JP2009282839A - 負荷駆動装置及び半導体素子 - Google Patents

Abstract

【課題】異常高温の原因がスイッチング素子であっても、スイッチング素子ではなくても、スイッチング素子を異常な高温から保護することができる負荷駆動装置及び半導体素子を提供する。
【解決手段】スイッチング素子であるＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度を検出する素子温度センサ４１の検出結果が所定温度を超えており、且つ、例えばＦＥＴ３１に対応する電流センサ５１の検出結果が所定電流値を超えているときは、異常高温の原因がＦＥＴ３１であるため、ＦＥＴ３１をオフにする。全てのＦＥＴ３１〜３３に対応する電流センサ５１〜５３の検出結果が所定電流値を超えていないときは、異常高温の原因がＦＥＴ３１〜３３ではないため、車両における重要度が低いリアフォグランプ６１に接続されているＦＥＴ３１をオフにする。ただし、既にＦＥＴ３１がオフにされている場合は、２番目に重要度が低いフォグランプ６２に接続されているＦＥＴ３２をオフにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のスイッチング素子を備える負荷駆動装置、及び複数のスイッチング素子をワンチップ上に集積してなる半導体素子に関する。

例えば車載用の負荷駆動装置は、バッテリと、各種ランプ、各種モータ等の負荷との間に接続される。また、負荷駆動装置は、これらの負荷を夫々駆動するために、バッテリから与えられた電力をスイッチングする複数個のスイッチング素子を含む集積回路又は個別回路を備える。スイッチング素子がオンにされた場合、負荷駆動装置を介してバッテリから負荷へ給電され、スイッチング素子がオフにされた場合、バッテリから負荷へ給電されなくなる。

スイッチング素子が異常な高温になった場合、スイッチング素子に劣化、故障等の不具合が生じることがある。スイッチング素子が異常高温になる主な原因は、過電流によるスイッチング素子の異常な自己発熱である。
複数のスイッチング素子がワンチップ上に集積されている場合は、異常発熱しているスイッチング素子の周辺のスイッチング素子が、異常高温の悪影響を受けることがある。このため、一箇所の異常が全体故障に発展する虞がある。
以上のような不都合を抑制するために、異常な高温を検出した場合に、温度が下がるまでスイッチング素子をオフにすることによって、スイッチング素子を保護することが考えられる。

しかしながら、例えば車両において、ヘッドライトを駆動するためのスイッチング素子をオフにしてしまうと、ヘッドライトを使用することができず、車両の運転に支障を来たす。
そこで、車両においてヘッドライトよりも重要度が低いテールランプを駆動するためのスイッチング素子を先にオフにし、このスイッチング素子をオフにしても温度が下がらなければヘッドライトを駆動するためのスイッチング素子をオフにするような過熱保護装置及び負荷制御装置が提案されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１，２に開示されている過熱保護装置及び負荷制御装置は、異常な高温を検出した場合に、重要度が低い負荷への給電を停止して、重要度が高い負荷への給電を継続させることができる。ところが、重要度が高い負荷を駆動するためのスイッチング素子が異常高温の原因となっている場合、このスイッチング素子がオフにされるまでに長時間を要し、スイッチング素子の劣化、故障等の不具合を招き易いという問題がある。

このような問題を解決するために、異常な高温を検出した場合に、各スイッチング素子夫々に流れる電流値に基づいて、過電流が流れているスイッチング素子を特定し、特定されたスイッチング素子をオフにする負荷制御装置が提案されている（特許文献３参照）。このような負荷制御装置では、異常高温の原因となっているスイッチング素子を早期にオフにすることができる。
特開２００１−３１３３６４号公報 特開２００２−１１８９５５号公報 特開２００２−２３２２８０号公報

ところが、異常高温の原因がスイッチング素子ではない場合、即ちスイッチング素子以外の熱源体が異常高温の原因である場合、各スイッチング素子夫々に流れる電流値に基づいて異常高温の原因を特定することはできないため、特許文献３に開示されている負荷制御装置では、異常な高温に対処することができないという問題がある。

ところで、特許文献１，２に開示されている過熱保護装置及び負荷制御装置では、複数のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子の近傍の温度を検出する１個の温度センサとがワンチップ上に集積されている。このため、スイッチング素子個々に温度センサを備える場合に比べて、装置に備えるべき温度センサの個数を減少させ、装置を小型化することができる。
しかしながら、１個の温度センサで全てのスイッチング素子の近傍の温度を検出しているため、特に多数個のスイッチング素子を備える場合、温度センサに近接配置されているスイッチング素子の温度は検出結果に忠実に反映されるが、温度センサから離隔配置されているスイッチング素子の温度が検出結果に反映され難いことがある。

そこで、特許文献３に開示されている負荷制御装置は、全てのスイッチング素子と温度センサとを、リードフレームを用いて熱的に密に結合し、温度センサから離隔配置されているスイッチング素子の温度も検出結果に反映され易くしている。
しかしながら、スイッチング素子同士もリードフレームによって熱的に結合されるため、異常発熱しているスイッチング素子の高熱が正常なスイッチング素子に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、異常発熱している熱源体をオフにすることによって異常高温に対処する手法では、電源回路が異常発熱している場合、電源回路がオフにされる。しかしながら、電源回路をオフにすることによって、電源回路を介して給電されていた負荷が全て使用不能になるという問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数個のスイッチング素子の近傍の温度を検出する素子温度センサの検出結果が所定温度を超えている場合、少なくとも１つのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているときは、電流センサの検出結果が所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行ない、全てのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていないときは、複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう構成とすることにより、異常高温の原因がスイッチング素子であるときは、異常発熱しているスイッチング素子を異常な高温から保護し、異常高温の原因がスイッチング素子ではないときは、重要度が低い負荷に対応するスイッチング素子から順に、スイッチング素子を異常な高温から保護することができる負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとの組がワンチップ上に複数組集積されていることにより、多数個のスイッチング素子を備える場合でも、スイッチング素子同士を熱的に結合せずにスイッチング素子の近傍の温度を確実に検出し、しかも素子温度センサの個数を減少させることができる負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電源回路の温度を検出する電源温度センサの検出結果が所定温度を超えている場合、電源回路から電力が与えられる少なくとも１つのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているときは、電流センサの検出結果が所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行ない、電源回路から電力が与えられる全てのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていないときは、複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう構成とすることにより、電源回路が異常発熱していても、電源回路に対して直接的に保護制御を行なわずに、電源回路を異常な高温から保護することができる負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、スイッチング素子に対して、スイッチング素子をオフにするか、又はＰＷＭ制御を行なう構成とすることにより、スイッチング素子に対応する負荷の種類、使用状況等に応じて、適切な保護制御を行なうことができる負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサと、制御部とがワンチップ上に集積されていることにより、小型化された負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとがワンチップ上に集積されていることにより、異常高温の原因を確実に特定するための各種センサを備え、しかも小型化された半導体素子を提供することにある。

