JP2008010572A - 負荷駆動用半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体集積回路の回路自体の消費電力増加を緩和することができる負荷駆動用半導体集積回路を提供する。
【解決手段】ソレノイド駆動用半導体集積回路３は、定電流のソレノイド駆動電流Ｉでソレノイド２を駆動する回路である。ソレノイド駆動用半導体集積回路３に、電源検知用トランジスタTr２、電源検知回路９及び外付け抵抗Ｒ２を設ける。電源検知回路９は、電源４に繋がる分圧抵抗８の中点電位Ｖｋを電源電圧Ｖccとして検出し、電源電圧Ｖccと電圧閾値とを比較する。電源検知回路９は、電源電圧Ｖccが電圧閾値未満のとき、電源検知用トランジスタTr２をオン状態とし、外付け抵抗Ｒ２を迂回させずにソレノイド駆動電流Ｉをソレノイド２に流し、電源電圧Ｖccが電圧閾値以上でなると、電源検知用トランジスタTr２をオフし、ソレノイド駆動電流Ｉを外付け抵抗Ｒ２に迂回させて流す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＰＵ等からの指令を基に負荷を駆動する負荷駆動用半導体集積回路に関する。

従来、モータや電磁ポンプ等の負荷を駆動するに際しては、ソレノイド駆動回路を介してソレノイドを通電し、これら負荷に接続されたリレーをオンさせることにより、モータや電磁ポンプに電流を流す動作をとる。この種のソレノイド駆動回路は、例えば特許文献１に開示されている。ソレノイド駆動回路は、負荷の駆動を制御するＣＰＵから制御信号を入力すると、自身のトランジスタがオンすることによってソレノイドを通電させる動作をとる。
特開平１０−２２９０１１号公報

しかし、この種のソレノイド駆動回路は、同駆動回路の電子部品であるトランジスタ、抵抗、コンデンサ等の部品を各々個別に用意し、それらを基板上に実装する製造工程を経ている。従って、ソレノイド駆動回路の製造工程において、１つひとつの電子素子を基板に実装する製造工程が必要になることから、製造作業の多工程化、製造作業が面倒などの問題が生じる。

そこで、これらの問題を回避するために、例えばソレノイド駆動回路をＩＣ化することにより、ソレノイド駆動回路の電子部品をＩＣパッケージの内部に収納し、これらを一部品化することが考えられる。このようにすれば、ソレノイド駆動回路を基板に実装するに際しては、そのＩＣを基板に実装するだけの工程で済むことから、製造作業の簡素化を図ることが可能となる。

しかし、この種のソレノイドは定電流で駆動されることから、例えばソレノイドの駆動源である電源が電圧上昇すると、ＩＣの消費電力は増加することになる。特に、このソレノイド駆動回路を車両に用いた場合、電源として用いるバッテリは使用状況等により電圧変動が大きいことから、このようなＩＣの消費電力増加という問題は生じ易い。このように、ＩＣの消費電力が増加した場合には、その増加分がトランジスタの発熱などに置き換わることになり、これがＩＣの温度上昇の要因となる。ところで、ＩＣには許容損失という最大限許容できる電力というものが決まっており、ＩＣの消費電力が許容損失を超えるとＩＣが過熱状態となり、ＩＣに誤作動等の問題が生じる可能性があることから、何らかの対策が望まれる。

