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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungssteuerung
und eine Halbleitervorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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In
herkömmlicher
Weise ist eine Energieversorgungssteuerung vorgesehen, bei der ein Hochleistungshalbleiterschaltelement
wie z. B. ein Leistungs-MOSFET auf einer Stromversorgungsleitung
angeordnet ist, die zwischen einer Energiequelle und einer Last
geschaltet ist, und die ausgelegt ist, die Energieversorgung bzw.
Energiezufuhr der Last durch Schalten des Halbleiterschaltelements
zwischen EIN und AUS zu steuern. Bei einer derartigen Energieversorgungssteuerung
ist es bekannt, dass eine Selbstschutzfunktion zum Schützen ihres
eigenen Halbleiterschaltelements vorgesehen ist. Die Selbstschutzfunktion
schaltet das Halbleiterschaltelement durch Steuern des Potenzials
des Steueranschlusses (beispielsweise des Gate in dem Fall eines MOSFET)
des Halbleiterschaltelements aus, wenn beispielsweise ein Überstrom
(d. h. ein abnormer Strom) aufgrund eines Kurzschlusses in der Last
aufgetreten ist. Insbesondere ist beispielsweise, wie es in der
JP-A-2001-217696 gezeigt
ist, ein Stromerfassungswiderstand seriell zu dem Lastanschluss
(beispielsweise der Source oder dem Drain in dem Fall eines MOSFET)
des Halbleiterschaltelements geschaltet. Der Spannungsabfall an
dem Widerstand wird erfasst, und es wird eine Überstromanomalie bestimmt,
um das Halbleiterschaltelement auszuschalten, wenn der Spannungsabfall
größer als
ein vorbestimmter Pegel ist.
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Ein
Strom, der durch das Halbleiterschaltelement fließt, wird
sich entlang einer vorbestimmten Lastlinie ändern, bis der Strom nach dem
Starten des Halbleiterschaltelements stabil ist. Daher tritt in
dem Fall, in dem eine Überstromanomalie
auf der Grundlage eines Vergleichs eines Laststroms, der durch das
Halbleiterschaltelement fließt,
mit einem Schwellenwert erfasst wird, das Problem auf, dass es vor
der Erfassung eine Zeit dauern kann, wenn eine Überstromanomalie aufgetreten
ist, wenn der Schwellenwert auf einen festen Pegel eingestellt ist. 5 zeigt beispielsweise
die Drain-zu-Source-Spannung Vds eines Leistungs-MOSFET und den
Strom Id, der durch diesen fließt.
In dem Fall, in dem sich die Last in einem normalen Zustand be findet,
werden sich die Werte der Drain-zu-Source-Spannung Vds und des Stroms
Id idealerweise entlang der Lastlinie 10 ändern, die
von dem Punkt B0 beginnt, was zu einem Abschluss an dem Stabilisierungspunkt
A0 führt, während der
Leistungs-MOSFET
im EIN-Zustand gehalten wird, nachdem der Leistungs-MOSFET eingeschaltet
wird.
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In
dem Fall jedoch, in dem eine Anomalie wie z. B. ein Kurzschluss
in der Last aufgetreten ist, wird sich die Source-Spannung des Leistungs-MOSFET sehr
wenig nach dem Starten von dem Punkt B0 beim Starten erhöhen, da
der Spannungsabfall in der Last extrem niedrig ist. Das heißt, der
Strom Id, der durch den Leistungs-MOSFET fließt, wird sich steil erhöhen, während sich
die Drain-zu-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET wenig ändert. Wenn
der Schwellenwert auf einen festen Pegel (wie es durch die Linie 17 in
der Figur gezeigt ist) eingestellt wird, sollte der Pegel derart
bestimmt werden, dass er die gesamte Lastlinie abdeckt. Daher benötigt es
in einem Fall, in dem ein Kurzschluss unmittelbar nach dem Einschalten
des Leistungs-MOSFET auftritt,
wie es oben beschrieben wurde, eine beachtliche Zeit, bevor der
Schwellenwert erreicht ist, wie es durch die Linie 16 gezeigt
ist. Dieses wird zu einem größeren Leistungsverlust
in dem Leistungs-MOSFET führen
und eine Verzögerung
des Schutzes verursachen.
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Die
vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die vorhergehenden
Umstände,
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konstruktion
zu schaffen, die in der Lage ist, eine Überstromanomalie schnell zu
erfassen, um einen geeigneten Schutz in einer Energieversorgungssteuerung zu
erzielen, die eine Überstromerfassungsfunktion aufweist.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Energieversorgungssteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist zwischen einer Energiequelle und einer Last angeordnet
und ausgelegt, die Energieversorgung bzw. -zufuhr von der Energiequelle
zu der Last zu steuern. Die Energieversorgungssteuerung enthält ein Halbleiterschaltelement, das
auf einer Stromversorgungsleitung von der Energiequelle zur Last
angeordnet ist, und eine Stromerfassungsschaltung, die ausgelegt
ist, einen Laststrom, der durch das Halbleiterschaltelement fließt, zu erfassen.
Die Energieversorgungssteuerung enthält außerdem eine Spannungserzeugungsschaltung,
die ausgelegt ist, eine Spannung entsprechend einer ausgangsseitigen
Spannung des Halbleiterschaltelements zu erzeugen, und eine Anomalieerfassungsschaltung,
die ausgelegt ist, ein Anomaliesignal auf der Grundlage eines Erfassungssignals
von der Stromerfassungsschaltung und einer erzeugten Spannung der
Spannungserzeugungsschaltung auszugeben, wenn ein Laststrom, der
durch das Halbleiterschaltelement fließt, einen Schwellenstrom überschreitet,
der der erzeugten Spannung entspricht bzw. mit dieser korrespondiert.
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In
der Energieversorgungssteuerung der vorliegenden Erfindung kann
der Schwellenstrom derart eingestellt werden, dass er sich mit einer
Erhöhung
oder Verringerung der ausgangsseitigen Spannung (beispielsweise
der Source-Spannung in dem Fall eines N-Kanal-MOSFET oder der Drain-Spannung
in dem Fall eines P-Kanal-MOSFET)
des Halbleiterschaltelements erhöht
oder verringert. Dadurch wird beispielsweise in dem Fall, in dem
ein Kurzschluss in der Last auftritt, der Pegel eines Laststroms
unmittelbar den Schwellenstrompegel erreichen, so dass ein schneller
Schutz im Vergleich zu einer Konstruktion erzielt werden kann, bei
der ein Schwellenwert auf einen konstanten Pegel eingestellt wird.
