CN107005234A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

通过延迟使高侧功率器件处于断开状态的时间，使得即使上下桥臂发生短路，作为系统也能继续运转。高侧电位检测电路(18)检测出的高侧基准电位(VS)上升时，高侧电位判定电路(19)输出事件信号(EVENT)，此时，当逻辑输入信号(HIN)为L电平时，脉冲生成电路(16)再次生成针对高侧驱动电路(12)的复位信号(RESET)。过电流检测判定电路(21)在高侧控制用的逻辑输入信号(HIN)为L电平时若输入有事件信号(EVENT)，则其输出使来自过电流检测电路(20)的过电流检测信号(OC_OUT)无效的过电流信号(VOC)，事件信号(EVENT)未被输入时，使过电流检测信号(OC_OUT)有效。

Description

半导体装置
【技术领域】
本发明涉及一种半导体装置，其具备对以图腾柱方式连接的2个功率器件是否有过电流流过进行检测的过电流保护功能。
【背景技术】
在逆变器或转换器中，采用了这样一种电路构造，即，将功率器件以图腾柱方式连接，通过驱动电路分别驱动高侧以及低侧的功率器件。即，在高侧，利用脉冲生成电路以接地电位为基准生成的信号经电平移位电路电平移位后传输至高侧驱动电路，驱动高侧的功率器件的导通/断开。另一方面，在低侧，以接地电位为基准生成的信号被传输至低侧驱动电路，驱动低侧的功率器件的导通/断开。
低侧的功率器件和高侧的功率器件的连接点，也就是图腾柱的中点，连接于电动机等感性负载。因此，在该图腾柱的中点上会重叠来源于感性负载、寄生电感等的外来噪声。此时，根据噪声的大小或时间等因素，图腾柱的中点电位会处于过冲或下冲状态。也就是说，图腾柱的中点电位会时而在高侧的功率器件的高压电位以上，时而在接地电位以下。
在图腾柱的中点电位低于接地电位时，可能会从脉冲生成电路向高侧的功率器件输出断开信号。此时，在高侧，电平移位电路无法将该信号正常传输给高侧驱动电路。于是，高侧的功率器件在应该断开时不能断开而仍然保持导通状态，无法维持其本来的开关功能。
这里，对于在应该断开时不能断开的问题，已知有相应的处理技术(例如参照专利文献1)。根据专利文献1的技术，在输出第1断开信号之后经过规定时间后，再输出第2断开信号。这样，即使第1断开信号无法在电平移位电路上正常传输，也能通过第2断开信号在电平移位电路上的正常传输，来避免功能性的误动作。
但是，根据该专利文献1的技术，第1及第2断开信号仅仅是间隔规定时间机械性地输出。因此，在经过规定时间的时间点，仍然可能产生新的外来噪声，所以实质上并不能完全避免误动作。
为此，提出了这样一种方案，电平移位电路在判定为使高侧的功率器件处于断开状态的复位信号没有正常传输时，重新生成第2复位信号(例如，参照专利文献2)。专利文献2所记载的半导体装置具备高侧电位检测电路，其检测高侧电位；以及高侧电位判定电路，其根据高侧电位检测电路检测的高侧电位的变化，输出事件信号。该半导体装置中，根据高侧电位判定电路所输出的事件信号与从外部输入的逻辑输入信号，脉冲生成电路重新生成复位信号。即，高侧电位判定电路监视高侧电位检测电路所检测的高侧电位(基准电位或电源电位)，在判定出高侧电位的变动妨碍电平移位电路的复位信号传输时，输出事件信号。这里，当从高侧电位判定电路接收到事件信号的时间与复位信号的生成时间重叠时，脉冲生成电路重新生成复位信号。这样，当外来噪声妨碍复位信号的传输时，将重新生成复位信号，因此高侧的功率器件可以切实被断开。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2004-120152号公报
【专利文献2】国际公开第2015/045534号公报
【发明内容】
【发明所要解决的技术问题】