本発明の目的は、半導体集積回路の回路自体の消費電力増加を緩和することができる負荷駆動用半導体集積回路を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、負荷の電流経路上に直列接続された第１スイッチング手段と、前記負荷の通電回路の状態変化を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、前記負荷に流れる電流が一定になるように前記第１スイッチング手段のスイッチ状態を制御する第１制御手段と、前記通電回路に前記第１スイッチング手段と直列状態で接続された第２スイッチング手段と、前記通電回路に接続されつつ、本回路のパッケージに外付けされた放熱手段と、消費電力増加の原因となるパラメータに基づき、前記消費電力が増加すると判断した際、前記第２スイッチング手段をオフ状態に切り換えることにより、前記電流を前記放熱手段に迂回させる第２制御手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、本発明の第１制御手段は、検出手段の検出値に基づき負荷の通電回路の状態変化を検出し、その状態変化に応じて第１スイッチング手段のスイッチング状態を制御することで一定の電流を負荷に流し、この定電流で負荷を駆動する。このとき、第２制御手段は、負荷駆動用半導体集積回路の消費電力増加の原因となるパラメータを逐次監視する。ここで、例えば負荷の通電回路に印加される電圧値が高くなったりした場合、第２制御手段は負荷駆動用半導体集積回路の消費電力が増加すると判断し、この判断時においては第２スイッチング手段をオフに切り換えることにより、それまで流れていた電流を放熱手段に迂回させる。

この放熱手段は、自身に電流が流されればそこで電力を消費するものとして働くことから、負荷駆動用半導体集積回路の消費電力増加時において、負荷の通電回路に流れる電流を放熱手段に電流を迂回させれば、負荷駆動用半導体集積回路の外部に設けた放熱手段で電力が消費される。従って、負荷駆動用半導体集積回路の外部で電力を消費させることが可能となり、その分だけ負荷駆動用半導体集積回路の消費電力を低減することが可能となる。

本発明では、前記第２制御手段は、前記負荷の電源電圧を前記パラメータとして監視することを要旨とする。
この構成によれば、例えば負荷の電源が車載バッテリ等の場合、使用環境が過酷であることや、経年変化により電圧変動が大きいなどの理由から、電源電圧変動の生じる可能性が高い。従って、放熱手段で電力を消費させるか否かの判断に際し、電源電圧をパラメータとして監視するようにすれば、電源として車載バッテリ等を用いた場合であっても、負荷駆動用半導体集積回路の消費電力が許容値を超えてしまう状況を発生し難くすることが可能となり、電源電圧を監視パラメータとすることは、この観点から見ると特に効果が高い。

本発明では、前記第２スイッチング手段及び前記放熱手段は、前記消費電力増加の原因となる種々のパラメータごとに複数組設けられ、前記第２制御手段は、これら前記パラメータに基づき、複数の前記第２スイッチング手段のスイッチ状態を制御することを要旨とする。

この構成によれば、複数のパラメータが閾値以上となると、負荷駆動用半導体集積回路の消費電力が大幅に増加してしまう可能性も考えられるが、本発明においては複数パラメータが閾値以上となった場合に、例えば複数の放熱手段で電力を消費させる処理を行うことが可能となり、負荷駆動用半導体集積回路の消費電力低減に効果が高い。

本発明によれば、負荷駆動用半導体集積回路において消費電力の増加を緩和することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した負荷駆動用半導体集積回路の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。

図１に示すように、電気式のキーロックを搭載した車両には、その電気錠の施解錠を制御するＣＰＵ１(Central Processing Unit)が設けられている。この種の電気錠がソレノイド式で駆動する機種の場合、このＣＰＵ１には、ソレノイド２を駆動させる回路としてソレノイド駆動用半導体集積回路（ソレノイド駆動用ＩＣ）３が接続されている。ソレノイド駆動用半導体集積回路３には、その入力側がバッテリ等の電源４に接続され、出力側がソレノイド２に接続されている。ソレノイド駆動用半導体集積回路３は、ＣＰＵ１からの指令に基づいて駆動し、電源４から流れるソレノイド駆動電流Ｉをソレノイド２に供給することにより、キーロックの施解錠状態を切り換える。なお、ソレノイド２が負荷に相当し、ソレノイド駆動用半導体集積回路３が負荷駆動用半導体集積回路に相当し、ソレノイド駆動電流Ｉが電流に相当する。

