JP2015088803A5

JP2015088803A5 -

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Publication number: JP2015088803A5
Application number: JP2013223804A
Authority: JP
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2033-10-29

Description

ＩＰＭ１は外部端子として電源電圧ＶＤ（電源２１の正極）が付与される外部端子Ｐ１（第１の外部電源端子）と、基準電位である接地電圧ＧＮＤ（電源２１の負極）に設定される外部端子Ｐ３（第２の外部電源端子）と、エラー出力信号ＦＯ(False Out)が出力される外部端子Ｐ２（外部検出用端子）とを有している。

上記ヒューズ断線報知部は、ラッチ回路１５への“Ｈ”の特定異常検出信号Ｓ１４のラッチの有無、すなわち、特定異常検出信号Ｓ１４の特定の異常現象の発生指示内容に基づき、発光ダイオードＤ４の発光の有無を制御するため、特定の異常現象発生時に伴いヒューズ１３の断線されたことを速やかに視覚認識可能に外部に報知することができる。

加えて、実施の形態３の異常履歴設定部は、ヒューズ１３に接続され、ヒューズ１３の断線時にＩＧＢＴ５６のスイッチング動作を停止させる遮断設定を指示する“Ｈ”のＩＧＢＴ遮断信号ＳＢを出力するコンパレータ１６を遮断指示部として有している。

ＩＰＭ４の異常履歴設定部は、実施の形態１と同一構成のヒューズ１３、抵抗Ｒ２及びトランジスタＱ２に加え、外部端子Ｐ５（外部ヒューズ接続端子）及び外部端子Ｐ１，Ｐ５間の外部に介挿されるスイッチ２３（端子間スイッチ）をさらに備えている。

スイッチ２３は、例えば、ＤＩＰスイッチ等の機械スイッチにより実現され、外部端子Ｐ１，Ｐ５間の電気的接続の有無を切換設定することができる。ＩＰＭ４において、ヒューズ１３、抵抗Ｒ２及びトランジスタＱ２は、スイッチ２３及び外部端子Ｐ５を介して、外部端子Ｐ１，外部端子Ｐ３間に介挿されることになる。

加えて、実施の形態５のＩＰＭ５は、外部端子Ｐ６，Ｐ７間の電気的接続状況（導通状態，オープン状態）により、ヒューズ１３の断線の有無を外部から比較的簡単に認識することができる。

さらに、外部端子Ｐ６，Ｐ７間に設ける抵抗Ｒ１１の抵抗値を調整して、抵抗Ｒ１１とヒューズ１３に流れる電流の分流比を制御することにより、上記異常履歴動作の有効／無効を選択設定することができる。

具体的には、抵抗Ｒ１１の抵抗値をヒューズ１３及び抵抗Ｒ２の合成抵抗値より十分小さくすることにより、検出対象の異常現象発生時にヒューズ１３に流れる電流を断線不可能レベルにまで小さくして異常履歴設定部の異常履歴動作の無効化を図ることができる。逆に、抵抗Ｒ１１の抵抗値をヒューズ１３及び抵抗Ｒ２の合成抵抗値より十分大きくすることにより、異常履歴設定部の異常履歴動作の有効にすることができる。

異常検出回路１４Ａは、温度検知信号Ｓ３１が“Ｈ”のとき、すなわち、３種類の異常現象のうち、検出対象である特定の異常現象に該当する温度上昇異常現象が発生した時、トランジスタＱ２Ａをオン状態にする“Ｈ”レベルの特定異常検出信号Ｓ１４Ａを出力し、温度上昇異常現象が発生していない時はトランジスタＱ２Ａをオフ状態にする“Ｌ”レベルの特定異常検出信号Ｓ１４Ｂを出力する第１の異常検出動作を実行する。