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Vor
Kurzem entstand der Bedarf nach einer hochfunktionellen Halbleitervorrichtung
(einer intelligenten Leistungsvorrichtung), die nützliche
Funktionen in einem Halbleiterchip enthält und als ein einzelner Chip
oder als mehrere Chips, die in einem Gehäuse untergebracht sind, vorgesehen
ist. In dem Fall, in dem eine Überstromerfassungsfunktion
in einer derartigen Halbleitervorrichtung vorgesehen ist, tritt
das Problem auf, dass sich die Elemente, die für die Stromerfassung oder die
Schwellenwerteinstellung verwendet werden, hinsichtlich ihrer Charakteristika ändern. Das
heißt,
in dem Fall, in dem eine Anomalie durch Vergleichen eines Überstroms
unter Verwendung eines Shunt-Widerstands, eines Erfassungs-FET oder Ähnlichem,
mit einem vorbestimmten Schwellenwert erfasst wird, kann eine genaue Einstellung
des Schwellenwerts aufgrund der Herstellungsvariation, die zu einer
Verringerung der Genauigkeit der Anomalieerfassung führt, nicht
erzielt werden, wenn der Widerstand für die Schwellenwerteinstellung
innerhalb der Halbleitervorrichtung angeordnet ist.
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Daher
ist es vorteilhaft, wenn ein Widerstand, durch den ein Erfassungsstrom
fließt,
als ein externer Widerstand außerhalb
der Halbleitervorrichtung angeordnet ist, während eine Spannungsteilerschaltung,
die ausgelegt ist, eine Schwellenspannung zur Anomalieerfassung
zu erzeugen, in der Halbleitervorrichtung enthalten ist. Man beachte, dass
die Halbleitervorrichtung eine Variation (d. h. eine beachtliche
Variation, die zu einer Erhöhung
auf das Doppelte oder einer Verringerung auf die Hälfte führt) des
Widerstandswerts der Widerstandselemente, die die Spannungsteilerschaltung
bilden, aufgrund der Herstellung aufweisen kann. Die Widerstände sind
jedoch in einem einzelnen Chip oder in einem Gehäuse enthalten, und daher ändern sich sämtliche
Widerstandswerte in derselben Richtung (d. h. in der Richtung der
Verringerung oder Erhöhung
der Widerstandswerte), so dass das Spannungsteilungsverhältnis keine Änderung
erfährt. Demzufolge
können
Anomalien unabhängig
von einer Variation der Widerstandswerte genau erfasst werden, wenn
der externe Widerstand, der einen geeigneten Widerstandswert aufweist,
entsprechend dem abnormen Strompegel, der zu erfassen ist, ausgewählt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konstruktion einer Energieversorgungssteuerung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm, das hauptsächlich die Konstruktion einer Überstromerfassungsschaltung
(einer Anomalieerfassungsschaltung) der Energieversorgungssteuerung,
die in 1 gezeigt ist, darstellt;
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3 ist
ein Diagramm, das die Beziehung von geteilten Spannungen und eines
Erfassungsstroms Is zu der Drain-zu-Source-Spannung eines Erfassungs-MOSFET
zeigt;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm, das hauptsächlich die Konstruktion einer Überstromerfassungsschaltung
(einer Anomalieerfassungsschaltung) einer Energieversorgungssteuerung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
darstellt; und
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5 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das das Problem darstellt, das auftritt, wenn ein Schwellenwert
auf einen konstanten Wert eingestellt wird.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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<Erste
Ausführungsform>
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Eine
erste Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 3 und 5 erläutert.
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(1) Allgemeine Konstruktion
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konstruktion einer Energieversorgungssteuerung 10 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform zeigt.
Wie es in der Figur gezeigt ist, enthält die Energieversorgungssteuerung 10 der
vorliegenden Ausführungsform
einen Leistungs-MOSFET 15 (d. h. ein Beispiel eines "Halbleiterschaltelements" und eines "Leistungs-FET" der vorliegenden
Erfindung), der auf einer Stromversorgungsleitung 63 angeordnet
ist, die zwischen einer Leistungsquelle 61 (einer Fahrzeugleistungsquelle)
und einer Last 50 geschaltet ist, um die Energieversorgung
von der Leistungsquelle 61 zu der Last 50 durch
Schalten des Leistungs-MOSFET 15 zwischen
EIN und AUS zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Energieversorgungssteuerung 10 an
einem nicht gezeigten Fahrzeug installiert sein und für die Ansteuerungssteuerung
der Last 50 wie z. B. einer Fahrzeuglampe, eines Kühlungslüftermotors
oder einer Entfeuchtungsheizeinrichtung verwendet werden.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, ist die Energieversorgungssteuerung 10 als
eine Einzelchip-Halbleitervorrichtung 11 ausgebildet, auf
der ein Eingangsanschluss P1, ein Energieversorgungsanschluss (Vcc)
P2, ein Ausgangsanschluss P3, ein externer Anschluss P4 und ein
Diagnoseausgangsanschluss P5 vorgesehen sind. Der Eingangsanschluss P1
der Halbleitervorrichtung 11 ist mit einem Betriebsschalter 52 verbunden.
Der Energieversorgungsanschluss P2 ist mit der Energiequelle 61 verbunden,
während
der Ausgangsanschluss P3 mit der Last 50 verbunden ist.
Der externe Anschluss P4 ist mit einem externen Widerstand 12 (d.
h. einem Beispiel einer "Strom-Spannungs-Wandlerschaltung" der vorliegenden
Erfindung), der unten beschrieben wird, verbunden.
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Der
Eingangsanschluss P1 wird auf die Seite der Energieversorgungsspannung
Vcc gezogen, wenn der Betriebsschalter 52 ausgeschaltet
ist. Wenn der Betriebsschalter 52 eingeschaltet ist, wird ein
niedrigpegeliges Steuersignal S1 (ein Last-EIN-Signal) in eine Eingangsschnittstelle 45 eingegeben.
