JP2000193692A - Over-current detection circuit and over-current detection/protection circuit - Google Patents

Over-current detection circuit and over-current detection/protection circuit

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JP2000193692A
JP2000193692A JP37396798A JP37396798A JP2000193692A JP 2000193692 A JP2000193692 A JP 2000193692A JP 37396798 A JP37396798 A JP 37396798A JP 37396798 A JP37396798 A JP 37396798A JP 2000193692 A JP2000193692 A JP 2000193692A
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mosfet
overcurrent
power
circuit
load
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Japanese (ja)
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Shunzo Oshima
俊藏 大島
Mitsugi Watanabe
貢 渡辺
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out an overcurrent detection without using a sense resistance. SOLUTION: A standard circuit connected, in parallel with a series circuit of load L and a power MOSFETQA, is constituted by a series circuit of a standard resistance Rr and a standard MOSFETQB equivalent to the load L and the power MOSFETQA. The standard circuit detects an overcurrent flowing in the standard MOSFETQA, based on a difference of voltage between a drain/source of the standard MOSFETQB in which a standard current flows and the voltage between the drain/source of the power MOSFETQA in which magnitude of the current is varied by the overcurrent. The number of the standard MOSFETQBs is made less than that of the power MOSFETQAs, and a resistance value of the standard resistance Rr is determined so that it becomes the expression: (Resistance value of load L)×(the number of power MOSFETQAs/the number of standard MOSFETQBs).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は過電流検出回路及び
過電流検出・保護回路に係り、特に、電源から自動車用
電装品などの負荷への電力供給をオン、オフ制御するた
めのパワー半導体スイッチング素子であるパワーMOS
FETの過電流を検出する過電流検出回路及び過電流検
出によりパワーMOSFETを遮断する過電流検出・保
護回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent detection circuit and an overcurrent detection / protection circuit, and more particularly, to power semiconductor switching for controlling on / off of power supply from a power supply to a load such as an electric component for a vehicle. Power MOS as an element
The present invention relates to an overcurrent detection circuit for detecting overcurrent of an FET and an overcurrent detection / protection circuit for shutting off a power MOSFET by detecting overcurrent.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用電装品としてのソレノイド、ラ
ンプ、直流モータのスイッチなど高電圧や大電流の制御
には、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconducto
r Field Efect Transistor)などのパワー半導体スイッ
チング素子が使用されている。このパワー半導体スイッ
チング素子にはその出力電流の大きさ及び通流時間に対
応して安全動作領域が決められており、この領域を越え
る電流を長時間流したり、あるいは負荷の短絡などによ
り過大な事故電流が流れたりすると、パワー半導体スイ
ッチング素子や配線が過熱して熱破壊する事態に至るよ
うになる。そこで、このような事態に至ることを未然に
防止するために、パワー半導体スイッチング素子の出力
電流や温度を監視し、過電流や過熱が検出されたときに
電流を制限するか遮断してパワー半導体スイッチング素
子や配線の過熱、又は破壊を防止する保護装置を備えた
ものが知られている。
2. Description of the Related Art Power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductors) are used for controlling high voltages and large currents such as solenoids, lamps and switches of DC motors as automotive electrical components.
r Field Effect Transistor) and other power semiconductor switching elements are used. The power semiconductor switching element has a safe operation area determined in accordance with the magnitude of the output current and the conduction time. Excessive accidents can occur if a current exceeding this area flows for a long time or if the load is short-circuited. When a current flows, the power semiconductor switching element and the wiring are overheated and thermally destroyed. Therefore, in order to prevent such a situation from occurring, the output current and the temperature of the power semiconductor switching element are monitored, and when an overcurrent or overheating is detected, the current is limited or cut off to prevent the power semiconductor switching element from flowing. 2. Description of the Related Art There is known a device provided with a protection device for preventing overheating or destruction of a switching element or wiring.

【0003】従来、過大な電流が流れたことを検出する
ための過電流検出回路としては、パワー半導体スイッチ
ング素子と負荷の間にセンス抵抗を接続し、パワー半導
体スイッチング素子を通じて負荷に流れる電流の全てを
センス抵抗に流すことによって、センス抵抗の両端に電
流に応じた電圧を発生させて電流−電圧変換を行い、こ
の電圧を予め定めた基準電圧を超えて増大したときに過
電流が流れていることを検出するようにしたものが一般
に使用されていた。
Conventionally, as an overcurrent detection circuit for detecting that an excessive current has flown, a sense resistor is connected between the power semiconductor switching element and the load, and all of the current flowing to the load through the power semiconductor switching element is connected. To the sense resistor, a voltage corresponding to the current is generated at both ends of the sense resistor to perform current-to-voltage conversion, and when this voltage exceeds a predetermined reference voltage, an overcurrent flows. The thing which was made to detect that was generally used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、セン
ス抵抗を使用した過電流を検出するようにしたもので
は、センス抵抗に大電流が流れる構成となっている関係
で、この抵抗における電圧降下をできるだけ小さくする
と共に抵抗における発熱を小さくするため、抵抗値の小
さな大容量の抵抗体を使用する必要があった。この種の
抵抗は、非常に大型でパワー半導体スイッチング素子と
共に組み込んで一体化するIC化には全く適さないので
過電流検出回路の大型化を招く他、ロット間のバラツキ
が大きく高精度の検出を行おうとしたときには、面倒な
調整手段を備えることが必要になるので、センス抵抗が
高価であることと相俟ってコストアップを招いていた。
As described above, in the case of detecting an overcurrent using a sense resistor, a large current flows through the sense resistor. In order to reduce the resistance as much as possible and to reduce heat generation in the resistor, it is necessary to use a large-capacity resistor having a small resistance value. This type of resistor is very large and is not suitable for integrating into a power semiconductor switching element to integrate it into an integrated circuit.Therefore, the size of the overcurrent detection circuit is increased, and variation between lots is large, and high accuracy detection is possible. When it is attempted to do so, it is necessary to provide a troublesome adjusting means, and this has led to an increase in cost coupled with the expensive sense resistor.

【0005】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、センス抵抗を使用することなく過電流検出を行う
ことができるようにして、センス抵抗を使用したものの
不具合を解消した過電流検出回路及び過電流検出・保護
回路を提供することを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has been made in view of the above-mentioned problems. And an overcurrent detection / protection circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
なされた請求項1記載の発明は、負荷と直列に接続され
電源に対する前記負荷の接続をオン、オフするパワーM
OSFETと、前記負荷及び前記パワーMOSFETの
直列回路と並列に接続された基準回路とを備え、前記基
準回路を前記直列回路の前記負荷及び前記パワーMOS
FETに等価な基準抵抗及びMOSFETの直列回路に
より構成し、前記パワーMOSFETのドレイン−ソー
ス間電圧と前記基準MOSFETのドレイン−ソース間
電圧との差に基づいて、前記パワーMOSFETに流れ
る過電流を検出することを特徴とする過電流検出回路に
存する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising a power supply M connected in series with a load, for turning on and off the connection of the load to a power supply.
An OSFET, and a reference circuit connected in parallel with the series circuit of the load and the power MOSFET, wherein the reference circuit is connected to the load and the power MOS of the series circuit.
An overcurrent flowing through the power MOSFET is detected based on a difference between a drain-source voltage of the power MOSFET and a drain-source voltage of the reference MOSFET. In the overcurrent detection circuit.

【0007】上述した請求項1記載の構成によれば、負
荷及びパワーMOSFETの直列回路と並列に接続され
た基準回路が、負荷及びパワーMOSFETに等価な基
準抵抗及び基準MOSFETの直列回路により構成し、
基準電流の流れる基準MOSFETのドレイン−ソース
間電圧と、過電流によって電流の大きさが変化するパワ
ーMOSFETのドレイン−ソース間電圧との差に基づ
いて、パワーMOSFETに流れる過電流を検出してい
るので、センス抵抗をパワーMOSFETと直列に挿入
することが必要なく、また検出動作が差動的に行われて
いる。
According to the configuration of the first aspect, the reference circuit connected in parallel with the series circuit of the load and the power MOSFET is constituted by a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET equivalent to the load and the power MOSFET. ,
The overcurrent flowing through the power MOSFET is detected based on the difference between the drain-source voltage of the reference MOSFET through which the reference current flows and the drain-source voltage of the power MOSFET whose current changes due to the overcurrent. Therefore, it is not necessary to insert a sense resistor in series with the power MOSFET, and the detection operation is performed differentially.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の過
電流検出回路において、前記基準MOSFETの数を前
記パワーMOSFETより少ない数にし、前記基準抵抗
の抵抗値を、前記負荷の抵抗値×(前記パワーMOSF
ETの数/前記基準MOSFETの数)となるように定
めたことを特徴とする過電流検出回路に存する。
According to a second aspect of the present invention, in the overcurrent detection circuit according to the first aspect, the number of the reference MOSFETs is made smaller than the number of the power MOSFETs, and the resistance of the reference resistor is multiplied by the resistance of the load. (The power MOSF
(The number of ETs / the number of the reference MOSFETs).

【0009】上述した請求項2記載の構成によれば、基
準MOSFETの数をパワーMOSFETより少ない数
にし、基準抵抗の抵抗値を、負荷の抵抗値にMOSFE
Tの数比を乗じたものとしているので、基準MOSFE
Tの数をパワーMOSFETに比べて少なくすることが
できる。
According to the above configuration, the number of reference MOSFETs is made smaller than the number of power MOSFETs, and the resistance value of the reference resistor is changed to the resistance value of the load by the MOSFET.
T is multiplied by the number ratio of T, so that the reference MOSFE
The number of T can be reduced as compared with the power MOSFET.

【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の過電流検出回路において、前記基準回路を前記パワ
ーMOSFETと同一チップ内に形成したことを特徴と
する過電流検出回路に存する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an overcurrent detection circuit according to the first or second aspect, wherein the reference circuit is formed in the same chip as the power MOSFET.

