotenpunkt oder Verbindungspunkt zwischen den beiden Schalteinrichtungen sein Potential ändert.
  • Wechselrichter werden beispielsweise für Leistungsvorrichtungen zum Antreiben von Motoren in großem Umfang verwendet. Ein Wechselrichter wird von einer Energieversorgung mit einer Gleichspannung von einigen hundert Volt gespeist, die durch Gleichrichten von Wechselspannung erhalten wird, und hat eine Zweiphasen- oder Dreiphasenkonfiguration mit einer Schaltung als Einheit, in der zwei identische Leistungsschaltvorrichtungen mit der Energieversorgung in Reihe geschaltet sind (Totem-pole-Schaltung).
  • Um zu bewirken, daß der Wechselrichter eine gewünschte Wechselrichterfunktion ausübt, müssen die Schalteinrichtungen von einer Treibervorrichtung in der richtigen Reihenfolge umgeschaltet (ein-/ausgeschaltet) werden. Der EIN-Befehl und der AUS-Befehl zum Umschalten sind Niederspannungssignale von ungefähr einigen Volt, die von einer Treibersteuerschaltung oder dergleichen ausgegeben werden.
  • Die Niederspannungssignale können so, wie sie sind, einer der Schalteinrichtungen auf der Niederpotentialseite zugeführt werden, können jedoch der anderen Schalteinrichtung auf der Hochpotentialseite nur dann zugeführt werden, wenn der Pegel eines Referenzpotentials erhöht ist. Der Grund dafür ist, daß eine Schaltung zum Umschalten der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung in der Treibervorrichtung mit dem Potential eines Knotenpunkts der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung betrieben wird und die niederpotentialseitige Schalteinrichtung als Referenzpotential dient.
  • Deshalb wird herkömmlich in großem Umfang ein Optokoppler verwendet, um Niederspannungssignale an die hochpotentialseitige Schalteinrichtung zu übertragen, was jedoch zu einer beträchtlichen Kostensteigerung führt. Ferner sind in letzter Zeit Fortschritte in Forschung und Entwicklung gemacht worden, um Schalteinrichtungen sowie ihre Steuerschaltungen auf ein- und demselben Halbleiterchip zu integrieren, wobei der Optokoppler zu einem Integrationsengpaß geführt hat.
  • Zur Lösung eines solchen Nachteils ist eine Technik zum Übertragen von EIN- und AUS-Befehlen an die hochpotentialseitige Schalteinrichtung durch eine Pegelumsetzerschaltung bekannt.
  • Eine solche Pegelumsetzerschaltung ist jedoch über beiden Schaltungen zum Schalten der hochpotentialseitigen und der niederpotentialseitigen Schalteinrichtungen vorgesehen. Wenn sich also mit dem Umschalten dieser Schalteinrichtungen das Potential des Knotenpunkts der beiden Schalteinrichtungen ändert, bewirkt aus dieser Potentialänderung resultierendes Rauschen eine Fehlfunktion oder fehlerhafte Aktion der Pegelumsetzerschaltung (und daher der Treibervorrichtung), was zu einer Fehlfunktion oder fehlerhaften Aktion des Wechselrichters führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Treibervorrichtung anzugeben, die imstande ist, eine Fehlfunktion oder fehlerhafte Aktion auch dann zu verhindern, wenn sich das Potential eines Knotenpunkts von zwei Schalteinrichtungen ändert.
  • Gemäß der Erfindung führt die Treibervorrichtung das Antreiben und die Steuerung von mindestens einer hochpotentialseitigen Schalteinrichtung von zwei Schalteinrichtungen aus, die zwischen einem ersten Potential und einem zweiten Potential, das höher als das erste Potential ist, in Reihe geschaltet sind. Die Treibervorrichtung weist einen Steuersignalgenerator, einen Pegelumsetzer, eine Dummyschaltung, eine Maskierungsschaltung und einen Diskriminator auf.
  • Der Steuersignalgenerator ist so ausgebildet, daß er ein Steuersignal für einen Leitungsbefehl erzeugt, um die hochpotentialseitige Schalteinrichtung in einen leitenden Zustand zu bringen, und für einen Nichtleitungsbefehl, um die hochpotentialseitige Schalteinrichtung in einen nichtleitenden Zustand zu bringen, so daß das Steuersignal von einem Ausgangsanschluß ausgegeben wird.
  • Der Pegelumsetzer ist mit dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden und so ausgebildet, daß er das Steuersignal mit mindestens einer Pegelumsetzerschaltung einer Pegelumsetzung unterzieht, um ein pegelumgesetztes Steuersignal zu erzeugen. Ein Knotenpunkt zwischen den beiden Schalteinrichtungen hat ein drittes Potential. Die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung und die Dummyschaltung weisen jeweils folgendes auf: einen Strompfad, der zwischen dem ersten Potential und einem vierten Potential vorgesehen ist, das höher als das dritte Potential vorgegeben ist, und eine erste Schalteinrichtung, die einen Hauptpfad, der auf dem Strompfad vorgesehen ist, und einen Steueranschluß hat, der den leitenden/nichtleitenden Zustand des Hauptpfads steuert.
  • Der Steueranschluß der ersten Schalteinrichtung in der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung ist mit dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden, während gleichzeitig die erste Schalteinrichtung in der Dummyschaltung ständig in den nichtleitenden Zustand gesetzt ist. Die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung weist einen ersten Knotenpunkt auf, der das pegelumgesetzte Steuersignal ausgibt, während die Dummyschaltung einen zweiten Knotenpunkt aufweist, der dem ersten Knotenpunkt entspricht.
  • Die Maskierungsschaltung ist mit dem ersten Knotenpunkt der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung und dem zweiten Knotenpunkt der Dummyschaltung; verbunden und so ausgebildet, daß ein von dem ersten Knotenpunkt ausgegebenen Signal unter Nutzung eines von dem zweiten Knotenpunkt ausgegebenen Signals maskiert wird, um ein maskiertes Signal zu erzeugen. Der Diskriminator ist so ausgebildet, daß er zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung unter Nutzung des maskierten Signals unterscheidet.
  • Wenn sich das dritte Potential mit dem Umschalten der beiden Schalteinrichtungen ändert, fließen Ströme durch den Strompfad der Pegelumsetzerschaltung und den der Dummyschaltung, und aus den Strömen resultierende Signale werden von dem ersten Knotenpunkt der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung und dem zweiten Knotenpunkt der Dummyschaltung ausgegeben. Da die erste Schalteinrichtung der Dummyschaltung ständig in einen nichtleitenden Zustand gesetzt ist, ist das von der Dummyschaltung ausgegebene Signal nur Rauschen, das aus der Änderung des dritten Potentials resultiert.
  • Die Maskierungsschaltung kann also Rauschen aus dem Signal, das von der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung ausgegeben wird, unter Nutzung des von der Dummyschaltung ausgegebenen Signals entfernen. Anders ausgedrückt, es kann die Maskierungsschaltung als maskiertes Signal das pegelumgesetzte Steuersignal erhalten, das von Rauschen befreit worden ist. Infolgedessen kann eine Fehlfunktion verhindert werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
  • Fig. 1 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Treibervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Treibervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 3 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Maskierungsschaltung der Treibervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 4 ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Treibervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 5 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Treibervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 6 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Maskierungsschaltung der Treibervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 7 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Treibervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 8 ein erläuterndes Schaltbild, das einen Steuersignalgenerator der Treibervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 9 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Maskierungsschaltung der Treibervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 10 ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Treibervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 11 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Variante der Treibervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt; und
  • Fig. 12 ein erläuterndes Schaltbild, das eine Treibervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • Erste bevorzugte Ausführungsform
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Grundkonstruktion einer Treibervorrichtung gemäß der Erfindung erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Treibervorrichtung 10, um das Antreiben und die Steuerung einer niederpotentialseitigen Schalteinrichtung 2 und einer hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 auszuführen, die in der genannten Reihenfolge zwischen einem niederpotentialseitigen Hauptenergieversorgungspotential (oder ersten Potential) GND und einem hochpotentialseitigen Hauptenergieversorgungspotential (oder zweiten Potential) VH in Reihe geschaltet sind (sogenannte Totem-pole- Schaltung).
  • Dabei ist das Potential GND ein Erdpotential, wobei (Potential GND) < (Potential (VH). Eine nicht gezeigte Last (induktive Last, wie etwa ein Motor) ist an einem Verbindungspunkt oder Knotenpunkt N0 zwischen die Schalteinrichtungen 1 und 2 geschaltet.
  • Die hochpotentialseitige Schalteinrichtung 1 hat eine Leistungseinrichtung 1p, wie etwa einen IGBT (Isolierschicht-Bipolartransistor), und eine Freilaufdiode 1d, die antiparallel zueinander verbunden sind. Die Leistungseinrichtung 1p führt einen Schaltbetrieb zwischen einem als Referenzpotential dienenden Potential (oder dritten Potential) VS des Knotenpunkts N0 und dem hochpotentialseitigen Hauptenergieversorgungspotential VH aus und wird auch als hochpotentialseitige Leistungseinrichtung bezeichnet.
  • Gleichermaßen hat die niederpotentialseitige Schalteinrichtung 2 eine Leistungseinrichtung 2p und eine Freilaufdiode 2d, die antiparallel zueinander verbunden sind. Die Leistungseinrichtung 2p führt einen Schaltbetrieb zwischen dem als Referenzpotential dienenden Potential (Erdpotential) GND und dem Potential VS aus und wird auch als niederpotentialseitige Leistungseinrichtung bezeichnet.
  • Die Treibervorrichtung 10 ist grob in eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 10H zum Antreiben und Steuern der Schalteinrichtung 1 und eine niederpotentialseitige Treibervorrichtung 10L zum Antreiben und Steuern der Schalteinrichtung 2 unterteilt.
  • Die hochpotentialseitige Treibervorrichtung 10H weist folgendes auf: einen Steuersignalgenerator 100, einen Pegelumsetzer oder eine Pegelumsetzereinrichtung 200, eine Dummyschaltung 300, eine Maskierungsschaltung 400, einen Diskriminator 500 und eine hochpotentialseitige Treiberschaltung 600.