专利文献2记载的半导体装置中，在用于断开高侧的功率器件的复位的时间，如果输出了表示可能妨碍复位信号传输的事件信号，则会重新生成复位信号。由此，便可切实地使高侧的功率器件断开。然而，在以图腾柱方式连接的功率器件的死区时间(为防止上下桥臂短路，一方断开后到另一方导通之间的延迟时间)较短的情况，或者，无法忽略外来噪声的影响的情况以及高侧电位的变动期间较长等情况下，断开信号的输出可能迟于正规时间。此时，在断开高侧之前，低侧的功率器件就会导通。结果，具有如下问题：上下桥臂发生短路，过电流流过功率器件，作为低侧的控制会检测出过电流，因此会引起预想不到的动作停止。
本发明鉴于以上问题点开发完成，其目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置将使高侧的功率器件处于断开状态的信号相对于正规时间延迟，从而即使上下桥臂发生短路，作为系统，仍然能继续运转。
【解决课题的技术方案】
本发明中，为解决上述课题，提供一种半导体装置，其特征在于，具备高侧驱动电路，其根据高侧逻辑信号驱动以图腾柱方式连接的高侧功率器件；高侧电位检测电路，其检测高侧电位；高侧电位判定电路，其根据所述高侧电位检测电路所检测出的所述高侧电位的变化，输出事件信号；低侧驱动电路，其根据低侧逻辑信号驱动以图腾柱方式连接的低侧功率器件；过电流检测电路，其在输入表示所述低侧功率器件的主电流电流值的电流信号，并检测出过电流时，输出用于断开所述低侧功率器件的过电流检测信号；以及过电流检测判定电路，其基于所述高侧逻辑信号以及所述事件信号，判定是否将所述过电流检测信号传输至所述低侧驱动电路，所述过电流检测判定电路使所述事件信号输出前因所述低侧功率器件导通而检测到的所述过电流检测信号无效。
使用这种半导体装置，当以图腾柱方式连接的高侧功率器件以及低侧功率器件的死区时间设定较短时，在输出用于切实断开高侧的事件信号之前，低侧功率器件导通，上下桥臂发生短路，结果即使在规定期间内检测出过电流，低侧驱动电路的运转也不会停止。
【发明效果】
上述构造的半导体装置的优点在于，在需要再次复位高侧功率器件时，如果检测出低侧功率器件的过电流，会使该检测无效，因此不会出现不必要的运转停止或报警信号输出，能继续运转。
本发明的上述以及其他目的、特征以及优点，可通过作为本发明实例的优选实施方式的附图以及相关以下说明得以明了。
【附图说明】
图1是表示第1实施方式所述半导体装置的电路图。
图2是表示脉冲生成电路之一例的电路图。
图3是表示上升沿触发电路之一例的电路图。
图4是表示高侧电位判定电路之一例的电路图。
图5是表示第1实施方式所述半导体装置的过电流检测电路以及过电流检测判定电路之一例的电路图。
图6是表示半导体装置进行开关动作时的主要部分波形的时序图。
图7是表示第2实施方式所述半导体装置的电路图。
图8是表示第2实施方式所述半导体装置的过电流检测电路以及过电流检测判定电路之一例的电路图。
【具体实施方式】
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
＜第1实施方式＞
图1是表示第1实施方式所述半导体装置的电路图，图2是表示脉冲生成电路之一例的电路图，图3是表示上升沿触发电路之一例的电路图，图4是表示高侧电位判定电路之一例的电路图。图5是表示第1实施方式所述半导体装置的过电流检测电路以及过电流检测判定电路之一例的电路图，图6是表示半导体装置进行开关动作时的主要部分波形的时序图。以下说明中，端子名和该端子的电压、信号等可能使用相同标号。
第1实施方式所述半导体装置用于控制驱动电动机10，图1所示半导体装置只显示了电动机10例如为三相感应电动机时输出一相交流电的部分。
该半导体装置具有以图腾柱方式连接的高侧功率器件HQ以及低侧功率器件LQ。该实施方式中，高侧功率器件HQ以及低侧功率器件LQ分别由N沟道的功率MOSFET(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。需要说明的是，高侧功率器件HQ以及低侧功率器件LQ亦可为IGBT(Insulated GateBipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)等其他功率器件。
