CN104852644A - 电路装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路装置以及电子设备。电路装置包括：电桥电路，其具有高压侧的晶体管和低压侧的晶体管；控制电路，其对作为检测对象晶体管的漏极节点与源极节点之间的电压进行检测，其中，所述检测对象晶体管为，低压侧的晶体管以及高电位侧的晶体管中的至少一方，所述控制电路在判断为检测电压未超过给定的比较电压的情况下，检测出故障。

Description

电路装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种电路装置以及电子设备等。

背景技术

作为对电机的转矩进行控制的方法，已知有对H电桥电路的晶体管进行PWM控制的方法。在该方法中，重复进行增加H电桥电路的输出电流的充电期间、和减少H电桥电路的输出电流的衰减期间，并通过对这些期间的长度进行控制从而对电机的驱动电流进行控制。

在实施这种控制的情况下，为了从因过电流而造成的故障中保护电机与H电桥，而设置有故障检测电路。例如，在专利文献1中公开了一种如下的技术，即，通过在H电桥的电源侧设置第一检测电阻，在H电桥的接地侧设置第二检测电阻，并对第一检测电阻的两端的电压和第二检测电阻的两端的电压进行检测，从而对过电流进行检测。

在专利文献1中，将在检测电阻中有过电流流过的情况下该检测电阻的两端的电压的上升的情况作为故障而进行检测。但是，在产生了与检测电阻不同的其他的电流路径的情况下，则无法正确地检测出过电流。例如，当H电桥的晶体管的漏极与衬底之间被过电压破坏时，过电流的一部分将流至衬底，从而使检测电阻的电压上升变小。

如此，在对有过电流流过电阻时的电压上升进行检测的方法中，在晶体管被破坏的情况下，存在无法将因该破坏而流动的过电流作为故障而进行检测的课题。

专利文献1：日本特开2007-74794号公报

发明内容

根据本发明的几种方式，能够提供可以对因晶体管的破坏而产生的过电流进行检测的电路装置以及电子设备等。

本发明的一个方式涉及一种电路装置，包括：电桥电路，其具有高压侧的晶体管和低压侧的晶体管；故障检测电路，其对作为检测对象晶体管的漏极节点与源极节点之间的电压的检测电压是否超过给定的比较电压进行检测的电路，其中，所述检测对象晶体管为，所述低压侧的晶体管以及所述高压侧的晶体管中的至少一方；控制电路，其根据来自所述故障检测电路的检测结果，而在判断为在使所述电桥电路的输出电流增加的充电期间结束之前所述检测电压未超过所述给定的比较电压的情况下，检测故障。

根据本发明的一个方式，在充电期间结束之前，在作为检测对象晶体管的漏极节点与源极节点之间的电压的检测电压未超过给定的比较电压的情况下，检测出故障。由于可以预想到如果不存在故障则在充电期间结束之前检测电压将超过给定的比较电压，因此根据本发明的一个方式，能够对由晶体管的破坏造成的过电流进行检测。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述给定的比较电压为，根据所述充电期间结束时的所述电桥电路的输出电流亦即截断电流的设定值而变化的电压。

电桥电路例如驱动直流电机。在该情况下，通过变更截断电流的设定值从而能够对直流电机的转矩进行控制。在这种情况下，通过以与截断电流的设定值联动的方式设定给定的比较电压，从而能够设定根据截断电流的设定值而被预想的、应该达到的下限的电压。而且，能够判断为，在未达到该电压的情况下存在故障。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述控制电路在经过了所监控的过去的所述充电期间或预先被设定的期间时，根据来自所述故障检测电路的所述检测结果而对所述检测电压是否超过所述给定的比较电压进行判断。

充电期间例如在检测出电桥电路的输出电流达到了截断电流的设定值时结束。但是，在存在故障的情况下，由于未达到截断电流的设定值，因此无法知晓充电期间的结束。因此，通过将经过了所监控的过去的充电期间或预先设定的期间时视为充电期间的结束，从而能够实施故障检测。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述故障检测电路具有：电流源电路；电压输出用晶体管，其漏极被输入有来自所述电流源电路的电流，并且源极与所述检测对象晶体管的源极连接，所述故障检测电路将所述电压输出用晶体管的漏极电压作为所述给定的比较电压而输出。

通过这样将来自电流源电路的电流向电压输出用晶体管的漏极输入，从而能够通过导通电阻而对该电流进行电压转换从而作为给定的比较电压而输出。由于通过利用晶体管而决定了其与检测对象晶体管之间的导通电阻之比，因此能够将检测电压与给定的比较电压之间的关系置换为电流的关系。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，来自所述电流源电路的电流根据所述充电期间结束时的所述电桥电路的输出电流亦即截断电流的设定值而被设定。

如上所述，由于能够将检测电压与给定的比较电压之间的关系置换为电流的关系，因此通过相对于截断电流的设定值而设定来自电流源电路的电流，因此能够设定与截断电流的设定值相对应的适当的给定的比较电压。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述故障检测电路在将所述电压输出用晶体管与所述检测对象晶体管的尺寸比设为1/n的情况下，使来自所述电流源电路的电流被设定在所述截断电流的所述设定值的1/n以下，其中，n为2以上的自然数。