  • Der Steuersignalgenerator 100 ist zwischen das Erdpotential GND und ein Potential VCC, das höher als das Potential GND vorgegeben ist, geschaltet, um mit Energie versorgt zu werden. Das Potential VCC wird auf der Basis des Erdpotentials GND bestimmt und von einer Energieversorgung oder Energieversorgungsschaltung 4 zugeführt.
  • Die Maskierungsschaltung 400, der Diskriminator 500 und die Treiberschaltung 600 sind zwischen das Potential VS des Knotenpunkts N0 und ein Potential (oder viertes Potential) VB geschaltet, das höher als das Potential VS vorgegeben ist, um mit Energie versorgt zu werden.
  • Das Potential VB wird auf der Basis des Potentials VS bestimmt, und die Potentialdifferenz zwischen den Potentialen VS und VB wird von einer Energieversorgung oder Energieversorgungsschaltung 3 geliefert. Der Pegelumsetzer 200 und die Dummyschaltung 300 sind jeweils zwischen die Potentiale GND und VB geschaltet, um mit Energie versorgt zu werden.
  • Der Steuersignalgenerator 100 ist ausgelegt zum Erhalten eines Leitungs-/Nichtleitungsbefehlssignals (nachstehend auch als "EIN-/AUS-Befehlssignal" bezeichnet) S1 für einen Leitungsbefehl (nachstehend auch als "EIN-Befehl" bezeichnet), um die hochpotentialseitige Schalteinrichtung 1 in einen leitenden Zustand zu bringen, und für einen Nichtleitungsbefehl (nachstehend auch als "AUS-Befehl" bezeichnet), um die Einrichtung 1 in einen nichtleitenden Zustand zu bringen, so daß in Abhängigkeit von dem EIN-/AUS-Befehlssignal S1 ein Steuersignal S100 erzeugt wird, das von seinem Ausgangsanschluß oder Ausgangsknotenpunkt auszugeben ist. Dabei enthält ein einziges EIN-/AUS-Befehlssigrial S1 Information sowohl über den EIN-Befehl als auch über den AUS-Befehl, und ein Steuersignal S100 enthält gleichermaßen Information über beide Befehle.
  • Der Pegelumsetzer 200 ist mit dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators 100 verbunden und weist mindestens eine Pegelumsetzerschaltung auf. Der Pegelumsetzer 200 ist so ausgebildet, daß er das von dem Steuersignalgenerator 100 ausgegebene Steuersignal S100 durch die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung einer Pegelumsetzung unterzieht (im vorliegenden Fall zum Aufwärtsumsetzen), um ein pegelumgesetztes Steuersignal S200 zu erzeugen und auszugeben. Die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung hat einen Knotenpunkt (oder ersten Knotenpunkt) zum Ausgeben des pegelumgesetzten Steuersignals S200, wie noch im einzelnen erläutert wird.
  • Die Dummyschaltung 300 ist zwischen die Potentiale GND und VGB parallel zu dem Pegelumsetzer 200 geschaltet. Wie im einzelnen erläutert, hat die Dummyschaltung 300 eine Konfiguration, die mit derjenigen der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung im wesentlichen identisch ist, und hat einen Knotenpunkt (oder zweiten Knotenpunkt), der beispielsweise dem Knotenpunkt der Pegelumsetzerschaltung entspricht, von dem ein Signal S300 ausgegeben wird.
  • Die Knotenpunkte des Pegelumsetzers 200 und der Dummyschaltung 300 sind beide mit der Maskierungsschaltung 400 verbunden. Die Maskierungsschaltung 400 ist so ausgebildet, daß sie ein von dem Knotenpunkt des Pegelumsetzers 200 ausgegebenes Signal (d. h. das pegelumgesetzte Steuersignal S200, dem Rauschen überlagert sein kann, wie noch beschrieben wird) unter Nutzung des von dem Knotenpunkt der Dummyschaltung 300 ausgegebenen Signals S300 maskiert, um ein maskiertes Signal S400 zu erzeugen und auszugeben.
  • Der Diskriminator 500 ist so ausgebildet, daß er den Leitungsbefehl und den Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 erhält und unter Nutzung des maskierten Signals S400 unterscheidet, so daß ein Diskriminierungsergebnissignal S500 erzeugt und ausgegeben wird.
  • Die hochpotentialseitige Treiberschaltung 600 steuert das Leiten/Nichtleiten der Schalteinrichtung 1 mit einem Steuersignal S600 in Abhängigkeit von dem Diskriminierungsergebnissignal S500. Die Treiberschaltung 600 weist beispielsweise zwei N-Kanal-MOSFET auf, die in Reihe zwischen die Potentiale VS und VB geschaltet sind, um die beiden MOSFET komplementär ein-/auszuschalten, so daß die Schalteinrichtung 1 umgeschaltet wird.
  • Es wird nun auf die niederpotentialseitige Treibervorrichtung 10L Bezug genommen. Diese erhält ein Leitungs-/Nichtleitungsbefehlssignal (EIN-/AUS-Befehlssignal) S2 für einen Leitungsbefehl (EIN-Befehl), um die niederpotentialseitige Schalteinrichtung 2 in einen leitenden Zustand zu bringen, und einen Nichtleitungsbefehl (AUS-Befehl), um die Schalteinrichtung 2 in einen nichtleitenden Zustand zu bringen, so daß das Leiten/Nichtleiten der Schalteinrichtung 2 mit einem Steuersignal S900 in Abhängigkeit von dem EIN-/AUS-Befehlssignal S2 gesteuert wird. Dabei weist ein einziges EIN-/AUS-Befehlssignal S2 Information sowohl über den EIN-Befehl als auch über den AUS-Befehl auf.
  • Nachstehend wird ein bestimmtes Konstruktionsbeispiel der Treibervorrichtung 10 erläutert, wobei eine Treibervorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwendet wird. Fig. 3 zeigt eine Maskierungsschaltung 401 der Treibervorrichtung 11, und Fig. 4 ist ein Impulsdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Treibervorrichtung 11.
  • Wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, hat die Treibervorrichtung 11 eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 11H und eine niederpotentialseitige Treibervorrichtung 11L, die den vorstehend genannten Treibervorrichtungen 10H bzw. 10L entsprechen.
  • Die Treibervorrichtung 11H weist folgendes auf: einen Steuersignalgenerator (oder selektiven iterativen Impulssignalgenerator) 101, einen Pegelumsetzer 201, der eine Pegelumsetzerschaltung 201a hat, eine Dummyschaltung 301, eine Maskierungsschaltung 401 und einen Diskriminator (oder ersten Diskriminator) 501 entsprechend den vorstehend genannten Komponenten 100, 200, 300, 400 bzw. 500 und weist ferner die oben beschriebene Treiberschaltung 600 auf.
  • Der Steuersignalgenerator 101 weist einen Ursprungstaktsignalgenerator 111 und einen monostabilen Impulsgenerator 112 auf, die jeweils zwischen die Potentiale GND und VCC geschaltet sind, um mit Energie versorgt zu werden.
  • Der Ursprungstaktsignalgenerator 111 erzeugt ein Taktsignal S111, das eine Periode T hat (Fig. 4). Der monostabile Impulsgenerator 112 ist so ausgebildet, daß er ein iteratives Impulssignal S112 (Fig. 4) erzeugt, das iterative Impulse (iterative Impulswellenform) aufweist, deren Periode T mit dem Taktsignal S111 synchron ist.
  • Dabei ist der monostabile Impulsgenerator 112 so ausgebildet, daß er das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 erhält und das iterative Impulssignal S112 als Steuersignal S100 nur in einer EIN- Befehlsperiode T1on in dem EIN-/AUS-Befehlssignal S1 selektiv ausgibt. Der Steuersignalgenerator 101 kann also als "selektiver iterativer Impulssignalgenerator 101" zum Ausgeben des iterativen Impulssignals S112 als Steuersignal S100 nur in der EIN-Befehlsperiode T1on bezeichnet werden.
  • Die Periode T des Taktsignals S111 und der entsprechenden iterativen Impulse ist kürzer als entweder die Periode T1on oder T1off in dem EIN-/AUS-Befehlssicinal S1 und ist beispielsweise in einem Bereich von einem Zehntel bis einigen Zehnteln einer Periode des EIN-/AUS-Befehls (T1on + T1off) vorgegeben.
  • Die Treibervorrichtung 11 kann so ausgebildet sein, daß der Steuersignalgenerator 101 das iterative Impulssignal S112 als Steuersignal S100 nur in der AUS- Befehlsperiode T1off ausgibt.
  • Der Pegelumsetzer 201 weist eine Pegelumsetzerschaltung 201a auf. Die Pedelumsetzerschaltung 201a weist folgendes auf: einen Hochspannungs-N-Kanal- Feldeffekttransistor (oder eine erste Schalteinrichtung) 211, einen Pegelumsetzerwiderstand 212, ein NICHT-Glied (Inverterschaltung) 213 und eine Klemmdiode (oder Klemmeinrichtung) 214. Ein MOSFET (oder MISFET) wird in diesem Fall als Transistor verwendet, und der Hochspannungs-N-Kanal-MOSFET wird auch als "HVNMOS" bezeichnet.
  • Der Sourceanschluß und der Drainanschluß des HVNMOS 211 sind mit dem Erdpotential GND bzw. dem einen Anschluß des Widerstands 212 verbunden, während der andere Anschluß des Widerstands 212 mit dem Potential VB verbunden ist. Es ist also ein Strompfad 210 zwischen den Potentialen GND und VB gebildet. Ein Source-Drain-Pfad (oder Hauptpfad) des HVNMOS 211 ist auf dem Strompfad 210 vorgesehen, und der leitende Zustand/nichtleitende Zustand des Source- Drain-Pfads wird von einem Eingangssignal gesteuert, das an dem Gate (oder Steueranschluß) des HVNMOS 211 empfangen wird, so daß der leitende Zustand/nichtleitende Zustand des Strompfads 210 gesteuert wird.
  • Das Gate des HVNMOS 211 ist mit einem Ausgangsanschluß des monostabilen Impulsgenerators 112, von dem das Steuersignal S100 ausgegeben wird, verbunden (entsprechend einem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators 101). Das Substratpotential des HVNMOS 211 ist auf das Erdpotential GND eingestellt.