高侧功率器件HQ的漏极连接于高压电源11的正极端子，高压电源11的负极端子连接于地线GND。低侧功率器件LQ的源极经过电阻RLQ连接于地线GND。高侧功率器件HQ的源极与低侧功率器件LQ的漏极的连接点，即图腾柱的中点，连接于电动机10。
高侧功率器件HQ的栅极连接于高侧驱动电路12的输出端子HO，低侧功率器件LQ的栅极连接于低侧驱动电路13的输出端子LO。高侧驱动电路12的基准电位端子连接于图腾柱的中点以及高侧电源14的负极端子，电源端子连接于高侧电源14的正极端子。低侧驱动电路13的基准电位端子连接于地线GND以及低侧电源15的负极端子，电源端子连接于低侧电源15的正极端子。这里，低侧电源电位以VCC表示，高侧基准电位以及高侧电源电位分别以VS、VB表示，该VCC、VS、VB均以地线GND为基准。
半导体装置还具备脉冲生成电路16、电平移位电路17、高侧电位检测电路18、高侧电位判定电路19、过电流检测电路20以及过电流检测判定电路21。
脉冲生成电路16从外部输入高侧控制用的逻辑输入信号(高侧逻辑信号)HIN，生成设置信号SET以及复位信号RESET。具体而言，如图2所示，脉冲生成电路16具备上升沿触发电路161，其输入逻辑输入信号HIN，输出设置信号SET。脉冲生成电路16还具备逆变器162、上升沿触发电路163、或(OR)电路164以及与(AND)电路165。逆变器162的输入连接于逻辑输入信号HIN的输入端子，逆变器162的输出连接于上升沿触发电路163的输入和AND电路165的一个输入。上升沿触发电路163的输出连接于OR电路164的一个输入，OR电路164的输出构成复位信号RESET的输出端子RESET。AND电路165的另一个输入连接于从高侧电位判定电路19输出的事件信号EVENT的输入端子，AND电路165的输出连接于OR电路164的另一个输入。
上升沿触发电路161如图3所示，具备逆变器1611，其输入连接于逻辑输入信号HIN的输入端子。该逆变器1611的输出连接于nMOS晶体管1612以及pMOS晶体管1613的栅极。nMOS晶体管1612的源极连接于地线GND，nMOS晶体管1612的漏极连接于pMOS晶体管1613的漏极。pMOS晶体管1613的源极连接于供应低侧电源电位VCC的低侧电源15的正极端子。由nMOS晶体管1612以及pMOS晶体管1613构成的逆变器电路的输出连接于电容器1614的一端，电容器1614的另一端连接于地线GND。逆变器电路的输出还连接于比较器1615的非反转输入。基准电压源1616的正极端子连接于比较器1615的反转输入，基准电压源1616的负极端子连接于地线GND。比较器1615的输出连接于逆变器1617的输入，逆变器1617的输出连接于AND电路1618的一个输入，AND电路1618的另一个输入连接于逻辑输入信号HIN的输入端子。AND电路1618的输出构成输出设置信号SET的输出端子。
需要说明的是，这里针对上升沿触发电路161的具体例进行了说明，上升沿触发电路163也具有相同构造。因此，以下上升沿触发电路163的动作说明参考图3进行。上升沿触发电路163的输入是将逻辑输入信号HIN逻辑反转后的信号，输出经由OR电路164成为复位信号RESET。
电平移位电路17具有高耐压的nMOS晶体管HVN1、HVN2、电阻LSR1、LSR2、箝位用的二极管D1、D2。nMOS晶体管HVN1、HVN2的栅极分别连接于脉冲生成电路16的设置信号输出端子SET以及复位信号输出端子RESET。nMOS晶体管HVN1、HVN2的漏极分别连接于电阻LSR1、LSR2的一端，电阻LSR1、LSR2的另一端连接于高侧驱动电路12的高侧电源电位VB。nMOS晶体管HVN1、HVN2的漏极与电阻LSR1、LSR2的连接点分别连接于高侧驱动电路12的输入端子，并且连接于二极管D1、D2的阴极端子。二极管D1、D2的阳极端子连接于高侧驱动电路12的高侧基准电位VS，即图腾柱的中点。nMOS晶体管HVN1、HVN2的源极连接于地线GND。