通过电压输出用晶体管与检测对象晶体管的尺寸比，而使导通电阻之比成为n。根据该导通电阻之比，能够决定截断电流的设定值与电流源电路的输出电流之间的关系。即，通过设定为截断电流的设定值的1/n以下，从而能够对在充电期间结束之前是否达到了截断电流的设定值进行判断，由此能够对故障进行检测。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述故障检测电路具有比较器，所述比较器由第一耐压的晶体管构成，并对所述检测电压和所述给定的比较电压进行比较，所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管为，与所述第一耐压相比而较高的第二耐压的晶体管。

通过如此设置比较器从而能够对检测电压和给定的比较电压进行比较，并能够对在充电期间结束之前检测电压是否超过给定的比较电压进行判断。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述故障检测电路具有开关电路，所述开关电路由所述第二耐压的晶体管构成，并被设置于所述检测对象晶体管的所述漏极节点与所述比较器的所述检测电压的输入端子之间，所述开关电路在使所述电桥电路的所述输出电流减少的衰减期间内成为断开。

如上所述，电桥电路的晶体管为高于第一耐压的第二耐压。由于在衰减期间内检测对象晶体管的漏极电压超过第一耐压，因此通过设置开关电路从而能够对由第一耐压的晶体管构成的比较器进行保护。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述控制电路对所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管进行导通或断开控制，并在检测出所述故障的情况下，停止进行所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管的所述导通或断开控制。

通过在检测出故障时停止电桥电路的导通或断开控制，从而能够抑制过电流从电桥电路输出的情况。由此，能够抑制电桥电路的驱动对象被过电流破坏的情况。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，包括检测电路，所述检测电路在所述充电期间内，对流至所述电桥电路的电流是否达到截断电流的设定值进行检测，所述控制电路在检测出流至所述电桥电路的电流达到了所述截断电流的设定值的情况下，从所述充电期间切换至使所述电桥电路的所述输出电流减少的衰减期间。

如果采用这种方式，则能够通过对截断电流的设定值进行变更从而控制电桥电路的输出。根据本发明的一个方式，由于能够对在充电期间结束之前是否达到了应该达到的截断电流的设定值进行检测，因此由此能够对故障进行判断。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述检测对象晶体管为所述低压侧的晶体管，所述电路装置的基板为被设定为接地电压的P型基板，所述低压侧的晶体管的所述漏极节点与形成于所述P型基板上的N型区域连接。

被设定为接地电压的P型基板、和与被形成于该P型基板上的N型区域连接的漏极节点之间成为PN接合。在该PN接合例如被静电破坏等的情况下，从低压侧的晶体管的漏极向接地电压产生电流路径。该电流路径使低压侧的晶体管的漏极－源极间电压降低。根据本发明的一个方式，通过与给定的比较电压进行比较而对该电压的降低进行检测，从而能够对故障进行检测。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述检测对象晶体管为所述高压侧的晶体管，所述电路装置的基板为P型基板，被形成于所述P型基板上的N型区域被设定为电源电压，所述高压侧的晶体管的漏极节点与形成于所述N型区域上的P型区域连接。

被设定为电源电压的N型区域、和与被形成于该N型区域上的P型区域连接的漏极节点之间成为PN接合。在该PN接合例如被静电破坏等的情况下，从电源电压向高压侧的晶体管的漏极产生电流路径。该电流路径使高压侧的晶体管的漏极－源极间电压降低。根据本发明的一个方式，通过与给定的比较电压进行比较而对该电压降低进行检测，从而能够对故障进行检测。

另外，在本发明的一个方式中，可以采用如下的方式，即，所述N型区域通过形成于所述P型基板之上的N型埋入层、和形成于所述N型埋入层之上的N型阱而被形成。

这种结构例如被使用于形成在半导体基板上的DMOS(Double－DiffusedMOSFET)晶体管中。在这种半导体基板上的晶体管中，有可能产生如上所述的电流路径。根据本发明的一个方式，能够对在由这种半导体基板上的晶体管形成电桥电路的情况下所产生的晶体管的破坏进行检测。

另外，本发明的其他的方式涉及一种电子设备，所述电子设备包括上述的任一方式所述的电路装置。

附图说明

图1为故障检测电路的比较例。

图2为本实施方式的电路装置的结构例。

图3为本实施方式的电路装置的动作说明图。

图4为本实施方式的故障检测动作的说明图。

图5为故障检测电路的详细的结构例。

图6为故障检测电路的详细的结构例所实施的故障检测动作的时序图。

图7为故障检测电路的变形结构例。

图8为电流源电路的详细的结构例。

图9为故障检测电路的第二详细结构例。

图10为电流源电路的第二详细结构例。

图11为N型的DMOS晶体管的剖视图。

图12为P型的DMOS晶体管的剖视图。

图13为电子设备的结构例。

具体实施方式

以下，对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外，下文说明的本实施方式并非对权利要求书记载的本发明的内容进行不当限定，本实施方式中所说明的全部结构对于本发明的解决方法而言并非是必须的。