【0011】上述した請求項3記載の構成によれば、基
準回路をパワーMOSFETと同一チップ内に形成して
いるので、同一プロセスによって形成することが可能に
なっている。
According to the third aspect of the present invention, since the reference circuit is formed in the same chip as the power MOSFET, it can be formed by the same process.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何
れかに記載の過電流検出回路において、前記基準MOS
FETの電源側端子及びゲート端子を前記パワーMOS
FETの電源側端子及びゲート端子と相互接続すると共
に、前記基準MOSFETの基準抵抗接続端子を前記パ
ワーMOSFETの負荷接続端子と独立に設け、前記基
準抵抗接続端子の電位と前記負荷接続端子の電位とを比
較して前記パワーMOSFETに流れる過電流を検出す
ることを特徴とする過電流検出回路に存する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the overcurrent detection circuit according to any one of the first to third aspects, the reference MOS
The power supply side terminal and the gate terminal of the FET are connected to the power MOS.
A power supply side terminal and a gate terminal of the FET are interconnected, and a reference resistance connection terminal of the reference MOSFET is provided independently of a load connection terminal of the power MOSFET, and a potential of the reference resistance connection terminal and a potential of the load connection terminal are determined. To detect an overcurrent flowing through the power MOSFET.

【0013】上述した請求項4記載の構成によれば、基
準MOSFETの電源側端子及びゲート端子をパワーM
OSFETの電源側端子及びゲート端子と相互接続し、
基準MOSFETの基準抵抗接続端子をパワーMOSF
ETの負荷接続端子と独立に設け、端子は独立に使用す
るもの以外は共通化している。
According to the above configuration, the power supply side terminal and the gate terminal of the reference MOSFET are connected to the power M.
Interconnected with the power supply side terminal and the gate terminal of the OSFET,
Connect the reference resistance connection terminal of the reference MOSFET to power MOSF
The terminals are provided independently of the load connection terminals of the ET, and the terminals are shared except for those used independently.

【0014】請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何
れかに記載の過電流検出回路において、正常時に前記パ
ワーMOSFETに流れる最大電流に等価な値の電流が
前記基準回路に流れるように設定し、前記パワーMOS
FETのドレイン−ソース間電圧が前記基準MOSFE
Tのドレイン−ソース間電圧を越えたとき過電流が流れ
ていることを検出することを特徴とする過電流検出回路
に存する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the overcurrent detection circuit according to any one of the first to fourth aspects, a current having a value equivalent to a maximum current flowing through the power MOSFET in a normal state flows through the reference circuit. Set to the power MOS
The drain-source voltage of the FET is equal to the reference MOSFET.
An overcurrent detection circuit is characterized by detecting that an overcurrent is flowing when the voltage between the drain and the source of T is exceeded.

【0015】上述した請求項5記載の構成によれば、正
常時にパワーMOSFETに流れる最大電流に等価な値
の電流が基準回路に流れるように設定し、パワーMOS
FETのドレイン−ソース間電圧が基準MOSFETの
ドレイン−ソース間電圧を越えたとき過電流が流れてい
ることを検出するようにしているので、誤差要因を最小
にすることができる。
According to the above-described configuration, the power MOSFET is set so that a current having a value equivalent to the maximum current flowing through the power MOSFET in a normal state flows through the reference circuit.
Since the overcurrent is detected when the drain-source voltage of the FET exceeds the drain-source voltage of the reference MOSFET, the error factor can be minimized.

【0016】請求項6記載の発明は、請求項1〜5の何
れかに記載の過電流検出回路において、前記基準抵抗は
予め用意された複数の抵抗の中から選択されたものであ
ることを特徴とする過電流検出回路に存する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the overcurrent detection circuit according to any one of the first to fifth aspects, the reference resistance is selected from a plurality of resistances prepared in advance. The overcurrent detection circuit has a feature.

【0017】上述した請求項6記載の構成によれば、基
準抵抗は予め用意された複数の抵抗の中から選択された
ものであるので、1つの回路で複数の仕様に対応するこ
とができる。
According to the above configuration, since the reference resistor is selected from a plurality of resistors prepared in advance, one circuit can correspond to a plurality of specifications.

【0018】請求項7記載の発明は、請求項3記載の過
電流検出回路において、前記基準抵抗と並列に調整用抵
抗を接続するための端子を有することを特徴とする過電
流検出回路に存する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the overcurrent detecting circuit according to the third aspect, further comprising a terminal for connecting an adjusting resistor in parallel with the reference resistor. .

【0019】上述した請求項7記載の構成によれば、基
準抵抗と並列に調整用抵抗を接続するための端子を有す
るので、この端子を使用して仕様設定を容易に行うこと
ができる。
According to the above configuration, since the terminal for connecting the adjustment resistor in parallel with the reference resistor is provided, the specification can be easily set using this terminal.

【0020】請求項8記載の発明は、負荷と直列に接続
され電源に対する前記負荷の接続をオン、オフする温度
センサ付きパワーMOSFETと、前記負荷及び前記温
度センサ付きパワーMOSFETの直列回路と並列に接
続された基準抵抗及び基準MOSFETの直列回路を有
する基準回路とを備え、前記温度センサ付きパワーMO
SFETのドレイン−ソース間電圧と前記基準MOSF
ETのドレイン−ソース間電圧との差に基づいて、前記
温度センサ付きパワーMOSFETに流れる過電流を検
出する過電流検出手段と、該過電流検出手段による過電
流の検出に応じ、該過電流検出が解消されるまで前記温
度センサ付きパワーMOSFET及び基準MOSFET
をオン、オフ駆動する駆動手段と、前記温度センサ付き
パワーMOSFETの有する温度センサによって過熱を
検出して前記温度センサ付きパワーMOSFETを過熱
遮断する過熱遮断手段とを備えることを特徴とする過電
流検出・保護回路に存する。
The invention according to claim 8 is a power MOSFET with a temperature sensor connected in series with a load for turning on / off the connection of the load to a power supply, and a series circuit of the load and the power MOSFET with the temperature sensor in parallel. A reference circuit having a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET connected thereto, and
The drain-source voltage of the SFET and the reference MOSF
An overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing through the power MOSFET with the temperature sensor based on a difference between a drain-source voltage of the ET, and an overcurrent detecting means for detecting the overcurrent by the overcurrent detecting means. Power MOSFET with temperature sensor and reference MOSFET until
Overcurrent detection, comprising: drive means for turning on and off the power MOSFET; and overheat cutoff means for detecting overheating by the temperature sensor of the power MOSFET with the temperature sensor and overheating the power MOSFET with the temperature sensor.・ It exists in the protection circuit.

【0021】上述した請求項8記載の構成によれば、負
荷及びパワーMOSFETの直列回路と並列に接続され
た基準回路が、負荷及びパワーMOSFETに等価な基
準抵抗及びMOSFETの直列回路により構成し、基準
電流の流れる基準MOSFETのドレイン−ソース間電
圧と、過電流によって電流の大きさが変化するパワーM
OSFETのドレイン−ソース間電圧との差に基づい
て、パワーMOSFETに流れる過電流を検出している
ので、センス抵抗をパワーMOSFETと直列に挿入す
ることが必要なく、また検出動作が差動的に行われてい
る。また、過電流検出手段による過電流の検出に応じ、
駆動手段が過電流検出が解消されるまで温度センサ付き
パワーMOSFET及び基準MOSFETをオン、オフ
駆動し、このオン、オフ駆動による温度上昇する過熱
を、過熱遮断手段が温度センサ付きパワーMOSFET
の有する温度センサによって検出して温度センサ付きパ
ワーMOSFETを過熱遮断するので、外部からの制御
なしに電流遮断を行うことができる。
According to the above configuration, the reference circuit connected in parallel with the series circuit of the load and the power MOSFET is constituted by a series circuit of a reference resistor and a MOSFET equivalent to the load and the power MOSFET. The drain-source voltage of the reference MOSFET through which the reference current flows, and the power M whose magnitude changes due to the overcurrent
Since the overcurrent flowing in the power MOSFET is detected based on the difference between the drain-source voltage of the OSFET, it is not necessary to insert a sense resistor in series with the power MOSFET, and the detection operation is performed differentially. Is being done. Also, according to the detection of the overcurrent by the overcurrent detection means,
The driving means turns on and off the power MOSFET with the temperature sensor and the reference MOSFET until the overcurrent detection is eliminated.
Since the power MOSFET with the temperature sensor is detected by the temperature sensor included in the power MOSFET and overheated, the current can be interrupted without external control.

【0022】請求項9記載の発明は、請求項8記載の過
電流検出・保護回路において、前記駆動手段によるオ
ン、オフ周期を制御のためのクロックとして使用するこ
とを特徴とする過電流検出・保護回路に存する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the overcurrent detection / protection circuit of the eighth aspect, an on / off cycle of the driving means is used as a clock for control. Exists in the protection circuit.

【0023】上述した請求項9記載の構成によれば、駆
動手段のオン、オフ周期は安定したものであるので、制
御のためのクロックを別個に設けることが必要ない。
According to the above configuration, since the ON / OFF cycle of the driving means is stable, it is not necessary to provide a separate clock for control.

【0024】請求項10記載の発明は、負荷と直列に接
続され電源に対する前記負荷の接続をオン、オフするパ
ワーMOSFETと、前記負荷及び前記パワーMOSF
ETの直列回路と並列に接続された基準抵抗及び基準M
OSFETの直列回路を有する基準回路とを備え、前記
パワーMOSFETのドレイン−ソース間電圧と前記基
準MOSFETのドレイン−ソース間電圧との差に基づ
いて、前記パワーMOSFETに流れる過電流を検出す
る過電流検出手段と、該過電流検出手段による過電流の
検出に応じ、該過電流検出が解消されるまで前記パワー
MOSFET及び基準MOSFETをオン、オフ駆動す
る駆動手段と、前記駆動手段によるオン、オフ回数を積
算し、該積算の結果が一定値を越えたとき前記パワーM
OSFETを遮断する遮断手段とを備えることを特徴と
する記載の過電流検出・保護回路に存する。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a power MOSFET connected in series with a load for turning on / off the connection of the load to a power supply, and the load and the power MOSFET.
Reference resistance and reference M connected in parallel with the series circuit of ET
An overcurrent for detecting an overcurrent flowing through the power MOSFET based on a difference between a drain-source voltage of the power MOSFET and a drain-source voltage of the reference MOSFET. Detecting means, driving means for turning on and off the power MOSFET and the reference MOSFET in response to detection of overcurrent by the overcurrent detecting means until the overcurrent detection is eliminated, and on / off times by the driving means And when the result of the integration exceeds a certain value, the power M
An overcurrent detection / protection circuit according to the above description, further comprising: an interruption means for interrupting the OSFET.

