JP2001189650A

JP2001189650A - 半導体リレー

Info

Publication number: JP2001189650A
Application number: JP37477399A
Authority: JP
Inventors: Akira Baba; 晃馬場
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体リレー自身で周囲温度条件による熱故
障を防止することができる半導体リレーを提供するこ
と。【解決手段】半導体スイッチ２と、過熱検出手段９
と、過熱検出手段９の出力で制御されて半導体スイッチ
２を遮断する遮断手段１０とを有する半導体リレーは、
周囲温度検出手段１４と、入力遮断手段１６と、制御手
段１５とを備えている。周囲温度検出手段１４は、周囲
温度が所定温度以下であることを検出する。入力遮断手
段１６は、半導体スイッチ素子２の入力信号を遮断す
る。制御手段１５は、過熱検出手段９の出力が少なくと
も２回入力されると共に周囲温度検出手段１４の出力が
入力された時、入力遮断手段１６を遮断制御する制御信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体リレーに関
し、例えば自動車においてバッテリからの電源を選択的
に各負荷に供給するための半導体リレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車においては、イグニッショ
ンキー、ライトスイッチ、オーディオスイッチ等の操作
スイッチの操作に応じてバッテリからの電源を選択的に
各電気部品（以下、この電気部品を負荷と呼ぶ）に供給
するために、多数のスイッチング回路が搭載されてい
る。

【０００３】このスイッチング回路として、最近は半導
体スイッチ、例えばＭＯＳＦＥＴを備えた半導体リレー
が使用されている。この種の半導体リレーは、一般に半
導体スイッチを過電流や過熱から保護する保護機能を持
っており、半導体スイッチに定格電流以上の電流が流れ
るような場合または半導体スイッチが規定以上の温度ま
で上昇した場合に、半導体スイッチを強制的に遮断、す
なわちオフ制御することにより半導体スイッチを保護す
るようになされている。

【０００４】このような半導体リレーは、たとえば、特
開平１０−１４０８９号公報に「インテリジェントパワ
ースイッチおよびスイッチング装置」として開示されて
いる。図７は、上述の公開公報に開示されている従来の
半導体リレーの構成例を示す回路図である。図７におい
て、半導体リレー、すなわちインテリジェントパワース
イッチ（ＩＰＳ）５５Ａは、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ６１
のオンオフがゲートに供給される制御電圧によって制御
されることにより、電源入力端子Ｔ１に印加された電源
電圧ＶB を必要なときだけ出力端子Ｔ５および電線６４
を介して負荷６５に供給するようになされている。また
ＩＰＳ５５Ａは、ＭＯＳ−ＦＥＴ６１を過電流および過
熱から保護するための過電流保護機能および過熱保護機
能を有する。

【０００５】ＩＰＳ５５Ａは、大きく分けて、メインの
半導体スイッチとしてのパワーＭＯＳ−ＦＥＴ６１（以
下、これを単にＭＯＳ−ＦＥＴ６１と呼ぶ）と、シャン
ト抵抗Ｒ０を有しＭＯＳ−ＦＥＴ６１を流れる電流値Ｉ
0 を検出し当該電流値に応じた電圧値を出力する電流検
出回路６７と、電流検出回路６７から得られた電圧値と
基準電圧値とを比較することによりＭＯＳ−ＦＥＴ６１
に当該ＭＯＳ−ＦＥＴ６１が損傷のおそれのある過電流
が流れたことを検出する過電流検出回路６８と、過電流
検出回路６８の検出結果と制御信号Ｓ１との論理積に応
じてＭＯＳ−ＦＥＴ６１をオンオフ制御するための制御
電圧をＭＯＳ−ＦＥＴ６１のゲートに選択的に供給する
論理積回路６９と、ＭＯＳ−ＦＥＴ６１の温度に応じた
論理値を出力する温度検出回路７０と、温度検出回路７
０の検出論理結果に基づいてＭＯＳ−ＦＥＴ６１のゲー
ト電圧を強制的に降下させてＭＯＳ−ＦＥＴ６１をオフ
動作させる過熱防止回路７１と、負荷オープン検出回路
１００と、電源電圧が過電圧になったことを検出する過
電圧検出回路１０１とにより構成されている。