1.比较例

在图1中，图示了本实施方式的故障检测电路的比较例。故障检测电路230包括输出基准电压Vref1的基准电压生成电路232、和对基准电压Vref1和晶体管Q4的漏极电压VD1+VS进行比较的比较器231。在此，VD1为晶体管Q4的源极－漏极间电压。

在图3中，如后文所述，在充电期间内，电桥电路210的晶体管Q1、Q4导通，向电机280流动的电流Id上升。电流Id在切换为衰减期间时成为最大，将该最大值称为截断电流Ichg。在电桥电路210中存在某种故障(例如端子的短路或晶体管Q1～Q4的破坏等)的情况下，超过预定的截断电流Ichg的电流将向电机280或电桥电路210流动。由于这种过电流成为使电机280损坏的原因，因此在有超过预定值的过电流流过的情况下，将停止电桥电路210的驱动来防止电机280的损坏。

在图1的比较例中，在晶体管Q4的漏极电压VD1+VS超过了基准电压Vref1的情况下，比较器231将信号QD1置于激活，并且控制电路240接受该信号而使电桥电路210的驱动停止。基准电压Vref1为，与使驱动停止的过电流的电流值相对应的电压。即，在欲通过电流值Imax来使驱动停止时，设定为Vref1＝Imax·(Ron4+Rsens)。Ron4为晶体管Q4的导通电阻，Rsens为检测电阻290的电阻值。

如此，虽然在比较例中，在成为VD1+VS＞Vref1时对故障进行检测，但这是以过电流在晶体管Q4的漏极－源极间流动并通过该导通电阻Ron4而使漏极电压VD1+VS上升的情况为前提的。因此，在过电流的一部分分岐至(或者过电流的全部流过)另外的电流路径时，将存在如下的课题，即，漏极电压VD1+VS的上升被抑制，有预定值以上的过电流流至电机280。

例如，作为另外的电流路径，可以考虑晶体管Q4的漏极－衬底间被静电破坏。在图11中，如后文所述，当在半导体基板上集成了电桥电路210时，在N型的晶体管Q4的漏极与基板之间存在有寄生二极管Dp1。当该PN接合被破坏时，由于基板与大地连接，因此将从晶体管Q4的漏极至大地产生电流路径。当过电流分歧至该路径时，向晶体管Q4的漏极－源极间流动的过电流将减少。

另外，在产生如上所述的电流路径的情况下，存在作为晶体管Q4的故障而无法检测的问题。具体而言，通过利用同样的故障检测电路来对晶体管Q1的漏极电压VBB－VD2进行检测，从而也能够对流至晶体管Q1的过电流进行检测。此时，当破坏了晶体管Q4的寄生二极管Dp1时，由此过电流将流至晶体管Q1。因此，无论晶体管Q4是否被破坏，通过晶体管Q1侧的故障检测电路均能够对过电流进行检测。由于根据该故障检测的结果无法知晓过电流流过的原因，因此晶体管Q4被破坏的情况不明。

2.电路装置

(技术方案1、技术方案10)

在图2中，图示了能够解决上述问题的本实施方式的电路装置的结构例。电路装置200包括：电桥电路210、检测电路220、故障检测电路230、控制电路240、电阻器部250、预驱动器260。

首先，对用于对电机280进行驱动的基本的结构以及动作进行说明。

电桥电路210为，向电机280(例如直流电机、步进电机)供给驱动电流的电路。具体而言，电桥电路210包括与高电位电源(电源电压VBB)侧连接的高压侧的晶体管Q1、Q2、和与低电位电源(接地电压)侧连接的低压侧的晶体管Q3、Q4。

晶体管Q1～Q4为MOS晶体管，例如，晶体管Q1、Q2为P型晶体管，晶体管Q3、Q4为N型晶体管。这些晶体管Q1～Q4被构成为H电桥。即，晶体管Q1、Q2的源极节点与电源电压VBB的节点连接，晶体管Q3、Q4的源极节点与连接在第三端子RNF上的第一节点N1连接。检测电阻290的一端与第三端子RNF连接。晶体管Q1、Q3的漏极节点与连接有电机280的一端的端子OUT1连接。晶体管Q2、Q4的漏极节点与连接有电机280的另一端的端子OUT2连接。

在此，虽然在上述内容中，以由P型晶体管构成晶体管Q1、Q2的情况为例进行说明，但也可以由N型的MOS晶体管构成全部晶体管Q1～Q4。

检测电路220根据检测电阻290的一端的电压VS而对电桥电路210所输出的电流Id进行检测。具体而言，检测电路220包括输出基准电压VR的D/A转换电路222、和对基准电压VR与检测电阻290的一端的电压VS进行比较的比较器221。

控制电路240根据来自比较器221的比较结果的信号CQ1来输出PWM信号S1～S4(控制信号)，并通过该PWM信号S1～S4来实施晶体管Q1～Q4的导通或断开控制。