第１発明に係る負荷駆動装置は、複数個の負荷夫々を駆動するために与えられた電力をスイッチングする複数個のスイッチング素子と、該スイッチング素子の近傍の温度を検出する１個の素子温度センサと、前記スイッチング素子夫々に流れる電流値を夫々検出する複数個の電流センサとをワンチップ上に集積してなる半導体素子を備える負荷駆動装置であって、前記素子温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する素子温度判定手段と、各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する素子電流判定手段と、前記素子温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記素子電流判定手段が、少なくとも１つが超えていると判定した場合、前記所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう素子特定保護制御手段と、前記素子温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記素子電流判定手段が、全てが超えていないと判定した場合、前記複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう素子順次保護制御手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る負荷駆動装置は、前記半導体素子は、前記複数個のスイッチング素子と、前記１個の素子温度センサと、前記複数個の電流センサとの組を複数組、前記ワンチップ上に集積してなり、前記素子温度判定手段による判定、前記素子電流判定手段による判定、前記素子特定保護制御手段による保護制御、及び前記素子順次保護制御手段による保護制御は、各組に対して実行されるようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る負荷駆動装置は、前記電力を前記複数個のスイッチング素子に与える電源回路と、該電源回路の温度を検出する電源温度センサと、前記電源温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する電源温度判定手段と、前記電源回路から電力が与えられる各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する電源電流判定手段と、前記電源温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記電源電流判定手段が、少なくとも１つが超えていると判定した場合、前記所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう電源特定保護制御手段と、前記電源温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記電源電流判定手段が、全てが超えていないと判定した場合、前記複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう電源順次保護制御手段とを更に備え、前記半導体素子は、前記電源回路と前記電源温度センサとを前記ワンチップ上に集積してなることを特徴とする。

第４発明に係る負荷駆動装置は、スイッチング素子に対する保護制御として、スイッチング素子をオフにするオフ制御又はＰＷＭ制御を行なうようにしてあることを特徴とする。

第５発明に係る負荷駆動装置は、前記半導体素子は、各種判定手段及び各種制御手段として機能する制御部を前記ワンチップ上に備えることを特徴とする。

第６発明に係る半導体素子は、複数個のスイッチング素子と、該スイッチング素子の近傍の温度を検出する１個の素子温度センサと、前記スイッチング素子夫々に流れる電流値を夫々検出する複数個の電流センサとをワンチップ上に集積してなることを特徴とする。

第１発明にあっては、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとをワンチップ上に集積してなる半導体素子が備えられている。更に、素子温度判定手段、素子電流判定手段、素子特定保護制御手段、及び素子順次保護制御手段が備えられている。
各スイッチング素子は、負荷を駆動するために与えられた電力をスイッチングする。
素子温度センサは、ワンチップ上に集積されている複数個のスイッチング素子の近傍の温度を検出する。従って、複数個のスイッチング素子夫々に素子温度センサを備える必要はない。一方、各電流センサは、スイッチング素子に一対一対応で備えられており、自身に対応するスイッチング素子夫々に流れる電流値を検出する。

素子温度判定手段は、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する。つまり、素子温度センサは、スイッチング素子の異常発熱又はスイッチング素子以外の熱源体の異常発熱によってスイッチング素子が高温になっていることを検出するために用いられる。
素子電流判定手段は、各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する。

素子温度判定手段が、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、素子電流判定手段が、少なくとも１つのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていると判定した場合、素子特定保護制御手段は、電流センサの検出結果が所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう。
一方、素子温度判定手段が、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、素子電流判定手段が、全てのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていないと判定した場合、素子順次保護制御手段は、複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう。

つまり、電流センサは、スイッチング素子が高温になっている場合に、異常高温の原因であるスイッチング素子を特定するか、又は、異常高温の原因がスイッチング素子ではないことを特定するために用いられる。
また、スイッチング素子に過電流が流れている場合、過電流によって異常発熱しているスイッチング素子が異常高温の原因であると考えられるため、異常高温の原因であるスイッチング素子を異常な高温から保護する。
更に、スイッチング素子に過電流が流れていない場合、スイッチング素子以外の熱源体が異常高温の原因であると考えられるため、例えば重要度が低い負荷に対応するスイッチング素子から順に、スイッチング素子を異常な高温から保護する。

なお、素子温度判定手段、素子電流判定手段、素子特定保護制御手段、及び素子順次保護制御手段は、各判定及び各保護制御を個々に司る複数個の制御部であってもよく、各判定及び各保護制御を全て司る１個の制御部であってもよい。

第２発明にあっては、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとの組を、ワンチップ上に複数組集積してなる半導体素子が備えられている。従って、１個の素子温度センサが、ワンチップ上に集積されている全てのスイッチング素子の温度を検出する必要がない。
また、素子温度判定手段による判定、素子電流判定手段による判定、素子特定保護制御手段による保護制御、及び素子順次保護制御手段による保護制御は、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとの組夫々に対して実行される。

具体的には、素子温度判定手段は、各組の素子温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する。
素子電流判定手段は、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えている組の各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する。
素子温度判定手段が、少なくとも１つの組の素子温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、素子電流判定手段が、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えている組の少なくとも１つのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていると判定した場合、素子特定保護制御手段は、電流センサの検出結果が所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう。

一方、素子温度判定手段が、少なくとも１つの組の素子温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、素子電流判定手段が、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えている組の全てのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていないと判定した場合、素子順次保護制御手段は、素子温度センサの検出結果が所定温度を超えている組の複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう。
なお、素子温度判定手段、素子電流判定手段、素子特定保護制御手段、及び素子順次保護制御手段は、各組に対する判定及び保護制御を個々に司る複数個の制御部であってもよく、各組に対する判定及び保護制御を全て司る１個の制御部であってもよい。

以上のような負荷駆動装置による場合、１個の素子温度センサが、ワンチップ上に集積されている全てのスイッチング素子の温度を検出する必要がない。即ち、全てのスイッチング素子の温度を１個の素子温度センサの検出結果に反映させる必要がないため、全てのスイッチング素子と温度センサとを熱的に密に結合する必要がない。従って、異常発熱しているスイッチング素子の高熱が、このスイッチング素子と熱的に結合している正常なスイッチング素子に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

