JP2014064129A - Current detection circuit and power supply control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current detection circuit and a power supply control device that have a simple configuration.SOLUTION: A current detection circuit 10A includes an IC 21 for detecting a load current IL supplied to a load L on the basis of a detection current Is2 output from a selected switching element 16B selected from a plurality of sense MOSFETs 16A-16C. As to the selected switching element 16B, a sense MOSFET capable of reducing an error in the detection of the current supplied to the load resulting from a temperature characteristic of a ratio of a shunt current Im1-Im3 to a detection current Is corresponding to the shunt current Im1-Im3, with a temperature characteristic of the shunt current Im1-Im3 is selected as the selected switching element.

Description

本発明は、電流検出回路及び電力供給制御装置に関する。   The present invention relates to a current detection circuit and a power supply control device.

従来、電源と負荷とを接続する電力供給ラインに、例えばパワーMOSFETなどの大電力用半導体スイッチング素子を介設し、この半導体スイッチング素子をオンオフすることで負荷への電力供給を制御するようにした技術が提供されている。   Conventionally, a high-power semiconductor switching element such as a power MOSFET is interposed in a power supply line connecting a power source and a load, and power supply to the load is controlled by turning on and off the semiconductor switching element. Technology is provided.

特許文献1では、パワーMOSFET等に過電流が流れたことを検出するセンスMOSFETがパワーMOSFETと並列に配置され、電流検出用抵抗がセンスMOSFETに接続されており、センスMOSFETを流れる電流による電流検出用抵抗での電圧降下が所定レベル以上になるとパワーMOSFETに過電流が生じているとして、半導体スイッチング素子をオフにして通電を遮断する。   In Patent Document 1, a sense MOSFET that detects that an overcurrent has flowed through a power MOSFET or the like is arranged in parallel with the power MOSFET, and a current detection resistor is connected to the sense MOSFET. When the voltage drop at the resistor for use exceeds a predetermined level, it is assumed that an overcurrent has occurred in the power MOSFET, and the semiconductor switching element is turned off to cut off energization.

特開2007−104488号公報JP 2007-104488 A

ところで、パワーMOSFETには電流容量があるため、負荷に流す電流が大きくなるとパワーMOSFETを複数並列に配置することがあるが、このとき各パワーMOSFETに対応してセンスMOSFETを複数設けた場合、全てのセンスMOSFETから出力されるセンス電流に基づいてパワーMOSFETを介して負荷に供給される負荷電流を検出する場合には、全てのセンス電流の検出を行う構成が必要になり、構成が複雑になりやすいという問題がある。   By the way, since the power MOSFET has a current capacity, when the current flowing through the load increases, a plurality of power MOSFETs may be arranged in parallel. When detecting the load current supplied to the load via the power MOSFET based on the sense current output from the sense MOSFET, a configuration for detecting all the sense currents is required, and the configuration becomes complicated. There is a problem that it is easy.

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、構成を簡素化することが可能な電流検出回路及び電力供給制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been completed based on the above situation, and an object thereof is to provide a current detection circuit and a power supply control device capable of simplifying the configuration.

本発明の電流検出回路は、電力の供給を受ける入力部と電力を外部へ出力する出力部とを有する回路に設けられ負荷に供給される電流を検出する電流検出回路であって、前記負荷に供給される電流のうち、複数の導電路に分担された各分担電流の通断電を行う複数の電力用スイッチング素子と、前記各電力用スイッチング素子に対応して複数の導電路にそれぞれ設けられた複数の検出用スイッチング素子と、前記複数の検出用スイッチング素子のうちの選択スイッチング素子から出力される検出用電流に基づき、前記複数の電力用スイッチング素子を介して前記負荷に供給される電流を検出する検出部と、を備え、前記選択スイッチング素子は、前記分担電流とこの分担電流に対応する前記検出用電流との比率の温度特性が前記負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により低減することが可能な前記検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されているところに特徴を有する。   A current detection circuit according to the present invention is a current detection circuit that is provided in a circuit having an input unit that receives power supply and an output unit that outputs power to the outside and detects a current supplied to a load. Among the supplied currents, a plurality of power switching elements for switching off and sharing each of the shared currents shared by the plurality of conductive paths, and a plurality of conductive paths corresponding to the power switching elements, respectively. A plurality of detection switching elements and a current supplied to the load via the plurality of power switching elements based on a detection current output from a selection switching element among the plurality of detection switching elements. A detecting section for detecting, and the selective switching element is supplied with a temperature characteristic of a ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current to the load. The error given to the detection of a current that has a characteristic where said said detection switching element capable of reducing the temperature characteristic of the flow diversion ratio among the sharing current is selected as said selected switching device.

本構成によれば、複数の検出用スイッチング素子のうちから選択された選択スイッチング素子から出力される検出用電流に基づき電力用スイッチング素子を介して負荷に供給される電流を検出するため、例えば複数の検出用スイッチング素子の検出用電流の合計に基づいて負荷に供給される電流を検出する場合と比較して全ての検出用電流についての検出や処理を行う構成が必要ないため、検出のための構成を簡素化することが可能となる。   According to this configuration, in order to detect the current supplied to the load via the power switching element based on the detection current output from the selected switching element selected from the plurality of detection switching elements, for example, a plurality of Compared to the case where the current supplied to the load is detected based on the total of the detection currents of the detection switching elements, there is no need for a configuration for performing detection and processing for all the detection currents. The configuration can be simplified.

ここで、各検出用スイッチング素子について、電力の入力部から出力部に至る複数の導電路の分流比が異なる場合には、いずれか1個の検出用スイッチング素子から出力される検出用電流に基づいて負荷に供給される電流を検出すると、各導電路ごとの分流比の違いによる温度特性の違いが加味されていないため、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
また、これ以外にも、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率についても温度特性による変動があり、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
Here, when the diversion ratios of the plurality of conductive paths from the power input unit to the output unit are different for each detection switching element, the detection switching element is based on the detection current output from any one of the detection switching elements. When the current supplied to the load is detected, the difference in temperature characteristics due to the difference in the diversion ratio for each conductive path is not taken into account, so that an error may occur in the detection of the current supplied to the load.
In addition, the ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current also varies depending on the temperature characteristics, and there is a possibility that an error may occur in the detection of the current supplied to the load.

そこで、本構成では、選択スイッチング素子は、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率の温度特性が負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により低減することが可能な検出用スイッチング素子が選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率の温度特性が負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により、ある程度、互いにキャンセル(相殺)することが可能になり、温度特性により生じる負荷に供給される電流の検出誤差を抑制することが可能になる。よって、電流検出回路について、検出誤差を抑制しつつ検出のための構成を簡素化することが可能となる。
In view of this, in this configuration, the selective switching element causes an error given to detection of the current supplied to the load by the temperature characteristic of the ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current to be divided between the shared currents. The detection switching element that can be reduced by the temperature characteristic of the ratio is selected as the selective switching element.
In this way, the error given to the detection of the current supplied to the load by the temperature characteristic of the ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current is determined by the temperature characteristic of the current dividing ratio between the shared currents. It becomes possible to cancel (cancel) each other to some extent, and it is possible to suppress detection errors of the current supplied to the load caused by temperature characteristics. Therefore, it is possible to simplify the configuration for detection of the current detection circuit while suppressing detection errors.