【０００６】次に、図８は、従来の半導体リレーの他の
構成例を示すブロック図である。図８において、半導体
リレー２００は、パワーＭＯＳＦＥＴ２０１と、論理ゲ
ート２０２と、ドライバ（チャージポンプ）２０３と、
過熱検出部２０４と、過電流検出部２０５と、チョッピ
ング部（遅延回路）２０６と、コンパレータ２０７と、
論理ゲート２０８と、パワーＭＯＳＦＥＴ２０９と、電
流制限部２１０と、定電圧回路２１１とからなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体リレーにおいては、半導体リレーの過熱時、保護
機能が働いて過熱遮断が起きると、負荷への電流供給を
止めるが、入力信号がゼロになると、保護機能がリセッ
トされてしまう。その結果、入力がパルス信号の場合は
過熱遮断が何度も起こり、低温パワーサイクル試験（た
とえば、−４０℃雰囲気および２０アンペアの電流制
限）では、半導体リレーを構成するチップとステム間の
ハンダ接合やチップ表面のアルミニウムのスライドが発
生し、チップにダメージを与えてしまう。耐久回数は−
４０℃で数千回、常温ではその１００倍の回数である。
そこで、マイクロコンピュータで過熱遮断回数をカウン
トし、耐久回数以下の所定回数を超えたら半導体リレー
を遮断する方法も考えられるが、この方法では外部構成
要素を含むことになり、半導体リレー単独では解決でき
ない。

【０００８】また、負荷の状態（たとえば、負荷ショー
ト、断線など）は、マイクロコンピュータで負荷電流の
大きさをモニターして判断しているので、望ましい状態
だけを選択することができなかった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述の課題に鑑
み、半導体リレー自身で周囲温度条件による熱故障を防
止することができる半導体リレーを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的にかんがみ
て、請求項１記載の発明の半導体リレーは、図１の基本
構成図に示すように、半導体スイッチ２と、過熱検出手
段９と、該過熱検出手段９の出力で制御されて上記半導
体スイッチ２を遮断する遮断手段１０とを有する半導体
リレー１であって、周囲温度が所定温度以下であること
を検出する周囲温度検出手段１４と、上記半導体スイッ
チ素子２の入力信号を遮断する入力遮断手段１６と、上
記過熱検出手段９の出力が少なくとも２回入力されると
共に上記周囲温度検出手段１４の出力が入力された時、
上記入力遮断手段１６を遮断制御する制御信号を出力す
る制御手段１５と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項１記載の発明によれば、半導体スイ
ッチ２と、過熱検出手段９と、過熱検出手段９の出力で
制御されて半導体スイッチ２を遮断する遮断手段１０と
を有する半導体リレーは、周囲温度検出手段１４と、入
力遮断手段１６と、制御手段１５とを備えている。周囲
温度検出手段１４は、周囲温度が所定温度以下であるこ
とを検出する。入力遮断手段１６は、半導体スイッチ素
子２の入力信号を遮断する。制御手段１５は、過熱検出
手段９の出力が少なくとも２回入力されると共に周囲温
度検出手段１４の出力が入力された時、入力遮断手段１
６を遮断制御する制御信号を出力する。

【００１２】また、請求２記載の発明は、請求項１記載
の半導体リレーにおいて、さらに、過電流検出手段１１
を備え、前記遮断手段１０は、上記過電流検出手段１１
の出力で制御されて前記半導体スイッチ素子２を遮断す
ることを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、半導体リレ
ーは、さらに、過電流検出手段１１を備えている。遮断
手段１０は、過電流検出手段１１の出力で制御されて半
導体スイッチ素子２を遮断する。

【００１４】また、請求３記載の発明は、請求項２記載
の半導体リレーにおいて、さらに、負荷オープン検出手
段１２と、断線検出手段１３とを備えたことを特徴とす
る。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、半導体リレ
ーは、さらに、負荷オープン検出手段１２と、断線検出
手段１３とを備えている。