预驱动器260包括缓冲器261～264。缓冲器261～264对PWM信号S1～S4进行缓冲，并作为驱动信号G1～G4而向晶体管Q1～Q4的栅极输出。

使用图3来对驱动电机280的动作进行说明。在充电期间TC内，控制电路240使电桥电路210的晶体管Q1、Q4导通，并使晶体管Q2、Q3断开。此时，由于流经电机280的电流Id(充电电流)增加，因此电压VS上升。比较器221对电压VS达到基准电压VR的情况进行检测，并将信号CQ1激活，控制电路240接受到变成激活的信号CQ1而从充电期间TC切换为衰减期间TD。将电压VS达到基准电压VR时的电流称为截断电流Ichg。

在衰减期间TD内，控制电路240使电桥电路210的晶体管Q2、Q3导通，并使晶体管Q1、Q4断开。此时，流经电机280的电流Id(衰减电流)减少。控制电路240例如通过计数器来对预定时间的经过进行计数，并从衰减期间TD切换为充电期间TC。

这样一来，流经电机280的电流Id以截断电流Ichg为上限而上下波动，其平均电流成为电机280的驱动电流。由于截断电流Ichg由基准电压VR决定，因此例如将截断电流Ichg的设定值从外部的处理部(图13的处理部300)写入到电阻器部250中，并通过D/A转换电路222输出的与该设定值相对应的基准电压VR，从而能够对电机280的转矩进行控制。

接下来，对检测电桥电路210的故障的结构以及动作进行说明。在图4中，图示了故障检测电路230的动作说明图。

故障检测电路230以低压侧的晶体管Q4为检测对象晶体管，而对其漏极节点与源极节点之间的电压VD1(检测电压)是否超过给定的比较电压VP1进行检测。而且，控制电路240在根据来自故障检测电路230的检测结果(信号QD1)而判断为在充电期间TC结束之前检测电压VD1未超过给定的比较电压VP1的情况下，判断为存在故障。控制电路240在判断为存在故障时，停止进行电桥电路210的驱动，从而使电流不向电机280流动。

具体而言，给定的比较电压VP1为与截断电流Ichg相对应的电压，且以晶体管Q4的导通电阻为Ron4而被设定为VP1＜Ichg·Ron4。

当截断电流Ichg全部流至晶体管Q4的漏极－源极间时，由于漏极－源极间的电流IQ4＝Ichg，因此漏极－源极间的电压VD1＝Ichg·Ron4。在该情况下，由于在充电期间TC结束之前VD1＞VP1，因此未检测出故障。

另一方面，在截断电流Ichg的一部分从晶体管Q4的漏极流至衬底时，由于漏极－源极间的电流IQ4＜Ichg，因此漏极－源极间的电压VD1＜Ichg·Ron4。在该情况下，能够得到VD1＜VP1。即，在充电期间结束时VD1＜VP1的情况下，判断为晶体管Q4发生了故障。

另外，虽然如果设定为给定的比较电压VP1＝Ichg·Ron4，则正好能够检测出VD1＝VP1，但实际上由于截断电流Ichg多少会存在偏差，因此将给定的比较电压设定为VP1＜Ichg·Ron4。例如，事前通过模拟或测量来求出截断电流Ichg的偏差、和晶体管Q4破坏时的电压VD1，从而只要根据这些结果来设定准确的比较电压VP1即可。

如上所述，通过在晶体管Q4的漏极间的电压VD1未超过给定的比较电压VP1的情况下对故障进行检测，从而能够对像产生与晶体管Q4的漏极－源极间不同的其他电流路径这样的故障进行检测。另外，在比较例中，在产生这种其他电流路径的情况下，故障通过与高压侧的晶体管Q1相对应的故障检测电路而被检测出来，然而根据本实施方式，晶体管Q4的故障能够通过与该晶体管Q4相对应的故障检测电路来进行检测。由此，能够明确地检测出哪个晶体管发生了故障。

在图9中，如后文所述，能够对高压侧的晶体管Q1实施同样的故障检测。即，能够将晶体管Q1以及Q4中的至少一方(Q1或者Q4、或者Q1以及Q4)设为检测对象晶体管。

(技术方案2)

另外，如上所述，给定的比较电压VP1为，用于对是否达到了截断电流Ichg进行判断的电压。即，给定的比较电压VP1为，根据截断电流Ichg的设定值而变化的电压。

具体而言，D/A转换电路222例如由梯形电阻构成，并以与被设定于电阻器部250中的编码值相对应的方式选择梯形电阻的抽头，并且将该抽头的电压作为基准电压VR而输出，从而决定截断电流Ichg。故障检测电路230根据被设定在电阻器部250中的D/A转换电路222的编码值，来设定给定的比较电压VP1。

在图1的比较例中，由于决定了不允许超越的上限的电压Vref1，因此该电压Vref1可以固定，无需与截断电流Ichg联动。另一方面，在本实施方式中，通过以与截断电流Ichg的设定值联动的方式设定比较电压VP1，从而能够设定根据截断电流Ichg的设定值而预想的、应达到的下限的电压VP1。虽然截断电流Ichg根据电机280的转矩而被变更，但无论该转矩的设定如何均能够对电桥电路210的故障进行检测。

3.故障检测电路的详细情况

(技术方案4、5)