上記構成に加えて以下の構成を有すれば好ましい。
・前記選択スイッチング素子は、前記比率における前記検出用電流の温度特性の傾きに対して、前記各分担電流の分流比の傾きが反対側の傾きとなる前記電力用スイッチング素子と対応する検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、比率における検出用電流の温度特性の傾きと分流比の温度特性の傾きを比較すれば、選択スイッチング素子を選択することが可能になるため、選択スイッチング素子の選択を容易にすることが可能になる。
In addition to the above configuration, the following configuration is preferable.
The selection switching element is a detection switching corresponding to the power switching element in which the inclination of the shunt ratio of each of the shared currents is opposite to the inclination of the temperature characteristic of the detection current in the ratio. An element is selected as the selective switching element.
In this way, the selection switching element can be selected by comparing the inclination of the temperature characteristic of the detection current in the ratio and the inclination of the temperature characteristic of the shunt ratio, so that the selection of the selection switching element is facilitated. It becomes possible to do.

・前記選択スイッチング素子は、前記反対側の傾きとなる前記検出用スイッチング素子が複数ある場合には、前記検出用電流の温度特性の傾きの絶対値と、前記各分担電流の分流比の温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる検出用スイッチング素子が選択されている。
このようにすれば、検出用電流の温度特性の傾きに対して、各分担電流の分流比の温度特性の傾きが反対側の傾きとなる検出用スイッチング素子が複数存在する場合に、最も負荷に供給される電流の検出誤差を少なくする検出用スイッチング素子を選択スイッチング素子として選択することが可能になる。
When the selection switching element has a plurality of detection switching elements having an inclination on the opposite side, the absolute value of the inclination of the temperature characteristic of the detection current and the temperature characteristic of the diversion ratio of each of the shared currents The switching element for detection in which the absolute value of the slope is the closest is selected.
In this way, when there are a plurality of detection switching elements in which the slope of the temperature characteristic of the shunt ratio of each shared current is opposite to the slope of the temperature characteristic of the detection current, the load is the most. A switching element for detection that reduces a detection error of a supplied current can be selected as a selective switching element.

・前記複数の検出用スイッチング素子は、並んで配置されており、前記入力部及び前記出力部は、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている。
前記入力部及び前記出力部が、本構成のように、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている場合には、複数の検出用スイッチング素子についての分流比が異なることになりやすく検出誤差が生じやすいが、上記発明の構成によれば、このような検出誤差が生じやすい回路構成において、負荷に供給される電流の検出誤差を抑制することが可能となる。
The plurality of detection switching elements are arranged side by side, and the input unit and the output unit are both provided at one end side in the arrangement direction of the plurality of detection switching elements.
When the input unit and the output unit are both provided on one end side in the arrangement direction of the plurality of detection switching elements as in this configuration, the shunt ratio for the plurality of detection switching elements is However, according to the configuration of the present invention, it is possible to suppress the detection error of the current supplied to the load in the circuit configuration in which such a detection error is likely to occur.

・前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子は、回路基板に実装されており、前記導電路は、前記回路基板にプリント配線されたパターンである。
このようにすれば、電流検出回路の構成を簡素化することができる。
The power switching element and the detection switching element are mounted on a circuit board, and the conductive path is a pattern printed on the circuit board.
In this way, the configuration of the current detection circuit can be simplified.

・前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容されて半導体スイッチを構成している。
このようにすれば、電力用スイッチング素子及び検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容された半導体スイッチをディスクリート部品として使用して電流検出回路を構成することができるため、製造コストを低減しつつ、構成を簡素化することが可能となる。
・前記検出部による検出結果に応じて前記電力用スイッチング素子の通断電を制御する制御部を有する。
The power switching element and the detection switching element are housed in a package to constitute a semiconductor switch.
In this way, the current detection circuit can be configured by using the semiconductor switch in which the power switching element and the detection switching element are housed in the package as discrete components, thereby reducing the manufacturing cost and the configuration. Can be simplified.
-It has a control part which controls the power interruption of the switching element for electric power according to the detection result by the detection part.

本発明によれば、電流検出回路や電力供給制御装置の構成を簡素化することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to simplify the configuration of the current detection circuit and the power supply control device.

実施形態1の電源から負荷に至る経路に電力供給制御装置が配された状態を概略的に示す図The figure which shows schematically the state by which the power supply control apparatus was distribute | arranged to the path | route from the power supply of Embodiment 1 to load. 電流検出回路の電気的構成を示す図The figure which shows the electric constitution of the current detection circuit 入力部から出力部に至る導電路に半導体スイッチが実装された状態を概略的に示す図The figure which shows roughly the state by which the semiconductor switch was mounted in the conductive path from an input part to an output part センス比を説明するための電気的構成を示す図The figure which shows the electrical constitution for explaining sense ratio センス比の温度特性による検出用電流の変化率の温度特性を示す図The figure which shows the temperature characteristic of the change rate of the electric current for detection by the temperature characteristic of sense ratio 入力部から出力部に至る経路の抵抗をモデル化して示す図Diagram showing the resistance of the path from the input unit to the output unit 分流比の温度特性を示す図Figure showing the temperature characteristics of the diversion ratio 分流比の温度特性の変化率を示す図Figure showing the rate of change of the temperature characteristics of the diversion ratio 検出用電流と分流比の各変化率と負荷電流の変化率との関係を示す図The figure which shows the relationship between each change rate of the detection current, the shunt ratio, and the change rate of the load current 実施形態2の電流検出回路の電気的構成を示す図The figure which shows the electrical constitution of the current detection circuit of Embodiment 2. 入力部から出力部に至る導電路に半導体スイッチが実装された状態を示す図The figure which shows the state where the semiconductor switch was mounted in the conductive path from the input part to the output part 分流比の変化率の温度特性を示す図Figure showing the temperature characteristics of the rate of change of the diversion ratio センス比と分流比の各変化率と負荷電流の変化率との関係を示す図The figure which shows the relationship between each change rate of sense ratio and shunt ratio and change rate of load current

<実施形態1>
以下、実施形態1について、図1〜図9を参照して説明する。
電力供給制御装置10は、図1に示すように、図示しない自動車等の車両の電源B(バッテリ)から車両のランプ、モータ、ヒータなどの負荷Lに至る経路に設けられて負荷Lに供給される電力の制御を行うものである。
<Embodiment 1>
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power supply control device 10 is provided in a path from a power source B (battery) of a vehicle such as an automobile (not shown) to a load L such as a lamp, a motor, and a heater of the vehicle and is supplied to the load L. This is to control the power.

電力供給制御装置10は、負荷Lに供給される負荷電流ILを検出する電流検出回路10Aを備えており、電流検出回路10Aは、図2に示すように、回路基板12の導電路11に実装された電子部品15A〜15C,16A〜16C,17,20,21を備える。   The power supply control device 10 includes a current detection circuit 10A that detects a load current IL supplied to the load L. The current detection circuit 10A is mounted on the conductive path 11 of the circuit board 12, as shown in FIG. Electronic parts 15A to 15C, 16A to 16C, 17, 20, and 21 are provided.

回路基板12は、銅箔がプリント配線されてなる導電路11を有し、この導電路11上には、電源B側から電力の供給を受ける入力部13と、電力を外部の負荷L側に出力する出力部14とが設けられている。   The circuit board 12 has a conductive path 11 in which copper foil is printed and wired. On this conductive path 11, an input unit 13 that receives power supply from the power source B side and power to the external load L side are provided. An output unit 14 for outputting is provided.