【００１６】また、請求４記載の発明は、請求項３記載
の半導体リレーにおいて、さらに、選択制御信号に基づ
いて、前記過熱検出手段９、前記過電流検出手段１１、
前記負荷オープン検出手段１２および前記断線検出手段
１３の各検出信号の中から任意の検出信号を選択的に診
断出力として出力する選択手段１７を備えたことを特徴
とする。

【００１７】請求項４記載の発明によれば、半導体リレ
ーは、さらに、選択制御信号に基づいて、過熱検出手段
９、過電流検出手段１１、負荷オープン検出手段１２お
よび断線検出手段１３の各検出信号の中から任意の検出
信号を選択的に診断出力として出力する選択手段１７を
備えている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図２乃至図６を参照して説明する。

【００１９】図２は、本発明による半導体リレーの実施
の形態を示す回路図である。半導体リレー１は、ワンチ
ップ上に搭載されており、半導体スイッチとしてのパワ
ーＭＯＳＦＥＴ２と、電源端子Ｖｃとドレイン端子Ｄお
よびパワーＭＯＳＦＥＴ２のドレインとの間に接続され
たＭＯＳＦＥＴで形成されたスイッチ３および電源回路
４と、電源回路４に接続されたチャージポンプ回路５
と、入力端子１ＩＮとパワーＭＯＳＦＥＴ２のゲートの
間に接続され、チャージポンプ回路５で制御される駆動
回路６と、パワーＭＯＳＦＥＴ２のゲートとソース間に
接続されたツェナーダイオード７と、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ２のソースとソース端子Ｓの間に接続された電流検出
抵抗８とを備えている。

【００２０】さらに、半導体リレー１は、過熱検出手段
９と、遮断手段１０と、過電流検出手段としての過電流
検出回路１１と、負荷オープン検出手段としての負荷オ
ープン検出回路１２と、断線検出手段としての断線検出
回路１３と、周囲温度検出手段としての温度検出回路１
４と、制御手段１５と、入力遮断手段１６と、選択手段
としてのセレクタ１７とを備えている。

【００２１】過熱検出手段９は、パワーＭＯＳＦＥＴ２
の近傍に配置された温度センサ（図示しない）を含み、
パワーＭＯＳＦＥＴ２の温度を検出する温度検出回路９
ａと、温度検出回路９ａの出力が入力されるフリップフ
ロップ９ｂとからなる。

【００２２】遮断手段１０は、パワーＭＯＳＦＥＴ２の
ゲートとソース間に接続されたＭＯＳＦＥＴで形成さ
れ、そのゲートは、過熱検出手段９のフリップフロップ
９ｂの出力に接続されている。

【００２３】過電流検出回路１１は、電流検出抵抗８の
両端に接続され、電流検出抵抗８の電圧降下に基づいて
パワーＭＯＳＦＥＴ２の過電流を検出する。過電流検出
回路１１の出力は、遮断手段９であるＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに接続されている。

【００２４】負荷オープン検出回路１２は、パワーＭＯ
ＳＦＥＴ２のソースおよびソース端子Ｓに接続され、ソ
ース端子Ｓに接続される負荷（図示しない）がオープン
状態になった場合に検出信号を出力する。

【００２５】断線検出回路１３は、電流検出抵抗８の両
端に接続され、電流検出抵抗８の電圧降下に基づいて断
線を検出する。

【００２６】温度検出回路１４は、チップ内においてパ
ワーＭＯＳＦＥＴ２からの熱の影響を受けない場所に配
置される。（入力信号の印加後、パワーＭＯＳＦＥＴ２
部分は、急峻に温度上昇すると考えられるので、その場
合の回避のためである。）温度検出回路１４は、半導体
リレー１の周囲温度が所定温度（たとえば、０℃）以下
になったか否かを検出する。

【００２７】制御手段１５は、過熱検出手段９の出力が
入力されるフリップフロップ１５ａと、フリップフロッ
プ１５ａの出力と温度検出回路１４の出力とが入力され
るアンドゲート１５ｂと、アンドゲート１５Ｂの出力が
入力されるフリップフロップ１５ｃと、過熱検出手段９
のフリップフロップ９ｂの出力とフリップフロップ１５
ｃの出力とが入力されるアンドゲート１５ｄと、アンド
ゲート１５ｄの出力が入力されるフリップフロップ１５
ｅとからなる。

