CN111279569B - 电源保护电路 - Google Patents

Abstract

电源保护电路(10a)是对将直流电源(1)和负载电路(3)连接的电源线中插入的保护开关(2)进行控制的电源保护电路(10a)，具备与保护开关(2)连接的电路部(4a)、和将电路部(4a)的动作状态切换为第一状态或第二状态的控制部(5a)，第一状态是在保护开关(2)是控制端子被与第一导电型的半导体层连接的第一半导体开关的情况下能够驱动保护开关(2)的动作状态，第二状态是在保护开关(2)是控制端子被与不同于一导电型的第二导电型的半导体层连接的第二半导体开关的情况下能够驱动保护开关(2)的动作状态。

Description

电源保护电路

技术领域

本申请涉及电源保护电路。

背景技术

已知在直流电源与负载电路之间设置保护开关、在检测到负载电路的异常的情况下将保护开关切断的现有技术的电源保护电路。关于这样的电源保护电路，利用图30以及图31进行说明。

图30是表示现有技术的电源保护电路的概略结构的电路图。如图30所示，电源保护电路被插入于将直流电源801和负载电路803连接的电源线。电源保护电路具备保护开关802和控制电路804。此外，控制电路804在通常时使保护开关802导通而向负载电路803传递来自直流电源801的电力。此外，如果控制电路804基于来自负载电路803的信息而检测到异常，则将保护开关802切断，使来自直流电源801的供电停止。由此，防止负载电路803的进一步损坏，并且保护直流电源801。

此外，图31是表示专利文献1中公开的现有技术的电源保护电路的结构的电路图。图31所示的电源装置901具备直流电源902、作为负载电路的电路块906、和构成电源保护电路的控制块903、第一开关电路904及第二开关电路905。第一开关电路904具有晶体管941和电阻942及944。第二开关电路905具有由晶体管951和电阻952及953构成的开关、二极管957和电容器956的并联电路、以及反馈电阻954。

图31所示的控制块903在启动时将通断控制信号934设为H电平(即，HIGH电平)。由此，向电容器956流过充电电流i12，晶体管951导通，晶体管941的基极电流i11流通，第一开关电路904接通。通常，在电源线906A中产生电压，经由反馈电阻954流通电流i13，即使通过电容器956的满充电而i12消失，第一开关电路904的晶体管941也被维持导通，向电路块906供电。

在异常时，如果电源线906A与接地线短路，则在电容器956的充电电流i12流通的期间，由于第一开关电路904导通，所以过电流流向第一开关电路904。但是，由于反馈电流i13不流通，所以如果i12消失则晶体管951截止，第一开关电路904断开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－86460号公报

在图30以及图31所示那样的现有技术的电源保护电路中，作为保护开关而使用PNP晶体管(或PchMOSFET)，但也有使用NPN晶体管(或NchMOSFET)的情况。通常，如果是相同形状则NPN晶体管(或NchMOSFET)能够使导通时的导通电压较低，但作为驱动电压而需要比电源电压高的电压从而存在驱动电路的复杂化的课题。设计者必须根据要求性能及价格目标来选择适当的器件作为保护开关。

发明内容

本申请的目的在于，提供保护开关的选择广、能够实现设计的容易化的电源保护电路。

为了达成上述目的，本申请的一实施方式的电源保护电路，是控制在将直流电源和负载电路连接的电源线中插入的保护开关的电源保护电路，具备与上述保护开关连接的电路部、和将上述电路部的动作状态切换为第一状态或第二状态的控制部，上述第一状态是，在上述保护开关是控制端子被与第一导电型的半导体层连接的第一半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态，上述第二状态是，在上述保护开关是控制端子被与不同于上述第一导电型的第二导电型的半导体层连接的第二半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态。

根据本申请，能够提供保护开关的选择广、能够实现设计的容易化的电源保护电路。

附图说明

图1是实施方式1的电源保护电路的整体电路图。

图2与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

图3与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

图4与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

图5与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

图6与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

图7A是表示实施方式1的控制部的结构的框图。

图7B是表示实施方式1的判定电路的详细结构的电路图。

图7C是表示实施方式1的控制部的驱动逻辑块的结构的电路图。

图7D是表示实施方式1的第一开关～第五开关的各动作的状态的表。

图8是实施方式2的电源保护电路的整体电路图。

图9与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

图10与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

图11与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

图12与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

图13与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

图14A是表示实施方式2的控制部的驱动逻辑块的结构的电路图。

图14B是表示实施方式2的第一开关～第五开关的各动作的状态的表。

图15是实施方式3的电源保护电路的整体电路图。

图16与实施方式3的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

图17与实施方式3的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

图18与实施方式3的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

图19与实施方式3的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

图20与实施方式3的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

图21A是表示实施方式3的控制部的驱动逻辑块的结构的电路图。

图21B是表示实施方式3的第一开关～第五开关的各动作的状态的表。

图22是实施方式4的电源保护电路的整体电路图。

图23与实施方式4的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

图24与实施方式4的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

图25与实施方式4的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

图26与实施方式4的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

图27与实施方式4的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

图28A是表示实施方式4的控制部的驱动逻辑块的结构的电路图。

图28B是表示实施方式4的第一开关～第四开关以及第二整流元件的各动作的状态的表。

图29是实施方式5的电源保护电路的整体电路图，是说明启动时测试模式的动作的图。

图30是表示现有技术的电源保护电路的概略结构的电路图。

图31是表示专利文献1所公开的现有技术的电源保护电路的结构的电路图。

具体实施方式

以下，关于实施方式的电源保护电路，参照附图进行说明。

本实施方式的电源保护电路，是对将直流电源和负载电路进行连接的电源线中插入的保护开关进行控制的电源保护电路，具备连接于上述保护开关的电路部、以及将上述电路部的动作状态切换为第一状态或第二状态的控制部，上述第一状态为，在上述保护开关是控制端子被连接于第一导电型的半导体层的第一半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态，上述第二状态为，在上述保护开关是控制端子被连接于不同于上述第一导电型的第二导电型的半导体层的第二半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态。

此外，在各附图中，作为保护开关，表示PchMOSFET来代表控制端子被连接于第一导电型的半导体层的第一半导体开关，表示NchMOSFET来代表控制端子被连接于第二导电型的半导体层的第二半导体开关。

另外，以下的实施方式均表示本申请的一具体例，数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等是一例而不限定本申请。此外，以下的实施方式的构成要素中，关于表示本申请的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素来说明。

此外，有将超过必要的详细说明省略的情况。例如，有将已知事项的详细说明及对实质相同的结构的重复说明省略或简化的情况。这是为了避免以下的说明不必要地冗长而使本领域技术人员容易理解。

此外，各图并不一定严格地做出图示。在各图中，对实质相同的结构赋予相同标号。

(实施方式1)

参照附图对实施方式1的电源保护电路进行说明。

图1是实施方式1的电源保护电路的整体电路图。

如图1所示，电源保护电路10a是控制被插入到将直流电源1和负载电路3连接的电源线中的保护开关2的电路。电源保护电路10a具备与保护开关连接的电路部4a、以及将电路部4a的动作状态切换为第一状态或第二状态的控制部5a。

