JP2017090303A - 過電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流を素早く検出することができ、製造コストを安くする。【解決手段】負荷（３）を駆動する装置（１）に設けられ、過電流を検出する過電流検出装置であって、負荷（３）の通電路に設けられたＭＯＳトランジスタ（４、５）と、ＭＯＳトランジスタ（４、５）のドレイン−ソース間電圧に基づいてＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度を検出する温度検出部（１４、２２）とを備え、ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度に基づいてＭＯＳトランジスタ（４、５）に流れる電流が過電流であると判定するように構成されたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷を駆動する装置に設けられるものであって、過電流を検出する過電流検出装置に関する。

モータ等の負荷を駆動する装置において、電源と負荷との間に逆接保護用のＭＯＳトランジスタを設けた構成がある。このような構成において、負荷が電源またはＧＮＤに短絡した場合に発生する過電流を検出する方法として、従来より、次に２つの検出装置が知られている。

第１の検出装置においては、ＭＯＳトランジスタ周辺の温度を検出するサーミスタと、回路の外部の温度を検出するサーミスタとを設け、２個のサーミスタの検出温度の差、即ち、ＭＯＳトランジスタ周辺の温度と回路の外部の温度との差に基づいて過電流を検出している。

また、第２の検出装置においては、逆接保護用のＭＯＳトランジスタのドレイン−ソース間電圧（以下、ＤＳ間電圧と称する）をモニタする回路を設け、ＭＯＳトランジスタに流れる電流をＭＯＳトランジスタのオン抵抗と配線抵抗による電圧降下に基づいて検出することにより、過電流を検出している。

特開２０１１−８５４７０号公報 特開２０１３−７０５７４号公報

上記第１の検出装置の場合、保護対象のＭＯＳトランジスタの実温度と、サーミスタによる検出温度との間に温度差が存在するため、過電流の検出精度が高いとは言えなかった。このため、最悪の場合、過電流を検出してからフェイルセーフに入る前に、ＭＯＳトランジスタの耐量を超える電流が流れるおそれがあり、ＭＯＳトランジスタが破壊に至るという問題があった。そして、サーミスタが２個以上必要となるので、製造コストが高くなるという問題もあった。

また、第２の検出装置の場合、ＭＯＳトランジスタのオン抵抗の製品毎のばらつきが大きいため、使用するＭＯＳトランジスタによって過電流の検出レベルが変わる可能性があることから、製品毎に検出レベルを調整しなければならないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、過電流を素早く検出することができ、製造コストを安くすることができ、また、製品毎の検出レベルの調整を不要にすることができる過電流検出装置を提供することにある。

請求項１の発明は、負荷（３）を駆動する装置（１）に設けられ、過電流を検出する過電流検出装置であって、前記負荷（３）の通電路に設けられたＭＯＳトランジスタ（４、５）と、前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）のドレイン−ソース間電圧に基づいて前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度を検出する温度検出部（１４、２２）とを備え、前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度に基づいて前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）に流れる電流が過電流であると判定するように構成されたものである。

本発明の第１実施形態を示すもので、負荷駆動装置の電気的構成を示す図 ＤＳ間電圧と電流と温度との関係を示す特性図 ＤＳ間電圧と電流と製品ばらつきとの関係を示す特性図 温度と電流との関係を示す特性図 検出時間と短絡時の電流との関係を示す特性図 （ａ）はノイズが影響した電流の変化を示す図、（ｂ）はノイズが影響したＤＳ間電圧の変化を示す図 本発明の第２実施形態を示すもので、負荷駆動装置の電気的構成を示す図 本発明の第３実施形態を示すもので、負荷駆動装置の電気的構成を示す図 本発明の第４実施形態を示すもので、負荷駆動装置の電気的構成を示す図 本発明の第５実施形態を示すもので、負荷駆動装置の電気的構成を示す図

以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本実施形態の負荷駆動装置の電気的構成を示す図である。この図１に示すように、負荷駆動装置１は、制御装置２と、負荷３と、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４と、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５とを備えて構成されている。