【0025】上述した請求項10記載の構成によれば、
駆動手段によるオン、オフ回数を積算し、該積算の結果
が一定値を越えたときパワーMOSFETを遮断手段が
遮断するので、電流値が小さく過熱遮断するまでに時間
がかかる場合であっても、回数によって遮断でき、遮断
するまでの時間を任意に設定できる。
[0025] According to the above configuration,
The on / off times by the driving means are integrated, and when the result of the integration exceeds a certain value, the power MOSFET is cut off by the cutoff means. It can be cut off by the number of times, and the time until the cutoff can be set arbitrarily.

【0026】請求項11記載の発明は、負荷と直列に接
続され電源に対する前記負荷の接続をオン、オフする温
度センサ付きパワーMOSFETと、前記負荷及び前記
温度センサ付きパワーMOSFETの直列回路と並列に
接続された基準抵抗及び基準MOSFETの直列回路を
有する基準回路とを備え、前記温度センサ付きパワーM
OSFETのドレイン−ソース電圧と前記基準MOSF
ETのドレイン−ソース間電圧との差に基づいて、前記
温度センサ付きパワーMOSFETに流れる過電流を検
出する過電流検出手段と、該過電流検出手段による過電
流の検出に応じ、該過電流検出が解消されるまで前記温
度センサ付きパワーMOSFET及び基準MOSFET
をオン、オフ駆動する駆動手段と、前記温度センサ付き
パワーMOSFETの有する温度センサによって過熱を
検出して前記温度センサ付きパワーMOSFETを過熱
遮断させる過熱遮断手段を備え、前記駆動手段によるオ
ン、オフ回数を積算し、該積算の結果が一定値を越えた
とき前記過熱遮断手段に前記パワーMOSFETを遮断
させることを特徴とする記載の過電流検出・保護回路に
存する。
[0027] According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a power MOSFET with a temperature sensor connected in series with a load for turning on / off the connection of the load to a power supply, and a series circuit of the load and the power MOSFET with the temperature sensor in parallel. A reference circuit having a series circuit of a reference resistance and a reference MOSFET connected thereto, and
OSFET drain-source voltage and said reference MOSF
An overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing through the power MOSFET with the temperature sensor based on a difference between a drain-source voltage of the ET, and an overcurrent detecting means for detecting the overcurrent by the overcurrent detecting means. Power MOSFET with temperature sensor and reference MOSFET until
Drive means for driving the power MOSFET with the temperature sensor on and off, and overheat cutoff means for detecting overheating by the temperature sensor of the power MOSFET with the temperature sensor to cut off the heat of the power MOSFET with the temperature sensor. Is integrated, and when the result of the integration exceeds a certain value, the overheat cutoff means cuts off the power MOSFET.

【0027】上述した請求項11記載の構成によれば、
過熱を検出して温度センサ付きパワーMOSFETを過
熱遮断させるだけでなく、駆動手段によるオン、オフ回
数を積算し、該積算の結果が一定値を越えたときパワー
MOSFETを遮断させるようにしているので、小電流
から大電流までの過電流の検出に応じてパワーMOSF
ETを適切に遮断できる。
[0027] According to the above configuration,
In addition to detecting overheating, the power MOSFET with the temperature sensor is not only overheated and shut off, but also the number of ON / OFF operations by the driving means is integrated, and the power MOSFET is shut off when the result of the integration exceeds a certain value. , Power MOSF in response to detection of overcurrent from small current to large current
ET can be properly blocked.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図1〜
図5を参照して説明する。図1は本発明による過電流検
出回路の実施の形態を示す回路図であり、同図におい
て、点線で囲まれた部分がIC化された過電流検出回路
1である。過電流検出回路1は、パワーMOSFETと
してのDMOS(Dbule MOS)構造のNチャンネルの
MOSFETQAを有する。両FETQA及びQBは、
同一のプロセスにて同一チップ上に作成され、ともに複
数のトランジスタで構成されている。トランジスタ数比
はQA>QBであり、トランジスタ数比に応じた電流比
となっている。例として、QA:QB=1000:1で
説明する。FETQBのチップ占有面積を小さくするに
はトランジスタ数を少なくして小型化することが望まし
い。FETQAのドレイン端子Dは車載のバッテリから
なる直流電源VB(=12V)が接続される電源接続端
子T1に、ソース端子SAはランプ負荷のような負荷L
が接続される負荷接続端子T2にそれぞれ接続されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an overcurrent detection circuit according to the present invention. In FIG. 1, a portion surrounded by a dotted line is an overcurrent detection circuit 1 formed as an IC. The overcurrent detection circuit 1 has an N-channel MOSFET QA having a DMOS (Dbule MOS) structure as a power MOSFET. Both FETs QA and QB are
They are formed on the same chip by the same process, and are both composed of a plurality of transistors. The transistor ratio is QA> QB, and the current ratio is in accordance with the transistor ratio. As an example, QA: QB = 1000: 1 will be described. In order to reduce the chip occupation area of the FET QB, it is desirable to reduce the number of transistors to reduce the size. The drain terminal D of the FET QA is connected to a power supply connection terminal T1 to which a DC power supply VB (= 12 V) including a vehicle-mounted battery is connected, and the source terminal SA is connected to a load L such as a lamp load.
Are respectively connected to the load connection terminals T2 to be connected.

【0029】過電流検出回路1はまた、基準MOSFE
TとしてのNチャンネルのMOSFETQBを有する。
FETQBのドレイン端子DはFETQAのドレイン端
子Dに、ゲート端子TGはFETQAのゲート端子に、
そしてソース端子SBは一端がアースされている基準抵
抗Rrの他端にそれぞれ接続され、ている。MOSFE
TQB及び基準抵抗Rrは直列に接続された上で、パワ
ーMOSFETQAと負荷Lとの直列回路と並列に接続
された基準回路を構成している。基準抵抗Rrは、5A
負荷電流が流れたときと同じドレイン−ソース間電圧V
DSをMOSFETQBに発生させるような値に設定さ
れる。
The overcurrent detection circuit 1 also has a reference MOSFE
It has an N-channel MOSFET QB as T.
The drain terminal D of the FET QB is connected to the drain terminal D of the FET QA, the gate terminal TG is connected to the gate terminal of the FET QA,
The source terminal SB is connected to the other end of the reference resistor Rr whose one end is grounded. MOSFE
The TQB and the reference resistor Rr are connected in series, and form a reference circuit connected in parallel with a series circuit of the power MOSFET QA and the load L. The reference resistance Rr is 5A
The same drain-source voltage V as when a load current flows
DS is set to a value that causes MOSFET QB to generate DS.

【0030】過電流検出回路1はまた、チャージポンプ
出力電圧VP(=VB+10V)をMOSFETQA及
びQBのゲートTGに供給してオン駆動する駆動回路1
1を有する。駆動回路11は一対のNPNトランジスタ
Tr1及びTr2を有し、外付けの入力スイッチC1の
オンによって発生されるオン指示信号の入力に応じてト
ランジスタTr1及びTr2をオン及びオフし、オフ指
示信号の入力に応じてトランジスタTr1及びTr2を
オフ及びオンする。駆動回路11のトランジスタTr1
がオンすると、チャージポンプ出力電圧が抵抗R8及び
R7を通じてMOSFETQA及びQBのゲートTGに
供給する。
The overcurrent detection circuit 1 also supplies a charge pump output voltage VP (= VB + 10 V) to the gates TG of the MOSFETs QA and QB to drive them ON.
One. The drive circuit 11 has a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2, and turns on and off the transistors Tr1 and Tr2 in response to the input of an ON instruction signal generated when the external input switch C1 is turned ON, and inputs an OFF instruction signal. , The transistors Tr1 and Tr2 are turned off and on. The transistor Tr1 of the drive circuit 11
Turns on, the charge pump output voltage is supplied to the gates TG of the MOSFETs QA and QB through the resistors R8 and R7.

【0031】基準回路のMOSFETQBのドレインD
とソースSB間の電圧VDSB は比較器CPの−端子に入
力される。また、MOSFETQAのドレインDとソー
スSA間の電圧VDSA は抵抗R3及びR1の並列抵抗と
抵抗R2とにより分圧されて比較器CPの+端子に入力
される。MOSFETQA及びQBがピンチオフ領域で
動作しているときにはカレントミラーを構成し、ドレイ
ン電流IDQA=1000×IDQBとなる。従ってIDQA
=5A、IDQB=5mAの電流が流れているときは、MO
SFETQA、QBのVDS、VTGS は一致する。すなわ
ちVDSA =VDSB 、VTGSA=VTGSBとなる(VDSA :Q
Aのドレイン−ソース間電圧)。MOSFETQBが完
全にONしているときは、その負荷である基準抵抗Rr
の両端にほぼ電源電圧VBが印加されるから、Rr=1
2V/5mA=1.4KΩとなる。これはMOSFET
QAの5A負荷に等価なMOSFETQBの負荷であ
る。
The drain D of the MOSFET QB of the reference circuit
The voltage VDSB between the input and the source SB is input to the negative terminal of the comparator CP. Further, the voltage VDSA between the drain D and the source SA of the MOSFET QA is divided by the parallel resistance of the resistors R3 and R1 and the resistor R2 and input to the + terminal of the comparator CP. When the MOSFETs QA and QB operate in the pinch-off region, they constitute a current mirror, and the drain current IDQA = 1000 × IDQB. Therefore IDQA
= 5A, IDQB = 5mA
VDS and VTGS of SFETs QA and QB match. That is, VDSA = VDSB and VTGSA = VTGSB (VDSA: Q
A drain-source voltage). When the MOSFET QB is completely turned on, the reference resistance Rr which is the load thereof
, The power supply voltage VB is almost applied to both ends of Rr = 1
2V / 5mA = 1.4KΩ. This is MOSFET
This is the load of MOSFET QB equivalent to the 5A load of QA.

【0032】MOSFETQAに5A負荷電流が流れた
ときのVDSの値(曲線)を基準にするが、MOSFET
QAに対してトランジスタ数比(電流比)の小さいMO
SFETQBを用いて基準回路を構成することにより、
回路を小型にして、小さなチップ専有面積で要求機能を
実現できる。さらに、MOSFETQBをMOSFET
QAと同一チッププロセスで、同一チップ上に構成する
ことにより、ロット間ばらつき、温度ドリフトの影響を
除去することができて、検出精度を大幅に改善できる。
The VDS value (curve) when a 5 A load current flows through the MOSFET QA is used as a reference.
MO with smaller transistor ratio (current ratio) than QA
By configuring a reference circuit using SFETQB,
The required functions can be realized with a small circuit area and a small chip occupied area. In addition, MOSFET QB
By configuring on the same chip in the same chip process as QA, it is possible to eliminate the effects of lot-to-lot variation and temperature drift, thereby greatly improving detection accuracy.

