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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungssteuerung
und insbesondere eine Maßnahme gegen einen Einschaltstromstoß.
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STAND DER TECHNIK
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Eine
Energieversorgungssteuerung ist herkömmlicherweise vorgesehen,
bei der ein Hochleistungshalbleiterschaltelement wie z. B. ein Leistungs-MOSFET
an einer Energieversorgungsleitung, die zwischen eine Energiequelle
und eine Last geschaltet ist, angeordnet ist, und die ausgelegt
ist, die Energiezufuhr zu der Last durch Schalten des Halbleiterschaltelementes
zwischen EIN und AUS zu steuern. Einige derartige Energieversorgungssteuerungen
weisen eine Selbstschutzfunktion auf. Die Selbstschutzfunktion schaltet
das Halbleiterschaltelement als Reaktion auf ein Auftreten eines Überstromes
durch Steuern des Potentials des Steueranschlusses des Halbleiterschaltelementes
aus, um das Halbleiterschaltelement zu schützen. Insbesondere
ist ein Stromerfassungswiderstand seriell zu einem Stromleitungsanschluss
(beispielsweise die Source oder der Drain in dem Fall eines MOSFET) des
Halbleiterschaltelementes geschaltet, wie es beispielsweise in dem
unten angegebenen Patentdokument 1 gezeigt ist. Ein Laststrom, der
durch das Halbleiterschaltelement fließt, wird auf der
Grundlage des Spannungsabfalls über dem Widerstand erfasst,
und das Auftreten eines Überstromes wird bestimmt, wenn
der Laststrom größer als ein vorbestimmter Schwellenwert
ist. Wenn der Strom aufgrund der oben beschriebenen Selbstschutzfunktion
ausgeschaltet wird, wird das Schaltelement automatisch wieder in
einen EIN-Zustand versetzt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit
dem Ausschalten verstrichen ist. Dieses kommt daher, dass die Funktion
vorgesehen ist, um ein Überhitzen des Halbleiterschaltelementes
zu verhindern, und wenn der abnorme Strom ausgeschaltet wird, sollte
die Temperatur des Halbleiterschaltelementes unmittelbar durch einen Wärmestrahler,
der herkömmlicherweise darin vorgesehen ist, verringert
werden.
Patentdokument 1:
JP-A-2001-217696
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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(Durch die Erfindung zu lösendes
Problem)
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In
dem Fall, in dem die Last beispielsweise ein Motor oder eine Lampe
ist, kann ein Einschaltstromstoß, d. h. ein Strom, der
sehr viel größer als der Nennstrom der Last ist,
für eine kurze Zeitdauer durch das Halbleiterschaltelement
fließen, wenn die Energieversorgungssteuerung eingeschaltet
wird. Wenn beispielsweise der obige Schwellenwert zum Bestimmen
des Überstromes auf einen niedrigeren Pegel als der Einschaltstromstoß eingestellt
ist, wird das Halbleiterschaltelement einen Ausschalt-/Wiederherstellungsbetrieb
wiederholen, d. h. ein Ausschalten aufgrund des Einschaltstromstoßes
und eine Rückkehr zu einem EIN-Zustand eine vorbestimmte
Zeitdauer danach, bis der Einschaltstromstoß nach dem Einschalten
abgeklungen ist. Dann entsteht das Problem, dass die Steuerung langsam zu
der Energieversorgung für die Last fortschreitet.
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Wenn
der Schwellenwert auf einen höheren Pegel als der Einschaltstromstoß eingestellt
wird, um dieses Problem zu vermeiden, entsteht das andere Problem,
dass ein Überstrom nur dann bestimmt werden kann, wenn
dieser größer als der Einschaltstromstoß ist,
wenn der Überstrom beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses
in der Last durch das Halbleiterschaltelement fließt, nachdem
ein stabiler Zustand erreicht ist.
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Die
vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die vorhergehenden
Umstände, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Energieversorgungssteuerung und ein Schwellenwerteinstellverfahren
dafür zu schaffen, die in der Lage sind, eine Überstromanomalie
früh zu erfassen, während eine Maßnahme
gegen einen Einschaltstromstoß durchgeführt wird.
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(Mittel zum Lösen des Problems)
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Ein
Schwellenwerteinstellverfahren für eine Energieversorgungssteuerung
gemäß der vorliegenden Erfindung ist für
eine Energieversorgungssteuerung vorgesehen, die eine Überstromschutzfunktion zum
Durchführen eines ersten Ausschaltbetriebs für ein
Halbleiterschaltelement, das an einer Energieversorgungsleitung
von einer Energiequelle zu einer Last angeordnet ist, während
einer ersten Bezugszeit, wenn ein Laststrom, der durch das Halbleiterschaltelement
fließt, einen ersten Schwellenwert überschreitet,
und zum anschließenden Wiederherstellen eines leitenden
Zustands des Halbleiterschaltelementes aufweist. Das Schwellenwerteinstellverfahren
für die Energieversorgungssteuerung beinhaltet ein Verringern
eines Pegels des ersten Schwellenwertes im Verlaufe der Zeit, wenn
eine Stromzufuhr auf der Energieversorgungsleitung gestartet wird.
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Gemäß dieser
Konstruktion kann der erste Schwellenwert, der für einen
ersten Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
verwendet wird, auf einen relativ hohen Pegel als einen Anfangspegel eingestellt
werden, wenn nicht und bis eine Stromzufuhr auf der Energieversorgungsleitung
erfasst wird. Der erste Schwellenwert wird auf einen niedrigeren Pegel
als der Anfangspegel geändert, wenn eine Stromzufuhr auf
der Energieversorgungsleitung erfasst wird. Der Anfangspegel des
ersten Schwellenwertes kann auf einen höheren Pegel als
ein Einschaltstromstoß eingestellt werden, und dadurch kann,
während ein erster Ausschaltbetrieb aufgrund des Einschaltstromstoßes
für das Halbleiterschaltelement verhindert wird, ein Überstrom,
der kleiner als der Einschaltstromstoß ist, als eine Anomalie
nach dem Erreichen eines stabilen Zustands erfasst werden, so dass
ein erster Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
durchgeführt wird.
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Die
obige Erfindung enthält vorzugsweise ein Durchführen
eines Initialisierungsbetriebs zum Wiederherstellen des ersten Schwellenwertes
auf den Anfangspegel maximal eine vorbestimmte Anzahl von Malen,
wenn der erste Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
aufgrund der Überstromschutzfunktion durchgeführt
wird.
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In
dem Fall einer Konstruktion, bei der der erste Schwellenwert sogar
dann auf einem niedrigen Pegel gehalten wird, wenn der erste Ausschaltbetrieb für
das Halbleiterschaltelement durchgeführt wird, nachdem
eine Stromzufuhr auf der Energieversorgungsleitung erfasst wird,
kann das folgende Problem auftreten. Wenn der Lastwiderstand während des
Startens der Last aus irgendwelchen Gründen hoch ist, was
zu einem Einschaltstromstoß führt, der sich gradueller
als in der Entwicklungsphase angenommen ändert, kann beispielsweise
der erste Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
aufgrund des Pegels des Einschaltstromstoßes, der den ersten
Schwellenwert, der verringert wurde, überschreitet, durchgeführt
werden. Das Hableiterschaltelement wird wieder in den leitenden
Zustand gebracht, wenn eine erste Bezugszeit verstrichen ist, und
dann tritt ein Einschaltstromstoß auf. Der Pegel des Einschaltstromstoßes
kann unmittelbar den ersten Schwellenwert, der bereits auf einen
niedrigen Pegel geändert wurde, überschreiten,
und dadurch wird der erste Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
erneut durchgeführt. Somit könnten eine Stromzufuhr
für das Halbleiterschaltelement und ein unmittelbares Ausschalten
aufgrund eines Einschaltstromstoßes wiederholt werden,
so dass eine normale Steuerung für die Energieversorgung
für die Last nicht gestartet werden kann.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird der Initialisierungsbetrieb zum Wiederherstellen
des ersten Schwellenwertes auf den Anfangspegel, wenn der erste
Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement durchgeführt
wird, nachdem ein Stromzufuhrerfassungssignal ausgegeben wird, maximal
eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt. Daher kann
eine Stromzufuhr für das Halbleiterschaltelement, bis ein
Einschaltstromstoß den sich zeitweilig ändernden
ersten Schwellenwert überschreitet, und ein Ausschalten,
wenn der Einschaltstromstoß den ersten Schwellenwert überschreitet,
wiederholt werden. Dadurch verringert sich der Pegel des Einschaltstromstoßanstiegs
graduell, was zu einem Abfall auf unterhalb des ersten Schwellenwertes
führt. Dann wird die Wiederholung der Stromzufuhr und des
unmittelbaren Ausschaltens des Halbleiterschaltelementes beendet.
Andererseits wird, nachdem der Initialisierungsbetrieb die vorbestimmte
Anzahl von Malen durchgeführt wurde, der erste Schwellenwert ohne
Initialisierung auf dem niedrigen Pegel gehalten, so dass eine Überstromanomalie
auf der Grundlage des niedrigen Pegels erfasst werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Stromzufuhrerfassungsschaltung in der vorliegenden Erfindung
eine zweite Abnorm-Stromerfassungsschaltung, die ausgelegt ist,
auf der Grundlage eines Stromerfassungssignals von dem Stromerfassungselement
zu bestimmen, ob ein Laststrom, der durch das Halbleiterschaltelement
fließt, einen zweiten Schwellenwert überschreitet,
der niedriger als der erste Schwellenwert ist, und die außerdem
ausgelegt ist, ein zweites Abnorm-Stromsignal auszugeben, wenn der
Laststrom den zweiten Schwellenwert überschreitet. Die
Energieversorgungssteuerung enthält außerdem eine Anomaliezeitakkumulationsschaltung,
die ausgelegt ist, einen Betrieb zum Akkumulieren einer Anomaliezeit
zu starten, während der zumindest ein zweites Abnorm-Stromsignal
ausgegeben wird, wenn das zweite Abnorm-Stromsignal von der zweiten
Abnorm-Stromerfassungsschaltung ausgegeben wird. Die Schwellentwerteinstellschaltung
ist ausgelegt, einen Pegel des ersten Schwellenwertes gemäß einer akkumulierten
Zeit der Anomaliezeitakkumulationsschaltung zu verringern.
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Gemäß dieser
Konstruktion kann der erste Schwellenwert, der für einen
Ausschaltbetrieb des Halbleiterschaltelementes verwendet wird, auf
einen relativ hohen Pegel als einen Anfangspegel eingestellt werden,
wenn nicht und bis der Laststrom, der durch das Halbleiterschaltelement
fließt, den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Der erste Schwellenwert wird auf einen niedrigeren Pegel als der
Anfangspegel gemäß einer akkumulierten Zeit geändert,
die durch eine Akkumulation erhalten wird, die gestartet wird, wenn
der Laststrom den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Der Anfangspegel des ersten Schwellenwertes kann auf einen höheren
Pegel als ein Einschaltstromstoß eingestellt werden, und
dadurch kann, während ein Ausschaltbetrieb aufgrund des
Einschaltstromstoßes für das Halbleiterschaltelement
verhindert wird, ein Überstrom, der kleiner als der Einschaltstromstoß ist,
als eine Anomalie nach dem Erreichen eines stabilen Zustands erfasst
werden, so dass ein Ausschaltbetrieb des Halbleiterschaltelements
durchgeführt wird.
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Bei
einigen Energieversorgungssteuerungen ist beispielsweise ein anderes
Schaltelement an der Energieversorgungsleitung an der Stromabseite
des Halbleiterschaltelementes derart vorgesehen, dass die Energiezufuhr
zu der Last ebenfalls durch ein EIN-AUS-Schalten des Schaltelements
gesteuert werden kann. In diesem Fall kann ein Einschaltstromstoß auf
der Energieversorgungsleitung wiederholt auftreten, wenn bei spielsweise
ein EIN-AUS-Schalten des stromabseitigen Schaltelementes wiederholt wird.
D. h. es kann, ebenso wie wenn die Energieversorgungssteuerung eingeschaltet
wird, ein Einschaltstromstoß auftreten, wenn nach dem Einschalten
der leitende Zustand von einem Ausschaltzustand des Schaltelements
wieder hergestellt wird.
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Daher
wird in der vorliegenden Erfindung der erste Schwellenwert vorzugsweise
durch Löschen einer akkumulierten Zeit der Anomaliezeitakkumulationsschaltung
(d. h. durch Ändern der derzeitigen akkumulierten Zeit
auf die Anfangszeit oder auf eine Zeit näher bei der Anfangszeit)
wieder auf den Anfangspegel oder einen ähnlichen Pegel
eingestellt, wenn ein Zustand, bei dem der Laststrom auf gleich einem
oder kleiner als ein normaler Pegel gehalten wird, eine zweite Bezugszeit
nach dem Start der Akkumulation der Anomaliezeit andauert. Dadurch
wird eine wiederholte Durchführung eines Ausschaltbetriebes
für das Halbleiterschaltelement aufgrund eines Einschaltstromstoßes
verhindert, wenn der Einschaltstromstoß wiederholt auftritt,
nachdem die Energieversorgungssteuerung eingeschaltet ist.
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Weiter
vorzugsweise wird in der vorliegenden Erfindung die Akkumulation
einer Anomaliezeit gestartet, wenn der Laststrom auf der Energieversorgungsleitung
den zweiten Schwellenwert überschreitet, und ein Ausschaltbetrieb
für das Halbleiterschaltelement durchgeführt,
wenn die Anomaliezeit eine dritte Bezugszeit erreicht. Wenn andererseits
ein normaler Zustand, bei dem der Laststrom gleich dem oder kleiner
als der normale Pegel ist, eine zweite Bezugszeitdauer ohne Erreichen
der dritten Bezugszeit andauert, wird eine akkumulierte Zeit der
Anomaliezeitakkumulationsschaltung gelöscht (d. h. die
derzeitig akkumulierte Zeit wird wieder auf den Anfangswert oder
auf einen Wert näher bei dem Anfangswert eingestellt),
so dass ein Ausschaltbetrieb für das Halbleiterschaltelement
verhindert wird. Dadurch kann, ebenso wie ein kontinuierlicher Überstrom,
ein Flatterkurzschluss, d. h. ein intermittierender Überstrom,
der in kürzeren Intervallen bzw. Abständen als die
zweite Bezugszeit auftritt, erfasst werden, so dass ein Schutz einer
externen Schaltung (einschließlich einer Last und eines
elektrischen Drahtes) erzielt werden kann.
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In
dem Fall, in dem beispielsweise ein anderes Schaltelement an der
Energieversorgungsleitung auf der Stromabseite des Halbleiterschaltelementes der
Energie versorgungssteuerung vorgesehen ist, so dass eine Energiezufuhr
zu der Last ebenfalls durch EIN-AUS-Schalten des stromabseitigen
Schaltelementes gesteuert werden kann, während das Halbleiterschaltelement
der Energieversorgungssteuerung eingeschaltet gehalten wird, kann
ein Einschaltstromstoß auf der Energieversorgungsleitung
wiederholt auftreten, wenn ein EIN-AUS-Schalten des stromabseitigen
Schaltelementes wiederholt wird.
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Daher
wird vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung, wenn ein Zustand,
bei dem der Laststrom gleich dem oder kleiner als der normale Pegel
ist, eine zweite Bezugszeitdauer nach dem Start der Akkumulation
der Anomaliezeit andauert, der erste Schwellenwert durch erneutes
Einstellen einer akkumulierten Zeit der Anomaliezeitakkumulationsschaltung
auf die Anfangszeit auf den Anfangspegel oder einem ähnlichen
Pegel zurückgesetzt, und der Zählwert wird derart
zurückgesetzt, dass der Initialisierungsbetrieb ermöglicht
bzw. freigegeben wird. Dadurch kann, wenn der Einschaltstromstoß wiederholt nach
dem Einschalten der Energieversorgungssteuerung auftritt, eine Wiederholung
der Stromzufuhr und des unmittelbaren Ausschaltens des Halbleiterschaltelementes
aufgrund der Wiederholung des Einschaltstromes beendet werden.
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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 zeigt;
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm einer Eingangsschnittstelle;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm eines internen Massegenerators;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm eines Stromspiegelabschnittes, eines Schwellenspannungsgenerators
und eines Überstromanomaliedetektors;
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5 ist
eine Grafik zur Erläuterung von Einstellpegeln eines ersten
Anomalieschwellenstromes und eines zweiten Anomalieschwellenstromes;
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6 ist
ein Schaltungsdiagramm eines Steuerlogikabschnitts;
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7 ist
eine Tabelle, die die Entsprechung zwischen dem Zählwert
und Bitsignalen eines Schmelzzeitzählers zeigt;
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8 ist
ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion eines Gatetreibers
zeigt;
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9A ist
eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Gatespannung und der
Ladezeit zeigt;
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9B ist
eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Gatespannung und der
Entladezeit zeigt;
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10 ist
ein Zeitdiagramm für den Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung
ein konstantes Spannungssignal eines niedrigen Pegels als ein Steuersignal
empfängt;
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11 ist
ein Zeitdiagramm für den Fall, in dem ein Einschaltstromstoß,
der den ersten Anomalieschwellenstrom überschreitet, aufgetreten
ist;
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12 ist
ein Zeitdiagramm für den Fall, in dem ein Einschaltstromstoß,
der den ersten Anomalieschwellenstrom nicht überschreitet
und sich extrem graduell ändert, aufgetreten ist;
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13 ist
ein Zeitdiagramm für den Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung
ein PWM-Signal als ein Steuersignal empfängt;
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14 ist
ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konstruktion einer Energieversorgungssteuerung
gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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15 ist
ein Schaltungsdiagramm einer Sourcepotentialsteuerung, eines Schwellenspannungsgenerators
und eines Stromanomaliedetektors;
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16 ist
ein Schaltungsdiagramm eines Steuerlogikabschnitts;
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17 ist
eine Tabelle, die die Entsprechung zwischen den Zählwerten
eines Schmelzzählers und eines FR-Zählers und
einem Schwellenwertbestimmungssignal zeigt;
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18 ist
ein Zeitdiagramm verschiedener Signale zum Darstellen eines Betriebs
der Energieversorgungssteuerung (während eines normalen
Zustands);
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19 ist
ein Zeitdiagramm verschiedener Signale zum Darstellen eines Betriebs
der Energieversorgungssteuerung (während eines Überstroms); und
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20 ist
ein Zeitdiagramm verschiedener Signale zum Darstellen eines Betriebs
der Energieversorgungssteuerung (während eines Schmelzstroms).
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die 1 bis 13 erläutert.
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<Konstruktion
der Energieversorgungssteuerung>
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konstruktion einer Energieversorgungssteuerung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Energieversorgungssteuerung 10 kann
an einem Fahrzeug, das nicht gezeigt ist, installiert und zur Steuerung
der Energiezufuhr von einer Fahrzeugenergiequelle (im Folgenden
als "eine Energiequelle 12" bezeichnet) zu einer Last 11 wie
z. B. einem Entfeuchtungsheizgerät (d. h. einer linearen
Widerstandslast), einer Fahrzeuglampe bzw. einem Fahrzeugschienwerfer,
oder einem Motor für einen Lüfter oder einen Wischer
(d. h. eine L-Last (oder induktive Last)) installiert sein. Im Folgenden
meint eine "Last" eine Vorrichtung, die von der Energieversorgungssteuerung 10 zu
steuern ist, und beinhaltet keinen elektrischen Draht 30,
der zwischen die Energieversorgungssteuerung 10 und die
gesteuerte Vorrichtung geschaltet ist. Die Last 11 und
der elektrische Draht 30 werden in der folgenden Beschreibung
gemeinsam als "eine externe Schaltung" bezeichnet.
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Insbesondere
enthält die Energieversorgungssteuerung 10 einen
Leistungs-MOSFET 14 (d. h. ein Beispiel eines "Halbleiterschaltelements")
als ein Leistungs-FET, der an einer Energieversorgungsleitung 13,
die zwischen die Energiequelle 12 und die Last 11 geschaltet
ist, angeordnet ist. In der Energieversorgungssteuerung 10 wird
ein Steuersignal S1 wie z. B. ein konstantes Spannungssignal oder
ein PWM-Steuersignal (Pulsbreitenmodulationssteuersignal) an das
Gate des Leistungs-MOSFET 14 angelegt, um den Leistungs-MOSFET
zwischen EIN und AUS zu schalten. Dadurch wird die Energiezufuhr
zu der Last 11, die mit der Ausgangsseite des Leistungs-MOSFET 14 verbunden
ist, gesteuert. In der vorliegenden Ausführungsform ist
ein Eingangsanschluss P1 der Energieversorgungssteuerung 10 mit einem
externen Betriebsschalter 15 verbunden, und die Energieversorgungssteuerung
wird betrieben, wenn der Betriebsschalter 15 eingeschaltet
ist. Insbesondere ist der Eingangsanschluss P1 mit dem Betriebsschalter 15 über
einen Widerstand 15a verbunden, und der Verbindungspunkt
zwischen dem Betriebsschalter 15 und dem Widerstand 15a ist
mit der Energiequelle 12 über den Widerstand 15b verbunden.