異常検出回路１４Ｂは、電流検知信号Ｓ３２が“Ｈ”のとき、すなわち、３種類の異常現象のうち、検出対象である特定の異常現象に該当する短絡異常現象が発生した時、トランジスタＱ２Ｂをオン状態にする“Ｈ”レベルの特定異常検出信号Ｓ１４Ｂを出力し、短絡異常現象が発生していない時はトランジスタＱ２Ｂをオフ状態にする“Ｌ”レベルの特定異常検出信号Ｓ１４Ｂを出力する第２の異常検出動作を実行する。

なお、ヒューズ１３Ａ及び１３Ｂの断線の有無は、ＩＰＭ６の内部の制御回路（図示せず）にヒューズ１３Ａ及び１３Ｂの導通チェック機能を設けることにより比較的容易にＩＰＭ６内部で確認することができる。

＜実施の形態７＞
図８はこの発明の実施の形態７であるＩＰＭ７の異常出力部及び異常履歴設定部並びにその周辺を模式的に示す回路図である。なお、図７で示した構成と同一構成部分（異常出力部、異常検出回路１４Ａ及び１４Ｂ、ラッチ回路１５Ａ及び１５Ｂ、総合異常検出回路１７、ＯＲゲートＧ１７、電源２１及びフォトカプラ２２、過熱検出回路３１、短絡検出回路３２、電圧低下検出回路３３及び外部端子Ｐ１〜Ｐ３等）については同一符号を付して説明を適宜省略する。

この際、ラッチ回路１５Ｂにより特定異常検出信号Ｓ１４Ｂの“Ｈ”レベルがラッチされているため、短絡異常現象の発生時におけるヒューズ１３Ｂの断線時及びその後において、発光ダイオードＤ４Ｂ及び抵抗Ｒ３Ｂの電流経路に電源２１による電流が流れる。

加えて、実施の形態７のＩＰＭ７は、特定異常検出信号Ｓ１４Ａ及びＳ１４Ｂの異常現象発生の指示内容（“Ｈ”，“Ｌ”レベル）に基づき、発光ダイオードＤ４Ａ及びＤ４Ｂの発光の有無を制御する第１及び第２のヒューズ断線報知部（異常現象報知部）をさらに備えている。

総合異常検出回路１７はコンパレータ検出信号Ｓ１８Ｂを受け、コンパレータ検出信号Ｓ１８Ｂの“Ｈ”／“Ｌ”に基づき、異常検出信号ＳＦを“Ｈ”／“Ｌ”に設定する。したがって、検出温度信号Ｓ３４が１５０℃を超える温度を指示するとき、異常出力部により“Ｌ”のエラー出力信号ＦＯが外部端子Ｐ２から出力される。

ＩＰＭ９の異常履歴設定部は、ヒューズ１９、抵抗Ｒ１２Ａ及び（ＮＰＮバイポーラ）トランジスタＱ１２Ａ並びにラッチ回路２５Ａより構成され、外部端子Ｐ１，外部端子Ｐ３間に、ヒューズ１９、抵抗Ｒ１２Ａ及びトランジスタＱ１２Ａが直列に介挿される。

すなわち、ヒューズ１９の一端が外部端子Ｐ１に接続され、他端が抵抗Ｒ１２Ａの一端に接続され、抵抗Ｒ１２Ａの他端がトランジスタＱ１２Ａのコレクタに接続され、トランジスタＱ１２Ａのエミッタが外部端子Ｐ３（接地電圧ＧＮＤレベル）に接続される。さらに、トランジスタＱ１２Ａのベースには、特定異常検出信号Ｓ２４Ａをラッチするラッチ回路２５Ａの出力が付与される。