【００２８】入力遮断手段１６は、入力端子ＩＮと接地
（ＧＮＤ）の間に接続されたＭＯＳＦＥＴで形成されて
いる。

【００２９】セレクタ１７は、過熱検出手段９の検出出
力信号と、過電流検出回路１１の検出出力信号と、負荷
オープン検出回路１２の検出出力信号と、断線検出回路
１３の検出出力信号とが入力され、選択信号入力端子Ｓ
ＥＬ１およびＳＥＬ２からの選択信号に応じて、上述の
各検出出力信号から任意の検出出力信号を選択的に診断
出力端子ＤＩＡＧへ出力する。

【００３０】上述の構成において、動作時、電源端子Ｖ
ｃには常時電圧が印加されているので、例えば入力端子
ＩＮに図３に示すパルス入力信号が供給された場合、通
常動作状態では、このパルス入力信号に基づいてパワー
ＭＯＳＦＥＴ２がオン／オフし、パルス入力信号に応じ
た出力電流（図３）が流れる。

【００３１】一方、負荷ショート状態等によりパワーＭ
ＯＳＦＥＴ２に大電流が流れ過熱状態になった場合は、
過熱検出手段９の温度検出回路９ａから検出信号が出力
され、フリップフロップ９ｂをトリガし、フリップフロ
ップ９ｂの出力はハイレベル（論理１）になる。フリッ
プフロップ９ｂのハイレベル出力が遮断手段１０のＭＯ
ＳＦＥＴのゲートに印加されると、ＭＯＳＦＥＴがオフ
となり、パワーＭＯＳＦＥＴ２がオフ制御され、１回目
の過熱遮断が行われ、図３に示すように出力電流は流れ
なくなる。

【００３２】また、制御手段１５のフリップフロップ１
５ａは、フリップフロップ９ｂのハイレベル出力でトリ
ガされ、その出力がハイレベル（論理１）になり、アン
ドゲート１５ｂの一方の入力に供給される。次いで、１
回目の過熱遮断後にパルス入力信号のパルスが立ち下が
り、入力がゼロの状態になると、過熱検出回路９のフリ
ップフロップ９ｂはリセットされ、その出力はローレベ
ル（論理０）に戻る。

【００３３】この１回目の過熱遮断において、温度検出
回路１４が働いていない状態、すなわち、周囲温度が０
℃以下になっていない状態では、温度検出回路１４の出
力はローレベル（論理０）になっているので、アンドゲ
ート１５ｂの出力はローレベル（論理０）のままであ
り、フリップフロップ１５ｃ、アンドゲート１５ｄおよ
びフリップフロップ１５ｅの各出力はローレベル（論理
０）となり、入力遮断手段１６のＭＯＳＦＥＴはオフと
なっており、入力端子ＩＮに供給されたパルス入力信号
はＧＮＤにプルダウンされない。

【００３４】次に、１回目の過熱遮断動作後に到来する
パルス入力信号、すなわち２回目のパルスの立ち上がり
によって再び過熱遮断が生じた場合は、過熱検出手段９
のフリップフロップ９ｂから再びハイレベル（論理１）
の検出信号が出力されると共に、入力信号の印加と同時
に温度検出回路１４が周囲温度を判断し、周囲温度が０
℃以下ならば検出出力としてハイレベル（論理１）をフ
リップフロップ１５ｃへ出力する。

【００３５】このとき、フリップフロップ１５ａの出力
はハイレベル（論理１）になっているので、アンドゲー
ト１５ｂの出力はハイレベル（論理１）になり、それに
よりフリップフロップ１５ｃがラッチされ、アンドゲー
ト１５ｄによるフリップフロップ９ｂからのハイレベル
出力とのＡＮＤ出力（論理１）により、フリップフロッ
プ１５ｅがラッチされ、入力遮断手段１６のＭＯＳＦＥ
Ｔがオンとなる。