Somit wird der Eingangsanschluss P1 auf die Seite der Energieversorgungsspannung
Vcc heraufgezogen, wenn der Betriebsschalter 15 ausgeschaltet
ist.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, ist die Energieversorgungssteuerung 10 als
eine Halbleitervorrichtung 17 (halbleitende Vorrichtung)
ausgebildet, an der der Eingangsanschluss P1, ein Energieversorgungsanschluss
P2 (Vcc), ein Abgriffsanschluss P3, der mit der Energiequelle 12 zu
verbinden ist, ein Lastverbindungsanschluss P4, der mit der Last 11 zu verbinden
ist, ein externer Anschluss P5, der mit der Masse (GND) über
einen externen Widerstand 16 als eine Strom-Spannungs-Wandlerschaltung
zu verbinden ist, ein Masseanschluss P6, der direkt mit der Masse
(GND) zu verbinden ist, und ein Diagnoseausgangsanschluss P7 vorgesehen
sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Leistungs-MOSFET 14,
ein Erfassungs-MOSFET 18 (d. h. ein Beispiel eines "Stromerfassungselements")
als ein Erfassungs-FET, der unten beschrieben wird, und ein Temperatursensor 19 (in
der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise eine Diode)
als ein Temperaturerfassungselement auf einem einzelnen Chip als
ein Leistungs-Chip 20 konfiguriert, der an einem Steuer-Chip 21,
der die anderen Schaltungen enthält, angebracht ist.
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Mehrere
MOSFETs sind auf dem Leistungs-Chip angeordnet. Die Drainanschlüsse
der MOSFETs sind gemeinsam miteinander verbunden, und sind außerdem
mit dem Abgriffsanschluss P3 verbunden. Die Sourceanschlüsse
der meisten der MOSFETs sind gemeinsam mit einem Leistungs-FET-Eingang 51a eines
Stromspiegelabschnitts 51, der unten beschrieben wird,
und dem Lastverbindungsanschluss P4 verbunden, so dass die MOSFETs
den Leistungs-MOSFET 14 ausbilden. Die Sourceanschlüsse
des Restes der MOSFETs sind gemeinsam mit einem Erfassungs-FET-Eingang 51b des
Stromspiegelabschnitts 51 verbunden, so dass die MOSFETs
den Erfassungs-MOSFET 18 ausbilden. Das Verhältnis
der Anzahl der MOSFETs, die den Erfassungs-MOSFET 18 bilden,
zu der Anzahl der MOSFETs, die den Leistungs-MOSFET 14 bilden,
entspricht näherungsweise einem Erfassungsverhältnis.
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Der
Steuer-Chip 21 enthält hauptsächlich eine
Eingangsschnittstelle 22, einen internen Massegenerator 23,
einen Stromdetektor 24, einen Überhitzungsdetektor 25,
einen Diagnoseausgangsabschnitt 26, einen Steuerlogikabschnitt 27,
der als eine Überstromschutzschaltung und als eine Überhitzungsschutzschaltung
dient, und einen Gatetreiber 28.
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(Eingangsschnittstelle)
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Die
Eingangsseite der Eingangsschnittstelle 22 ist mit dem
Eingangsanschluss P1 verbunden. Dadurch wird ein Steuersignal S1
eines hohen Pegels eingegeben, wenn der Betriebsschalter 15 ausgeschaltet
ist, während ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels
eingegeben wird, wenn der Betätigungsschalter eingeschaltet
ist. Das Steuersignal S1 wird dann in den internen Massegenerator 23 und den
Steuerlogikabschnitt 27 eingegeben. In einem normalen Zustand,
d. h. wenn weder eine Stromanomalie noch eine Temperaturanomalie
aufgetreten ist, wie es später beschrieben wird, schaltet
die Energieversorgungssteuerung 10 den Leistungs-MOSFET 14 durch
den Gatetreiber 28 als Reaktion auf ein Steuersignal S1
eines niedrigen Pegels, wie es oben beschrieben wurde, ein, was
zu einem leitenden Zustand führt. Andererseits schaltet
als Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels die Energieversorgungssteuerung 10 den
Leistungs-MOSFET 14 durch den Gatetreiber 28 aus,
was zu einem AUS-Zustand führt. Ein Steuersignal S1 eines
niedrigen Pegels der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel
eines "EIN-Signals". Ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels ist
ein Beispiel eines "AUS-Signals". Der Gatetreiber 28 dient
als eine "Schaltsteuerschaltung".
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Insbesondere
enthält die Eingangsschnittstelle 22, wie es in 2 gezeigt
ist, zwei Dioden 31 und 31, die seriell zwischen
den Energieversorgungsanschluss P2 und eine interne Masse GND1 (0 < GND1 < Vcc) geschaltet
sind, deren Kathodenseiten mit der Seite höheren Potentials
verbunden sind. Mit dem Verbindungspunkt dazwischen ist der Eingangsanschluss
P1 über einen Widerstand 32 verbunden. Ein FET 33,
in dem ein Kurzschluss zwischen der Source und dem Gate (d. h. eine
Diodenverbindung) ausgebildet ist, ist parallel zu der Diode 31 auf
der Seite höheren Potentials geschaltet. Wenn ein Steuersignal
S1 eines hohen Pegels in den Eingangsanschluss P1 eingegeben wird,
wird dieser auf die Seite der Energieversorgungsspannung Vcc heraufgezogen,
so dass ein Signal eines hohen Pegels (zur Vereinfachung in der
vorliegenden Ausführungsform als ein Steuersignal S1 eines
hohen Pegels bezeichnet), das dem Steuersignal S1 eines hohen Pegels
entspricht, über einen Hysterese-Komparator 34 und
eine Invertierungsschaltung 35 ausgegeben wird. Wenn andererseits
ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels in den Eingangsanschluss
P1 eingegeben wird, fließt ein konstanter Strom von dem FET 33 zu
dem Eingangsanschluss P1 über den Widerstand 32,
so dass ein Signal eines niedrigen Pegels (zur Vereinfachung in
der vorliegenden Ausführungsform als ein Steuersignal S1
eines niedrigen Pegels bezeichnet), das dem Steuersignal S1 eines niedrigen
Pegels entspricht, über den Hysterese-Komparator 34 und
die Invertierungsschaltung 35 ausgegeben wird.
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Wenn
ein Steuersignal S1 einer negativen Spannung (niedriger als GND1)
in den Eingangsanschluss P1 eingegeben wird, fließt ein
Strom von der internen Masse GND1 zu dem Eingangsanschluss P1 über
die Diode 31 an der Seite niedrigeren Potentials und den
Widerstand 32, so dass ebenfalls ein Steuersignal S1 eines
niedrigen Pegels ausgegeben wird. Eine Diode 36, deren
Kathodenseite mit der Seite höheren Potentials verbunden
ist, und ein Widerstand 37 sind seriell zwischen den Energieversorgungsanschluss
P2 und den Masseanschluss P6 geschaltet, wie es in 1 gezeigt
ist. Der Verbindungspunkt dazwischen ist als die obige interne Masse
GND1 vorgesehen. Gemäß dieser Konstruktion wird,
wenn irrtümlicherweise die Seite des Masseanschlusses P6
mit der Seite der Energieversorgungsspannung Vcc verbunden ist,
ein Strom, der in die Schaltungen der Energieversorgungssteuerung 10 fließt,
aufgrund der Diode 36 unterdrückt, so dass er gleich
oder kleiner als ein vorbestimmter Pegel ist.
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(Interner Massegenerator)
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Der
interne Massegenerator 23 als ein Konstantspannungsversorgungsgenerator
wird betrieben, wenn er ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels
(EIN-Signal) von der Eingangsschnittstelle 22 oder ein
Ausgangssignal S2 eines niedrigen Pegels (das angibt, dass ein Löschzähler 72 nicht übergeflossen
ist) von dem Löschzähler 72, der unten
beschrieben wird, empfängt, um eine interne Masse GND2
zu erzeugen, die um eine vorbestimmte konstante Spannung niedriger
als die Energieversorgungsspannung Vcc ist. D. h. der interne Massegenerator 23 wird
in dem Betriebszustand gehalten, um die Erzeugung der internen Masse
GND2 solange fortzusetzen, wie ein Ausgangssignal S2 eines niedrigen
Pegels von dem Löschzähler 72 empfangen wird,
und zwar sogar dann, wenn ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels
(AUS-Signal) von der Eingangsschnittstelle 22 empfangen
wird. Somit wird die konstante Spannung, die der Differenz entspricht,
die durch Subtrahieren der internen Masse GND2 von der Energieversorgungsspannung
Vcc bestimmt wird, für den Steuerlogikabschnitt 27 bereitgestellt, und
dadurch kann der Steuerlogikabschnitt 27 betrieben werden.
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Insbesondere
enthält der interne Massegenerator 23, wie es
in 3 gezeigt, einen FET 41 als ein Schaltelement,
das als Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels
(EIN-Signal) einzuschalten ist, und einen FET 42 als ein
Schaltelement, das als Reaktion auf ein Ausgangssignal S2 eines niedrigen
Pegels einzuschalten ist. Die Ausgangsseiten der FETs 41, 42 sind
mit dem Steueranschluss eines FET 43 als einem Schaltelement
verbunden. Die Eingangsseite (d. h. die Drainseite) des FET 43 ist mit
dem Energieversorgungsanschluss P2 über eine Zener-Diode 44 verbunden,
während dessen Ausgangsseite (d. h. die Sourceseite) mit
dem Masseanschluss P6 über den obigen Widerstand 37 verbunden
ist.
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In
dem internen Massegenerator 23 wird der FET 43 als
Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels oder ein
Ausgangssignal S2 eines niedrigen Pegels, wie es oben beschrieben
ist, eingeschaltet. Dadurch wird der interne Massegenerator betrieben,
um die interne Masse GND2 zu erzeugen, die um eine Spannung, die
der Zener-Spannung der Zener-Diode 44 entspricht, niedriger
als die Energieversorgungsspannung Vcc ist. Die erzeugte interne Masse
wird dem Steuerlogikabschnitt 27 über einen Operationsverstärker 45 als
einen Spannungsfolger bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist
ein FET 46, bei dem ein Kurzschluss zwischen der Source
und dem Gate (d. h. eine Diodenverbindung) ausgebildet ist, an einer
Energieversorgungsleitung, die zwischen die Zener-Diode 44 und
dem FET 43 geschaltet ist, angeordnet. Dadurch fließt
ein konstanter Strom durch die Zener-Diode 44, wenn der FET 43 eingeschaltet
ist, und demzufolge kann eine stabilere interne Masse GND2 erzeugt
werden.
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(Stromdetektor)
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Der
Stromdetektor 24 enthält einen Stromspiegelabschnitt 51,
einen Schwellenspannungsgenerator 52 und einen Überstromanomaliedetektor 53, wie
es in 1 gezeigt ist. 4 zeigt
die Schaltungen des Stromspiegelabschnitts 51, des Schwellenspannungsgenerators 52 und
des Überstromanomaliedetektors 53 in vergrößerter
Ansicht, und der Rest der Schaltungskonstruktion ist teilweise weggelassen.
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a. Stromspiegelabschnitt
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Der
Stromspiegelabschnitt 51 enthält eine Potentialsteuerung 54 zum
Aufrechterhalten der ausgangsseitigen Potentiale (d. h. der Source-Potentiale)
des Leistungs-MOSFET 14 und des Erfassungs-MOSFET 18 auf
zu einander gleiche Potentiale, und enthält außerdem
zwei Stromspiegelschaltungen 55 und 55.
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Die
Potentialsteuerung 54 enthält einen Operationsverstärker 56 und
einen FET 57 als ein Schaltelement. Die beiden Eingangsanschlüsse
des Operationsverstärkers sind jeweils mit dem Leistungs-FET-Eingang 51a (d.
h. mit der Source des Leistungs-MOSFET 14) und dem Erfassungs-FET-Eingang 51b (d.
h. der Source des Erfassungs-MOSFET 18) verbunden. Der
FET 57 ist zwischen den Erfassungs-FET-Eingang 51b und
den externen Anschluss P5 geschaltet, und der Ausgang des Operationsverstärkers 56 wird
an dessen Steueranschluss angelegt. Genauer gesagt ist der negative
Eingang des Operationsverstärkers 56 mit dem Leistungs-FET-Eingang 51a verbunden,
während der positive Eingang des Operationsverstärkers 56 mit dem
Erfassungs-FET-Eingang 51b verbunden ist. Der Differenzausgang
des Operationsverstärkers 56 wird durch das Gate
und den Drain des FET 57 in den positiven Eingang zurückgeführt.
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Der
Operationsverstärker 56 wird aufgrund der Rückführung
des Differenzausgangs des Operationsverstärkers 56 in
einem imaginären Kurzschlusszustand gehalten, d. h. die
Potentiale des positiven Eingangs und des negativen Eingangs werden
auf fast einander gleich gehalten. Dadurch werden die Potentiale
der Drainanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 auf einander gleiche Potentiale
gehalten, und die Potentiale der Sourceanschlüsse von diesen
werden ebenfalls auf einander gleiche Potentiale gehalten. Demzufolge
kann ein Erfassungsstrom Is (d. h. ein Beispiel eines "Stromerfassungssignals
von einem Stromerfassungselement"), der durch den Erfassungs-MOSFET 18 fließt,
stabil auf ein konstantes Verhältnis (d. h. das obige Erfassungsverhältnis)
zu einem Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt,
gehalten werden.
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Der
Erfassungsstrom Is von der Potentialsteuerung 54 fließt
in den externen Widerstand 16 über die beiden
Stromspiegelschaltungen 55, 55 und den externen
Anschluss P5, und daher ändert sich die Anschlussspannung
Vo des externen Anschlusses P5 mit dem Erfassungsstrom Is.
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b. Überstromanomaliedetektor
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Der Überstromanomaliedetektor 53 enthält mehrere
(in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise zwei)
Komparatoren 58, 59 (in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise
Hysterese-Komparatoren). Die Anschlussspannung Vo des externen Anschlusses
P5 wird an einen Eingang des Komparators 58 und einen Eingang
des Komparators 59 angelegt.
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Der
Komparator 58 (d. h. ein Beispiel einer "ersten Abnorm-Stromerfassungsschaltung")
empfängt an dem anderen Eingang eine erste Anomalieschwellenspannung
Voc von dem Schwellenspannungsgenerator 52 und gibt ein
erstes Abnorm-Stromsignal OC eines niedrigen Pegels an den Steuerlogikabschnitt 27 aus,
wenn die Anschlussspannung Vo die erste Anomalieschwellenspannung Voc überschreitet.
Im Folgenden wird ein Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt,
wenn die Anschlussspannung Vo die erste Anomalieschwellenspannung
Voc erreicht, d. h. während einer Stromanomalie, als ein
"erster Anomalieschwellenstrom ILoc" bezeichnet (d. h. ein Beispiel
eines "ersten Schwellenwertes"), und diese Stromanomalie wird als
"Überstrom" bezeichnet.
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Der
Komparator 59 (d. h. ein Beispiel einer "Stromzufuhrerfassungsschaltung"
und einer "zweiten Abnorm-Stromerfassungsschaltung") empfängt an
seinem anderen Eingang eine zweite Anomalieschwellenspannung Vfc
(< Voc) von dem
Schwellenspannungsgenerator 52 und gibt ein zweites Abnorm-Stromsignal
FC eines niedrigen Pegels (d. h. ein Beispiel eines "Stromzufuhrerfassungssignals") an
den Steuerlogikabschnitt 27 aus, wenn die Anschlussspannung
Vo die zweite Anomalieschwellenspannung Vfc überschreitet.
Im Folgenden wird ein Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt,
wenn die Anschlussspannung Vo die zweite Anomalieschwellenspannung
Vfc erreicht, d. h. während einer Stromanomalie, als "zweiter
Anomalieschwellenstrom ILfc" bezeichnet (d. h. ein Beispiel eines
"zweiten Schwellenwertes"), und diese Stromanomalie wird als "Schmelzstrom"
bezeichnet.
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c. Schwellenspannungsgenerator
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Der
Schwellenspannungsgenerator 52 (d. h. ein Beispiel einer
"Schwellenwerteinstellschaltung") enthält eine Spannungsteilerschaltung
zum Teilen einer Bezugsspannung mittels mehrerer Widerstände. Eine
Anomalieschwellenspannung, die an den Überstromanomaliedetektor 53 angelegt
wird, kann durch Ändern einer oder mehrerer geteilter Spannungen, die
aus mehreren geteilten Spannungen ausgewählt werden, die
von der Spannungsteilerschaltung erzeugt werden, eingestellt werden.
Insbesondere enthält, wie es in 4 gezeigt
ist, der Schwellenspannungsgenerator 52 eine Spannungsteilerschaltung 60,
die zwischen die Source des Leistungs-MOSFET 14 und den
Masseanschluss P6 geschaltet ist. Die Spannungsteilerschaltung 60 ist
durch serielles Schalten mehrerer Widerstände (beispielsweise
acht Widerstände 60a–60h in
der vorliegenden Ausführungsform) ausgebildet. Die geteilte
Spannung an dem Verbindungspunkt A zwischen den Widerständen 60a und 60b wird
als die zweite Anomalieschwellenspannung Vfc ausgegeben.
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Der
Schwellenspannungsgenerator 52 enthält außerdem
mehrere FETs 61a–61f als Schaltelemente
zum Verbinden des anderen Eingangsanschlusses des Komparators 58 wahlweise
mit den Verbindungspunkten B–G zwischen den Widerständen 60b–60h.
Dadurch kann die erste Anomalieschwellenspannung Voc stufenweise
durch wahlweises und aufeinanderfolgendes Einschalten der FETs 61a–61f verringert
werden. Die EIN-AUS-Steuerung für die FETs 61a–61f wird
durch den Steuerlogikabschnitt 27 durchgeführt,
wie es unten beschrieben ist.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Spannungsteilerschaltung 60 ausgelegt,
die Sourcespannung Vs des Leistungs-MOSFET 14 zu unterteilen,
kann jedoch ausgelegt sein, eine vorbestimmte Spannung als eine
andere Bezugsspannung als die Sourcespannung zu unterteilen. Gemäß der
Konstruktion der vorliegenden Ausführungsform können die
Anomalieschwellenspannungen derart eingestellt werden, dass sie
sich mit der Sourcespannung Vs des Leistungs-MOSFET 14 ändern.
Im Vergleich zu einer Konstruktion, bei der die Schwellenwerte unabhängig
von einer Änderung der Sourcespannung auf feste Pegel eingestellt
werden, erreicht die Anschlussspannung Vo des externen Widerstands 16 unmittelbar
die Anomalieschwellenspannung unabhängig von der Größe
der Energieversorgungsspannung Vcc, wenn beispielsweise ein Kurzschluss
in der Last 11 oder ähnlichem aufgetreten ist.
Dadurch kann die Stromanomalie schnell erfasst werden. Außerdem
ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ein FET 62, der ein Schaltelement ist, das sich als Reaktion
auf ein Vorspannungssignal Bias von dem Steuerlogikabschnitt 27 einschaltet,
vorgesehen, durch den ein Strom von der Energiequelle 12 in die
Spannungsteilerschaltung 60 über einen Widerstand 63 fließt, so
dass die Sourcespannung Vs derart vorgespannt ist, dass sie nicht
gleich 0 [V] ist, wenn der Leistungs-MOSFET 14 ausgeschaltet
ist. Das Vorspannungssignal Bias wird von dem Steuerlogikabschnitt 27 zum
Einschalten des FET 62 ausgegeben, wenn ein Steuersignal
S1 eines niedrigen Pegels oder ein Ausgangssignal S2 eines niedrigen Pegels
ausgegeben wird.
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5 ist
eine Grafik zu Erläuterung von Einstellpegeln des ersten
Anomalieschwellenstrom ILoc und des zweiten Anomalieschwellenstroms
ILfc. Die Grafik betrifft die Rauchemissionscharakteristika eines
elektrischen Drahtes 30 (beispielsweise eines Beschichtungsmaterials
des elektrisches Drahtes), der mit der Energieversorgungssteuerung 10 verbindbar
ist, wobei die Rauchemissionskennlinie L1, die die Beziehung zwischen
einem konstanten Strompegel und einer Stromanwendungszeit (d. h. einer
Zeit bis zum Schmelzen) repräsentiert, gezeigt ist. D.
h. die Rauchemissionskennlinie L1 stellt die Beziehung zwischen
einem beliebigen konstanten Strom (Ein-Schuss-Strom) und einer Zeit,
die es dauert, bis das Beschichtungsmaterial des elektrischen Drahtes 30 zu
schmoren beginnt, während der konstante Strom an den elektrischen
Draht 30 angelegt ist, dar. In der Grafik ist außerdem
eine Selbstzerstörungskennlinie L2 gezeigt, die die Beziehung
zwischen einem beliebigen konstanten Strom (Ein-Schuss-Strom) und
einer Zeit darstellt, die es dauert, bis der Leistungs-MOSFET 14 zusammenbricht,
während der konstante Strom an den MOSFET 14 angelegt
ist. Der zweite Anomalieschwellenstrom ILfc wird auf einen Wert
innerhalb eines Bereiches eingestellt, in dem ein Strompegel kleiner
als die Rauchemissionskennlinie L1 und kleiner die Selbstzerstörungskennlinie
L2 ist. Der erste Anomalieschwellenstrom ILoc wird auf einen Wert
innerhalb eines Bereiches eingestellt, in dem ein Strompegel niedriger
als die Rauchemissionskennlinie L1 und niedriger die Selbstzerstörungskennlinie
L2 ist, und zwar für einen Zeitbereich, der einer Bezugsschmelzzeit
entspricht, die unten beschrieben ist und die mit dem Start der
Zählung von dem Anfangswert durch einen Schmelzzeitzähler 73,
der unten beschrieben ist, beginnt.