しかも、１個の素子温度センサは、ワンチップ上に集積されている適度な個数のスイッチング素子の近傍の温度を検出すればよい。このため、例えばこれらのスイッチング素子を素子温度センサから等距離の位置に配することができる。従って、これらのスイッチング素子の温度を１個の素子温度センサの検出結果に忠実に反映させることができる。
また、ワンチップ上に集積されている全てのスイッチング素子夫々に対して素子温度センサを備える必要がないため、負荷駆動装置に備えるべき素子温度センサの個数を減少させることができ、負荷駆動装置を小型化することができる。

第３発明にあっては、複数個のスイッチング素子、１個の素子温度センサ、及び複数個の電流センサの組を少なくとも１組と、電源回路と、電源温度センサとをワンチップ上に集積してなる半導体素子が備えられている。更に、電源温度判定手段、電源電流判定手段、電源特定保護制御手段、及び電源順次保護制御手段が備えられている。
電源回路は、与えられた電力を複数個のスイッチング素子に与える。つまり、これらのスイッチング素子に対応する負荷は、電源回路を介して給電される。なお、１個の組のスイッチング素子が電源回路から電力を与えられてもよく、複数個の組のスイッチング素子が電源回路から電力を与えられてもよい。

電源温度センサは、電源回路の温度を検出する。
電源回路の温度は、電源回路自身の発熱と、電源回路周辺のスイッチング素子、即ち電源回路から電力が与えられるスイッチング素子の発熱との両方に起因すると考えられる。
電源温度判定手段は、電源温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する。つまり、電源温度センサは、電源回路の異常発熱又は電源回路から電力が与えられるスイッチング素子の異常発熱によって電源回路が高温になっていることを検出するために用いられる。
電源電流判定手段は、電源回路から電力が与えられる各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する。

電源温度判定手段が、電源温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、電源電流判定手段が、電源回路から電力が与えられる少なくとも１つのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていると判定した場合、電源特定保護制御手段は、電流センサの検出結果が所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう。
一方、電源温度判定手段が、電源温度センサの検出結果が所定温度を超えていると判定し、且つ、電源電流判定手段が、電源回路から電力が与えられる全てのスイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えていないと判定した場合、電源順次保護制御手段は、電源回路から電力が与えられる複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう。

つまり、電流センサは、電源回路が高温になっている場合に、電源回路から電力が与えられるスイッチング素子の中から、電源回路の異常高温の原因であるスイッチング素子を特定するか、又は、電源回路の異常高温の原因がスイッチング素子ではないことを特定するために用いられる。
また、電源回路から電力が与えられるスイッチング素子に過電流が流れている場合、過電流によって異常発熱しているスイッチング素子が電源回路の異常高温の原因であると考えられる。このため、異常高温の原因となる過電流が流れているスイッチング素子を異常な高温から保護することによって、電源回路を異常な高温から保護する。

更に、電源回路から電力が与えられるスイッチング素子に過電流が流れていない場合、例えば重要度が低い負荷に対応するスイッチング素子から順に、スイッチング素子を異常な高温から保護することによって、電源回路を異常な高温から保護する。
なお、電源温度判定手段、電源電流判定手段、電源特定保護制御手段、及び電源順次保護制御手段は、各判定及び各制御を個々に司る複数個の制御部であってもよく、各判定及び各制御を全て司る１個の制御部であってもよい。

以上のような負荷駆動装置による場合、電源回路が異常高温になっていても、電源回路に対して直接的に保護制御を行なう必要がない。更に詳細には、電源回路の異常高温の原因がスイッチング素子であるときは、異常高温の原因であるスイッチング素子に対して保護制御を行なうことができる。また、電源回路の異常高温の原因がスイッチング素子ではないときは、例えば重要度が低い負荷を駆動するためのスイッチング素子に対して先に保護制御を行ない、このスイッチング素子に対して保護制御を行なっても温度が下がらなければ、重要度が高い負荷を駆動するためのスイッチング素子に対して保護制御を行なうことができる。

このようにして、電源回路から電力が与えられる各スイッチング素子に対して保護制御が行なわれることによって、間接的に、電源回路に対して保護制御を行なうことができる。従って、電源回路を異常な高温から保護することができる。
以上の結果、電源回路に対して直接的に保護制御を行なうことによって、電源回路を介して給電されていた負荷が全て使用不能又は使用困難になる不都合が抑制される。

第４発明にあっては、素子特定保護制御手段及び素子順次保護制御手段が、スイッチング素子に対する保護制御として、スイッチング素子をオフにするオフ制御を行なうか、又は、ＰＷＭ制御を行なう。電源特定保護制御手段及び電源順次保護制御手段を備える場合は、これらの保護制御手段も、スイッチング素子に対する保護制御として、スイッチング素子をオフにするオフ制御を行なうか、又は、ＰＷＭ制御を行なう。

例えば保護制御すべきスイッチング素子に対応する負荷の重要度が低いか、又はこの負荷の使用を停止しても問題がない等の場合は、スイッチング素子を完全にオフにすることによって、スイッチング素子の発熱量を、“０”に低減させる。一方、保護制御すべきスイッチング素子に対応する負荷の重要度が高いか、又はこの負荷の使用を継続させる必要がある等の場合は、スイッチング素子を完全にオフにせず、所定のタイミングでオンとオフとを切り替えることによって、スイッチング素子の発熱量を、スイッチング素子を常にオンにしている場合よりも低減させる。
勿論、保護制御すべき全てのスイッチング素子に対してオフ制御のみ又はＰＷＭ制御のみを行なっても問題はない。

以上のような負荷駆動装置による場合、例えばスイッチング素子に対応する負荷の種類、使用状況等に応じて、スイッチング素子に対し、オフ制御及びＰＷＭ制御の何れか適切な保護制御を行なうことができる。このため、必要な負荷に対応するスイッチング素子がオフ制御されたり、不要な負荷に対応するスイッチング素子がＰＷＭ制御されたりする不都合を抑制することができる。
また、保護制御すべき全てのスイッチング素子に対してオフ制御のみ又はＰＷＭ制御のみを行なう場合は、保護制御のための処理手順又は回路構成を簡易にすることができる。

第５発明にあっては、複数個のスイッチング素子、１個の素子温度センサ、及び複数個の電流センサの組を少なくとも１組と、制御部とをワンチップ上に集積してなる半導体素子が備えられている。この制御部は、少なくとも素子温度判定手段、素子電流判定手段、素子特定保護制御手段及び素子順次保護制御手段として機能する。
又は、複数個のスイッチング素子、１個の素子温度センサ、及び複数個の電流センサの組を少なくとも１組と、電源回路及び電源温度センサと、制御部とをワンチップ上に集積してなる半導体素子が備えられている。この制御部は、素子温度判定手段、素子電流判定手段、素子特定保護制御手段及び素子順次保護制御手段並びに電源温度判定手段、電源電流判定手段、電源特定保護制御手段及び電源順次保護制御手段として機能する。