电路部4a的第一状态是，在保护开关2是控制端子被与第一导电型的半导体层连接的第一半导体开关的情况下能够将保护开关2进行驱动的动作状态。电路部4a的第二状态是，在保护开关2是控制端子被与不同于第一导电型的第二导电型的半导体层连接的第二半导体开关的情况下能够将保护开关进行驱动的动作状态。以下，将第一导电型设为N型，将第二导电型设为P型。作为控制端子被与第一导电型的半导体层连接的第一半导体开关，例如可以举出P沟道、PNP型的半导体开关等。作为控制端子被与第二导电型的半导体层连接的第二半导体开关，例如可以举出N沟道、NPN型的半导体开关等。以下，表示作为第一半导体开关以及第二半导体开关而分别使用PchMOSFET以及NchMOSFET的例子。

电路部4a具有：第一电源电路，生成比直流电源1的高电位侧的输出电压即电源电压VB低第一半导体开关的第一驱动电压的第一电位；第一驱动电路，在第一状态下将第一电位向控制端子施加；第二驱动电路，在第二状态下，向第二半导体开关的控制端子与保护开关2和负载电路3的连接点之间施加第二半导体开关的第二驱动电压。

电路部4a具有与直流电源1连接的电源端子TVB、与保护开关2的控制端子连接的驱动端子HG、第一端子BX、与保护开关2的输出端子和负载电路3连接的负载端子TVIN、以及与接地电位连接的接地端子TG。

在本实施方式中，电路部4a具有电压源46、电流源47、第一开关41a、第二开关42a、第三开关43a、第四开关44a和第五开关45a。此外，电路部4a在第二状态下具有第一电容器40a。

第一电容器40a是用于将电压保持的元件，连接在第一端子BX与驱动端子HG之间。

电压源46是生成保护开关2的驱动电压VT的电压生成部，在实施方式1中，是齐纳二极管。这里，驱动电压VT例如在保护开关是NchMOSFE的情况下是指能够驱动栅极的电压。驱动电压VT是为了向保护开关2的接通或断开进行切换而使用的电压，是指为了驱动保护开关2而需要的阈值电压以上的电压。另外，本实施方式中，第一半导体开关的驱动电压即第一驱动电压与第二半导体开关的驱动电压即第二驱动电压都等于驱动电压VT。

电压源46连接在电源端子TVB与电流源47之间。电压源46的阴极端子与电源端子TVB连接，阳极端子与电流源47连接。

电流源47是输出一定的电流的电路。电流源47连接在电压源46与接地端子TG之间。电流源47的高电位侧的端子与电压源46连接，低电位侧的端子与接地端子TG连接。

电压源46与电流源47的串联电路被连接于直流电源1，构成第一电源电路。

第一开关41a～第五开关45a分别是通过控制部5a而被接通或断开的开关元件。作为第一开关41a～第五开关45a例如能够使用MOSFET等半导体开关。

第一驱动电路具有被连接在电压源46和电流源47的连接点与保护开关2的控制端子之间的第一开关41a、以及被连接在直流电源1与保护开关2的控制端子之间的第二开关42a。

第二驱动电路具有与第一开关41a并联连接的第一电容器40a和第三开关43a的串联电路、被连接在第一电容器40a和第三开关43a的连接点即第一端子BX与保护开关2的输出端子(即负载端子TVIN)之间的第四开关44a、以及被连接在保护开关2的控制端子与输出端子之间的第五开关45a。

控制部5a根据直流电源1的电源电压VB、第一端子BX的第一电压VBX、以及保护开关2的输出端子的电压即输出电压VIN，使电路部4a的第一开关41a～第五开关45a的每一个接通或断开，从而切换电路部4a的状态。控制部5a的详细结构后述。

接着，利用图2～图4，对电路部4a为第二状态的情况的电源保护电路10a的动作进行说明。这里，说明保护开关2是NchMOSFET的情况的例子。另外，虽然在图2～图4中予以省略，但关于对保护开关2是NchMOSFET这一情况进行判定的控制部5a的判定电路，在后面描述。

图2与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明保护开关2是NchMOSFET的情况下的第一通常动作的图。在通常动作中，第一开关41a以及第五开关45a被固定为断开，第二开关42a以及第三开关43a同步地被反复接通或断开，第四开关44a被与第二开关42a反相位地反复接通或断开。各开关的开关频率设定为从100kHz到几MHz的高频。在图2所示的第一通常动作中，第二开关42a以及第三开关43a接通，第四开关44a断开。此时，如图2中的虚线箭头A那样流通电流，第一电容器40a被施加驱动电压VT。驱动电压VT是第一电源电路中作为齐纳二极管的电压源46生成的栅极驱动电压。此时，由NchMOSFET构成的保护开关2的控制端子即栅极被施加电源电压VB，如果保护开关2的源极电压、即保护开关2的输出电压VIN是电源电压VB，则栅极－源极间无电位差，保护开关2断开。另外，虽然没有图示，但负载电路3在负载端子TVIN－GND间具有平滑电容器，通过该平滑电容器来保持负载电路3的动作所需要的直流电压。

图3与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明保护开关2为NchMOSFET的情况的第二通常动作的图。

在图3所示的第二通常动作中，第二开关42a以及第三开关43a断开，第四开关44a接通。此时，如图3中的虚线箭头B那样流通电流，第一电容器40a的电压被向保护开关2的栅极－源极间施加。第一电容器40a的电压是上述的驱动电压VT，保护开关2接通。

如以上那样，在第一通常动作中向第一电容器40a施加驱动电压VT，在第二通常动作中将第一电容器40a的驱动电压VT向保护开关2的栅极－源极间施加，将这样的动作以高频反复地进行，由此保护开关2以高频被反复接通及断开。第二通常动作中从电源电压VB经由保护开关2向负载电路3供电，负载端子TVIN－GND间的平滑电容器被充电为电源电压VB。负载电路3始终被稳定供给电源电压VB。即，控制部5a在通常时将第一开关41a以及第五开关45a设为断开状态，将第二开关42a以及第三开关43a以规定的周期同时地接通或断开，并且，与第二开关42a交替地将第四开关44a接通或断开，由此将保护开关2接通或断开。另外，为了省电，电流源47也可以停止动作。

图4与实施方式1的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。另外，附图中虽然进行了省略，但关于检测负载电路3的异常的电路在后面叙述。

根据图4，例如，当负载端子TVIN－GND间短路或成为低阻抗等负载电路3的异常状态被检测到，则控制部5a将第五开关45a接通。由此，保护开关2的栅极－源极间短路，从而保护开关2断开。此外，第四开关44a被接通而将第一电容器40a放电。此外，第一开关41a、第二开关42a以及第三开关43a被断开。由于保护开关2断开，从而从直流电源1向负载电路3的供电被切断。即，控制部5a在异常时将第一开关41a、第二开关42a以及第三开关43a断开，并且将第四开关44a以及第五开关45a接通，由此将保护开关2切断。由此，能够防止负载电路3的进一步损坏，保护直流电源1。另外，为了省电，电流源47也可以停止动作。

接着，利用图5以及图6，对电路部4a是第一状态的情况的电源保护电路10a的动作进行说明。这里，说明实施方式1的电源保护电路10a中的保护开关2是PchMOSFET的情况。该情况下，不需要图2～图4中的第一电容器40a。此外，在第一状态下，通过控制部5a，第三开关43a、第四开关44a以及第五开关45a被断开，第三开关43a与第四开关44a的连接点即第一端子BX被与电源端子TVB连接。另外，在图5以及图6中虽然进行了省略，但在后面叙述根据第一端子BX是电源电压VB这一情况而对保护开关2是PchMOSFET进行判定的控制部5a的判定电路。