高侧电位检测电路18用于检测高侧的电位，图示例中，即检测高侧基准电位VS，第1实施方式中，使用了电阻性场板(RFP：Resistant Field Plate)作为检测手段。该电阻性场板在高侧电路的高耐压区域器件中，用于缓和耐压区域HVJT(High Voltage JunctionTerminal：高压接线端子)的电场而形成(例如，参考国际公开第2013/069408号)。电阻性场板的一个端子连接于图腾柱的中点，另一个端子连接于地线GND。高侧电位检测电路18在电阻性场板上设置分支点，将其分割为2个电阻RFP1、RFP2，电阻性场板的分支点连接于高侧电位判定电路19的输入端子，输出表示高侧基准电位VS的变化的检测信号SENSE。
高侧电位判定电路19输入高侧电位检测电路18检测的检测信号SENSE，根据高侧基准电位VS的变化，生成事件信号EVENT。该高侧电位判定电路19如图4所示，具备2个保护用二极管191、192，比较器193，基准电压源194、逆变器195以及上升沿触发电路196。此外，高侧电位判定电路19与高侧电位检测电路18均设置于以地线GND的电位为基准的低侧电位侧。
高侧电位判定电路19中，检测信号SENSE的输入端子连接于保护用二极管191的阴极、保护用二极管192的阳极、比较器193的反转输入。保护用二极管191的阳极连接于地线GND，保护用二极管192的阴极连接于低侧电源电位VCC。基准电压源194的正极端子连接于比较器193的非反转输入，基准电压源194的负极端子连接于地线GND。比较器193的输出经由逆变器195，连接于上升沿触发电路196的输入，上升沿触发电路196的输出构成输出事件信号EVENT的输出端子。上升沿触发电路196具有与图3所示上升沿触发电路161相同的电路构造，因此以下上升沿触发电路196的动作说明参照图3进行。此时，上升沿触发电路196的输入成为比较器193的输出信号MPLS的反转信号，输出成为事件信号EVENT。
过电流检测电路20输入电流信号IS，其表示流入低侧功率器件LQ的主电流的电流值，当电流信号IS超过规定电流值时，输出过电流检测信号OC_OUT。电流信号IS是通过连接于低侧功率器件LQ的源极与地线GND之间的电阻RLQ将主电流的电流值转换为电压的信号(＝电流值×电阻RLQ的电阻值)，被输入至过电流检测电路20。该过电流检测电路20如图5所示，具备比较器201、基准电压源202、RS触发器203、逆变器204、AND电路205以及延迟电路206。
过电流检测电路20中，比较器201的非反转输入连接于低侧功率器件LQ的源极与电阻RLQ的连接点，被输入电流信号IS。基准电压源202的正极端子连接于比较器201的反转输入，基准电压源202的负极端子连接于地线GND。比较器201的输出连接于RS触发器203的设置端子以及逆变器204的输入。逆变器204的输出连接于AND电路205的一个输入，AND电路205的输出连接于RS触发器203的复位端子。RS触发器203的输出端子连接于延迟电路206的输入，延迟电路206的输出连接于AND电路205的另一个输入。RS触发器203的输出端子还构成输出过电流检测信号OC_OUT的过电流检测电路20的输出端子，连接于过电流检测判定电路21。
过电流检测判定电路21具有用于过电流检测信号OC_OUT、事件信号EVENT以及高侧控制用的逻辑输入信号HIN的输入端子，以及用于过电流信号VOC的输出端子。
过电流检测判定电路21如图5所示，具备逆变器211、AND电路212、逆变器213、AND电路214。逆变器211在其输入中接收高侧控制用的逻辑输入信号HIN，逆变器211的输出连接于AND电路212的一个输入。AND电路212的另一个输入中被输入事件信号EVENT，信号STOP从AND电路212的输出被输出。AND电路212的输出连接于逆变器213的输入，逆变器213的输出连接于AND电路214的一个输入。AND电路214的另一个输入中接收来自过电流检测电路20的过电流检测信号OC_OUT，AND电路214的输出构成过电流检测判定电路21的输出端子，输出过电流信号VOC。