電子部品15A〜15C,16A〜16C,17,20,21は、負荷Lへの通断電を行う3個(複数)のパワーMOSFET15A〜15C(本発明の構成である「電力用スイッチング素子」の一例)と、負荷Lに供給される負荷電流ILを検出するために各パワーMOSFET15A〜15Cに対応して設けられた3個(複数)のセンスMOSFET16A〜16C(本発明の構成である「検出用スイッチング素子」の一例)と、センスMOSFET16Bの出力側の電位をパワーMOSFET15A〜15Cに対して調整する電位調整部17と、電位調整部17からの電流を電圧信号に変換する変換部20と、変換部20からの電圧信号を受けるIC(Integrated Circuit)21と、を備えて構成されている。   The electronic components 15A to 15C, 16A to 16C, 17, 20, and 21 include three (a plurality of) power MOSFETs 15A to 15C that perform disconnection to the load L (the “power switching element” of the configuration of the present invention). An example) and three (a plurality of) sense MOSFETs 16A to 16C (corresponding to the configuration of the present invention) provided corresponding to the power MOSFETs 15A to 15C in order to detect the load current IL supplied to the load L An example of a “switching element”, a potential adjustment unit 17 that adjusts the output-side potential of the sense MOSFET 16B with respect to the power MOSFETs 15A to 15C, a conversion unit 20 that converts a current from the potential adjustment unit 17 into a voltage signal, And an IC (Integrated Circuit) 21 that receives a voltage signal from the unit 20.

パワーMOSFET15A〜15Cは、N型であって、入力部13から出力部14に至る導電路11において、ドレインが入力部13側に接続され、ソースが出力部14側に接続されており、3個(複数)のパワーMOSFET15A〜15Cを介して1個の負荷Lに電力が供給される。なお、1個の負荷Lに対して複数のパワーMOSFET15A〜15Cを介して電力を供給するのは、各パワーMOSFET15A〜15Cは、供給可能な電流容量があるため、供給する電流量が大きい場合には、複数のパワーMOSFET15A〜15Cに電流を分流させる必要があるためである。   The power MOSFETs 15A to 15C are N-type. In the conductive path 11 from the input unit 13 to the output unit 14, the drain is connected to the input unit 13 side, and the source is connected to the output unit 14 side. Electric power is supplied to one load L via (a plurality of) power MOSFETs 15A to 15C. Note that power is supplied to one load L through the plurality of power MOSFETs 15A to 15C when each of the power MOSFETs 15A to 15C has a current capacity that can be supplied. This is because it is necessary to shunt the current through the plurality of power MOSFETs 15A to 15C.

パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cは互いに並列に配置され、互いのドレイン同士、及び、ゲート同士が電気的に接続されて同電位とされている。
センスMOSFET16A〜16Cは、負荷電流ILを検出するために設けられており、センスMOSFET16Bのソース側は、パワーMOSFET15Bに分担された分担電流Im2の電流量に応じた検出用電流Isを出力可能に構成され、センスMOSFET16A,16Cのソース側は、開放されている。
The power MOSFETs 15 </ b> A to 15 </ b> C and the sense MOSFETs 16 </ b> A to 16 </ b> C are arranged in parallel to each other, and their drains and gates are electrically connected to have the same potential.
The sense MOSFETs 16A to 16C are provided to detect the load current IL, and the source side of the sense MOSFET 16B is configured to be able to output a detection current Is corresponding to the amount of the shared current Im2 shared by the power MOSFET 15B. The source sides of the sense MOSFETs 16A and 16C are open.

パワーMOSFET15A〜15CとセンスMOSFET16A〜16Cは、図3に示すように、合成樹脂製のパッケージ22内に(一体的に)収容されて半導体スイッチ23A〜23Cを構成している。図3は、入力部13から出力部14に至る導電路11と、この導電路11に介設された半導体スイッチ23A〜23Cとの関係を概略的に示しており、電位調整部17は省略されている。   As shown in FIG. 3, the power MOSFETs 15 </ b> A to 15 </ b> C and the sense MOSFETs 16 </ b> A to 16 </ b> C are housed (integrally) in a synthetic resin package 22 to constitute semiconductor switches 23 </ b> A to 23 </ b> C. FIG. 3 schematically shows the relationship between the conductive path 11 from the input unit 13 to the output unit 14 and the semiconductor switches 23A to 23C interposed in the conductive path 11, and the potential adjusting unit 17 is omitted. ing.

導電路11は、入力部13に連なる第1導電路11Aと、出力部14に連なる第2導電路11Bとを有し、これらの導電路11は、平行に配置されている。
第1導電路11Aの左端部(一端側)に入力部13が設けられ、第2導電路11Bの左端部(一端側)に出力部14が設けられている。
The conductive path 11 has a first conductive path 11A continuous with the input unit 13 and a second conductive path 11B continuous with the output unit 14, and these conductive paths 11 are arranged in parallel.
An input unit 13 is provided at the left end (one end side) of the first conductive path 11A, and an output unit 14 is provided at the left end (one end side) of the second conductive path 11B.

半導体スイッチ23A〜23Cは、同一構成であって、導電路11に所定間隔ごとに並んで設けられており、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cの共通のドレインを構成するドレイン端子DTと、パワーMOSFET15A〜15Cのソースを構成するソース端子STと、センスMOSFET16A〜16Cのソースを構成する検出用電流出力端子CTと、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cの共通のゲートを構成するゲート端子GTと、を備えている。   The semiconductor switches 23A to 23C have the same configuration and are arranged in the conductive path 11 at predetermined intervals, and the drain terminals DT constituting the common drain of the power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFETs 16A to 16C, and the power A source terminal ST constituting the sources of the MOSFETs 15A to 15C, a detection current output terminal CT constituting the sources of the sense MOSFETs 16A to 16C, and a gate terminal GT constituting a common gate of the power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFETs 16A to 16C It is equipped with.

そして、各半導体スイッチ23A〜23Cのドレイン端子DTが第1導電路11A上にて半田付け等により第1導電路11Aと電気的に接続され、ソース端子STが第2導電路11B上にて半田付け等により第2導電路11Bと電気的に接続されている。   Then, the drain terminal DT of each of the semiconductor switches 23A to 23C is electrically connected to the first conductive path 11A by soldering or the like on the first conductive path 11A, and the source terminal ST is soldered on the second conductive path 11B. The second conductive path 11B is electrically connected by attaching or the like.

各半導体スイッチ23A〜23Cのゲート端子GTは、図示しない導電路を介してIC21の端子に接続されている。
3個の半導体スイッチ23A〜23Cのうち、半導体スイッチ23Bの検出用電流出力端子CTは、図示しない導電路を介して電位調整部17に接続されている。
The gate terminal GT of each of the semiconductor switches 23A to 23C is connected to the terminal of the IC 21 through a conductive path (not shown).
Of the three semiconductor switches 23A to 23C, the detection current output terminal CT of the semiconductor switch 23B is connected to the potential adjusting unit 17 via a conductive path (not shown).

電位調整部17は、図2に示すように、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cの出力側電位( ソース電位) を同電位に保持するためのものであり、オペアンプ18と、FET19とを備えている。
オペアンプ18の入力側は、1個のセンスMOSFET16Bのソースと、3個(複数)のパワーMOSFET15A〜15Cのソースとに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the potential adjustment unit 17 is for holding the output side potentials (source potentials) of the power MOSFETs 15 </ b> A to 15 </ b> C and the sense MOSFETs 16 </ b> A to 16 </ b> C, and includes an operational amplifier 18 and an FET 19. ing.
The input side of the operational amplifier 18 is electrically connected to the source of one sense MOSFET 16B and the sources of three (plural) power MOSFETs 15A to 15C.