【0033】ダイオードD1と抵抗R5はヒステリシス
回路を形成し、抵抗R3、MOSFETQ2、抵抗R
4、MOSFETQ1、ツェナダイオードZD2、抵抗
R6、R9からなる回路はピンチオフ領域とオーミック
領域で過電流判定値を変えるためのものである。
The diode D1 and the resistor R5 form a hysteresis circuit, and the resistor R3, the MOSFET Q2 and the resistor R
4. A circuit including the MOSFET Q1, the Zener diode ZD2, and the resistors R6 and R9 is for changing the overcurrent determination value between the pinch-off region and the ohmic region.

【0034】(a)ピンチオフ領域での動作 MOSFETQAがオンしてからドレイン−ソース間電
圧VDSが飽和するまでの期間、MOSFETQAがピン
チオフ状態で動作する領域であり、この領域では、MO
SFETQAがオンすると、そのドレイン電流IDQAは
回路抵抗で決まる最終負荷電流値を目指して立ち上がっ
ていく。ゲート−ソース間電圧VTGSAはドレイン電流I
DQAで決まる値をとり、ドレイン−ソース間電圧VDSA
の低下によるゲート−ドレイン間容量CGDのミラー効果
でブレーキをかけられながら、立ち上がっていく。
(A) Operation in the pinch-off region The region where the MOSFET QA operates in the pinch-off state from the time when the MOSFET QA is turned on to the time when the drain-source voltage VDS is saturated.
When the SFET QA is turned on, its drain current IDQA rises toward the final load current value determined by the circuit resistance. The gate-source voltage VTGSA is equal to the drain current I.
Takes the value determined by DQA, the drain-source voltage VDSA
While the brake is applied by the Miller effect of the gate-drain capacitance CGD due to the decrease in the voltage.

【0035】MOSFETQBのゲート−ソース間電圧
VTGSBはそのドレイン電流IDQB=5mA(IDQA=5A
に相当)迄はVTGDB=VTGSAで増加して行くが、それ以
降はピンチオフ領域内においてIDQB=5mAと一定にな
るため、MOSFETQBのゲート−ソース間電圧VTG
SBも一定となり、例えば日立製はHAF2001では約
2.7Vの一定値になる。MOSFETQAのゲート−
ソース間電圧VTGSAはそのドレイン電流IDQAの増加に
応じて大きくなっていくので、VTGSB<VTGSAとなる。
VDSA =VTGSA+VTGB 、VDSB =VTGSB+VTGD である
から、VDSA -VDSB =VTGSA−VTGSBとなる。VTGSA-
VTGSBはIDQA−5Aを表すから、VDSA−VDSB を検
出することにより、IDQA−5Aを得ることができる。
The gate-source voltage VTGSB of the MOSFET QB is the drain current IDQB = 5 mA (IDQA = 5 A
) Until VTGDB = VTGSA, but thereafter becomes constant at IDQB = 5 mA in the pinch-off region, so that the gate-source voltage VTG of MOSFET QB
SB is also constant. For example, in the case of Hitachi, the constant value is about 2.7 V in HAF2001. Gate of MOSFET QA
Since the source-to-source voltage VTGSA increases as the drain current IDQA increases, VTGSB <VTGSA.
Since VDSA = VTGSA + VTGB and VDSB = VTGSB + VTGD, VDSA-VDSB = VTGSA-VTGSB. VTGSA-
Since VTGSB represents IDQA-5A, IDQA-5A can be obtained by detecting VDSA-VDSB.

【0036】VDSB は比較器に直接入力し、VDSA は
(R1//R3)とR2で分圧した値、すなわち、 VDSA ×(R1//R3)/((R1//R3)+R2)…(イ) を比較器に入力する。
VDSB is directly input to the comparator, and VDSA is a value obtained by dividing (R1 // R3) and R2, that is, VDSA × (R1 // R3) / ((R1 // R3) + R2) ( B) is input to the comparator.

【0037】MOSFETQAがオンした直後はMOS
FETQBのドレイン−ソース間電圧VDSB は上式
(イ)の値よりも大きいが,そのドレイン電流IDQAが
増加するにつれて上式の値が大きくなり、比較器の出力
LからHになり、これを駆動回路11に印加してトラン
ジスタTr2をオンすることにより、MOSFETQA
のゲートをオフする。
Immediately after the MOSFET QA turns on, the MOS
Although the drain-source voltage VDSB of the FET QB is larger than the value of the above equation (a), as the drain current IDQA increases, the value of the above equation increases, and the output from the comparator changes from L to H, and this is driven. By applying the voltage to the circuit 11 to turn on the transistor Tr2, the MOSFET QA
Turn off the gate.

【0038】ダイオードD1と抵抗R5はヒステリシス
回路を形成し、MOSFETQAがオフしたとき、駆動
回路11のトランジスタTr2によりゲート回路が接地
され、ダイオードD1のカソード側電位は(VDSA −
0.7(ツェナダイオードZD1の順方向電圧))にな
るので、(R1//R3)→R5→D1の順に電流が流
れ、比較器の+入力端子の電位は駆動回路11がオンし
ているときより低下する。オフしたときより小さい(V
DSA −VDSB )までMOSFETQAはオフを続け、そ
の後オンする。なお、ヒステリシス回路は他の構成もあ
り得る。
The diode D1 and the resistor R5 form a hysteresis circuit. When the MOSFET QA is turned off, the gate circuit is grounded by the transistor Tr2 of the drive circuit 11, and the cathode side potential of the diode D1 becomes (VDSA-
0.7 (forward voltage of Zener diode ZD1)), current flows in the order of (R1 // R3) → R5 → D1, and the drive circuit 11 turns on the potential of the + input terminal of the comparator. Lower than when. Smaller than when turned off (V
DSA-VDSB), the MOSFET QA keeps off, and then turns on. Note that the hysteresis circuit may have other configurations.

【0039】MOSFETQAがオフしたときのVDSA
をVDSATH とすると、 VDSATH −VDSB =R2/(R1//R3)×VDSB (5mA時)…(ロ) となる。過電流判定値は上式(ロ)で決まり、この判定
値をIC外部から変更するにはR2に並列に可変抵抗R
Vを追加し、これにより判定値を下方にシフトすればよ
い。このために、調整抵抗を接続するための端子T3が
予め設けられる。
VDSA when MOSFET QA turns off
Is VDSATH, VDSATH−VDSB = R2 / (R1 // R3) × VDSB (at 5 mA) (b) The overcurrent determination value is determined by the above equation (b). To change this determination value from outside the IC, a variable resistor R is connected in parallel with R2.
V may be added to shift the determination value downward. For this purpose, a terminal T3 for connecting an adjustment resistor is provided in advance.

【0040】(b)オーミック領域での動作 配線が正常な状態で、MOSFETQAがオンすると連
続オン状態になるので、両MOSFETQA、QBのゲ
ート−ソース間電圧VTGSA、VTGSBは10V近くまで達
し、MOSFETQA及びQBともにオーミック領域で
動作する。この領域ではドレイン−ソース間電圧VDSと
ドレイン電流IDの間には1対1の関係はなくなる。
(B) Operation in the Ohmic Region When the MOSFET QA is turned on while the wiring is in a normal state, the MOSFET QA is turned on continuously, so that the gate-source voltages VTGSA and VTGSB of both MOSFETs QA and QB reach nearly 10 V, and the MOSFET QA Both QBs operate in the ohmic region. In this region, there is no one-to-one relationship between the drain-source voltage VDS and the drain current ID.

【0041】MOSFETが上記HAF2001の場
合、オン抵抗RDS(ON)=30mΩ(VDS=10V
時)であるので、 VDSA =5A×30mΩ=0.15V、VDSA =IDQA×30mΩ VDSA −VDSB =30mΩ(IDQA−5A)…(ハ) となる。
When the MOSFET is the above-mentioned HAF2001, the on-resistance RDS (ON) = 30 mΩ (VDS = 10V
VDSA = 5A × 30 mΩ = 0.15 V, VDSA = IDQA × 30 mΩ VDSA−VDSB = 30 mΩ (IDQA−5A) (C)

【0042】配線の短絡などでIDQAが増加すると上式
(ハ)の値が大きくなり、過電流判定値を越えるとMO
SFETQAをオフする。この後ピンチオフ領域の状態
に移り、MOSFETQAはオン、オフ動作を行い、過
熱遮断に至る。加熱遮断に至る前に配線が正常に復帰す
れば(例えば間欠的なショートが原因である場合)、M
OSFETQAは連続オンの状態に復帰し、オーミック
領域の動作に戻る。
When IDQA increases due to a short circuit in the wiring, the value of the above equation (c) increases, and when the value exceeds the overcurrent determination value, the MO
Turn off SFET QA. Thereafter, the state shifts to a pinch-off region, and the MOSFET QA performs on / off operations, leading to overheating interruption. If the wiring returns to normal before the heat interruption (for example, due to an intermittent short circuit), M
The OSFET QA returns to the continuous ON state, and returns to the operation in the ohmic region.

【0043】過電流判定値はピンチオフ領域、オーミッ
ク領域とも同一の値を用いるものとする。ピンチオフ領
域におけるΔ(VDSA −VDSB )/ΔIDを求めると、
HAF2001の場合、その特性曲線より、 ΔVTGSA/ΔIDQA=80mV/A… であり、 ΔVTGSA=Δ(VDSA −VDSB )×1200pf/(1
800pf+1200pf)=Δ(VDSA −VDSB )×
0.4… であるので、上式及びより、 Δ(VDSA −VDSB )/ΔID=200mV/A…(ニ) となる。オーミック領域におけるΔ(VDSA −VDSB )
/ΔIDは上式(ハ)より、 Δ(VDSA −VDSB )/ΔID=30mV/A…(ホ) となる。上式(ニ)及び(ホ)を比較すると、ピンチオ
フ領域ではオーミック領域より電流感度が敏感になり、
オーミック領域で適切な過電流判定値でも、ピンチオフ
領域では低すぎて過電流と判定しすぎる恐れがある。
As the overcurrent determination value, the same value is used for both the pinch-off region and the ohmic region. When Δ (VDSA−VDSB) / ΔID in the pinch-off region is obtained,
In the case of HAF2001, from the characteristic curve, ΔVTGSA / ΔIDQA = 80 mV / A..., And ΔVTGSA = Δ (VDSA−VDSB) × 1200 pf / (1
800pf + 1200pf) = Δ (VDSA−VDSB) ×
Therefore, Δ (VDSA−VDSB) / ΔID = 200 mV / A (d). Δ (VDSA-VDSB) in ohmic region
From the above equation (c), / ΔID is Δ (VDSA−VDSB) / ΔID = 30 mV / A (E). Comparing the above equations (d) and (e), the current sensitivity is more sensitive in the pinch-off region than in the ohmic region,
Even if the overcurrent determination value is appropriate in the ohmic region, it may be too low in the pinch-off region and may be determined as overcurrent.