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Man
beachte, dass die Rauchemissionscharakteristika, die in der Grafik
gezeigt sind, einen elektrischen Draht 30 betreffen, der
aus elektrischen Drähten 30 ausgewählt
ist, die wahrscheinlich mit der Energieversorgungssteuerung 10 verbunden
werden. Die Rauchemissionscharakteristika hängen von einer
externen Schaltung (beispielsweise einem Verdrahtungselement wie
z. B. einem elektrischen Draht oder einer Last), die mit der Energieversorgungssteuerung 10 zu
verbinden ist, ab. Daher sollten sich die Werte des Laststroms IL
und des Erfassungsstroms Is, auf deren Grundlage die Abnorm-Stromsignale
FC, OC ausgegeben werden, ebenfalls in Abhängigkeit davon ändern.
Dieses kann jedoch auf einfache Weise durch Einstellen des Widerstandswertes
des oben beschriebenen externen Widerstands 64 erzielt
werden.
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In
der Grafik stellt ILmax den Nennstrom der Last 11 (d. h.
eine Grenze für die Verwendung, bis zu der eine Garantie
gegeben wird) dar. Io stellt den kritischen Gleichgewichtsstrom
dar, der angelegt werden kann, während ein thermischer
Gleichgewichtszustand aufrechterhalten wird, bei dem eine Wärmeerzeugung
und -abstrahlung in dem elektrischen Draht 30 ausgeglichen
sind. Wenn ein Strom eines höheren Pegels als der kritische
Gleichgewichtsstrom Io angelegt wird, betrifft dieses den überthermischen
Widerstandsbereich, bei dem ein Strompegel und eine Zeit bis zum
Schmoren im Wesentlichen umgekehrt proportional zueinander sind.
Der zweite Anomalieschwellenstrom ILfc wird auf einen Wert eingestellt,
der etwas größer als der Nennstrom ILmax der Last 11 ist,
wie es in 5 gezeigt ist. Der Komparator 59 erfasst
einen Schmelzstrom, wenn der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom
ILfc erreicht, und gibt ein zweites Abnorm-Stromsignal FC aus. Wenn
der Laststrom IL etwa so groß wie der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, muss der Leistungs-MOSFET 15 nicht unmittelbar
ausgeschaltet werden. Er sollte nur dann ausgeschaltet werden, wenn
der Schmelzstromzustand eine beachtliche Zeitdauer andauert, wie
es unten beschrieben ist.
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Im
Gegensatz dazu wird der erste Anomalieschwellenstrom ILoc auf einen
Pegel eingestellt, der größer als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist. Der Komparator 58 erfasst einen Überstrom, wenn
der Laststrom IL den ersten Anomalieschwellenstrom ILoc erreicht,
und gibt ein erstes Abnorm-Stromsignal OC aus. Wenn der Laststrom
IL somit auf einem hohen Pegel jenseits des ersten Anomalieschwellenstroms
ILoc liegt, sollte der Leistungs-MOSFET 14 unmittelbar
ausgeschaltet werden, wie es unten beschrieben ist. In Vorbereitung
für einen Einschaltstromstoß stellt der Schwellenspannungsgenerator 52 zunächst
den ersten Anomalieschwellenstrom ILoc auf einen Anfangspegel ein, der
größer als der Einschaltstromstoß ist,
wie es in 5 gezeigt ist.
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Wenn
danach ein Schmelzstrom erfasst wird, wie es unten beschrieben ist,
wird der erste Anomalieschwellenstrom stufenweise im Verlaufe der
Zeit verringert.
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(Überhitzungsdetektor)
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Der Überhitzungsdetektor 25 empfängt
ein Temperatursignal S4, das einer Temperatur des Leistungs-Chips 20 entspricht,
von dem Temperatursensor 19, der auf dem Leistungs-Chip 20 vorgesehen ist.
Der Überhitzungsdetektor 25 erfasst eine Temperaturanomalie,
wenn das empfangene Temperatursignal S4 eine vorbestimmte Schwellentemperatur überschreitet,
und stellt dem Steuerlogikabschnitt 27 ein Abnorm-Temperatursignal
OT eines niedrigen Pegels bereit.
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Während
eines ersten oder zweiten erzwungenen Ausschaltbetriebes, der durch
den Steuerlogikabschnitt 27 für den Leistungs-MOSFET 14 als
Reaktion auf das Auftreten einer Stromanomalie oder einer Temperaturanomalie
durchgeführt wird, wie es unten beschrieben ist, stellt
die Diagnoseausgangsschaltung 26 einen Diagnoseausgang
durch Herabziehen des Diagnoseausgangsanschlusses P7 auf einen niedrigen
Pegel als Reaktion auf ein Diagnosesignal Diag eines hohen Pegels
von dem Steuerlogikabschnitt 27 bereit. Dadurch kann eine
Meldung hinsichtlich des erzwungenen Ausschaltzustands des Leistungs-MOSFET 14 aufgrund
des Auftretens einer Stromanomalie oder einer Temperaturanomalie oder
aufgrund der durchgeführten Schmelz- bzw. Sicherungsfunktion
für die Außenseite bereitgestellt werden.
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(Steuerlogikabschnitt)
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6 ist
ein Schaltungsdiagramm des Steuerlogikabschnitts 27. Der
Steuerlogikabschnitt 27 enthält hauptsächlich
einen Ausschaltdauerzähler 71, den Löschzähler 72,
den Schmelzzeitzähler 73, einen Oszillator 74,
einen Rücksetzsignalgenerator 75, eine Anzahlzählerschaltung 88 und ähnliches. Der
Steuerlogikabschnitt 27 empfängt das Steuersignal
S1 von der Eingangsschnittstelle 22, die ersten und zweiten
Abnorm-Stromsignale OC, FC von dem Stromdetektor 24 und
das Abnorm-Temperatursignal OT von dem Überhitzungsdetektor 25,
wie es oben beschrieben ist.
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a. Oszillator und Rücksetzsignalgenerator
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Der
Oszillator 74 erzeugt und gibt zwei Taktsignale in unterschiedlichen
Perioden, d. h. ein Taktsignal CLK1 (in beispielsweise einer Periode
von 125 Mikrosekunden) und ein Taktsignal CLK2 (in beispielsweise
einer Periode von 4 Millisekunden) aus. Der Rücksetzsignalgenerator 75 erzeugt
eine konstante Spannung, die für den Betrieb des internen Massegenerators 23 und
des vorliegenden Steuerlogikabschnitts 27 ausreichend ist.
Außerdem gibt er ein Ausgangssignal RST eines niedrigen
Pegels (d. h. ein Rücksetzsignal) aus, wenn nicht und bis
eine Takterzeugung des Oszillators 74 stabilisiert ist. Wenn
die Takterzeugung stabilisiert ist, wird ein Ausgangssignal RST
eines hohen Pegels ausgegeben.
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b. Ausschaltdauerzähler
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Wenn
mindestens ein erstes Abnorm-Stromsignal OC eines niedrigen Pegels
von dem Stromdetektor 24 oder ein Abnorm-Temperatursignal
OT eines niedrigen Pegels von dem Überhitzungsdetektor 25 empfangen
wird, führt der Ausschaltdauerzähler 71 (d.
h. ein Beispiel einer "Überstromschutzschaltung") erzwungenermaßen
einen Ausschaltbetrieb (d. h. ein Beispiel eines "ersten Ausschaltbetriebs
für ein Halbleiterschaltelement, der aufgrund einer durchgeführten Überstromschutzfunktion
durchgeführt wird" und eines "ersten Ausschaltbetriebs
für ein Halbleiterschaltelement, der durch eine Überstromschutzschaltung
durchgeführt wird") für den Leistungs-MOSFET 14 für
eine vorbestimmte erste Bezugszeitdauer (d. h. eine Zeitdauer, die
dem Herunterzählen von dem Zählwert "n" bis auf
"0", insbesondere 32 Millisekunden entspricht) durch, und danach wird
der erzwungene Ausschaltzustand freigegeben. In der vorliegenden
Ausführungsform meint "erzwungenes Ausschalten", dass der
Leistungs-MOSFET 14 erzwungenermaßen ausgeschaltet
wird, obwohl die Energieversorgungssteuerung 10 ein Steuersignal
S1 eines niedrigen Pegels (EIN-Signal) empfängt.
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Insbesondere
zählt der Ausschaltdauerzähler 71 von
dem Anfangswert n auf Null synchron zu der Taktung des Taktsignals
CLK2 abwärts. Das Ausgangssignal RST von dem Rücksetzsignalgenerator 75 wird
invertiert und in den Rücksetzanschluss des Ausschaltdauerzählers 71 eingegeben.
Sämtliche der n Zähler werden auf "0" zurück gesetzt
(so dass der Zählwert auf den Anfangswert "n" eingestellt wird),
während das Ausgangssignal RST einen niedrigen Pegel aufweist.
Der Rücksetzzustand wird freigegeben, wenn das Ausgangssignal
RST zu einem hohen Pegel wechselt. Der Ausschaltdauerzähler 71 gibt
ein Ausgangssignal S5 eines niedrigen Pegels aus, wenn sämtliche
der n Zähler gleich "0" sind (d. h. während des
Rücksetzzustands oder wenn der Zählwert übergeflossen
ist). Ansonsten gibt er ein Ausgangssignal S5 eines hohen Pegels
zum Durchführen eines erzwungenen Ausschaltbetriebs des Leistungs-MOSFET 14 aus.
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Ein
Ausgangssignal von einer UND-Schaltung 76, in die ein erstes
Abnorm-Stromsignal OC und ein Abnorm-Temperatursignal OT eingegeben werden,
wird invertiert und in den Setzanschluss des Ausschaltdauerzählers 71 eingegeben.
Der Ausschaltdauerzähler 71 setzt sämtliche
der n Zähler auf "1", wenn ein erstes Abnorm-Stromsignal
OC eines niedrigen Pegels aufgrund des Auftretens eines Überstromes
oder ein Abnorm-Temperatursignal OT eines niedrigen Pegels aufgrund
einer Temperaturanomalie empfangen wird. Dann gibt der Ausschaltdauerzähler 71 ein
Ausgangssignal S5 eines hohen Pegels aus, und dadurch validiert
eine UND-Schaltung 77 das Taktsignal CLK2 von dem Oszillator 74, so
dass ein Abwärtszählbetrieb synchron zu der Taktung
gestartet wird. Der Ausschaltdauerzähler 71 führt
den Abwärtszählbetrieb entsprechend den fallenden
Flanken der Taktung durch.
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Nach
dem Start des Abwärtszählens gibt der Ausschaltdauerzähler 71 ein
Ausgangssignal S5 eines hohen Pegels aus, wenn nicht und bis das
Abwärtszählen auf "0" beendet ist, was zu einem Überfließen
führt. Dadurch wird das Taktsignal CLK2 durch die UND-Schaltung 77 validiert,
so dass es in den Taktanschluss des Ausschaltdauerzählers 71 eingegeben
wird. Zu dem Zeitpunkt stellt eine ODER-Schaltung 78 dem
Gatetreiber 28 ein Ausgangssignal Inhibit eines niedrigen
Pegels als Reaktion auf das Ausgangssignal S5 eines hohen Pegels bereit,
so dass ein erzwungener Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt
wird.
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Im
Gegensatz dazu gibt der Ausschaltdauerzähler 71 ein
Ausgangssignal S5 eines niedrigen Pegels aus, wenn das Abwärtszählen
auf "0" beendet ist, was zu einem Überfließen
führt. Dann wird die Eingabe des Taktsignals CLK2 durch
die UND-Schaltung 77 verhindert. Zu dem Zeitpunkt stellt
die ODER-Schaltung 78 dem Gatetreiber 28 ein Ausgangssignal
Inhibit eines hohen Pegels als Reaktion auf das Ausgangssignal S5
eines niedrigen Pegels bereit, so dass der erzwungene Ausschaltzustand des
Leistungs-MOSFET 14 freigegeben wird. Dadurch wird der
leitende Zustand des Leistungs-MOSFET 14 wieder hergestellt,
wenn die Energieversorgungssteuerung 10 ein Steuersignal
S1 eines niedrigen Pegels (EIN-Signal) empfängt.
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Wie
es oben beschrieben wurde, initiiert der Ausschaltdauerzähler 71 unmittelbar
einen erzwungenen Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14, wann
immer beispielsweise der Stromdetektor 24 ein erstes Abnorm-Stromsignal
OC eines niedrigen Pegels als Reaktion auf einen Überstromzustand
ausgibt, und gibt den erzwungenen Ausschaltbetrieb frei, wenn das
Abwärtszählen von n beendet ist, wie es in 10 gezeigt
ist (siehe "OC-Hackstufe"). Im Folgenden wird dieses erzwungene
Ausschalten, von dem der Leistungs-MOSFET 14 durch den
Ausschaltdauerzähler 71 wieder in den leitenden
Zustand gebracht wird, wenn eine vorbestimmte erste Bezugszeitdauer
verstrichen ist, als "erstes erzwungenes Ausschalten" bezeichnet.
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c. Schmelzzeitzähler
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Der
Schmelzzeitzähler 73 (d. h. ein Beispiel einer
"Zeitakkumulationsschaltung" und einer "Anomaliezeitakkumulationsschaltung")
akkumuliert eine Anomaliezeit (im Folgenden als eine "Schmelzzeit" bezeichnet),
während der ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines niedrigen
Pegels von dem Stromdetektor 24 empfangen oder ein erzwungenes
Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durch den Ausschaltdauerzähler 71 durchgeführt
wird. Ein erzwungener Ausschaltbetrieb (d. h. ein Beispiel eines
"zweiten Ausschaltbetriebs für ein Halbleiterschaltelement,
der durchgeführt wird, wenn eine akkumulierte Zeit eine
dritte Bezugszeit erreicht") wird für den Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt,
wenn die akkumulierte Zeit eine vorbestimmte Bezugsschmelzzeit (die
größer als die erste Bezugszeit ist und dem Zählen
von "0" bis "m (> n)"
entspricht, und die insbesondere 1024 Millisekunden beträgt
und ein Beispiel einer "dritten Bezugszeit" ist) erreicht.
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Insbesondere
zählt der Schmelzzeitzähler 73 von dem
Anfangswert 0 bis m synchron zu der Taktung des Taktsignals CLK1.
Der Schmelzzeitzähler 73 führt das Zählen
entsprechend den abfallenden Flanken der Taktung durch. Genauer
gesagt gibt der Schmelzzeitzähler 73 ein Ausgangssignal
S6 eines niedrigen Pegels während des Abwärtszählbetriebs aus,
und gibt ein Ausgangssignal S6 eines hohen Pegels (d. h. ein Ausschaltsignal)
aus, wenn das Zählen bis "m" beendet ist, was zu einem Überfließen
führt. Das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals
S6 des Schmelzzeitzählers 73 und ein Ausgangssignal
einer NICHT-UND-Schaltung 80 werden in eine UND-Schaltung 79 eingegeben,
die zum Validieren des Taktsignals CLK1 von dem Oszillator 74 vorgesehen
ist. Die NICHT-UND-Schaltung 80 gibt ein Signal eines hohen
Pegels aus, wenn ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines niedrigen
Pegels oder ein Signal eines niedrigen Pegels, das durch Pegelumkehrung
eines Ausgangssignals S5 eines hohen Pegels, das ausgegeben wird,
wenn der Ausschaltdauerzähler 71 den Abwärtszählbetrieb
durchführt, erzeugt wird, empfangen wird.
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Daher
validiert die UND-Schaltung 79, wenn ein zweites Abnorm-Stromsignal
FC eines niedrigen Pegels ausgegeben wird oder der Ausschaltdauerzähler 71 den
Herunterzählbetrieb durchführt, das Taktsignal
CLK1, so dass der Schmelzzeitzähler 73 mit dem
Abwärtszählbetrieb fortschreitet, bis er überfließt.
Wenn der Schmelzzeitzähler 73 das Zählen
bis "m" beendet, was zu einem Überfließen führt,
gibt er danach ein Ausgangssignal S6 eines hohen Pegels aus. Zu
dieser Zeit stellt die ODER-Schaltung 78 dem Gatetreiber 28 ein
Ausgangssignal Inhibit eines niedrigen Pegels als Reaktion auf das
Ausgangssignal S6 eines hohen Pegels bereit, so dass ein erzwungener Ausschaltbetrieb
des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt wird. Im
Folgenden wird dieses erzwungene Ausschalten aufgrund eines Überfließens
des Schmelzzeitzählers 73 als "zweites erzwungenes Ausschalten"
bezeichnet. Dann wird der Überfließzustand des
Schmelzzeitzählers 73 aufrechterhalten, da die
Eingabe des Taktsignals CLK1 aufgrund des Ausgangssignals S6 eines
hohen Pegels verhindert wird. Somit dient der Schmelzzeitzählers 73 auch
als eine Ausgangs-Latch-Schaltung.
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Der
Zählwert des Schmelzzeitzählers 73 wird
in jedem der folgenden Fälle auf den Anfangswert "0" zurückgesetzt:
- (1) Ein Ausgangssignal RST eines niedrigen
Pegels wird von dem Rücksetzsignalgenerator 75 (für
einen Rücksetzzustand) ausgegeben;
- (2) (mit der Ausnahme, wenn der Schmelzzeitzähler 73 übergeflossen
ist) ein Ausgangssignal S2 eines hohen Pegels (d. h. ein Beispiel
eines "Löschsignals") wurde von dem Löschzähler 72 ausgegeben
(d. h. der Löschzähler 72 ist übergeflossen);
und
- (3) (mit der Ausnahme, wenn die akkumulierte Zeit als die Schmelzzeit
eine Rücksetzfreigabezeit erreicht hat) ein Schmelzstrom
wird ohne Überfließen der Anzahlzählerschaltung 88,
die unten beschrieben wird, beseitigt, so dass ein zweites Abnorm-Stromsignal
FC eines hohen Pegels empfangen wird. Diese Rücksetzbedingung (3)
wird später beschrieben.
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Insbesondere
werden das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals 82 von
dem Löschzähler 72 und ein Ausgangssignal
S6 des Schmelzzeitzählers 73 in eine ODER-Schaltung 81 eingegeben.
Ein Ausgangssignal der ODER-Schaltung 81 und ein Ausgangssignal
RST des Rücksetzsignalgenerators 75 werden in
eine UND-Schaltung 82 eingegeben. Ein Ausgangssignal von
dieser wird im Pegel invertiert und in den Rücksetzanschluss
des Schmelzzeitzählers 73 eingegeben. Dadurch
wird der Zählwert des Schmelzzeitzählers 73 konsistent auf
den Anfangswert "0" zurückgesetzt, wenn ein Ausgangssignal
RST eines niedrigen Pegels von dem Rücksetzsignalgenerator 75 ausgegeben
wird. Ein Ausgangssignal von einer NICHT-UND-Schaltung 102 wird
ebenfalls in die UND-Schaltung 82 eingegeben, wie es unten
beschrieben ist.
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Andererseits
wird, während ein Ausgangssignal RST eines hohen Pegels
von dem Rücksetzsignalgenerator 75 ausgegeben
wird, der Zählwert als Reaktion auf ein Ausgangssignal 82 eines
hohen Pegels von dem Löschzähler 72 auf
den Anfangswert "0" zurückgesetzt, wenn der Schmelzzeitzähler 73 nicht übergeflossen
ist. Wenn im Gegensatz dazu der Schmelzzeitzähler 73 übergeflossen
ist, wird dessen Zählwert sogar dann nicht zurückgesetzt,
wenn ein Ausgangssignal S2 eines hohen Pegels von dem Löschzähler 72 ausgegeben
wird, so dass der zweite erzwungene Ausschaltzustand aufrechterhalten
wird.
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Wie
es in 7 gezeigt ist, gibt der Schmelzzeitzähler 73 ein
Signal entsprechend der akkumulierten Zeit (d. h. dem Zählwert),
die durch den Aufwärtszählbetrieb akkumuliert
wird, aus, oder er gibt insbesondere aufeinanderfolgend Bitsignale
"bit0" bis "bit5" eines niedrigen Pegels aus. Dadurch werden FETs 61a bis 61f aufeinanderfolgend
und wahlweise eingeschaltet, so dass der Schwellenspannungsgenerator 52 die
erste Anomalieschwellenspannung Voc (und den ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc) schrittweise im Verlaufe der Zeit entsprechend der akkumulierten
Zeit verringert. Die akkumulierte Zeit zu dem Zeitpunkt eines Bitsignals
bit5, die ausgegeben wird, ist ein Beispiel einer "Rücksetzfreigabezeit"
(die kürzer als die Bezugsschmelzzeit ist und beispielsweise
in der vorliegenden Ausführungsform 16 Millisekunden beträgt).