Wenn das niedrigpegelige Steuersignal S1 somit in die Eingangsschnittstelle 45 eingegeben wird,
wird ein FET 47 eingeschaltet, so dass eine logische Schutzschaltung 40 betrieben
wird.
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Eine
Ladungspumpschaltung 41 und eine Ausschalt-Schaltung 42 sind
mit der logischen Schutzschaltung 40 verbunden. Außerdem sind
eine Überstromerfassungsschaltung 13 und
eine Übertemperaturerfassungsschaltung 48 ebenfalls
damit verbunden. Ein dynamischer Begrenzer 44 ist zwischen
dem Drain-Anschluss D und dem Gate-Anschluss G des Leistungs-MOSFET 15 geschaltet.
Die Übertemperaturerfassungsschaltung 48 erfasst
die Temperatur in der Nähe
des Leistungs-MOSFET 15 und bestimmt eine Temperaturanomalie,
um ein hochpegeliges Ausgangssignal S3 auszugeben, wenn die erfasste
Temperatur eine vorbestimmte Schwellentemperatur überschreitet.
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Der
Ausgang der Ladungspumpschaltung 41 wird an den Gate-Anschluss
G des Leistungs-MOSFET 15 angelegt, und wird ebenfalls
an den Gate-Anschluss G eines Erfassungs-MOSFET 16 angelegt, der
in der Überstromerfassungsschaltung 13 angeordnet
ist (siehe 3). Die Ausschalt-Schaltung 42 ist
zwischen dem Drain-Anschluss
D und dem Source-Anschluss S des Leistungs-MOSFET 15 angeordnet
und mit den Gate-Anschlüssen
G des Leistungs-MOSFET 15 und des Erfassungs-MOSFET 16 verbunden.
Die Ladungspumpschaltung 41 und die Ausschalt-Schaltung 42 werden
auf der Grundlage eines Steuersignals S5 von der logischen Schutzschaltung 40 wie
oben beschrieben betrieben, um den Leistungs-MOSFET 15 und den
Erfassungs-MOSFET 16 in einen leitenden Zustand oder einen
ausgeschalteten Zustand zu schalten.
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(2) Überstromerfassungsschaltung
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Im
Folgenden wird die Überstromerfassungsschaltung 13 beschrieben. 2 ist
ein Schaltungsdiagramm, das hauptsächlich die Überstromerfassungsschaltung 3 der
Energieversorgungssteuerung 10 zeigt. Wie es in der Figur
gezeigt ist, enthält die Überstromerfassungsschaltung 13 den
Erfassungs-MOSFET 16 (d. h. ein Beispiel einer "Stromerfassungsschaltung" und eines "Erfassungs-FET" der vorliegenden
Erfindung), durch den ein Erfassungsstrom fließt, der dem Strombetrag des
Leistungs-MOSFET 15 entspricht.
Zum Ausbilden des Leistungs-MOSFET 15 und des Erfassungs-MOSFET 16 sind
mehrere MOSFETs angeordnet. Die Drain-Anschlüsse D der MOSFETs sind gemeinsam miteinander
und außerdem
mit dem Energieversorgungsanschluss P2 verbunden. Die Source-Anschlüsse S der
meisten der MOSFETs sind gemeinsam mit dem Ausgangsanschluss P3
verbunden, so dass die MOSFETs den Leistungs-MOSFET 15 ausbilden.
Die Source-Anschlüsse
S des Rests der MOSFETs sind gemeinsam miteinander verbunden, so
dass die MOSFETs den Erfassungs-MOSFET 16 ausbilden. Das
Verhältnis
der Anzahl der MOSFETs, die den Erfassungs-MOSFET 16 ausbilden,
zu der Anzahl der MOSFETs, die den Leistungs-MOSFET 15 ausbilden, entspricht
näherungsweise
einem Erfassungsverhältnis
k. Der Source-Anschluss S des Leistungs-MOSFET 15 und der
Source-Anschluss S des Erfassungs-MOSFET 16 sind mit den
jeweiligen Eingangsanschlüssen
eines Operationsverstärkers 18 verbunden.
Der Gate-Anschluss eines FET 20 ist mit der Ausgangsseite
des Operationsverstärkers 18 verbunden.
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Somit
werden die Potenziale der Drain-Anschlüsse D des Leistungs-MOSFET 15 und
des Erfassungs-MOSFET 16 einander gleich gehalten, und die
Potentiale der Source-Anschlüsse
S von diesen werden ebenfalls einander gleich gehalten. Dadurch kann
ein Erfassungsstrom Is (d. h. ein Beispiel eines "Erfassungssignals" der vorliegenden
Erfindung), der durch den Erfassungs-MOSFET 16 fließt, stabil
mit einem konstanten Verhältnis
zu einem Laststrom Ip, der durch den Leistungs-MOSFET 15 fließt, gehalten werden.
Der Leistungs-MOSFET 15 und der Erfassungs-MOSFET 16 können bedingungsabhängig in Abhängigkeit
von einem niedrigpegeligen Steuersignal S1, das in den Eingangsanschluss
P1 eingegeben wird, wenn der Betriebsschalter 52 eingeschaltet wird,
in einen leitenden Zustand geschaltet werden.
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Ein
FET 24 und ein FET 26 bilden eine Stromspiegelschaltung,
und dadurch fließt
ein Spiegelstrom Is' mit
demselben Pegel wie der Erfassungsstrom Is des Erfassungs-MOSFET 16 auf
der Verbindungsleitung zwischen dem FET 26 und einem FET 28.
Außerdem
bilden der FET 28 und ein FET 30 eine Stromspiegelschaltung,
und dadurch fließt
ein Spiegelstrom Is'' mit demselben Pegel
wie der Erfassungsstrom Is durch den FET 30 und den externen Anschluss
P4. (Im Folgenden können
die Spiegelströme
Is' und Is'' einfach als "ein Erfassungsstrom Is" bezeichnet werden.)