【0044】ピンチオフ領域とオーミック領域で過電流
判定値を変えるための回路が、図中の抵抗R3、MOS
FETQ2、抵抗R4、MOSFETQ1、ツェナダイ
オードZD2、抵抗R6、R9により構成されている。
ピンチオフ領域かオーミック領域かの判定はMOSFE
TQAのゲート−ソース間電圧VTGSAの大きさで行う。
ドレイン電流IDが増えるにつれてピンチオフ領域のゲ
ート−ソース間電圧VTGSAは大きくなるが、デットショ
ートの場合でも5Vを越えることはない。従ってVTGSA
>5Vであればオーミック領域にあると判定できる。
A circuit for changing the overcurrent judgment value between the pinch-off region and the ohmic region is represented by a resistor R3 and a MOS transistor shown in FIG.
It comprises an FET Q2, a resistor R4, a MOSFET Q1, a Zener diode ZD2, and resistors R6 and R9.
Determination of pinch-off area or ohmic area is MOSFE
The operation is performed with the magnitude of the gate-source voltage VTGSA of TQA.
As the drain current ID increases, the gate-source voltage VTGSA in the pinch-off region increases, but does not exceed 5 V even in the case of a dead short. Therefore VTGSA
If it is> 5V, it can be determined that it is in the ohmic region.

【0045】MOSFETQAのオン直後はMOSFE
TQ1はオフで、MOSFETQ2はオンしている。M
OSFETQ2をオンさせるためには電源VB以上の電
源電圧、例えばVB+5Vが必要となる。ツェナダイオ
ードZD2のツェナ電圧を5V−1.6V(Q1のスレ
ッショルド電圧)に設定すれば、VTGSA>5Vになると
MOSFETQ1をオンし、MOSFETQ2をオフす
るので、抵抗R2に並列に入った抵抗R3が回路的に除
去される。ゲート−ソース間電圧VDSA の圧縮率が小さ
くなるので、過電流と判定されるドレイン−ソース間電
圧の差(VDSA−VDSB )がより小さくなる。この回路
の存在により存在しないものに比べてオーミック領域で
は少ない電流値で過電流と判定されるようになる。
Immediately after the MOSFET QA is turned on, MOSFE
TQ1 is off and MOSFET Q2 is on. M
To turn on the OSFET Q2, a power supply voltage higher than the power supply VB, for example, VB + 5V is required. If the Zener voltage of the Zener diode ZD2 is set to 5V-1.6V (threshold voltage of Q1), when VTGSA> 5V, the MOSFET Q1 is turned on and the MOSFET Q2 is turned off. Removed. Since the compression ratio of the gate-source voltage VDSA becomes smaller, the difference (VDSA-VDSB) between the drain-source voltage determined as an overcurrent becomes smaller. Due to the presence of this circuit, an overcurrent is determined with a smaller current value in the ohmic region than in a non-existent one.

【0046】しかし、上記回路を使用しなくてもよい場
合がある。ピンチオフ領域では最終負荷電流値が小さい
ときは、ピンチオフ領域内で完全に立ち上がってしま
う。すなわち、ピンチオフ領域内で最終負荷電流値に達
するが、最終負荷電流値が大きい場合は、ピンチオフ領
域内ではまだ立ち上がり途上にあり、ピンチオフ領域の
電流値はデットショートの場合でもMAX40A位に制
限される。すなわち、最終負荷電流値が大きくなるに連
れて、ある一定の勾配をもった電流立ち上がり曲線に収
斂し、最終負荷電流値の差ほどVDSA の差がつかなくな
る。この現象があるので、ピンチオフ領域の電流感度が
大きくても、(VDSA −VDSB )が大きくならず、基準
電流値の選択次第で上記回路を使用しなくても実用可能
である。
However, there are cases where the above circuit need not be used. When the final load current value is small in the pinch-off region, the voltage completely rises in the pinch-off region. That is, when the final load current value reaches the final load current value in the pinch-off region, when the final load current value is large, the current is still rising in the pinch-off region, and the current value in the pinch-off region is limited to about MAX40A even in the case of the dead short. . That is, as the final load current value increases, the current rise curve converges with a certain gradient, and the difference in VDSA becomes smaller as the difference in final load current value increases. Because of this phenomenon, even if the current sensitivity in the pinch-off region is large, (VDSA-VDSB) does not increase, and practical use is possible without using the above circuit depending on the selection of the reference current value.

【0047】以上要するに、配線が正常のときにはMO
SFETQAはオンするとオーミック領域に入り、配線
が正常であるかぎり、オーミック領域にとどまりオン状
態を続ける。配線に異常が発生して、電流が増え(VDS
A −VDSB )が過電流判定値を越えるとオフし、ピンチ
オフ領域に入る。配線異常が続く限りMOSFETQA
はオン、オフを続けて、ピンチオフ領域にとどまり、過
熱遮断に至る。
In short, when the wiring is normal, the MO
When the SFET QA is turned on, the SFET QA enters the ohmic region and stays in the ohmic region as long as the wiring is normal. An abnormality occurs in the wiring and the current increases (VDS
When A-VDSB exceeds the overcurrent determination value, the circuit turns off and enters a pinch-off region. MOSFET QA as long as wiring abnormality continues
Keeps on and off, stays in the pinch-off region, and leads to overheat interruption.

【0048】基本構想を実現し、かつ制御を最適化する
ためには、過電流判定値は以下の条件を満足しなければ
ならない。正常電流範囲ではMOSFETQAを絶対
にオフさせない。オーミック領域で過電流と判定した
後は、配線異常が改善されない限り、ピンチオフ領域で
MOSFETQAはオン、オフを続ける。これはオン、
オフ周期を安定させるために必要である。オン、オフ周
期を安定させることは制御の安定性につながるし、オ
ン、オフ周期を用いて後述するタイマを設定するので、
そのためにも周期の安定化は必要である。、を満足
させるためには、オーミック領域の過電流判定値を「正
常電流MAX値+α」に(相当するVDSA −VDSB に)
設定し、ピンチオフ領域の過電流判定値を「正常値MA
X+β」に設定する。このときα>βとする。α−βが
ピンチオフ領域にとどまらせるために必要なオフセット
量である。
To realize the basic concept and optimize the control, the overcurrent judgment value must satisfy the following conditions. The MOSFET QA is never turned off in the normal current range. After the overcurrent is determined in the ohmic region, the MOSFET QA keeps on and off in the pinch-off region unless the wiring abnormality is improved. This is on,
Necessary for stabilizing the off cycle. Stabilizing the ON / OFF cycle leads to the stability of the control, and since the timer described later is set using the ON / OFF cycle,
Therefore, stabilization of the period is necessary. Is satisfied, the overcurrent determination value in the ohmic region is set to “normal current MAX value + α” (corresponding to VDSA−VDSB).
And set the overcurrent judgment value in the pinch-off area to the "normal value MA".
X + β ”. At this time, α> β. α-β is an offset amount necessary for staying in the pinch-off region.

【0049】上述の実施の形態では、MOSFETQA
及びQBのゲートを相互接続しているが、これは図2に
示すように変更してもよい。同図においては、MOSF
ETQBのゲートをMOSFETQAのゲートから切り
離し、MOSFETQBのゲート抵抗として抵抗R41
を追加している。この構成によれば、抵抗R41と抵抗
R7の抵抗比によってMOSFETQBのドレイン電流
IDを設定でき、トランジスタ数比を上述した例のよう
に大きくしなくてもよくなり、原理的には1:1にもで
きる。しかし、このようにした場合には、抵抗R41の
大きさが非常に大きくなるので、コスト、生産性を考慮
した場合、トランジスタ数比は1:100位にすること
が考えられる。
In the above embodiment, the MOSFET QA
And the gates of QB are interconnected, but may be modified as shown in FIG. In FIG.
The gate of the ETQB is disconnected from the gate of the MOSFET QA, and the resistance R41 is used as the gate resistance of the MOSFET QB.
Has been added. According to this configuration, the drain current ID of the MOSFET QB can be set by the resistance ratio between the resistor R41 and the resistor R7, and the transistor number ratio does not need to be increased as in the above-described example. Can also. However, in such a case, the size of the resistor R41 becomes very large. Therefore, in consideration of cost and productivity, the transistor number ratio may be about 1: 100.

【0050】MOSFETQAのオン後一定時間過電流
検出制御の禁止する、マスク設定を行うことが、以下の
理由により、必要になることがある。負荷Lがランプ負
荷である場合、ランプ負荷をオンすると安定状態の電流
の数倍〜数十倍の突入電流が流れる。期間はランプ負荷
の大きさにより異なり、3〜20msであり、この間過
電流制御が行われると、この期間が延びて、ランプ点灯
遅れが問題になることがある。そこで、図3に示すよう
に、MOSFETQAのオン後一定期間過電流検出制御
を禁止する突入電流マスク回路12を設ける。
It may be necessary to set a mask for prohibiting the overcurrent detection control for a certain period of time after the MOSFET QA is turned on for the following reason. When the load L is a lamp load, when the lamp load is turned on, an inrush current several times to several tens times the current in a stable state flows. The period varies depending on the magnitude of the lamp load, and is 3 to 20 ms. If the overcurrent control is performed during this period, the period is extended, and a delay in lamp lighting may become a problem. Therefore, as shown in FIG. 3, an inrush current mask circuit 12 for inhibiting the overcurrent detection control for a certain period after the MOSFET QA is turned on is provided.

