JP2005065083A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ランプ、LED、インダクタなどの負荷を駆動するパワースイッチ素子に関し、過電流、短絡電流が流れた場合、パワースイッチ素子の入力を低電位にし、パワースイッチ素子をオフして破壊から守る。また、正常時パワースイッチ素子の入力の信号に応じ正常にスイッチ動作をするパワースイッチ素子に関する。 The present invention relates to a power switch element that drives a load such as a lamp, an LED, and an inductor. When an overcurrent or a short-circuit current flows, the input of the power switch element is set to a low potential and the power switch element is turned off to protect it from destruction. . The present invention also relates to a power switch element that normally performs a switching operation in accordance with a signal input to the power switch element in a normal state.
従来、ランプやコイル等の負荷を駆動する手法として図3に示すように負荷の低電位側に1の半導体装置を設け、その半導体装置のオン、オフにより、負荷を駆動する方法は一般的によく用いられている。図3において9は電源、17は例えば抵抗、コイル等の負荷、1はスイッチである半導体装置を示す。この半導体装置は過電流、短絡保護機能を備えたものが一般的に用いられている。 Conventionally, as a method of driving a load such as a lamp or a coil, a method of driving a load by providing one semiconductor device on the low potential side of the load as shown in FIG. It is often used. In FIG. 3, 9 is a power source, 17 is a load such as a resistor and a coil, and 1 is a semiconductor device which is a switch. A semiconductor device having an overcurrent and short circuit protection function is generally used.
その保護機能は、パワースイッチ素子がオン状態で、負荷が異常となり、過電流、短絡電流が流れると、その電流に応じD端子電位は上昇し、抵抗3,4で分圧された電圧がスイッチ素子5のゲートに加わりスイッチ素子5はオンし、パワー素子のゲートは0V近くになりパワースイッチ素子2はオフし破壊から守られる(例えば、特許文献1参照)。
従来の技術を用いた場合、過電流、短絡電流が流れると保護機能は働くが、IN端子からのハイ、ロー信号に応じて負荷17を駆動できない。一般には電源9は常時負荷に印加されており、D端子電圧は電源9の高い電圧(5〜30V程度)が加わり、抵抗3,4で分圧された電圧がスイッチ素子5に加わりパワースイッチ素子のゲートは0V近くに維持されパワースイッチ素子2はオフし、IN端子からパワー素子を駆動するハイ信号が加わってもパワー素子は駆動出来ずオフしラッチ状態となる。
When the conventional technique is used, the protection function works when an overcurrent or a short-circuit current flows, but the
正常動作させるためには、IN端子に信号を印加後、電源9の電圧を印加する必要があり、これはIN端子電圧と電源9のオン、オフの電圧印加を同期させる必要があり、一般的ではないし、システムとして大掛かりになり複雑になる。
In order to operate normally, it is necessary to apply the voltage of the
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置1は、IN端子から低電位側(グランド電位)に2つの抵抗を接続し、パワー素子が十分負荷17を駆動出来る電位までIN端子電圧が上昇した後、スイッチ素子6をオンさせ、パワースイッチ素子に流れる電流を検出可能にし、過電流、短絡電流が流れると保護機能は働き、電源9の印加とIN端子からの信号順番に関係なく、IN端子からのハイ、ロー信号に応じて負荷17を駆動出来るものである。
In order to solve the above problems, the
以上のように本発明によれば、IN端子からのハイ、ロー信号に応じて負荷17を正常駆動でき、負荷に異常が発生し、パワー素子に過電流、短絡電流が流れると、パワースイッチ素子に流れる電流を検出しパワースイッチ素子2をオフして破壊から守り、信頼性を向上させるという効果がある。また電源9の印加とIN端子からの信号順番に関係なく、半導体装置を複雑でなく、簡素に構成できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, when the
以下、本発明の実施の形態1について、図を用いて説明する。
図1は本発明の半導体装置である。IN端子から低電位側(グランド電位)に2つ(以上)の抵抗を接続し、入力の電圧を分圧しその分圧された電圧をスイッチ素子6のゲートに加える。パワー素子は正常な負荷を駆動出来るIN端子電圧はパワー素子の特性上決まっており、その正常な負荷を駆動出来る入力電圧以上にIN電圧が上昇した後、スイッチ素子6がオンする様に抵抗7,8の値を決める。IN端子に電圧が印加され、パワー素子2はオンし、負荷17を駆動する。その時D端子は電源9の電圧から、パワー素子2と負荷17の値で決まるオン電圧の低い電圧になり、負荷17を駆動する。正常な負荷を駆動出来る入力端子電圧以上にIN電圧が上昇し、負荷17に電流が流れた後にスイッチ素子6はオン状態になり、過電流、ショート監視状態となる。負荷に異常が無ければ、IN端子が低電位になれば、パワー素子2はオフし、その後、IN端子の入力電圧に応じて、負荷17を駆動する。過電流、ショート監視状態となった後、負荷17の異常が発生し、過電流、ショート電流が負荷17およびパワー素子2に流れると、D端子電圧はその電流に応じて上昇し、抵抗3,4で分圧された電圧がスイッチ素子5に加わり、スイッチ素子6はすでにオンしているため、パワー素子2のゲートは低電位側と接続されたことになりその電位はほぼ0Vになり、パワー素子2はオフして、過電流、ショート電流からパワー素子2を守る。