Eine Spannungsteilerschaltung 60 (d. h. ein Beispiel einer "Spannungserzeugungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung), die aus mehreren (beispielsweise drei) seriell geschalteten
Spannungsteilungswiderständen
R1, R2, R3 ausgebildet ist, ist zwischen dem Source-Anschluss S des
Leistungs-MOSFET 15 und der Masse geschaltet. Die geteilte
Spannung Va (d. h. ein Beispiel einer "erzeugten Spannung" der vorliegenden Erfindung) an dem
Verbindungspunkt A zwischen den Spannungsteilungswiderständen R1
und R2 und die geteilte Spannung Vb (d. h. ein Beispiel einer "erzeugten Spannung" der vorliegenden
Erfindung) an dem Verbindungspunkt B zwischen den Spannungsteilungswiderständen R2
und R3 sind durch Teilen der Source-Spannung Vs (d. h. ein Beispiel
einer "ausgangsseitigen
Spannung eines Halbleiterschaltelements" der vorliegenden Erfindung) des Leistungs-MOSFET 15 durch
die drei Spannungsteilungswiderstände R1-R3 vorgesehen. Daher
hängen deren
Pegel von dem Widerstandsverhältnis
zwischen den Spannungsteilungswiderständen R1-R3 ab, und die Spannungsteilungswiderstände, die
ein vorbestimmtes Verhältnis
aufweisen (beispielsweise Widerstandswert des Spannungsteilungswiderstands
R1 : Widerstandswert des Spannungsteilungswiderstands R2 : Widerstandswert
des Spannungsteilungswiderstands R3 = 1:1:1), werden im Voraus ausgewählt.
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Die
geteilte Spannung Va an dem Verbindungspunkt A wird an einen (d.
h. den negativen Eingangsanschluss) der Eingangsanschlüsse eines Komparators 62 (d.
h. ein Beispiel einer "Anomalieerfassungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung) angelegt, während
die geteilte Spannung Vb an dem Verbindungspunkt B an einen (d.
h. den negativen Eingangsanschluss) der Eingangsanschlüsse eines Komparators 64 (d.
h. ein Beispiel einer "Anomalieerfassungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung) angelegt wird. Die anderen Eingangsanschlüsse (d.
h. die positiven Eingangsanschlüsse)
der beiden Komparatoren 62, 64 sind mit der Verbindungsleitung
zwischen dem FET 30 und dem externen Anschluss P4 verbunden,
d. h. mit dem externen Anschluss P4.
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Ein
FET 66, bei dem eine Diodenverbindung (d. h. eine gemeinsame
Verbindung zwischen dem Gate-Anschluss G und dem Drain-Anschluss
D) ausgebildet ist, ist zwischen der Spannungsteilerschaltung 60 und
der Masse (d. h. einem Beispiel einer "Stromabseite einer Spannungsteilerschaltung" der vorliegenden
Erfindung) angeordnet. Der Gate-Anschluss G des FET 66 ist
mit dem Energieversorgungsanschluss P2 über einen Vorspannungswiderstand 68 und
einen FET 70 verbunden. Wenn ein niedrigpegeliges Steuersignal
S1 in den Eingangsanschluss P1 (d. h. ein Beispiel für "wenn ein Eingangssignal
in ein Halbleiterschaltelement aktiv ist" der vorliegenden Erfindung) eingegeben
wird, schaltet sich der FET 70 ein, d. h. schaltet sich
in einen leitenden Zustand, um die Leitung zwischen dem Energieversorgungsanschluss
P2 und dem Vorspannungswiderstand 68 zu erlauben. Dann
wird eine konstante Spannung Vt (als eine Vorspannung) zwischen
der Spannungsteilerschaltung 60 und der Masse aufgrund
des FET 66 angelegt. Somit dienen der FET 66 und
der Vorspannungswiderstand 68 als eine "Vorspannungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung, und der FET 70 dient als eine "Leckstromblockierungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung.
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Gemäß dieser
Konstruktion verhindert, wenn ein hochpegeliges Steuersignal S1
in den Eingangsanschluss P1 eingegeben wird, das heißt, wenn
ein Last-EIN-Signal nicht eingegeben wird, der FET 70 in dem
Ausschaltzustand, dass ein Leckstrom von der Energiequelle 61 in
die Last 50 durch den Vorspannungswiderstand 68 und
die Spannungsteilerschaltung 60 fließt oder dass ein Leckstrom
von der Energiequelle 61 in die Masse durch den Vorspannungswiderstand 68 und
zwischen dem Drain und der Source des FET 66 fließt. Dadurch
kann eine Verringerung der Ladungsmenge der Energiequelle 61 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform
sind die FETs 66, 70 und der Vorspannungswiderstand 68 in
der Halbleitervorrichtung 11 enthalten. Ein Masseverbindungsanschluss,
der nicht gezeigt ist, mit dem die stromabseitigen Enden der FETs 24, 26, 47, 66 gemeinsam
verbunden sind, ist auf der Halbleitervorrichtung 11 vorgesehen.
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Der
Komparator 62 vergleicht die Anschlussspannung Vo (d. h.
das Potenzial an dem externen Anschluss P4 und ein Beispiel einer "Ausgangsspannung
einer Strom-Spannungs-Wandlerschaltung" der vorliegenden
Erfindung) des externen Widerstands 12, die sich in Abhängigkeit
von dem Pegel des Erfassungsstroms Is ändert, mit der geteilten Spannung
Va an dem Verbindungspunkt A. Der Komparator 62 gibt ein
hochpegeliges Ausgangssignal S2 (d. h. ein Beispiel eines "Anomaliesignals" der vorliegenden
Erfindung) aus, wenn die Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung
Va aufgrund eines Erfassungsstroms Is eines hohen Pegels, der durch
den externen Widerstand 12 fließt, überschreitet. Die geteilte
Spannung Va wird als (2/3)·(Vs-Vt)
+ Vt ausgedrückt
(wobei Vs die Source-Spannung des Leistungs-MOSFET 15 ist).
Da her kann der Schwellenstromwert beliebig durch Einstellen des
Widerstandswerts des externen Widerstands 12 entsprechend dem
Lastwiderstand einer externen Schaltung (beispielsweise der Last 50),
die mit der Energieversorgungssteuerung 10 verbunden ist,
eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform überschreitet während einer
Kurzschlussanomalie (Kurzschlussstrom), das heißt, wenn beispielsweise ein hoher
Strom durch den Leistungs-MOSFET 15 aufgrund eines Kurzschlusses
in der Last 50 fließt,
der Pegel der Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung Va, so
dass der Komparator 62 ein hochpegeliges Ausgangssignal
S2 ausgibt. Das heißt,
der Pegel eines Laststroms Ip, der durch den Leistungs-MOSFET 15 fließt, wenn
die Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung Va erreicht, entspricht
einem Schwellenstrom Ith1 (= k·(Va/r)),
wobei k das Erfassungsverhältnis
und r der Widerstandswert des externen Widerstands 12 ist)
für eine
Kurzschlussanomalieerfassung.