【0051】MOSFETQAがオンするとゲート−ソ
ース間電圧がD11、R11を通じてMOSFETQ1
1のゲートに、D11、R12を通じてMOSFETQ
12のゲートにそれぞれ加えられる。MOSFETQ1
2のゲートは、外付けのコンデンサC11によりMOS
FETQAのソースに結合しているので、MOSFET
QAのオン直後は、コンデンサC11がまだ充電されて
いないので、MOSFETQ12のゲートには電圧が十
分にかからず、MOSFETQ12はオンできない。M
OSFETQ11はMOSFETQ12がオフしている
間はオンし、比較器の−入力端子をMOSFETQAソ
ースに結合させる。このため比較器CPの出力はH状態
に保たれ、大きな突入電流が流れてもMOSFETQA
はオフしない。
When the MOSFET QA is turned on, the gate-source voltage rises through the D11 and R11 to the MOSFET Q1.
MOSFETQ through D11 and R12 to the gate of 1
Twelve gates are added to each. MOSFET Q1
The gate of 2 is connected to MOS by an external capacitor C11.
Because it is connected to the source of FET QA, MOSFET
Immediately after QA is turned on, since the capacitor C11 has not been charged yet, the voltage is not sufficiently applied to the gate of the MOSFET Q12, and the MOSFET Q12 cannot be turned on. M
OSFET Q11 is on while MOSFET Q12 is off, coupling the-input terminal of the comparator to the MOSFET QA source. Therefore, the output of the comparator CP is kept in the H state, and even if a large inrush current flows, the MOSFET QA
Does not turn off.

【0052】時間が経過するにつれて、コンデンサC1
1は抵抗R12を通じて充電され、ついにはMOSFE
TQ12がオンする。それによりMOSFETQ11が
オフし、マスク期間は終了し、過電流検出制御が働くよ
うになる。マスク時間は時定数R12×C11で決ま
る。C11はICの外部に追加できるようにし、コンデ
ンサC11の大きさを変えることによりマスク時間を調
整できるようにする。抵抗R13はMOSFETQAが
オフした後、コンデンサC11をリセットするための放
電抵抗である。R12<<R13となるように設定し、マ
スク時間に影響しないようにする。R14はMOSFE
TQ11がオンしたとき、MOSFETQBのソースに
影響を与えないようにするために挿入されている。
As time passes, the capacitor C1
1 is charged through the resistor R12 and finally MOSFE
TQ12 turns on. As a result, the MOSFET Q11 is turned off, the mask period ends, and the overcurrent detection control operates. The mask time is determined by a time constant R12 × C11. C11 can be added outside the IC, and the mask time can be adjusted by changing the size of the capacitor C11. The resistor R13 is a discharge resistor for resetting the capacitor C11 after the MOSFET QA is turned off. R12 <R13 is set so as not to affect the mask time. R14 is MOSFE
When TQ11 is turned on, it is inserted so as not to affect the source of MOSFET QB.

【0053】ところで、過電流検出後、MOSFETQ
Aを遮断する手段として過熱遮断を用いる。ドレイン電
流IDが大きいときは即過熱遮断が働くが、ドレイン電
流IDが小さいときは過熱遮断までに時間がかかるの
で、図3に示すように、これを促進する過熱遮断促進回
路13を設ける。
After the overcurrent is detected, the MOSFET Q
As means for shutting off A, an overheat shutoff is used. When the drain current ID is large, the overheat cutoff works immediately. However, when the drain current ID is small, it takes time until the overheat is cut off. Therefore, as shown in FIG.

【0054】過電流制御に入り、ゲートが周期的にオン
(H)になる度にコンデンサC21は抵抗22、ダイオ
ード21を通じて充電される。MOSFETQ21はは
じめゲート電圧がスレッショルド以下でオフしている
が、C21の電圧が上昇するとゲート電圧がスレッショ
ルドを越えてMOSFETQ21がオンする。
In the overcurrent control, the capacitor C21 is charged through the resistor 22 and the diode 21 every time the gate is periodically turned on (H). The MOSFET Q21 is turned off at first when the gate voltage is lower than the threshold, but when the voltage of C21 rises, the gate voltage exceeds the threshold and the MOSFET Q21 is turned on.

【0055】MOSFETQ21がオンすると、抵抗R
21を通じてゲートTGからGNDに電流が流れ、ゲー
トTGに蓄積される電荷が減る。このため同じドレイン
電流IDに対してもドレイン−ソース間電圧VDSA が大
きくなり、MOSFETQAの電力消費が増大して過熱
遮断が早まる。抵抗R21が小さいほど、過熱遮断は早
まる。抵抗R23はコンデンサC21の放電抵抗で、R
22<<R23となるように選ぶ。
When the MOSFET Q21 is turned on, the resistance R
A current flows from the gate TG to GND through 21, and the charge stored in the gate TG decreases. Therefore, even for the same drain current ID, the voltage VDSA between the drain and the source is increased, the power consumption of the MOSFET QA is increased, and the overheating is cut off earlier. The smaller the resistance R21, the earlier the overheat cutoff. The resistance R23 is a discharge resistance of the capacitor C21,
Select so that 22 << R23.

【0056】過熱遮断はドレイン電流IDが小さいと
き、遮断までの時間が長くなるので、これに代わる方法
として、図4に示すように、過電流制御のオン/オフ回
数を積算し、設定値に達したらMOSFETQAを遮断
するようにするためのオン/オフ回数積算回路14を過
熱遮断回路15と並列に設ける。
In the overheat interruption, when the drain current ID is small, the time until the interruption is long. Therefore, as an alternative method, as shown in FIG. 4, the number of ON / OFF times of the overcurrent control is integrated and added to the set value. When it reaches, an on / off frequency integrating circuit 14 for shutting off the MOSFET QA is provided in parallel with the overheat shutoff circuit 15.

【0057】ゲートがオンする度にコンデンサC31は
抵抗R32、ダイオード31を通じて充電される。ゲー
トがオフの間はダイオードD31により、駆動回路側へ
の逆流が阻止される。コンデンサC31の電圧が上昇
し、MOSFETQ31のゲートスレッショルドを越え
るとMOSFETQ31がオンする。4個の直列ダイオ
ードからなる温度センサのアノード側がダイオードD3
2を通じて引き下げられるので、高温状態と同じ条件に
なり、MOSFETQSがオンしてVTGSA−VDSA 間を
短絡してMOSFETQAを遮断する。回数積算による
遮断時間は1秒程度に設定される。
Each time the gate is turned on, the capacitor C31 is charged through the resistor R32 and the diode 31. While the gate is off, the diode D31 prevents backflow to the drive circuit side. When the voltage of the capacitor C31 rises and exceeds the gate threshold of the MOSFET Q31, the MOSFET Q31 turns on. The anode side of the temperature sensor consisting of four series diodes is diode D3.
2, the condition becomes the same as the high temperature condition, the MOSFET QS is turned on, the VTSA-VDSA is short-circuited, and the MOSFET QA is cut off. The cutoff time based on the number of times is set to about 1 second.

【0058】積算回路を安定に動作させるために、MO
SFETQAのオン/オフ周期を安定させることが必要
である。
In order to operate the integrating circuit stably, the MO
It is necessary to stabilize the ON / OFF cycle of the SFET QA.

【0059】温度が上昇すると、4個のダイオードは抵
抗R41より大きな負の温度依存性を有するので、温度
検出素子としてのMOSFETQ41のゲートの分圧電
圧は温度上昇とともに低下する。温度が所定温度以上に
上昇すると、4個のダイオードの電圧はMOSFETQ
41のスレッショルド以下に低下するので、MOSFE
TQ41はオフとなる。従って、外部ゲートに正の入力
電圧が供給されている場合には、MOSFETQ41の
ドレイン電圧はHレベルになる。またラッチ回路は、セ
ット素子としてのMOSFETQ42とゲートとドレイ
ンとがクロスカップル接続された一対のMOSFETQ
43、Q44と、負荷抵抗素子である抵抗R42、R4
3とから基本的に構成されている。負荷抵抗R43は負
荷抵抗R42より高抵抗であるので、このラッチ回路は
非対称フリップフロップである。
When the temperature rises, the four diodes have a greater negative temperature dependency than the resistance R41, so that the divided voltage of the gate of the MOSFET Q41 as the temperature detecting element decreases as the temperature rises. When the temperature rises above a predetermined temperature, the voltages of the four diodes become MOSFET Q
Since it drops below the threshold of 41, the MOSFE
TQ41 is turned off. Therefore, when a positive input voltage is supplied to the external gate, the drain voltage of the MOSFET Q41 becomes H level. The latch circuit is composed of a pair of MOSFETs Q42 each having a gate and a drain cross-coupled as a set element.
43, Q44 and resistors R42, R4, which are load resistance elements.
3 basically. Since the load resistor R43 has a higher resistance than the load resistor R42, this latch circuit is an asymmetric flip-flop.

【0060】従って温度が低く、セット素子としてのM
OSFETQ42がオフである場合は、ラッチ回路の非
対称によりMOSFETQ43はオフに、Q44はオン
であり、ラッチ回路の出力であるMOSFETQ44の
ドレインはLレベルであり、MOSFETQSをオフ状
態に保っている。従って、MOSFETQAのゲートに
印加される入力信号より駆動される。温度が上昇する
と、Q41がオフ、Q42がオンとなり、ラッチ回路の
フリップフロップではQ43がオン、Q44がオフの状
態にセットされるので、MOSFETQSがオンの状態
になってMOSFETQAが遮断状態に制御され、温度
が低下する。
Therefore, the temperature is low, and M
When the OSFET Q42 is off, the MOSFET Q43 is off and Q44 is on due to the asymmetry of the latch circuit, the drain of the MOSFET Q44, which is the output of the latch circuit, is at the L level, and the MOSFET QS is kept off. Therefore, it is driven by the input signal applied to the gate of MOSFET QA. When the temperature rises, Q41 is turned off and Q42 is turned on. In the flip-flop of the latch circuit, Q43 is turned on and Q44 is turned off, so that MOSFET QS is turned on and MOSFET QA is controlled to be cut off. , The temperature drops.

【0061】上述した例では、5A負荷に相当するよう
に基準回路を固定し、負荷の変更には過電流判定値を変
化させて対応するようにしていた。すなわち、使用最大
負荷に合わせて抵抗R1,R2,R3を設定してICを
作成し、負荷が小さいときにはIC外部に並列に可変抵
抗RVを追加して、過電流判定値を下げて使用するよう
にしていた。
In the above-described example, the reference circuit is fixed so as to correspond to the 5 A load, and the load is changed by changing the overcurrent determination value. That is, an IC is created by setting the resistors R1, R2, and R3 in accordance with the maximum load to be used. When the load is small, a variable resistor RV is added in parallel outside the IC to reduce the overcurrent determination value. I was

【0062】しかし、この方法では、過電流判定値が大
きくなるほど制御精度が低下するほか、ピンチオフ領域
とオーミック領域では過電流判定値を変える必要がある
場合、ピンチオフ領域の過電流判定値は厳密にはID立
ち上がり勾配に合わせる必要があるが、ID立ち上がり
勾配は配線インダクタンス及び配線抵抗が変わると変化
するのでぴったりに合わせることが困難であるという問
題がある。
However, in this method, the control accuracy decreases as the overcurrent determination value increases, and when the overcurrent determination value needs to be changed between the pinch-off region and the ohmic region, the overcurrent determination value in the pinch-off region is strictly determined. Must be adjusted to the ID rising gradient, but there is a problem that it is difficult to exactly match the ID rising gradient because the ID rising gradient changes when the wiring inductance and the wiring resistance change.