图5与实施方式1的电源保护电路10a的动作有关，是特别说明保护开关2是PchMOSFET的情况的通常动作的图。

根据图5，第二开关42a被断开，第一开关41a被接通。此时，由PchMOSFET构成的保护开关2的栅极被施加比源极电压低驱动电压VT的电压，所以保护开关2始终为接通状态。即，控制部5a在通常时将第一开关41a设为接通状态，将第二开关42a、第三开关43a、第四开关44a以及第五开关45a设为断开状态，从而使保护开关2导通。由于保护开关2接通，所以负载电路3被稳定地供给电源电压VB。

图6与实施方式1的电源保护电路10a的动作有关，是特别说明保护开关2为PchMOSFET的情况的异常时保护动作的图。另外，在附图中虽然进行了省略，但在后面叙述对负载电路3的异常进行检测的电路。

根据图6，例如，当负载端子TVIN－GND间短路或成为低阻抗等负载电路3的异常状态被检测到，则控制部5a将第二开关42a固定为接通，将第一开关41a固定为断开。由此，保护开关2的栅极－源极间短路，所以保护开关2断开。通过断开保护开关2，从直流电源1向负载电路3的供电被切断。即，控制部5a在异常时将第二开关42a设为接通状态，并且将第一开关41a、第三开关43a、第四开关44a以及第五开关45a设为断开状态，从而将保护开关2切断。由此，能够防止负载电路3的进一步损坏，保护直流电源1。此外，为了省电，电流源47也可以停止动作。

此外，实施方式1的电源保护电路10a可以采用如下结构：作为集成电路，至少将电压源46、电流源47以及第一开关41a～第五开关45a集成电路化，并将第一电容器40a与该集成电路连接。在保护开关2是第一半导体开关的情况下，不连接第一电容器40a，将第三开关43a与第四开关44a的连接点即该集成电路的第一端子BX连接于直流电源1或接地电位。控制部5a，当检测到在电源保护电路10a启动时第一端子BX的电位是直流电源1的电源电压或接地电位，则判定为保护开关2是第一半导体开关。

接着，利用图7A～图7D，说明对保护开关2是作为第二半导体开关的一例的NchMOSFET还是作为第一半导体开关的一例的PchMOSFET进行判定、并且对负载电路3是否正常动作进行判定的判定电路、以及与判定电路的输出对应地将各开关驱动的驱动逻辑块(driving logic)的动作。

图7A是表示实施方式1的控制部5a的结构的框图。判定电路60被输入电源电压VB、第一端子BX的第一电压VBX和保护开关2的输出电压VIN。判定电路60根据输入信号，输出表示保护开关2是NchMOSFET并且负载电路3是通常动作状态的信号N/n、表示保护开关2是NchMOSFET并且负载电路3是异常状态的信号N/a、表示保护开关2是PchMOSFET并且负载电路3是通常动作状态的信号P/n、表示保护开关2是PchMOSFET并且负载电路3是异常状态的信号P/a。驱动逻辑块70a被输入信号N/n、N/a、P/n、P/a以及时钟脉冲信号Clk，输出向各开关的驱动信号。

图7B是表示实施方式1的判定电路60的详细结构的电路图。电源电压VB被电阻61以及电阻62分压而生成中间电位，第一端子BX与该中间电位点连接。由此，在电源保护电路10a的全部开关为断开状态的启动前，在保护开关2为NchMOSFET的情况下，第一端子BX成为电源电压VB的中间电位。另一方面，保护开关2为PchMOSFET的情况下，第一端子BX与电源电压VB(或GND电位)连接。第一比较器65在第一端子BX的电位比电源电压VB低第一规定电压的情况下输出H电平的信号，第二比较器67在第一端子BX的电位比GND电位高第二规定电压的情况下输出H电平的信号。这里，第一规定电压由电压源63和齐纳二极管64的串联电路生成，第二规定电压由电压源66生成。因而，在第一比较器65以及第二比较器67的输出的逻辑积即第一AND电路68的输出为H电平的情况下，判定电路60判定为，第一端子BX的电位处于电源电压VB的中间电位并且保护开关2为NchMOSFET。相反，在第一AND电路68的输出为L电平(Low电平)的情况下，判定电路60判定为，第一端子BX的电位为电源电压VB或GND电位并且保护开关2为PchMOSFET。

另外，实施方式1的电源保护电路10a中，在保护开关2为PchMOSFET的情况下向第一端子BX施加电源电压VB，所以判定电路60的齐纳二极管64不需要。齐纳二极管64是为了使判定电路60在后述的实施方式3中也能够通用而附加的。实施方式3中，在保护开关2为PchMOSFET的情况下，向第一端子BX施加电压(VB－VT)这一点不同于其他实施方式。

接着，由监视比较器105，将保护开关2的输出电压VIN与另行设定的规定电位进行比较。该规定电位是比电源电压VB低阈值电压发生器106的电压的电位。在输出电压VIN比规定电位高的情况下，监视比较器105输出H电平的信号，判定为负载电路3正常，在输出电压VIN比规定电位低的情况下，监视比较器105输出L电平的信号，判定为负载电路3异常。通过用逻辑电路71分配上述判定结果，输出信号N/n、N/a、P/n、P/a。逻辑电路71如图7B所示，包括4个AND电路711～714和2个反相器(inverter)715以及716。

图7C是表示实施方式1的控制部5a的驱动逻辑块70a的结构的电路图。图7D是表示实施方式1的第一开关41a～第五开关45a的各动作的状态的表。详细说明虽然省略，但通过图7C所示那样的逻辑电路，得到图7D所示那样的各开关的状态。

如以上那样，根据实施方式1的电源保护电路10a，由第一电源电路生成比输入电源低驱动电压VT的电位。在由判定电路60判定为保护开关2是PchMOSFET并且负载电路3正常的情况下，由第一驱动电路向由PchMOSFET构成的保护开关2的栅极施加比电源电压VB低驱动电压VT(第二驱动电压)的电位而将保护开关2接通。接着，在由判定电路60判定为保护开关2是PchMOSFET并且负载电路3异常的情况下，使由PchMOSFET构成的保护开关2的栅极－源极间短路而将保护开关2断开。此外，在由判定电路60判定为保护开关2是NchMOSFET并且负载电路3正常的情况下，由第二驱动电路向由NchMOSFET构成的保护开关2的栅极施加比电源电压VB高驱动电压VT(第一驱动电压)的电位而将保护开关2接通。接着，在由判定电路60判定为保护开关2是NchMOSFET并且负载电路3异常的情况下，使由NchMOSFET构成的保护开关2的栅极－源极间短路而将保护开关2断开。这样，根据本实施方式的电源保护电路10a，无论保护开关2是PchMOSFET还是NchMOSFET都能够控制，保护开关2的选择广，设计能够容易化。

此外，实施方式1的电源保护电路10a通过被做成集成电路而能够进一步实现设计的容易化以及低价格化。

此外，通过对保护开关控制用端子的连接状态进行检测，在启动时自动判定保护开关2是PchMOSFET还是NchMOSFET，所以不需要判定用的专用端子从而集成化容易。

此外，由于在启动时能够监视负载电路3的状态而检测异常，所以能够实现安全电平高的电源系统。

另外，在上述的判定电路60中，作为一例，通过监视输出电压VIN而检测负载电路3的异常状态，但电源保护电路10a中的异常判定不限于该方法。例如，也可以检测流过保护开关2的向负载电路3的供给电流，在该供给电流为规定值以上的情况下判定为异常。此外，也可以并用通过输出电压VIN的监视而进行的检测和供给电流的检测。供给电流的检测能够利用与保护开关2串联地插入电阻并检测其电压降的方法、检测保护开关2的接通电压的方法等来实现，但本申请不限定检测方法。

(实施方式2)