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Andererseits
vergleicht der Komparator 64 die Anschlussspannung Vo des
externen Widerstands 12 mit der geteilten Spannung Vb an
dem Verbindungspunkt B. Der Komparator 64 gibt ein hochpegeliges
Ausgangssignal S4 (d. h. ein Beispiel eines "Anomaliesignals" der vorliegenden Erfindung) aus, wenn
die Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung Vb überschreitet,
da der Erfassungsstrom Is eines höheren Pegels als der Nennstrom
(d. h. eine Grenze für
die Verwendung, gegenüber
der der Entwurf der Last (Vorrichtung) garantiert ist) der Last 50 zu
dem externen Widerstand 12 fließt. Die geteilte Spannung Vb
wird als (1/3)·(Vs-Vt)
+ Vt ausgedrückt. Der
Schwellenstromwert kann ebenfalls beliebig durch Einstellen des
Widerstandswerts des externen Widerstands 12 entsprechend
dem Lastwiderstand der Last 50 eingestellt werden. Der
Widerstandswert des externen Widerstands 12 sollte derart
eingestellt werden, dass der Pegel der Anschlussspannung Vo die
geteilte Spannung Vb während
einer Überstromanomalie überschreitet
und dadurch der Komparator 64 ein hochpegeliges Ausgangssignal
S4 ausgibt, das heißt,
wenn ein Strom, der kleiner als ein Kurzschlussstrom ist, aber größer als
der Nennstrom ist, durch den Leistungs-MOSFET 15 aus anderen Gründen als
beispielsweise die obige Kurzschlussanomalie fließt. Das
heißt,
der Pegel eines Laststroms Ip, der durch den Leistungs-MOSFET 15 fließt, wenn
die Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung Vb erreicht, entspricht
einem Schwellenstrom Ith2 (= k·(Vb/r))
für eine Überstromanomalieerfassung.
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(3) Logische Schutzschaltung
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Die
logische Schutzschaltung 40 wird betrieben, wenn ein niedrigpegeliges
Steuersignal S1 empfangen wird, und gibt ein niedrigpegeliges Steuersignal 85 während eines
normalen Zustands aus, um die Ladungspumpschaltung 41 anzusteuern.
Die Ladungspumpschaltung 41 erzeugt eine höhere Spannung,
die zwischen den Gates und Sources des Leistungs-MOSFET 15 und
des Erfassungs-MOSFET 16 angelegt wird, so dass die MOSFETs
eingeschaltet werden, d. h. in den leitenden Zustand geschaltet
werden. Wenn andererseits ein niedrigpegeliges Ausgangssignal S2
oder ein niedrigpegeliges Ausgangssignal S4 empfangen wird, das
heißt,
wenn eine Stromanomalie erfasst wird, gibt die logische Schutzschaltung 40 ein
hochpegeliges Steuersignal S5 aus, um die Ladungspumpschaltung 41 auszuschalten
und die Ausschalt-Schaltung 42 anzusteuern. Dadurch wird
die Ladung zwischen dem Gate und der Source des Leistungs-MOSFET 15 und
des Erfassungs-MOSFET 16 jeweils freigegeben, das heißt, die
MOSFETs werden ausgeschaltet.
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Dieser
Ausschaltbetrieb kann ein selbst nicht wiederherstellbarer Ausschaltbetrieb
sein, bei dem der leitende Zustand nicht wiederhergestellt wird,
bis ein Steuersignal S1 (beispielsweise ein Last-EIN-Signal) erneut
eingegeben wird, oder alternativ kann er ein selbst wiederherstellbarer
Ausschaltbetrieb sein, bei dem der Leistungs-MOSFET 15 und Ähnliches wieder
in den leitenden Zustand versetzt werden, wenn ein niedrigpegeliges
Ausgangssignal S2 oder S4 empfangen wird.
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Die
Ausgangssignale S2 und S4 werden ebenfalls in eine ODER-Schaltung 49 eingegeben, die
einen FET 46 einschaltet, wenn irgendeines der hochpegeligen
Ausgangssignale S2, S4 oder ein hochpegeliges Ausgangssignal 83,
das von der Übertemperaturerfassungsschaltung 48 zum
Anzeigen einer Temperaturanomalie ausgegeben wird, eingegeben wird,
so dass ein Signal zum Angeben einer Anomalie an eine externe Schaltung
(beispielsweise eine Warnlampe) unter Verwendung eines Pull-up-Widerstands
(Heraufziehwiderstands) 54, der mit dem Diagnoseausgangsanschluss
P5 verbunden ist, ausgegeben wird. Das Ausgangssignal S3 wird ebenfalls
in die logische Schutzschaltung 40 eingegeben. Als Antwort
darauf gibt die logische Schutzschaltung 40 ein hochpegeliges
Steuersignal S5 aus, so dass der oben beschriebene selbst wiederherstellbare
Ausschaltbetrieb für
den Leistungs-MOSFET 15 und Ähnliches durchgeführt wird.
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(4) Wirkung der vorliegenden Ausführungsform
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3 ist
ein Diagramm, das die Beziehung der Schwellenströme Ith1, Ith2 und des Laststroms
Ip (= k·Is),
der durch den Leistungs-MOSFET 15 fließt, zu der Drain-zu-Source-Spannung Vds
des Leistungs-MOSFET 15 zeigt. Die horizontale Achse ist eine
Skala der Drain-zu-Source-Spannung Vds des Erfassungs-MOSFET 16,
während
die vertikale Achse eine Skala der Schwellenströme Ith1, Ith2 und des Last stroms
Ip entsprechend der Drain-zu-Source-Spannung Vds ist. In der Figur
stellen die Linien L1 Lastlinien dar, die die Änderung des Laststroms Ip zeigen,
der von dem Lastwiderstand der Last 50 abhängt. Die
Linien 12 stellen Ein-Widerstandslinien dar und zeigen
die Änderung
des Laststroms Ip, der von dem Ein-Widerstand bzw. Durchlasswiderstand des
Leistungs-MOSFET 15 abhängt.