負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４は、例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタで構成されており、ドレインが負荷３の負極端子に接続され、ソースがシャント抵抗６を介してグランド端子７に接続されている。逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５は、例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタで構成されており、ドレインがノイズ対策用のπ型フィルタ８を介して負荷３の正極端子に接続され、ソースが電源端子９に接続されている。電源端子９は、図示しない車載バッテリの正極に接続されている。

制御装置２は、マイコン１０と、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４を駆動する第１のドライバ１１と、内部電源回路１２と、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５を駆動する第２のドライバ１３と、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５の温度を検出する温度検出回路１４とを有する。マイコン１０は、制御装置２全体を制御する機能を有しており、第１のドライバ１１及び第２のドライバ１３にＭＯＳトランジスタ４及びＭＯＳトランジスタ５をそれぞれオンオフ駆動するための制御信号を送信する。

第１のドライバ１１は、ＭＯＳトランジスタ４のゲートに駆動信号を出力して、ＭＯＳトランジスタ４をオンオフする。第２のドライバ１３は、ＭＯＳトランジスタ５のゲートに駆動信号を出力して、ＭＯＳトランジスタ５をオンオフする。内部電源回路１２は、電源端子９からバッテリの電源を入力して、定電圧電源を生成し、生成した定電圧電源を制御装置２内の各回路に供給する。

温度検出回路１４は、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗の温度特性に基づいてＭＯＳトランジスタ５の温度を検出するものであり、コンパレータ１５と、閾値電圧生成回路１６と、電流検出回路１７とを有する。温度検出回路１４は、温度検出部としての機能を有する。コンパレータ１５は、比較器としての機能を有する。閾値電圧生成回路１６は、判定電圧出力部としての機能を有する。

コンパレータ１５は、その「＋」入力端子がＭＯＳトランジスタ５のドレインに接続され、「−」入力端子が閾値電圧生成回路１６の出力端子１６ａに接続され、出力端子１５ａが電流検出回路１７に接続されている。閾値電圧生成回路１６は、電源端子９または内部電源回路１２から電源を入力して閾値電圧Ｖrefを生成し、生成した閾値電圧Ｖrefを出力端子１６ａから出力する。

コンパレータ１５は、ＭＯＳトランジスタ５のドレインの端子電圧（即ち、ＤＳ間電圧）が閾値電圧Ｖrefよりも大きいときにハイレベルの出力信号を出力端子１５ａから出力し、ＭＯＳトランジスタ５のドレインの端子電圧が閾値電圧Ｖrefよりも小さいときにロウレベルの出力信号を出力端子１５ａから出力する。この構成の場合、閾値電圧Ｖrefは、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃に相当するときのドレインの端子電圧と等しくなるように設定されている。これにより、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃以上になると、コンパレータ１５の出力端子１５ａからロウレベルの出力信号が出力される。尚、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃以上になる場合としては、例えばＭＯＳトランジスタ５に大きな過電流が流れた場合や、ＭＯＳトランジスタ５に電流値がある程度大きい電流が一定時間以上継続して流れた場合などである。

電流検出回路１７は、コンパレータ１５からロウレベルの出力信号を入力したとき、即ち、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃以上になったときに、ＭＯＳトランジスタ５に過電流が流れたことを示す過電流検出信号（例えばハイレベル信号）をマイコン１０に出力する。

ここで、閾値電圧生成回路１６から出力する閾値電圧Ｖrefとして設定する電圧値の大きさについて考察する。逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎは、ＭＯＳトランジスタ５の温度が高くなると、大きくなる。このため、ＭＯＳトランジスタ５の温度が高くなると、ＭＯＳトランジスタ５に流れる電流は、小さくなる。そこで、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎの特性を図示すると、図２に示すような特性となる。

図２において、横軸はＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧を示し、縦軸はＭＯＳトランジスタ５に流れる電流を示す。直線Ｐ１は、ＭＯＳトランジスタ５の温度が低い例えば２５℃のときのオン抵抗Ｒｏｎの特性である。そして、直線Ｐ２は、ＭＯＳトランジスタ５の温度が高い例えば１５０℃のときのオン抵抗Ｒｏｎの特性である。尚、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎは、後述するようにＭＯＳトランジスタ５の製品毎にばらつきがあるので、直線Ｐ１は２５℃のときのオン抵抗Ｒｏｎの平均値の特性であり、直線Ｐ２は１５０℃のときのオン抵抗Ｒｏｎの平均値の特性である。