  • Ferner ist der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 213 zwischen den Drainanschluß des HVNMOS 211 und den einen Anschluß des Widerstands 212 geschaltet. Der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 213 entspricht dem Knotenpunkt (ersten Knotenpunkt), der das pegelumgesetzte Steuersignal S200 ausgibt. Von einer genauen Erläuterung wird zwar abgesehen, das NICHT-Glied 213 ist jedoch zwischen die Potentiale VS und VB geschaltet, um mit Energie versorgt zu werden.
  • Ferner ist die Klemmdiode 214 zwischen den Strompfad 210 der Pegelumsetzerschaltung 201a und das Potential VS geschaltet. Dabei sind der Drainanschluß des HVNMOS 211, der eine Anschluß des Widerstands 212 und der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 213 mit der Kathode der Klemmdiode 214 verbunden, während die Anode der Klemmdiode 214 mit dem Potential VS verbunden ist.
  • Selbst wenn ein Spannungsabfall des Widerstands 212 zunimmt, wenn ein Strom über den Strompfad 210 fließt, wird also das Potential an dem Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 213 (d. h. das Potential an dem Drainanschluß des HVNMOS 211 und an dem einen Anschluß des Widerstands 212) auf dem Potential VS festgehalten und daran gehindert, niedriger als das Potential VS zu werden.
  • Wenn mit einer solchen Pegelumsetzerschaltung 201a das Steuersignal S100 auf einem Hochpegel (Hochpotentialpegel) ist, wird der HVNMOS 211 in einen leitenden Zustand gebracht, und ein Strom fließt über den Strompfad 210. Der Widerstand 212 bewirkt einen Spannungsabfall mit diesem Strom, was den Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 213 auf einen Niedrigpegel (Niedrigpotentialpegel) bringt. Deshalb wird der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 213 auf einen Hochpegel gebracht, so daß das pegelumgesetzte Steuersignal S200 erhalten wird, das die gleiche Wellenform wie das Steuersignal S100 (Fig. 4) hat, dessen Potential jedoch erhöht ist.
  • Wenn das Steuersignal S100 auf einem Niedrigpegel ist, wird das Steuersignal S100 ebenfalls pegelumgesetzt, so daß das pegelumgesetzte Steuersignal S200 erhalten wird. Kurz gesagt, das Steuersignal S100, das beispielsweise den Übergang zwischen den Potentialen GND und VCC ausführt, wird in das Signal S200 pegelumgesetzt, das den Übergang zwischen den Potentialen VS und VB ausführt.
  • Die Dummyschaltung 301 weist einen HVNMOS (oder eine erste Schalteinrichtung) 311, einen Widerstand 312, ein NICHT-Glied (Inverterschaltung) 313 und eine Klemmdiode (oder Klemmeinrichtung) 314 auf. Dabei haben die Komponenten 311 bis 314 Charakteristiken (Werte), die denen der Komponenten 211 bis 214 der Pegelumsetzerschaltung 201a jeweils im wesentlichen gleich sind, und sie sind auf die gleiche Weise wie die Komponenten 211 bis 214 verbunden, mit der Ausnahme, daß das Gate des HVNMOS 311 mit dem Erdpotential GND verbunden ist.
  • Dabei sind der Sourceanschluß und der Drainanschluß des HVNMOS 311 mit dem Erdpotential GND bzw. dem einen Anschluß des Widerstands 312 verbunden, während der andere Anschluß des Widerstands 312 mit dem Potential VB verbunden ist. Es wird also ein Strompfad 310 zwischen den Potentialen GND und VB gebildet. Dabei wird ein Source-Drain-Pfad (oder Hauptpfad) des HVNMOS 311 auf dem Strompfad 310 gebildet.
  • Dabei ist das Gate (oder der Steueranschluß) des HVNMOS 311 in der Dummyschaltung 301 anders als bei der Pegelumsetzerschaltung 201a mit dem Erdpotential GND verbunden, so daß der HVNMOS 311 ständig in einen nichtleitenden Zustand gesetzt ist. Das Substratpotential des HVNMOS 311 ist auf das Erdpotential GND eingestellt.
  • Ferner ist der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 313 zwischen den Drainanschluß des HVNMOS 311 und den einen Anschluß des Widerstands 312 geschaltet. Der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 313 ist ein Knotenpunkt (zweiter Knotenpunkt), der dem Knotenpunkt entspricht, von dem die Pegelumsetzerschaltung 201a das pegelumgesetzte Steuersignal S200 ausgibt. Von einer genauen Erläuterung wird zwar abgesehen, das NICHT-Glied 313 ist jedoch zwischen die Potentiale VS und VB geschaltet, um mit Energie versorgt zu werden.
  • Außerdem ist die Klemmdiode 314 zwischen den Strompfad 310 der Dummyschaltung 301 und das Potential VS geschaltet. Dabei sind der Drainanschluß des HVNMOS 311, der eine Anschluß des Widerstands 312 und der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 313 mit der Kathode der Klemmdiode 314 verbunden, während die Anode der Klemmdiode 314 mit dem Potential VS verbunden ist. Dies verhindert, daß das Potential an dem Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 313 niedriger als das Potential VS wird.
  • Die Maskierungsschaltung 401 weist ein NICHT-Glied 411 oder ein NOR-Glied 412 auf, wie Fig. 3 zeigt. Dabei ist der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 411 mit dem Knotenpunkt verbunden, von dem das pegelumgesetzte Steuersignal S200 ausgeben wird (d. h. dem Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 213). Der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 411 und der Knotenpunkt der Dummyschaltung 301 (d. h. der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 313) sind mit dem Eingangsanschluß des NOR-Glieds 412 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluß des NOR-Glieds 412 ist der Ausgangsanschluß der Maskierungsschaltung 401 und gibt das maskierte Signal S400 aus. Wie Fig. 4 zeigt, hat das maskierte Signal S400 die gleiche Wellenform wie das Steuersignal S100 (ist jedoch diesem gegenüber pegelumgesetzt), das von dem Steuersignalgenerator 101 ausgegeben wird, das, anders ausgedrückt, iterative Impulse aufweist.
  • Der Diskriminator (oder erste Diskriminator) 501 weist einen erneut auslösbaren monostabilen Impulsgenerator auf und wird auch als "erneut auslösbarer monostabiler Impulsgenerator 501" bezeichnet. Der Impulsgenerator 501 nutzt jeden von einer Vielzahl von Impulsen in dem maskierten Signal S400 (die iterativen Impulsen in dem Steuersignal S100 entsprechen, denen jedoch Rauschen überlagert sein kann, wie noch beschrieben wird) als einen Auslöser und erzeugt einen Impuls für jeden Auslöser.
  • Dabei hat jeder von dem Impulsgenerator 501 erzeugte Impuls eine Breite, die nicht kleiner als die Periode T des iterativen Impulssignals S112 (Fig. 4) vorgegeben ist, das von dem monostabilen Impulsgenerator 112 des Steuersignalgenerators 101 erzeugt wird und ist beispielsweise mit einer Breite vorgegeben, die nicht kleiner als die Periode T und im wesentlichen gleich T ist.
  • Dabei ist die Breite geringfügig größer als die Periode T (beispielsweise (die Periode T) + (die Breite des iterativen Impulses)) vorgegeben. Wie Fig. 4 zeigt, ist also eine Vielzahl der vorstehend beschriebenen Impulse seriell verbunden, um einen Impuls in dem Diskriminierungsergebnissignal S500 zu bilden, das von dem erneut auslösbaren monostabilen Impulsgenerator 501 ausgegeben wird.
  • Da eine Periode, während der das Steuersignal S100 iterative Impulse aufweist, der EIN-Befehlsperiode T1on entspricht, wie oben beschrieben, entspricht ein Impuls auf einem Hochpegel, bei dem eine Vielzahl von Impulsen seriell verbunden ist; in dem Diskriminierungsergebnissignal S500 (Periode T1on) des EIN- Befehls, und der verbleibende Teil auf einem Niedrigpegel entspricht (Periode T1off) des AUS-Befehls.
  • Infolgedessen unterscheidet der Impulsgenerator 501 zwischen (Periode T1on) des EIN-Befehls und (Periode T1off) des AUS-Befehles unter Nutzung der iterativen Beschaffenheit der Vielzahl von Impulsen, die in dem maskierten Signal S400 enthalten sind.
  • Wie erläutert, steuert die Treiberschaltung 600 das Leiten/Nichtleiten der Schalteinrichtung 1 mit dem Steuersignal S600 in Abhängigkeit von dem Diskriminierungsergebnissignal S500.
  • Es wird nun auf die niederpotentialseitige Treibervorrichtung 11L Bezug genommen. Diese weist eine Synchronisierschaltung 901 und eine niederpotentialseitige Treiberschaltung 900 auf, die jeweils zwischen die Potentiale VCC und GND geschaltet sind. Dabei erhält die Synchronisierschaltung 901 das von dem Ursprungstaktsignalgenerator 111 ausgegebene Taktsignal S111 und das EIN-/AUS-Befehlssignal S2 an der Schalteinrichtung 2, um das EIN-/AUS-Befehlssignal S2 mit dem Taktsignal S111 zu synchronisieren, so daß ein Signal S901 erzeugt wird. Die Treiberschaltung 900 steuert das Leiten/Nichtleiten der Schalteinrichtung 2 mit einem Steuersignal S900 in Abhängigkeit von dem Signal S901. Die Treiberschaltung 900 ist auf die gleiche Weise wie die Treiberschaltung 600 ausgebildet.
  • Wie nachstehend erläutert, können die Treibervorrichtungen 10 und 11 eine Fehlfunktion oder fehlerhafte Aktion auch dann verhindern, wenn sich das Potential VS des Knotenpunkts N0 zwischen den Schalteinrichtungen 1 und 2 mit dem Umschalten der Schalteinrichtungen 1 und 2 ändert.
  • Wenn sich das Potential VS des Knotenpunkts N0 ändert, fließen zunächst Ströme zum Laden der parasitären elektrostatischen Source-Drain-Kapazität der HVNMOS 211 und 311 über den Strompfad 210 der Pegelumsetzerschaltung 201a bzw. den Strompfad 310 der Dummyschaltung 301. Dabei ist der Strom in der Pegelumsetzerschaltung 201a dem pegelumgesetzten Steuersignal S200 als Rauschen überlagert, das von dem Ausgangsanschluß der Schaltung 201a auszugeben ist.