即ち、スイッチング素子又は電源回路の異常な高温に適切に対処するための構成が、１個の半導体素子にまとめられている。
以上のような負荷駆動装置による場合、負荷駆動装置を小型化することができる。

第６発明にあっては、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとがワンチップ上に集積されている。
素子温度センサは、ワンチップ上に集積されている複数個のスイッチング素子の近傍の温度を検出する。従って、複数個のスイッチング素子夫々に素子温度センサを備える必要はない。このような素子温度センサは、例えばスイッチング素子の異常発熱又はスイッチング素子以外の熱源体の異常発熱によってスイッチング素子が高温になっていることを検出するために用いられる。

一方、各電流センサは、スイッチング素子に一対一対応で備えられており、自身に対応するスイッチング素子夫々に流れる電流値を検出する。このような電流センサは、例えばスイッチング素子が高温になっている場合に、異常高温の原因であるスイッチング素子を特定するか、又は、異常高温の原因がスイッチング素子ではないことを特定するために用いられる。

本発明の負荷駆動装置による場合、異常高温の原因がスイッチング素子であるときは、各スイッチング素子夫々に流れる電流値に基づいて異常高温の原因であるスイッチング素子を特定し、特定されたスイッチング素子に対する保護制御を行なうことができる。この結果、異常高温の原因であるスイッチング素子に対して早期に保護制御を行なうことができ、しかも、異常高温の原因ではないスイッチング素子に対して保護制御を行なってしまう不都合を抑制することができる。つまり、異常高温の原因を取り除くための適切な処置を行なうことができる。

また、異常高温の原因がスイッチング素子ではないときは、各スイッチング素子夫々に流れる電流値に基づいて異常高温の原因を特定することはできない。ただし、例えば重要度が低い負荷を駆動するためのスイッチング素子に対して先に保護制御を行ない、このスイッチング素子に対して保護制御を行なっても温度が下がらなければ重要度が高い負荷を駆動するためのスイッチング素子に対して保護制御を行なうことができる。従って、異常高温が生じた場合であっても、重要度が低い負荷への給電を停止又は制限して、重要度が高い負荷への給電を継続させることができる。

以上の結果、異常高温の原因がスイッチング素子であっても、スイッチング素子以外の熱源体であっても、本発明の負荷駆動装置は、異常高温に適切に対処することができる。従って、スイッチング素子が高温になることによって、スイッチング素子に劣化、故障等の不具合が生じることを抑制することができる。

ところで、本発明の負荷駆動装置においては、複数のスイッチング素子がワンチップ上に集積されているが、本発明の負荷駆動装置は、異常高温に適切に対処することができるため、異常発熱しているスイッチング素子の周辺のスイッチング素子が、高熱の悪影響を受けることを抑制することができる。従って、一箇所の異常が全体故障に発展するという不都合を抑制することができる。

本発明の半導体素子による場合、複数個のスイッチング素子と、１個の素子温度センサと、複数個の電流センサとをコンパクトに備えることができる。このため、半導体素子を小型化することができ、この半導体素子を備える装置を小型化することができる。
このような半導体素子は、例えば本発明の負荷駆動装置が備える半導体素子に適用することができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態 １．
図１は、本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置の要部構成を示すブロック図である。
図中１は負荷駆動装置であり、負荷駆動装置１は、図示しない車両に搭載されている。この車両には、バッテリＢと、バッテリＢから負荷駆動装置１を介して給電される複数の車載負荷６１〜６５が備えられている。本実施の形態では、車載負荷６１〜６５として、リアフォグランプ６１、フォグランプ６２、ヘッドライト６３、ブザー類６４及びセンサ類６５を例示する。
バッテリＢは鉛蓄電池又はリチウム電池等を用いてなり、電圧Ｖ_B を出力する。

負荷駆動装置１は、車載負荷６１〜６５を駆動する機能を有するＥＣＵであり、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１０、Ｉ／Ｏポート１１、及び半導体素子２を備える。半導体素子２は、駆動回路２１〜２５、ＦＥＴ３１〜３５、素子温度センサ４１，４２、電源温度センサ４３、電流センサ５１〜５５、及び電源回路７をワンチップ上に集積してなる。
マイクロプロセッサ１０は、負荷駆動装置１の制御中枢であり、制御部として機能する。
Ｉ／Ｏポート１１は、マイクロプロセッサ１０、及び図示しない他のＥＣＵと接続されており、マイクロプロセッサ１０から他のＥＣＵへ、又は他のＥＣＵからマイクロプロセッサ１０へ、Ｉ／Ｏポート１１を介して各種の制御信号が入出力される。

ＦＥＴ３１〜３５は、５個の車載負荷６１〜６５夫々を駆動するために、バッテリＢから与えられた電力をスイッチングする５個のスイッチング素子である。
ＦＥＴ３１はバッテリＢとリアフォグランプ６１との間に直列に接続されており、ＦＥＴ３１がオンの場合はバッテリＢからリアフォグランプ６１へ電圧Ｖ_B が印加される。ＦＥＴ３２はバッテリＢとフォグランプ６２との間に直列に接続されており、ＦＥＴ３２がオンの場合はバッテリＢからフォグランプ６２へ電圧Ｖ_B が印加される。ＦＥＴ３３は電源回路７とヘッドライト６３との間に直列に接続されており、ＦＥＴ３３がオンの場合はバッテリＢからヘッドライト６３へ電圧Ｖ_B が印加される。ＦＥＴ３１〜３３は互いに並列に接続されている。

電源回路７はＤＣ／ＤＣコンバータを用いてなり、バッテリＢとＦＥＴ３４，３５夫々との間に直列に接続されている。電源回路７は、バッテリＢから与えられた電圧Ｖ_B を電圧Ｖ_C に降圧してＦＥＴ３４，３５夫々に与えるよう構成されている。電源回路７とＦＥＴ３１〜３３とは互いに並列に接続されている。
ＦＥＴ３４は、電源回路７とブザー類６４との間に直列に接続されており、ＦＥＴ３４がオンの場合は電源回路７を介してブザー類６４へ電圧Ｖ_C が印加される。ＦＥＴ３５は、電源回路７とセンサ類６５との間に直列に接続されており、ＦＥＴ３５がオンの場合は電源回路７を介してセンサ類６５へ電圧Ｖ_C が印加される。ＦＥＴ３４，３５は互いに並列に接続されている。