过电流检测判定电路21的输出连接于低侧驱动电路13。低侧驱动电路13根据来自外部的逻辑输入信号(低侧逻辑信号)LIN和来自过电流检测判定电路21的过电流信号VOC，向输出端子LO输出低侧输出信号LO。
下面，参照图6的时序图，说明具有以上构造的半导体装置的动作。首先，脉冲生成电路16以及过电流检测判定电路21被输入高侧控制用的逻辑输入信号HIN，低侧驱动电路13被输入低侧控制用的逻辑输入信号LIN。逻辑输入信号HIN以及逻辑输入信号LIN被设定了死区时间，以使高侧功率器件HQ与低侧功率器件LQ不会同时处于导通状态。
输入逻辑输入信号HIN后，脉冲生成电路16中，上升沿触发电路161将逻辑输入信号HIN的上升沿作为触发器，输出设置信号SET(参考图6中，在HIN上升沿处成为高(H)电平的SET)。即，在图3的上升沿触发电路161中，逻辑输入信号HIN为低(L)电平时，逆变器1611的输出成为H电平，nMOS晶体管1612成为导通状态(pMOS晶体管1613为断开状态)。这样，电容器1614的电荷被释放，因此比较器1615的输出为L电平，逆变器1617的输出成为H电平，而逻辑输入信号HIN为L电平，因此AND电路1618输出L电平的设置信号SET。逻辑输入信号HIN成为H电平时，从逆变器1617接收H电平的AND电路1618输出H电平的设置信号SET。此时，逆变器1611的输出成为L电平，pMOS晶体管1613成为导通状态(nMOS晶体管1612为断开状态)，为电容器1614充电。在根据电容器1614的容量等决定的规定时间之后，电容器1614的充电电位超过基准电压源1616的电位时，比较器1615的输出成为H电平，逆变器1617的输出成为L电平。由此，AND电路1618阻断H电平的逻辑输入信号HIN，输出L电平的设置信号SET。即，设置信号SET以具有规定时间宽度的脉冲信号的形式被输出。
H电平的设置信号SET被输出后，电平移位电路17的nMOS晶体管HVN1成为导通状态，电阻LSR1与nMOS晶体管HVN1的连接点降低至地线GND的电平。高侧驱动电路12检测到该电平降低后，高侧输出信号HO成为以高侧基准电位VS为基准的高电位状态。这样，高侧功率器件HQ转变为导通状态(此时，低侧功率器件LQ处于断开状态)，高侧基准电位VS变高，向电动机10供应电流。该高侧基准电位VS上升后，H电平的检测信号SENSE从高侧电位检测电路18被输入至高侧电位判定电路19，比较器193的输出信号MPLS成为L电平。这样，逆变器195的输出转变为H电平。该转变被上升沿触发电路196所检测，并输出具有规定时间的脉冲宽度的事件信号EVENT。但是，关于在该逻辑输入信号HIN为H电平期间所生成的事件信号EVENT，图2的逆变器162的输出已成为L电平，因此与高侧功率器件HQ的控制没有任何关系。
接着，当逻辑输入信号HIN从H电平变为L电平后，脉冲生成电路16中，上升沿触发电路163在由逆变器162输出的逻辑输入信号HIN的反转信号的上升沿被触发，输出复位信号RESET。即，脉冲生成电路16以逻辑输入信号HIN的下降沿作为触发器，生成图6中虚线所示的复位信号RESET。
此时，在复位信号RESET被输出的时间(时刻t0)，由于受到外来噪声的侵入，高侧基准电位VS有时会降低到地线GND的电平以下，此时复位信号RESET将无法正常被传输至高侧驱动电路12(虚线所示的复位信号RESET。虚线表示实际没有生成。)。此时，高侧基准电位VS降低到地线GND的电平以下后，高侧电位判定电路19中，比较器193的输出信号MPLS会暂时成为H电平。之后，高侧基准电位VS恢复，检测信号SENSE高于基准电压源194的基准电压REF1后，比较器193的输出信号MPLS再次成为L电平，逆变器195的输出转变为H电平。由此，从上升沿触发电路196输出具有规定时间的脉冲宽度的H电平的事件信号EVENT。逻辑输入信号HIN为L电平，逆变器162的输出为H电平，因此脉冲生成电路16中，通过输入H电平的事件信号EVENT，AND电路165的输出成为H电平，从OR电路164输出H电平的复位信号RESET。由此，高侧驱动电路12的高侧输出信号HO在时刻t2转变为L电平，高侧功率器件HQ断开。结果，高侧基准电位VS变为地线GND的电平，高侧电位判定电路19的比较器193的输出信号MPLS成为H电平。