  • Der HVNMOS 311 der Dummyschaltung 301 ist ständig in einen nichtleitenden Zustand gesetzt. Die Dummyschaltung 301 erzeugt im Normalbetrieb kein Signal. Das von dem vorstehend genannten Knotenpunkt der Dummyschaltung 301 ausgegebene Signal S300, das aus den vorstehend genannten Strömen resultiert, ist also nichts anders als Rauschen, das aus der Änderung des Potentials VS resultiert. Das heißt, die Dummyschaltung 301 wirkt als Rauschdetektor.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Maskierungsschaltung 401 wird das pegelumgesetzte Steuersignal S200 so, wie es ist, als das maskierte Signal S400 ausgegeben, wenn das Signal S300 auf einem Niedrigpegel ist, d. h. wenn kein Rauschen auftritt. Wenn das Signal S300 dagegen auf einem Hochpegel ist, d. h. wenn Rauschen auftritt, wird Rauschen von einem Signal (d. h. dem pegelumgesetzten Steuersignal S200, dem Rauschen überlagert ist), das von der Pegelumsetzerschaltung 201a auszugeben ist, entfernt und das Signal kann danach als das maskierte Signal S400 ausgegeben werden. Wie erläutert, kann das pegelumgesetzte Steuersignal S200, das von Rauschen befreit worden ist, unter Nutzung des von der Dummyschaltung 301 ausgegebenen Signals S300 als das maskierte Signal S400 erhalten werden.
  • Infolgedessen kann eine Fehlfunktion auch dann verhindert werden, wenn sich das Potential VS des Knotenpunkts N0 ändert.
  • Die Pegelumsetzerschaltung 201a und die Dummyschaltung 301 sind nahezu gleich ausgebildet. Wenn sich also das Potential VS ändert, wobei der HVNMOS 211 der Pegelumsetzerschaltung 201a in einem nichtleitenden Zustand ist, sind die vorstehend genannten Ströme, die über die Strompfade 210 und 310 fließen, hinsichtlich Stärke und Zeitpunkt einander nahezu gleich. Deshalb ist die Wirkung des Entfernens von Rauschen in diesem Fall signifikant.
  • Wenn umgekehrt die über die Strompfade 210 und 310 fließenden Ströme hinsichtlich des Zeitpunkts verschoben sind, ist es selbst mit der Dummyschaltung 301 und der Maskierungsschaltung 401 schwierig, Rauschen vollständig zu entfernen, was bewirken kann, daß eine Fehlfunktion auftritt und fortbesteht, und zwar aufgrund eines Rauschimpulses, der in dem maskierten Signal S400 enthalten ist, das eine der Taktdifferenz entsprechende Impulsbreite hat.
  • Ein Grund für die Verschiebung des Zeitpunkts der Ströme ist, daß die Komponenten der Pegelumsetzerschaltung 201a und die der Dummyschaltung 301 hinsichtlich ihrer Charakteristiken variieren, oder daß der HVNMOS 211 beim Umschalten der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 in einem leitenden Zustand ist (in diesem Fall unterscheiden sich die HVNMOS 211 und 311 hinsichtlich ihrer parasitären elektrostatischen Kapazität voneinander).
  • Die Treibervorrichtung 10 kann jedoch ein Fortbestehen einer Fehlfunktion auch dann unterdrücken/verhindern, wenn die über die Strompfade 210 und 310 fließenden Ströme hinsichtlich des Zeitpunkts verschoben sind.
  • Dabei weist das von dem Steuersignalgenerator 101 ausgegebene Steuersignal S100 iterative Impulse auf, und das maskierte Signal S400 hat die gleiche Wellenform wie das Steuersignal S100 (wenn kein Rauschen auftritt) (Fig. 4), wie vorstehend beschrieben wurde. Der erneut auslösbare monostabile Impulsgenerator 501 erzeugt Impulse, die mit jeweiligen in dem maskierten Signal S400 enthaltenen Impulsen synchron sind. Die Impulsbreite ist beispielsweise geringfügig größer als die Periode T des iterativen Impulssignals S112 (Fig. 4) in dem Steuersignal S100 vorgegeben.
  • Wenn also das maskierte Signal S400 den aus Rauschen resultierenden Impuls aufweist (Rauschimpuls), ist ein Impuls, der in dem Diskriminierungsergebnissignal S500 enthalten ist und dem Rauschimpuls entspricht, ein Einzelimpuls und tritt nur in einer Periode auf, die der Impulsbreite entspricht. Infolgedessen tritt eine Fehlfunktion aufgrund des Rauschimpulses nur in einer Periode auf, die der Breite der von dem erneut auslösbaren monostabilen Impulsgenerator 501 erzeugten Impulse entspricht, wobei nach deren Ablauf der Normalbetrieb wieder aufgenommen wird.
  • Das heißt, der Impulsgenerator 501 nutzt die iterative Beschaffenheit der Vielzahl von Impulsen, die in dem maskierten Signal S400 enthalten sind, um zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl zu unterscheiden, so daß auch dann, wenn die Vielzahl von Impulsen einen Rauschimpuls aufweisen, eine Periode, während der der Rauschimpuls eine Fehlfunktion bewirkt, begrenzt werden kann, was die Rückkehr zum Normalbetrieb gestattet.
  • Ferner ermöglicht das Vorgeben eines Grenzwerts des NICHT-Glieds 313 der Dummyschaltung 301 auf einen Wert, der höher als derjenige des NICHT-Glieds 213 der Pegelumsetzerschaltung 201a ist, daß ein Maskierungsprozeß an der Maskierungsschaltung 401 auch dann mit größerer Zuverlässigkeit ausgeführt wird, wenn die über die Strompfade 210 und 310 fließenden Ströme hinsichtlich des Zeitpunkts verschoben sind.
  • Der Grund dafür ist, daß eine solche Vorgabe des Grenzwerts es ermöglicht, daß die gesamte Periode, während der die Pegelumsetzerschaltung 201a auf einem Hochpegel ist, in einer Periode enthalten ist, während der das von der Dummyschaltung 301 ausgegebene Signal S300 auf einem Hochpegel ist.
  • Wie erläutert, können die Treibervorrichtungen 10 und 11 eine aus Änderungen des Potentials VS resultierende Fehlfunktion unter Anwendung doppelter oder dreifacher Abhilfemaßnahmen mit größerer Zuverlässigkeit unterdrücken/verhindern.
    • Zweite bevorzugte Ausführungsform
  • Ein anderes spezielles Konstruktionsbeispiel der Treibervorrichtung 10 wird nachstehend erläutert, wobei eine Treibervorrichtung 12 und eine Maskierungsschaltung 402 nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 verwendet wird.
  • Die Treibervorrichtung 12 hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie die Treibervorrichtung 11, mit der Ausnahme, daß die Treibervorrichtung 11H durch eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 12H ersetzt ist. Die Treibervorrichtung 12H hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie die Treibervorrichtung 11H, mit der Ausnahme, daß der Pegelumsetzer 201, die Dummyschaltung 301 und die Maskierungsschaltung 401 durch einen Pegelumsetzer 202, eine Dummyschaltung 302 bzw. die Maskierungsschaltung 402 ersetzt sind.
  • Der Pegelumsetzer 202 weist eine Pegelumsetzerschaltung 202a auf, die durch das Entfernen der Diode 214 aus der Pegelumsetzerschaltung 201a und das Vorsehen von zwei Pfaden gebildet ist, die jeweils von dem Strompfad 210 durch die beiden NICHT-Glieder 213 zu der Maskierungsschaltung 402 führen. Die beiden NICHT-Glieder 213 geben jeweils das pegelumgesetzte Steuersignal S200 aus.
  • Die Dummyschaltung 302 ist durch Entfernen der Diode 314 aus der Dummyschaltung 301 gebildet.
  • Die Maskierungsschaltung 402 weist zusätzlich zu dem NICHT-Glied 411 und dem NOR-Glied 412 ein UND-Glied 413 auf, wie Fig. 6 zeigt. Dabei sind die Ausgangsanschlüsse des einen NICHT-Glieds 213 der Pegelumsetzerschaltung 202a und des NICHT-Glieds 313 der Dummyschaltung 302 mit dem Eingangsanschluß des UND-Glieds 413 verbunden, während der Ausgangsanschluß des anderen NICHT- Glieds 213 der Pegelumsetzerschaltung 202a mit dem Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 411 verbunden ist.
  • Die Ausgangsanschlüsse des NICHT-Glieds 411 und des NOR-Glieds 412 sind mit dem Eingangsanschluß des NOR-Glieds 412 verbunden. Das NOR-Glied 412 gibt das maskierte Signal S400 aus. Bei der Maskierungsschaltung 402 einer solchen Konfiguration detektiert das UND-Glied 413 Rauschen, wobei zu beachten ist, daß aus Änderung des Potentials VS resultierendes Rauschen in derselben Phase übertragen wird.
  • Die Pegelumsetzerschaltung 202a kann mit einem NICHT-Glied 213 versehen sein, so daß das von dem NICHT-Glied 213 ausgegebene pegelumgesetzte Steuersignal S200 sowohl an das NICHT-Glied 411 als auch an das UND-Glied 413 angelegt wird.
  • Ferner gestattet das Vorgeben von Grenzwerten des einen NICHT-Glieds 213 und des NICHT-Glieds 313, die mit dem UND-Glied 413 verbunden sind, auf einen Wert, der höher als ein Grenzwert des anderen mit dem NICHT-Glied 411 verbundenen NICHT-Glieds 213 ist, daß ein Maskierungsprozeß in der Maskierungsschaltung 402 mit größerer Zuverlässigkeit ausgeführt wird.
  • Die Treibervorrichtung 12 kann die gleichen Wirkungen wie die vorstehend beschriebenen Treibervorrichtungen 10 und 11 erzielen.
    • Dritte bevorzugte Ausführungsform
  • Ein drittes spezielles Konstruktionsbeispiel der Treibervorrichtung 10 wird nachstehend erläutert, wobei eine Treibervorrichtung 13 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 7 verwendet wird. Fig. 8 und 9 zeigen einen Steuersignalgenerator 102 und eine Maskierungsschaltung 403 der Treibervorrichtung 13, und Fig. 10 ist ein Impulsdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Treibervorrichtung 13.
  • Die Treibervorrichtung 13 hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie die Treibervorrichtung 11, mit der Ausnahme, daß die Treibervorrichtungen 11H und 11L durch eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 13H bzw. eine niederpotentialseitige Treibervorrichtung 12L ersetzt sind.