Wie es in 5 gezeigt ist, wird die Rücksetzfreigabezeit
auf der Grundlage der Zeit, um die sich die Selbstzerstörungskennlinie
L2 in einen sanften Bereich ändert, eingestellt.
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d. Löschzähler
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Der
Löschzähler 72 (d. h. ein Beispiel einer "Normaldauerakkumulationsschaltung"
und einer "Anzahlrücksetzschaltung") setzt hauptsächlich
die akkumulierte Zeit (d. h. den Zählwert) des Schmelzzeitzählers 73 auf
den Anfangswert "0" zurück, wenn ein normaler Zustand,
in dem weder eine Stromanomalie noch eine Temperaturanomalie erfasst
wird, eine vorbestimmte zweite Bezugszeitdauer (die dem Herabzählen
von "0" bis "q" entspricht, oder die genauer gesagt 512 Millisekunden
entspricht) angedauert hat, ohne dass ein Überfließen
nach dem Beginn des Zählens durch den Schmelzzeitzähler 73 erreicht wurde.
Insbesondere zählt der Löschzähler 73 von dem
Anfangswert "0" bis "q (< n)"
synchron zu der Taktung des Taktsignals CLK2. Der Löschzähler 72 führt
das Zählen entsprechend den aufsteigenden Flanken der Taktung
durch. Die zweite Bezugszeit wird auf der Grundlage der Zeit bestimmt,
die beispielsweise zum Beseitigen des Überhitzungszustands
der Last und ähnlichem nach der Beseitigung eines Schmelzstromes
oder eines Überstromzustandes benötigt wird.
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Der
Zählwert des Löschzählers 72 wird
auf den Anfangswert "0" zurückgesetzt, wenn der Rücksetzsignalgenerator 75 ein
Ausgangssignal RST eines niedrigen Pegels (für einen Rücksetzzustand) ausgibt.
Er wird ebenfalls zurückgesetzt, wenn ein zweites Abnorm-Stromsignal
FC eines niedrigen Pegels von dem Stromdetektor 24 empfangen wird
oder ein erzwungenes Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durch
den Ausschaltdauerzähler 71 durchgeführt
wird, wenn der Schmelzzeitzähler 73 nach dem Start
seines Aufwärtszählbetriebs nicht übergeflossen
ist. Andererseits wird nach dem Überfließen des Schmelzzeitzählers 73 ein
Rücksetzen als Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines niedrigen
Pegels (EIN-Signal) durchgeführt.
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Insbesondere
empfängt der Löschzähler 72 direkt
das Taktsignal CLK2 von dem Oszillator 74 und gibt normalerweise
ein Ausgangssignal S2 eines niedrigen Pegels aus. Wenn das Zählen
bis "q" beendet ist, was zu einem Überfließen
führt, wird beispielsweise ein Ausgangssignal S2 eines
hohen Pegels während einer Taktperiode ausgegeben. Ein Ausgangssignal
RST von dem Rücksetzsignalgenerator 75 wird in
eine UND-Schaltung 83 eingegeben, und deren Ausgangssignal
wird im Pegel invertiert und an den Rücksetzanschluss des
Löschzählers 72 angelegt. Dadurch wird
der Zählwert auf den Anfangswert "0" zurückgesetzt,
wenn der Rücksetzsignalgenerator 75 ein Ausgangssignal
RST eines niedrigen Pegels ausgibt.
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Ein
Ausgangssignal von einer UND-Schaltung 84 wird in die UND-Schaltung 83 eingegeben. Ein
Ausgangssignal von einer ODER-Schaltung 85 und ein Ausgangssignal
von einer NICHT-UND-Schaltung 86 werden in die UND-Schaltung 84 eingegeben.
Ein Ausgangssignal von der UND-Schaltung 87 und ein Ausgangssignal
S6 von dem Schmelzzeitzähler 73 werden in die ODER-Schaltung 85 eingegeben.
Ein zweites Abnorm-Stromsignal FC und das im Pegel invertierte Signal
eines Ausgangssignals S5 des Ausschaltdauerzählers 71 werden
in die UND-Schaltung 87 eingegeben. Gemäß dieser
Konstruktion wird, wenn der Schmelzzeitzähler 73 nach
dem Start eines Aufwärtszählbetriebs nicht übergeflossen
ist, der Zählwert des Löschzählers 72 zurückgesetzt,
wenn ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines niedrigen Pegels aufgrund
eines Schmelzstromes empfangen wird oder wenn ein erzwungenes Ausschalten
des Leistungs-MOSFET 14 durch den Ausschaltzeitzähler 71,
wie es oben beschrieben ist, durchgeführt wird.
-
Ein
Ausgangssignal S6 des Schmelzzeitzählers 73 und
das im Pegel invertierte Signal eines Steuersignals S1 werden in
die NICHT-UND-Schaltung 86 eingegeben. Dadurch wird der
Löschzähler 72 zurückgesetzt,
wenn ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pe gels (EIN-Signal) nach
dem Überfließen des Schmelzzeitzählers 73 empfangen
wird, wie es oben beschrieben ist.
-
e. Anzahlzähler
-
Die
Anzahlzählerschaltung 88 (d. h. ein Beispiel einer
"Schwellenwertinitialisierungsschaltung") führt hauptsächlich
einen Initialisierungsbetrieb zum Wiederherstellen der ersten Anomalieschwellenspannung
Voc (und des ersten Anomalieschwellenstroms ILoc), der stufenweise
im Verlaufe der Zeit verringert wurde, auf den Anfangspegel durch,
wenn ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines hohen Pegels aufgrund
der Beseitigung eines Schmelzstromes empfangen wird, nachdem ein
zweites Abnorm-Stromsignal FC eines niedrigen Pegels aufgrund des
Schmelzstromes empfangen wurde. Der Initialisierungsbetrieb wird
x-Mal (d. h. ein Beispiel einer "vorbestimmten Anzahl von Malen",
beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform sieben
Mal) maximal durchgeführt.
-
Insbesondere
zählt die Anzahlzählerschaltung 88 die
Häufigkeit der Eingabe eines zweiten Abnorm-Stromsignals
FC eines niedrigen Pegels in den Steuerlogikabschnitt 27 bis
zu beispielsweise y (= X + 1). Die Anzahlzählerschaltung
gibt ein Ausgangssignal S7 eines niedrigen Pegels aus, wenn nicht
und bis ein Überfließen erreicht ist, und gibt
ein Ausgangssignal S7 eines hohen Pegels aus, wenn er nicht übergeflossen
ist. Ein Ausgang einer UND-Schaltung 89 wird im Pegel invertiert
und in die Anzahlzählerschaltung 88 eingegeben.
Ein zweites Abnorm-Stromsignal FC und das im Pegel invertierte Signal
eines Ausgangssignals S7 der Anzahlzählerschaltung 88 werden
in die UND-Schaltung 89 eingegeben. Ein zweites Abnorm-Stromssignal
FC, das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals S7 der
Anzahlzählerschaltung 88 und ein Bitsignal bit5, das
oben beschrieben wurde, werden in die NICHT-UND-Schaltung 102 eingegeben.
Ein Ausgangssignal der NICHT-UND-Schaltung 102 wird in die
UND-Schaltung 82, die oben beschrieben wurde, eingegeben.
-
Gemäß dieser
Konstruktion inkrementiert die Anzahlzählerschaltung 88,
wenn ein Bitsignal bit5 eines hohen Pegels von dem Schmelzzeitzähler 73 empfangen
wird (d. h. wenn nicht und bis die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73 die
Rücksetzfrei gabezeit erreicht), ihren Zählwert
jeweils um 1 zu Zeitpunkten, zu denen ein zweites Abnorm-Stromsignal
FC eines niedrigen Pegels in die UND-Schaltung 89 eingegeben
wird, wenn ihr Zählwert nicht übergeflossen ist.
Zu diesem Zeitpunkt werden ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines
niedrigen Pegels, ein Signal eines hohen Pegels, das durch Pegelumkehr
eines Ausgangssignals S7 der Anzahlzählerschaltung 88 erzeugt
wird, und das Bitsignal "bit5" eines hohen Pegels in die NICHT-UND-Schaltung 102 eingegeben.
-
Wenn
ein zweites Abnorm-Stromsignal FC eines hohen Pegels aufgrund der
Beseitigung eines Schmelzstromes eingegeben wird, wird ein Ausgangssignal
eines niedrigen Pegels von der NICHT-UND-Schaltung 102 in
die UND-Schaltung 82 eingegeben, so dass die akkumulierte
Zeit (d. h. der Zählwert) des Schmelzzeitzählers 73 auf
den Anfangswert "0" zurückgesetzt wird (aufgrund der obigen
Rücksetzbedingung (3), die unter "c. Schmelzzeitzähler"
beschrieben ist). Somit wird der Initialisierungsbetrieb zum Wiederherstellen
der ersten Anomalieschwellenspannung Voc (und des ersten Anomalieschwellenstroms
ILoc) auf den Anfangswert durchgeführt.
-
Wenn
andererseits der Zählwert der Anzahlzählerschaltung 88 übergeflossen
ist, wird ein Signal eines niedrigen Pegels, das durch Pegelumkehr
eines Ausgangssignals S7 der Anzahlzählerschaltung 88 erzeugt
wird, in die NICHT-UND-Schaltung 102 eingegeben. Dadurch
wird ein Ausgangssignal eines hohen Pegels von der NICHT-UND-Schaltung 102 in die
UND-Schaltung 82 unabhängig davon eingegeben,
ob das zweite Abnorm-Stromsignal FC und das Bitsignal "bit5" auf
einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel liegen. Dann kann das
Rücksetzen der akkumulierten Zeit des Schmelzzeitzählers 73 durch
die Anzahlzählerschaltung 88, d. h. der Initialisierungsbetrieb
nicht durchgeführt werden.
-
Wenn
außerdem ein Bitsignal bit5 eines niedrigen Pegels von
dem Schmelzzeitzähler 73 empfangen wird (d. h.
wenn die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73 die
Rücksetzfreigabezeit erreicht), wird ein Ausgangssignal
eines hohen Pegels von der NICHT-UND-Schaltung 102 in die UND-Schaltung 82 unabhängig
davon eingegeben, ob das zweite Abnorm-Stromsignal FC und das im Pegel
invertierte Signal des Ausgangssignals S7 der Anzahlzählerschaltung 88 auf
einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel liegen. Dann kann ein Rücksetzen
der akkumulierten Zeit des Schmelzzeitzählers 73 durch
die Anzahlzählerschaltung 88, d. h. der Initialisierungsbetrieb
sogar dann nicht durchgeführt werden, wenn der Zählwert
der Anzahlzählerschaltung 88 nicht übergeflossen
ist. Somit dienen die Anzahlzählerschaltung 88 und
die NICHT-UND-Schaltung 102 als eine "Rücksetzsperrschaltung".
-
Das
im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals von einer UND-Schaltung 103 wird
in den Rücksetzanschluss der Anzahlzählerschaltung 88 eingegeben.
Das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals S2 von dem
Löschzähler 72 und ein Ausgangssignal
RST von dem Rücksetzsignalgenerator 75 werden
in die UND-Schaltung 103 eingegeben. Gemäß dieser
Konstruktion wird der Zählwert der Anzahlzählerschaltung 88 auf
Null zurückgesetzt, während der Rücksetzsignalgenerator 75 ein
Ausgangssignal RST eines niedrigen Pegels (d. h. ein Rücksetzsignal)
ausgibt. Andererseits wird während eines Ausgangssignals
RST eines hohen Pegels, das von dem Rücksetzsignalgenerator 75 ausgegeben
wird, der Zählwert der Anzahlzählerschaltung 88 auf
Null zurückgesetzt, wenn der Löschzähler 72 ein Ausgangssignal
S2 eines hohen Pegels (d. h. ein Löschsignal) aufgrund
seines Überfließens ausgibt. Somit dient der Löschzähler 72 als
eine "Anzahlrücksetzschaltung" und eine "Normaldauerakkumulationsschaltung".
-
(Gatetreiber)
-
8 ist
ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion des Gatetreibers 28 zeigt.
In den Gatetreiber 28 werden das Steuersignal S1, das zweite
Abnorm-Stromsignal FC und das Ausgangssignal Inhibit des Steuerlogikabschnitts 27 eingegeben.
Der Gatetreiber 28 enthält eine Ladungspumpe 90,
die zwischen den Energieversorgungsanschluss P2 und die Gateanschlüsse
des Leistungs-MOSFET 14 und des Erfassungs-MOSFET 18 (in
der Figur weggelassen) geschaltet ist, und enthält außerdem einen
Normal-Entladungs-FET 91, der zwischen die Gateanschlüsse
und die Sourceanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 geschaltet ist. Weiterhin enthält
der Gatetreiber 28 einen Eil-Ladungs-FET 92 und
eine Diode 93, die zwischen den Energieversorgungsanschluss
P2 und die Gateanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 geschaltet sind, und enthält außerdem
einen Eil- Entladungs-FET 94, der zwischen die Gateanschlüsse
und die Sourceanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 geschaltet ist.
-
In
einem normalen Zustand, in dem weder eine Stromanomalie noch eine
Temperaturanomalie aufgetreten ist, wird die Ladungspumpe 90 allein
als Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels (EIN-Signal)
betrieben, um eine höhere Spannung, die von der Energieversorgungsspannung
Vcc erzeugt wird, jeweils zwischen dem Gate und der Source des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 anzulegen. Somit wird ein normaler
Ladungsbetrieb durchgeführt (siehe 9A), um
den Leistungs-MOSFET und den Erfassungs-MOSFET einzuschalten, was
zu einem leitenden Zustand führt. Andererseits unterbricht
die Ladungspumpe 90 das Erzeugen einer höheren
Spannung als Reaktion auf ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels
(AUS-Signal), während der Normal-Entladungs-FET 91 allein
eingeschaltet ist, so dass die Ladung zwischen dem Gate und der
Source des Leistungs-MOSFET 14 und des Erfassungs-MOSFET 18 freigesetzt
wird. Somit wird ein normaler Entladungsbetrieb oder ein Ausschaltbetrieb
durchgeführt (siehe 9B).
-
Im
Gegensatz dazu werden, wenn ein Steuersignal S1 eines niedrigen
Pegels (EIN-Signal) während des Empfangs eines zweiten
Abnorm-Stromsignals FC eines niedrigen Pegels empfangen wird, die Ladungspumpe 90 und
der Eil-Ladungs-FET 92 eingeschaltet, so dass sich die
Spannung schnell auf die Energieversorgungsspannung Vcc erhöht.
Somit wird ein schneller Ladebetrieb durchgeführt (siehe 9A).
Wenn ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels (AUS-Signal) während
des Empfangs eines zweiten Abnorm-Stromsignals FC eines niedrigen Pegels
empfangen wird, werden der Eil-Entladungs-FET 94 ebenso
wie der Normal-Entladungs-FET 91 eingeschaltet, so dass
die Ladung zwischen dem Gate und der Source des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 schnell freigesetzt wird. Somit
wird ein schneller Entladebetrieb, d. h. ein Ausschaltbetrieb durchgeführt (siehe 9B).
-
Der
Gatetreiber 28 führt ebenfalls den schnellen Entladebetrieb
durch, wenn ein Ausgangssignal Inhibit eines niedrigen Pegels empfangen
wird (d. h. wenn das erste oder zweite erzwungene Ausschalten durchgeführt
werden sollte).
-
<Betrieb
und Wirkung der vorliegenden Ausführungsform>
-
(In dem Fall eines Einschaltstromstoßes,
der den sich zeitweilig ändernden ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc nicht überschreiten wird)
-
10 ist
ein Zeitdiagramm, das den Fall betrifft, bei dem die Energieversorgungssteuerung 10 ein
konstantes Spannungssignal eines niedrigen Pegels als ein Steuersignal
S1 empfängt. Als Reaktion auf das Steuersignal S1 eines
niedrigen Pegels erzeugt der interne Massegenerator 23 die
interne Masse GND2. Wenn die interne Masse GND2 stabilisiert ist,
gibt der Rücksetzsignalgenerator 75 ein Ausgangssignal
RST eines hohen Pegels aus, so dass der Rücksetzzustand
jedes der Zähler 71–73, 88 freigegeben
wird.
-
Das
Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels wird an den Gatetreiber 28 angelegt,
und dadurch werden der Leistungs-MOSFET 14 und ähnliches eingeschaltet,
was zu einem leitenden Zustand führt. Dann fließt
ein Einschaltstromstoß, der größer als
der zweite Anomalieschwellenstrom ILfc ist, in den Leistungs-MOSFET 14.
Es kann jedoch ein erster erzwungener Ausschaltbetrieb aufgrund
des Einschaltstromstoßes für den Leistungs-MOSFET 14 und ähnlichem
verhindert werden, da der Anfangspegel des ersten Anomalieschwellenstroms
ILoc größer als der Einschaltstromstoß ist.
-
Der
Schmelzzeitzähler 73 beginnt mit einem Aufwärtszählbetrieb,
da der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom ILfc aufgrund
des Auftretens des Einschaltstromstoßes überschreitet.
Der Zählwert wird inkrementiert, bis der Laststrom IL auf unterhalb
des zweiten Anomalieschwellenstromes ILfc abfällt, und
während dieser Zeit wird der erste Anomalieschwellenstrom
ILoc im Verlaufe der Zeit verringert. In der vorliegenden Ausführungsform
inkrementiert die Anzahlzählerschaltung 88 ihren
Zählwert um Eins zu dem Zeitpunkt, zu dem der Laststrom
IL den zweiten Anomalieschwellenstrom ILfc überschreitet.
-
Danach
wird die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73 zurückgesetzt,
wenn der Laststrom IL auf unterhalb des zweiten Anomalieschwellenstroms
ILfc abfällt, so dass der Initialisierungsbetrieb zum Wiederherstellen
des zweiten Anomalieschwellenstroms ILfc auf den Anfangspegel durchgeführt
wird. Wenn ein normaler Zustand (siehe "normaler Zustand" in 10),
bei dem der Laststrom IL kleiner als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, für eine zweite Bezugszeitdauer andauert, fließt
der Löschzähler 72 über, und
der Zählwert der Anzahlzählerschaltung 88 wird
zurückgesetzt.
-
In
dem Fall einer Konstruktion, bei der ein anderes Halbleiterschaltelement
an der Energieversorgungsleitung 13 an der Stromabseite
(der Seite der Last 11) des Leistungs-MOSFET 14 vorgesehen und
wiederholt zwischen ein und aus in vorbestimmten Zeitintervallen
(gleich oder länger als die zweite Bezugszeit) geschaltet
wird, während beispielsweise der Leistungs-MOSFET 14 eingeschaltet
gehalten wird, kann wiederholt ein Einschaltstromstoß auftreten.
Sogar in diesem Fall kann ein erster erzwungener Ausschaltbetrieb
aufgrund des Einschaltstromstoßes für den Leistungs-MOSFET 14 und ähnlichem verhindert
werden, da der erste Anomalieschwellenstrom ILoc wieder auf den
Anfangspegel gesetzt wird, wann immer der Einschaltstromstoß auftritt.
-
In
dem Fall, in dem eine Stromanomalie aufgrund eines Kurzschlusses
in der Last 11 oder ähnlichem auftritt, beginnt
der Aufwärtszählbetrieb durch den Schmelzzeitzähler 73 von
dem Anfangswert, wenn der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom
ILfc überschreitet. Dann wird der erste Anomalieschwellenstrom
ILoc erneut im Verlaufe der Zeit verringert und der Zählwert
der Anzahlzählerschaltung 88 wird um Eins inkrementiert.
Wenn der Laststrom IL während dieser Anomalie den ersten
Anomalieschwellenstrom ILoc überschreitet, wird ein erster
erzwungener Ausschaltbetrieb für den Leistungs-MOSFET 14 und ähnlichem
durchgeführt. Dadurch wird der Laststrom IL auf unterhalb
des zweiten Anomalieschwellenstroms ILfc abfallen, und zu diesem
Zeitpunkt wird der Initialisierungsbetrieb durchgeführt.
-
Wenn
der Ausschaltzähler 73 nach der Initialisierung
des ersten erzwungenen Ausschaltbetriebs übergeflossen
ist (d. h. wenn eine erste Bezugszeit verstrichen ist), werden der
Leistungs-MOSFET 14 und ähnliches wieder in den
leitenden Zustand gebracht. Solange wie der Stromanomaliezustand
andauert, werden der erste erzwungene Ausschaltbetrieb und die Wiederherstellung
des leitenden Zustands wiederholt (siehe "OC-Hackstufe" in 10).
In dieser Stufe wird, wenn die Wiederholungszahl des Initialisierungsbetriebs
Sieben erreicht (d. h. wenn die Anzahlzählerschaltung 88 das
Zählen bis Acht nicht beendet), die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73 zurückgesetzt,
und der erste Anomalieschwellenstrom ILoc wird wieder auf den Anfangspegel
eingestellt, wann immer der Initialisierungsbetrieb durchgeführt
wird.