在图5中，图示了以低压侧的晶体管Q4为检测对象时的故障检测电路230的详细结构例。故障检测电路230包括：比较器233(比较电路)、电流源电路234、电压输出用晶体管QP1、开关电路235。

电流源电路234根据截断电流Ichg的设定值来设定电流IP1，并输出该电流IP1。电压输出用晶体管QP1为N型的MOS晶体管，来自电流源电路234的电流IP1被输入其漏极，其源极与检测对象晶体管Q4的源极连接。而且，电压输出用晶体管QP1将其漏极电压作为给定的比较电压VP1而输出。另外，虽然晶体管QP1的漏极电压实际上为VP1+VS，但其源极被连接在与晶体管Q4的源极共同的电压VS的节点上。因此，作为应与检测电压VD1进行比较的给定的比较电压而成为VP1。

更加具体而言，电阻器部250包括用于对截断电流Ichg进行设定的电流设定电阻器251。电流源电路234输出与被写入电流设定电阻器251中的设定值相对应的电流IP1。当将晶体管QP1的导通电阻设为RonP1时，作为比较电压，将输出与截断电流Ichg的设定值相对应的VP1＝IP1·RonP1。晶体管QP1与晶体管Q4同样地通过来自缓冲器264的驱动信号G4而被导通或断开。即，在充电期间内，上述的比较电压VP1被输出。

如此，通过电流源电路234输出与截断电流Ichg的设定值相对应的电流IP1，从而能够使给定的比较电压VP1与截断电流Ichg联动，并能够在各个设定值中获得最佳的比较电压VP1。另外，通过将电流IP1输入电压输出用晶体管QP1，从而能够由其导通电阻来实施电流电压转换，并能够输出与电流IP1相对应的比较电压VP1。

(技术方案6)

电流IP1和晶体管QP1的导通电阻RonP1以如下方式进行设定。即，将电压输出用晶体管QP1与检测对象晶体管Q4的尺寸比设为1/n(n为2以上的自然数)。而且，来自电流源电路234的电流IP1被设定为截断电流Ichg的设定值的1/n以下。

具体而言，将晶体管QP1、Q4的栅极长度L设为相同，将晶体管QP1的栅极宽度W设为晶体管Q4的栅极宽度W的1/n。这样，导通电阻成为RonP1＝n·Ron4。比较电压成为VP1＝RonP1·IP1≤n·Ron4·(1/n)·Ichg＝Ron4·Ichg，从而能够设定与截断电流Ichg的设定值相对应的正确的比较电压VP1。

(技术方案7、8)

比较器233对通过以上方式而被设定的比较电压VP1、与作为晶体管Q4的漏极电压的检测电压VD1＝Ron4·Id进行比较。具体而言，电压VP1+VS被输入比较器233的非反转输入端子，电压VD1+VS被输入比较器233的反转输入端子。在VD1+VS＞VP1+VS、即VD1＞VP1的情况下，比较器233输出高电平的信号QD1。

比较器233由第一耐压的晶体管构成。第一耐压为所谓的低耐压，例如为在5V左右的电源电压中使用的耐压。另一方面，构成电桥电路210的晶体管Q1～Q4、或构成电流源电路234的晶体管、电压输出用晶体管QP1为，高于第一耐压的第二耐压的晶体管。第二耐压为所谓的高耐压，例如为在40V左右的电源电压中使用的耐压。在衰减期间内，由于电桥电路210的晶体管Q2导通，因此电压VD1+VS成为与电源电压VBB相同的40V左右的电压。因此，设置开关电路235，从而防止了比较器233的破坏。

具体而言，开关电路235被设置于比较器233的检测电压VD1+VS的输入端子与晶体管Q4的漏极节点之间。开关电路235由第二耐压的N型的MOS晶体管QS1构成，漏极(或者源极)与晶体管Q4的漏极连接，源极(或者漏极)与比较器233的非反转输入端子连接。来自控制电路240的导通或断开控制信号被输入至晶体管QS1的栅极，控制电路240在充电期间内将晶体管QS1置于导通，在衰减期间内将晶体管QS1置于断开。

4.故障检测动作

(技术方案3、9)

接下来，对使用上述故障检测电路230时的故障检测动作进行说明。如图5所示，控制电路240包括：判断部241，其根据来自比较器233的信号QD1而对故障进行判断；监控部242，其对充电期间进行监控；存储部243，其对监控的充电期间进行存储。

在图6中，图示了故障检测动作的时序图。控制电路240根据来自时钟信号生成部270的时钟信号CLK而进行工作。虽然在图2中省略了图示，但时钟信号生成部270是被包含在电路装置200中的。

在晶体管Q4的漏极－衬底间的二极管Dp1未被破坏且漏极－源极间的电流IQ4＝Id的情况下，电流IQ4超过截断电流的设定值。此时，截断电流检测用的比较器221的输出信号CQ1从低电平(未激活)变为高电平(激活)。

判断部241在通过A1所示的时钟信号CLK的上升沿而确认了信号CQ1为高电平的情况下，通过该相同的上升沿来确认故障检测用的比较器233的输出信号QD1。由于故障检测的电流设定值低于截断电流Ichg，因此信号QD1为表示正常的高电平(未激活)。判断部241在确认信号QD1为高电平时输出正常的判断结果，控制电路240根据该判断结果而通过A2所示的时钟信号CLK的下降沿(A1的上升沿的下一个下降沿)而切换为衰减期间。