本実施形態の場合、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃になったときに、ＭＯＳトランジスタ５に過電流、即ち、規格値Ｉ１の電流が流れたと判断するのであるから、上記直線Ｐ２上において、電流値が規格値Ｉ１となる点ｐ１になったか否かを判断すれば良い。従って、ＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧が、上記点ｐ１に対応する電圧Ｖｔｈ１になったか否かを判断すれば良い。即ち、閾値電圧Ｖrefを、上記直線Ｐ２上の点ｐ１に対応する電圧値Ｖｔｈ１に設定すれば良い。

また、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎは、同一規格のＭＯＳトランジスタ５であっても、製品毎にばらつきがある。ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃の場合におけるオン抵抗Ｒｏｎのばらつきを、図３に示す。図３において、横軸はＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧を示し、縦軸はＭＯＳトランジスタ５に流れる電流を示す。直線Ｑ１は、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の最小値の特性である。直線Ｑ２は、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の最大値の特性である。そして、直線Ｑ３は、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の平均値の特性である。

この場合、オン抵抗Ｒｏｎの最大値の特性の直線Ｑ２上の点ｑｍｉｎにおいて、電流値が最小の規格値Ｉｍｉｎとなると共に、上記点ｑｍｉｎに対応するＤＳ間電圧が最小値Ｖｔｈ−ｍｉｎとなる。また、オン抵抗Ｒｏｎの最小値の特性の直線Ｑ１上の点ｑｍａｘにおいて、電流値が最大の規格値Ｉｍａｘとなると共に、閾値電圧Ｖrefが最大値Ｖｔｈ−ｍａｘとなる。

また、ＭＯＳトランジスタ５の温度を横軸とし、ＭＯＳトランジスタ５に流れる電流を縦軸として、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎの特性のばらつきを示したグラフを、図４に示す。図４において、曲線Ｒ１はＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の平均値の特性であり、破線の曲線Ｒ２はＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の最小値の特性であり、破線の曲線Ｒ３はＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎのばらつきの中の最大値の特性である。この図４から、ＭＯＳトランジスタ５の温度が高くなるにつれて、ＭＯＳトランジスタ５に流れる電流が小さくなることがわかる。そこで、前述したように、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃のときに、電流値が検出したい電流値となるように、ＤＳ間電圧の閾値電圧Ｖrefを設定すればよく、例えば図２に示すように設定することが好ましい。

また、短絡が発生したとき、例えば、図１において破線で示すように、負荷３の正極側の端子がグランドに接触するような短絡が発生したときには、図１において矢印Ａで示す第１の異常電流経路で逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に大きな短絡電流が流れる。ここで、短絡発生時の電流の大きさと、過電流を検出するまでに要する時間、即ち、ＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧が閾値電圧Ｖrefに達するまでに要する時間との関係をグラフにすると、図５のグラフが得られる。この場合、ＤＳ間電圧が閾値電圧Ｖrefに達するまでに要する時間は、ＭＯＳトランジスタ５の温度が例えば１５０℃に達するまでに要する時間である。上記図５から、短絡発生時の電流が大きいと、ＭＯＳトランジスタ５の温度が１５０℃に達するまでに要する時間が短くなり、検出時間が短くなる。そして、短絡発生時の電流が小さいと、ＭＯＳトランジスタ５の温度が１５０℃に達するまでに要する時間が長くなり、検出時間が長くなることがわかる。この構成によれば、短絡電流の大きさ、即ち、ＭＯＳトランジスタ５の発熱温度によって検出時間が変わる構成であるので、短絡が発生した場合において、短絡電流が小さいときには、過電流がゆっくりと検出されるようになり、短絡電流が大電流であるときには、過電流が素早く検出されるようになっている。