電源４とソレノイド２との間には、定電流用トランジスタTr１、電源検知用トランジスタTr２及び内部抵抗Ｒ１が、この並び順で直列接続されている。定電流用トランジスタTr１及び電源検知用トランジスタTr２は、例えばＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor FET)から成り、ゲート電位がＬレベルの時にオンし、ゲート電位がＨレベルの時にオフする。また、これらトランジスタTr１，Tr２は、電源４及びソレノイド２を結ぶ通電回路５の電流経路上に位置する。内部抵抗Ｒ１の並列位置には、この内部抵抗Ｒ１に生じる第１電圧Ｖａを検知する電圧検知回路６が接続されている。なお、電圧検知回路６が検出手段に相当し、定電流用トランジスタTr１が第１スイッチング手段に相当し、電源検知用トランジスタTr２が第２スイッチング手段を構成する。

ソレノイド駆動用半導体集積回路３には、定電流用トランジスタTr１のゲート電位を制御するオペアンプ７が設けられている。オペアンプ７は、反転入力端子がＣＰＵ１に接続され、非反転入力端子が電圧検知回路６に接続され、出力端子が定電流用トランジスタTr１のゲート端子に接続されている。オペアンプ７は、電圧検知回路６が出力する第１電圧Ｖａの値を非反転入力端子で入力する。オペアンプ７は、内部抵抗Ｒ１に発生する第１電圧Ｖａと、ＣＰＵ１から指令として入力する定電圧Ｖ１とが同一となるように定電流用トランジスタTr１のゲート電位を制御し、ソレノイド２に流れ込むソレノイド駆動電流Ｉを一定にする。ソレノイド駆動電流Ｉの値は、オペアンプ７の反転入力端子に入力される定電圧Ｖ１の値によって決まる。なお、オペアンプ７が第１制御手段に相当する。

電源検知用トランジスタTr２の並列位置には、ソレノイド駆動用半導体集積回路３のパッケージ外部に取り付けられた外付け抵抗Ｒ２が接続されている。この外付け抵抗Ｒ２は、仮に電源４の電圧（以下、電源電圧Ｖccと記す）が上昇したとしても、ソレノイド駆動用半導体集積回路３内で消費される消費電力Ｗを低減するために、上昇分の熱を放熱する素子として機能する。また、定電流用トランジスタTr１のソース端子とグランドとの間には、２つ抵抗Ｒａ，Ｒｂから成る分圧抵抗８が接続されている。なお、外付け抵抗Ｒ２が放熱手段を構成し、電源電圧Ｖccがパラメータを構成する。

電源検知用トランジスタTr２のゲート端子と分圧抵抗８の中点との間には、電源電圧Ｖccの変化を検知する電源検知回路９が接続されている。電源検知回路９は、分圧抵抗８の中点電位Ｖｋを電源電圧Ｖccの値として検知し、電源電圧Ｖccと電圧閾値Ｖccthとを比較した際のその比較結果に基づき、電源検知用トランジスタTr２のスイッチ状態を制御する。本例の場合、電源電圧Ｖccが閾値Ｖccth未満であれば、電源検知回路９は電源検知用トランジスタTr２をオンさせ、電源電圧Ｖccが閾値Ｖccth以上であれば、電源検知用トランジスタTr２をオフする。なお、電源検知回路９が第２制御手段に相当する。

図２に示すように、ソレノイド駆動用半導体集積回路３には外枠ケースとして樹脂パッケージ１０が設けられ、ソレノイド駆動用半導体集積回路３はこの樹脂パッケージ１０内にトランジスタTr１，Tr２、抵抗Ｒ１，Ｒａ，Ｒｂ、オペアンプ７、電圧検知回路６及び電源検知回路９等の各種素子を組み込むことによってＩＣ化されている。外付け抵抗Ｒ２は、ソレノイド駆動用半導体集積回路３と同一のＩＣ基板１１上に実装されるとともに、一対のプリント配線１２を介してソレノイド駆動用半導体集積回路３に接続されている。