-
Nachdem
die Wiederholungszahl des Initialisierungsbetriebs Sieben erreicht
hat (d. h. nachdem die Anzahlzählerschaltung 88 das
Zählen bis Acht beendet hat), wird der Initialisierungsbetrieb
gesperrt, so dass das OC-Hacken gemäß dem ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc des niedrigsten Pegels, der durch Verringern dieses im Verlaufe
der Zeit erhalten wurde, durchgeführt werden kann. Dann kann
ein Überstrom auf der Grundlage des ersten Schwellenstroms
ILoc des niedrigsten Pegels erfasst werden. Wenn der Überstrom
oder ein Schmelzstromzustand andauert, was zu einem Überfließen des
Schmelzzeitzählers 73 führt, wird ein
zweiter erzwungener Ausschaltbetrieb für den Leistungs-MOSFET 14 und ähnlichem
durchgeführt.
-
Man
beachte, dass der zweite Anomalieschwellenstrom ILfc auf einen Pegel
eingestellt wird, der etwas größer als der Nennstrom
ILmax der Last 11 ist. Die Bezugsschmelzzeit wird auf eine
Zeit eingestellt, die kürzer als die Zeit ist, die es dauert, bis
der elektrische Draht 30 Rauch abgibt, wenn ein Schmelzstrom,
d. h. ein Strom, der größer als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, intermittierend in Intervallen erfasst wird, die kürzer
als die zweite Bezugszeit sind. Daher kann ein Flatterkurzschluss,
d. h. ein abnormer Strom, der in einem Teil der verseilten Drähte
des elektrischen Drahtes 30 in Intervallen, die kürzer
als die zweite Bezugszeit sind, aufgrund eines Kurzschlusses in
dem Teil der verseilten Drähte auftritt, erfasst werden,
ohne dass der elektrische Draht 30 Rauch abgibt erreicht,
so dass der zweite erzwungene Ausschaltbetrieb für den Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt
werden kann.
-
In
einem Haltezustand, in dem das zweite erzwungene Ausschalten aufrechterhalten
wird, wird der Löschzähler 72 zurückgesetzt,
während ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels empfangen
wird, um ein Ausgangssignal S2 eines niedrigen Pegels auszugeben.
Daher kann der Zählwert des Schmelzzeitzählers 73 nicht
zurückgesetzt werden, solange wie ein Steuersignal S1 eines
niedrigen Pegels eingegeben wird (siehe "Latch-Zustand" in der Figur). Wenn
die Energieversorgungssteuerung 10 ein Steuer signal S1
eines hohen Pegels (AUS-Signal) empfängt, beginnt der Löschzähler 72 mit
einem Aufwärtszählbetrieb.
-
Dann
schaltet sich der FET 41 in dem internen Massegenerator 23 als
Reaktion auf das Steuersignal S1 eines hohen Pegels aus, während
der FET 42 aufgrund eines Ausgangssignals S2 eines niedrigen
Pegels eingeschaltet bleibt, so dass der leitende Zustand aufrechterhalten
wird. Daher kann beispielsweise sogar in dem Fall, in dem der Fahrer
eines Fahrzeugs einen Betrieb nach der Initiierung des zweiten erzwungenen
Ausschaltens durchführt, so dass ein Steuersignal S1 eines
hohen Pegels (AUS-Signal) eingegeben wird, und unmittelbar danach
ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels (EIN-Signal) eingegeben
wird, der zweite erzwungene Ausschaltzustand aufrechterhalten werden,
wenn das Zeitintervall dazwischen kürzer als die zweite
Bezugszeit ist.
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Wenn
andererseits ein Steuersignal S1 eines hohen Pegels (AUS-Signal)
in den Eingangsanschluss P1 kontinuierlich während einer
zweiten Bezugszeitdauer eingegeben wird, fließt der Löschzähler 72 über,
so dass ein Ausgangssignal S2 eines hohen Pegels an den internen
Massegenerator 23 angelegt wird. Dann wird dessen Betrieb
beendet. Dadurch kann eine Verringerung der Ladungsmenge der Energiequelle 12 (z.
B. einer Fahrzeugbatterie) aufgrund eines Dunkelstromes, der von
der Energiequelle 12 über den internen Massegenerator 23 in
die Masse fließt, verhindert werden. Zu dem Zeitpunkt gibt
der Rücksetzsignalgenerator 75 ein Ausgangssignal
RST eines niedrigen Pegels aus, so dass der Zählwert jedes
der Zähler 71 bis 73, 88 zurückgesetzt wird.
Als Reaktion auf das Ausgangssignal RST eines niedrigen Pegels schaltet
sich ein FET 101 aus, so dass eine Hochpegelhalteschaltung 100 betrieben wird.
Dadurch wird das Ausgangssignal S2 auf einem hohen Pegel fixiert,
und daher wird die Erzeugung der internen Masse GND2 durch den internen
Massegenerator 23 weiterhin gesperrt, obwohl der Zählwert
des Löschzählers 72 zurückgesetzt
wird.
-
(In dem Fall eines Einschaltstromstoßes,
der den sich zeitweilig ändernden ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc überschreiten wird)
-
Um
eine Selbstzerstörung des Leistungs-MOSFET 14 zu
verhindern, sollte der Pegel des ersten Anomalieschwellenstroms
ILoc, der sich im Verlaufe der Zeit ändert, auf Werte innerhalb
des Bereiches eingestellt werden, in dem ein Strompegel niedriger
als die Selbstzerstörungskennlinie L2 ist, und zwar für
einen Zeitbereich, der der Bezugsschmelzzeit entspricht, wie es
oben beschrieben ist. Außerdem sollte der Anfangspegel
des ersten Anomalieschwellenstroms ILoc derart eingestellt werden, dass
er so hoch wie möglich ist, damit ein erzwungenes Ausschalten
aufgrund eines Einschaltstromstoßes des höchsten
Pegels verhindert wird. Um diesen Anforderungen zu genügen,
wird in der vorliegenden Ausführungsform der erste Anomalieschwellenstrom ILoc
auf einen Pegel so nahe wie möglich bei der Selbstzerstörungskennlinie
L2 für einen Zeitbereich eingestellt, der der Bezugsschmelzzeit
entspricht, so dass er sich entlang der Selbstzerstörungskennlinie L2
im Verlaufe der Zeit ändert, wie es in 5 gezeigt
ist.
-
Es
kann jedoch ein Einschaltstromstoß, der sich gradueller
als in der Entwicklungsphase angenommen ändert, d. h. als
derjenige, der in 5 gezeigt ist, auftreten, wenn
der Lastwiderstand während des Startens der Last aus irgendwelchen
Gründen hoch ist oder wenn beispielsweise Teile Änderungen
aufgrund der Herstellung erfahren. Insbesondere kann sich in dem
Fall, in dem die Last 11 beispielsweise ein Motor für
einen Lüfter oder einen Wischer ist, der Einschaltstromstoß graduell
im Verlaufe der Zeit ändern (d. h. die Zeitkonstante kann
groß sein), wenn sich Schnee ansammelt oder Eis auf dem
Lüfter oder dem Wischer ausbildet, was zu einem hohen Lastwiderstand
führt.
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In
diesem Fall kann, wie es in 11 gezeigt ist,
beispielsweise der Einschaltstromstoß, der aufgetreten
ist, den ersten Anomalieschwellenstrom ILoc, der im Verlaufe der
Zeit stufenweise verringert wurde, überschreiten. Dann
wird ein erster erzwungener Ausschaltbetrieb für den Leistungs-MOSFET 14 sogar
in der Energieversorgungssteuerung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform durchgeführt. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Initialisierungsbetrieb zum Wiederherstellen
des ersten Anomalieschwellenstroms ILoc auf den Anfangspegel durchgeführt.
Wenn ein Einschaltstromstoß erneut auftritt, wenn der leitende
Zustand des Leistungs-MOSFET 14 nach dem ersten erzwungenen
Ausschaltbetrieb wieder hergestellt ist, wird der Initialisierungsbetrieb erneut
durchgeführt. Der Initialisierungsbetrieb wird somit mehrere
Male wiederholt, und während dieser Zeit wird der Lastwiderstand
der Last 10 graduell aufgrund der intermittierenden Stromzufuhr
verringert. Dann endet die Wiederholung der Stromzufuhr und des
unmittelbaren erzwungenen Ausschaltens, so dass eine normale Steuerung
für die Energiezufuhr zu der Last 11 gestartet
werden kann.
-
Außerdem
kann beispielsweise ein Einschaltstromstoß, der nicht größer
als der erste Anomalieschwellenstrom ILoc, aber für eine
sehr lange Zeitdauer größer als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, auftreten, wie es in 12 gezeigt
ist. In diesem Fall kann, wenn der Einschaltstromstoß oder
der Laststrom IL danach auf unterhalb des zweiten Anomalieschwellenstroms
ILfc abfällt, was zu einem normalen Zustand führt,
der Initialisierungsbetrieb nicht durchgeführt werden,
wenn die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73 zu
dem Zeitpunkt gleich oder größer als die Rücksetzfreigabezeit ist.
D. h. die akkumulierte Zeit des Schmelzzeitzählers 73,
die sich angesammelt hat, kann nicht zurückgesetzt werden.
Während einer weiteren Akkumulation der Schmelzzeit kann
eine Erfassung eines Überstromes auf der Grundlage des
ersten Anomalieschwellenstroms ILoc durchgeführt werden,
der als Ergebnis der Verringerung den niedrigsten Pegel aufweist.
Dieses kommt daher, dass es vorteilhaft ist, die Erzielung der Schmelzfunktion
(d. h. einer Schutzfunktion für eine externe Schaltung)
zu priorisieren, wenn die Schmelzzeit, die durch den Schmelzzeitzähler 73 akkumuliert
wird, somit einen beachtlichen Wert erreicht. Wenn der normale Zustand
für eine zweite Bezugszeit nach dem Abklingen des Einschaltstromstoßes
andauert, fließt der Löschzähler 72 über,
wie es in 12 gezeigt ist. Dann wird die akkumulierte
Zeit des Schmelzzeitzählers 73 zurückgesetzt,
und dadurch wird der erste Anomalieschwellenstrom ILoc wieder auf
den Anfangspegel eingestellt.
-
13 ist
ein Zeitdiagramm, das den Fall betrifft, bei dem die Energieversorgungssteuerung 10 als
ein Steuersignal S1 ein PWM-Signal, das zwischen hohen und niedrigen
Pegeln wechselt, empfängt. In diesem Fall wird die zweite
Bezugszeit auf länger als die Aus-Periode (d. h. die Dauer
eines hohen Pegels, ein Beispiel einer "Ausschaltperiode, während
der ein Halbleiterschaltelement aufgrund eines AUS-Signals in einem
ausgeschalteten Zustand gehalten wird") des PWM-Signals. Dadurch
kann in dem Fall, in dem ein PWM-Signal als ein Steuersignal S1
in den Eingangsanschluss P1 eingegeben wird, ein Überfließen
des Löschzählers 72 und die sich ergebende
Ausgabe eines Ausgangssignals S2 eines hohen Pegels während
jeder Aus-Periode, d. h. während ein Steuersignal S1 eines
hohen Pegels aufgrund der Aus-Periode eingegeben wird, ver hindert
werden. Somit kann verhindert werden, dass der Betrieb des internen
Massegenerators 23 während der Eingabe eines PWM-Signals
beendet wird. Außerdem kann nach dem Auftreten eines Anomaliezustands
ein Rücksetzen des Zählwertes des Schmelzzeitzählers 73 und
eine sich ergebende Wiederherstellung des ersten Anomalieschwellenstroms
ILoc auf den Anfangspegel aufgrund des empfangenen PWM-Signals,
das auf einem hohen Pegel liegt, verhindert werden, und daher kann
eine Erfassung eines Überstromes auf der Grundlage des
ersten Anomalieschwellenstromes ILoc des niedrigsten Pegels durchgeführt
werden. Außerdem können sogar in dem Fall, in
dem somit ein PWM-Signal als ein Steuersignal S1 empfangen wird,
die Wirkungen einer Maßnahme gegen einen Einschaltstromstoß und eine
Sicherungsfunktion auf ähnliche Weise wie in dem obigen
Fall, in dem ein konstantes Spannungssignal als ein Steuersignal
S1 empfangen wird, erzielt werden.
-
<Zweite
Ausführungsform>
-
Im
Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die 14 bis 20 erläutert.
In den Zeichnungen stellt ein Überstrich eines Symbols,
das ein jeweiliges unterschiedliches Signal angibt, dar, dass das
Signal ein aktives Niedrig-Signal ist. Dieselben Konstruktionen
wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, und deren redundante Erläuterung
wird weggelassen.
-
1. Konstruktion der Energieversorgungssteuerung
-
14 ist
ein Blockdiagramm der allgemeinen Konstruktion einer Energieversorgungssteuerung 210 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform. Die Energieversorgungssteuerung 210 kann
an einem Fahrzeug, das nicht gezeigt ist, installiert und für die
Steuerung der Energiezufuhr von einer Energiequelle 12 zu
einer Last 11 verwendet werden.
-
Wie
es in 14 gezeigt ist, ist die Energieversorgungssteuerung 210 als
eine Halbleitervorrichtung 217 (halbleitende Vorrichtung)
ausgebildet, auf der ein Eingangsanschluss P1, ein Energieversorgungsanschluss
(Vcc) P2, ein Abgriffsanschluss P3, der mit der Energiequelle 12 zu
verbinden ist, ein Lastverbindungsanschluss P4, der mit der Last 11 zu verbinden
ist, ein externer Anschluss P5, der mit der Masse (GND) über
einen externen Widerstand 16 als eine Strom-Spannungs-Wandlerschaltung
zu verbinden ist, ein Masseanschluss P6, der direkt mit der Masse
(GND) zu verbinden ist, und ein Diagnoseausgangsanschluss P7 vorgesehen
sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind ein Leistungs-MOSFET 14,
ein Erfassungs-MOSFET 18 als ein Erfassungs-FET, der unten
beschrieben wird, und ein Temperatursensor 19 auf einem
einzigem Chip als ein Leistungs-Chip 20 konfiguriert, der
auf einem Steuer-Chip 21, der die anderen Schaltungen enthält, montiert
ist.
-
Mehrere
n-Kanal-MOSFETs sind auf dem Leistungs-Chip 20 angeordnet.
Die Drainanschlüsse der MOSFETs sind gemeinsam miteinander
außerdem mit dem Abgriffsanschluss P3 verbunden. Wie es
in 15 gezeigt ist, sind die Sourceanschlüsse der
meisten der MOSFETs gemeinsam mit einem Leistungs-FET-Eingang 251a einer
Sourcepotentialsteuerung 251, die unten beschrieben wird,
und dem Lastverbindungsanschluss P4 verbunden, so dass die MOSFETs
den Leistungs-MOSFET 14 ausbilden. Die Sourceanschlüsse
der verbleibenden MOSFETs sind gemeinsam mit einem Erfassungs-FET-Eingang 251b der
Sourcepotentialsteuerung 251 verbunden, so dass die MOSFETs
den Erfassungs-MOSFET 18 ausbilden. Das Verhältnis
der Anzahl der MOSFETs, die den Erfassungs-MOSFET 18 bilden,
zu der Anzahl der MOSFETs, die den Leistungs-MOSFET 14 bilden,
entspricht näherungsweise einem Erfassungsverhältnis
k.
-
Der
Steuer-Chip 221 enthält hauptsächlich eine
Eingangsschnittstelle 22, einen internen Massegenerator 23,
einen Stromdetektor 224, einen Überhitzungsdetektor 25,
einen Diagnoseausgangsabschnitt 26, einen Steuerlogikabschnitt 227 und
einen Gatetreiber 28. In der vorliegenden Ausführungsform empfängt
die Eingangsschnittstelle 22 ein Steuersignal Ein (entspricht
dem Steuersignal S1 der ersten Ausführungsform) eines hohen
Pegels, wenn ein Betriebsschalter 15 ausgeschaltet ist,
während die Eingangsschnittstelle ein Steuersignal Ein
eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) empfängt,
wenn der Betriebsschalter eingeschaltet ist. Die Eingangsschnittstelle
stellt das empfangene Steuersignal Ein dem internen Massegenerator 23 und
dem Steuerlogikabschnitt 227 bereit. Das Steuersignal Ein
eines niedrigen Pegels entspricht einem EIN- Signal (Last-EIN-Signal).
Das nicht aktive Steuersignal Ein entspricht einem AUS-Signal. In
der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Überhitzungsdetektor 25 eine
Temperaturanomalie, wenn ein Temperatursignal S4, das eine Temperatur
angibt, die größer als eine vorbestimmte Schwellentemperatur
ist, empfangen wird, und stellt dem Steuerlogikabschnitt 227 ein Temperaturanomaliesignal
OT eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) bereit.
-
Der
interne Massegenerator 23 wird betrieben, wenn er ein aktives
Steuersignal Ein (EIN-Signal) von der Eingangsschnittstelle 22 oder
ein Ausgangssignal AUS eines niedrigen Pegels (durch das Symbol
S2 in 3 bezeichnet und das angibt, dass ein Löschzähler 272 nicht übergeflossen
ist) von dem Steuerlogikabschnitt 227, der unten beschrieben wird,
empfängt, um eine interne Masse GND2 zu erzeugen, die um
eine vorbestimmte konstante Spannung Vb niedriger als die Energieversorgungsspannung
Vcc ist.
-
(Stromdetektor)
-
Der
Stromdetektor 224 enthält eine Sourcepotentialsteuerung 251,
einen Schwellenspannungsgenerator 252 und einen Überstromanomaliedetektor 253,
wie es in 14 gezeigt ist. 15 ist
ein Schaltungsdiagramm, das hauptsächlich die Sourcepotentialsteuerung 251,
den Schwellenspannungsgenerator 252 und den Überstromanomaliedetektor 253 zeigt.
Der Rest der Schaltungskonstruktion ist teilweise in dem Diagramm
weggelassen.
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a. Sourcepotentialsteuerung
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Der
Sourcepotentialsteuerung 251 ist zum Aufrechterhalten der
ausgangsseitigen Spannungen (d. h. der Sourcespannungen) des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 auf einander gleiche Spannungen
vorgesehen.
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Die
Sourcepotentialsteuerung 251 enthält einen Operationsverstärker 256 und
einen FET 257 als ein Schaltelement. Die beiden Eingangsanschlüsse des
Operationsverstärkers 256 sind jeweils mit dem Leistungs-FET-Eingang 251a (d.
h. mit der Source des Leistungs-MOSFET 14) und dem Erfassungs-FET-Eingang 251b (d.
h. mit der Source des Erfassungs-MOSFET 18) verbunden.
Der FET 257 ist zwischen den Erfassungs-FET-Eingang 251b und den
externen Anschluss P5 geschaltet, und der Ausgang des Operationsverstärkers 256 wird
an dessen Steueranschluss angelegt. Genauer gesagt ist der negative
Eingang des Operationsverstärkers 256 mit dem
Leistungs-FET-Eingang 251a verbunden, während
der positive Eingang des Operationsverstärkers 256 mit
dem Erfassungs-FET-Eingang 251b verbunden ist. Der Differenzausgang
des Operationsverstärkers 256 wird durch das Gate
und den Drain des FET 257 in den positiven Eingang zurückgeführt.
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Der
Operationsverstärker 256 wird aufgrund der Rückführung
des Differenzausgangs des Operationsverstärkers 256 in
einem imaginären Kurzschlusszustand gehalten, d. h. die
Potentiale des positiven Eingangs und des negativen Eingangs werden
auf fast einander gleich gehalten. Dadurch werden die Potentiale
der Drainanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 auf einander gleich gehalten,
und die Potentiale von ihren Sourceanschlüssen werden ebenfalls
auf einander gleich gehalten. Demzufolge wird ein Erfassungsstrom
Is, der durch den Erfassungs-MOSFET 18 fließt,
stabil auf einem konstantem Verhältnis (d. h. dem Erfassungsverhältnis
k) zu einem Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt,
gehalten.
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b. Stromanomaliedetektor
-
Der
Stromanomaliedetektor 253 enthält einen Komparator
oder mehrere (beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform
drei) Komparatoren 254, 258, 259 (beispielsweise
in der vorliegenden Ausführungsform Hysterese-Komparatoren).
Die Anschlussspannung Vo des externen Anschlusses P5 wird an einen
Eingang eines jeweiligen Komparators 254, 258, 259 angelegt.
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Der
Komparator 258 (d. h. ein Beispiel einer "ersten Abnorm-Stromerfassungsschaltung")
empfängt an seinem anderen Eingang eine erste Anomalieschwellenspannung
Voc von dem Schwellenspannungsgenerator 252 und gibt ein Überstromsignal OC
eines niedrigen Pegels (d. h. ein aktives Niedrig-Signal und ein
Beispiel eines "ersten Abnorm-Stromsignals") an den Steuerlogikabschnitt 227 aus,
wenn die Anschluss spannung Vo die erste Anomalieschwellenspannung
Voc überschreitet. Im Folgenden wird ein Laststrom IL,
der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt, wenn
die Anschlussspannung Vo die erste Anomalieschwellenspannung Voc erreicht,
d. h. während einer Stromanomalie, als ein "erster Anomalieschwellenstrom
ILoc" bezeichnet (d. h. ein Beispiel eines "ersten Schwellenwertes"),
und diese Stromanomalie wird als "Überstrom" bezeichnet.