また、従来構成の第２の検出装置においては、ＭＯＳトランジスタに流れる電流の大きさを、ＭＯＳトランジスタのオン抵抗と配線抵抗による電圧降下に基づいて検出している。この従来構成の場合、図６（ａ）に示すように、ＭＯＳトランジスタに流れる電流にノイズが入ることで、電流の大きさが「ひげ状」に高くなることがあり、このとき、図６（ｂ）に示すように、ＤＳ間電圧が検出閾値よりも低下することから、過電流を検出したと誤検出するおそれがあった。

これに対して、本実施形態によれば、ＭＯＳトランジスタ５の温度を検出することに基づいて過電流を検出する構成である。このため、ノイズが影響することで、ＭＯＳトランジスタに流れる電流の大きさが「ひげ状」に高くなった場合でも、ＭＯＳトランジスタ５自身は徐々に発熱し、その発熱量は少ないことから、ＭＯＳトランジスタ５の温度の上昇量も少ない。従って、ノイズの影響では、ＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧が閾値電圧Ｖrefに達することが無くなるので、過電流の誤検出を防止することができる。尚、本実施形態では、ＭＯＳトランジスタ５に過電流が流れると、ＭＯＳトランジスタ５が徐々に発熱し、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗Ｒｏｎの特性によりＤＳ間電圧が低下し、該ＤＳ間電圧が閾値電圧Ｖref以下となると、過電流を検出する構成となっている。

このような構成の本実施形態においては、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に流れる過電流を検出する温度検出回路１４を設けたので、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に過電流が流れたときに、該過電流によりＭＯＳトランジスタ５の温度が上昇し、ＭＯＳトランジスタ５のＤＳ間電圧が閾値電圧Ｖref以下となったときに、過電流を検出する。そして、本実施形態によれば、上記したようにして、過電流を検出すると、ＭＯＳトランジスタ５をオフすることが可能となることから、ＭＯＳトランジスタ５を保護することができる。

更に、本実施形態の場合、ＭＯＳトランジスタ５の温度を直接的に検出するので、サーミスタでＭＯＳトランジスタ５の温度を検出する従来構成に比べて、過電流を素早く検出することができることから、ＭＯＳトランジスタ５の信頼性を向上できる。また、本実施形態では、従来構成とは異なり、サーミスタを不要とすることができるので、製造コストを低減できる。

図７は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態では、コンパレータ１５に入力させる閾値電圧Ｖrefとして、電圧値が異なる複数の閾値電圧の中から１つの閾値電圧を選択して入力させるように構成した。

具体的には、図７に示すように、閾値電圧生成回路１６の代わりに、閾値電圧生成回路１８とセレクタ１９とを設けた。閾値電圧生成回路１８は、複数の閾値電圧例えば４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４をセレクタ１９に出力する。セレクタ１９は、４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４を入力し、マイコン１０からの選択信号を入力し、選択信号により指示された１つの閾値電圧をコンパレータ１５の「−」入力端子に出力する。尚、マイコン１０の内部の不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等）には、４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４の中からどれを選択するかの選択情報が書き込まれており、マイコン１０は、上記選択情報に基づいて選択信号を生成し、生成した選択信号をセレクタ１９へ出力するように構成されている。また、マイコン１０の不揮発性メモリに選択情報を書き込む処理は、工場等で実行される。

尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、コンパレータ１５に入力させる閾値電圧Ｖrefとして、４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖrefの中から１つの閾値電圧を選択して入力させるように構成したので、ＭＯＳトランジスタ５のオン抵抗の製品ばらつきが大きいＭＯＳトランジスタであっても、採用することが可能となる。

図８は、本発明の第３実施形態を示すものである。尚、第２実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第３実施形態では、閾値電圧生成回路１８及びセレクタ１９の代わりに、閾値電圧生成回路２０及びＬＯＧＩＣ回路２１を設けた。閾値電圧生成回路２０は、複数の閾値電圧例えば４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４を出力可能に構成され、ＬＯＧＩＣ回路２１からの選択信号を入力し、選択信号により指示された１つの閾値電圧をコンパレータ１５の「−」入力端子に出力する。ＬＯＧＩＣ回路２１は、電気的トリミング（例えばｂｉｔセレクト）されることにより、４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４の中からどれを選択するかの選択信号を生成し、生成した選択信号を閾値電圧生成回路２０へ出力するように構成されている。尚、ＬＯＧＩＣ回路２１の電気的トリミング処理は、工場等で実行される。