ＦＥＴ３１〜３５は、駆動回路２１〜２５に一対一対応で接続されており、駆動回路２１〜２５は、夫々マイクロプロセッサ１０に接続されている。
駆動回路２１〜２５夫々は、対応するＦＥＴ３１〜３５を駆動する。
具体的には、各駆動回路２１〜２５は、各ＦＥＴ３１〜３５へオン信号を出力することによって各ＦＥＴ３１〜３５をオンにし、各ＦＥＴ３１〜３５へのオン信号の出力を停止することによって各ＦＥＴ３１〜３５をオフにするオン／オフ制御を行なう。マイクロプロセッサ１０は、各駆動回路２１〜２５へ、各ＦＥＴ３１〜３５をオンにするタイミングでオンタイミング信号を出力し、オフにするタイミングでオンタイミング信号の出力を停止する。

また、各駆動回路２３，２５は、各ＦＥＴ３３，３５へ周期的なパルス信号を出力することによって各ＦＥＴ３３，３５を短時間で繰り返しオン／オフし、また、パルス信号のデューティ比（即ちオンとオフとの比率）を変更するＰＷＭ制御を行なう。マイクロプロセッサ１０は、各駆動回路２３，２５へ、各ＦＥＴ３３，３５へ出力すべきパルス信号のデューティ比を変更するタイミングで、デューティ比を示すＰＷＭ信号を出力する。

素子温度センサ４１はマイクロプロセッサ１０に接続されており、ＦＥＴ３１〜３３の近傍、且つ各ＦＥＴ３１〜３３から略等距離の位置に配されている。素子温度センサ４１は、ＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度を検出して、検出結果をマイクロプロセッサ１０へ出力する。素子温度センサ４１が検出する温度は、ＦＥＴ３１〜３３夫々自身の発熱と、例えば電源回路７が発し、ＦＥＴ３１〜３３の近傍に伝達した熱とに起因する。

素子温度センサ４２はマイクロプロセッサ１０に接続されており、ＦＥＴ３４，３５の近傍、且つ、各ＦＥＴ３４，３５から略等距離の位置に配されている。素子温度センサ４２は、ＦＥＴ３４，３５の近傍の温度を検出して、検出結果をマイクロプロセッサ１０へ出力する。素子温度センサ４２が検出する温度は、ＦＥＴ３４，３５夫々自身の発熱と、例えば電源回路７が発し、ＦＥＴ３４，３５の近傍に伝達した熱とに起因する。

電源温度センサ４３はマイクロプロセッサ１０に接続されており、電源回路７の温度を検出して、検出結果をマイクロプロセッサ１０へ出力する。電源温度センサ４３が検出する温度は、電源回路７自身の発熱と、電源回路７の近傍に配されているＦＥＴ３４，３５が発し、電源回路７に伝達した熱とに起因する。
電源温度センサ４３と電源回路７とは一対一対応であるため、電源温度センサ４３は、電源回路７に接触配置されている。
電流センサ５１〜５５は、夫々マイクロプロセッサ１０に接続されており、ＦＥＴ３１〜３５に流れる電流値を一対一対応で検出して、検出結果をマイクロプロセッサ１０へ出力する。このために、各電流センサ５１〜５５は、各ＦＥＴ３１〜３５と車載負荷６１〜６５との間に直列に接続されている。

以上のように、半導体素子２においては、駆動回路２１〜２３、ＦＥＴ３１〜３３、素子温度センサ４１、及び電流センサ５１〜５３の組（以下、第１組という）と、駆動回路２４，２５、ＦＥＴ３４，３５、素子温度センサ４２、及び電流センサ５４，５５の組（以下、第２組という）とがワンチップ上に集積されている。第１組のＦＥＴ３１〜３３に接続されている車載負荷６１〜６３は、バッテリＢからＦＥＴ３１〜３３を介して給電され、第２組のＦＥＴ３４，３５に接続されている車載負荷６４，６５は、バッテリＢから電源回路７及びＦＥＴ３４，３５を介して給電される。つまり、第２組のＦＥＴ３４，３５は、電源回路７から電力が与えられるスイッチング素子である。

図２は、本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置で実行される保護制御処理の手順を示すフローチャートである。
マイクロプロセッサ１０は、素子温度センサ４１から入力された検出結果に基づいて、第１組のＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が所定の第１温度を超過しているか否かを判定する（Ｓ１１）。
第１組のＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が第１温度を超過している場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、即ち第１組のＦＥＴ３１〜３３が異常高温になっている場合、第１組の電流センサ５１〜５３夫々の検出結果、即ち第１組のＦＥＴ３１〜３３夫々に流れる電流の電流値を取得して（Ｓ１２）、ＦＥＴ保護処理を行なうサブルーチン（図３参照）を呼び出し、実行する（Ｓ１３）。Ｓ１３の処理完了後、マイクロプロセッサ１０は、処理をＳ１１へ戻す。

第１組のＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が第１温度以下である場合（Ｓ１１でＮＯ）、マイクロプロセッサ１０は、素子温度センサ４２から入力された検出結果に基づいて、第２組のＦＥＴ３４，３５の近傍の温度が所定の第２温度を超過しているか否かを判定する（Ｓ１４）。
第２組のＦＥＴ３４，３５の近傍の温度が第２温度を超過している場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、即ち第２組のＦＥＴ３４，３５が異常高温になっている場合、第２組の電流センサ５４，５５夫々の検出結果、即ち第２組のＦＥＴ３４，３５夫々に流れる電流の電流値を取得して（Ｓ１５）、ＦＥＴ保護処理を行なうサブルーチンを呼び出し、実行する（Ｓ１６）。Ｓ１６の処理完了後、マイクロプロセッサ１０は、処理をＳ１１へ戻す。

第２組のＦＥＴ３４，３５の近傍の温度が第２温度以下である場合（Ｓ１４でＮＯ）、マイクロプロセッサ１０は、電源温度センサ４３から入力された検出結果に基づいて、電源回路７の温度が所定の第３温度を超過しているか否かを判定する（Ｓ１７）。
電源回路７の温度が第３温度を超過している場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、即ち電源回路７が異常高温になっている場合、第２組の電流センサ５４，５５夫々の検出結果、即ち第２組のＦＥＴ３４，３５夫々に流れる電流の電流値を取得して（Ｓ１８）、ＦＥＴ保護処理を行なうサブルーチンを呼び出し、実行する（Ｓ１９）。Ｓ１９の処理完了後、マイクロプロセッサ１０は、処理をＳ１１へ戻す。