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Der
Komparator 259 (d. h. ein Beispiel einer "zweiten Abnorm-Stromerfassungsschaltung")
empfängt an seinem anderen Eingang eine zweite Anomalieschwellenspannung
Vfc (< Voc) von
dem Schwellenspannungsgenerator 252 und gibt ein Schmelzstromsignal
FC eines niedrigen Pegels (d. h. ein aktives Niedrig-Signal und
ein Beispiel eines "zweiten Abnorm-Stromsignals") an den Steuerlogikabschnitt 227 aus,
wenn die Anschlussspannung Vo die zweite Anomalieschwellenspannung
Vfc überschreitet. Im Folgenden wird ein Laststrom IL,
der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt, wenn
die Anschlussspannung Vo die zweite Anomalieschwellenspannung Vfc
erreicht, d. h. während einer Stromanomalie, als ein "zweiter
Anomalieschwellenstrom ILfc" bezeichnet (d. h. ein Beispiel eines
"zweiten Schwellenwertes"), und diese Stromanomalie wird als "Schmelzstrom"
bezeichnet.
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Der
Komparator 254 empfängt an seinem anderen Eingang
eine dritte Anomalieschwellenspannung Vop von dem Schwellenspannungsgenerator 252 und
gibt ein Durchbruchanzeigesignal OP eines niedrigen Pegels (aktiv,
wenn niedrig) an den Steuerlogikabschnitt 227 aus, wenn
die Anschlussspannung Vo niedriger als die dritte Anomalieschwellenspannung
Vop ist. Im Folgenden wird ein Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 14 fließt, wenn
die Anschlussspannung Vo die dritte Anomalieschwellenspannung Vop
erreicht, als ein "dritter Anomalieschwellenstrom ILop" bezeichnet,
und diese Anomalie wird als eine "Drahtdurchbruchanomalie" bezeichnet.
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c. Schwellenspannungsgenerator
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Wie
es in 15 gezeigt ist, enthält
der Schwellenspannungsgenerator 252 (d. h. ein Beispiel
einer "Schwellenwerteinstellschaltung") hauptsächlich eine
Stromausgangsschaltung 310, die einen Strom Ic ausgibt,
der die Differenz angibt, die durch Subtrahie ren eines Stroms Ids
(< Ib), der der Drain-Source-Spannung
Vds des Leistungs-MOSFET 14 entspricht (d. h. einer Eingangs-Ausgangs-Spannung
eines Halbleiterschaltelements) von einem Strom Ib, der einer vorbestimmten
konstanten Spannung entspricht, erhalten wird, und enthält
außerdem einen Schwellenwerteinstellwiderstand 260,
durch den der Ausgangsstrom Ic von der Stromausgangsschaltung 310 fließt.
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Insbesondere
ist die Stromausgangsschaltung 310 zwischen den Drain und
die Source des Leistungs-MOSFET 14 geschaltet und bewirkt
dadurch, dass ein Strom Ids, der dessen Drain-Source-Spannung Vds
entspricht, in den Masseanschluss P6 fließt. Außerdem
sind ein FET 262, der sich als Reaktion auf ein Vorspannungssignal
Bias, wie es unten beschrieben ist, einschaltet, und eine Konstantstromschaltung 265,
die den Strom Ib verursacht, zwischen den Eingangsanschluss, der
an der Stromausgangsschaltung 310 zum Aufnehmen des Stroms
Ids vorgesehen ist, und den Energieversorgungsanschluss P2 geschaltet.
Mehrere Schwellenwerteinstellwiderstände (beispielsweise
in der vorliegenden Ausführungsform sieben Schwellenwerteinstellwiderstände 260a–260g)
sind seriell zwischen den Verbindungspunkt X zwischen dem obigen
Eingangsanschluss und der Konstantstromschaltung 265 und
den Masseanschluss P6 geschaltet, so dass der obige dritte Strom
Ic durch die Schwellenwerteinstellwiderstände 260a–260g fließt.
Geteilte Spannungen an den jeweiligen Verbindungspunkten A–F
zwischen den Schwellenwerteinstellwiderständen 260a–260g ändern
sich proportional zu dem dritten Strom Ic (= Id – Ids),
d. h. proportional zu einer Spannung, die der Differenz entspricht,
die durch Subtrahieren der Drain-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 14 von
der konstanten Spannung bestimmt wird. Gemäß dieser
Konstruktion verringert sich der erste Anomalieschwellenstrom ILoc
mit einer Erhöhung der Drain-Source-Spannung Vds des Leistungs-MOSFET 14 und
erhöht sich mit einer Verringerung.
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Wenn
daher ein Kurzschluss in der Last 11 unmittelbar nach dem
Einschalten des Leistungs-MOSFET 14 auftritt, wird der
erste Anomalieschwellenstrom ILoc auf einen relativ niedrigen Pegel
eingestellt, da die Drain-Source-Spannung Vds relativ hoch ist.
Demzufolge kann der Laststrom IL den ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc früher erreichen, ohne einen hohen Pegel zu erreichen,
d. h. wenn er auf einem relativ niedrigen Pegel liegt, und dadurch
kann der Stromdetektor 224 früh ein aktives Signal
OC ausge ben. Außerdem wird in dem Fall, in dem sich die
Energieversorgungsspannung Vcc beispielsweise verringert, der erste
Anomalieschwellenstrom ILoc im Wesentlichen gleich bleibend auf
dem Pegel vor der Verringerung der Energieversorgungsspannung Vcc
gehalten. Dieses kommt daher, dass sogar dann, wenn sich die Energieversorgungsspannung
Vcc verringert, die Drain-Source-Spannung Vds fast aufrechterhalten
wird, solange wie der Leistungs-MOSFET 14 eingeschaltet
ist. Daher kann der Energieversorgungsbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 in
diesem Fall in ausreichender Weise erzielt werden.
-
Der
Schwellenspannungsgenerator 252 enthält außerdem
mehrere FETs 261a–261f als Schaltelemente
zum Verbinden des anderen Eingangsanschlusses des Komparators 258 wahlweise
mit den Verbindungspunkten A–F zwischen den Schwellenwerteinstellwiderständen 260a–260g.
Dadurch kann die erste Anomalieschwellenspannung Voc stufenweise
durch wahlweises und aufeinanderfolgendes Einschalten der FETs 261a–261f verringert
werden. Das EIN-AUS-Schalten der FETs 261a–261f wird durch
den Steuerlogikabschnitt 227 gesteuert, wie es unten beschrieben
wird.
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Andererseits ändern
sich die zweite und die dritte Anomalieschwellenspannung Vfc und
Vop mit der Sourcespannung Vs (d. h. einer ausgangsseitigen Spannung
eines Halbleiterschaltelements) des Leistungs-MOSFET 14.
Insbesondere sind mehrere Spannungsteilerwiderstände (in
der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise drei Schwellenwerteinstellwiderstände 264a–264c)
seriell zwischen die Source des Leistungs-MOSFET 14 und
den Masseanschluss P6 geschaltet. Die geteilte Spannung an dem Verbindungspunkt
Y zwischen den Schwellenwerteinstellwiderständen 264a und 264b wird
als die dritte Anomalieschwellenspannung Vop ausgegeben, während
die geteilte Spannung an dem Verbindungspunkt Z zwischen den Schwellenwerteinstellwiderständen 264b und 264c als
die zweite Anomalieschwellenspannung Vfc ausgegeben wird.
-
Daher
wird in einem Fall, in dem ein Schmelzstrom unmittelbar nach dem
Einschalten des Leistungs-MOSFET 14 auftritt, dann der
zweite Anomalieschwellenstrom ILfc auf einen relativ niedrigen Pegel
eingestellt, da die Drain-Source-Spannung Vds relativ hoch ist.
Demzufolge kann der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom
ILfc früh erreichen, ohne einen hohen Pegel zu erreichen,
d. h. wenn er einen relativ niedrigen Pegel aufweist, und dadurch
kann der Stromdetektor 224 früh ein aktives Schmelzstromsignal
FC ausgeben.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind der FET 262,
der ein Schaltelement ist, das sich als Reaktion auf ein Vorspannungssignal
Bias eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) von dem Steuerlogikabschnitt 227 einschaltet,
und ein Widerstand 263 zwischen dem Energieversorgungsanschluss
P2 und dem Verbindungspunkt Z vorgesehen, und dadurch werden der
zweite und der dritte Anomalieschwellenstrom ILfc und ILop derart
vorgespannt, dass sie sich bei einer Änderung des Lastwiderstandes
der Last 11 nicht auf einen negativen Pegel verringern.
Wenn sich der FET 262 einschaltet, fließt ein Strom
durch den Widerstand 263, und dadurch werden die zweite
und die dritte Anomalieschwellenspannung Vfc und Vop auf die Seite
der Energieversorgungsspannung Vcc um eine Spannung, die einem Spannungsabfall
an dem Widerstand 263 entspricht, heraufgezogen. Das Vorspannungssignal Bias
eines niedrigen Pegels wird von dem Steuerlogikabschnitt 227 zum
Einschalten des FET 262 ausgegeben, wenn das Steuersignal
Ein aktiv oder das Löschsignal CLR nicht aktiv ist. Insbesondere
ist, wie es unten beschrieben ist, eine NICHT-ODER-Schaltung 269 in
dem Steuerlogikabschnitt 227, wie es in 16 gezeigt
ist, vorgesehen, in die ein im Pegel invertiertes Signal des Steuersignals
EIN und ein Löschsignal CLR von dem Löschzähler 272 eingegeben
werden, und die NICHT-ODER-Schaltung 269 kann ein Vorspannungssignal
Bias eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) ausgeben. Andererseits kann
der erste Anomalieschwellenstrom ILoc durch eine derartige Auslegung,
dass "Ib – Ids > 0"
erfüllt ist, vorgespannt werden. Somit kann der zweite Strom
Ib als eine Vorspannung dienen.
-
Der
erste Anomalieschwellenstrom ILoc und der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc sind dieselben wie in der obigen ersten Ausführungsform
(siehe 5). Der dritte Anomalieschwellenstrom ILop wird auf
einen noch niedrigeren Pegel als Nennstrom ILmax eingestellt. Der
Komparator 254 erfasst eine Drahtdurchbruchanomalie, wenn
der Laststrom IL den dritten Anomalieschwellenstrom ILop erreicht, und
gibt ein aktives Durchbruchanzeigesignal OP aus.
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(Steuerlogikabschnitt)
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16 ist
ein Schaltungsdiagramm des Steuerlogikabschnitts 227. Der
Steuerlogikabschnitt 227 enthält hauptsächlich
einen FR-Zähler (d. h. einen Freischwingungszähler) 271,
den Löschzähler 272, einen Schmelzzähler
(FC-Zähler) 273, einen Oszillator 274,
einen Rücksetzsignalgenerator 275 und ähnliches.
Der Steuerlogikabschnitt 227 empfängt das Steuersignal
Ein von der Eingangsschnittstelle 22, die Signale OC, FC,
OP von dem Stromdetektor 224 und das Temperaturanomaliesignal
OT von dem Überhitzungsdetektor 25, wie es oben
beschrieben ist.
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a. Oszillator und Rücksetzsignalgenerator
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Der
Oszillator 274 erzeugt ein Taktsignal CLK (in beispielsweise
einer Periode von 125 Mikrosekunden) und gibt dieses aus. Der Rücksetzsignalgenerator 275 erzeugt
eine konstante Spannung, die für den Betrieb des internen
Massegenerators 23 und des vorliegenden Steuerlogikabschnitts 227 ausreichend
ist. Außerdem gibt er ein Rücksetzsignal RST eines
niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) aus, wenn nicht und bis eine
Takterzeugung des Oszillators 274 stabilisiert ist. Wenn
die Takterzeugung stabilisiert ist, wird ein Rücksetzsignal
RST eines hohen Pegels ausgegeben.
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b. Überstromschutzschaltung
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Wenn
mindestens ein aktives Überstromsignal OC von dem Stromdetektor 224 oder
ein aktives Temperaturanomaliesignal OT von dem Überhitzungsdetektor 25 empfangen
wird, führt die Überstromschutzschaltung hauptsächlich
einen erzwungenen Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 für
eine vorbestimmte erste Bezugszeitdauer durch und gibt danach den
erzwungenen Ausschaltzustand frei. Insbesondere enthält
die Überstromschutzschaltung den FR-Zähler 271,
einen OC-Speicher 276, einen FRC-Rücksetzgenerator 277,
einen FC-Speicher 278 und ähnliches.
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Der
Steuerlogikabschnitt 227 enthält eine NICHT-ODER-Schaltung 279,
die die im Pegel invertierten Signale der Signale OC, OT empfängt,
und enthält außerdem eine NICHT-UND-Schaltung 280, die
das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals von der NICHT-ODER-Schaltung 279 empfängt.
Das im Pegel invertierte Signal eines Setzsignals OC1 von der NICHT-UND-Schaltung 280 wird
in den Setzanschluss des OC-Speichers 276 (d. h. eines
RS-Flip-Flops) eingegeben. Das im Pegel invertierte Signal eines
Ausgangssignals einer NICHT-UND-Schaltung 281 wird ebenfalls
in die NICHT-UND-Schaltung 280 eingegeben. Das im Pegel
invertierte Signal eines Steuersignals EIN und ein Zwangsausschaltsignal
Inhibit (das einen niedrigen Pegel aufweist, wenn ein erzwungenes
Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt
werden sollte), das unten beschrieben wird, werden in die NICHT-UND-Schaltung 281 eingegeben.
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Gemäß dieser
Konstruktion gibt, während ein aktives Steuersignal Ein
eingegeben wird, die NICHT-UND-Schaltung 280 ein Setzsignal
OC1 eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) aus, wenn mindestens
ein aktives Überstromsignal OC von dem Stromdetektor 224 oder
ein aktives Temperaturanomaliesignal OT von dem Überhitzungsdetektor 25 in den
Steuerlogikabschnitt 227 eingegeben wird und das Zwangsausschaltsignal
Inhibit einen hohen Pegel aufweist. D. h., während ein
EIN-Signal eingegeben wird, gibt die NICHT-UND-Schaltung 280 ein
aktives Setzsignal OC1 aus, so dass der OC-Speicher 276 in
den Setzzustand gebracht wird, wenn ein Überstrom oder
eine Temperaturanomalie erfasst wird und sich der Leistungs-MOSFET 14 nicht
in dem erzwungenen Ausschaltzustand befindet.
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Der
Steuerlogikabschnitt 227 enthält außerdem
eine NICHT-UND-Schaltung 282, in die das im Pegel invertierte
Signal eines Ausgangssignals der NICHT-UND-Schaltung 281 und
das im Pegel invertierte Signal eines Schmelzstromsignals FC eingegeben
werden. Das im Pegel invertierte Signal eines (aktiv, wenn niedrig)
Setzsignals FC1 von der NICHT-UND-Schaltung 282 wird in
den Setzanschluss des FC-Speichers 278 (d. h. eines RS-Flip-Flops)
eingegeben. Gemäß dieser Konstruktion gibt, während
ein Steuersignal Ein eines niedrigen Pegels eingegeben wird, die
NICHT-UND-Schaltung 282 ein Setzsignal FC1 eines niedrigen
Pegels (aktiv, wenn niedrig) aus, wenn ein aktives Schmelzstromsignal
FC von dem Stromdetektor 224 in den Steuerlogikabschnitt 227 eingegeben
wird und das Zwangsausschaltsignal Inhibit auf einem hohen Pegel
liegt. D. h., während ein EIN-Signal eingegeben wird, gibt
die NICHT-UND-Schaltung 282 ein aktives Setzsignal FC1
aus, so dass der FC-Speicher 278 in den Setzzustand gebracht wird,
wenn ein Schmelzstrom erfasst wird und sich der Leistungs-MOSFET 14 nicht
in dem erzwungenen Ausschaltzustand befindet.
-
Der
FR-Zähler 271 (d. h. ein Beispiel einer "Freischwingungszählerschaltung")
zählt normalerweise wiederholt eine vorbestimmte Zeitdauer
und wird auf "1" zurückgesetzt (d. h. das am wenigsten
signifikante Bit wird auf "1" gesetzt, und die anderen Bits werden
auf "0" gesetzt), wenn irgendeine der folgenden Rücksetzbedingungen
1–3 erfüllt ist. In der vorliegenden Ausführungsform
ist der FR-Zähler 271 beispielsweise ein 8-Bit-Freischwingungszähler
und inkrementiert seinen Zählwert um Eins zu Zeiten, die den
abfallenden Flanken des Taktsignals CLK von dem Oszillator 274 entsprechen
(d. h. in Perioden von 125 Mikrosekunden). Der FR-Zähler
fließt alle 32 Millisekunden über, wenn er nicht
zurückgesetzt wird.
- Rücksetzbedingung
1: Der Rücksetzsignalgenerator 275 gibt ein aktives
Rücksetzsignal RST aus;
- Rücksetzbedingung 2: Die NICHT-UND-Schaltung 280 gibt
ein aktives Setzsignal OC1 aus (d. h. ein Überstrom oder
eine Temperaturanomalie wird erfasst und der Leistungs-MOSFET 14 befindet
sich nicht in dem erzwungenen Ausschaltzustand); und
- Rücksetzbedingung 3: Das Ausgangssignal FCM des FC-Speichers 278 wird
von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel geschaltet (d. h.
der FRC-Rücksetzgenerator 277 erfasst eine abfallende Flanke
des Ausgangssignals FCM, oder es wird ein Schmelzstrom erfasst,
wenn sich der Leistungs-MOSFET 14 nicht in dem erzwungenen
Ausschaltzustand befindet).
-
Wenn
irgendeine der obigen Rücksetzbedingungen 1–3
erfüllt ist, gibt der FRC-Rücksetzgenerator 277 (d.
h. ein Beispiel einer "Freischwingungszählerrücksetzschaltung")
ein Rücksetzsignal res eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn
niedrig) aus, so dass der FR-Zähler 271 zeitweilig
in den Rücksetzzustand versetzt wird. Der FR-Zähler 271 gibt
ein Zählsignal OvF7 eines niedrigen Pegels (d. h. ein aktives
Niedrig-Signal und ein Beispiel eines "Aufwärtszählsignals")
aus, wenn die sieben unteren Bits des FR-Zählers 271 überfließen
(d. h. sämtliche Bits sind "1"). Außerdem gibt
er ein Ausschalt freigabesignal MCL eines niedrigen Pegels (aktiv,
wenn niedrig) aus, wenn sämtliche sieben unteren Bits gleich
"0" sind. D. h. der FR-Zähler 271 gibt ein aktives
Zählsignal OvF7 in einem vorbestimmten Zeitintervall (beispielsweise
in einem Intervall von 16 Millisekunden) aus, wenn er nicht zurücksetzt
wird. Außerdem gibt er ein aktives Ausschaltfreigabesignal
MCL in dem obigen vorbestimmten Zeitintervall aus, oder genauer
gesagt eine vorbestimmte Zeit (in der vorliegenden Ausführungsform
einen Zählwert) später als die Ausgabe eines Zählsignals
OvF7.
-
Das
im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals von einer NICHT-ODER-Schaltung 283 wird
in den Rücksetzanschluss des OC-Speichers 276 als
einer Ausschaltschaltung eingegeben. Das im Pegel invertierte Signal
eines Rücksetzsignals RST von dem Rücksetzsignalgenerator 275 und
das im Pegel invertierte Signal eines Ausschaltfreigabesignals MCL
von dem FR-Zähler 271 werden in die NICHT-ODER-Schaltung 283 eingegeben.
Gemäß dieser Konstruktion wechselt der OC-Speicher 276 in den
Setzzustand als Reaktion auf ein aktives Setzsignal OC1, wie es
oben beschrieben ist, um ein erstes Zwangsausschaltsignal OCM eines
niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) auszugeben. Er gibt ein erstes Zwangsausschaltsignal
OCM eines hohen Pegels aus, wenn das Rücksetzsignal RST
oder das Ausschaltfreigabesignal MCL aktiv ist.
-
Eine
NICHT-ODER-Schaltung 284 empfängt das im Pegel
invertierte Signal eines ersten Zwangsausschaltsignals OCM und das
im Pegel invertierte Signal eines zweiten Zwangsausschaltsignals
Fuse von dem Schmelzzähler 273, wie es unten beschrieben
ist, und gibt ein Zwangsausschaltsignal Inhibit eines niedrigen
Pegels (aktiv, wenn niedrig) aus, wenn das erste Zwangsausschaltsignal
OCM oder das zweite Zwangsausschaltsignal Fuse aktiv ist.