オペアンプ18の出力側は、FET19のゲートに電気的に接続されている。これにより、オペアンプ18の差動出力は、FET19のゲート−ドレイン間を介して入力(正相入力)にフィードバックされる。
このようにオペアンプ18の差動出力をフィードバックすることによって、オペアンプ18の正相入力の電位と逆相入力の電位とがほとんど同じになるイマジナリーショートとなる。これにより、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16Aのソースが互いに同電位となり、パワーMOSFET15Bを流れる分担電流Im2に対して安定した一定比率の検出用電流Is2をセンスMOSFET16Bに流すことができる。
The output side of the operational amplifier 18 is electrically connected to the gate of the FET 19. As a result, the differential output of the operational amplifier 18 is fed back to the input (positive phase input) via the gate and drain of the FET 19.
By feeding back the differential output of the operational amplifier 18 in this manner, an imaginary short circuit is achieved in which the positive-phase input potential and the negative-phase input potential of the operational amplifier 18 are almost the same. As a result, the sources of the power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFET 16A have the same potential, and the detection current Is2 having a stable and constant ratio to the shared current Im2 flowing through the power MOSFET 15B can be supplied to the sense MOSFET 16B.

変換部20は、FET19のソースから出力される電流を電圧信号に変換してIC21に出力する。
IC21は、変換部20から受けた電圧信号に基づき負荷Lに供給される負荷電流ILの検出、及び、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cのオンオフの制御を行う。
The converter 20 converts the current output from the source of the FET 19 into a voltage signal and outputs the voltage signal to the IC 21.
The IC 21 detects the load current IL supplied to the load L based on the voltage signal received from the conversion unit 20, and controls on / off of the power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFETs 16A to 16C.

具体的には、変換部20から電圧信号を受けると、3個のセンスMOSFET16A〜16Cのうちから、予め選択されている1個のセンスMOSFET16B(本発明の構成である「選択スイッチング素子」の一例)の検出用電流Isに所定の補正係数(選択スイッチング素子に応じた係数)を掛けた値(検出用電流に基づく値)を求める演算を行う。なお、3個のセンスMOSFET16A〜16Cのうちから選択スイッチング素子を選択する方法については、後述する。   Specifically, when a voltage signal is received from the conversion unit 20, one sense MOSFET 16B (an example of the “selection switching element” having the configuration of the present invention) selected in advance from the three sense MOSFETs 16A to 16C. ) Is multiplied by a predetermined correction coefficient (a coefficient corresponding to the selected switching element) to obtain a value (a value based on the detection current). Note that a method of selecting a selection switching element from the three sense MOSFETs 16A to 16C will be described later.

そして、IC21は、センスMOSFET16Bの検出用電流Isに補正係数を掛けた総検出用電流値と、センス比SR(分担電流Im2/検出用電流Is2)とを掛け合わせた数に基づいて負荷電流ILを検出する。なお、この負荷電流ILの検出に、総検出用電流値に対して補正値を使用したり、総検出用電流値との対応マップを使用するようにしてもよい。
ここで、センス比SRの求め方は、例えば、3個の半導体スイッチ23A〜23Cのうちのいずれか1個の検出用電流の分担電流Im1(〜Im3)に対する比率であるセンス比SRを、予め測定しておき、他の半導体スイッチのセンス比SRについては、同一としてもよい。
このように、IC21が負荷Lに供給される負荷電流ILを検出するため、IC21が本発明の構成である「検出部」の一例となる。
Then, the IC 21 loads the load current IL based on the number obtained by multiplying the total detection current value obtained by multiplying the detection current Is of the sense MOSFET 16B by the correction coefficient and the sense ratio SR (shared current Im2 / detection current Is2). Is detected. For detection of the load current IL, a correction value may be used for the total detection current value, or a correspondence map with the total detection current value may be used.
Here, the method for obtaining the sense ratio SR is, for example, that the sense ratio SR, which is the ratio of any one of the three semiconductor switches 23A to 23C to the shared current Im1 (to Im3), is set in advance. Measured and the sense ratio SR of other semiconductor switches may be the same.
In this way, since the IC 21 detects the load current IL supplied to the load L, the IC 21 is an example of the “detection unit” having the configuration of the present invention.

また、この検出結果に応じて、パワーMOSFET15A〜15C(及びセンスMOSFET16A〜16C)のゲート(制御入力)に信号を与え、過電流が流れている場合には、パワーMOSFET15A〜15(及びセンスMOSFET16A〜16C)をオフするように負荷Lへの電力供給を制御することで電力供給制御装置10を構成することができる。したがって、IC21が本発明の構成である「制御部」の一例となる。   Further, according to this detection result, a signal is given to the gate (control input) of the power MOSFETs 15A to 15C (and the sense MOSFETs 16A to 16C), and when an overcurrent flows, the power MOSFETs 15A to 15 (and the sense MOSFETs 16A to 16A). The power supply control device 10 can be configured by controlling the power supply to the load L so as to turn off 16C). Therefore, the IC 21 is an example of a “control unit” that is a configuration of the present invention.

ここで、検出用電流Isは、図5に示すように、温度特性があり、これにより、負荷電流ILの検出値に第1の誤差(検出用電流Isの温度特性による誤差)が生じるおそれがある。この第1の誤差の解消方法については後述する。   Here, as shown in FIG. 5, the detection current Is has a temperature characteristic, which may cause a first error (error due to the temperature characteristic of the detection current Is) in the detection value of the load current IL. is there. A method for eliminating the first error will be described later.

また、本実施形態では、図3に示すように導電路11の一端側に入力部13及び出力部14があり、入力部13から出力部14に至る複数の経路の抵抗が異なり、各パワーMOSFET15A〜15Cから出力される分担電流Im1〜Im3の分流比DRの温度特性についても異なっている。
具体的には、図6の電流検出回路10Aをモデル化した回路図に示すように、入力部13から出力部14に至る3つの経路A〜C(複数の導電路11)上に配された各半導体スイッチ23A〜23Cから出力される分担電流I1〜I3は、全体の電流をI(I=I1+I2+I3)とすると、

Figure 2014064129
となる。
但し、
r1〜r4:隣の半導体スイッチまでの導電路(パターン)の抵抗
R:半導体スイッチの抵抗
α:半導体スイッチの温度特性(0.6%/deg)
β:導電路(銅パターン)の温度特性(0.44%/deg) Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, there are an input unit 13 and an output unit 14 on one end side of the conductive path 11, and the resistances of a plurality of paths from the input unit 13 to the output unit 14 are different. The temperature characteristics of the shunt ratio DR of the shared currents Im1 to Im3 output from -15C are also different.
Specifically, as shown in the circuit diagram in which the current detection circuit 10A of FIG. 6 is modeled, it is arranged on three paths A to C (a plurality of conductive paths 11) from the input unit 13 to the output unit 14. The shared currents I1 to I3 output from each of the semiconductor switches 23A to 23C are I (I = I1 + I2 + I3)
Figure 2014064129
It becomes.
However,
r1 to r4: resistance of conductive path (pattern) to adjacent semiconductor switch R: resistance of semiconductor switch α: temperature characteristic of semiconductor switch (0.6% / deg)
β: Temperature characteristics of conductive path (copper pattern) (0.44% / deg)

上記式のように検出用電流を求める式が異なるため、図7に示すように、半導体スイッチ23A〜23Cの(パワーMOSFET15A〜15Cの)分流比DRが異なる。
ここで、α≠βであることから、半導体スイッチ23A〜23Cと銅パターンの環境温度特性(周囲温度特性)が異なり、環境温度が変化すると、各電流I1〜I3の比率が変化する。これにより、図7のI1は、やや右下がりの傾きを有し、I3は、やや右上がりの傾きを有する。
Since the formula for obtaining the detection current is different as in the above formula, the shunt ratio DR (of the power MOSFETs 15A to 15C) of the semiconductor switches 23A to 23C is different as shown in FIG.
Here, since α ≠ β, the environmental temperature characteristics (ambient temperature characteristics) of the semiconductor switches 23A to 23C and the copper pattern are different, and the ratio of the currents I1 to I3 changes when the environmental temperature changes. Accordingly, I1 in FIG. 7 has a slightly downward slope, and I3 has a slightly upward slope.