FIG. 1 shows a semiconductor device of the present invention. Two (or more) resistors are connected from the IN terminal to the low potential side (ground potential), the input voltage is divided, and the divided voltage is applied to the gate of the
本発明の実施の形態2について、図を用いて説明する。
図2は負荷がランプ駆動の場合有効な本発明の半導体装置である。ランプ負荷18の場合、フィラメントが温まるまで、定格の数倍の突入電流が流れる。この突入電流が流れている間は過電流、ショート電流の検出を短い時間(10n秒〜数u秒)遅らせ、ランプの点灯個数を増やすものである。これは、電流、時間共パワー素子の破壊レベルより以下になる様に設定する必要がある。 FIG. 2 shows a semiconductor device of the present invention which is effective when the load is driven by a lamp. In the case of the lamp load 18, an inrush current several times the rated value flows until the filament warms up. While the inrush current is flowing, detection of overcurrent and short current is delayed for a short time (10 nsec to several u sec) to increase the number of lamps to be lit. This needs to be set so as to be less than the breakdown level of the power element for both current and time.
動作は、IN端子から低電位側(グランド電位)に2つ(以上)の抵抗を接続し、低電位に接続された抵抗8と並列にコンデンサー11を接続することにより、スイッチ素子6が過電流、ショート電流の監視状態になる時間を少し(10n秒〜数u秒)遅らせ、その間負荷17に流れる突入電流は感知しないようにする。突入電流が流れた後、D端子電圧を検知し、異常電流がパワー素子2に流れた場合は、パワー素子2のゲートの電位はほぼ0Vとし、パワー素子2はオフして、過電流、ショート電流からパワー素子2を守る。他の動作の明細は実施の形態1と同じであるため、省略する。
The operation is performed by connecting two (or more) resistors from the IN terminal to the low potential side (ground potential), and connecting the
本発明にかかる半導体装置は、信頼性の向上と、半導体装置の簡素化に有用である。 The semiconductor device according to the present invention is useful for improving reliability and simplifying the semiconductor device.
1 半導体装置
2 パワースイッチ素子
3,4,7,8,10 抵抗
5,6 スイッチ素子
9 電源
11 コンデンサー
17 負荷
18 ランプ負荷
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003295129A JP2005065083A (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003295129A JP2005065083A (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Semiconductor device |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003295129A Pending JP2005065083A (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Semiconductor device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006129613A1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Rohm Co., Ltd. | Protection circuit, and semiconductor device and light emitting device using such protection circuit |
JP2010200411A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JP2012055158A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Masco Corp | Branch circuit protection with inline solid-state device |
-
2003
- 2003-08-19 JP JP2003295129A patent/JP2005065083A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006129613A1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Rohm Co., Ltd. | Protection circuit, and semiconductor device and light emitting device using such protection circuit |
US7889467B2 (en) | 2005-05-30 | 2011-02-15 | Rohm Co., Ltd. | Protection circuit, and semiconductor device and light emitting device using such protection circuit |
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