对实施方式2的电源保护电路进行说明。实施方式2的电源保护电路主要在第一驱动电路以及第二驱动电路的结构方面不同于实施方式1的电源保护电路10a。以下，参照附图，对实施方式2的电源保护电路，以与实施方式1的电源保护电路10a的不同点为中心进行说明。

图8是实施方式2的电源保护电路10b的整体电路图。

如图8所示，实施方式2的电源保护电路10b具备电路部4b和控制部5b。

电路部4b具有与直流电源1连接的电源端子TVB、与保护开关2的控制端子连接的驱动端子HG、第一端子BX、连接端子TC、与保护开关2的输出端子和负载电路3连接的负载端子TVIN、以及与接地电位连接的接地端子TG。

本实施方式中，电路部4b具有电压源46、电流源47、第一开关41b、第二开关42b、第三开关43b、第四开关44b和第五开关45b。此外，电路部4b在第二状态下具备第一电容器40b。此外，在电路部4b的驱动端子HG与负载端子TVIN之间，连接有放电电阻48。

电路部4b具有第一电源电路、第一驱动电路和第二驱动电路。

第一电源电路具有与直流电源1连接的电压源46和电流源47的串联电路。

第一驱动电路具有在电压源46和电流源47的连接点与保护开关2的控制端子之间连接的第一开关41b、以及在直流电源1与保护开关2的控制端子之间连接的第二开关42b和第三开关43b的串联电路。

第二驱动电路与第一驱动电路共用第二开关42b，第二驱动电路具有在电压源46和电流源47的连接点与保护开关2的输出端子之间连接的第四开关44b和第五开关45b的串联电路、在第二开关42b和第三开关43b的连接点与第四开关44b和第五开关45b的连接点之间连接的第一电容器40b、以及在保护开关2的控制端子与输出端子之间设置的放电电阻48。

在将电路部4b设为第一状态的情况下，控制部5b将第二开关42b设为接通状态，并且将第四开关44b以及第五开关45b的至少一个设为断开状态，在通常时，将第一开关41b设为接通状态，并且将第三开关43b设为断开状态而使保护开关2导通。控制部5b在异常时将第三开关43b设为接通状态并且将第一开关41b设为断开状态而将保护开关2切断。

在将电路部4b设为第二状态的情况下，控制部5b将第一开关41b设为断开状态，在通常时，将第二开关42b以及第四开关44b以规定的周期同时地接通或断开，并且将第三开关43b以及第五开关45b与第二开关42b交替地接通或断开而使保护开关2导通。控制部5b在异常时将第二开关42b以及第四开关44b接通，并且将第三开关43b以及第五开关45b设为断开状态而将保护开关2切断。

此外，实施方式2的电源保护电路采用以下结构，即：关于集成电路化，至少将电压源46、电流源47以及上述的第一开关41b～第五开关45b集成电路化，并将第一电容器40b与该集成电路连接。在保护开关2是第一半导体开关的情况下，第一电容器40b不连接，将第四开关44b与第五开关45b的连接点即该集成电路的第一端子BX连接于直流电源1，如果在电源保护电路10b启动时检测到第一端子BX的电位是直流电源1的电源电压则判定为保护开关2是第一半导体开关。

此外，上述的实施方式1中在通常动作中栅极电容被放电，保护开关2断开，但在实施方式2中，设定为将栅极电压保持从而使接通状态持续。因而，能够降低伴随保护开关2的接通及断开的电力损失。

接着，利用图9～图11，说明电路部4b为第二状态的情况的电源保护电路10b的动作。这里，说明保护开关2为NchMOSFET的情况。

图9与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

根据图9，在通常动作中第一开关41b被固定为断开，第二开关42b以及第四开关44b同步地被反复接通或断开，第三开关43b以及第五开关45b以反相位被反复接通或断开。此外，在第一通常动作中，第二开关42b以及第四开关44b接通，第三开关43b以及第五开关45b断开。此外，如图9所示的虚线箭头C那样流通电流，向第一电容器40b施加驱动电压VT。此时，由NchMOSFET构成的保护开关2的栅极被以由放电电阻48的电阻值R和保护开关2的栅极电容C决定的时间常数CR放电。通过以使时间常数CR相比于开关控制信号的周期足够大的方式设定R，从而保护开关2的栅极电压被保持。

图10与实施方式2的电源保护电路10b的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

根据图10，使第二开关42b和第四开关44b断开，使第三开关43b以及第五开关45b接通。此时，如图10所示的虚线箭头D那样流通电流，将第一电容器40b的电压向保护开关2的栅极施加。此外，保护开关2的栅极－源极间被维持为驱动电压VT(第一驱动电压)，保护开关2接通。

图11与实施方式2的电源保护电路10b的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

根据图11，作为异常时保护动作，保持上述的第一通常动作的状态。此外，保护开关2的栅极电容的电荷被放电电阻48放电，保护开关2最终被断开。另外，为了省电，电流源47也可以停止动作。

接着，利用图12、图13，说明电路部4b为第一状态的情况的电源保护电路10b的动作。这里，说明实施方式2的电源保护电路10b中的保护开关2是PchMOSFET的情况。该情况下，不需要图9～图11中的第一电容器40b。此外，在第一状态下，控制部5b将第二开关42b设为接通状态，将第四开关44b设为断开状态。

图12与实施方式2的电源保护电路的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

根据图12，控制部5b在通常动作中将第一开关41b设为接通状态，将第三开关43b设为断开状态。另外，第五开关45b既可以接通也可以断开。此外，由PchMOSFET构成的保护开关2的栅极由于被施加比源极电压低驱动电压VT(第二驱动电压)的电压，所以保护开关2始终接通。

图13与实施方式2的电源保护电路10b的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

根据图13，当检测到负载电路3的异常状态，则控制部5b将第二开关42b以及第三开关43b固定为接通状态，并且将第一开关41b固定为断开状态，通过使保护开关2的栅极－源极间短路而使其断开。另外，为了省电，电流源47也可以停止动作。

接着，关于控制部5b的结构，利用图14A以及图14B进行说明。图14A是表示实施方式2的控制部5b的驱动逻辑块70b的结构的电路图。图14B是表示实施方式2的第一开关41b～第五开关45b的各动作的状态的表。本实施方式的控制部5b，取代实施方式1的控制部5a的驱动逻辑块70a而具有图14A所示的驱动逻辑块70b。详细说明虽然省略，但通过图14A所示那样的逻辑电路，得到图14B所示那样的各开关的状态。

如以上那样，根据实施方式2的电源保护电路10b，也能够得到与实施方式1的电源保护电路10a相同的效果。

(实施方式3)

对实施方式3的电源保护电路进行说明。实施方式3的电源保护电路主要在第一驱动电路以及第二驱动电路的结构方面不同于实施方式1以及实施方式2的各电源保护电路。以下，参照附图，关于实施方式3的电源保护电路，以与上述的实施方式1以及实施方式2的各电源保护电路的不同点为中心进行说明。

图15是实施方式3的电源保护电路10c的整体电路图。

如图15所示，实施方式3的电源保护电路10c具备电路部4c和控制部5c。

电路部4c具有与直流电源1连接的电源端子TVB、与保护开关2的控制端子连接的驱动端子HG、第一端子BX、第二端子52c、第三端子53c、与保护开关2的输出端子和负载电路3连接的负载端子TVIN、以及与接地电位连接的接地端子TG。第一端子BX是第二开关42c与第三开关43c的连接点。第二端子52c是电压源46与电流源47的连接点。第三端子53c是第一开关41c与电压源46的连接点。