Der Erfassungsstrom Is ändert
sich proportional zu dem Laststrom Ip, und daher nimmt die folgende
Erläuterung den
Laststrom Ip als Beispiel.
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In
dem Fall, in dem sich die Last 50 in einem normalen Zustand
befindet, werden sich die Drain-zu-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 15 und
der Laststrom Ip an dem Schnittpunkt A der Lastlinie L1 mit der
Ein-Widerstandslinie 12 setzen, wenn der Leistungs-MOSFET 15 eingeschaltet
ist. Das heißt,
die Werte der Drain-zu-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 15 und
des Laststroms Ip werden sich idealerweise entlang der Lastlinie
L1 beginnend von dem Punkt B (d. h. beginnend von einem Zustand,
bei dem Vs (die Source-Spannung des Leistungs-MOSFET 15) = 0 und Id (der
Drain-Strom des Leistungs-MOSFET 15) = 0 gilt) ändern, während der Leistungs-MOSFET 15 eingeschaltet
gehalten wird, und stabilisieren, wenn der Stabilisierungspunkt
(der Schnittpunkt A) erreicht ist. In 3 sind drei
Lastlinien L1 gezeigt, und der Bereich, der durch die Linien begrenzt
wird, entspricht der Herstellungsvariation der Halbleitervorrichtung 11.
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In
einem Fall jedoch, in dem eine Anomalie wie z. B. ein Kurzschluss
in der Last 50 aufgetreten ist, wird sich die Source-Spannung
Vs des Leistungs-MOSFET 15 sehr wenig nach dem Start von dem
Punkt B beim Start erhöhen,
da der Spannungsabfall in der Last 50 extrem niedrig ist.
Das heißt,
der Laststrom Ip wird nach dem Start von dem Punkt B steil ansteigen
(siehe Linie 15 in 3), während sich
die Drain-zu-Source-Spannung
des Leistungs-MOSFET 15 wenig ändert.
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Wenn
jeder der Schwellenströme
als auf einem festen Pegel angenommen bestimmt wird, sollte der
Schwellenstrom auf einen höheren
Wert als der Stabilisierungspunkt A eingestellt werden, wie es in 5 gezeigt
ist. Daher benötigt
es in der Anfangsphase eines Einschaltbetriebs des Leistungs-MOSFET 15,
bei dem die Source-Spannung
Vs niedrig ist und die Drain-zu-Source-Spannung Vds hoch ist, Zeit,
bevor die Stromanomalien erfasst werden. Um Stromanomalien schnell
zu erfassen, ist es vorteilhaft, wenn der Schwellenstrom für den Bereich
niedriger ist, in dem die Drain-zu-Source-Spannung
Vds höher
ist, während
der Schwellenstrom für
den Bereich höher
ist, in dem die Spannung Vds niedriger ist.
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Aus
diesem Grund werden in der vorliegenden Ausführungsform die Schwellenströme Ith1,
Ith2 derart eingestellt, dass sie sich entsprechend der Drain-zu-Source-Spannung Vds und
im Wesentlichen mit denselben Steigungen wie diejenigen der Lastlinien
L1 ändern,
wie es durch die Linien 13 und 14 in 3 gezeigt
ist. Insbesondere werden, um die Schwellenströme Ith1, Ith2, die sich auf
eine derartige Weise ändern,
zu erzielen, die geteilten Spannungen Va, Vb, die mit der Anschlussspannung
Vo des externen Widerstands 12 zu vergleichen sind, in
der vorliegenden Ausführungsform
durch Teilen der Source-Spannung Vs des Leistungs-MOSFET 15 erzeugt,
wie es oben beschrieben ist. Dadurch können sich die Schwellenströme Ith1,
Ith2 mit den geteilten Spannungen Va, Vb ändern, das heißt, sie
können sich
linear entsprechend der Drain-zu-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 15 ändern, so dass
sie für
den Bereich, in dem die Spannung Vds größer ist, niedriger sind, und
für den
Bereich, in dem die Spannung Vds niedriger ist, größer sind.
-
In
der Phase, während
der die Drain-zu-Source-Spannung Vds hoch ist, während die Source-Spannung Vs
niedrig ist, wird sich der Laststrom Ip steil erhöhen, wenn
eine Anomalie aufgetreten ist, wie es oben beschrieben ist. Die
Schwellenströme
werden sich jedoch in dieser Phase aufgrund der konstanten Spannung
Vt, die aufgrund des FET 66 und des Vorspannungswiderstands 68 angelegt
wird, stabil erhöhen,
so dass sie geeignete Werte für
den Bereich, in dem die Drain-zu-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 15 sehr
hoch ist, annehmen. Somit werden die Schwellenströme im Vergleich
zu einer Konstruktion geeignet eingestellt, bei der die Schwellenströme auf konstante
Werte eingestellt werden, und dadurch kann ein Ausschalten in dem
Leistungs-MOSFET 15 mit geringerem Energieverlust schnell
durchgeführt
werden. "It" in 3 stellt
den Strom, der der konstanten Spannung Vt entspricht, dar, der durch
den FET 66 fließt,
wenn der Leistungs-MOSFET 15 ausgeschaltet ist und der FET 66 eingeschaltet
ist.
-
In 3 zeigen
die Linien 13 die Änderung des
Schwellenstroms Ith1 für
eine Kurzschlussanomalieerfassung, während die Linien 14 die Änderung des
Schwellenstroms Ith2 für
eine Überstromanomalieerfassung
zeigen. Die Herstellungsvariation der Halbleitervorrichtung 11 ist
ebenfalls gezeigt. Somit kann die Halbleitervorrichtung 11 eine
Variation der Widerstandswerte der Spannungsteilungswiderstände R1-R3 aufgrund der Herstellung
aufweisen. Die Spannungsteilungswiderstände R1-R3 werden jedoch als
Elemente auf einem einzelnen Chip oder in einem Gehäuse hergestellt,
und daher ändern
sich sämtliche
Widerstandswerte in derselben Richtung (d. h. in der Richtung der
Verringerung oder der Erhöhung
der Widerstandswerte), so dass das Spannungsteilungsverhältnis keine Änderung
erfährt. Demzufolge
können Anomalien
unabhängig
von einer Änderung
der Widerstandswerte der Spannungsteilungswiderstände R1-R3
genau erfasst werden, wenn der externe Widerstand 12, der
einen geeigneten Widerstandswert aufweist, entsprechend den abnormen
Strompegeln (d. h. dem Strompegel während einer Kurzschlussanomalie
und dem Strompegel während
einer Überstromanomalie),
die zu erfassen sind, ausgewählt
wird.