これにより、半導体スイッチ23Aを通る経路Aについては、図8(25℃を変化率0とした図)に示すように、他の半導体スイッチ23B,23Cよりも導電路11の抵抗が小さいため、半導体スイッチ23Aの温度特性の影響が大きくなっている。そのため、環境温度が低いと、検出用電流I1の値が大きくなり、環境温度が高くなるにつれて、検出用電流I1の値が小さくなる傾きを有する。
一方、半導体スイッチ23Cを通る経路Cについては、他の半導体スイッチ23A,23Bよりも導電路11の抵抗が大きいため、半導体スイッチ23Cよりも導電路11の抵抗による影響が大きく、環境温度が低いと、検出用電流I3の値が小さくなり、環境温度が高くなるにつれて、検出用電流I3の値が大きくなる傾きを有する。
As a result, the path A passing through the semiconductor switch 23A has a smaller resistance of the conductive path 11 than the other semiconductor switches 23B and 23C, as shown in FIG. The influence of the temperature characteristics of the switch 23A is large. Therefore, when the environmental temperature is low, the value of the detection current I1 increases, and as the environmental temperature increases, the value of the detection current I1 decreases.
On the other hand, for the path C passing through the semiconductor switch 23C, since the resistance of the conductive path 11 is larger than that of the other semiconductor switches 23A and 23B, the influence of the resistance of the conductive path 11 is larger than that of the semiconductor switch 23C, and the environmental temperature is low. As the value of the detection current I3 decreases and the environmental temperature increases, the value of the detection current I3 increases.

これに対して、半導体スイッチ23Bを通る経路Bについては、他の半導体スイッチ23A,23Cに対して、導電路11の抵抗が中間に位置しているため、半導体スイッチ23B及び導電路11の一方からの極端に強い影響を受けず、環境温度が低いと、わずかに検出用電流I2の値が小さく、環境温度が高くなると、わずかに検出用電流I2の値が大きくなる傾きを有する。   On the other hand, for the path B passing through the semiconductor switch 23B, the resistance of the conductive path 11 is located in the middle with respect to the other semiconductor switches 23A and 23C. When the environmental temperature is low, the value of the detection current I2 is slightly small, and when the environmental temperature is high, the value of the detection current I2 is slightly increased.

そのため、上記したように、選択した1個のセンスMOSFETの検出用電流Isに基づき負荷Lに供給される負荷電流ILを検出する場合には、選択するセンスMOSFETの温度特性に応じて負荷電流ILの検出に第2の誤差(分流比DRの温度特性による誤差)が生じるおそれがある。   Therefore, as described above, when the load current IL supplied to the load L is detected based on the detection current Is of one selected sense MOSFET, the load current IL is determined according to the temperature characteristics of the selected sense MOSFET. There is a possibility that a second error (an error due to the temperature characteristic of the diversion ratio DR) occurs in the detection of.

そこで、本実施形態では、上記した検出用電流Isの環境温度特性による第1の誤差と、分流比DRの環境温度特性による第2の誤差とが個別に生じることは、許容しつつ、(誤差を個別に補正するのではなく)これらの誤差を互いに相殺(キャンセル)し合うセンスMOSFETを選択スイッチング素子として選択することとしている。   Therefore, in the present embodiment, while allowing the first error due to the environmental temperature characteristic of the detection current Is described above and the second error due to the environmental temperature characteristic of the shunt ratio DR to occur separately, (error) A sense MOSFET that cancels (cancels) these errors with each other is selected as a selection switching element.

具体的には、各半導体スイッチ23A〜23Cについて、電流検出回路10Aについて、分流比DRの温度特性を求める。
この分流比DRの温度特性の求め方は、実際に測定しなくても、例えば、上記したように、検出用電流Isの温度特性は、導電路11の短い経路の検出用電流IsがセンスMOSFETの影響を強く受け、導電路11の長い経路の検出用電流Isが導電路11の抵抗による影響を強く受けるため、導電路11の長さに基づいて分流比DRの変化率を予め規定するようにすればよい。なお、実際に測定を行って分流比DRの温度特性を求めてもよい。
Specifically, for each of the semiconductor switches 23A to 23C, the temperature characteristic of the shunt ratio DR is obtained for the current detection circuit 10A.
For example, as described above, the temperature characteristic of the detection current Is can be obtained as follows. The detection current Is of the short path of the conductive path 11 is not detected by actually measuring the temperature characteristic of the shunt ratio DR. Since the detection current Is of the long path of the conductive path 11 is strongly influenced by the resistance of the conductive path 11, the rate of change of the diversion ratio DR is defined in advance based on the length of the conductive path 11. You can do it. It should be noted that the temperature characteristics of the diversion ratio DR may be obtained by actually measuring.

そして、各半導体スイッチ23A〜23Cについての分流比DRの温度特性が得られたら、センス比SRの温度特性(の変化率)による検出用電流Isの傾きとは反対側の傾き(正負反対の傾き)の分流比DRの温度特性(の変化率)を有するセンスMOSFETを、負荷電流ILの検出に用いる選択スイッチング素子として選択する。図8では、右下がりの傾きの検出用電流Isの温度特性(の変化率)に対して、右上がりの傾きの分流比の温度特性(の変化率)を有するセンスMOSFETを選択する。
ここで、本実施形態のように、センス比SRの温度特性による検出用電流Isの傾きと、反対側向きの分流比の傾きを有するセンスMOSFETが複数(16B,16C)ある場合には、各傾きの絶対値が最も近い分流比DRのセンスMOSFET16Bを選択スイッチング素子として選択する。なお、各温度特性の傾きは、温度特性が線形性を有さない場合には、所定の温度(例えば、25℃)における傾きとしたり、所定の温度範囲の複数の傾きの平均値を比較すべき温度特性の傾きとすればよい。
When the temperature characteristics of the shunt ratio DR for each of the semiconductor switches 23A to 23C are obtained, the slope on the side opposite to the slope of the detection current Is due to the temperature characteristic (change rate) of the sense ratio SR (the slope opposite to positive and negative). ) Is selected as a selection switching element used for detecting the load current IL. In FIG. 8, a sense MOSFET having a temperature characteristic (change rate) of a shunt ratio with an upward slope to a temperature characteristic (change ratio) of the detection current Is with a downward slope is selected.
Here, as in the present embodiment, when there are a plurality of sense MOSFETs (16B, 16C) having a slope of the detection current Is due to the temperature characteristic of the sense ratio SR and a slope of the shunt ratio in the opposite direction, The sense MOSFET 16B having the shunt ratio DR with the closest absolute value of the slope is selected as the selective switching element. The slope of each temperature characteristic is the slope at a predetermined temperature (for example, 25 ° C.) or the average value of a plurality of slopes in a predetermined temperature range is compared when the temperature characteristic is not linear. The slope of the power temperature characteristic may be used.

そして、選択スイッチング素子(センスMOSFET16)から出力される検出用電流Is2(をセンスMOSFET16A〜16Cと、センス比SRの逆数と、選択スイッチング素子に応じて予め設定されている所定の補正係数とを掛け合わせて負荷Lに供給される負荷電流ILを検出する(検出用電流とセンス比とに基づき負荷電流を検出する)。
これにより、図9に示すように、センス比SRの温度特性の影響と分流比DRの温度特性による影響が、ある程度、互いにキャンセルされた負荷電流ILの変化率LRを得ることができる。
Then, the detection current Is2 (the sense MOSFETs 16A to 16C) output from the selection switching element (sense MOSFET 16) is multiplied by the reciprocal of the sense ratio SR and a predetermined correction coefficient set in advance according to the selection switching element. In addition, the load current IL supplied to the load L is detected (the load current is detected based on the detection current and the sense ratio).
As a result, as shown in FIG. 9, it is possible to obtain a rate of change LR of the load current IL in which the influence of the temperature characteristic of the sense ratio SR and the influence of the temperature characteristic of the shunt ratio DR are canceled to some extent.