  • Die Treibervorrichtung 13H weist den Steuersignalgenerator 102, einen Pegelumsetzer 203, eine Dummyschaltung 303, die Maskierungsschaltung 403 und einen Diskriminator (oder zweiten oder dritten Diskriminator) 502 entsprechend den vorstehend genannten Komponenten 100, 200, 300, 400 bzw. 500 auf und weist ferner die vorstehend beschriebene Treiberschaltung 600 auf.
  • Wie Fig. 8 zeigt, weist der Steuersignalgenerator 102 einen iterativen Impulssignalgenerator 110, einen ersten und zweiten Selektor 114a, 114b, einen EIN- Übergangsimpulsgenerator (oder leitenden Übergangsimpulsgenerator) 115a, einen AUS-Übergangsimpulsgenerator (oder nichtleitenden Übergangsimpulsgenerator) 115b und ODER-Glieder 116a und 116b auf.
  • Dabei weist der iterative Impulssignalgenerator 110 den Ursprungstaktsignalgenerator 111 und einen monostabilen Impulsgenerator 113 auf. Der monostabile Impulsgenerator 113 ist zwischen die Potentiale VCC und GND geschaltet, um mit Energie versorgt zu werden, und ist so ausgelegt, daß er das Taktsignal S111 erhält, um in Abhängigkeit von dem Taktsignal S111 ein iteratives Impulssignal S113 zu erzeugen und auszugeben (vgl. Fig. 1; entsprechend dem iterativen Impulssignal S112 gemäß Fig. 4), das iterative Impulse (iterative Impulswellenform) mit der Periode T aufweist.
  • Der erste Selektor 114a weist ein UND-Glied 114a1 auf, das so geschaltet ist, daß es das iterative Impulssignal S113 und das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 empfängt. Das iterative Impulssignal S113 wird also selektiv als ein Ausgangssignal S114a von dem ersten Selektor 114a nur in der EIN-Befehlsperiode T1on (Fig. 10) ausgegeben.
  • Der EIN-Übergangsimpulsgenerator 115a weist einen monostabilen Impulsgenerator 115a1 auf, der so geschaltet ist, daß er das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 empfängt. Der monostabile Impulsgenerator 115a1 ist so ausgelegt, daß er EIN- Übergangsimpulse synchron mit dem Anstieg von Impulsen in dem EIN-/AUS- Befehlssignal S1 erzeugt (entsprechend dem Übergang von dem AUS-Befehl zu dem EIN-Befehl), die als ein Signal S115a auszugeben sind (Fig. 10). Die EIN- Übergangsimpulse sind mit der gleichen Breite wie die von dem monostabilen Impulsgenerator 113 erzeugten iterativen Impulse vorgegeben.
  • Das ODER-Glied 116a ist so geschaltet, daß es das Ausgangssignal S114a des ersten Selektors 114a und das Ausgangssignal S115a des EIN-Übergangsimpulsgenerators 115a empfängt. Ein Operationsergebnis des ODER-Glieds 116a wird von dem Ausgangsanschluß (oder Leitungssteuersignal-Ausgangsanschluß) des ODER-Glieds 116a als ein EIN-Steuersignal (oder Leitungssteuersignal) S100a ausgegeben. Die iterativen Impulse in dem Signal 114a und die EIN-Übergangsimpulse in dem Signal 115a sind einander in dem EIN-Steuersignal S100a überlagert (Fig. 10).
  • Der zweite Selektor 114b weist dagegen ein UND-Glied 114b1 und ein NICHT- Glied 114b2 auf. Der zweite Selektor 114b ist so ausgebildet, daß das UND-Glied 114b1 das iterative Impulssignal S113 und das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 empfängt, wobei dessen Wellenform von dem NICHT-Glied 114b2 invertiert ist. Das iterative Impulssignal S113 wird also selektiv als Ausgangssignal S114b von dem zweiten Selektor 114b nur in der AUS-Befehlsperiode T1off ausgegeben (Fig. 10).
  • Der AUS-Übergangsimpulsgenerator 115b weist einen monostabilen Impulsgenerator 115b1 und ein NICHT-Glied 115b2 auf. Der Impulsgenerator 115b ist so ausgelegt, daß der monostabile Impulsgenerator 115b1 das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 empfängt, wobei dessen Wellenform von dem NICHT-Glied 115b2 invertiert ist.
  • Der monostabile Impulsgenerator 115b1 ist so ausgelegt, daß er AUS-Übergangsimpulse synchron mit dem Anstieg von Impulsen des EIN-/AUS-Befehlssignals S1 mit invertierter Wellenform erzeugt (entsprechend dem Übergang von dem EIN-Befehl zu dem AUS-Befehl), die als ein Signal S115b auszugeben sind. Die AUS-Übergangsimpulse sind mit der gleichen Breite wie die von dem monostabilen Impulsgenerator 113 erzeugten iterativen Impulse vorgegeben.
  • Das ODER-Glied 116b ist so geschaltet, daß es das Ausgangssignal S114b des zweiten Selektors 114b und das Ausgangssignal S115b des AUS-Übergangsimpulsgenerators 115b empfängt. Ein Operationsergebnis des ODER-Glieds 116b wird von dem Ausgangsanschluß (oder Nichtleitungssteuerungssignal-Ausgangsanschluß) des ODER-Glieds 116b als ein AUS-Steuersignal (oder Nichtleitungssteuersignal) S100b ausgegeben. Die iterativen Impulse in dem Signal 114b und die AUS-Übergangsimpulse in dem Signal 115b sind einander in dem EIN-Steuersignal S100b überlagert (Fig. 10).
  • Die von den ODER-Gliedern 116a bzw. 116b ausgegebenen Steuersignale S100a und S100b entsprechen allgemein den von dem Steuersignalgenerator 100 ausgegebenen Steuersignal S100, und die Ausgangsanschlüsse der ODER-Glieder 116a und 116b entsprechen allgemein dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators 100.
  • Der Pegelumsetzer 203 weist zwei Pegelumsetzerschaltungen (oder eine erste und eine zweite Pegelumsetzerschaltung) 203a und 203b auf.
  • Die erste Pegelumsetzerschaltung 203a ist grundsätzlich so ausgebildet, daß sie einen P-Kanal-Feldeffekttransistor (oder eine zweite Schalteinrichtung) 215 hat, die der in Fig. 2 gezeigten Pegelumsetzerschaltung 201a hinzugefügt ist. Ein MOSFET (oder MISFET) wird in diesem Fall als Transistor 215 verwendet. Der P-Kanal-MOSFET wird auch als "PMOS" bezeichnet.
  • Der PMOS 215 ist so eingefügt, daß der Source-Drain-Pfad des PMOS 215 auf dem Strompfad 210 vorgesehen ist. Dabei ist der Sourceanschluß des PMOS 215 mit dem Knotenpunkt zwischen dem Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 213 und dem einen Anschluß des Widerstands 212 verbunden, und sein Drainanschluß ist mit dem Knotenpunkt zwischen der Kathode der Diode 214 und dem Drainanschluß des HVNMOS 211 verbunden.
  • In diesem Fall ist der PMOS 215 zwischen der Diode (oder Klemmdiode) 214 und dem Potential VB, d. h. zwischen den Potentialen VS und VB, vorgesehen. Das Gate des PMOS 215 ist mit einem Q-Ausgang eines RS-Flipflops verbunden, das als Diskriminator 502 dient. Der PMOS 215 steuert also den leitenden/nichtleitenden Zustand des Strompfads 210 in Abhängigkeit von dem Diskriminierungsergebnissignal S500, das von dem Diskriminator 502 ausgegeben wird. Das Substratpotential des PMOS 215 ist auf das Potential VB eingestellt.
  • In der ersten Pegelumsetzerschaltung 203a ist das Gate des HVNMOS 211 mit dem Ausgangsanschluß (oder Leitungssteuersignal-Ausgangsanschluß) des ODER- Glieds 116a des Steuersignalgenerators 102 verbunden, von dem das EIN-Steuersignal (oder Leitungssteuersignal) S100a ausgegeben wird, und ein pegelumgesetztes EIN-Steuersignal (oder pegelumgesetztes Leitungssteuersignal) S200a wird von dem Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 213 ausgegeben.
  • Die zweite Pegelumsetzerschaltung 203b weist folgendes auf: einen HVNMOS 221, einen Pegelumsetzerwiderstand 222, ein NICHT-Glied 223, eine Klemmdiode 224 und einen PMOS 225, die Charakteristiken (Werte) haben, die denen der Komponenten 211 bis 215 der ersten Pegelumsetzerschaltung 203a jeweils nahezu gleich sind, und ist grundsätzlich in gleicher Weise wie die erste Pegelumsetzerschaltung 203a ausgebildet. Die zweite Pegelumsetzerschaltung 203b bildet also einen Strompfad 220 zwischen den Potentialen GND und VB.
  • Bei der zweiten Pegelumsetzerschaltung 203b ist das Gate des HVNMOS 221 mit dem Ausgangsanschluß (oder Nichtleitungssteuersignal-Ausgangsanschluß) des ODER-Glieds 116b in dem Steuersignalgenerator 102 verbunden, von dem das AUS-Steuersignal (oder Nichtleitungssteuersignal) S100b ausgegeben wird, und ein pegelumgesetztes AUS-Steuersignal (oder pegelumgesetztes Nichtleitungssteuersignal) S200b wird von dem Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 223 ausgegeben.
  • Die zweite Pegelumsetzerschaltung 203b weist ferner ein NICHT-Glied 251 auf, dessen Eingangsanschluß mit dem Q-Ausgang des RS-Flipflops verbunden ist, das als Diskriminator 502 dient, und dessen Ausgangsanschluß mit dem Gate des PMOS 225 verbunden ist. Der PMOS 225 steuert also den leitenden/nichtleitenden Zustand des Strompfads 220 in Abhängigkeit von dem Diskriminierungsergebnissignal S500 (einem invertierten Signal des Diskriminierungsergebnissignals S500), das von dem Diskriminator 502 ausgegeben wird.
  • Bei dem Pegelumsetzer 203 entsprechen das pegelumgesetzte EIN-Steuersignal S200a und das pegelumgesetzte AUS-Steuersignal S200b allgemein dem pegelumgesetzten Steuersignal S200.