【００３６】したがって、入力端子１Ｎに供給されたパ
ルス入力信号は、入力遮断手段１６のＭＯＳＦＥＴを介
して永久にＧＮＤにプルダウンされ、電源＋Ｖｃを切ら
ない限り、その状態が保持される。これによって、出力
段のパワーＭＯＳＦＥＴ２を入力信号に依存せずに動作
不能にできるので、周囲温度が所定温度（たとえば、０
℃）以下の状態、たとえば−４０℃の状態で半導体リレ
ー１が使用されたとき、半導体リレー１は、過熱遮断を
繰り返すことがなく、チップへの熱ストレスがなくなる
ため、半導体リレーデバイスの故障を防ぐことができ
る。

【００３７】その後、電源端子Ｖｃに供給されている電
源＋Ｖｃを切れば、制御手段１５の各フリップフロップ
１５ａ，１５ｃ，１５ｅがリセットされ、入力遮断手段
１６のＭＯＳＦＥＴがオンからオフ状態になって、半導
体リレー１の状態が通常状態に復帰する。

【００３８】一方、半導体リレー１の状態（過電流、負
荷オープン、断線、過熱遮断）の診断出力の選択は、セ
レクタ１７において、選択信号入力端子ＳＥＬ１，ＳＥ
Ｌ２に選択信号電圧を印加する組み合わせで行う。

【００３９】半導体リレー１の過電流状態は過電流検出
回路１１で検出され、その検出出力で、遮断手段１０の
ＭＯＳＦＥＴがオフ制御されることにより、パワーＭＯ
ＳＦＥＴ２に流れる出力電流が制限される。過電流（た
とえば、２０アンペア）の場合は、図３のタイミングチ
ャート図のように、パワーＭＯＳＦＥＴ２はオン／オフ
を繰り返すようになり、この状態では、オン／オフを繰
り返すので、過熱遮断は起こさない。過熱遮断を起こす
のは、定格負荷電流以上かつ過電流設定値（たとえば、
２０アンペア）以下である。

【００４０】また、負荷オープンおよび断線の状態は、
それぞれ、負荷オープン検出回路１２と断線検出回路１
３で検出される。

【００４１】そして、過熱検出手段９、過電流検出回路
１１、負荷オープン検出回路１２および断線検出回路１
３の各検出出力は、セレクタ１７に入力される。

【００４２】図４は、図２におけるセレクタ１７の構成
例を示す回路図である。セレクタ１７は、過熱検出手段
９のフリップフロップ９ｂの出力に接続されたアナログ
スイッチ１７ａと、過電流検出回路１１の出力に接続さ
れたアナログスイッチ１７ｂと、断線検出回路１３の出
力に接続されたアナログスイッチ１７ｃと、負荷オープ
ン検出回路１２の出力に接続されたアナログスイッチ１
７ｄと、アナログスイッチ１７ａ乃至１７ｄの各出力が
入力され、その中から任意の出力を診断出力端子ＤＩＡ
Ｇへ供給するオアゲート１７ｅとを有する。

【００４３】セレクタ１７は、さらに、２つの入力が選
択信号入力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２に接続され、出力が
アナログスイッチ１７ｂを制御するオアゲート１７ｆ
と、２つの入力が選択信号入力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２
に接続され、出力がアナログスイッチ１７ｄを制御する
ノアゲート１７ｇと、一方の入力が選択信号入力端子Ｓ
ＥＬ１に接続され、他方の入力がインバータ１７ｈを介
して選択信号入力端子ＳＥＬ２に接続され、出力がアナ
ログスイッチ１７ｃを制御するオアゲート１７ｉと、一
方の入力が選択信号入力端子ＳＥＬ２に接続され、他方
の入力がインバータ１７ｊを介して選択信号入力端子Ｓ
ＥＬ１に接続され、出力がアナログスイッチ１７ａを制
御するオアゲート１７ｋとを有する。