次に、本例のソレノイド駆動用半導体集積回路３の動作を説明する。
ソレノイドを駆動するに際し、ＣＰＵ１は定電圧Ｖ１の制御信号をオペアンプ７の反転入力端子に出力する。電圧検知回路６は、このときに内部抵抗Ｒ１で発生する第１電圧Ｖａを常時検知し、それをオペアンプ７の非反転入力端子に出力する。オペアンプ７は、定電圧Ｖ１を反転入力端子で入力すると、この定電圧Ｖ１が、非反転入力端子で入力する内部抵抗Ｒ１の第１電圧Ｖａより高い間、出力端子からＬレベル信号を出力して定電流用トランジスタTr１をオンする。このとき、通電回路５に流れるソレノイド駆動電流Ｉは増大し、第１電圧Ｖａが大きくなる。
一方、オペアンプ７は、反転入力端子で入力する定電圧Ｖ１が、内部抵抗Ｒ１の端子間電圧である第１電圧Ｖａよりも低いと、出力端子からＨレベル信号を出力して電源検知用トランジスタTr２をオフする。このとき、通電回路５に流れるソレノイド駆動電流Ｉは減少し、定電圧Ｖ１が小さくなる。そして、オペアンプ７は、Ｖ１＞Ｖａの時には第１電圧Ｖａが大きくなるように、Ｖ１＜Ｖａの時には第１電圧Ｖａが小さくなるように動作する。このように、本例のオペアンプ７は、第１電圧Ｖａと定電圧Ｖ１が同一となるように定電流用トランジスタTr１のゲート電位を制御することにより、通電回路５に一定のソレノイド駆動電流Ｉが流れ得る動作をとる。

ところで、この種のソレノイド駆動用半導体集積回路３が車両に搭載される場合、電源４としてはバッテリが用いられるが、この種の車載バッテリは使用環境や経年変化等でその電圧値が変動し易い特性がある。ここで、ソレノイド駆動用半導体集積回路３にはソレノイド駆動電流Ｉとして定電流が流れることから、仮に電源電圧Ｖccが上昇したとすると、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗは増加する。この消費電力Ｗの増加は発熱の要因になることから、消費電力Ｗが増加した際には、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の温度上昇が懸念される。ところで、この種のソレノイド駆動用半導体集積回路３には、最大限許容できる電力量、つまり許容損失Ｗ０という値が予め決められており、消費電力Ｗの増加に伴って消費電力Ｗが許容損失Ｗ０を超えると、ソレノイド駆動用半導体集積回路３が発熱により破損したり誤作動したりする可能性が生じる。

そこで、本例においては、電源検知用トランジスタTr２、電源検知回路９及び外付け抵抗Ｒ２を設け、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力増加を防いでいる。この消費電力低減処理として、電源検知回路９は分圧抵抗８の中点電位Ｖｋを電源電圧Ｖccとして入力し、この電源電圧Ｖccが閾値Ｖccth以上となるか否かを判定する。この閾値Ｖccthの値は、電源検知用トランジスタTr２をオンさせるかオフさせるかを判断する境目の電圧値であって、増加消費電力が無視できない値に達した際の電圧値に相当する。

このとき、電源検知回路９は、電源電圧Ｖccが閾値Ｖccth未満であると判定すると、電源検知用トランジスタTr２をオンする。即ち、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth未満であれば、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗは許容内であると認識する。従って、ソレノイド駆動電流Ｉの電流経路は、図３に示すように電源４→定電流用トランジスタTr１→電源検知用トランジスタTr２→内部抵抗Ｒ１→ソレノイド２となって、ソレノイド駆動用半導体集積回路３内で完結する経路をとる。