如此，在能够检测出到达了截断电流Ichg的情况下，由于能够从截断电流检测用的比较器221的输出中知晓充电期间的完成，因此能够在该时刻实施故障检测。

另一方面，在晶体管Q4的漏极－衬底间的二极管Dp1已被破坏且漏极－源极间的电流IQ4＜Id的情况下，电流IQ4未超过截断电流的设定值。在该情况下，需要另外一种知晓充电期间的完成的方法。在本实施方式中，在经过了所监控的过去的充电期间时，实施故障的判断。

具体而言，监控部242具有未图示的计数器，在从衰减期间切换为充电期间时开始计数。监控部242在截断电流检测用的比较器221的输出信号CQ1变为激活时，将该时刻的计数值存储于充电期间存储部243中。在各个充电期间实施该监控动作，并更新监控结果。另外，也可以在充电期间存储部243中存储多次监控结果的平均值。

通过图6的A3所示的时钟信号CLK的上升沿，设为经过了存储于充电期间存储部243中的充电期间。判断部241通过该上升沿来确认故障检测用比较器233的输出信号QD1，在输出信号QD1为表示异常的低电平(激活)的情况下，输出异常的判断结果。接受到该结果，控制电路240通过A4所示的时钟信号CLK的下降沿(A3的上升沿的下一个下降沿)来停止进行电桥电路210的晶体管Q1～Q4的导通或断开控制。例如，将晶体管Q1～Q4全部置于断开，并将对电机280驱动的驱动电流设为零。

由于充电期间基本上每次都是相同的长度，因此假设处于正常的状态，则在经过了所监控的过去的充电期间时，应该达到截断电流Ichg。即，能够将所监控的过去的充电期间视为充电期间的完成，通过在该时刻对是否超过给定的比较电压VP1进行检测，从而能够进行故障检测。

并且，并不限定于所监控的过去的充电期间，也可以在经过了预先设定的充电期间时实施故障检测。在图7中，图示了该情况下的电阻器部250以及控制电路240的结构例。

电阻器部250包括电流设定电阻器251和充电期间设定电阻器252。控制电路240包括判断部241。

在充电期间设定电阻器252中，根据外部的处理部(图13的处理部300)而将故障检测用的充电期间设定为可变。判断部241在切换为充电期间之后，在经过了被设定于充电期间设定电阻器252中的期间时，根据来自故障检测电路230的检测结果来对故障进行判断。

例如，通过截断电流Ichg的各个设定值来对电机280进行驱动从而预先对充电期间进行测量时，只要根据该测量结果来设定与截断电流Ichg的设定值相对应的故障检测用的充电期间即可。

5.电流源电路

在图8中，图示了电流源电路234的详细的结构例。电流源电路234包括作为P型的MOS晶体管的第1～第n的晶体管MA1～MAn。另外，在图8中仅图示了晶体管MA1～MA4。

晶体管MA1～MAn的源极与电源电压VBB的节点连接，漏极与电压输出用晶体管QP1的漏极共同连接。晶体管MA1～MAn根据设定于电流设定电阻器251中的截断电流Ichg的设定值来实施导通或断开控制。例如，晶体管MA1～MAn为不同的栅极大小，晶体管MA1～MAn的任意一个以与被设定于电流设定电阻器251中的D/A转换电路222的编码值相对应的方式而导通。而且，输出与该导通的晶体管相对应的电流IP1。

6.故障检测电路的第二结构例

如上所述，即使对高压侧的晶体管Q1而言，也能够实施故障检测。在图9中，图示了该情况下的故障检测电路的详细的结构例。

故障检测电路230包括：比较器236(比较电路)、电流源电路237、电压输出用晶体管QP2、开关电路238。

电流源电路237根据截断电流Ichg的设定值来设定电流IP2，并输出该电流IP2。电压输出用晶体管QP2为P型的MOS晶体管，且来自电流源电路237的电流IP2被输入其漏极，并且其源极与检测对象晶体管Q1的源极(电源电压VBB的节点)连接。而且，电压输出用晶体管QP2将其漏极电压作为给定的比较电压VP2而输出。在此，当将晶体管QP2的导通电阻设为RonP2时，VP2＝IP2·RonP2。另外，虽然晶体管QP2的漏极电压实际上为VBB-VP2，但其源极与晶体管Q1的源极和共通的电压VBB的节点连接。因此，作为应与检测电压VD2比较的给定的比较电压而成为VP2。

晶体管QP2与晶体管Q1相同，通过来自缓冲器261的驱动信号G1而被导通或断开。即，在充电期间内，上述的比较电压VP2被输出。

比较器236对给定的比较电压VP2和作为晶体管Q1的漏极－源极间电压的检测电压VD2进行比较。在此，当将晶体管Q1的导通电阻设为Ron1时，VD2＝Ron1·Id。例如，电压VBB－VP2被输入比较器236的非反转输入端子，电压VBB－VD2被输入比较器236的反转输入端子。在VBB－VD2＞VBB－VP2、即VD2＜VP2的情况下，比较器236将输出高电平的信号QD2。