本实施方式中，电路部4c具有电压源46、电流源47、第一开关41c、第二开关42c、第三开关43c、第四开关44c和第五开关45c。此外，电路部4c在第二状态下具备第一电容器50c以及第二电容器40c。

电路部4c具有第一电源电路、第一驱动电路和第二驱动电路。

第一电源电路具有与直流电源1连接的第一开关41c与电压源46与电流源47的串联电路。

第一驱动电路具有在第一开关41c和电压源46的连接点与保护开关2的控制端子之间连接的第二开关42c和第三开关43c的串联电路。

第二驱动电路与第一驱动电路共用第二开关42c，第二驱动电路具有在第一端子BX与保护开关2的输出端子之间连接的第一电容器50c、在电压源46和电流源47的连接点与保护开关2的输出端子之间连接的第四开关44c、以及在保护开关2的控制端子与输出端子之间连接的第五开关45c。

保护开关2是第一半导体开关的情况下，即，电路部4c是第一状态的情况下，第一电容器50c不被连接，第一端子BX和第二端子52c被连接。控制部5c将第一开关41c以及第三开关43c设为接通状态，将第四开关44c以及第五开关45c设为断开状态。控制部5c在通常时将第二开关42c设为断开状态而使保护开关2导通，在异常时将第二开关42c设为接通状态而将保护开关2切断。

在保护开关2是第二半导体开关的情况下，即，在电路部4c是第二状态的情况下，第一端子BX和第二端子52c不被连接。通常时，控制部5c将第一开关41c以规定的周期接通或断开，将第二开关42c以及第四开关44c与第一开关41c交替地接通或断开，将第三开关43c设为接通状态，将第五开关45c设为断开状态而使保护开关2导通。控制部5c在异常时将第五开关45c设为接通状态，将第一开关41c～第四开关44c设为断开状态而将保护开关2切断。

此外，实施方式3的电源保护电路10c可以构成为，作为集成电路，至少将电压源46、电流源47和第一开关41c～第五开关45c集成电路化，将第一电容器50c以及第二电容器40c与上述的集成电路连接。在保护开关2是第一半导体开关的情况下，第一电容器50c不连接，将第一端子BX和第二端子52c连接，在电源保护电路10c启动时如果检测到第一端子BX的电位为规定值以上则判定为保护开关2是第一半导体开关。

接着，利用图16～图18，说明电路部4c是第二状态的情况的电源保护电路10c的动作。这里，说明保护开关2是NchMOSFET的情况。该情况下，控制部5c将第二开关42c以及第四开关44c同步地接通或断开，将第一开关41c以反相位接通或断开。

图16与实施方式3的电源保护电路10c的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第一通常动作的图。

根据图16，在第一通常动作中，控制部5c使第二开关42c、第四开关44c以及第五开关45c断开，使第一开关41c以及第三开关43c接通。由此，如图16所示的虚线箭头E那样，电流流通而向第二电容器40c的两极间施加驱动电压VT(第一驱动电压)。此时，由NchMOSFET构成的保护开关2的栅极－源极间被施加第一电容器50c的电压，保护开关2接通。

图17与实施方式3的电源保护电路10c的动作有关，是特别说明NchMOSFET的第二通常动作的图。

根据图17，第二通常动作中，控制部5c将第二开关42c以及第四开关44c接通，将第一开关41c断开。此时，如图17所示的虚线箭头F那样流通电流，从第二电容器40c向第一电容器50c供电。此外，保护开关2的栅极电压上升。另外，为了省电，电流源47可以停止动作。

图18与实施方式3的电源保护电路10c的动作有关，是特别说明NchMOSFET的异常时保护动作的图。

根据图18，作为异常时保护动作，控制部5c将第五开关45c接通，将保护开关2断开，将第一开关41c～第四开关44c固定为断开。另外，为了省电，电流源47可以停止动作。

接着，利用图19以及图20，说明与实施方式3的电源保护电路10c有关的保护开关2是第一半导体开关的情况。该情况下，不需要第一电容器50c以及第二电容器40c。此外，控制部5c将第一开关41c以及第三开关43c接通，将第四开关44c以及第五开关45c断开。此外，第一端子BX和第二端子52c被连接。

图19与实施方式3的电源保护电路10c的动作有关，是特别说明PchMOSFET的通常动作的图。

如图19所示，作为通常动作，控制部5c将第二开关42c断开。此外，由PchMOSFET构成的保护开关2的栅极被施加比源极电压低驱动电压VT(第二驱动电压)的电压，所以保护开关2被接通。

图20与实施方式3的电源保护电路10c的动作有关，是特别说明PchMOSFET的异常时保护动作的图。

如图20所示，作为异常时保护动作，控制部5c使第二开关42c接通。此外，保护开关2的栅极由于与源极短路，所以保护开关2断开。另外，为了省电，电流源47可以停止动作。

接着，关于控制部5c的结构，利用图21A以及图21B来说明。图21A是表示实施方式3的控制部5c的驱动逻辑块70c的结构的电路图。图21B是表示实施方式3的第一开关41c～第五开关45c的各动作的状态的表。本实施方式的控制部5c，取代实施方式1的控制部5a的驱动逻辑块70a而具有图21A所示的驱动逻辑块70c。详细的说明虽然省略，但通过图21A所示那样的逻辑电路，得到图21B所示那样的各开关的状态。

如以上那样，根据实施方式3的电源保护电路10c，也能够得到与实施方式1的电源保护电路10a相同的效果。

(实施方式4)

对实施方式4的电源保护电路进行说明。为了使向负载电路3的供给电压稳定，有在负载电路3的输入侧设置稳定化电源电路的情况。实施方式4中，关于使用降压转换器作为稳定化电源电路的情况下优选的电源保护电路，以与实施方式1的电源保护电路的不同点为中心，利用图22～图28B进行说明。

图22是实施方式4的电源保护电路10d的整体结构图。如图22所示，电源保护电路10d具备电路部4d和控制部5d。

电路部4d具有与直流电源1连接的电源端子TVB、与保护开关2的控制端子连接的驱动端子HG、第一端子BX、连接端子BY、中间端子LX、调节器端子TVR、与保护开关2的输出端子连接的负载端子TVIN、以及与接地电位连接的接地端子TG。

在与直流电源1连接的保护开关2与负载电路3之间，构成降压转换器。设置在负载电路3的输入侧的降压转换器具有利用控制驱动电路CH及CL而以规定的周期交替地接通或断开的高侧开关QH和低侧开关QL的串联电路，高侧开关QH与保护开关2的输出端子连接，从高侧开关QH与低侧开关QL的连接点即中间端子LX经由包含电感器L和平滑电容器Co的滤波器电路31向负载电路3供给规定的电压。

如图22所示，本实施方式的电源保护电路10d的电路部4d具有包括降压转换器的控制驱动电路CH及CL、与高侧开关QH及低侧开关QL的串联电路。高侧开关QH与保护开关2的输出端子连接。电路部4d还具有：生成比直流电源1低第一驱动电压VT的第一电位的第一电源电路即电压源46以及电流源47、保护开关2是第一半导体开关的情况(即电路部4d是第一状态的情况)下将第一电位向保护开关2的控制端子施加的由第一开关41d～第四开关44d构成的第一驱动电路、利用直流电源1的电源电压生成比接地电位高第二驱动电压VREG的第二电位的由串联调节器等构成的第二电源电路53、以及保护开关2是第二半导体开关的情况下向保护开关2的控制端子与输出端子之间施加第二驱动电压的第二驱动电路。