  • Die Dummyschaltung 303 ist so ausgebildet, daß sie einen PMOS 315 hat, der der Dummyschaltung 301 gemäß Fig. 2 hinzugefügt ist. Der PMOS 315 hat Charakteristiken (Werte), die denen der PMOS 215 und 225 der Pegelumsetzerschaltungen 203a und 203b nahezu gleich sind und ist ähnlich wie die PMOS 215 und 225 auf dem Strompfad 310 vorgesehen.
  • Das Gate des PMOS 315 ist jedoch mit dem Potential VS verbunden. Die einander entsprechenden Komponenten (beispielsweise HVNMOS 211, 221, 311) zwischen der Dummyschaltung 303 und den Pegelumsetzerschaltungen 203a und 203b haben Charakteristiken (Werte), die einander im wesentlichen gleich sind.
  • Die Maskierungsschaltung 403 ist grob in eine erste und eine zweite Maskierungsschaltung 403a und 403b unterteilt, wie Fig. 9 zeigt. Wie ein Vergleich der Fig. 9 und 3 ergibt, haben die Maskierungsschaltungen 403a und 403b jeweils eine ähnliche Konfiguration wie die Maskierungsschaltung 401.
  • Dabei weist die erste Maskierungsschaltung 403a ein NICHT-Glied 411a und ein NOR-Glied 412a auf. Der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 411a ist mit dem Knotenpunkt der ersten Pegelumsetzerschaltung 203a verbunden (von dem das pegelumgesetzte EIN-Steuersignal S200a ausgegeben wird), während der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 411a und der Knotenpunkt der Dummyschaltung 303 mit dem Eingangsanschluß des NOR-Glieds 412a verbunden ist.
  • Die erste Maskierungsschaltung 403a maskiert also ein von dem Knotenpunkt der ersten Pegelumsetzerschaltung 203a ausgegebenes Signal unter Nutzung eines von der Dummyschaltung 303 ausgegebenen Signals, um ein erstes maskiertes Signal S400a zu erzeugen. Der Ausgangsanschluß des NOR-Glieds 412a ist der der ersten Maskierungsschaltung 403a zur Ausgabe des ersten maskierten Signals S400a.
  • Gleichermaßen weist die zweite Maskierungsschaltung 403b ein NICHT-Glied 411b und ein NOR-Glied 412b auf. Der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 411b ist mit dem Knotenpunkt der zweiten Pegelumsetzerschaltung 203b verbunden (von dem das pegelumgesetzte AUS-Steuersignal S200b ausgegeben wird), während der Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 411b und der Knotenpunkt der Dummyschaltung 303 mit dem Eingangsanschluß des NOR-Glieds 412b verbunden sind.
  • Die zweite Maskierungsschaltung 403b maskiert also ein von dem Knotenpunkt der zweiten Pegelumsetzerschaltung 203b ausgegebenes Signal unter Nutzung eines von dem Knotenpunkt der Dummyschaltung 303 ausgegebenen Signals, um ein zweites maskiertes Signal S400b zu erzeugen. Der Ausgangsanschluß des NOR-Glieds 412b ist der der zweiten Maskierungsschaltung 403b, von dem das zweite maskierte Signal S400b ausgegeben wird.
  • Die maskierten Signale S400a und S400b entsprechen allgemein dem maskierten Signal S400.
  • Der Diskriminator 502, der das RS-Flipflop aufweist, wird auch als "RS-Flipflop 502" bezeichnet. Der Setzeingang (S-Eingang) des RS-Flipflops 502 ist mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Glieds 412a der Maskierungsschaltung 403 verbunden, und sein Rücksetzeingang (R-Eingang) ist mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Glieds 412b der Maskierungsschaltung 403 verbunden.
  • Das RS-Flipflop 502 gibt also ein Hochpegelsignal in Abhängigkeit von Hochpegelimpulsen in dem ersten maskierten Signal S400a, das von der ersten Maskierungsschaltung 400a ausgegeben wird, als das Diskriminierungsergebnissignal S500 von seinem Q-Ausgang aus, während es in Abhängigkeit von Hochpegelimpulsen in dem zweiten maskierten Signal S400b, das von der zweiten Maskierungsschaltung 400b ausgegeben wird, ein Niedrigpegelsignal als das Diskriminierungsergebnissignal S500 von seinem Q-Ausgang ausgibt.
  • Anders ausgedrückt, eine Periode, während der das Diskriminierungsergebnissignal S500 auf einem Hochpegel ist und eine, während der das Signal S500 auf einem Niedrigpegel ist, entsprechen der EIN-Befehlsperiode T1on bzw. der AUS-Befehlsperiode T1off an der Schalteinrichtung 1.
  • Wie beschrieben, wird das Diskriminierungsergebnissignal S500 auch an den PMOS 215 der ersten Pegelumsetzerschaltung 203a und das NICHT-Glied 251 der zweiten Pegelumsetzerschaltung 203b angelegt.
  • Nachstehend wird auf die niederpotentialseitige Treibervorrichtung 12L Bezug genommen. Diese weist eine Verzögerungsschaltung 902 und die vorstehend genannte Treiberschaltung 900 auf. Die Verzögerungsschaltung 902, die zwischen die Potentiale GND und VCC geschaltet ist, um mit Energie versorgt zu werden, ist so ausgebildet, daß sie das EIN-/AUS-Befehlssignal S2 an der niederpotentialseitigen Schalteinrichtung 2 erhält und das Signal S2 verzögert und es als ein Signal 5902 an die Treiberschaltung 900 ausgibt.
  • Die Verzögerungsschaltung 902 ist derart vorgesehen, daß eine Verzögerungsdauer ab dem Empfang des EIN-/AUS-Befehlssignals S1 an der hochpotentialseitigen Treibervorrichtung 13H bis zu der tatsächlichen Schaltoperation, die von der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 ausgeführt wird, beispielsweise an der Treibervorrichtung 12L korrigiert wird.
  • Die Treibervorrichtung 13 einer solchen Konfiguration kann die gleichen Wirkungen wie die vorstehend beschriebenen Treibervorrichtungen 10 und 12 auch dann erzielen, wenn der Leitungsbefehl und der Nichtleitungsbefehl an der Schalteinrichtung 1 durch separate Signale, d. h. das EIN-Steuersignal (Leitungssteuersignal) S100a und das AUS-Steuersignal (Nichtleitungssteuersignal) S100b gegeben werden.
  • Das Vorgeben des Grenzwerts des NICHT-Glieds 313 der Dummyschaltung 303 auf einen Wert, der höher als der des NICHT-Glieds 213 der Pegelumsetzerschaltung 203a und der des NICHT-Glieds 223 der Pegelumsetzerschaltung 203b ist, ermöglicht es, daß ein Maskierungsprozeß an der Maskierungsschaltung 402 mit größerer Zuverlässigkeit ausgeführt wird.
  • Dabei weist eines vom dem EIN-Steuersignal S100a und dem AUS-Steuersignal S100b iterative Impulse auf, und das RS-Flipflop 502 führt unter Nutzung von in den maskierten Signalen S400a und S400b enthaltenen Impulsen eine Diskriminierung aus. Auch wenn also ein Rauschimpuls, der in den maskierten Signalen S400a und S400b enthalten ist, eine Fehlfunktion verursacht, ermöglicht ein Normalimpuls (der iterative Impulse bildet, die zu dem EIN-Steuersignal S100a oder dem AUS-Steuersignal S100b übertragen werden) anschließend an den Rauschimpuls die Rückkehr zum Normalbetrieb. Dabei ist die Periode der Fellfunktion auf eine Periode beschränkt, die höchstens der Periode T der iterativen Impulse entspricht.
  • Da das EIN-/AUS-Befehlssignal S1 und das iterative Impulssignal S112 in den Treibervorrichtungen 11 und 12 nicht miteinander synchron sind, kann zwischen dem Leitungs-/Nichtleitungsbefehl und dem Steuersignal S100 eine Verzögerungsdauer td auftreten (Fig. 4). Diese Verzögerungsdauer td wird auch in einer Periode ab der Ausgabe des Leitungsbefehls und des Nichtleitungsbefehls bis zu der tatsächlichen Schaltoperation der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung 1 reflektiert (übertragen).
  • Bei der Treibervorrichtung 13 weisen dagegen das EIN-Steuersignal S100a und das AUS-Steuersignal S100b die Leitungsübertragungsimpulse bzw. die Nichtleitungsübertragungsimpulse auf, und das RS-Flipflop 502 führt eine Diskriminierung aus, und zwar unter Nutzung von in den maskierten Signalen S400a und S400b enthaltenen Impulsen, die den Leitungsübergangsimpulsen bzw. den Nichtleitungsübergangsimpulsen entsprechen, was eine Verkürzung der Verzögerungsdauer td ermöglicht.
  • Wenn die Verzögerungsdauer td von dem Anstieg/Abfall des EIN-/AUS-Befehlssignals S1 und dem Anstieg des iterativen Impulssignals S112 (oder des Taktsignals S111) wie bei den Treibervorrichtungen 11 und 12 abhängt, werden das EIN-/AUS-Befehlssignal S2 an der niederpotentialseitigen Schalteinrichtung 2 und das Taktsignal S111 miteinander synchronisiert, um eine Periode (Totzeit) zu gewährleisten, während der die Schalteinrichtungen 1 und 2 inaktiv sind.
  • Die Treibervorrichtung 13 eliminiert jedoch die Notwendigkeit, das EIN-/AUS.- Befehlssignal S2 und das Taktsignal S111 zu synchronisieren, da die Verzögerungsdauer td nicht von Zeitpunkt des EIN-/AUS-Befehlssignals S1 und des iterativen Impulssignals S112 abhängt. Die Treibervorrichtung 13 benötigt also keine Synchronisierschaltung 901 oder Verbindung, wie sie für die Treibervorrichtung 11L gemäß Fig. 2 vorgesehen ist, die die Synchronisierschaltung 901 und den Ursprungstaktsignalgenerator 111 verbindet (eine solche Verbindung ist länger, wenn die Treibervorrichtungen 11H und 11L separate integrierte Schaltungen sind).