【0063】そこで、基準回路を負荷に合わせて設定す
るようにする。負荷の最大電流値に相当する基準回路を
設定し、基準回路のVDS(MOSFETQBのVDSB )
が負荷駆動MOSFETQAのVDS(QAのVDSA )を
少しでも超えれば過電流と判定するようにする。
Therefore, the reference circuit is set according to the load. A reference circuit corresponding to the maximum current value of the load is set, and the VDS of the reference circuit (VDSB of MOSFET QB)
Is slightly over the VDS of the load drive MOSFET QA (VDSA of QA), it is determined that an overcurrent has occurred.

【0064】この方法では、過電流判定値をピンチオフ
領域とオーミック領域で変える必要がない。基準回路の
VDSを越えたか否かを判定すればよいから、検出精度は
比較器の分解能で決まる。
In this method, it is not necessary to change the overcurrent determination value between the pinch-off region and the ohmic region. Since it is sufficient to determine whether or not VDS of the reference circuit has been exceeded, the detection accuracy is determined by the resolution of the comparator.

【0065】また温度ドリフト、ICロット間ばらつ
き、配線インダクタンス/抵抗の影響を除去でき、電源
電圧変動にも比較器が正常に作動する限り影響を受けな
い。従って、調整要素が少なく(全くない)ものが実現
できる。そこで、図5に示すように、基準回路の変更を
Rrを変えることにより行う。すなわち、IC内部にR
rを数種類並列に配しておき、その中から選択すること
により、ICの種類を増やすことなく設定変更が可能に
なる。なお、Rrに並列に外部に抵抗を追加するように
してもよい。
Further, the effects of temperature drift, variation between IC lots, and wiring inductance / resistance can be eliminated, and power supply voltage variation is not affected as long as the comparator operates normally. Therefore, a device with few (no) adjustment elements can be realized. Therefore, as shown in FIG. 5, the reference circuit is changed by changing Rr. That is, R
By arranging several types of r in parallel and selecting them from among them, the setting can be changed without increasing the types of ICs. Note that an external resistor may be added in parallel with Rr.

【0066】なお、図1〜図3の実施の形態では、特に
過熱遮断回路15を図示していないが、図4の実施の形
態に示すように、パワーMOSFETQAとして温度セ
ンサを有するものを使用して過熱遮断できるようにする
ことは、必要に応じて容易に行うことができる。
Although the overheat cutoff circuit 15 is not shown in the embodiments of FIGS. 1 to 3, a power MOSFET having a temperature sensor is used as the power MOSFET QA as shown in the embodiment of FIG. Making it possible to shut off the overheating can be easily performed as necessary.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、センス抵抗を使用しないで過電流を検出す
るようにしているので、センス抵抗の使用に伴う問題を
解消できると共に、検出動作が差動的に行われているの
で、同相的な誤差要因を除去することもでき、検出精度
の向上した過電流検出回路を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the overcurrent is detected without using the sense resistor, the problem associated with the use of the sense resistor can be solved. Since the detection operation is performed differentially, an in-phase error factor can be removed, and an overcurrent detection circuit with improved detection accuracy can be provided.

【0068】上述した請求項2記載の構成によれば、基
準回路のMOSFETの数をパワーMOSFETに比べ
て少なくすることができるので、基準回路を小型化した
過電流検出回路を提供することができる。
According to the configuration of the second aspect, the number of MOSFETs in the reference circuit can be reduced as compared with the power MOSFET, so that an overcurrent detection circuit in which the reference circuit is downsized can be provided. .

【0069】上述した請求項3記載の構成によれば、基
準回路をパワーMOSFETと同一チップ内に形成し、
同一プロセスによって形成することを可能にしているの
で、温度ドリフト、ロット間ばらつきの影響を減らした
り除去できる過電流検出回路を提供することができる。
According to the above configuration, the reference circuit is formed in the same chip as the power MOSFET,
Since they can be formed by the same process, it is possible to provide an overcurrent detection circuit that can reduce or eliminate the effects of temperature drift and lot-to-lot variation.

【0070】上述した請求項4記載の構成によれば、独
立に使用するもの以外は端子を共通化しているので、1
チップ化を容易にする過電流検出回路を提供することが
できる。
According to the configuration of the fourth aspect, terminals other than those used independently are shared with each other.
An overcurrent detection circuit that facilitates chip formation can be provided.

【0071】上述した請求項5記載の構成によれば、パ
ワーMOSFETのドレイン−ソース間電圧が基準MO
SFETのドレイン−ソース間電圧を越えたとき過電流
が流れていることを検出し、誤差要因を最小にすること
ができるので、精度のよい検出のできる過電流検出回路
を提供することができる。
According to the above configuration, the voltage between the drain and the source of the power MOSFET is equal to the reference MO.
Since it is possible to detect that an overcurrent is flowing when the voltage between the drain and the source of the SFET is exceeded, and to minimize the error factor, it is possible to provide an overcurrent detection circuit capable of performing accurate detection.

【0072】上述した請求項6記載の構成によれば、基
準抵抗は予め用意された複数の抵抗の中から選択された
もので、1つの回路で複数の仕様に対応することができ
るので、異なる負荷に共用できる過電流検出回路を提供
することができる。
According to the above configuration, the reference resistor is selected from a plurality of resistors prepared in advance, and a single circuit can correspond to a plurality of specifications. An overcurrent detection circuit that can be shared by a load can be provided.

【0073】上述した請求項7記載の構成によれば、基
準抵抗と並列に調整用抵抗を接続するための端子を有
し、この端子を使用して接続した調整用抵抗を調整して
基準抵抗値を変えられるので、仕様設定を容易に行うこ
とができる過電流検出回路を提供することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a terminal for connecting an adjusting resistor in parallel with the reference resistor, and using this terminal to adjust the connected adjusting resistor to adjust the reference resistor. Since the value can be changed, it is possible to provide an overcurrent detection circuit that can easily perform specification setting.

【0074】上述した請求項8記載の構成によれば、セ
ンス抵抗をパワーMOSFETと直列に挿入することが
必要なく、また検出動作が差動的に行われているので、
誤差要因を除去できると共に、過電流検出が解消される
までオン、オフ駆動することによる温度上昇する過熱
を、温度センサによって検出して過熱遮断するので、外
部からの制御なしに電流遮断を行ってMOSFETや配
線を保護することのできる過電流検出・保護回路を提供
することができる。
According to the configuration of the eighth aspect, it is not necessary to insert a sense resistor in series with the power MOSFET, and the detection operation is performed differentially.
In addition to eliminating the error factors, the temperature sensor detects overheating that rises due to ON / OFF drive until overcurrent detection is eliminated, and shuts off the overheating.Therefore, current interruption is performed without external control. An overcurrent detection / protection circuit capable of protecting MOSFETs and wiring can be provided.

【0075】上述した請求項9記載の構成によれば、駆
動手段の安定したオン、オフ周期により制御のためのク
ロックを発生しているので、別個に設けることを必要と
しない過電流検出・保護回路を提供することができる。
According to the configuration of the ninth aspect, since a clock for control is generated by a stable ON / OFF cycle of the driving means, it is not necessary to separately provide an overcurrent detection / protection. A circuit can be provided.

【0076】上述した請求項10記載の構成によれば、
積算したオン、オフ回数が一定値を越えたとき遮断する
ので、電流値が小さく過熱遮断するまでに時間がかかる
場合であっても、回数によって遮断でき、遮断するまで
の時間を任意に設定できる過電流検出・保護回路を提供
することができる。
According to the above-described structure of the tenth aspect,
It shuts off when the integrated number of on and off times exceeds a certain value, so even if the current value is small and it takes time to shut off overheating, it can be shut off by the number of times and the time to shut off can be set arbitrarily An overcurrent detection / protection circuit can be provided.

【0077】上述した請求項11記載の構成によれば、
過熱を検出して過熱遮断させるだけでなく、積算したオ
ン、オフ回数が一定値を越えたとき遮断させるようにし
ているので、小電流から大電流までの過電流の検出に応
じてパワーMOSFETを適切に遮断できる過電流検出
・保護回路を提供することができる。
According to the above-described structure of the eleventh aspect,
In addition to detecting overheating and shutting off the overheating, it also shuts off when the integrated number of on and off times exceeds a certain value, so the power MOSFET can be turned on in response to the detection of overcurrent from small current to large current. An overcurrent detection / protection circuit that can be appropriately cut off can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による過電流検出回路の一実施の形態を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an overcurrent detection circuit according to the present invention.

【図2】本発明による過電流検出回路の他の実施の形態
を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the overcurrent detection circuit according to the present invention.

【図3】本発明による過電流検出回路の更に他の実施の
形態をし得Mす回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing still another embodiment of the overcurrent detection circuit according to the present invention.

【図4】本発明による過電流検出・保護回路の一実施の
形態を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of an overcurrent detection / protection circuit according to the present invention.