第二驱动电路具有第一自举电路和第二自举电路，第一自举电路具有在第二电源电路53与高侧开关QH和低侧开关QL的连接点即中间端子LX之间连接的由二极管等构成的第一整流元件49d和第一电容器40d的串联电路，当低侧开关QL接通时从第二电源电路53经由第一整流元件49d向第一电容器40d施加第二驱动电压VREG，第二自举电路具有在第一电容器40d与保护开关2的输出端子之间连接的第二整流元件45d和第二电容器50d的串联电路，当高侧开关QH接通时从第一电容器40d经由第二整流元件45d向第二电容器50d施加第二驱动电压VREG。将第二整流元件45d和第二电容器50d的连接点设为连接端子BY。

第一电源电路具有与直流电源1连接并生成保护开关2的驱动电压VT的包括电压源46以及电流源47的串联电路，第一驱动电路具有连接在电压源46和电流源47的连接点与保护开关2的控制端子之间的第一开关41d和第二开关42d的串联电路、一端连接在保护开关2的控制端子的第三开关43d、连接在第三开关43d的另一端的连接端子BY、以及连接在第一开关41d和第二开关42d的连接点与保护开关2的输出端子之间的第四开关44d。

接着，利用图23～图25，说明电路部4d是第二状态的情况的电源保护电路10b的动作。这里，说明实施方式4的电源保护电路10d的保护开关2是NchMOSFET的情况的动作。该情况下，将第四开关44d接通。另外，为了省电，电流源47可以停止动作。

图23与实施方式4的电源保护电路10d的动作有关，是说明保护开关2为NchMOSFET的第一通常动作的图。

图23所示的第一通常动作是在降压转换器中进行开关动作的高侧开关QH断开且低侧开关QL接通的情况。从第二电源电路53经由第一整流元件49d，如图23所示的虚线箭头H那样流通电流，向第一电容器40d施加电压VREG。第三开关43d为接通状态，在保护开关2的栅极－源极间施加有第二电容器50d的电压。如接下来的第二通常动作中说明的那样，向第二电容器50d供给电荷，保护开关2利用第二电容器50d的电压而成为接通状态。此外，第一开关41d、第二开关42d以及第四开关44d断开，但如上述以及图23～图25那样，第四开关44d也可以是接通状态。

接着，图24与实施方式4的电源保护电路10d的动作有关，是说明保护开关2为NchMOSFET的第二通常动作的图。

图24所示的第二通常动作是在降压转换器中进行开关动作的高侧开关QH为接通且低侧开关QL为断开的情况。由开关构成的第二整流元件45d为接通状态，第一电容器40d的电荷如图24所示的虚线箭头I那样流动，将第二电容器50d充电。第三开关43d为接通状态，在保护开关2的栅极－源极间施加有第二电容器50d的电压，成为接通状态。此外，第一开关41d、第二开关42d以及第四开关44d断开，但如上述以及图23～图25那样，第四开关44d也可以是接通状态。

如以上那样，在实施方式4的电源保护电路10d中，保护开关2为NchMOSFET的通常动作中，上述的第一通常动作和第二通常动作通过降压转换器的开关动作(通常被设定为100kHz～几MHz。)而交替地反复，第二电源电路53输出的电压VREG在第一通常动作时将第一电容器40d充电，在第二通常动作中利用第一电容器40d的电压将第二电容器50d充电。由此，在保护开关2的栅极－源极间始终被施加大致VREG的电压，保护开关2维持接通状态，电源电压VB被向降压转换器输入。

图25与实施方式4的电源保护电路10d的动作有关，是说明保护开关2为NchMOSFET的情况的异常时保护动作的图。

异常时，有负载电路3的异常、降压转换器的异常，在图25中假设由降压转换器的高侧开关QH和低侧开关QL的同时接通带来的保护开关2的输出端子的接地状态。检测到这样的VIN端子电压的异常下降的情况下，将第二开关42d和第四开关44d设为接通状态，将第三开关43d设为断开状态，其他开关设为断开状态，将保护开关2的栅极－源极间电压短路，将保护开关2设为断开状态。由此，能够针对包括降压转换器的负载侧的异常状态保护直流电源1。

接着，利用图26和图27，说明电路部4d是第一状态的情况的电源保护电路10b的动作。这里，说明实施方式4的电源保护电路10d在保护开关2为PchMOSFET的情况下的动作。该情况下，不需要第一电容器40d以及第二电容器50d，将电路部4d的电源端子TVB、第一端子BX和连接端子BY连接。由于第一端子BX或连接端子BY被维持在电源电压VB，所以控制部5d判断为保护开关2是PchMOSFET。第二整流元件45d和第四开关44d设为断开状态。另外，为了省电，第二电源电路53可以停止动作。此外，在作为第一电源电路的电压源46中产生相当于驱动电压VT的电压。

图26与实施方式4的电源保护电路10d的动作有关，是说明保护开关2为PchMOSFET的情况的通常动作的图。

图26所示的通常动作中，将第一开关41d和第二开关42d设为接通状态，将第三开关43d断开。由此，保护开关2的栅极被施加比作为源极电压的输出电压VIN低驱动电压VT(第二驱动电压)的电压，所以保护开关2成为接通状态，电源电压VB被向降压转换器输入。

图27与实施方式4的电源保护电路10d的动作有关，是说明保护开关2是PchMOSFET的情况的异常时保护动作的图。

在图27中，设想例如降压转换器的高侧开关QH和低侧开关QL同时接通而带来的保护开关2的输出端子的接地状态这样的异常时保护动作。在检测到这样的保护开关2的输出端子的电压的异常下降的情况下，控制部5d将第一开关41d和第二开关42d设为断开，将第三开关43d设为接通。由此，保护开关2的栅极－源极间短路，因此保护开关2断开。由此，针对包含降压转换器的负载侧的异常状态而保护直流电源1。另外，此时，为了省电，电流源47可以停止动作。

如以上那样，实施方式4的电源保护电路10d在负载电路3的输入侧、即保护开关2的输出端子处设置降压转换器，保护开关2是NchMOSFET那样的情况下，能够利用降压转换器的开关动作向保护开关2供给驱动电压，所以在电源保护电路10d的控制部5d中不需要生成驱动脉冲。

此外，NchMOSFET的驱动所需要的自举电路在保护开关2是PchMOSFET的情况下不需要。因此，通过将自举电路的第一电容器40d所连接的第一端子BX连接于电源端子TVB，启动时的第一端子BX的第一电压VBX如果是电源电压VB则保护开关2是PchMOSFET，如果是比电源电压VB低的电压则保护开关2是NchMOSFET，这样，能够判断保护开关2是PchMOSFET还是NchMOSFET。

另外，上述中将自举电路的第一端子BX连接于电源端子TVB，但接地到GND也能够判断。能够判断为第一端子BX的电压是电源电压VB或GND的情况下保护开关2是PchMOSFET、是GND与VB的大致中间电压的情况下保护开关2是NchMOSFET的电路可以具有与实施方式1的判定电路60相同的结构。判定电路60中还搭载有对负载电路3的异常进行检测的电路，在实施方式4的判定中也能够同样适用。与判定电路60的输出对应的各开关的动作与实施方式1不同。

接着，关于控制部5d的结构，利用图28A以及图28B来说明。图28A是表示实施方式4的控制部5d的驱动逻辑块70d的结构的电路图。图28B是表示实施方式4的第一开关41d～第四开关44d以及第二整流元件45d的各动作的状态的表。实施方式4的控制部5d，取代实施方式1的控制部5a的驱动逻辑块70a而具有图28A所示的驱动逻辑块70d。详细说明虽然省略，但通过图28A所示那样的逻辑电路，得到图28B所示那样的各开关的状态。