-
Gemäß dieser
Konstruktion gibt die Überstromschutzschaltung ein aktives
erstes Zwangsausschaltsignal OCM von dem OC-Speicher 276 aus, wenn
das Überstromsignal OC oder das Temperaturanomaliesignal
OT aktiv ist, so dass ein erzwungenes Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 unmittelbar
durchgeführt wird. Zu demselben Zeitpunkt wird der FR-Zähler 271 zurückgesetzt,
um das Zählen erneut zu starten, und danach, d. h. 16 Millisekunden
(d. h. ein Beispiel einer "ersten Bezugszeit") später gibt
er ein aktives Ausschaltfreigabesignal MCL aus, so dass der OC-Speicher 276 ein
erstes Zwangsausschaltsignal OCM eines hohen Pegels ausgibt und
dadurch der erzwungene Ausschaltzustand (erstes erzwungenes Ausschalten)
des Leistungs-MOSFET 14 freigegeben wird. Der Leistungs-MOSFET 14 kann
somit wieder in den leitenden Zustand gebracht werden, solange wie
die Energieversorgungssteuerung 210 ein aktives Steuersignal
Ein empfängt.
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Das
im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals von einer NICHT-ODER-Schaltung 285 wird
in den Rücksetzanschluss des FC-Speichers 278 eingegeben.
Das im Pegel invertierte Signal eines Rücksetzsignals RST
von dem Rücksetzsignalgenerator 275 und das im
Pegel invertierte Signal eines Ausschaltfreigabesignals MCL von
dem FR-Zähler 271 werden in die NICHT-ODER-Schaltung 285 eingegeben.
Gemäß dieser Konstruktion wechselt der FC-Speicher 278 in
den Setzzustand als Reaktion auf ein aktives Setzsignal FC1, wie
es oben beschrieben ist, um ein Ausgangssignal FCM eines niedrigen
Pegels (aktiv, wenn niedrig) auszugeben. Außerdem gibt
er ein Ausgangssignal FCM eines hohen Pegels aus, wenn das Rücksetzsignal
RST oder das Ausschaltfreigabesignal MCL aktiv ist. Der FC-Speicher 278 fährt
fort, ein aktives Ausgangssignal FCM auszugeben, solange wie das
Setzsignal FC1 aktiv ist, und zwar sogar dann, wenn das Rücksetzsignal
RST aktiv ist.
-
c. Schmelzanomalieschutzschaltung
-
Eine
Schmelzanomalieschutzschaltung (d. h. ein Beispiel einer "Anomaliezeitakkumulationsschaltung")
akkumuliert hauptsächlich eine Anomaliezeit (im Folgenden
als eine "Schmelzzeit" bezeichnet), während der ein aktives
Schmelzstromsignal FC von dem Stromdetektor 224 empfangen
wird oder das erste erzwungene Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durch
die Überstromschutzschaltung durchgeführt wird.
Die Schmelzanomalieschutzschaltung bewirkt einen erzwungenen Ausschaltbetrieb
des Leistungs-MOSFET 14, wenn die akkumulierte Zeit eine
vorbestimmte Bezugsschmelzzeit (d. h. ein Beispiel einer "dritten
Bezugszeit", die länger als die erste Bezugszeit ist) erreicht.
Insbesondere enthält die Schmelzanomalieschutzschaltung
den Schmelzzähler 273, einen FCC-Rücksetzgenerator 286 und ähnliches.
-
Der
Schmelzzähler 273 (d. h. ein Beispiel einer "Schmelzzählerschaltung")
ist beispielsweise ein 6-Bit-Zähler und inkrementiert seinen
Zählwert um Eins zu Zeitpunkten, die beispielsweise abfallenden Flanken
des Zählsignals OvF7 von dem FR-Zähler 271 entsprechen.
Wenn der Schmelzzähler nicht zurückgesetzt wird,
fließt dieser über, wenn 1024 Millisekunden erreicht
sind, und gibt ein zweites Zwangsausschaltsignal Fuse eines niedrigen
Pegels (aktiv, wenn niedrig) aus. Der Zählwert des Schmelzzählers 273,
wenn dieser überfließt, ist ein Beispiel eines "Bezugsanomaliezählwerts".
Genauer gesagt wird das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals
einer UND-Schaltung 289 in den Takteingangsanschluss des
Schmelzzählers 273 eingegeben. Das zweite Zwangsausschaltsignal
Fuse von dem Schmelzzähler 273 und ein Ausgangssignal
von einer NICHT-UND-Schaltung 290 werden in die UND-Schaltung 289 eingegeben.
Das im Pegel invertierte Signal eines Zählsignals OvF7
von dem FR-Zähler 271 und das im Pegel invertierte
Signal eines Anomaliemeldesignals Fail von einer NICHT-ODER-Schaltung 291 werden
in die NICHT-UND-Schaltung 290 eingegeben.
-
Das
im Pegel invertierte Signal eines ersten Zwangsausschaltsignals
OCM und das im Pegel invertierte Signal eines Ausgangssignals FCM
werden in die NICHT-ODER-Schaltung 291 eingegeben, die ein
Anomaliemeldesignal Fail eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig)
ausgibt, wenn das erste Zwangsausschaltsignal OCM oder das Ausgangssignal
FCM aktiv ist. D. h. die NICHT-ODER-Schaltung 291 ist zum
Melden bzw. Benachrichtigen des Schmelzzählers 273 oder
eines CLC-Rücksetzgenerators 292, der unten beschrieben
wird, vorgesehen, dass ein erstes erzwungenes Ausschalten aufgrund eines Überstromes
oder einer Temperaturanomalie durchgeführt wird, oder dass
ein Schmelzstrom aufgetreten ist (d. h. ein zweites erzwungenes
Ausschalten könnte später durchgeführt
werden).
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Wenn
das Anomaliemeldesignal Fail aktiv ist, inkrementiert der Schmelzzähler 273 seinen
Zählwert um Eins zu Zeitpunkten, die abfallenden Flanken
des Zählsignals OvF7 entsprechen, solange wie das zweite
Zwangsausschaltsignal Fuse nicht aktiv ist (d. h. wenn er nicht überfließt).
Wenn der Zähler überfließt, gibt er ein
aktives zweites Zwangsausschaltsignal Fuse aus, so dass ein erzwungener
Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt
wird. Zu demselben Zeitpunkt endet der Zählbe trieb entsprechend
dem Zählsignal OvF7, und der erzwungene Ausschaltzustand
wird aufrechterhalten (dieses ist das zweite erzwungene Ausschalten).
-
Andererseits
setzt der FCC-Rücksetzgenerator 286 als eine Anomaliezeitlöschschaltung
den Zählwert des Schmelzzählers 273 auf
"0" zurück, wenn die folgende Rücksetzbedingung
4 oder 5 erfüllt ist.
- Rücksetzbedingung
4: Der Rücksetzsignalgenerator 275 gibt ein aktives
Rücksetzsignal RST aus; und
- Rücksetzbedingung 5: Das zweite Zwangsausschaltsignal
Fuse ist nicht aktiv (d. h. auf einem hohen Pegel) und das Löschsignal
CLR ist aktiv (d. h. der Löschzähler 272 ist übergeflossen).
-
Ein
OC-Schwellenwertbestimmungsgenerator 293 erhält
die Zählwerte des Schmelzzählers 273 und
des FR-Zählers 271 und gibt aufeinanderfolgend Schwellenwertbestimmungssignale
OCL0-OCL5 eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn niedrig) auf der Grundlage
des Zählwerts der höheren 5 Bits des FR-Zählers 271 (d.
h. der Zeit, die durch den FR-Zähler 271 gezählt
wird) aus, wie es in 17 gezeigt ist. Dadurch werden
die FETs 261a–261f des Schwellenspannungsgenerators 252 wahlweise
und aufeinanderfolgend eingeschaltet, so dass die erste Anomalieschwellenspannung
Voc (und außerdem der erste Anomalieschwellenstrom ILoc)
stufenweise im Verlaufe der Zeit entsprechend der gezählten
Zeit verringert wird. Wenn der Zählwert des Schmelzzählers 273 beispielsweise
gleich oder größer als Acht (d. h. ein Beispiel
eines "Initialisierungsgrenzzählwertes") ist, gibt der
OC-Schwellenwertbestimmungsgenerator 293 stets ein aktives
Schwellenwertbestimmungssignal OCL5 aus, so dass die erste Anomalieschwellenspannung
Voc (und außerdem der erste Anomalieschwellenstrom ILoc)
auf dem niedrigsten Pegel gehalten wird.
-
d. Löschzähler
-
Wenn
ein normaler Zustand, bei dem weder eine Stromanomalie noch eine
Temperaturanomalie erfasst wird (d. h. der Laststrom IL befindet
sich auf einem normalen Pegel, der niedriger als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc und der erste Anomalieschwellenstrom ILoc ist), erfasst wird,
eine vorbestimmte zweite Bezugszeitdauer fortdauert, ohne dass ein Überfließen
erreicht wird, nachdem der Schmelzzähler 273 mit
dem Zählen beginnt, gibt der Löschzähler 272 (d.
h. ein Beispiel einer "Löschzählerschaltung")
als eine Normaldauerakkumulationsschaltung hauptsächlich
ein Löschsignal CLR eines niedrigen Pegels (aktiv, wenn
niedrig) aus, so dass die Schmelzzeit (d. h. der Zählwert)
des Schmelzzählers 273 auf den Anfangswert "0"
zurückgesetzt wird. Die zweite Bezugszeit wird auf der
Grundlage der Zeit bestimmt, die es dauert, um beispielsweise den Überhitzungszustand
einer externen Schaltung nach der Beseitigung eines Schmelzstromes
oder eines Überstromzustands zu beseitigen. Der Zählwert
des Löschzählers 272, wenn ein normaler
Zustand die zweite Bezugszeit andauert, ist ein Beispiel eines "Bezugslöschzählwertes".
-
Insbesondere
ist der Löschzähler 272 beispielsweise
ein 5-Bit-Zähler und inkrementiert seinen Zählwert
um Eins beispielsweise zu Zeiten, die abfallenden Flanken des Zählsignals
OvF7 von dem FR-Zähler 271 entsprechen. Wenn der
Löschzähler nicht zurückgesetzt wird,
fließt er über und gibt ein aktives Löschsignal
CLR aus, wenn 512 Millisekunden (d. h. ein Beispiel einer zweiten
Bezugszeit) erreicht sind. Der CLC-Rücksetzgenerator 292 (d.
h. ein Beispiel einer "Normaldauerrücksetzschaltung") setzt
den Zählwert des Löschzählers 272 zu
"0" zurück, wenn irgendeine der folgenden Rücksetzbedingungen
6–8 erfüllt ist.
- Rücksetzbedingung
6: Der Rücksetzsignalgenerator 275 gibt ein aktives
Rücksetzsignal RST aus;
- Rücksetzbedingung 7: Das zweite Zwangsausschaltsignal
Fuse ist nicht aktiv (d. h. das zweite erzwungene Ausschalten wurde
noch nicht durchgeführt) und das Anomaliemeldesignal Fail
ist aktiv; und
- Rücksetzbedingung 8: Das zweite Zwangsausschaltsignal
Fuse ist aktiv (d. h. das zweite erzwungene Ausschalten wird durchgeführt)
und das Steuersignal Ein ist aktiv.
-
Der
Steuerlogikabschnitt 227 enthält außerdem
eine ODER-Schaltung 287 zum Ausgeben des Ausgangssignals
AUS, in den das im Pegel invertierte Signal eines Löschsignals
CLR und das im Pegel invertierte Signal eines Rücksetzsignals
RST eingegeben werden. Die ODER-Schaltung 287 gibt ein Ausgangssignal
AUS eines hohen Pegels aus, so dass der interne Massegenerator 23 seinen
Betrieb beendet, wenn das Löschsignal CLR oder das Rücksetzsignal
RST aktiv ist.
-
f. Invalidierungsschaltung
-
Wie
es oben beschrieben ist, empfängt die NICHT-UND-Schaltung 281 das
im Pegel invertierte Signal eines Steuersignals EIN und das unten
beschriebene Zwangsausschaltsignal Inhibit (das einen niedrigen
Pegel aufweist, wenn ein erzwungenes Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt
werden sollte). Ihr Ausgangssignal wird im Pegel invertiert und
in die NICHT-UND-Schaltungen 280 und 282 eingegeben.
Gemäß dieser Konstruktion gibt die NICHT-UND-Schaltung 281 ein
Ausgangssignal eines hohen Pegels aus, wenn ein nicht aktives Steuersignal
Ein (AUS-Signal) empfangen wird. Dadurch werden die Ausgänge
der NICHT-UND-Schaltungen 280, 282 auf einem hohen Pegel
gehalten, so dass der OC-Speicher 276 oder der FC-Speicher 278 nicht
zu dem Setzzustand übergehen würden, und zwar
sogar dann nicht, wenn der Stromanomaliedetektor 253 ein
aktives Überstromsignal OC oder ein aktives Schmelzstromsignal
FC ausgibt, oder der Überhitzungsdetektor 25 ein
aktives Temperaturanomaliesignal OT ausgibt. D. h. das aktive Überstromsignal
OC, das Schmelzstromsignal FC und das Temperaturanomaliesignal OT
werden invalidiert (oder maskiert).
-
In
dem Fall beispielsweise, in dem die Last 11 eine L-Last
ist, kann die Sourcespannung des Leistungs-MOSFET 14 aufgrund
der Stoßspannung der Last 11 auf die negative
Seite gezogen werden, wenn der Leistungs-MOSFET 14 als
Reaktion auf ein nicht aktives Steuersignal Ein (AUS-Signal) ausgeschaltet
wird. Daher können die zweite und die dritte Anomalieschwellenspannung
Vfc und Vop, die auf der Grundlage der Sourcespannung erzeugt werden, ebenfalls
negativ sein. Dann können ein aktives Schmelzstromsignal
FC oder ein Durchbruchanzeigesignal OP als ein Anomaliesignal von
dem Stromanomaliedetektor 253 sogar dann ausgegeben werden,
wenn ein Schmelzstrom oder eine Drahtdurchbruchanomalie nicht aufgetreten
ist. In der vorlie genden Erfindung invalidiert die Invalidierungsschaltung jedoch
ein aktives Schmelzstromsignal FC, wenn ein nicht aktives Steuersignal
Ein eingegeben wird. Dadurch wird verhindert, dass der Schmelzzähler 273 den
Zählwert inkrementiert, und demzufolge kann ein zweiter
erzwungener Ausschaltbetrieb verhindert werden.
-
g. Filterschaltung
-
Eine
Filterschaltung enthält eine Zählerschaltung,
die mehrere Speicherschaltungen (beispielsweise in der vorliegenden
Ausführungsform zwei Speicherschaltungen 300, 301 (beispielsweise D-Flip-Flops))
beinhaltet, die geschaltet sind. Die interne Masse GND2 wird an
den D-Anschluss der Speicherschaltung 300 angelegt, und
deren Q-Anschluss ist mit dem D-Anschluss der nächsten
Speicherschaltung 301 verbunden. Das Löschsignal
CLR wird in die Setzanschlüsse beider Speicherschaltungen 300, 301 eingegeben,
und ein Ausgangssignal von einer NICHT-ODER-Schaltung 302 wird
in die Rücksetzanschlüsse eingegeben. Das im Pegel
invertierte Signal eines Rücksetzsignals RST von dem Rücksetzsignalgenerator 275 und
das Durchbruchanzeigesignal OP werden in die NICHT-ODER-Schaltung 302 eingegeben.
-
Gemäß dieser
Konstruktion gibt die Filterschaltung, während das Rücksetzsignal
RST nicht aktiv ist und das Durchbruchanzeigesignal OP aktiv ist,
ein Durchbruchanomaliesignal OPF eines niedrigen Pegels (aktiv,
wenn niedrig) von dem Q-Anschluss der Speicherschaltung 301 aus,
wenn sie ein aktives Löschsignal CLR zwei oder mehr Male
(beispielsweise in der vorliegenden Erfindung zwei Mal) empfangen
hat. Andererseits wird die Filterschaltung zurückgesetzt,
wenn die folgende Rücksetzbedingung 9 oder 10 erfüllt
ist.
- Rücksetzbedingung 9: Der Rücksetzsignalgenerator 275 gibt
ein aktives Rücksetzsignal RST aus; und
- Rücksetzbedingung 10: Das Durchbruchanomaliesignal
OPF ist nicht aktiv (d. h. auf einem hohen Pegel).
-
D.
h. das Durchbruchanomaliesignal OPF wechselt nicht unmittelbar auf
aktiv, wenn der Stromdetektor 224 ein aktives Durchbruchanzeigesignal OP
ausgibt. Es wechselt auf aktiv, wenn ein aktives Löschsignal
CLR zwei Mal von dem Löschzähler 272 empfangen
wurde (d. h. wenn mindestens die zweite Bezugszeit seit der Ausgabe
des aktiven Durchbruchanzeigesignals OP verstrichen ist).
-
Das
Durchbruchanomaliesignal OPF, das von dem Q-Anschluss der Speicherschaltung 301 ausgegeben
wird, wird im Pegel invertiert und in eine NICHT-UND-Schaltung 303 eingegeben.
Ein Bit-Signal, das einem Bit des FR-Zählers 271 entspricht, wird
in die NICHT-UND-Schaltung 303 eingegeben, so dass die
NICHT-UND-Schaltung 303 ein gepulstes Durchbruchanomaliesignal
OPFP ausgibt, das entsprechend dem invertierten Pegel des Bit-Signals gepulst
ist, wenn das Durchbruchanomaliesignal OPF aktiv ist. In der vorliegenden
Ausführungsform wird das Bit-Signal FRC7, das dem signifikantesten Bit
entspricht, in die NICHT-UND-Schaltung 303 eingegeben,
und dadurch wird das gepulste Durchbruchanomaliesignal OPFP in Perioden
von 32 Millisekunden mit einem Tastverhältnis von 50% ausgegeben.
-
Wenn
andererseits das Durchbruchanomaliesignal OPFP zu nicht aktiv wechselt,
gibt die Filterschaltung unmittelbar ein nicht aktives (hoher Pegel) Durchbruchanomaliesignal
OPFP (als ein normales Signal) aus, das einen normalen Zustand angibt.
Das im Pegel invertierte Signal des Durchbruchanomaliesignals OPFP
und das im Pegel invertierte Signal eines Zwangsausschaltsignals
Inhibit von der NICHT-ODER-Schaltung 284 werden als ein
Diagnosesignal Diag über eine NICHT-ODER-Schaltung 304 ausgegeben
und für den Diagnoseausgangsabschnitt 26 bereitgestellt.
Der Diagnoseausgangsabschnitt 26 stellt einen gepulsten
Diagnoseausgang an dem Diagnoseausgangsanschluss P7 bereit, wenn
das Durchbruchanomaliesignal OPF aktiv ist. Er stellt einen stufenweisen
Diagnoseausgang bereit, wenn das Zwangsausschaltsignal Inhibit aktiv
ist. Gemäß dieser Konstruktion kann eine Drahtdurchbruchanomalie
von anderen Anomalien (d. h. einem Überstrom, einem Schmelzstrom
und einer Temperaturanomalie) durch den Diagnoseausgang unterschieden
werden.
-
Wie
es oben beschrieben wurde, werden in dem Steuerlogikabschnitt 227 das
Zählen einer Anomaliezeit durch die Schmelzanomalieschutzschaltung
und das Zählen einer normalen Dauer durch die Normaldauerakkumulationsschaltung
unter Verwendung der unteren Bits des Zählwertes des allgemeinen
Freischwingungszählers 271 durchgeführt.
Dadurch können die Schaltungselemente der Steuerlogikschaltung 227 im
Vergleich zu einer Konstruktion verringert werden, bei der die Schmelzanomalieschutzschaltung
und die Normaldauerakkumulationsschaltung das Zählen durch
individuelle Verwendung der unteren Bits durch getrennte Zählerschaltungen
durchführen. Außerdem muss die Anzahlzählerschaltung 88,
die in der ersten Ausführungsform enthalten ist, nicht
zusätzlich vorgesehen werden, und die Überstromschutzschaltung
verwendet außerdem den obigen Freischwingungszähler 271 zum Zählen
der ersten Bezugszeit. Dadurch können die Schaltungselemente
weiter verringert werden.
-
(Gatetreiber)
-
In
den Gatetreiber 28 werden das Steuersignal Ein, das Ausgangssignal
FCM und das Zwangsausschaltsignal Inhibit von dem Steuerlogikabschnitt 227 eingegeben.
Der Gatetreiber 28 enthält eine Ladungspumpe (nicht
gezeigt), die zwischen den Energieversorgungsanschluss P2 und die
Gateanschlüsse des Leistungs-MOSFET 14 und des
Erfassungs-MOSFET 18 geschaltet ist, und enthält
außerdem einen Entladungs-FET (nicht gezeigt), der zwischen
die Gateanschlüsse und die Sourceanschlüsse des
Leistungs-MOSFET 14 und des Erfassungs-MOSFET 18 geschaltet
ist.