尚、上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

また、上記第３実施形態では、ＬＯＧＩＣ回路２１に対して電気的トリミングを行なうように構成したが、これに限られるものではなく、例えばレーザートリミングを実行するように構成しても良い。尚、レーザートリミング処理は、例えばウエハ検査工程時に実行される。

また、上記第２実施形態または上記第３実施形態では、閾値電圧生成回路１８または閾値電圧生成回路２０から、複数の閾値電圧として例えば４つの閾値電圧Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、Ｖref４を出力可能に構成したが、これに限られるものではなく、２つの閾値電圧、３つの閾値電圧、または、５つ以上の閾値電圧を出力可能に構成し、それら複数の閾値電圧の中から所望の１つを選択して出力するように構成しても良い。

図９は、本発明の第４実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第４実施形態では、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出する負荷駆動用の温度検出回路２２を設けた。例えば、図９にて破線で示すように、負荷３の負極側の端子が電源端子９、即ち、バッテリ電源に接触するような短絡が発生したときに、矢印Ｂで示す第２の異常電流経路で大きな短絡電流が流れる。これにより、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に上記大きな短絡電流が流れ、上記温度検出回路２２は、上記ＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出するものである。

上記負荷駆動用の温度検出回路２２の具体的構成及び検出動作は、前記した温度検出回路１４とほぼ同じである。具体的には、温度検出回路２２は、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４のオン抵抗の温度特性に基づいてＭＯＳトランジスタ４の温度を検出するものであり、コンパレータ２３と、閾値電圧生成回路２４と、電流検出回路２５とを有する。コンパレータ２３は、その「＋」入力端子がＭＯＳトランジスタ５のソースに接続され、「−」入力端子が閾値電圧生成回路２４の出力端子２４ａに接続され、出力端子２３ａが電流検出回路２５に接続されている。閾値電圧生成回路２４は、電源端子９または内部電源回路１２からの電源を入力して閾値電圧Ｖrefｂを生成し、生成した閾値電圧Ｖrefｂを出力端子２４ａから出力する。

コンパレータ２３は、ＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧が閾値電圧Ｖrefｂよりも大きいときにハイレベルの出力信号を出力端子２３ａから出力し、ＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧が閾値電圧Ｖrefｂよりも小さいときにロウレベルの出力信号を出力端子２３ａから出力する。この構成の場合、閾値電圧Ｖrefｂは、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃に相当するときのＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧（即ち、ＤＳ間電圧）と等しくなるように設定されている。これにより、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃以上になると、コンパレータ２３の出力端子２３ａからロウレベルの出力信号が出力される。尚、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃以上になる場合としては、例えばＭＯＳトランジスタ４に大きな過電流が流れた場合や、ＭＯＳトランジスタ４に電流値がある程度大きい電流が設定時間以上継続して流れた場合などである。

電流検出回路２５は、コンパレータ２３からロウレベルの出力信号を入力したとき、即ち、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃以上になったときに、ＭＯＳトランジスタ４に過電流が流れたことを示す過電流検出信号（例えばハイレベル信号）をマイコン１０に出力する。

尚、上述した以外の第４実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第４実施形態によれば、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出する負荷駆動用の温度検出回路２２を設けたので、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に過電流が流れたときに、ＭＯＳトランジスタ４をオフすることができ、ＭＯＳトランジスタ４を保護することができる。そして、第４実施形態では、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出するに際しても、サーミスタを不要とすることができるので、製造コストを低減できる。

図１０は、本発明の第５実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第５実施形態では、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に流れる過電流を検出する温度検出回路１４に、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出する機能を持たせるように構成した。

具体的には、図１０に示すように、コンパレータ１５の「＋」入力端子とＭＯＳトランジスタ５のドレインとの間に切替スイッチ２６を設けた。切替スイッチ２６は、電圧選択部としての機能を有する。この構成の場合、切替スイッチ２６の共通接点ｃをコンパレータ１５の「＋」入力端子に接続し、切替スイッチ２６の一方の接点ａをＭＯＳトランジスタ５のドレインに接続している。そして、切替スイッチ２６の他方の接点ｂを負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４のソースに接続している。切替スイッチ２６は、マイコン１０から切替制御信号を受けることにより、接点（ｃ−ａ）間オンの状態と、接点（ｃ−ｂ）間オンの状態とが切替えられるように構成されている。