-
<Zweite
Ausführungsform>
-
4 zeigt
eine zweite Ausführungsform. Der
Unterschied zu der ersten Ausführungsform
besteht in der Konstruktion einer Vorspannungsschaltung. Die anderen
Konstruktionen ähneln
der ersten Ausführungsform
und werden daher mit denselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet.
Redundante Erläuterungen
sind weggelassen, und die folgende Erläuterung konzentriert sich auf
den Unterschied.
-
Wie
es in 4 gezeigt ist, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Vorspannungsschaltung auf der Stromaufseite der Spannungsteilerschaltung 60 angeordnet,
d. h. zwischen dem Energieversorgungsanschluss P2 und der Spannungsteilerschaltung 60.
Insbesondere ist das stromabseitige Ende des oben beschriebenen
Vorspannungswiderstands 68 mit dem Verbindungspunkt zwischen der
Source S des Leistungs-MOSFET 15 und dem Spannungsteilungswiderstand
R1 geschaltet.
-
Gemäß dieser
Konstruktion schaltet sich, wenn ein niedrigpegeliges Steuersignal
S1 in den Eingangsanschluss P1 eingegeben wird, der FET 70 ein,
das heißt,
er schaltet sich in einen leitenden Zustand, um eine Leitung zwischen
dem Energieversorgungsanschluss P2 und dem Vorspannungswiderstand 68 zu
erlauben. Dadurch wird eine Spannung, die einem Spannungsabfall
an dem Vorspannungswiderstand 68 entspricht, zwischen dem
Energieversorgungsanschluss P2 und dem Spannungsteilungswiderstand
R1 angelegt, so dass die geteilten Spannungen Va, Vb auf die Seite
der Energieversorgungsspannung Vcc vorgespannt werden. Somit dient
der Vorspannungswiderstand 68 als eine "Vorspannungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung, und der FET 70 dient als eine "Leckstromblockierungsschaltung" der vorliegenden
Erfindung. Diese Konstruktion weist den Vorteil auf, dass die Konstruktion
der Vorspannungsschaltung im Vergleich zu der ersten Ausführungsform
aufgrund dessen, dass kein FET 66 benötigt wird, vereinfacht ist.
-
<Weitere
Ausführungsformen>
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen, die in der obigen
Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert wurden, beschränkt. Die
folgenden Ausführungsformen
können beispielsweise
innerhalb des technischen Bereiches der vorliegenden Erfindung enthalten
sein, und außerdem
kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden,
ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
- (1)
In den obigen Ausführungsformen
wird die Spannungsteilerschaltung 60 aus drei Spannungsteilungswiderständen R1-R3
ausgebildet, so dass zwei Stromanomaliepegel, d. h. eine Kurzschlussanomalie
und eine Überstromanomalie,
erfasst werden können.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion
beschränkt.
Es kann beispielsweise ein Stromanomaliepegel unter Verwendung von
zwei Spannungsteilungswiderständen
erfasst werden. Alternativ können
drei oder mehr Stromanomaliepegel unter Verwendung von vier oder
mehr Spannungsteilungswiderständen
erfasst werden.
- (2) In den obigen Ausführungsformen
weisen die Spannungsteilungswiderstände (d. h. die Spannungsteilungswiderstände R1-R3)
denselben Widerstandswert auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Die Widerstandswerte können sich
voneinander unterscheiden.
- (3) In den obigen Ausführungsformen
gibt jeder der Komparatoren 62, 64 als eine positive
Logikschaltung ein hochpegeliges Ausgangssignal S2 oder S4 aus,
wenn die Anschlussspannung Vo die geteilte Spannung Va oder Vb überschreitet. Selbstverständlich kann
stattdessen eine negative Logikschaltung, die ein niedrigpegeliges
Ausgangssignal S2 oder S4 ausgibt, verwendet werden.
- (4) In den obigen Ausführungsformen
wird der externe Widerstand 12 als eine Strom-Spannungs-Wandlerschaltung
verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Konstruktion beschränkt,
sondern es kann stattdessen eine RC-Parallelschaltung verwendet werden.
Beispielsweise kann die RC-Parallelschaltung ein erstes Widerstandselement
und einen Kondensator enthalten, die seriell geschaltet sind, und
sie kann außerdem
ein zweites Widerstandselement enthalten, das parallel zu dem ersten Widerstandselement
und dem Kondensator geschaltet ist. Die RC-Parallelschaltung weist
die Eigenschaft auf, dass ihr Umwandlungsfaktor zum Umwandeln des
Laststroms in eine Spannung mit der Zeit, mit der der Laststrom
ausgeübt
wird, erhöht
wird. Das heißt,
in dem Fall, in dem beispielsweise eine Kurz schlussanomalie in der
externen Schaltung (beispielsweise der Last der gesteuerten Vorrichtung
oder Ähnlichem,
oder einem Verdrahtungselement) aufgetreten ist, oder in einem Fall,
in dem eine geringere Anomalie als diese, d. h. eine Überstromanomalie,
bei der ein größerer Strom
als der Nennstrom der Last durch das Halbleiterschaltelement fließt, aufgetreten
ist, wird sich die Ausgangsspannung der RC-Parallelschaltung aufgrund dessen, dass
ihr Umwandlungsfaktor erhöht
wird, wenn die Stromanwendungszeit andauert, erhöhen, und es wird ein Anomaliesignal
ausgegeben, wenn die Ausgangsspannung den Schwellenstrom überschreitet.
Die Stromanwendungszeit, bis das Anomaliesignal nach dem Auftreten
der Stromanomalie ausgegeben wird, ist kürzer, wenn der Pegel des abnormen
Stroms höher
ist, und die Zeit ist länger,
wenn der Pegel niedriger ist.