【００４４】図５は、図２におけるセレクタ１７の選択
動作を説明する図であり、選択信号入力端子１に供給さ
れる選択信号と診断出力端子ＤＩＡＧに供給される状態
診断出力の関係を示す。図５からわかるように、選択信
号入力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２の両方にハイレベル（論
理１）の選択信号が供給された場合は、アナログスイッ
チ１７ｂのみがオンとなり、過電流検出回路１１より過
電流状態を表す診断出力が、診断出力端子ＤＩＡＧに供
給される。また、選択信号入力端子ＳＥＬ１にローレベ
ル（論理０）の選択信号が供給されかつ選択信号入力端
子ＳＥＬ２にハイレベル（論理１）の選択信号が供給さ
れた場合は、アナログスイッチ１７ａのみがオンとな
り、過熱検出手段９のフリップフロップ９ｂより過熱状
態を表す診断出力が、診断出力端子ＤＩＡＧに供給され
る。

【００４５】また、選択信号入力端子ＳＥＬ１にハイレ
ベル（論理１）の選択信号が供給されかつ選択信号入力
端子ＳＥＬ２にローレベル（論理０）の選択信号が供給
された場合は、アナログスイッチ１７ｃのみがオンとな
り、断線検出回路１３より断線状態を表す診断出力が、
診断出力端子ＤＩＡＧに供給される。さらに、選択信号
入力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２に共にローレベル（論理
０）の選択信号が供給された場合は、アナログスイッチ
１７ｄのみがオンとなり、負荷オープン検出回路１２よ
り負荷オープン状態を表す診断出力が、診断出力端子Ｄ
ＩＡＧに供給される。

【００４６】次に、図６は、本発明による半導体リレー
の応用例を示す概略構成図である。半導体リレー１は、
例えば車両においてターンシグナルを発するウインカ
（フラッシャ）用ランプ駆動回路に使用され、電源端子
Ｖｃに電源電圧＋Ｖｃが供給され、ドレイン端子にバッ
テリー２０が接続され、ソース端子に負荷としてウイン
カ（フラッシャ）用のランプ２２，２３が接続される。
また、半導体リレー１の入力端子ＩＮと選択信号入力端
子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２には、駆動回路の制御を行うマイ
クロコンピュータ（以下マイコンという）２１より、そ
れぞれ、ランプ２２，２３を点滅駆動するためのパルス
信号（図３参照）と、選択信号が供給される。さらに、
半導体リレー１の診断出力端子ＤＩＡＧから診断出力
が、マイコン２１に入力される。

【００４７】そこで、通常動作状態では、マイコン２１
より入力端子ＩＮに入力されたパルス信号により、パワ
ーＭＯＳＦＥＴ２がオン／オフ動作し、バッテリー２０
から駆動電流がランプ２２，２３に供給され、ランプ２
２，２３は点滅点灯する。

【００４８】次に、半導体リレー１が異常動作状態（負
荷オープン、過電流、断線、過熱遮断）になると、選択
信号入力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２に入力される選択信号
に基づいて選択された診断出力がマイコン２１に供給さ
れ、マイコン２１は供給された診断出力に応じた処理を
行うことができる。

【００４９】たとえば、ランプ２２，２３のうちの１個
が断線すると、断線検出回路１３から検出出力がセレク
タ１７に供給されるので、マイコン２１は、選択信号入
力端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２に供給する選択信号の組み合
わせを変えながら、周期的に診断出力端子ＤＩＡＧから
入力される診断出力を監視することにより、ランプの断
線状態を認識し、ランプ交換を行うことができる。

【００５０】以上の通り、本発明の実施の形態について
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。

【００５１】たとえば、上述の実施の形態を示す図２の
回路は、負荷が大きい場合（たとえば、２１Ｗ×２灯の
ランプ）に好適な回路であり、パワーＭＯＳＦＥＴ２の
センスＦＥＴ部に電流検出抵抗８を入れ、その両端電圧
をモニターすることによって、過電流、断線状態を判断
しているが、負荷が小さい場合（たとえば、５Ｗ×２灯
のランプ）には、図２の電流検出抵抗８に代えてドレイ
ン端子ＤとパワーＭＯＳＦＥＴ２のドレインの間にシャ
ント抵抗を接続し、このシャント抵抗の両端をモニター
することによって、過電流、断線状態を判断するように
構成しても良い。ここで用いるシャント抵抗は、数十ミ
リオーム程度であり、チップ内部のアルミニウムパター
ンを利用することができる。また、熱的に厳しい場合
は、シャント抵抗をチップ外部に接続するのが有効であ
る。