  • Ferner weisen die Pegelumsetzerschaltungen 203a und 203b die PMOS 215 bzw. 225 auf, die eine Senkung des Energieverbrauchs der Treibervorrichtung 13 ermöglichen. Der Grund ist wie folgt: Wenn beispielsweise ein Übergang von dem AUS-Befehl zu dem EIN-Befehl detektiert wird, hält das RS-Flipflop 502 den Q-Ausgang aufrecht, bis danach ein Übergang von dem EIN-Befehl zu dem AUS- Befehl erfolgt.
  • Bei der Treibervorrichtung 13 kann also die Schalteinrichtung 1 beim Detektieren eines Übergangs zwischen dem EIN-Befehl und dem AUS-Befehl von den Steuersignalen S100a und S100b umgeschaltet werden. Während eines Fortbestehens des EIN-Befehls kann deshalb die Pegelumsetzerschaltung 203b, die den AUS- Befehl zum Detektieren des nächsten Übergangs (von dem EIN-Befehl zu dem AUS-Befehl) überträgt, nur betätigt werden, während die Pegelumsetzerschaltung 203a, die den EIN-Befehl überträgt, ausgesetzt werden kann.
  • Dabei kann die Pegelumsetzerschaltung 203a so gesteuert werden, daß kein Strom über den Strompfad 210 fließt. Ein solches Aussetzen kann erzielt werden, da die Treibervorrichtung 13 so ausgebildet ist, daß der PMOS 215 den leitenden Zustand/nichtleitenden Zustand des Strompfads 210 in Abhängigkeit von dem Diskriminierungsergebnissignal S500 steuert. Ein solches Aussetzen der Pegelumsetzerschaltung 203a ermöglicht eine Senkung des Energieverbrauchs. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß das gleiche auch für eine Periode gilt, während der der AUS-Befehl fortbesteht.
  • In dem Fall, in dem sich das Potential VS ändert, wenn der Q-Ausgang des RS- Flipflops 502 auf einem Hochpegel ist, fließt ein Strom zum Laden der parasitären elektrostatischen Kapazität des HVNMOS 211 über den Strompfad 210 durch die Diode 214 und aus dem Strom resultierendes Rauschen tritt in dem Signal S200a nicht auf, da der PMOS 215 der Pegelumsetzerschaltung 203a zu diesem Zeitpunkt in einem nichtleitenden Zustand ist. Ströme fließen jedoch über die Strompfade 220 und 310 durch die Widerstände 222 bzw. 312, wobei die PMOS 225 und 315 in einem leitenden Zustand sind, so daß aus den Strömen resultierendes Rauschen in den Signalen S200b und S300 auftritt, das von der Maskierungsschaltung 403 und dem RS-Flipflop 502 unterdrückt/entfernt werden kann.
  • Gleichermaßen kann in dem Fall, in dem sich das Potential VS ändert, wenn der Q-Ausgang des RS-Flipflops 502 auf einem Niedrigpegel ist, Rauschen unter Nutzung der Signale S200a und S300 unterdrückt/entfernt werden, die von der Pegelumsetzerschaltung 203a bzw. der Dummyschaltung 303 ausgegeben werden. Kurz gesagt, die Wirkung des Unterdrückens/Entfernens von Rauschen kann auch dann erhalten werden, wenn eine der Pegelumsetzerschaltungen 203a und 203b ausgesetzt wird.
  • Ferner sind die PMOS 215 und 225 jeweils zwischen der Klemmdiode (Klemmeinrichtung) und dem Potential VB (vierten Potential) vorgesehen, so daß durch die PMOS 215 und 225 fließende Ströme durch die Differenz zwischen den Potentialen VB und VS definiert sind. Diese Potentialdifferenz ist kleiner als diejenige zwischen den Potentialen V8 und GND, so daß es nicht erforderlich ist, eine Hochspannungseinrichtung (Leistungseinrichtung) für die PMOS 215 und 225 zu verwenden, was eine Kostensenkung in dieser Hinsicht ermöglicht.
  • Angesichts der vorstehend beschriebenen Kostensenkung kann die Treibervorrichtung 13 zu einer Treibervorrichtung 13B gemäß Fig. 11 modifiziert werden. Die Treibervorrichtung 13B wird als ein viertes spezielles Konstruktionsbeispiel der Treibervorrichtung 10 beschrieben. Die Treibervorrichtung 13B gemäß Fig. 11 weist anstelle der Treibervorrichtung 13H in der Treibervorrichtung 13 gemäß Fig. 7 eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 13HB auf.
  • Die Treibervorrichtung 13HB ist so ausgebildet, daß sie eine Energieversorgungsschaltung hat, die einen Kondensator 5 und eine Bootstrap-Diode 6 aufweist, die der Treibervorrichtung 13H gemäß Fig. 7 hinzugefügt sind. Dabei ist der Kondensator 5 zwischen die Potentiale VB und VS geschaltet, und die Kathode und Anode der Diode 6 sind mit den Potentialen VB bzw. VCC verbunden. Eine solche Konfiguration ermöglicht den Betrieb der Treibervorrichtung 13B mit der einzigen Energieversorgung 4.
    • Vierte bevorzugte Ausführungsform
  • Es wird ein viertes spezielles Konstruktionsbeispiel der Treibervorrichtung 10 erläutert, wobei eine Treibervorrichtung 14 gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 12 verwendet wird. Die Treibervorrichtung 14 hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie die Treibervorrichtung 13 gemäß Fig. 7, mit der Ausnahme, daß die Treibervorrichtung 13H durch eine hochpotentialseitige Treibervorrichtung 14H ersetzt ist. Die Treibervorrichtung 14H hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie die Treibervorrichtung 13H, mit der Ausnahme, daß der Pegelumsetzer 203 und die Dummyschaltung 303 durch einen Pegelumsetzer 204 bzw. eine Dummyschaltung 304 ersetzt sind.
  • Der Pegelumsetzer 204 ist grob in eine erste und eine zweite Pegelumsetzerschaltung 204a und 204b ähnlich der ersten und der zweiten Pegelumsetzerschaltung 203a und 203b gemäß Fig. 7 unterteilt.
  • Die erste und die zweite Pegelumsetzerschaltung 204a und 204b werden gebildet, indem die PMOS 215 und 225 in den Pegelumsetzerschaltungen 203a und 203b gemäß Fig. 7 durch Analogschalter (oder zweite Schalteinrichtungen) 216 bzw. 226 ersetzt und die Dioden 214 und 224 entfernt werden. Der Pegelumsetzer 204 weist anstelle des NICHT-Glieds 251 des Pegelumsetzers 203 ein NICHT-Glied 252 auf.
  • Die Analogschalter 216 und 226 haben jeweils P- und N-Kanal-Feldeffekttransistoren, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei der Sourceanschluß und der Drainanschluß mit dem Drainanschluß bzw. dem Sourceanschluß zwischen den P- und N-Kanaltransistoren verbunden sind. Dabei werden MOSFET als P- und N-Kanal-Feldeffekttransistoren verwendet, und die Analogschalter 215 und 226 sind sogenannte CMOS-Analogschalter mit Charakteristiken (Werten), die einander im wesentlichen gleich sind.
  • Die Hauptpfade der Analogschalter 216 und 226 sind auf den Strompfaden 210 bzw. 220 in der gleichen Position wie die PMOS 215 und 225 gemäß Fig. 7 vorgesehen. Die Gates des P-Kanal-MOSFET des Analogschalters 216 und des N-Kanal- MOSFET des Analogschalters 226 sind mit dem Q-Ausgang des RS-Flipflops 502 verbunden, während die Gates des N-Kanal-MOSFET des Analogschalters 216 und des P-Kanal-MOSFET des Analogschalters 226 mit dem Ausgangsanschluß des NICHT-Glieds 252 verbunden sind.
  • Der Eingangsanschluß des NICHT-Glieds 252 ist mit dem Q-Ausgang des RS-Flipflops 502 verbunden. Die Substratpotentiale der jeweiligen N-Kanal- MOSFET der Analogschalter 216 und 226 sind beide mit dem Potential (oder dritten Potential) VS verbunden, während diejenigen der jeweiligen P-Kanal- MOSFET der Analogschalter 216 und 226 beide mit dem Potential VB verbunden sind.
  • Die Dummyschaltung 304 wird gebildet, indem der PMOS 315 durch einen Analogschalter 316 ersetzt und die Diode 314 aus der Dummyschaltung 303 gemäß Fig. 7 entfernt wird. Der Analogschalter 316 ist auf die gleiche Weise wie die Analogschalter 216 und 226 mit Charakteristiken (Werten) ausgebildet, die denen der Analogschalter 216 und 226 im wesentlichen gleich sind. Der Hauptpfad des Analogschalters 316 ist auf dem Strompfad 310 in der gleichen Position wie der PMOS 315 gemäß Fig. 7 vorgesehen.
  • Wie beschrieben, ist die Dummyschaltung 304 in der Treibervorrichtung 14H grundsätzlich auf die gleiche Weise wie die Pegelumsetzerschaltungen 204a und 204b ausgebildet, mit der Ausnahme, daß in dem Analogschalter 316 das Gate des P-Kanal-MOSFET mit dem Potential VS verbunden ist und das Gate des N-Kanal-MOSFET mit dem Potential VB verbunden ist. Die Substratpotentiale der N- und P-Kanal-MOSFET des Analogschalters 316 sind mit den Potentialen VS bzw. VB verbunden.
  • Die Treibervorrichtung 14 kann die gleichen Wirkungen wie die Treibervorrichtung 13 erzielen. Dabei eliminiert die Treibervorrichtung 14 die Notwendigkeit, eine weitere Klemmdiode (Klemmeinrichtung) vorzusehen, da die zwischen dem Substrat und dem Sourceanschluß der N-Kanal-MOSFET der Analogschalter 216, 226 bzw. 316 vorgesehenen Dioden als Klemmdioden wirken. Dadurch kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, was im Vergleich mit der Treibervorrichtung 13 die Integrationseigenschaften verbessern kann.
    • Variante
  • Die Treibervorrichtungen 10 bis 14 können so ausgebildet sein, daß sie Signale verarbeiten, die durch Invertieren der Wellenformen der vorstehend beschriebenen und in den Impulsdiagrammen gezeigten Signale erhalten werden. Ferner können die Dioden 214, 224 und 314 durch Klemmdioden ersetzt werden, die als Transistoren ausgebildet sind.