一方、電源電圧Ｖccと電圧閾値Ｖccthとを比較するに際して電源検知回路９は、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上であると判定すると、外付け抵抗Ｒ２を用いた消費電力低減処理が必要と判断し、電源検知用トランジスタTr２をオフする。即ち、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上であれば、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが許容損失Ｗ０を大きく超えると認識する。従って、ソレノイド駆動電流Ｉの電流経路は、図４に示すように電源４→定電流用トランジスタTr１→外付け抵抗Ｒ２→内部抵抗Ｒ１→ソレノイド２となって、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の外部に位置する外付け抵抗Ｒ２を迂回する経路をとる。

ここで、ソレノイド駆動電流Ｉの電流経路が外付け抵抗Ｒ２を経由せずにソレノイド駆動用半導体集積回路３内で完結する際（図３に示す状態）のソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力をＷ１、電流経路が外付け抵抗Ｒ２を迂回する際（図４に示す状態）のソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力をＷ２、ソレノイド２のリアクタンスをＲsoとすると、次式(1)及び(2)が成立する。

Ｗ１＝Ｖcc×Ｉ−Ｒso×Ｉ² … (1)

Ｗ２＝Ｖcc×Ｉ−Ｒso×Ｉ²−Ｒ２×Ｉ² … (2)

なお、上式(1)及び(2)で表したＩＣ消費電力Ｗ１，Ｗ２には、本来、電圧検知回路６、オペアンプ７、分圧抵抗８、電源検知回路９の消費電力も含まれるが、これらの消費電力は非常に小さい値であるから、上式(1)及び(2)においてはこれについては無視している。

また、本例で示す消費電力Ｗ１は、ソレノイド駆動用半導体集積回路３で消費電力が増加した際の消費電力にも相当することから、これをＷ１とし、許容損失をＷ０とした場合、外付け抵抗Ｒ２の値は次式(3)を満たす値として算出される。

Ｗ１−Ｗ０＝Ｒ２×Ｉ² … (3)

上式(1)及び(2)を見ても分かるように、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の電流経路が外付け抵抗Ｒ２を迂回する経路をとった場合、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の外部素子、つまり外付け抵抗Ｒ２で電力が消費されることになるので、ソレノイド駆動用半導体集積回路３での消費電力Ｗは、外付け抵抗Ｒ２で消費される電力分（式(2)の右辺に示すＲ２×Ｉ²）だけ低減する。従って、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗを許容損失Ｗ０内の値に抑えることが可能となり、これに伴ってソレノイド駆動用半導体集積回路３の温度上昇も低減され、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の故障や誤作動が生じ難くなる。
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。

（１）ソレノイド駆動用半導体集積回路３に外付け抵抗Ｒ２を設け、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上となって高電圧化した際に、ソレノイド駆動電流Ｉを外付け抵抗Ｒ２に迂回させ、その外付け抵抗Ｒ２で電力を消費させる。従って、外付け抵抗Ｒ２で電力が消費される分、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗを低減することができ、ソレノイド駆動用半導体集積回路３に破損や誤作動を生じ難くすることができる。

（２）ソレノイド駆動用半導体集積回路３が例えば車両に搭載された場合、電源４は車載バッテリとなるが、この場合においては、使用環境が過酷であることや経年変化等により電圧変動が大きい現状があることから、電圧変動の生じる可能性が高い。従って、消費電力低減処理を行うに際し、電源電圧Ｖccを実施可否の監視パラメータとすれば、電源４として車載バッテリが用いられたとしても、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが許容損失Ｗ０を超えてしまう状況を発生し難くすることができ、電源電圧Ｖccを消費電力低減処理の監視パラメータとすることは、この観点から見ると特に効果が高い。

（３）ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗを低減する放熱素子として抵抗（外付け抵抗Ｒ２）を用いているので、この種の抵抗素子は簡単にしかも安価に入手することが可能であることから、実施に際して部品入手を簡単に行うことができ、しかも部品コストも低く抑えることができる。