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Wenn
der Gatetreiber 28 ein aktives Steuersignal Ein (EIN-Signal)
von dem Steuerlogikabschnitt 227 empfängt, wird
die Ladungspumpe alleine betrieben, um jeweils eine höhere
Spannung zwischen dem Gate und der Source des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfassungs-MOSFET 18 anzulegen, die von der Energieversorgungsspannung
Vcc erzeugt wird. Somit wird ein Ladungsbetrieb zum Einschalten des
Leistungs-MOSFET und des Erfassungs-MOSFET durchgeführt,
was zu einem leitenden Zustand führt. Wenn andererseits
der Gatetreiber 28 ein nicht aktives Steuersignal Ein (AUS-Signal)
von dem Steuerlogikabschnitt 227 oder ein aktives Zwangsausschaltsignal
Inhibit (das angibt, dass ein erstes oder zweites erzwungenes Ausschalten
durchgeführt werden sollte) empfängt, unterbricht
die Ladungspumpe die Erzeugung einer höheren Spannung,
während der Entladungs-FET allein eingeschaltet ist, so
dass die jeweilige Ladung zwischen dem Gate und der Source des Leistungs-MOSFET 14 und
des Erfas sungs-MOSFET 18 freigesetzt wird. Somit wird ein Entladungsbetrieb
oder ein Ausschaltbetrieb durchgeführt.
-
2. Betrieb gemäß der
vorliegenden Ausführungsform
-
Die 18 bis 20 sind
Zeitdiagramme verschiedener Signale zum Darstellen des Betriebs der
Energieversorgungssteuerung 210. 18 betrifft
einen Betrieb während eines normalen Zustands. 19 betrifft
einen Betrieb während des Auftretens eines Überstroms. 20 betrifft
einen Betrieb während des Auftretens eines Schmelzstroms.
In den Zeichnungen stellt [FRC] den Zählwert der höheren
5 Bits des FR-Zählers 271 dar. [FCC] stellt den
Zählwert des Schmelzzählers 273 dar. [CLC]
stellt den Zählwert des Löschzählers 272 dar. Die
Zählwerte sind hexadezimal (beispielsweise A = 10, B =
11, C = 12 usw.) gezeigt. Außerdem stellt FRC7 das signifikanteste
Bit des FR-Zählers 271 dar, und es ist gezeigt,
wie das signifikanteste Bit zwischen hohen und niedrigen Pegeln
wechselt. FRC6 stellt das zweitsignifikanteste Bit des FR-Zählers 271 dar,
und es ist gezeigt, wie das zweitsignifikanteste Bit zwischen hohen
und niedrigen Pegeln wechselt. "R" in den Zeichnungen meint "Rücksetzen".
-
(Normaler Betrieb)
-
Wenn
die Energieversorgungssteuerung 210 ein aktives Steuersignal
Ein empfängt, erzeugt der interne Massegenerator 23 eine
interne Masse GND2. Wenn sich die interne Masse GND2 stabilisiert, wechselt
das Rücksetzsignal RST, das von dem Rücksetzsignalgenerator 275 ausgegeben
wird, von aktiv nach nicht aktiv, so dass die Rücksetzzustände der
Zähler 71–73 freigegeben werden.
-
Das
aktive Steuersignal Ein wird dem Gatetreiber 28 über
den Steuerlogikabschnitt 227 bereitgestellt. Dann schalten
sich der Leistungs-MOSFET 14 und ähnliches ein,
was zu einem leitenden Zustand führt. Der FR-Zähler 271 beginnt
mit dem Zählen entsprechend dem Taktsignal CLK von dem
Oszillator 274. Während des normalen Betriebs
wird ein aktives Setzsignal OC1 von der NICHT-UND-Schaltung 280 nicht
ausgegeben (d. h. die Rücksetzbedingung 2 ist nicht erfüllt),
und das Ausgangssignal FCM des FC-Speichers 278 wird nicht
im Pegel von hoch nach niedrig umgekehrt (d. h. die Rücksetz bedingung
3 ist nicht erfüllt). Daher zählt der FR-Zähler 271 wiederholt
bis 32 Millisekunden, ohne mitten beim Zählen zurückgesetzt
zu werden (siehe [FRC] in 18). Zu
demselben Zeitpunkt gibt der OC-Schwellenwertbestimmungsgenerator 93 aufeinanderfolgend
aktive Schwellenwertbestimmungssignale OCL0–OCL5 in Abhängigkeit
von dem Zählwert der höheren 5 Bits des FR-Zählers 271 aus.
Dadurch wird ein Betrieb, der den ersten Anomalieschwellenstrom
ILoc schrittweise im Verlaufe der Zeit beginnend mit dem Anfangspegel,
der größer als ein Einschaltstrom ist, verringert,
iterativ in Perioden von 32 Millisekunden durchgeführt.
-
Wenn
ein aktives Steuersignal Ein eingegeben wird, kann ein Einschaltstromstoß,
der größer als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, in den Leistungs-MOSFET 14 fließen.
Der erste Anomalieschwellenstrom ILoc ist dann jedoch auf den Anfangspegel
eingestellt, der größer als der Einschaltstromstoß ist,
und dadurch kann ein erster erzwungener Ausschaltbetrieb aufgrund
des Einschaltstromstoßes für den Leistungs-MOSFET 14 und ähnlichem verhindert
werden.
-
Während
des normalen Betriebs ist das Anomaliemeldesignal Fail nicht aktiv,
und daher beginnt der Schmelzzähler 273 nicht
zu zählen (siehe [FCC] in 18). Andererseits
inkrementiert der Löschzähler 272 seinen
Zählwert um Eins zu Zeiten der Eingabe des Zählsignals
OvF7 von dem FR-Zähler 271. Er wird nicht mitten
im Zählen zurückgesetzt, da das Anomaliemeldesignal
Fail nicht aktiv gehalten wird. Wenn 512 Millisekunden (d. h. die
zweite Bezugszeit) erreicht sind, fließt der Zähler über
und gibt ein aktives Löschsignal CLR aus (siehe [CLC] und
[CLR] in 18).
-
Wenn
das Steuersignal Ein von aktiv nach nicht aktiv wechselt, wartet
der interne Massegenerator 23 auf das Überfließen
des Löschzählers 272, wie es oben beschrieben
ist, wenn der Zähler zu diesem Zeitpunkt nicht übergeflossen
ist. Dann wird die Erzeugung der internen Masse GND2 beendet.
-
(Betrieb während des Auftretens
eines Überstromes oder eines Schmelzstromes)
-
Wenn
ein Kurzschluss in der Last 11 auftritt, kann der Laststrom
IL den zweiten Anomalieschwellenstrom ILfc überschreiten,
wie es in 19 gezeigt ist. Zu dem Zeitpunkt wechselt
das Schmelzstromsignal FC zu aktiv, so dass das Ausgangssignal FCM des
FC-Speichers 278 im Pegel von hoch nach niedrig invertiert
und der Zählwert des FR-Zählers 271 zurückgesetzt
wird. Dadurch wird der erste Anomalieschwellenstrom ILoc wieder
auf den Anfangspegel eingestellt, und danach wird er erneut im Verlaufe
der Zeit entsprechend dem Zählwert des FR-Zählers 271,
der nach dem Rücksetzen mit dem Zählen beginnt,
verringert.
-
Wenn
der Laststrom IL danach den ersten Anomalieschwellenstrom ILoc überschreitet,
wechselt das Überstromsignal OC zu aktiv und das Setzsignal
OC1 von der NICHT-UND-Schaltung 280 wechselt zu aktiv.
Dadurch wechselt das erste Zwangsausschaltsignal OCM von dem OC-Speicher 276 zu
aktiv. Dann wird ein erster erzwungener Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 als
Reaktion auf ein aktives Zwangsausschaltsignal Inhibit durchgeführt.
Außerdem wird der Zählwert des FR-Zählers 271 als
Reaktion auf das aktive Setzsignal OC1 zurückgesetzt. Danach
wird ein aktives Zählsignal OvF7 ausgegeben, wenn eine
Zeit, die etwas kürzer als 16 Millisekunden ist, verstrichen
ist. Als Reaktion darauf inkrementiert der Schmelzzähler 273 seinen
Zählwert um Eins (siehe [FCC] in 19). Ein
aktives Ausschaltfreigabesignal MCL wird ausgegeben, wenn der FR-Zähler 271 bis 16 Millisekunden
gezählt hat. Dann gibt der OC-Speicher 276 ein
nicht aktives erstes Zwangsausschaltsignal OCM aus, so dass der
Leistungs-MOSFET 14 zum Einschaltzustand zurückkehrt
und der erzwungene Ausschaltzustand freigegeben wird.
-
Wenn
der Kurzschluss in der Last 11 danach nicht beseitigt ist,
wird der Löschzähler 272 das Zählen
nicht beginnen, und das erste erzwungene Ausschalten wird wiederholt
durchgeführt. Während dieser Zeit inkrementiert
der Schmelzzähler 273 seinen Zählwert
um Eins. Wenn der Zählwert [FCC] Sieben erreicht (d. h.
wenn das erste erzwungene Ausschalten sieben Mal durchgeführt
wurde), hält der OC-Schwellenwertbestimmungsgenerator 293 danach
das Ausgeben eines aktiven Schwellenwertbestimmungssignals OCL5
bei, so dass der erste Anomalieschwellenstrom ILoc auf dem niedrigsten
Pegel gehalten wird.
-
Wenn
der Schmelzzähler 273 übergeflossen ist,
gibt er ein aktives zweites Zwangsausschaltsignal Fuse aus, so dass
der erzwungene Ausschaltbetrieb des Leistungs- MOSFET 14 durchgeführt
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zählbetrieb entsprechend dem
Zählsignal OvF7 unterbrochen, so dass der erzwungene Ausschaltzustand
(aufgrund des zweiten erzwungenen Ausschaltens) gehalten wird. Man
beachte, dass der zweite Anomalieschwellenstrom ILfc auf einen Pegel
eingestellt wird, der etwas höher als der Nennstrom ILmax
der Last 11 ist. Die Bezugsschmelzzeit wird auf eine Zeit
eingestellt, die kürzer als die Zeit ist, die es dauert,
bis der elektrische Draht 30 Rauch abgibt, wenn ein Schmelzstrom,
d. h. ein Strom, der größer als der zweite Anomalieschwellenstrom
ILfc ist, intermittierend in Intervallen erfasst wird, die kürzer
als die zweite Bezugszeit sind. Daher kann ein Flatterkurzschluss,
d. h. ein abnormer Strom, der in einem Teil der verdrillten Drähte
des elektrischen Drahtes 30 aufgrund eines Kurzschlusses
in dem Teil der verdrillten Drähte in Intervallen auftritt,
die kürzer als die zweite Bezugszeit sind, erfasst werden,
ohne dass der elektrische Draht 30 Rauch abgibt, so dass
das erste erzwungene Ausschalten des Leistungs-MOSFET 14 durchgeführt wird.
-
Wenn
danach das Steuersignal Ein von aktiv nach nicht aktiv wechselt,
wie es in 20 gezeigt ist, wird der Rücksetzzustand
des Löschzählers 272 freigegeben. Der
Löschzähler fährt fort, ein nicht aktives
Löschsignal CLR auszugeben, bis er überfließt, so
dass die Erzeugung der internen Masse GND2 aufrechterhalten wird.
Wenn der Löschzähler übergeflossen ist,
wird die Erzeugung der internen Masse GND2 beendet. Daher wird der
zweite erzwungene Ausschaltzustand aufrechterhalten, und zwar sogar dann,
wenn das Steuersignal Ein zu aktiv zurückkehrt, bevor der
Löschzähler 272 überfließt.
-
(Betrieb während des Auftretens
einer Drahtdurchbruchanomalie)
-
Wenn
der dritte Anomalieschwellenstrom ILop vermeintlich auf einen festen
Wert eingestellt wird, ändert sich ein Lastwiderstandswert
(d. h. ein Widerstandswert der externen Schaltung), auf der Grundlage
dessen ein aktives Durchbruchanzeigesignal OP ausgegeben wird, mit
einer Änderung der Energieversorgungsspannung Vcc. Eine
Drahtdurchbruchanomalie sollte jedoch konsistent auf der Grundlage
desselben Lastwiderstandswertes unabhängig von einer Variation
der Energieversorgungsspannung Vcc bestimmt werden, um die Drahtdurchbruchanomalie
genau zu erfassen.
-
Daher
werden in der vorliegenden Ausführungsform der dritte Anomalieschwellenstrom
ILop (und die dritte Anomalieschwellenspannung Vop) derart eingestellt,
dass er sich proportional zu der Sourcespannung Vs des (oder der
Energieversorgungsspannung Vcc für den) Leistungs-MOSFET 14 in
den EIN-Zustand ändert, wie es oben beschrieben ist. Gemäß dieser
Konstruktion verringert sich beispielsweise der dritte Anomalieschwellenstrom
ILop um die Hälfte, wenn sich die Energieversorgungsspannung
Vcc um die Hälfte verringert. D. h. der Lastwiderstandswert,
auf dessen Grundlage eine Drahtdurchbruchanomalie erfasst wird (und
der gleich einem Wert ist, der durch Teilen der Energieversorgungsspannung
Vcc durch den dritten Anomalieschwellenstrom ILop bestimmt wird),
ist derselbe unabhängig von einer Änderung der
Energieversorgungsspannung Vcc. Dadurch kann eine Drahtdurchbruchanomalie
genau erfasst werden. Außerdem wird ein Mikrocomputer oder ähnliches
nicht benötigt.
-
<Weitere
Ausführungsformen>
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die in der obigen Beschreibung
der Ausführungsformen, die mit Bezug auf die Zeichnungen
erläutert wurden, begrenzt. Die folgenden Ausführungsformen
können beispielsweise innerhalb des technischen Bereiches der
vorliegenden Erfindung enthalten sein.
- (1)
In den obigen Ausführungsformen ist der Leistungs-MOSFET 14 als
ein Halbleiterschaltelement vorgesehen. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt, sondern
es kann ein anderer unipolarer Transistor oder alternativ ein Bipolartransistor
als ein Halbleiterschaltelement enthalten sein.
- (2) In den obigen Ausführungsformen wird der Erfassungs-MOSFET 18 als
ein Stromerfassungsschaltelement verwendet. D. h. die Stromerfassung
wird durch ein Erfassungsverfahren durchgeführt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt,
sondern es kann die Stromerfassung mittels eines Shunt-Verfahrens
durchgeführt werden. Es ist beispielsweise ein Shunt-Widerstand
an der Energieversorgungsleitung vorgesehen, so dass der Laststrom auf
der Grundlage des Spannungsabfalls darüber erfasst werden
kann.
- (3) In den obigen Ausführungsformen wird der Beginn
der Stromzufuhr auf der Energieversorgungsleitung auf der Grundlage
dessen erfasst, ob der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom
ILfc überschreitet. Was jedoch als eine Grundlage zur Erfassung
eines Beginns einer Stromzufuhr dient, ist nicht auf einen Stromwert bei
einer Stromanomalie begrenzt. Was benötigt wird, ist, dass
der Beginn der Stromzufuhr auf der Energieversorgungsleitung erfasst
werden kann. Daher kann der Beginn der Stromzufuhr bestimmt werden,
wenn der Laststrom einen normalen Strompegel oder einen niedrigeren
Strompegel überschreitet. D. h. der normale Strompegel
oder der niedrigere Strompegel können als ein zweiter Schwellenwert
verwendet werden. Gemäß dieser Konstruktion wird
der erste Schwellenwert auf einen niedrigeren Pegel nach dem Abklingen
des Einschaltstromstoßes eingestellt, und danach wird er
nicht wieder auf den Anfangspegel eingestellt, wenn ein normaler
Zustand eine zweite Bezugszeit andauert. Außerdem kann
die Erfassung auf der Grundlage des Durchlasswiderstands oder des
ausgangsseitigen Potentials (beispielsweise des Sourcepotentials)
eines Halbleiterschaltelements (einschließlich einem anderen Schaltelement,
das an der Stromabseite vorgesehen ist, falls eines vorgesehen ist),
das an der Energieversorgungsleitung vorgesehen ist, oder auf der
Grundlage dessen, ob ein EIN-Signal zum Einschalten des Halbleiterschaltelementes
eingegeben wird, durchgeführt werden.
- (4) Die Schwellenwerteinstellschaltung kann den ersten Schwellenwert
beispielsweise auf der Grundlage der Anschlussspannung einer RC-Parallelschaltung
anstelle der Verwendung der Zählerschaltung wie in den
obigen Ausführungsformen erzeugen. Der erste Schwellenwert
kann im Verlaufe der Zeit durch Entladen des Kondensators der RC-Parallelschaltung
verringert werden.
- (5) Der Schmelzzeitzähler 73 zählt
die Zeit nur in einem Anomaliezustand. Die Zeit kann jedoch einschließlich
während einer Normalzustandszeit akkumuliert werden.
- (6) In der obigen Ausführungsform zählt die
Anzahlzählerschaltung 88 die Häufigkeit,
mit der der Laststrom IL den zweiten Anomalieschwellenstrom ILfc überschreitet,
und der Initialisierungsbetrieb wird gesperrt, wenn die Häufigkeit
y erreicht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Konstruktion beschränkt. Die Häufigkeit der Ausgaben
(bzw. die Anzahl) eines Ausgangssignals S5 eines niedrigen Pegels
von dem Aus schaltdauerzähler 71, d. h. die Anzahl
der Male, mit denen der erste erzwungene Ausschaltbetrieb durchgeführt
wird, kann gezählt werden. Wenn die Anzahl x erreicht ist,
sollte der anschließende Initialisierungsbetrieb gesperrt
werden.
- (7) In den obigen Ausführungsformen wird der erste
Anomalieschwellenstrom ILoc stufenweise entsprechend der akkumulierten
Zeit des Schmelzzeitzählers 73, der für
eine Sicherungsfunktion verwendet wird, verringert. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt.
Er kann schrittweise entsprechend der akkumulierten Zeit eines anderen
Zeitzählers als des Sicherungszeitzählers 73 verringert
werden.
-
Zusammenfassung
-
Ein
Einschaltstromstoß, der größer als ein zweiter
Anomalieschwellenstrom ILfc ist, fließt durch einen Leistungs-MOSFET 14,
wenn ein Steuersignal S1 eines niedrigen Pegels an einen Gatetreiber 28 angelegt
wird, so dass der Leistungs-MOSFET 14 und ähnliches
in einen leitenden Zustand geschaltet werden. Ein erster erzwungener
Ausschaltbetrieb des Leistungs-MOSFET 14 wird dann verhindert,
da ein erster Anomalieschwellenstrom ILoc auf einen Anfangspegel
eingestellt wird, der größer als der Einschaltstromstoß ist.
Ein Schmelzzeitzähler 73 beginnt mit einem Aufwärtszählbetrieb
als Reaktion auf das Auftreten des Einschaltstromstoßes
und fährt fort, seinen Zählwert zu inkrementieren,
bis ein Laststrom IL auf unterhalb des zweiten Anomalieschwellenstroms
ILfc abfällt. Entsprechend dem Zählwert wird der
erste Anomalieschwellenstrom ILoc stufenweise im Verlaufe der Zeit
verringert.
-
- 10,
210
- Energieversorgungssteuerung
- 11
- Last
- 12
- Energiequelle
- 13
- Energieversorgungsleitung
- 14
- Leistungs-MOSFET
(Halbleiterschaltelement)
- 18
- Erfassungs-MOSFET
(Stromerfassungselement)
- 28
- Gatetreiber
(Schaltsteuerschaltung)
- 30
- Elektrischer
Draht (Externe Schaltung)
- 52,
252
- Schwellenspannungsgenerator
(Schwellenwerteinstellschaltung)
- 58,
258
- Komparator
(Erste Abnorm-Stromerfassungsschaltung)
- 59
- Komparator
(Stromzufuhrerfassungsschaltung, zweite Abnorm-Stromerfassungsschaltung)
- 71
- Ausschaltdauerzähler
(Überstromschutzschaltung)
- 72
- Löschzähler
(Normaldauerakkumulationsschaltung, Anzahlrücksetzschaltung)
- 73
- Schmelzzeitzähler
(Zeitakkumulationsschaltung, Anomaliezeitakkumulationsschaltung)
- 88
- Anzahlzählerschaltung
(Schwellenwertinitialisierungsschaltung)
- 271
- FR-Zähler
(Freischwingungszählerschaltung bzw. Freilaufzählerschaltung)
- 272
- Löschzähler
(Löschzählerschaltung)
- 273
- Schmelzzähler
(Schmelzzählerschaltung)
- 277
- FRC-Rücksetzgenerator
(Freischwingungszählerrücksetzschaltung)
- 292
- CLC-Rücksetzgenerator
(Normaldauerrücksetzschaltung)
- CLR
- Löschsignal
- OC
- Erstes
Abnorm-Stromsignal, Überstromsignal
- FC
- Zweites
Abnorm-Stromsignal, Schmelzstromsignal (Stromzufuhrerfassungssignal)
- IL
- Laststrom
- ILoc
- Erster
Anomalieschwellenstrom (Erster Schwellenwert)
- ILfc
- Zweiter
Anomalieschwellenstrom (Zweiter Schwellenwert)
- Is
- Erfassungsstrom
(Stromerfassungssignal)
- OvF7
- Zählsignal
(Aufwärtszählsignal)
- S1,
On
- Steuersignal
- S2
- Ausgangssignal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2001-217696
A [0002]