此处，尽管逻辑输入信号HIN已转变为L电平，高侧输出信号HO仍然在迟于时刻t1的时刻t2转变为L电平，但在这期间，根据所设定的死区时间，有时会有逻辑输入信号LIN输入。图6正显示了这种情况。此时，高侧功率器件HQ以及低侧功率器件LQ同时成为导通状态，有过电流流过。
流过低侧功率器件LQ的主电流即电流ILQ受到过电流检测电路20的监视。过电流检测电路20中，当对应电流ILQ的电流信号IS超过由基准电压源202的电压VIS规定的过电流检测阈值时，比较器201输出H电平的过电流检测状态信号。该信号由RS触发器203保持，成为过电流检测信号OC_OUT。该过电流检测信号OC_OUT被发送至过电流检测判定电路21。需要说明的是，过电流检测信号OC_OUT也会输入至延迟电路206，延迟电路206经过规定的延迟时间后，输出H电平的信号。由此，即使在RS触发器203保持电流检测状态之后，过电流检测状态被解除(比较器201的输出转为L电平)，在经过规定的延迟时间之前，仍然会保持过电流检测状态。
过电流检测判定电路21中，经逆变器211反转的逻辑输入信号HIN和事件信号EVENT被输入至AND电路212。低侧输出信号LO为H电平后的逻辑输入信号HIN为L电平、事件信号EVENT为H电平，因此AND电路212输出的信号STOP为H电平。因此，AND电路214中，被输入通过逆变器213将信号STOP反转的L电平信号。该AND电路214中会输入来自过电流检测电路20的过电流检测信号OC_OUT，但该过电流检测信号OC_OUT会被信号STOP阻止从而无效。因此，AND电路214的输出，即过电流信号VOC保持L电平，而不会变为H电平。如果没有输出信号STOP(信号STOP为L电平)，则AND电路214使来自过电流检测电路20的过电流检测信号OC_OUT通过。由此，过电流信号VOC成为H电平，过电流的产生被传输至低侧驱动电路13。
即，逻辑输入信号HIN为L电平，事件信号EVENT为H电平时，在与第2次的复位信号RESET(图6中以实线表示的H电平的脉冲)相同时间信号STOP为H电平的期间，过电流检测信号OC_OUT无效。即，即使过电流检测电路20检测出过电流，过电流检测判定电路21也会使过电流检测信号OC_OUT无效，维持过电流信号VOC的L电平。
由此，在断开高侧功率器件HQ之前，即使低侧功率器件LQ导通并发生过电流，作为半导体装置，也不会输出动作停止信号以及报警信号，能够作为系统继续运转。
图7是表示第2实施方式所述半导体装置的电路图，图8是表示第2实施方式所述半导体装置的过电流检测电路以及过电流检测判定电路之一例的电路图。在该图7及图8中，与图1以及图5所示构成要素相同或均等的构造要素被赋予相同的标号，省略其详细说明。
该第2实施方式所述的半导体装置，如图7所示，将第1实施方式所述半导体装置的高侧电位检测电路18以及过电流检测判定电路21变更为了高侧电位检测电路18a以及过电流检测判定电路21a。
高侧电位检测电路18a以高侧电源电位VB作为高侧电位的检测对象。该高侧电源电位VB通过将高侧基准电位VS移位了高侧电源14的电位而得到，其追随高侧基准电位VS进行相同变化。因此，即使高侧电位检测电路18a在监视高侧电源电位VB，也会成为对高侧基准电位VS的监视。
高侧电位检测电路18a具有NPN型双极晶体管181，其发射极连接于高侧电源电位VB的线路上。电压源182的正极端子连接于双极晶体管181的基极，电压源182的负极端子连接于地线GND。电阻183的一端连接双极晶体管181的集电极，电阻183的另一端连接于电压源184的正极端子，电压源184的负极端子连接于地线GND。双极晶体管181的集电极构成该高侧电位检测电路18a的输出，输出检测信号SENSE。双极晶体管181在其基极-发射极之间具有相当于高侧电路的高耐压的逆耐压。