ＩＰＭ９は、さらに、各々がヒューズを有さない異常現象認識部として以下の第１〜第３の異常現象認識部を有している。

第１の異常現象認識部において、外部端子Ｐ１，外部端子Ｐ１４間の外部に発光ダイオードＤ５が介挿される。すなわち、発光ダイオードＤ５のアノードが外部端子Ｐ１に接続され、カソードが外部端子Ｐ１４に接続される。そして、外部端子Ｐ１４，外部端子Ｐ３間に、抵抗Ｒ１２Ｂ及びトランジスタＱ１２Ｂが直列に介挿される。すなわち、抵抗Ｒ１２Ｂの一端が外部端子Ｐ１４に接続され、抵抗Ｒ１２Ｂの他端がトランジスタＱ１２Ｂのコレクタに接続され、トランジスタＱ１２Ｂのエミッタが外部端子Ｐ３に接続される。さらに、トランジスタＱ１２Ｂのベースには、特定異常検出信号Ｓ２４Ｂをラッチするラッチ回路２５Ｂの出力が付与される。

第２の異常現象認識部において、外部端子Ｐ２，Ｐ３間に、抵抗Ｒ１２Ｃ及びトランジスタＱ１２Ｃが直列に介挿される。すなわち、抵抗Ｒ１２Ｃの一端が外部端子Ｐ２に接続され、抵抗Ｒ１２Ｃの他端がトランジスタＱ１２Ｃのコレクタに接続され、トランジスタＱ１２Ｃのエミッタが外部端子Ｐ３に接続される。さらに、トランジスタＱ１２Ｃのベースには、特定異常検出信号Ｓ２４Ｃをラッチするラッチ回路２５Ｃの出力が付与される。

異常検出回路２４Ｂは“Ｈ”の特定異常検出信号Ｓ２４Ｂを出力する際、ＩＧＢＴ５６の遮断設定を指示する“Ｈ”のＩＧＢＴ遮断信号ＳＢ２を併せて出力する（図４参照）。同様に、異常検出回路２４Ｃは“Ｈ”の特定異常検出信号Ｓ２４Ｃを出力する際、ＩＧＢＴ５６の遮断設定を指示する“Ｈ”のＩＧＢＴ遮断信号ＳＢ３（図４参照）を併せて出力する。

したがって、異常検出回路２４Ａは検出温度が１７５℃を超え、温度上昇異常現象における異常度合が最も高い重大異常現象に対し第１の異常検出動作を実行する重大異常検出回路となる。そして、異常検出回路２４Ｂ〜２４Ｄによる第２〜第４の異常検出動作に関し、異常度合が高い方から第２、第３及び第４の順となる。

すなわち、ＩＰＭ１０は、状態パラメータであるコレクタ電流Ｉｃの電流量及び発生回数に基づき分類された２種類の短絡異常現象に対応するヒューズ１３Ａ及び１３Ｂの断線の有無により、共通のコレクタ電流Ｉｃ間で発生回数を含めた異常度合が異なる２つの短絡異常現象それぞれの発生の有無に関する履歴を認識することができる。

Claims

請求項１記載の半導体装置であって、
前記特定の異常現象は複数種の異常現象を含み、
前記特定異常検出信号は第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の特定異常検出信号を含み、前記異常検出動作は第１〜第Ｎの異常検出動作を含み、前記ヒューズは第１〜第Ｎのヒューズを含み、前記異常履歴動作は第１〜第Ｎの異常履歴動作を含み、
前記異常検出回路は、前記複数種の異常現象に含まれる第１〜第Ｎの異常現象の有無を指示する前記第１〜第Ｎの特定異常検出信号を出力する前記第１〜第Ｎの異常検出動作を実行する第１〜第Ｎの異常検出回路を含み、
前記異常履歴設定部は、第１〜第Ｎの異常検出回路に対応して設けられ、前記第１〜第Ｎのヒューズを有する第１〜第Ｎの異常履歴設定部を含み、
前記第１〜第Ｎの異常履歴設定部は、前記第１〜第Ｎの特定異常検出信号が異常現象の発生を指示するとき、前記第１〜第Ｎのヒューズに電流を流し断線させる前記第１〜第Ｎの異常履歴動作を実行する、
半導体装置。