如以上那样，根据实施方式4的电源保护电路10d，也能够得到与实施方式1的电源保护电路10a相同的效果。

(实施方式5)

参照附图，关于实施方式5的电源保护电路，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。

实施方式5的电源保护电路中，控制部具有将保护开关2的输出端子的电位与规定的电位进行比较的比较器、以及在电源保护电路的启动前检查上述比较器是否正常并且在启动时的规定时间使保护开关2强制性导通的监视电路。

图29是实施方式5的电源保护电路的整体电路图，是说明电源保护电路的启动时测试模式的动作的图。

如图29所示，电源保护电路是控制在将直流电源1和负载电路3连接的电源线中插入的保护开关2的电路。电源保护电路具备电压源46、电流源47、监视比较器105、阈值电压发生器106、开关107～110、反相器111及112、延迟时间发生器113、状态锁存电路120～124、以及乘法器125～130。

监视比较器105是将保护开关2的输出端子的电位与规定的电位进行比较的比较器的一例。

此外，本实施方式的监视电路是图29所示的包括阈值电压发生器106、开关107～110、反相器111、112、延迟时间发生器113、状态锁存电路120～124、乘法器125～130的电路。

此外，在检测到保护开关2的输出端子的电压VIN的下降而判断为异常状态的情况下，由于需要避免将启动时的低VIN状态(启动前从VIN＝0上升时)判断为异常，所以在图29中，在保护开关2为断开状态的启动前，进行电压VIN的监视比较器105和保护开关2的测试，测试结果正常的情况下，在由延迟时间发生器113设定的规定时间将保护开关2设为接通状态。

接着，对监视比较器105的测试进行说明。

首先，作为启动时的监视比较器105的测试，在SH检测(H检测)中，如果开关107接通且输出表示监视比较器105的输出为正常值的L电平的信号，则反相器111输出H电平的信号，乘法器125的乘法运算结果成为H电平，状态锁存电路120以SH＿OK＝H进行锁存。此外，在SL检测(L检测)中，如果开关108接通且输出表示监视比较器105的输出为正常值的H电平的信号，则乘法器126输出H电平的信号，状态锁存电路121以SL＿OK＝H锁存。此外，在监视比较器105的检查中，当监视比较器105的H电平的信号的检测、L电平的信号的检测的各结果正常时，SH＿OK＝H且SL＿OK＝H，状态锁存电路122以TS＿OK＝H锁存。

此外，对保护开关2的测试进行说明。

首先，在OFF检测(保护开关2的OFF(断开)状态的检测)中，如果监视比较器105正常，则SX＝H，监视比较器105的输入被与保护开关2的输出端子连接。由于保护开关2断开，所以保护开关2的输出端子的电压VIN成为L电平。当监视比较器105的输出为正常值的H电平时，乘法器127的输出为H，状态锁存电路123以OFF＿OK＝H锁存。此外，在ON检测(保护开关2的ON(接通)状态的检测)中，状态锁存电路123锁存为OFF＿OK＝H后，延迟时间发生器113的输出在延迟时间中是L电平，所以乘法器128的输出为L电平，反相器112的输出为H电平，乘法器129的输出为H电平，开关110接通。因而，延迟时间发生器113的延迟时间中保护开关2也被强制性接通。延迟时间发生器113的延迟时间被设定得比保护开关2的输出端子的电压VIN的上升时间长。

在延迟时间经过后，保护开关2的输出端子的电压VIN正常地上升的情况下，监视比较器105的输出为作为正常值的L电平(反相器111的输出为H电平)，乘法器130的输出成为H电平，状态锁存电路124输出ON＿OK＝H。此外，在通常动作中，延迟时间发生器113的输出为H电平，乘法器128的输出反映监视比较器105的输出。即，如果保护开关2的输出端子的电压VIN高于规定值，则保护开关2接通，如果比规定值下降则保护开关2被断开。

根据以上那样的结构，能够测试保护开关2以及监视比较器105是否正常。实施方式4的控制部能够适用于上述各实施方式的控制部。

(变形例等)

以上，关于本申请的电源保护电路，基于实施方式进行了说明，但本申请不限于上述实施方式。

例如，在以上的实施方式1～4中，将保护开关2设为Nch或Pch的MOSFET进行了说明，但本申请不限定于此。例如保护开关也可以是NPN或PNP型的双极型晶体管。但是，上述各实施方式中，为了使MOSFET为接通状态而生成驱动电压并向MOSFET施加，但在双极型晶体管的情况下需要供给基极电流。因而，在作为保护开关2而使用双极型晶体管的情况下，需要以下这样的电路变更，即：将实施方式1～4中说明的驱动电压向电阻施加，从该电阻向双极型晶体管的基极端子供给基极电流。

此外，对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、在不脱离本申请的主旨的范围内将上述实施方式以及变形例中的构成要素以及功能任意组合而实现的形态也包含于本申请。

本申请的电源保护电路尤其能够作为车载用途的电源保护电路而实现高性能化，在产业上是有用的。

标号说明

1 直流电源

2 保护开关

3 负载电路

4a，4b，4c，4d 电路部

5a，5b，5c，5d 控制部

10a，10b，10c，10d 电源保护电路

40a，40b，40d，50c 第一电容器

40c，50d 第二电容器

41a，41b，41c，41d 第一开关

42a，42b，42c，42d 第二开关

43a，43b，43c，43d 第三开关

44a，44b，44c，44d 第四开关

45a，45b，45c 第五开关

45d 第二整流元件

46，63，66 电压源

47 电流源

48 放电电阻

49d 第一整流元件

52c 第二端子

53 第二电源电路

53c 第三端子

60 判定电路

61，62 电阻

64 齐纳二极管

65 第一比较器

67 第二比较器

68 第一AND电路

70a，70b，70c，70d 驱动逻辑块

71 逻辑电路

105 监视比较器

106 阈值电压发生器

107，108，109，110 开关

111，112，715，716 反相器

113 延迟时间发生器

120，121，122，123，124 状态锁存电路

125，126，127，128，129，130 乘法器

711，712，713，714 AND电路

BX 第一端子

HG 驱动端子

TG 接地端子

TVB 电源端子

TVIN 负载端子

VB 电源电压

VIN 输出电压

VT 驱动电压

Claims (16)

1.一种电源保护电路，控制在将直流电源和负载电路连接的电源线中插入的保护开关，其特征在于，

具备：

电路部，与上述保护开关连接；以及

控制部，将上述电路部的动作状态切换为第一状态或第二状态，

上述第一状态是，在上述保护开关是控制端子被与第一导电型的半导体层连接的第一半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态，