本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
(1)本実施形態によれば、複数のセンスMOSFET16A〜16C(検出用スイッチング素子))のうちから選択された選択スイッチング素子16Bから出力される検出用電流Isに基づきパワーMOSFET15A〜15C(電力用スイッチング素子)を介して負荷Lに供給される負荷電流ILを検出するため、例えば複数のセンスMOSFET16A〜16Cの検出用電流の合計に基づいて負荷Lに供給される負荷電流ILを検出する場合と比較して全ての検出用電流についての検出や処理を行う構成が必要ないため、検出のための構成を簡素化することが可能となる。
According to the present embodiment, the following operations and effects are achieved.
(1) According to the present embodiment, the power MOSFETs 15A to 15C (for power) based on the detection current Is output from the selection switching element 16B selected from among the plurality of sense MOSFETs 16A to 16C (detection switching elements)) In order to detect the load current IL supplied to the load L via the switching element), for example, the load current IL supplied to the load L is detected based on the total of the detection currents of the plurality of sense MOSFETs 16A to 16C. In comparison, it is not necessary to have a configuration for performing detection and processing for all the detection currents, so that the configuration for detection can be simplified.

ここで、分担電流Im2とこの分担電流Im2に対応する検出用電流Isとの比率であるセンス比SRについても温度特性による変動があり、負荷Lに供給される電流の検出に第1の誤差が生じるおそれがある。
また、各パワーMOSFET15A〜15Cについて、電力の入力部13から出力部14に至る複数の導電路11の経路抵抗分流比が異なる場合には、分担電流Im1〜Im3の温度特性が異なり、いずれか1個のセンスMOSFETから出力される検出用電流Isに基づいて負荷Lに供給される負荷電流ILを検出すると、各導電路11ごとの温度特性の違いが加味されていないため、負荷Lに供給される負荷電流ILの検出に誤差が生じるおそれがある。
また、これ以外にも、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率についても温度特性による変動があり、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
Here, the sense ratio SR, which is the ratio between the shared current Im2 and the detection current Is corresponding to the shared current Im2, also varies due to temperature characteristics, and the first error is detected in the detection of the current supplied to the load L. May occur.
Further, for each of the power MOSFETs 15A to 15C, when the path resistance shunt ratios of the plurality of conductive paths 11 from the power input unit 13 to the output unit 14 are different, the temperature characteristics of the shared currents Im1 to Im3 are different. When the load current IL supplied to the load L is detected based on the detection current Is output from each sense MOSFET, the difference in the temperature characteristics for each conductive path 11 is not taken into account, and thus the current is supplied to the load L. An error may occur in the detection of the load current IL.
In addition, the ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current also varies depending on the temperature characteristics, and there is a possibility that an error may occur in the detection of the current supplied to the load.

一方、本実施形態では、選択スイッチング素子は、分担電流Im2とこの分担電流Im2に対応する検出用電流Isとの比率の温度特性が負荷電流ILの検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比DRの温度特性により低減することが可能なセンスMOSFET16B(検出用スイッチング素子)が選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、分担電流Im2とこの分担電流Im2に対応する検出用電流Isとの比率であるセンス比SRの温度特性の変化が負荷電流ILの検出に与える誤差を、前記各分担電流間の温度特性により、ある程度、温度特性による影響を互いにキャンセル(相殺)することが可能になり、環境温度特性により生じる負荷電流ILの検出誤差を抑制することが可能になる。よって、電流検出回路10Aについて、検出誤差を抑制しつつ検出のための構成を簡素化することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the selection switching element gives an error that the temperature characteristic of the ratio between the shared current Im2 and the detection current Is corresponding to the shared current Im2 gives to the detection of the load current IL between the shared currents. The sense MOSFET 16B (detection switching element) that can be reduced by the temperature characteristic of the shunt ratio DR is selected as the selective switching element.
In this way, the error given to the detection of the load current IL by the change in the temperature characteristic of the sense ratio SR, which is the ratio between the shared current Im2 and the detection current Is corresponding to the shared current Im2, is determined between the shared currents. With this temperature characteristic, it becomes possible to cancel (cancel) the influences of the temperature characteristic to some extent, and it is possible to suppress the detection error of the load current IL caused by the environmental temperature characteristic. Therefore, it is possible to simplify the configuration for detection of the current detection circuit 10A while suppressing detection errors.

(2)選択スイッチング素子は、センス比(比率)における検出用電流Isの温度特性の傾きに対して、各分担電流Im1〜Im3の分流比DRの傾きが反対側の傾きとなるパワーMOSFET15Bと対応するセンスMOSFET16Bが選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、センス比(比率)における検出用電流Isの温度特性の傾きと分流比DRの温度特性の傾きを比較すれば、選択スイッチング素子を選択することが可能になるため、選択スイッチング素子の選択を容易にすることが可能になる。
(2) The selection switching element corresponds to the power MOSFET 15B in which the slope of the shunt ratio DR of each of the shared currents Im1 to Im3 is the opposite slope with respect to the slope of the temperature characteristic of the detection current Is in the sense ratio (ratio). The sense MOSFET 16B to be selected is selected as the selective switching element.
In this way, the selection switching element can be selected by comparing the gradient of the temperature characteristic of the detection current Is in the sense ratio (ratio) with the gradient of the temperature characteristic of the shunt ratio DR. It becomes possible to easily select the element.

(3)選択スイッチング素子は、反対側の傾きとなるセンスMOSFET(検出用スイッチング素子)が複数ある場合には、検出用電流Isの温度特性の傾きの絶対値と、各分担電流Im1〜Im3の分流比DRの温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる検出用スイッチング素子が選択されている。
このようにすれば、検出用電流Isの温度特性の傾きに対して、各分担電流Im1〜Im3の分流比DRの温度特性の傾きが反対側の傾きとなるセンスMOSFETが複数存在する場合に、最も負荷に供給される負荷電流ILの検出誤差を少なくするセンスMOSFET16Bを選択スイッチング素子として選択することが可能になる。
(3) When there are a plurality of sense MOSFETs (detection switching elements) having an inclination on the opposite side, the selection switching element has an absolute value of the inclination of the temperature characteristic of the detection current Is and each of the shared currents Im1 to Im3. The detection switching element that has the closest absolute value of the gradient of the temperature characteristic of the diversion ratio DR is selected.
In this way, when there are a plurality of sense MOSFETs in which the gradient of the temperature characteristic of the current dividing ratio DR of each of the divided currents Im1 to Im3 is the opposite gradient with respect to the gradient of the temperature characteristic of the detection current Is, It becomes possible to select the sense MOSFET 16B that minimizes the detection error of the load current IL supplied to the load as the selective switching element.