开关电路238被设置于比较器236的检测电压VBB－VD2的输入端子与晶体管Q1的漏极节点之间。开关电路238由P型的MOS晶体管QS2构成，漏极(或者源极)与晶体管Q1的漏极连接，源极(或者漏极)与比较器236的非反转输入端子连接。来自控制电路240的导通或断开控制信号被输入至晶体管QS2的栅极，控制电路240在充电期间内将晶体管QS2置于导通，在衰减期间内将晶体管QS2置于断开。

比较器236由第一耐压(低耐压)的晶体管构成。另一方面，构成电流源电路237的晶体管和电压输出用晶体管QP2、开关电路238的晶体管QS2为第二耐压(高耐压)的晶体管。

在图10中，图示了电流源电路237的详细的结构例。电流源电路237包括作为N型的MOS晶体管的第1～第n的晶体管MB1～MBn。并且，在图10中仅图示了晶体管MB1～MB4。

晶体管MB1～MBn的源极与检测电阻290的一端的节点连接，漏极与电压输出用晶体管QP2的漏极共同连接。晶体管MB1～MBn根据被设定于电流设定电阻器251中的截断电流Ichg的设定值来实施导通或断开控制。例如，晶体管MB1～MBn为不同的栅极大小，晶体管MB1～MBn的任意一个以与被设定在电流设定电阻器251中的D/A转换电路222的编码值相对应的方式而导通。而且，输出与该导通的晶体管相对应的电流IP2。

7.电桥电路的晶体管

如上所述，电桥电路的晶体管Q1～Q4具有漏极－衬底间的寄生二极管。以下表示具有这种寄生二极管的晶体管的结构例。

(技术方案11～13)

在图11中，图示了低压侧的晶体管Q3、Q4的截面结构的示例。在该示例中，在P型的硅基板上，形成有DMOS(Double－Diffused MOSFET，双扩散金属氧化物半导体场效应管)结构的N型晶体管。

具体而言，在P型基板(Psub)上形成N型埋入层(NBLA)，在该埋入层之上形成P型外延层，在该外延层之上形成N型阱(NWLC)。在N型阱之上形成N型扩散层从而形成漏极。另外，在N型阱之上形成P型阱(PBDA)，并在该P型阱之上形成N型扩散层从而形成源极。

P型基板被设定(与接地电压的节点连接)为接地电压。由于漏极与N型区域(N型扩散层)连接，并经由其下方的N型层(NWLC、NBLA)而与P型基板相接，因此在漏极与P型基板之间产生了寄生二极管Dp1。当该寄生二极管Dp1例如因电机驱动时的过电压浪涌等而被破坏时，将从漏极向接地电压产生电流路径。

在图12中，图示了高压侧的晶体管Q1、Q2的截面结构的示例。在该示例中，在P型的硅基板上，形成有DMOS(Double－Diffused MOSFET)结构的P型晶体管。

具体而言，在P型基板(Psub)上形成N型埋入层(NBLA)，在该埋入层之上形成P型外延层，在该外延层之上形成N型阱(NWLC)。在N型阱之上形成P型阱(PDPM)，在该P型阱之上形成P型扩散层从而形成漏极。另外，在N型阱之上进一步形成N型阱(NWLB)，在该N型阱之上形成N型扩散层和P型扩散层从而形成源极。

P型基板被设定为接地电压。其上的N型区域(N型层NWLC、NBLA)经由源极的N型阱(NWLB)而被设定为电源电压VBB(与电源电压VBB的节点连接)。漏极与P型区域(P型扩散层)连接，由于经由其下的P型层(PDPM)而与N型区域相接，因此在漏极与N型区域之间产生了寄生二极管Dp2。当该寄生二极管Dp2例如因电机驱动时的过电压浪涌等而被破坏时，将从电源电压VBB向漏极产生电流路径。

8.电子设备

在图13中，图示了应用有本实施方式的电路装置200的电子设备的结构例。电子设备包括：处理部300、存储部310、操作部320、输入输出部330、电路装置200、将这些各个部连接在一起的总线340、电机280。电路装置200例如能够通过集成电路装置来实现。

虽然在下文中以通过电机驱动来对印刷头的移动或送纸进行控制的打印机为例进行说明，但本实施方式并不限定于此，也能够应用于各种电子设备中。

输入输出部330例如由USB连接器或无线LAN等的接口构成，并被输入有图像数据或文件数据。所输入的数据例如被存储于作为DRAM等的内部存储装置的存储部310中。当通过操作部320而接受了印刷指示时，处理部300开始被存储于存储部310中的数据的印刷工作。处理部300以与数据的印刷布局相一致的方式向电路装置200发送指示，电路装置200根据该指示而使电机280旋转，从而实施印刷头的移动或送纸。