上述第二状态是，在上述保护开关是控制端子被与不同于上述第一导电型的第二导电型的半导体层连接的第二半导体开关的情况下能够驱动上述保护开关的动作状态。

2.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，

上述电路部具有生成第一电位的第一电源电路，该第一电位比上述直流电源的电源电压低上述第一半导体开关的第一驱动电压，

上述电路部具有在上述第一状态下将上述第一电位向上述控制端子施加的第一驱动电路，

上述电路部具有在上述第二状态下在上述控制端子与上述保护开关和上述负载电路的连接点之间施加上述第二半导体开关的第二驱动电压的第二驱动电路。

3.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，

上述电路部具有包括以规定的周期交替地接通或断开的高侧开关及低侧开关的串联电路，

上述高侧开关被与上述保护开关的输出端子连接，

上述电路部具有：

第一电源电路，在上述第一状态下生成第一电位，该第一电位比上述直流电源的电源电压低上述第一半导体开关的第一驱动电压；以及

第一驱动电路，在上述第一状态下将上述第一电位向上述控制端子施加，

上述电路部具有：

第二电源电路，在上述第二状态下利用上述直流电源的电源电压生成第二电位，该第二电位比接地电位高上述第二半导体开关的第二驱动电压；以及

第二驱动电路，在上述第二状态下在上述保护开关的上述控制端子与输出端子之间施加上述第二驱动电压。

4.如权利要求3所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第二驱动电路具有：

第一自举电路，具有在上述第二电源电路与上述高侧开关和上述低侧开关的连接点之间连接的第一整流元件和第一电容器的串联电路，在上述低侧开关接通时，从上述第二电源电路经由上述第一整流元件向上述第一电容器施加上述第二驱动电压；以及

第二自举电路，具有在上述第一电容器与上述保护开关的输出端子之间连接的第二整流元件和第二电容器的串联电路，在上述高侧开关接通时，从上述第一电容器经由上述第二整流元件向上述第二电容器施加第二驱动电压。

5.如权利要求3所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第一电源电路具有与上述直流电源连接的电压源和电流源的串联电路，

上述第一驱动电路具有在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关的控制端子之间连接的第一开关和第二开关的串联电路、一端被与上述保护开关的控制端子连接的第三开关、连接上述第三开关的另一端的连接端子、以及在上述第一开关和上述第二开关的连接点与上述保护开关的输出端子之间连接的第四开关，

上述连接端子被与上述直流电源连接。

6.如权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

将上述第四开关设为断开状态，

在通常时，将上述第一开关以及上述第二开关设为接通状态并且将上述第三开关设为断开状态而使上述保护开关导通，

在异常时，将上述第一开关以及上述第二开关设为断开状态并且将上述第三开关设为接通状态而将上述保护开关切断。

7.如权利要求4所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第一电源电路具有与上述直流电源连接的电压源和电流源的串联电路，

上述第一驱动电路具有在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关的控制端子之间连接的第一开关和第二开关的串联电路、一端被与上述保护开关的控制端子连接的第三开关、连接上述第三开关的另一端的连接端子、以及在上述第一开关和上述第二开关的连接点与上述保护开关的输出端子之间连接的第四开关，

上述第二电容器被连接在上述连接端子与上述保护开关的输出端子之间。

8.如权利要求7所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

将上述第一开关设为断开状态，将上述第四开关设为接通状态，

在通常时，将上述第二开关设为断开状态并且将上述第三开关设为接通状态而使上述保护开关导通，

在异常时，将上述第二开关设为接通状态并且将上述第三开关设为断开状态而将上述保护开关切断。

9.如权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第一电源电路具有与上述直流电源连接的电压源和电流源的串联电路，

上述第一驱动电路具有：

第一开关，被连接在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关的控制端子之间；以及

第二开关，被连接在上述直流电源与上述保护开关的控制端子之间，

上述第二驱动电路具有：

第一电容器和第三开关的串联电路，与上述第一开关并联连接；

第四开关，被连接在上述第一电容器和上述第三开关的连接点与上述保护开关的输出端子之间；以及

第五开关，被连接在上述保护开关的控制端子与输出端子之间。

10.如权利要求9所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

在将上述电路部设为上述第二状态的情况下，

在通常时，将上述第一开关以及上述第五开关设为断开状态，将上述第二开关以及上述第三开关以规定的周期同时地接通或断开，并且，将上述第四开关与上述第二开关交替地接通或断开，从而将上述保护开关接通或断开，

在异常时，将上述第一开关、上述第二开关以及上述第三开关断开，并且将上述第四开关以及上述第五开关接通，从而将上述保护开关切断。

11.如权利要求9所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

在将上述电路部设为上述第一状态的情况下，

在通常时，将上述第一开关设为接通状态，并且，将上述第二开关、上述第三开关、上述第四开关以及上述第五开关设为断开状态，从而使上述保护开关导通，

在异常时，将上述第二开关设为接通状态，并且将上述第一开关、上述第三开关、上述第四开关以及上述第五开关设为断开状态，从而将上述保护开关切断。

12.如权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第一电源电路具有与上述直流电源连接的电压源和电流源的串联电路，

上述第一驱动电路具有：

第一开关，连接在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关的控制端子之间；以及

第二开关和第三开关的串联电路，连接在上述直流电源与上述保护开关的控制端子之间，

上述第二驱动电路与上述第一驱动电路共用上述第二开关，上述第二驱动电路具有：

第四开关和第五开关的串联电路，连接在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关之间；

第一电容器，连接在上述第二开关和上述第三开关的连接点与上述第四开关和上述第五开关的连接点之间；以及

放电电阻，连接在上述保护开关的控制端子与输出端子之间。

13.如权利要求12所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

在将上述电路部设为上述第一状态的情况下，

将上述第二开关设为接通状态，并且将上述第四开关以及上述第五开关的至少一个设为断开状态，

在通常时，将上述第一开关设为接通状态，并且将上述第三开关设为断开状态，从而使上述保护开关导通，

在异常时，将上述第三开关设为接通状态，并且将上述第一开关设为断开状态，从而将上述保护开关切断，

在将上述电路部设为上述第二状态的情况下，

将上述第一开关设为断开状态，

在通常时，将上述第二开关以及上述第四开关以规定的周期同时地接通或断开，并且，将上述第三开关以及上述第五开关与上述第二开关交替地接通或断开，从而使上述保护开关导通，

在异常时，将上述第二开关以及上述第四开关接通，并且将上述第三开关以及上述第五开关设为断开状态，从而将上述保护开关切断。

14.如权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，

上述第一电源电路具有与上述直流电源连接的第一开关、电压源和电流源的串联电路，

上述第一驱动电路具有：

第二开关和第三开关的串联电路，连接在上述第一开关和上述电压源的连接点与上述保护开关的控制端子之间；

第一端子，是上述第二开关与上述第三开关的连接点；以及

第二端子，是上述电压源与上述电流源的连接点，

上述第二驱动电路与上述第一驱动电路共用上述第二开关，上述第二驱动电路具有：

第一电容器，连接在上述第一端子与上述保护开关的输出端子之间；

第四开关，连接在上述电压源和上述电流源的连接点与上述保护开关的输出端子之间；以及

第五开关，连接在上述保护开关的控制端子与输出端子之间。

15.如权利要求14所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部，

在将上述电路部设为上述第一状态的情况下，

将上述第一开关以及上述第三开关设为接通状态，并且将上述第四开关以及上述第五开关设为断开状态，

在通常时，通过将上述第二开关设为断开状态而使上述保护开关导通，

在异常时，通过将上述第二开关设为接通状态而将上述保护开关切断，

在将上述电路部设为上述第二状态的情况下，

在通常时，将上述第一开关以规定的周期接通或断开，将上述第二开关以及上述第四开关与上述第一开关交替地接通或断开，将上述第三开关设为接通状态，并且将上述第五开关设为断开状态而将上述保护开关导通，

在异常时，将上述第五开关设为接通状态，并且将上述第二开关、上述第三开关以及上述第四开关设为断开状态而将上述保护开关切断。

16.如权利要求1～15中任一项所述的电源保护电路，其特征在于，

上述控制部具有：

比较器，将上述保护开关的输出端子的电位与规定的电位进行比较；以及

监视电路，在上述电源保护电路的启动前检查上述比较器是否正常，并且，在启动时的规定时间使上述保护开关强制性导通。

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