(4)複数のセンスMOSFET16A〜16C(検出用スイッチング素子)は、並んで配置されており、入力部13及び出力部14は、共に、複数のセンスMOSFET16A〜16C(検出用スイッチング素子)の並び方向の一端側に設けられている。
入力部13及び出力部14が、本実施形態のように、共に、複数のセンスMOSFET16A〜16Cの並び方向の一端側に設けられている場合には、複数のセンスMOSFET16A〜16Cについての経路抵抗分流比が異なることになりやすく検出誤差が生じやすいが、上記実施形態の構成によれば、このような検出誤差が生じやすい回路構成において、負荷Lに供給される電流の検出誤差を抑制することが可能となる。
(4) The plurality of sense MOSFETs 16A to 16C (switching elements for detection) are arranged side by side, and both the input unit 13 and the output unit 14 are arranged in the direction in which the plurality of sense MOSFETs 16A to 16C (switching elements for detection) are arranged. Is provided on one end side.
When the input unit 13 and the output unit 14 are both provided at one end side in the arrangement direction of the plurality of sense MOSFETs 16A to 16C as in the present embodiment, the path resistance shunting for the plurality of sense MOSFETs 16A to 16C is performed. The ratios are likely to be different and detection errors are likely to occur. However, according to the configuration of the above embodiment, the detection error of the current supplied to the load L can be suppressed in the circuit configuration in which such detection errors are likely to occur. It becomes possible.

(5)パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cは、回路基板12に実装されており、導電路11は、回路基板12にプリント配線されたパターンである。
このようにすれば、電流検出回路10Aの構成を簡素化することができる。
(5) The power MOSFETs 15 </ b> A to 15 </ b> C and the sense MOSFETs 16 </ b> A to 16 </ b> C are mounted on the circuit board 12, and the conductive path 11 is a pattern printed on the circuit board 12.
In this way, the configuration of the current detection circuit 10A can be simplified.

(6)パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cがパッケージ22内に収容されて半導体スイッチ23A〜23Cを構成している。
このようにすれば、パワーMOSFET15A〜15C及びセンスMOSFET16A〜16Cがパッケージ22内に収容された半導体スイッチ23A〜23Cをディスクリート部品として使用して電流検出回路10Aを構成することができるため、製造コストを低減しつつ、構成を簡素化することが可能となる。
(6) The power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFETs 16A to 16C are accommodated in the package 22 to constitute the semiconductor switches 23A to 23C.
In this manner, the current detection circuit 10A can be configured using the semiconductor switches 23A to 23C in which the power MOSFETs 15A to 15C and the sense MOSFETs 16A to 16C are accommodated in the package 22 as discrete components, so that the manufacturing cost can be reduced. It is possible to simplify the configuration while reducing.

<実施形態2>
実施形態2について、図10ないし図13を参照しつつ説明する。
実施形態1の電流検出回路10Aは、負荷電流ILは、半導体スイッチ23A〜23Cに設けられた3個のパワーMOSFET15A〜15Cに分流されており、各パワーMOSFET15A〜15Cに対応して3個のセンスMOSFET16A〜16Cが設けられる構成であったが、実施形態2の電流検出回路24は、負荷電流ILは、図10に示すように、半導体スイッチ25A,25Bに設けられた2個のパワーMOSFET26A,26Bに分流されており、各パワーMOSFET26A,26Bに対応して2個のセンスMOSFET27A,27Bが設けられる構成としたものである。以下、実施形態1と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
具体的には、図11の電流検出回路をモデル化した回路図に示すように、入力部13から出力部14に至る3つの経路A〜C(複数の導電路11)上に配された各半導体スイッチ23A〜23Cから出力される分担電流I1〜I2は、全体の電流をI(I=I1+I2)とすると、

Figure 2014064129
となる。
但し、
r1〜r2:隣の半導体スイッチまでの導電路(パターン)の抵抗
R:半導体スイッチの抵抗
α:半導体スイッチの温度特性(0.6%/deg)
β:導電路(銅パターン)の温度特性(0.44%/deg) <Embodiment 2>
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 13.
In the current detection circuit 10A of the first embodiment, the load current IL is shunted to the three power MOSFETs 15A to 15C provided in the semiconductor switches 23A to 23C, and three senses corresponding to each power MOSFET 15A to 15C. Although the MOSFETs 16A to 16C are provided, the current detection circuit 24 of the second embodiment has a load current IL of two power MOSFETs 26A and 26B provided in the semiconductor switches 25A and 25B as shown in FIG. The two sense MOSFETs 27A and 27B are provided corresponding to the power MOSFETs 26A and 26B. Hereinafter, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
Specifically, as shown in the circuit diagram in which the current detection circuit of FIG. 11 is modeled, each of the three paths A to C (the plurality of conductive paths 11) from the input unit 13 to the output unit 14 is arranged. The shared currents I1 to I2 output from the semiconductor switches 23A to 23C are I (I = I1 + I2) as a whole,
Figure 2014064129
It becomes.
However,
r1 to r2: resistance of conductive path (pattern) to adjacent semiconductor switch R: resistance of semiconductor switch α: temperature characteristic of semiconductor switch (0.6% / deg)
β: Temperature characteristics of conductive path (copper pattern) (0.44% / deg)

この電流検出回路24における2個のセンスMOSFET27A,27Bの分流比DRは、図12に示すように、センスMOSFET27Aを通る経路については、MOSFET27Bよりも導電路11の抵抗が小さいため、センスMOSFET27Aの環境温度特性の影響が大きく、環境温度が低いと、電流の検出値が大きく、環境温度が高くなるにつれて、電流の検出値が小さくなる傾きを有する。   As shown in FIG. 12, the shunt ratio DR of the two sense MOSFETs 27A and 27B in the current detection circuit 24 has a smaller resistance of the conductive path 11 than the MOSFET 27B in the path passing through the sense MOSFET 27A. When the influence of the temperature characteristic is large and the environmental temperature is low, the detected current value is large, and the detected current value has a slope that decreases as the environmental temperature increases.

一方、センスMOSFET27Bを通る経路については、MOSFET27Aよりも導電路11の抵抗が大きいため、センスMOSFET27Aよりも導電路11の抵抗による影響が大きく、環境温度が低いと、電流の検出値が小さく、環境温度が高くなるにつれて、電流の検出値が大きくなる傾きを有する。   On the other hand, for the path passing through the sense MOSFET 27B, since the resistance of the conductive path 11 is larger than that of the MOSFET 27A, the influence of the resistance of the conductive path 11 is larger than that of the sense MOSFET 27A. As the temperature increases, the detected current value has a slope that increases.

なお、センスMOSFET27A,27Bについては、実施形態1と同一構成のものを使用しており、センスMOSFET27A,27Bにおける検出用電流Isの分担電流Imに対する比率であるセンス比SRには、温度特性がある。
また、分流比DRの温度特性についても、各センスMOSFET27A,27Bから出力される検出用電流IA,IBの測定を行うと、図12に示すような温度特性が得られる。
The sense MOSFETs 27A and 27B have the same configuration as in the first embodiment, and the sense ratio SR, which is the ratio of the detection current Is to the shared current Im in the sense MOSFETs 27A and 27B, has temperature characteristics. .
Further, regarding the temperature characteristics of the shunt ratio DR, when the detection currents IA and IB output from the sense MOSFETs 27A and 27B are measured, the temperature characteristics as shown in FIG. 12 are obtained.

そこで、実施形態2についても、センス比SRの温度特性による第1の誤差と、分流比DRの温度特性による第2の誤差とが生じることは、許容しつつ、(温度特性による誤差を個別に補正するのではなく)負荷電流ILの検出に与える影響を互いに相殺(キャンセル)し合うセンスMOSFETを選択スイッチング素子として選択するものである。   Therefore, in the second embodiment, the first error due to the temperature characteristic of the sense ratio SR and the second error due to the temperature characteristic of the shunt ratio DR are allowed to occur (individually, the error due to the temperature characteristic is individually determined). A sense MOSFET that cancels (cancels) the influence on the detection of the load current IL is selected as a selective switching element.