電源回路７の温度が第３温度以下である場合（Ｓ１７でＮＯ）、マイクロプロセッサ１０は、ＦＥＴ保護処理を実行することなく、処理をＳ１１へ戻す。
以上のように、第１組のＦＥＴ３１〜３３（又は第２組のＦＥＴ３４，３５）が異常高温になっている場合は、第１組のＦＥＴ３１〜３３（又は第２組のＦＥＴ３４，３５）に対してＦＥＴ保護処理を実行し、電源回路７が異常高温になっている場合は、電源回路７から電力が与えられる第２組のＦＥＴ３４，３５に対してＦＥＴ保護処理を実行する。

ところで、車載負荷６１〜６５夫々には、車両というシステムにおける重要度がある。この重要度とは、各車載負荷６１〜６５が使用困難又は使用不可能になった場合に、車両の使用が困難又は不可能になる度合いである。第１組のＦＥＴ３１〜３３に接続されている車載負荷６１〜６３については、ヘッドライト６３の重要度が最も高く、リアフォグランプ６１の重要度が最も低い。一方、第２組のＦＥＴ３４，３５に接続されている車載負荷６４，６５については、センサ類６５の重要度が、ブザー類６４の重要度よりも高い。

図３は、本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置で実行されるＦＥＴ保護処理手順のサブルーチンを示すフローチャートである。
以下では、このサブルーチンが保護制御処理のＳ１３で呼び出された場合を例示する。
マイクロプロセッサ１０は、電流センサ５１〜５３夫々から入力された検出結果に基づいて、ＦＥＴ３１〜３３夫々に流れる電流の電流値が所定電流値を超過しているか否かを判定する（Ｓ３１）。

ＦＥＴ３１〜３３の何れかひとつに流れる電流の電流値が所定電流値を超過している場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、電流値が所定電流値を超過しているＦＥＴに対して保護制御を行なう（Ｓ３２）。Ｓ３２の処理を実行することによって、ＦＥＴ３１若しくはＦＥＴ３２に対してオフ制御が行なわれるか、又は、ＦＥＴ３３に対してＰＷＭ制御が行なわれる。なお、Ｓ３２において、電流値が所定電流値を超過している複数のＦＥＴに対して保護制御を行なってもよい。
Ｓ３２の処理完了後、マイクロプロセッサ１０は、所定時間待機してから（Ｓ３３）、ＦＥＴ保護処理を終了して、処理を元のルーチンへ戻す。ここで、Ｓ３３で待機すべき所定時間は、異常高温の原因が取り除かれた場合に、異常高温が通常の温度まで自然冷却されるだけの必要十分な時間である。

ＦＥＴ３１〜３３に流れる電流の電流値が全て所定電流値以下である場合（Ｓ３１でＮＯ）、マイクロプロセッサ１０は、まだ保護制御されていないＦＥＴの内、このＦＥＴに接続されている負荷の重要度が最も低いものを保護すべきＦＥＴとして決定し（Ｓ３４）、Ｓ３４で決定されたＦＥＴに対して保護制御を行なう（Ｓ３５）。Ｓ３４の処理では、保護すべきＦＥＴは、ＦＥＴ３１〜３３が全く保護制御されていない場合はＦＥＴ３１に決定され、ＦＥＴ３１が既に保護制御されている場合はＦＥＴ３２に決定され、ＦＥＴ３１，３２が既に保護制御されている場合はＦＥＴ３３に決定される。また、Ｓ３５の処理を実行することによって、ＦＥＴ３１若しくはＦＥＴ３２に対してオフ制御が行なわれるか、又は、ＦＥＴ３３に対してＰＷＭ制御が行なわれる。

Ｓ３５の処理完了後、マイクロプロセッサ１０は、処理をＳ３３へ移す。なお、Ｓ３２の処理実行後とＳ３５の処理実行後とで、待機すべき所定時間の長さが異なっていてもよい。
詳述は省くが、このＦＥＴ保護処理のサブルーチンがＳ１５，Ｓ１８で呼び出された場合は、第２のＦＥＴ３４，３５の一方又は両方に対して保護制御が行なわれる。
以上のような保護制御処理のＳ１１におけるマイクロプロセッサ１０は、第１組に対する素子温度判定手段として機能し、Ｓ１３におけるマイクロプロセッサ１０は、第１組に対する素子電流判定手段（ＦＥＴ保護処理のＳ３１）、素子特定保護制御手段（同Ｓ３２）、及び素子順次保護制御手段（同Ｓ３４及びＳ３５）として機能する。

また、保護制御処理のＳ１４におけるマイクロプロセッサ１０は、第２組に対する素子温度判定手段として機能し、Ｓ１６におけるマイクロプロセッサ１０は、第２組に対する素子電流判定手段（ＦＥＴ保護処理のＳ３１）、素子特定保護制御手段（同Ｓ３２）、及び素子順次保護制御手段（同Ｓ３４及びＳ３５）として機能する。
更に、保護制御処理のＳ１７におけるマイクロプロセッサ１０は、電源温度判定手段として機能し、Ｓ１９におけるマイクロプロセッサ１０は、電源電流判定手段（ＦＥＴ保護処理のＳ３１）、電源特定保護制御手段（同Ｓ３２）、及び電源順次保護制御手段（同Ｓ３４及びＳ３５）として機能する。

以上のように、負荷駆動装置１は、第１組の素子温度センサ４１が異常な高温（即ち第１温度を超える高温）を検出した場合に、第１組の電流センサ５１〜５３の検出結果、即ち、第１組のＦＥＴ３１〜３３に流れる電流値に基づいて、過電流が流れている第１組のＦＥＴを特定し、特定されたＦＥＴ、即ち異常発熱しているＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。
この結果、ＦＥＴ３１〜３３の異常高温の原因となっているＦＥＴに対して、早期に保護制御を行なうことができる。たとえ、このＦＥＴに接続されている負荷の重要度が高くとも、異常高温の原因を取り除くことが優先される。

ただし、負荷駆動装置１は、第１組の素子温度センサ４１が異常な高温を検出した場合であっても、過電流が流れているＦＥＴを特定できないときは、まだ保護制御が行なわれていないＦＥＴの内、重要度が最も低い負荷に接続されているＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。つまり、過電流が流れているＦＥＴを特定できないときに、保護制御を行なうべきＦＥＴの優先度の順は、ＦＥＴに接続されている負荷の重要度の逆順である。
この結果、ＦＥＴ３１〜３３が異常高温の直接の原因ではなくても、重要度が高い負荷への給電を継続したまま、重要度が低い負荷に接続されているＦＥＴに対して保護制御を行なうことができる。