また、閾値電圧生成回路１６の代わりに、出力端子２７ａ及び２７ｂから２つの閾値電圧Ｖrefａ及びＶrefｂを出力する閾値電圧生成回路２７を設けた。閾値電圧Ｖrefａは逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５用の閾値電圧であり、閾値電圧Ｖrefｂは負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４用の閾値電圧である。そして、コンパレータ１５の「−」入力端子と閾値電圧生成回路２７の間に電圧切替スイッチ２８を設けた。電圧切替スイッチ２８の共通接点ｃをコンパレータ１５の「−」入力端子に接続し、電圧切替スイッチ２８の一方の接点ａを閾値電圧生成回路２７の出力端子２７ａに接続し、電圧切替スイッチ２８の他方の接点ｂを閾値電圧生成回路２７の出力端子２７ｂに接続している。電圧切替スイッチ２８は、マイコン１０から切替制御信号を受けることにより、接点（ｃ−ａ）間オンの状態と、接点（ｃ−ｂ）間オンの状態とが切替えられるように構成されている。

上記構成において、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に流れる過電流を検出する場合には、マイコン１０から切替制御信号を切替スイッチ２６及び電圧切替スイッチ２８へ与えることにより、切替スイッチ２６の接点（ｃ−ａ）間をオンすると共に、電圧切替スイッチ２８の接点（ｃ−ａ）間をオンする。これにより、ＭＯＳトランジスタ５のドレインの端子電圧がコンパレータ１５の「＋」入力端子に入力されると共に、閾値電圧生成回路２７の出力端子２７ａから閾値電圧Ｖrefａがコンパレータ１５の「−」入力端子に入力されるようになる。この構成によれば、前述した第１実施形態と同様にして逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５に流れる過電流を検出することが可能になる。

また、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出する場合には、マイコン１０から切替制御信号を切替スイッチ２６及び電圧切替スイッチ２８へ与えることにより、切替スイッチ２６の接点（ｃ−ｂ）間をオンすると共に、電圧切替スイッチ２８の接点（ｃ−ｂ）間をオンする。これにより、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧（即ち、ＤＳ間電圧）がコンパレータ１５の「＋」入力端子に入力されると共に、閾値電圧生成回路２７の出力端子２７ｂから閾値電圧Ｖrefｂがコンパレータ１５の「−」入力端子に入力されるようになる。この構成によれば、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４に流れる過電流を検出することが可能になる。この構成の場合、コンパレータ１５は、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧が閾値電圧Ｖrefｂよりも大きいときにハイレベルの出力信号を出力端子１５ａから出力し、ＭＯＳトランジスタ４のソースの端子電圧が閾値電圧Ｖrefｂよりも小さいときにロウレベルの出力信号を出力端子１５ａから出力する。

尚、閾値電圧Ｖrefｂは、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃に相当するときのドレインの端子電圧と等しくなるように設定することが好ましい。このように設定すると、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃以上になると、コンパレータ１５の出力端子１５ａからロウレベルの出力信号が出力される。尚、ＭＯＳトランジスタ４の温度が例えば１５０℃以上になる場合としては、例えばＭＯＳトランジスタ４に大きな過電流が流れた場合や、ＭＯＳトランジスタ４に電流値がある程度大きい電流が設定時間以上継続して流れた場合などである。

また、上記構成においては、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４としては、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５と異なる規格のＭＯＳトランジスタを用いることが可能である。尚、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４と、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５とを、同じ規格のＭＯＳトランジスタで構成しても良い。同じ規格のＭＯＳトランジスタで構成する場合には、閾値電圧生成回路２７に代えて１つの閾値電圧Ｖrefを出力する閾値電圧生成回路１６を用い、電圧切替スイッチ２８を省略するように構成することも可能である。また、同じ規格のＭＯＳトランジスタで構成する場合でも、製品ばらつきを考慮して、複数の閾値電圧Ｖrefを出力する閾値電圧生成回路を設け、複数の閾値電圧Ｖrefの中から所望の１つを選択する電圧切替スイッチを設けるように構成することも好ましい。