（４）ソレノイド駆動用半導体集積回路３で消費電力低減処理を行うに際し、電源検知用トランジスタTr２、分圧抵抗８及び電源検知回路９をソレノイド駆動用半導体集積回路３へ組み込んだので、これら部品と半導体集積回路とが一体となった部品を提供することができる。

（５）ソレノイド２を駆動するには、ある程度大きな値のソレノイド駆動電流Ｉが必要であることから、ソレノイド駆動用半導体集積回路３でソレノイド２を駆動する場合には、このソレノイド駆動用半導体集積回路３に高電流を流す必要がある。このように、ソレノイド駆動用半導体集積回路３に流れる電流が高電流の場合、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗはその上昇割合が非常に大きくなることから、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力増加という問題は特に顕著となる。しかし、本例の消費電力低減処理を採用すれば、高電流を流す必要のあるこの種のソレノイド駆動用半導体集積回路３であっても、許容損失Ｗ０を超え難くすることができる。

（第２実施形態）
次に、本例の第２実施形態を図５及び図６に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に対してソレノイド駆動電流Ｉの電流経路を外付け抵抗に迂回させる際の判断基準パラメータを増やした点が相違しており、他の基本的な構成については同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図５に示すように、電源検知用トランジスタTr２と内部抵抗Ｒ１との間には、例えばＭＯＳＦＥＴから成る温度検知用トランジスタTr３が接続されている。この温度検知用トランジスタTr３の並列位置には、樹脂パッケージ１０の外部に取り付けられた外付け抵抗Ｒ３が接続されている。この外付け抵抗Ｒ３は、外付け抵抗Ｒ２と同様に、仮に電源電圧Ｖccが上昇したとしても、ソレノイド駆動用半導体集積回路３内で消費される消費電力Ｗが低減するように作用する素子である。なお、温度検知用トランジスタTr３が第３スイッチング手段を構成し、外付け抵抗Ｒ３が放熱手段を構成する。

電源検知用トランジスタTr２及び温度検知用トランジスタTr３の両ゲート端子には、これらトランジスタTr２，Tr３のゲート電位を制御するスイッチング制御回路２１が接続されている。このスイッチング制御回路２１には、ＩＣ周囲の温度を検出可能な温度検知回路２２が接続されている。温度検知回路２２は、ＩＣ外に配置された温度センサ２３に接続され、この温度センサ２３の検出信号から求まるＩＣ周囲の温度（以下、ＩＣ周囲温度Ｔicと記す）を、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の温度値として求める。温度センサ２３は、ソレノイド駆動用半導体集積回路３以外の他の機器や回路との間で共用されるセンサであって、例えばインストルメントパネルの内部に配置されている。
スイッチング制御回路２１は、電源電圧Ｖcc及びＩＣ周囲温度Ｔicをパラメータとして電源検知用トランジスタTr２及び温度検知用トランジスタTr３のスイッチング状態を制御する。このスイッチング制御としては、電源電圧Ｖccと電圧閾値Ｖccthとを比較した際のその比較結果と、ＩＣ周囲温度Ｔicと温度閾値Ｔicthとを比較した際の比較結果とを用い、２つのトランジスタTr２，Tr３においてどのトランジスタをオフするかを決め、ソレノイド駆動電流Ｉを所望の外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３に迂回させる処理である。この温度閾値Ｔicthは、温度検知用トランジスタTr３をオンさせるかオフさせるかを判断する境目の電圧値であって、温度上昇に伴う増加消費電力が無視できない値に達した際の温度値に相当する。
さて、ソレノイド駆動用半導体集積回路３が駆動した際、図６（ａ）の状態図に示すように、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth未満であれば、ＩＣ周囲温度Ｔicの温度値に関係なく、ソレノイド駆動電流Ｉは内部抵抗Ｒ１のみに流れる。即ち、電源電圧Ｖccが閾値Ｖccth未満であれば、外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３を用いた消費電力低減処理は不要と判断され、この判断時においてはトランジスタTr２，Tr３が両方ともオンされることにより、ソレノイド駆動電流Ｉが内部抵抗Ｒ１のみに流れる。この条件下においてＩＣ周囲温度Ｔicを判断材料に含まないのは、温度上昇だけでソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが許容損失Ｗ０以上となることは考え難いからである。