リアフォグランプ６１の重要度は、車載負荷６１〜６３の中で最も低いため、過電流が流れているＦＥＴが特定できないときには、リアフォグランプ６１に接続されているＦＥＴ３１が最初に保護制御される。また、ＦＥＴ３１に対する保護制御としては、ＦＥＴ３１をオフにするオフ制御が実行される。
フォグランプ６２の重要度は、車載負荷６１〜６３の中で２番目に低いため、過電流が流れているＦＥＴが特定できず、しかもＦＥＴ３１が既に保護制御されているときは、フォグランプ６２に接続されているＦＥＴ３２が保護制御される。また、ＦＥＴ３２に対する保護制御としては、ＦＥＴ３２をオフにするオフ制御が実行される。
オフ制御が実行された場合、オフにされたＦＥＴ３１，３２はもはや発熱しないため、ＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が下がることが期待される。

ヘッドライト６３の重要度は、車載負荷６１〜６３の中で最も高いため、過電流が流れているＦＥＴが特定できないとき、ヘッドライト６３に接続されているＦＥＴ３３は、最後まで保護制御されない。また、ＦＥＴ３３に対する保護制御としては、ＰＷＭ制御が実行される。
ＰＷＭ制御が実行された場合、短時間でオン／オフが切り替えられるＦＥＴ３３は、常にオンになっているＦＥＴ３３よりも発熱量が少ないため、ＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が下がることが期待される。

以上の結果、第１組のＦＥＴ３１〜３３が異常な高温になっている場合に、第１組のＦＥＴ３１〜３３を異常な高温から適切に保護することができる。また、第２組のＦＥＴ３４，３５に対しては保護制御を行なわないため、明らかに第１組のＦＥＴ３１〜３３の異常高温の原因ではないＦＥＴ３４，３５に対して無用に保護制御を行なう不都合が防止される。
なお、ＦＥＴ３１〜３３夫々に対する保護制御が、全てオフ制御又はＰＷＭ制御であってもよい。

また、負荷駆動装置１は、第２組の素子温度センサ４２が異常な高温（即ち第２温度を超える高温）を検出した場合に、第２組の電流センサ５４，５５の検出結果、即ち、第２組のＦＥＴ３４，３５に流れる電流値に基づいて、過電流が流れている第２組のＦＥＴを特定し、特定されたＦＥＴ、即ち異常発熱しているＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。
この結果、ＦＥＴ３４，３５の異常高温の原因となっているＦＥＴに対して早期に保護制御を行なうことができる。たとえ、このＦＥＴに接続されている負荷の重要度が高くとも、異常高温の原因を取り除くことが優先される。

ただし、負荷駆動装置１は、第２組の素子温度センサ４２が異常な高温を検出した場合であっても、過電流が流れているＦＥＴを特定できないときは、まだ保護制御が行なわれていないＦＥＴの内、重要度が最も低い負荷に接続されているＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。
この結果、ＦＥＴ３４，３５が異常高温の直接の原因ではなくても、重要度が高い負荷への給電を継続したまま、重要度が低い負荷に接続されているＦＥＴに対して保護制御を行なうことができる。

ブザー類６４の重要度は、センサ類６５よりも低いため、過電流が流れているＦＥＴが特定できないときには、ブザー類６４に接続されているＦＥＴ３４が先に保護制御される。また、ＦＥＴ３４に対する保護制御としては、ＦＥＴ３４をオフにするオフ制御が実行される。
オフ制御が実行された場合、オフにされたＦＥＴ３４はもはや発熱しないため、ＦＥＴ３４，３５の近傍の温度が下がることが期待される。

センサ類６５の重要度は、ブザー類６４よりも高いため、過電流が流れているＦＥＴが特定できないとき、センサ類６５に接続されているＦＥＴ３５は、ＦＥＴ３４の次にようやく保護制御される。また、ＦＥＴ３５に対する保護制御としては、ＰＷＭ制御が実行される。
ＰＷＭ制御が実行された場合、短時間でオン／オフが切り替えられるＦＥＴ３５は、常にオンになっているＦＥＴ３５よりも発熱量が少ないため、ＦＥＴ３４，３５の近傍の温度が下がることが期待される。

以上の結果、第２組のＦＥＴ３４，３５が異常な高温になっている場合に、第２組のＦＥＴ３４，３５を異常な高温から適切に保護することができる。また、第１組のＦＥＴ３１〜３３に対しては保護制御を行なわないため、明らかに第２組のＦＥＴ３４，３５の異常高温の原因ではないＦＥＴ３１〜３３に対して無用に保護制御を行なう不都合が防止される。
なお、ＦＥＴ３４，３５夫々に対する保護制御が、全てオフ制御又はＰＷＭ制御であってもよい。

更に、負荷駆動装置１は、電源回路７の電源温度センサ４３が異常な高温（即ち第３温度を超える高温）を検出した場合に、第２組の電流センサ５４，５５の検出結果、即ち、電源回路７から電力が与えられるＦＥＴ３４，３５に流れる電流値に基づいて、過電流が流れている第２組のＦＥＴを特定し、特定されたＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。
この結果、電源回路７の異常高温の原因となっている第２組のＦＥＴに対して早期に保護制御を行なうことができる。たとえ、このＦＥＴに接続されている負荷の重要度が高くとも、異常高温の原因を取り除くことが優先される。

ただし、負荷駆動装置１は、電源回路７の電源温度センサ４３が異常な高温を検出した場合であっても、過電流が流れている第２組のＦＥＴを特定できないときは、まだ保護制御が行なわれていない第２組のＦＥＴの内、重要度が最も低い負荷に接続されているＦＥＴに対して保護制御を行なうよう構成されている。
この結果、第２組のＦＥＴ３４，３５が電源回路７の異常高温の直接の原因ではなくても、重要度が高い負荷への給電を継続したまま、重要度が低い負荷に接続されている第２組のＦＥＴに対して保護制御を行なうことができる。

以上の結果、電源回路７の電源温度センサ４３が異常な高温を検出した場合であっても電源回路７をオフにすることはないため、電源回路７の異常高温の原因ではないＦＥＴに接続されている車載負荷、又は、重要度が高い車載負荷に対する給電を継続したまま、第２組のＦＥＴ３４，３５及び電源回路７を異常な高温から保護することができる。
ところで、所定の第１温度、第２温度及び第３温度は、夫々具体的には１５０℃であるが、これに限定されるものではなく、また、互いに異なる数値であってもよい。

以上のような負荷駆動装置１は、各ＦＥＴ３１〜３５が異常な高温になることを抑制することができるため、異常高温に起因する各ＦＥＴ３１〜３５の劣化、故障等を抑制することができる。ＦＥＴ３１〜３５は全てワンチップ上に集積されているが、一箇所の異常が全体故障に発展する不都合を抑制することができる。しかも、駆動回路２１〜２５、ＦＥＴ３１〜３５、素子温度センサ４１，４２、電源温度センサ４３、電流センサ５１〜５５、及び電源回路７がワンチップ上に集積されているため、負荷駆動装置１は小型化されている。