そして、図13に示すように、センス比SRの温度特性による検出用電流Isの傾きと、反対側の傾き(正負反対の傾き)の分流比DRの温度特性が得られるセンスMOSFET27Bを選択スイッチング素子として選択する。   Then, as shown in FIG. 13, a sense MOSFET 27B that obtains a temperature characteristic of the current dividing ratio DR between the slope of the detection current Is due to the temperature characteristic of the sense ratio SR and the slope on the opposite side (the slope opposite to the positive and negative) is selected. Choose as.

そして、選択されたセンスMOSFET27Bから出力される検出用電流Isと、センス比SRとを掛け合わせた数と、選択されたセンスMOSFETに応じて予め設定された所定の補正係数とを掛けて合わせて、負荷Lに供給される負荷電流ILを検出する。これにより、センス比SRの温度特性の影響と分流比DRの温度特性による影響が、ある程度、互いにキャンセルされた負荷電流ILの変化率LRを得ることができる。   The number obtained by multiplying the detection current Is output from the selected sense MOSFET 27B and the sense ratio SR is multiplied by a predetermined correction coefficient set in advance according to the selected sense MOSFET. The load current IL supplied to the load L is detected. Thereby, it is possible to obtain a rate of change LR of the load current IL in which the influence of the temperature characteristic of the sense ratio SR and the influence of the temperature characteristic of the shunt ratio DR are canceled to some extent.

<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、電流検出回路10A,24及び電力供給制御装置10には、半導体スイッチが2又は3個備えられていたが、これに限らず、半導体スイッチが4個以上備えられるものに本発明を適用してもよい。これに応じて、センスMOSFETやパワーMOSFETの個数についても4個以上備えられるものに本発明を適用してもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1) In the above embodiment, the current detection circuits 10A and 24 and the power supply control device 10 are provided with two or three semiconductor switches. However, the present invention is not limited to this, and there are four or more semiconductor switches. The present invention may be applied to. In accordance with this, the present invention may be applied to a case where four or more sense MOSFETs or power MOSFETs are provided.

(2)上記実施形態では、スイッチング素子として、センスMOSFETやパワーMOSFETを用いたが、これに限られず、例えば、リレー等を用いてもよい。 (2) In the above embodiment, the sense MOSFET or the power MOSFET is used as the switching element. However, the present invention is not limited to this. For example, a relay or the like may be used.

(3)上記実施形態では、導電路11として、銅箔がプリント配線されたものを用いたが、これに限られない。例えば、銅合金や、アルミニウム、アルミニウム合金等の導体を導電路として使用してもよい。 (3) In the above embodiment, the conductive path 11 is a copper foil printed on a printed wiring, but is not limited thereto. For example, a conductor such as a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy may be used as the conductive path.

10…電力供給制御装置
10A,24…電流検出回路
11…導電路
12…回路基板
13…入力部
14…出力部
15A〜15C,26A,26B…パワーMOSFET(電力用スイッチング素子)
16A〜16C,27A,27B…センスMOSFET(検出用スイッチング素子)
16B…センスMOSFET(選択スイッチング素子)
17…電位調整部
20…変換部
21…IC(検出部、制御部)
22…パッケージ
23A〜23C,25A,25B…半導体スイッチ
B…電源
L…負荷
Im1〜Im3…分担電流
Is1〜Is3,Is…検出用電流
IL…負荷電流
DR…分流比
SR…センス比
LR…負荷電流の変化率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power supply control apparatus 10A, 24 ... Current detection circuit 11 ... Conductive path 12 ... Circuit board 13 ... Input part 14 ... Output part 15A-15C, 26A, 26B ... Power MOSFET (switching element for electric power)
16A-16C, 27A, 27B ... sense MOSFET (switching element for detection)
16B Sense MOSFET (selective switching element)
17 ... Potential adjustment unit 20 ... Conversion unit 21 ... IC (detection unit, control unit)
22 ... Packages 23A to 23C, 25A, 25B ... Semiconductor switch B ... Power supply L ... Loads Im1-Im3 ... Shared currents Is1-Is3, Is ... Detection current IL ... Load current DR ... Shunt ratio SR ... Sense ratio LR ... Load current Rate of change

Claims (7)

電力の供給を受ける入力部と電力を外部へ出力する出力部とを有する回路に設けられ負荷に供給される電流を検出する電流検出回路であって、
前記負荷に供給される電流のうち、複数の導電路に分担された分担電流の通断電を行う複数の電力用スイッチング素子と、
前記各電力用スイッチング素子に対応して複数の導電路にそれぞれ設けられ、検出用電流を出力可能な複数の検出用スイッチング素子と、
前記複数の検出用スイッチング素子のうちの選択スイッチング素子から出力される前記検出用電流に基づき、前記複数の電力用スイッチング素子を介して前記負荷に供給される電流を検出する検出部と、を備え、
前記選択スイッチング素子は、前記分担電流とこの分担電流に対応する前記検出用電流との比率の温度特性が前記負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の温度特性により低減することが可能な前記検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている電流検出回路。
A current detection circuit that is provided in a circuit having an input unit that receives power supply and an output unit that outputs power to the outside and detects a current supplied to a load,
Among the currents supplied to the load, a plurality of power switching elements for cutting off and sharing the shared current shared by the plurality of conductive paths,
A plurality of switching elements for detection provided in a plurality of conductive paths corresponding to each of the power switching elements, and capable of outputting a detection current;
A detection unit configured to detect a current supplied to the load via the plurality of power switching elements based on the detection current output from a selection switching element among the plurality of detection switching elements. ,
The selective switching element has an error that the temperature characteristic of the ratio between the shared current and the detection current corresponding to the shared current gives to the detection of the current supplied to the load by the temperature characteristic between the shared currents. A current detection circuit in which the detection switching element that can be reduced is selected as the selection switching element.
前記選択スイッチング素子は、前記比率における前記検出用電流の温度特性の傾きに対して、前記各分担電流の分流比の傾きが反対側の傾きとなる前記電力用スイッチング素子と対応する検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている請求項1に記載の電流検出回路。 The selection switching element is a detection switching element corresponding to the power switching element in which the inclination of the shunt ratio of each shared current is opposite to the inclination of the temperature characteristic of the detection current in the ratio. Is selected as the selection switching element. 前記選択スイッチング素子は、前記反対側の傾きとなる前記検出用スイッチング素子が複数ある場合には、前記検出用電流の温度特性の傾きの絶対値と、前記分流比の温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる前記検出用スイッチング素子が選択されている請求項2に記載の電流検出回路。 In the case where there are a plurality of the detection switching elements having the slope on the opposite side, the selective switching element has an absolute value of the slope of the temperature characteristic of the detection current and an absolute value of the slope of the temperature characteristic of the shunt ratio. The current detection circuit according to claim 2, wherein the detection switching element having the closest value is selected. 前記複数の検出用スイッチング素子は、並んで配置されており、
前記入力部及び前記出力部は、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の電流検出回路。
The plurality of detection switching elements are arranged side by side,
4. The current detection circuit according to claim 1, wherein the input unit and the output unit are both provided on one end side in the arrangement direction of the plurality of detection switching elements. 5.
前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子は、回路基板に実装されており、
前記導電路は、前記回路基板にプリント配線されたパターンである請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の電流検出回路。
The power switching element and the detection switching element are mounted on a circuit board,
The current detection circuit according to claim 1, wherein the conductive path is a pattern printed on the circuit board.
前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容されて半導体スイッチを構成している請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の電流検出回路。 The current detection circuit according to claim 1, wherein the power switching element and the detection switching element are housed in a package to constitute a semiconductor switch. 前記検出部による検出結果に応じて前記電力用スイッチング素子の通断電を制御する制御部を有する請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。 The power supply control device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a control unit that controls power interruption of the power switching element according to a detection result by the detection unit.
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