-
Das
heißt,
die Energieversorgungssteuerung wird derart betrieben, dass ein
Anomaliesignal unmittelbar ausgegeben wird, wenn ein hochpegeliger
abnormer Strom in der externen Schaltung (beispielsweise einem Verdrahtungselement
(oder einem elektrischen Draht)), die mit dem Halbleiterschaltelement verbunden
ist, aufgetreten ist. Wenn ein abnormer Strom eines relativ niedrigen
Pegels aufgetreten ist, wird ein Anomaliesignal ausgegeben, nachdem
eine beachtliche Zeit während
der Anwendung des Stroms verstrichen ist. Dadurch kann ein Durchbrennen
der externen Schaltung aufgrund eines hohen Stroms, der durch diese
fließt,
verhindert werden. Außerdem
kann die Krümmung
der Beziehung zwischen einem Strom, der zu erfassen ist, und einer Stromanwendungszeit,
d. h. einer Zeit, bis die Ausgangsspannung der RC-Parallelschaltung
die Schwellenspannung überschreitet,
geeignet durch Ändern
ihrer Schaltungskonstante (d. h. des Widerstandswerts jedes Widerstands
und der Kapazität des
Kondensators) eingestellt werden. Außerdem ist der maximale Betrag
des zu erfassenden Stroms begrenzt, da der Strom in die RC-Parallelschaltung fließt. Der
maximale Strombetrag kann durch Einstellen des Widerstandswerts
mindestens des ersten Widerstandselements oder des zweiten Widerstandselements
auf einen Wert eingestellt werden, der dem maximal erlaubten Strom
des Halbleiterschaltelements entspricht. Außerdem kann die Konvergenz des
zu erfassenden Stroms in dem Fall, in dem ein Überstromzustand eine lange
Zeit andauert, durch Ändern
des Widerstandswerts des zweiten Widerstandselements eingestellt
werden. Die Zeitkonvergenz der Krümmung der Beziehung zwischen
dem zu erfassenden Strom und der Stromanwendungszeit kann durch Ändern der
Werte der ersten und zweiten Widerstandselemente und des Kondensators
eingestellt werden.
- (5) In dem obigen Ausführungsformen
ist der Leistungs-MOSFET 15 als ein Halbleiterschaltelement
enthalten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Kon struktion beschränkt.
Es kann ein anderer unipolarer Transistor als der Obige oder alternativ
ein Bipolartransistor enthalten sein.
- (6) In den obigen Ausführungsformen
wird der Erfassungs-MOSFET 16 als eine Stromerfassungsschaltung
verwendet. Das heißt,
die Stromerfassung wird durch ein Erfassungsverfahren erzielt. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt, sondern
die Stromerfassung kann durch ein Shunt-Verfahren erzielt werden. Das heißt, es kann
beispielsweise ein Shunt-Widerstand an der Stromversorgungsleitung
vorgesehen sein, und der Laststrom kann auf der Grundlage des Spannungsabfalls
darüber
erfasst werden.
- (7) In den obigen Ausführungsformen
wird die Spannungsteilerschaltung 60 als eine Spannungserzeugungsschaltung
verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Konstruktion beschränkt.
Was notwendig ist, ist, dass Spannungen entsprechend der ausgangsseitigen Spannung
des Halbleiterschaltelements ausgegeben werden können. Beispielsweise können Schaltelemente,
durch die Ströme
entsprechend der ausgangsseitigen Spannung des Halbleiterschaltelements
durch Anlegen der ausgangsseitigen Spannung des Halbleiterschaltelements
an dessen Steueranschluss fließen
können,
und Widerstände,
durch die die Ströme
von den Schaltelementen fließen,
enthalten sein. Die Anschlussspannungen der Widerstände können als
erzeugte Spannungen vorgesehen werden.
- (8) In der obigen Ausführungsform
werden der FET und der Widerstand als eine Vorspannungsschaltung
verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Konstruktion beschränkt. Beispielsweise
kann ein Konstantspannungselement wie z. B. eine Zener-Diode oder
eine Konstantspannungsdiode an dem Strompfad für die Spannungsteilerschaltung 60 vorgesehen
sein. Die Anschlussspannung des Konstantspannungselements kann als
eine Vorspannungsspannung angelegt werden.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Spannungsteilerschaltung 60, die aus seriell geschalteten
Spannungsteilungswiderständen R1,
R2, R3 ausgebildet ist, ist zwischen dem Source-Anschluss S eines
Leistungs-MOSFET 15 und der Masse angeordnet. Die geteilte
Spannung Va an einem Verbindungspunkt A wird an einen der Eingangsanschlüsse eines
Komparators 62 angelegt, während die geteilte Spannung
Vb an einem Verbindungspunkt B an einen der Eingangsanschlüsse eines
Komparators 64 angelegt wird. Die anderen Eingangsanschlüsse des
Komparators 62, 64 sind mit der Verbindungsleitung
zwischen einem externen Anschluss P4, mit dem ein externer Widerstand 12 verbunden
ist, und einem FET 30 verbunden.
-
- 10
- Energieversorgungssteuerung
- 11
- Halbleitervorrichtung
- 12
- ExternerWiderstand
(Strom-Spannungs-Wandlerschaltung)
- 15
- Leistungs-MOSFET
(Halbleiterschaltelement, Leistungs-FET)
- 16
- Erfassungs-MOSFET
(Stromerfassungsschaltung, Erfassungs-FET)
- 50
- Last
- 60
- Spannungsteilerschaltung(Spannungserzeugungsschaltung)
- 61
- Energiequelle
- 62,
64
- Komparator
(Anomalieerfassungsschaltung)
- 63
- Stromversorgungsleitung
- 66
- FET
(Vorspannungsschaltung)
- 68
- Vorspannungswiderstand
(Vorspannungsschaltung)
- 70
- FET
(Leckstromblockierungsschaltung)
- Ip
- Laststrom
- Is
- Erfassungsstrom
(Erfassungssignal)
- Ith1,
Ith2
- Schwellenstrom
- P4
- Externer
Anschluss
- S2
- Hochpegeliges
Ausgangssignal (Anomaliesignal)
- S4
- Hochpegeliges
Ausgangssignal (Anomaliesignal)
- Va,
Vb
- Geteilte
Spannung (erzeugte Spannung)
- Vo
- Anschlussspannung
(Ausgangsspannung der Strom-Spannungs-Wandlerschaltung
- Vs
- Source-Spannung
(ausgangsseitige Spannung des Halbleiterschaltelements)