【００５２】また、上述の実施の形態では、制御手段１
５は、過熱検出手段９から２回の検出出力が入力される
と共に、周囲温度検出回路１４からの検出出力が入力さ
れた時、入力遮断手段１６を遮断制御する制御信号を出
力するように構成しているが、過熱検出手段９から３回
以上の検出出力が入力されると共に、周囲温度検出回路
１４からの検出出力が入力された時、入力遮断手段１６
を遮断制御する制御信号を出力するように構成して良
い。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、マイコン
で過熱遮断回数をカウントしなくても良く、半導体リレ
ーの過熱状態と周囲温度とをモニターするだけで、所定
温度（たとえば、０℃）以下の使用条件において、入力
信号と無関係に半導体リレー自身で、デバイスの熱故障
を防止することができる。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、過電流状態
を検出し、半導体リレーを保護することができる。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、負荷オープ
ン状態及び断線状態を検出することができる。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、過熱状態、
過電流状態、負荷オープン状態および断線状態の各検出
出力の中から任意の検出出力を診断出力として選択でき
るので、マイコンのポート数を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体リレーの基本構成図であ
る。

【図２】本発明による半導体リレーの実施の形態を示す
回路図である。

【図３】図２に回路図における各部信号のタイミングチ
ャートである。

【図４】図２におけるセレクタの構成例を示す回路図で
ある。

【図５】図２におけるセレクタの選択動作を説明する図
である。

【図６】本発明による半導体リレーの応用例を示す概略
構成図である。

【図７】従来の半導体リレーの構成例を示す回路図であ
る。

【図８】従来の半導体リレーの他の構成例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１半導体リレー２半導体スイッチ（パワーＭＯＳＦＥＴ）９過熱検出手段１０遮断手段１１過電流検出手段１２負荷オープン検出手段１３断線検出手段１４周囲温度検出手段１５制御手段１６入力遮断手段１７選択手段

フロントページの続きＦターム(参考） 5J055 AX31 AX32 AX36 AX46 AX64 BX16 CX22 CX28 DX13 DX22 DX52 EX02 EX04 EX25 EY01 EY12 EY13 EY21 EZ07 EZ12 EZ13 EZ25 EZ31 EZ39 EZ51 EZ55 EZ57 FX04 FX06 FX31 FX32 GX01 GX02 GX04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体スイッチと、過熱検出手段と、該
過熱検出手段の出力で制御されて上記半導体スイッチを
遮断する遮断手段とを有する半導体リレーであって、周囲温度が所定温度以下であることを検出する周囲温度
検出手段と、上記半導体スイッチ素子の入力信号を遮断する入力遮断
手段と、上記過熱検出手段の出力が少なくとも２回入力されると
共に上記周囲温度検出手段の出力が入力された時、上記
入力遮断手段を遮断制御する制御信号を出力する制御手
段と、を備えたことを特徴とする半導体リレー。
【請求項２】請求項１記載の半導体リレーにおいて、
さらに、過電流検出手段を備え、前記遮断手段は、上記過電流検出手段の出力で制御され
て前記半導体スイッチ素子を遮断することを特徴とする
半導体リレー。
【請求項３】請求項２記載の半導体リレーにおいて、
さらに、負荷オープン検出手段と、断線検出手段とを備えたことを特徴とする半導体リレ
ー。
【請求項４】請求項３記載の半導体リレーにおいて、
さらに、選択制御信号に基づいて、前記過熱検出手段、前記過電
流検出手段、前記負荷オープン検出手段および前記断線
検出手段の各検出信号の中から任意の検出信号を選択的
に診断出力として出力する選択手段を備えたことを特徴
とする半導体リレー。