【図5】図1〜図4中の一部分の変形例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a modification of a part of FIGS. 1 to 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L 負荷 VB 電源 QA パワーMOSFET QB 基準MOSFET Rr 基準抵抗 1 過電流検出手段 11 駆動手段 15 過熱遮断手段(遮断手段) L load VB power supply QA power MOSFET QB reference MOSFET Rr reference resistance 1 overcurrent detection means 11 drive means 15 overheat cutoff means (cutoff means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA03 AA06 AA16 AA26 AB02 AC02 AC13 AC16 AD02 AD03 AD04 AD08 AD10 AD13 AD17 AD23 AD54 5J055 AX31 AX44 BX16 CX28 DX13 DX22 DX53 DX54 EX04 EX06 EY01 EY02 EY10 EY12 EY13 EY17 EY21 EZ04 EZ10 EZ31 EZ55 FX05 FX06 FX32 FX33 FX38 GX01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2G035 AA03 AA06 AA16 AA26 AB02 AC02 AC13 AC16 AD02 AD03 AD04 AD08 AD10 AD13 AD17 AD23 AD54 5J055 AX31 AX44 BX16 CX28 DX13 DX22 DX53 DX54 EX04 EX06 EY01 EY02 EY10 EY10 EY10 EY12 EY10 EZ31 EZ55 FX05 FX06 FX32 FX33 FX38 GX01

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷と直列に接続され電源に対する前記
負荷の接続をオン、オフするパワーMOSFETと、 前記負荷及び前記パワーMOSFETの直列回路と並列
に接続された基準回路とを備え、 前記基準回路を前記直列回路の前記負荷及び前記パワー
MOSFETに等価な基準抵抗及び基準MOSFETの
直列回路により構成し、前記パワーMOSFETのドレ
イン−ソース間電圧と前記基準MOSFETのドレイン
−ソース間電圧との差に基づいて、前記パワーMOSF
ETに流れる過電流を検出することを特徴とする過電流
検出回路。
1. A reference circuit comprising: a power MOSFET connected in series with a load to turn on / off connection of the load to a power supply; and a reference circuit connected in parallel to a series circuit of the load and the power MOSFET. Is constituted by a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET equivalent to the load and the power MOSFET of the series circuit, and based on a difference between a drain-source voltage of the power MOSFET and a drain-source voltage of the reference MOSFET. And the power MOSF
An overcurrent detection circuit for detecting an overcurrent flowing through the ET.
【請求項2】 前記基準MOSFETの数を前記パワー
MOSFETより少ない数にし、前記基準抵抗の抵抗値
を、前記負荷の抵抗値×(前記パワーMOSFETの数
/前記基準MOSFETの数)となるように定めたこと
を特徴とする請求項1記載の過電流検出回路。
2. The number of the reference MOSFETs is set to be smaller than the number of the power MOSFETs, and the resistance of the reference resistor is determined by the resistance of the load × (the number of the power MOSFETs / the number of the reference MOSFETs). The overcurrent detection circuit according to claim 1, wherein the overcurrent detection circuit is set.
【請求項3】 前記基準回路を前記パワーMOSFET
と同一チップ内に形成したことを特徴とする請求項1又
は2記載の過電流検出回路。
3. The power MOSFET according to claim 1, wherein the reference circuit is a power MOSFET.
3. The overcurrent detection circuit according to claim 1, wherein the overcurrent detection circuit is formed in the same chip as the circuit.
【請求項4】 前記基準MOSFETの電源側端子及び
ゲート端子を前記パワーMOSFETの電源側端子及び
ゲート端子と相互接続すると共に、前記基準MOSFE
Tの基準抵抗接続端子を前記パワーMOSFETの負荷
接続端子と独立に設け、前記基準抵抗接続端子の電位と
前記負荷接続端子の電位とを比較して前記パワーMOS
FETに流れる過電流を検出することを特徴とする請求
項1〜3の何れかに記載の過電流検出回路。
4. A power supply side terminal and a gate terminal of the reference MOSFET are interconnected with a power supply side terminal and a gate terminal of the power MOSFET.
A reference resistance connection terminal of T is provided independently of a load connection terminal of the power MOSFET, and a potential of the reference resistance connection terminal is compared with a potential of the load connection terminal to compare the power MOSFET.
4. The overcurrent detection circuit according to claim 1, wherein an overcurrent flowing through the FET is detected.
【請求項5】 正常時に前記パワーMOSFETに流れ
る最大電流に等価な値の電流が前記基準回路に流れるよ
うに設定し、 前記パワーMOSFETのドレイン−ソース間電圧が前
記基準MOSFETのドレイン−ソース間電圧を越えた
とき過電流が流れていることを検出することを特徴とす
る請求項1〜4の何れかに記載の過電流検出回路。
5. A normal current having a value equivalent to a maximum current flowing through the power MOSFET is set to flow through the reference circuit, and a drain-source voltage of the power MOSFET is set to a drain-source voltage of the reference MOSFET. The overcurrent detection circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein it is detected that an overcurrent is flowing when the current exceeds the threshold.
【請求項6】 前記基準抵抗は予め用意された複数の抵
抗の中から選択されたものであることを特徴とする請求
項1〜5の何れかに記載の過電流検出回路。
6. The overcurrent detection circuit according to claim 1, wherein said reference resistor is selected from a plurality of resistors prepared in advance.
【請求項7】 前記基準抵抗と並列に調整用抵抗を接続
するための端子を有することを特徴とする請求項3記載
の過電流検出回路。
7. The overcurrent detection circuit according to claim 3, further comprising a terminal for connecting an adjustment resistor in parallel with said reference resistor.
【請求項8】 負荷と直列に接続され電源に対する前記
負荷の接続をオン、オフする温度センサ付きパワーMO
SFETと、前記負荷及び前記温度センサ付きパワーM
OSFETの直列回路と並列に接続された基準抵抗及び
基準MOSFETの直列回路を有する基準回路とを備
え、前記温度センサ付きパワーMOSFETのドレイン
−ソース間電圧と前記基準MOSFETのドレイン−ソ
ース間電圧との差に基づいて、前記温度センサ付きパワ
ーMOSFETに流れる過電流を検出する過電流検出手
段と、 該過電流検出手段による過電流の検出に応じ、該過電流
検出が解消されるまで前記温度センサ付きパワーMOS
FET及び基準MOSFETをオン、オフ駆動する駆動
手段と、 前記温度センサ付きパワーMOSFETの有する温度セ
ンサによって過熱を検出して前記温度センサ付きパワー
MOSFETを過熱遮断する過熱遮断手段とを備えるこ
とを特徴とする過電流検出・保護回路。
8. A power MO with a temperature sensor connected in series with a load to turn on and off the connection of the load to a power supply.
An SFET and the power M with the load and the temperature sensor
A reference circuit having a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET connected in parallel with a series circuit of an OSFET, and a drain-source voltage of the power MOSFET with the temperature sensor and a drain-source voltage of the reference MOSFET. An overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing in the power MOSFET with the temperature sensor based on the difference; and an overcurrent detecting means for detecting the overcurrent by the overcurrent detecting means until the overcurrent detection is eliminated. Power MOS
A drive unit that turns on and off the FET and the reference MOSFET, and an overheat shutoff unit that detects overheating by a temperature sensor of the power MOSFET with the temperature sensor and shuts off the power MOSFET with the temperature sensor. Overcurrent detection and protection circuit.
【請求項9】 前記駆動手段によるオン、オフ周期を制
御のためのクロックとして使用することを特徴とする請
求項8記載の過電流検出・保護回路。
9. The overcurrent detection and protection circuit according to claim 8, wherein an on / off cycle of said driving means is used as a clock for control.
【請求項10】 負荷と直列に接続され電源に対する前
記負荷の接続をオン、オフするパワーMOSFETと、
前記負荷及び前記パワーMOSFETの直列回路と並列
に接続された基準抵抗及び基準MOSFETの直列回路
を有する基準回路とを備え、前記パワーMOSFETの
ドレイン−ソース間電圧と前記基準MOSFETのドレ
イン−ソース間電圧との差に基づいて、前記パワーMO
SFETに流れる過電流を検出する過電流検出手段と、 該過電流検出手段による過電流の検出に応じ、該過電流
検出が解消されるまで前記パワーMOSFET及び基準
MOSFETをオン、オフ駆動する駆動手段と、 前記駆動手段によるオン、オフ回数を積算し、該積算の
結果が一定値を越えたとき前記パワーMOSFETを遮
断する遮断手段とを備えることを特徴とする記載の過電
流検出・保護回路。
10. A power MOSFET connected in series with a load for turning on and off the connection of the load to a power supply;
A reference circuit having a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET connected in parallel with the series circuit of the load and the power MOSFET, wherein a drain-source voltage of the power MOSFET and a drain-source voltage of the reference MOSFET are provided. And the power MO
Overcurrent detection means for detecting an overcurrent flowing in the SFET, and drive means for turning on and off the power MOSFET and the reference MOSFET in response to the detection of the overcurrent by the overcurrent detection means until the overcurrent detection is eliminated. An overcurrent detection / protection circuit according to claim 1, further comprising: an interruption means for accumulating the number of on / off times by said driving means, and interrupting said power MOSFET when a result of the accumulation exceeds a predetermined value.
【請求項11】 負荷と直列に接続され電源に対する前
記負荷の接続をオン、オフする温度センサ付きパワーM
OSFETと、前記負荷及び前記温度センサ付きパワー
MOSFETの直列回路と並列に接続された基準抵抗及
び基準MOSFETの直列回路を有する基準回路とを備
え、前記温度センサ付きパワーMOSFETのドレイン
−ソース電圧と前記基準MOSFETのドレイン−ソー
ス間電圧との差に基づいて、前記温度センサ付きパワー
MOSFETに流れる過電流を検出する過電流検出手段
と、 該過電流検出手段による過電流の検出に応じ、該過電流
検出が解消されるまで前記温度センサ付きパワーMOS
FET及び基準MOSFETをオン、オフ駆動する駆動
手段と、 前記温度センサ付きパワーMOSFETの有する温度セ
ンサによって過熱を検出して前記温度センサ付きパワー
MOSFETを過熱遮断させる過熱遮断手段を備え、 前記駆動手段によるオン、オフ回数を積算し、該積算の
結果が一定値を越えたとき前記過熱遮断手段に前記パワ
ーMOSFETを遮断させることを特徴とする記載の過
電流検出・保護回路。
11. A power M with a temperature sensor connected in series with a load to turn on and off the connection of the load to a power supply.
An OSFET, a reference circuit having a series circuit of a reference resistor and a reference MOSFET connected in parallel with the series circuit of the load and the power MOSFET with the temperature sensor, and a drain-source voltage of the power MOSFET with the temperature sensor and the reference circuit. An overcurrent detecting means for detecting an overcurrent flowing through the power MOSFET with the temperature sensor based on a difference between a drain-source voltage of the reference MOSFET, and an overcurrent detecting means for detecting the overcurrent by the overcurrent detecting means. Power MOS with temperature sensor until detection is canceled
A drive unit that turns on and off the FET and the reference MOSFET; and an overheat cutoff unit that detects overheating by a temperature sensor of the power MOSFET with the temperature sensor and shuts off the power MOSFET with the temperature sensor. The overcurrent detection / protection circuit according to claim 2, wherein the number of times of on / off is integrated, and when the result of the integration exceeds a certain value, the overheat interrupting means shuts off the power MOSFET.
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