通过以上构造，高侧基准电位VS发生变动时，高侧电源电位VB与之相随发生变动，双极晶体管181将其检测出来。即，通常，即使高侧电源电位VB降低到最低，双极晶体管181的发射极上也会被施加比电压源182的电位高的高侧电源14的电位。因此，双极晶体管181成为断开状态，电压源184的电位的电平信号作为检测信号SENSE被输出。
高侧基准电位VS发生变动，高侧电源电位VB降低到比从电压源182的电位减去双极晶体管181的基极-发射极之间的正向电位而得到的电位更低时，双极晶体管181转变为导通状态。这样，高侧电位检测电路18a输出L电平的检测信号SENSE。然后，若高侧电源电位VB回归正常，则检测信号SENSE再次成为电压源184的电位电平。
过电流检测判定电路21a具有用于过电流检测信号OC_OUT、事件信号EVENT、逻辑输入信号HIN以及LIN的输入端子，以及用于过电流信号VOC的输出端子。
过电流检测判定电路21a如图8所示，与图5的过电流检测判定电路21相比，增加了RS触发器215。即，RS触发器215配置于AND电路212和逆变器213之间，设置端子连接于AND电路212的输出，复位端子构造为接收低侧控制用的逻辑输入信号LIN。
该过电流检测判定电路21a通过RS触发器215保持AND电路212输出的信号STOP，其间，RS触发器215将H电平的信号输出到逆变器213。这样，逆变器213将L电平的信号输出到AND电路214的一个输入，因此AND电路214使来自过电流检测电路20的过电流检测信号OC_OUT无效。即，AND电路214阻止过电流检测信号OC_OUT的通过，将L电平的过电流信号VOC输出到低侧驱动电路13。
RS触发器215将信号STOP一直保持到逻辑输入信号LIN下一次变为L电平的时间为止。即，RS触发器215根据低侧控制用的逻辑输入信号LIN的下降沿被复位后，RS触发器215将L电平的信号输出到逆变器213。这样，逆变器213将H电平的信号输出到AND电路214的一个输入，因此AND电路214使来自过电流检测电路20的过电流检测信号OC_OUT有效。即，AND电路214能够将H电平的过电流信号VOC输出到低侧驱动电路13。由此，当过电流检测电路20检测出过电流时，过电流检测判定电路21a输出H电平的过电流信号VOC，低侧驱动电路13的保护功能成为有效，返回至能够断开低侧功率器件LQ的状态。
需要说明的是，该过电流检测判定电路21a中，虽然在低侧控制用的逻辑输入信号LIN的半周期期间使过电流检测无效，但高侧功率器件HQ会根据由事件信号EVENT产生的复位信号RESET切实断开，因此上下桥臂短路电流不会持续。
此外，该过电流检测判定电路21a在可能出现以下状况的应用中特别有用，例如延迟电路206的延迟时间长到一定程度时(例如比事件信号EVENT的脉冲宽度还长时)、以及信号STOP结束后再次发生外来噪声，脉冲生成电路16再一次生成复位信号RESET的状况。
以上单纯显示了本发明的原理。本领域技术人员可以进行众多变形、变更，本发明不仅限于以上说明的正确的构造以及应用例，对应的所有变形例以及均等物都视为随附权利要求范围及其均等物所界定的本发明的范围之内。此外，关于各实施方式，在不矛盾的范围内，可以适当组合多个实施方式进行实施。
【标号说明】
10 电动机
11 高压电源
12 高侧驱动电路
13 低侧驱动电路
14 高侧电源
15 低侧电源
16 脉冲生成电路
17 电平移位电路
18、18a 高侧电位检测电路
19 高侧电位判定电路
20 过电流检测电路
21、21a 过电流检测判定电路
161 上升沿触发电路
162 逆变器
163 上升沿触发电路
164 或(OR)电路
165 与(AND)电路
181 双极晶体管
182 电压源
183 电阻
184 电压源
191、192 保护用二极管
193 比较器
194 基准电压源
195 逆变器
196 上升沿触发电路
201 比较器
202 基准电压源
203 RS触发器
204 逆变器
205 与(AND)电路
206 延迟电路
211 逆变器
212 与(AND)电路
213 逆变器
214 与(AND)电路
215 RS触发器
1611 逆变器