また、上述した以外の第５実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第５実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第５実施形態によれば、１つの温度検出回路１４によって、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５及び負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４の過電流をそれぞれ検出することができるので、第４実施形態に比べて回路構成を簡単化できると共に、製造コストを安くすることができる。

尚、負荷駆動用のＭＯＳトランジスタ４や、逆接保護用のＭＯＳトランジスタ５として、製品ばらつきの大きいＭＯＳトランジスタを用いる場合には、第５実施形態に第２実施形態または第３実施形態の構成等を適宜組み込むことにより、コンパレータ１５に入力させる閾値電圧ＶrefａまたはＶrefｂとして、それぞれ複数の異なる閾値電圧（例えば閾値電圧Ｖrefａ１〜Ｖrefａ４、または、閾値電圧Ｖrefｂ１〜Ｖrefｂ４）の中から、過電流を検出したいＭＯＳトランジスタに適切に対応する１つの閾値電圧を選択して入力させるように構成することが好ましい。

また、上記第５実施形態では、２個のＭＯＳトランジスタ４、５を備える構成に適用したが、これに限られるものではなく、３個以上のＭＯＳトランジスタを備える構成に適用しても良い。このように構成した場合、３個以上のＭＯＳトランジスタのドレイン−ソース間電圧の中から所望の１つを選択してコンパレータ１５に出力する切替スイッチと、３つ以上の閾値電圧を出力する閾値電圧生成回路と、３つ以上の閾値電圧の中から所望の１つを選択してコンパレータ１５に出力する電圧切替スイッチとを備えるように構成すれば良い。更に、製品ばらつきを考慮して、３つ以上の閾値電圧について、それぞれ複数の異なる閾値電圧の中から、過電流を検出したいＭＯＳトランジスタに適切に対応する１つの閾値電圧を選択して入力させるように構成しても良い。

図面中、１は負荷駆動装置、２は制御装置、３は負荷、４はＭＯＳトランジスタ、５はＭＯＳトランジスタ、７はグランド端子、９は電源端子、１０はマイコン、１４は温度検出回路、１５はコンパレータ、１６は閾値電圧生成回路、１７は電流検出回路、１８は閾値電圧生成回路、１９はセレクタ、２０は閾値電圧生成回路、２１はＬＯＧＩＣ回路、２２は負荷駆動用の温度検出回路、２３はコンパレータ、２４は閾値電圧生成回路、２５は電流検出回路、２６は切替スイッチ、２７は閾値電圧生成回路、２８は電圧切替スイッチである。

Claims (5)

1. 負荷（３）を駆動する装置（１）に設けられ、過電流を検出する過電流検出装置であって、
   前記負荷（３）の通電路に設けられたＭＯＳトランジスタ（４、５）と、
   前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）のドレイン−ソース間電圧に基づいて前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度を検出する温度検出部（１４、２２）とを備え、
   前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度に基づいて前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）に流れる電流が過電流であると判定するように構成された過電流検出装置。
2. 前記温度検出部（１４、２２）は、前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）のオン抵抗に基づいて前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）の温度を検出するように構成された請求項１記載の過電流検出装置。
3. 前記温度検出部（１４、２２）は、前記ドレイン−ソース間電圧と判定電圧とを比較する比較器（１５、２３）と、前記判定電圧を出力する判定電圧出力部（１６、１８、２０、２４）とを備えた請求項１または２記載の過電流検出装置。
4. 前記判定電圧出力部（１８，２０）は、複数の判定電圧の中から所望の１つを選択して出力するように構成された請求項３記載の過電流検出装置。
5. 前記ＭＯＳトランジスタ（４、５）が前記負荷（３）の通電路に複数設けられた構成であって、
   前記複数のＭＯＳトランジスタ（４、５）のドレイン−ソース間電圧の中から所望の１つを選択して前記比較器（１５）に出力する電圧選択部（２６）を備えた請求項３記載の過電流検出装置。

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