Claims (9)

1. Treibervorrichtung (10, 11, 12, 13, 14, 13B), die das Antreiben und Steuern von mindestens einer hochpotentialseitigen Schalteinrichtung (1) von zwei Schalteinrichtungen (1, 2) ausführt, die zwischen einem ersten Potential (GND) und einem zweiten Potential (VH), das höher als das erste Potential ist, in Reihe geschaltet sind, gekennzeichnet durch
einen Steuersignalgenerator (100, 101, 102), der so ausgebildet ist, daß er ein Steuersignal (S100, S100a, S100b) für einen Leitungsbefehl, um die hochpotentialseitige Schalteinrichtung in einen leitenden Zustand zu bringen, und für einen Nichtleitungsbefehl erzeugt, um die hochpotentialseitige Schalteinrichtung in einen nichtleitenden Zustand zu bringen, so daß das Steuersignal von einem Ausgangsanschluß ausgegeben wird;
einen Pegelumsetzer (200, 201, 202, 203, 204), der mit dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden und so ausgebildet ist, daß er das Steuersignal mit mindestens einer Pegelumsetzerschaltung (201a, 202a, 203a, 203b, 204a, 204b) einer Pegelumsetzung unterzieht, um ein pegelumgesetztes Steuersignal (S200, S200a, S200b) zu erzeugen; und
eine Dummyschaltung (300, 301, 302, 303, 304), wobei
ein Knotenpunkt (N0) zwischen den beiden Schalteinrichtungen ein drittes Potential (VS) hat,
wobei die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung und die Dummyschaltung jeweils folgendes aufweisen:
einen Strompfad (210, 220, 310), der zwischen dem ersten Potential und einem vierten Potential (VB) vorgesehen ist, das höher als das dritte Potential vorgegeben ist; und
eine erste Schalteinrichtung (211, 221, 311), die einen Hauptpfad, der auf dem Strompfad vorgesehen ist, und einen Steueranschluß hat, der den leitenden/nichtleitenden Zustand des Hauptpfads steuert,
wobei der Steueranschluß der ersten Schalteinrichtung in der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung mit dem Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden ist, während gleichzeitig die erste Schalteinrichtung in der Dummyschaltung ständig in einen nichtleitenden Zustand gesetzt ist,
wobei die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung einen ersten Knotenpunkt aufweist, der das pegelumgesetzte Steuersignal ausgibt, während die Dummyschaltung einen zweiten Knotenpunkt aufweist, der dem ersten Knotenpunkt entspricht,
wobei die Treibervorrichtung ferner folgendes aufweist:
eine Maskierungsschaltung (400, 401, 402, 403, 403a, 403b), die mit dem ersten Knotenpunkt der mindestens einen Pegelumsetzerschaltung und dem zweiten Knotenpunkt der Dummyschaltung verbunden und so ausgebildet ist, daß ein von dem ersten Knotenpunkt ausgegebenes Signal unter Nutzung eines von dem zweiten Knotenpunkt ausgegebenen Signals maskiert wird, um ein maskiertes Signal (S400, S400a, S400b) zu erzeugen; und
einen Diskriminator (500, 501, 502), der so ausgebildet ist, daß er zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung unter Nutzung des maskierten Signals unterscheidet.
2. Treibervorrichtung (11, 12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuersignalgenerator einen selektiven iterativen Impulssignalgenerator (101) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er ein iterative Impulse aufweisendes iteratives Impulssignal (S112) als Steuersignal selektiv nur in einer von einer Leitungsbefehlsperiode (T1on) für den Leitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung und einer Nichtleitungsbefehlsperiode (T1off) für den Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung erzeugt, wobei die iterativen Impulse eine Periode (1) haben, die kürzer als die Leitungsbefehlsperiode und die Nichtleitungsbefehlsperiode ist, und
daß der Diskriminator einen ersten Diskriminator (501) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl unter Nutzung der iterativen Beschaffenheit einer Vielzahl von in dem maskierten Signal enthaltenen Impulsen unterscheidet.
3. Treibervorrichtung (11, 12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Diskriminator einen monostabilen Impulsgenerator (501) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er jeden von der Vielzahl von in dem maskierten Signal enthaltenen Impulsen als Auslöser nutzt und für jeden Auslöser einen Impuls erzeugt, dessen Impulsbreite nicht kleiner als die Periode der iterativen Impulse ist.
4. Treibervorrichtung (13, 14, 13B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuersignal folgendes aufweist:
ein Leitungssteuersignal (S100a), das dem Leitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung entspricht, und ein Nichtleitungssignal (S100b), das dem Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung entspricht, während das pegelumgesetzte Steuersignal folgendes aufweist:
ein pegelumgesetztes Leitungssteuersignal (S200a), das dem Leitungssteuersignal entspricht und ein pegelumgesetztes Nichtleitungssteuersignal (S200b), das dem Nichtleitungssteuersignal entspricht,
daß der Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators folgendes aufweist:
einen Leitungssteuersignal-Ausgangsanschluß, der das Leitungssteuersignal ausgibt, und einen Nichtleitungssteuersignal-Ausgangsanschluß, der das Nichtleitungssteuersignal ausgibt,
daß die mindestens eine Pegelumsetzerschaltung folgendes aufweist:
eine erste Pegelumsetzerschaltung (203a, 204a), in der der Steueranschluß der ersten Schalteinrichtung mit dem Leitungssteuersignal-Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden ist und die so ausgebildet ist, daß sie das pegelumgesetzte Leitungssteuersignal von dem ersten Knotenpunkt ausgibt; und
daß eine zweite Pegelumsetzerschaltung (203b, 204b), in der der Steueranschluß der ersten Schalteinrichtung mit dem Nichtleitungssteuersignal- Ausgangsanschluß des Steuersignalgenerators verbunden ist und die so ausgebildet ist, daß sie das pegelumgesetzte Nichtleitungssteuersignal von dem ersten Knotenpunkt ausgibt,
daß das maskierte Signal ein erstes und ein zweites maskiertes Signal (S400a, S400b) aufweist, und
daß die Maskierungsschaltung folgendes aufweist:
eine erste Maskierungsschaltung (403a), die mit dem ersten Knotenpunkt der ersten Pegelumsetzerschaltung und dem zweiten Knotenpunkt der Dummyschaltung verbunden und so ausgebildet ist, daß sie ein von dem ersten Knotenpunkt ausgegebenes Signal unter Nutzung eines von dem zweiten Knotenpunkt ausgegebenen Signals maskiert, um das erste maskierte Signal zu erzeugen; und
eine zweite Maskierungsschaltung (403b), die mit dem ersten Knotenpunkt der zweiten Pegelumsetzerschaltung und dem zweiten Knotenpunkt der Dummyschaltung verbunden und so ausgebildet ist, daß sie ein von dem ersten Knotenpunkt ausgegebenes Signal unter Nutzung eines von dem zweiten Knotenpunkt ausgegebenen Signals maskiert, um das zweite maskierte Signal zu erzeugen.
5. Treibervorrichtung (13, 14, 13B) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuersignalgenerator folgendes aufweist:
einen iterativen Impulssignalgenerator (110), der so ausgebildet ist, daß er ein iteratives Impulssignal (S113) erzeugt, das iterative Impulse aufweist, die eine Periode (T) haben, die kürzer als eine Leitungsbefehlsperiode (T1on) für den Leitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung und kürzer als eine Nichtleitungsbefehlsperiode (T1off) für den Nichtleitungsbefehl an der hochpotentialseitigen Schalteinrichtung ist;
einen ersten Selektor (114a), der so ausgebildet ist, daß er das iterative Impulssignal selektiv nur in der Leitungsbefehlsperiode ausgibt; und
einen zweiten Selektor (114b), der so ausgebildet ist, daß er das iterative Impulssignal selektiv nur in der Nichtleitungsbefehlsperiode ausgibt, wobei das Leitungssteuersignal und das Nichtleitungssteuersignal die iterativen Impulse aufweisen, die von dem ersten bzw. zweiten Selektor ausgegeben werden, und
wobei der Diskriminator einen zweiten Diskriminator (502) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl unter Nutzung von Impulsen unterscheidet, die in dem ersten und dem zweiten maskierten Signal enthalten sind.
6. Treibervorrichtung (13, 14, 13B) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuersignalgenerator folgendes aufweist:
einen Leitungsübergangsimpulsgenerator (115a), der so ausgebildet ist, daß er synchron mit dem Übergang von dem Nichtleitungsbefehl zu dem Leitungsbefehl einen Leitungsübergangsimpuls erzeugt; und
einen Nichtleitungsübergangsimpulsgenerator (115b), der so ausgebildet ist, daß er synchron mit dem Übergang von dem Leitungsbefehl zu dem Nichtleitungsbefehl einen Nichtleitungsübergangsimpuls erzeugt, wobei das Leitungssteuersignal und das Nichtleitungssteuersignal den Leitungsübergangsimpuls bzw. den Nichtleitungsübergangsimpuls aufweisen, und
wobei der Diskriminator einen dritten Diskriminator (502) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er zwischen dem Leitungsbefehl und dem Nichtleitungsbefehl unter Nutzung von Impulsen unterscheidet, die dem Leitungsübergangsimpuls und dem Nichtleitungsübergangsimpuls entsprechen, die in dem maskierten Signal enthalten sind.
7. Treibervorrichtung (13, 14, 13B) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite Pegelumsetzerschaltung jeweils ferner eine zweite Schalteinrichtung (215, 216, 225, 226) aufweisen, die so ausgebildet ist, daß sie den leitenden/nichtleitenden Zustand des Strompfads in Abhängigkeit von einem Diskriminierungsergebnis steuern, das von dem Diskriminator ausgegeben wird.
8. Treibervorrichtung (13, 13B) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite Pegelumsetzerschaltung jeweils ferner eine Klemmeinrichtung (214, 224) aufweisen, die zwischen dem Strompfad und dem dritten Potential vorgesehen ist, und
daß die zweite Schalteinrichtung zwischen der Klemmeinrichtung und dem vierten Potential in jeder von der ersten und der zweiten Pegelumsetzerschaltung vorgesehen ist.
9. Treibervorrichtung (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schalteinrichtung einen Analogschalter (216, 226) aufweist, der P- und N-Kanal-Feldeffekttransistoren hat, die zueinander parallel geschaltet sind, wobei das Substratpotential des N-Kanal-Feldeffekttransistors auf das dritte Potential eingestellt ist.
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