また、素子温度センサ４１に対応するＦＥＴ３１〜３３の個数は３個であって、十分に少ないため、素子温度センサ４１は、ＦＥＴ３１〜３３の近傍、且つ各ＦＥＴ３１〜３３から略等距離の位置に配されている。このため、３個のＦＥＴ３１〜３３に対して３個の素子温度センサ４１，４１，４１を備えることなく、ＦＥＴ３１〜３３夫々の温度を素子温度センサ４１の検出結果に忠実に反映させることができる。

同様に、素子温度センサ４２に対応するＦＥＴ３４，３５の個数は２個であって、十分に少ないため、素子温度センサ４２は、ＦＥＴ３４，３５の近傍、且つ、各ＦＥＴ３４，３５から略等距離の位置に配されている。このため、２個のＦＥＴ３４，３５に対して２個の素子温度センサ４２，４２を備えることなく、ＦＥＴ３４，３５夫々の温度を素子温度センサ４２の検出結果に忠実に反映させることができる。
以上のように、負荷駆動装置１に備えられる素子温度センサの個数が必要最小限であるため、負荷駆動装置１の大型化が抑制される。

なお、第１組のＦＥＴ３１〜３３の全てに対して保護制御を行なってもＦＥＴ３１〜３３の近傍の温度が下がらない場合、ＦＥＴ３３に対する保護制御をＰＷＭ制御からオフ制御に切り替えてもよい。また、第２組のＦＥＴ３４，３５の両方に対して保護制御を行なってもＦＥＴ３４，３５又は電源回路７の温度が下がらない場合、ＦＥＴ３５に対する保護制御をＰＷＭ制御からオフ制御に切り替えてもよい。

実施の形態 ２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る負荷駆動装置の要部構成を示すブロック図である。
図中１は負荷駆動装置であり、本実施の形態の負荷駆動装置１は、実施の形態１の負荷駆動装置１と略同様の構成であるが、実施の形態１のマイクロプロセッサ１０の代わりに、マイクロプロセッサ１０と同様の機能を有するマイクロプロセッサ２０を備える。従って、マイクロプロセッサ２０は、図２に示す保護制御処理と同様の保護制御処理を実行し、また、図３に示すＦＥＴ保護処理と同様のＦＥＴ保護処理を実行する。

本実施の形態の負荷駆動装置１が備える半導体素子２は、マイクロプロセッサ２０、駆動回路２１〜２５、ＦＥＴ３１〜３５、素子温度センサ４１，４２、電源温度センサ４３、電流センサ５１〜５５、及び電源回路７をワンチップ上に集積してなる。つまり、実施の形態１のマイクロプロセッサ１０は半導体素子２の外部に備えられていたが、本実施の形態のマイクロプロセッサ２０は、半導体素子２の内部に備えられている。
その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

以上のような負荷駆動装置１は、各ＦＥＴ３１〜３５が異常な高温になることを抑制することができるため、異常高温に起因する各ＦＥＴ３１〜３５の劣化、故障等を抑制することができる。ＦＥＴ３１〜３５は全てワンチップ上に集積されているが、一箇所の異常が全体故障に発展する不都合を抑制することができる。しかも、半導体素子２にマイクロプロセッサ２０が含まれているため、負荷駆動装置１は更に小型化されている。

本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置で実行される保護制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る負荷駆動装置で実行されるＦＥＴ保護処理手順のサブルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る負荷駆動装置の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 負荷駆動装置
１０ マイクロプロセッサ（制御部）
２ 半導体素子
２０ マイクロプロセッサ（制御部）
３１〜３５ スイッチング素子
４１，４２ 素子温度センサ
４３ 電源温度センサ
５１〜５５ 電流センサ
６１ リアフォグランプ（負荷）
６２ フォグランプ（負荷）
６３ ヘッドライト（負荷）
６４ ブザー類（負荷）
６５ センサ類（負荷）
７ 電源回路

Claims (6)

1. 複数個の負荷夫々を駆動するために与えられた電力をスイッチングする複数個のスイッチング素子と、
   該スイッチング素子の近傍の温度を検出する１個の素子温度センサと、
   前記スイッチング素子夫々に流れる電流値を夫々検出する複数個の電流センサと
   をワンチップ上に集積してなる半導体素子を備える負荷駆動装置であって、
   前記素子温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する素子温度判定手段と、
   各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する素子電流判定手段と、
   前記素子温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記素子電流判定手段が、少なくとも１つが超えていると判定した場合、前記所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう素子特定保護制御手段と、
   前記素子温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記素子電流判定手段が、全てが超えていないと判定した場合、前記複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう素子順次保護制御手段と
   を備えることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記半導体素子は、前記複数個のスイッチング素子と、前記１個の素子温度センサと、前記複数個の電流センサとの組を複数組、前記ワンチップ上に集積してなり、
   前記素子温度判定手段による判定、前記素子電流判定手段による判定、前記素子特定保護制御手段による保護制御、及び前記素子順次保護制御手段による保護制御は、各組に対して実行されるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記電力を前記複数個のスイッチング素子に与える電源回路と、
   該電源回路の温度を検出する電源温度センサと、
   前記電源温度センサの検出結果が所定温度を超えているか否かを判定する電源温度判定手段と、
   前記電源回路から電力が与えられる各スイッチング素子に対応する電流センサの検出結果が所定電流値を超えているか否かを判定する電源電流判定手段と、
   前記電源温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記電源電流判定手段が、少なくとも１つが超えていると判定した場合、前記所定電流値を超えているスイッチング素子に対して保護制御を行なう電源特定保護制御手段と、
   前記電源温度判定手段が超えていると判定し、且つ、前記電源電流判定手段が、全てが超えていないと判定した場合、前記複数個のスイッチング素子に対して適宜の順序で保護制御を行なう電源順次保護制御手段と
   を更に備え、
   前記半導体素子は、前記電源回路と前記電源温度センサとを前記ワンチップ上に集積してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動装置。
4. スイッチング素子に対する保護制御として、スイッチング素子をオフにするオフ制御又はＰＷＭ制御を行なうようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
5. 前記半導体素子は、各種判定手段及び各種制御手段として機能する制御部を前記ワンチップ上に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
6. 複数個のスイッチング素子と、
   該スイッチング素子の近傍の温度を検出する１個の素子温度センサと、
   前記スイッチング素子夫々に流れる電流値を夫々検出する複数個の電流センサと
   をワンチップ上に集積してなることを特徴とする半導体素子。

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