電源４が電圧上昇した場合、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上となると、ＩＣ周囲温度Ｔicが温度閾値Ｔicth未満を維持していれば、その時は外付け抵抗Ｒ２で電力を消費させる必要があると判断される。このため、温度検知用トランジスタTr３はオンのままであるものの、電源検知用トランジスタTr２がオフされ、ソレノイド駆動電流Ｉは内部抵抗Ｒ１及び外付け抵抗Ｒ２を流れる。

電源４の電圧上昇に伴い電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上となり、しかもＩＣ周囲温度Ｔicも温度閾値Ｔicth以上となると、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが許容損失Ｗ０を大きく超える可能性が高くなり、その時は２つの外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３で電力を消費させる必要があると判断される。このため、２つのトランジスタTr２，Tr３がともにオフされ、ソレノイド駆動電流Ｉは内部抵抗Ｒ１、外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３を流れる。従って、２つの外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３で電力が消費されることになり、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが大きく上昇する状況下となっても、これを抑制することが可能となる。

従って、電源電圧Ｖcc及びＩＣ周囲温度Ｔicの両者の上昇で相乗的にソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが増加する状況となっても、その時には２つの外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３で電力を消費させる。よって、電源電圧Ｖccの上昇時において更にＩＣ周囲温度Ｔicが上昇してソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが大きく増加する場合であっても、その時の消費電力増加を低く抑えることが可能となる。なお、図６（ｂ）に示すように、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth未満の時、ＩＣ周囲温度Ｔicが温度閾値Ｔicth以上となれば、ソレノイド駆動電流Ｉを外付け抵抗Ｒ３に流すようにしてもよい。
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（５）に記載の効果に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（６）一般に、ＩＣの許容損失Ｗ０は、ＩＣ周囲温度Ｔicの上昇とともに低い値になってしまう現状がある。従って、本例のように外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３で放熱させるに際し、その判断のパラメータとしてＩＣ周囲温度Ｔicを監視するようにすれば、仮にＩＣ周囲温度Ｔicが過度に上昇したとしても、ＩＣの消費電力Ｗ１が許容損失Ｗ０を超えてしまう状況になり難い。よって、外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３を使用する際の判断パラメータとしてＩＣ周囲温度Ｔicを用いることは、この観点からも効果が高い。

（７）電源電圧Ｖccだけでなくソレノイド駆動用半導体集積回路３のＩＣ周囲温度Ｔicも監視し、電源電圧Ｖccが電圧閾値Ｖccth以上となりつつ、しかもＩＣ周囲温度Ｔicが温度閾値Ｔicth以上となった場合は、２つの外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３で電力を消費させる。ところで、このように外付け抵抗を２つ用いるのではなく、例えば予め抵抗値の高い外付け抵抗Ｒ２を１つ用意しておくことにより、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが大幅に増加してもそれに対応可能とすることも考えられるが、この場合はソレノイド２に定電流を流すに際し、ソレノイド２に常に高電流が流れ込むことになり、この方法を用いるのはあまり好ましくない。従って、本例のように外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３を多段で設ける構造を採用すれば、ソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力Ｗが大幅に増加する状況となっても、効果的にソレノイド駆動用半導体集積回路３の消費電力を低減することができる。

なお、上記実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 第１及び第２実施形態において、定電流用トランジスタTr１、電源検知用トランジスタTr２及び温度検知用トランジスタTr３は、必ずしもＭＯＳＦＥＴに限らず、通電回路５の電流経路をオンオフできる素子であれば、その種類は特に限定されない。