1612 nMOS晶体管
1613 pMOS晶体管
1614 电容器
1615 比较器
1616 基准电压源
1617 逆变器
1618 与(AND)电路
D1、D2 二极管
EVENT 事件信号
GND 地线
HIN 逻辑输入信号(高侧控制用)
HO 高侧输出信号
HQ 高侧功率器件
HVN1、HVN2 nMOS晶体管
LIN 逻辑输入信号(低侧控制用)
ILQ 电流(高侧功率器件的主电流)
IS 电流信号
LO 低侧输出信号
LQ 低侧功率器件
LSR1、LSR2 电阻
MPLS 输出信号
OC_OUT 过电流检测信号
REF1 基准电压
RESET 复位信号
RFP1、RFP2、RLQ 电阻
SENSE 高侧电位的检测信号
SET 设置信号
STOP 信号(用于阻止过电流检测信号OC_OUT)
VB 高侧电源电位
VCC 低侧电源电位
VOC 过电流信号
VS 高侧基准电位

Claims (6)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
高侧驱动电路，该高侧驱动电路根据高侧逻辑信号驱动以图腾柱方式连接的高侧功率器件；
高侧电位检测电路，该高侧电位检测电路检测高侧电位；
高侧电位判定电路，该高侧电位判定电路根据所述高侧电位检测电路所检测出的所述高侧电位的变化，输出事件信号；
低侧驱动电路，该低侧驱动电路根据低侧逻辑信号驱动以图腾柱方式连接的低侧功率器件；
过电流检测电路，该过电流检测电路在输入表示所述低侧功率器件的主电流电流值的电流信号，并检测出过电流时，输出用于断开所述低侧功率器件的过电流检测信号；以及
过电流检测判定电路，该过电流检测判定电路基于所述高侧逻辑信号以及所述事件信号，判定是否将所述过电流检测信号传输至所述低侧驱动电路，
所述过电流检测判定电路使所述事件信号输出前因所述低侧功率器件导通而检测到的所述过电流检测信号无效。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述过电流检测判定电路具有：第1逆变器，该第1逆变器输入所述高侧逻辑信号；第1AND电路，该第1AND电路的一个输入连接所述第1逆变器的输出，另一个输入中输入所述事件信号；第2逆变器，该第2逆变器的输入连接所述第1AND电路的输出；以及第2AND电路，该第2AND电路的一个输入连接所述第2逆变器的输出，另一个输入中输入来自所述过电流检测电路的所述过电流检测信号，其输出与所述低侧驱动电路连接。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述过电流检测判定电路还具有RS触发器，该RS触发器配置于所述第1AND电路与所述第2逆变器之间，设置端子与所述第1AND电路的输出连接，复位端子以接收所述低侧逻辑信号的反转信号的方式连接，其输出与所述第2逆变器的输入连接。
4.如权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于，
所述过电流检测电路具有比较器，该比较器将所述电流信号和过电流检测阈值进行比较；RS触发器，当所述电流信号超过了所述过电流检测阈值时，该RS触发器保持所述比较器输出的过电流检测状态信号，并输出所述过电流检测信号；延迟电路，该延迟电路将所述过电流检测信号延迟规定时间；第3逆变器，该第3逆变器的输入连接所述比较器的输出；以及第3AND电路，该第3AND电路的一个输入连接所述延迟电路的输出,另一个输入连接所述第3逆变器的输出,其输出与所述RS触发器的复位端子连接。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述高侧电位检测电路检测高侧基准电位或高侧电源电位作为所述高侧电位。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述事件信号是所述高侧电位上升后即被触发的上升沿触发电路的输出信号。
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