另外，虽然如上所述对本实施方式进行了详细说明，但对于本领域技术人员而言，能够容易地理解出实质上未脱离本发明的新事项以及效果的多种改变。因此，这种改变例全部被包含在本发明的范围内。例如，在说明书或附图中，与更加广义或者同义的不同用语一起至少一次被记载的用语，即使在说明书或附图的任意一处都可以被置换为该不同的用语。另外，本实施方式以及改变例的全部的组合也被包含在本发明的范围内。另外，故障检测电路、检测电路、控制电路、电桥电路、预驱动器、电路装置、电子设备的结构或动作等也并不限定于本实施方式中所说明的内容，能够实施各种的改变。

符号说明

200电路装置、210电桥电路、220检测电路、221比较器、222D/A转换电路、230故障检测电路、231比较器、232基准电压生成电路、233比较器、234电流源电路、235开关电路、236比较器、237电流源电路、238开关电路、240控制电路、241判断部、242监控部、243充电期间存储部、250电阻器部、251电流设定电阻器、252充电期间设定电阻器、260预驱动器、261～264缓冲器、270时钟信号生成部、280电机、290检测电阻、300处理部、310存储部、320操作部、330输入输出部、340总线、CLK时钟信号、Dp1、Dp2寄生二极管、IP1、IP2电流源电路的输出电流、Ichg截断电流、Id电桥电路的输出电流、Q1～Q4晶体管、QP1，QP2电压输出用晶体管、TC充电期间、TD衰减期间、VBB电源电压、VD1、VD2检测电压、VP1、VP2给定的比较电压。

Claims (14)

1.一种电路装置，其特征在于，包括：

电桥电路，其具有高压侧的晶体管和低压侧的晶体管；

故障检测电路，其对作为检测对象晶体管的漏极节点与源极节点之间的电压的检测电压是否超过给定的比较电压进行检测，其中，所述检测对象晶体管为，所述低压侧的晶体管以及所述高压侧的晶体管中的至少一方；

控制电路，其根据来自所述故障检测电路的检测结果，而在判断为在使所述电桥电路的输出电流增加的充电期间结束之前所述检测电压未超过所述给定的比较电压的情况下，检测为故障。

2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述给定的比较电压为，根据所述充电期间结束时的所述电桥电路的输出电流亦即截断电流的设定值而变化的电压。

3.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，

所述控制电路在经过了所监控的过去的所述充电期间或预先被设定的期间时，根据来自所述故障检测电路的所述检测结果而对所述检测电压是否超过所述给定的比较电压进行判断。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述故障检测电路具有：

电流源电路；

电压输出用晶体管，其漏极被输入有来自所述电流源电路的电流，并且源极与所述检测对象晶体管的源极连接，

所述故障检测电路将所述电压输出用晶体管的漏极电压作为所述给定的比较电压而输出。

5.如权利要求4所述的电路装置，其特征在于，

来自所述电流源电路的电流根据所述充电期间结束时的所述电桥电路的输出电流的亦即截断电流的设定值而被设定。

6.如权利要求5所述的电路装置，其特征在于，

所述故障检测电路在将所述电压输出用晶体管与所述检测对象晶体管的尺寸比设为1/n的情况下，使来自所述电流源电路的电流被设定在所述截断电流的所述设定值的1/n以下，其中，n为2以上的自然数。

7.如权利要求4至6中任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述故障检测电路具有比较器，所述比较器由第一耐压的晶体管构成，并对所述检测电压和所述给定的比较电压进行比较，

所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管为，与所述第一耐压相比而较高的第二耐压的晶体管。

8.如权利要求7所述的电路装置，其特征在于，

所述故障检测电路具有开关电路，所述开关电路由所述第二耐压的晶体管构成，并被设置于所述检测对象晶体管的所述漏极节点与所述比较器的所述检测电压的输入端子之间，

所述开关电路在使所述电桥电路的所述输出电流减少的衰减期间内成为断开。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述控制电路对所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管进行导通或断开控制，并在检测出所述故障的情况下，停止进行所述高压侧的晶体管以及所述低压侧的晶体管的所述导通或断开控制。

10.如权利要求1至8中任一项所述的电路装置，其特征在于，

包括检测电路，所述检测电路对在所述充电期间内流至所述电桥电路的电流是否达到截断电流的设定值进行检测，

所述控制电路在检测出流至所述电桥电路的电流达到了所述截断电流的设定值的情况下，从所述充电期间切换至使所述电桥电路的所述输出电流减少的衰减期间。

11.如权利要求1至10中任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述检测对象晶体管为所述低压侧的晶体管，

所述电路装置的基板为被设定为接地电压的P型基板，

所述低压侧的晶体管的所述漏极节点与形成于所述P型基板上的N型区域连接。

12.如权利要求1至10中任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述检测对象晶体管为所述高压侧的晶体管，

所述电路装置的基板为P型基板，

被形成于所述P型基板上的N型区域被设定为电源电压，

所述高压侧的晶体管的漏极节点与形成于所述N型区域上的P型区域连接。

13.如权利要求11或12所述的电路装置，其特征在于，

所述N型区域通过形成于所述P型基板之上的N型埋入层、和形成于所述N型埋入层之上的N型阱而形成。

14.一种电子设备，其特征在于，

包括权利要求1至13中的任一项所述的电路装置。