・ 第１及び第２実施形態において、ソレノイド駆動用半導体集積回路３に一定のソレノイド駆動電流Ｉを流す構造は、内部抵抗Ｒ１の第１電圧Ｖａと定電圧Ｖ１が同一となるようにオペアンプ７が定電流用トランジスタTr１のゲート電位を制御する構造に限らず、その採用素子や回路構造は適宜変更可能である。

・ 第１及び第２実施形態において、放熱手段は、必ずしも抵抗（外付け抵抗Ｒ２，Ｒ３）に限定されず、例えばトランジスタやダイオードなど、放熱効果を持つ素子であればよい。

・ 第１及び第２実施形態において、消費電力低減処理を行うに際し、必ずしも電源電圧Ｖccの監視を条件にすることに限らず、例えばＩＣ周囲温度Ｔicのみを監視条件とする構造でもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、本例のソレノイド駆動用半導体集積回路３の採用対象は、必ずしも電気錠に限らず、例えば電磁ポンプなどの他の様々な機種や装置に搭載してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記放熱手段は抵抗である。この場合、この種の抵抗は簡単でしかも安価に手に入れることが可能であることから、放熱手段として抵抗を用いれば、実施に際して部品入手を簡単に行うことが可能であり、しかも部品コストも低く抑えることが可能である。

（２）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記消費電力増加のパラメータを検出する第２検出手段を備えた。この場合、消費電力増加に起因するパラメータを検出する第２検出手段を、負荷駆動用半導体集積回路に組み込むことが可能となり、第２検出手段が一体となった負荷駆動用半導体集積回路を提供することが可能となる。

第１実施形態におけるソレノイド駆動用半導体集積回路の回路図。 ソレノイド駆動用半導体集積回路が基板に実装された際の平面図。 通常状態の時のソレノイド駆動電流の流れを示す回路図。 外付け抵抗にソレノイド駆動電流が流れた際の回路図。 第２実施形態におけるソレノイド駆動用半導体集積回路の回路図。 （ａ），（ｂ）は電源電圧及びＩＣ温度の値と、採用する外付け抵抗との関係を示した関係図。

符号の説明

２…負荷としてのソレノイド、５…通電回路、６…検出手段としての電圧検知回路、７…第１制御手段としてのオペアンプ、９…第２制御手段としての電源検知回路、１１…樹脂パッケージ、Tr１…第１スイッチング手段としての定電流用トランジスタ、Ｉ…電流としてのソレノイド駆動電流、Ｒ２，Ｒ３…放熱手段としての抵抗、Tr２，Tr３…第２及び第３スイッチング手段としての電源検知用トランジスタ、Ｖcc…パラメータを構成する電源電圧、Ｔic…パラメータを構成するＩＣ温度、Ｗ…消費電力。

Claims (3)

1. 負荷の電流経路上に直列接続された第１スイッチング手段と、
   前記負荷の通電回路の状態変化を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号に基づき、前記負荷に流れる電流が一定になるように前記第１スイッチング手段のスイッチ状態を制御する第１制御手段と、
   前記通電回路に前記第１スイッチング手段と直列状態で接続された第２スイッチング手段と、
   前記通電回路に接続されつつ、本回路のパッケージに外付けされた放熱手段と、
   消費電力増加の原因となるパラメータに基づき、前記消費電力が増加すると判断した際、前記第２スイッチング手段をオフ状態に切り換えることにより、前記電流を前記放熱手段に迂回させる第２制御手段と
   を備えたことを特徴とする負荷駆動用半導体集積回路。
2. 前記第２制御手段は、前記負荷の電源電圧を前記パラメータとして監視することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動用半導体集積回路。
3. 前記第２スイッチング手段及び前記放熱手段は、前記消費電力増加の原因となる種々のパラメータごとに複数組設けられ、前記第２制御手段は、これら前記パラメータに基づき、複数の前記第２スイッチング手段のスイッチ状態を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動用半導体集積回路。

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