JP2019090347A

JP2019090347A - Load drive device and ignition device

Info

Publication number: JP2019090347A
Application number: JP2017218341A
Authority: JP
Inventors: 隆弘川田; Takahiro Kawada
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-06-13

Abstract

To provide a load drive device that can accurately detect a ground short circuit even when taking a countermeasure against noise surge by connecting a resistor with respect to output from a high side drive circuit.SOLUTION: A load drive device detects a ground short circuit depending on whether a driving current is larger than a predetermined threshold at the point of elapse of prescribed time after a high side drive circuit is turned on.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、容量負荷を駆動する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for driving a capacitive load.

車両に搭載される電子制御ユニットの機能の１つとして、イグニッションコイルを駆動することによりエンジンを点火する機能がある。負荷駆動装置は、イグニッションコイルを駆動する駆動回路を有する装置である。負荷駆動装置は例えば、ハイサイド駆動回路とローサイド駆動回路が直列接続された構成を有する。駆動回路としては、例えばＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌｏｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのパワー半導体デバイスが用いられる。 One of the functions of an electronic control unit mounted on a vehicle is a function of igniting an engine by driving an ignition coil. The load drive device is a device having a drive circuit that drives an ignition coil. The load drive device has, for example, a configuration in which a high side drive circuit and a low side drive circuit are connected in series. As a drive circuit, for example, a power semiconductor device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolor Transistor) is used.

下記特許文献１は、点火制御装置の１例を開示している。同文献は、『消費電力を低減可能な点火制御装置を提供する。』ことを目的として、『点火制御装置５は、点火スイッチ４０、エネルギ投入部４２、および電子制御ユニット３４を備えている。エネルギ投入部４２は、一次巻線４３の接地側に接続され、電気エネルギを点火プラグ３１に重畳的に投入することにより放電を継続させる。電子制御ユニット３４のエネルギ設定部７２は、エンジン１３の運転状態に基づき次の点火周期の目標放電エネルギを設定する。電子制御ユニット３４の充電電圧設定部７３は、目標放電エネルギに基づき次の点火周期の必要充電電圧を設定する。電子制御ユニット３４のエネルギ制御部７４は、充電電圧が必要充電電圧となるようにエネルギ投入部４２に充電を指令する。このように構成することで、一次巻線４３への通電に消費される電力、およびエネルギ投入部４２への充電に消費される電力を可及的に少なくすることができる。』という技術を開示している（要約参照）。 Patent Document 1 below discloses an example of an ignition control device. The document "provides an ignition control device capable of reducing power consumption. The ignition control device 5 includes an ignition switch 40, an energy input unit 42, and an electronic control unit 34. The energy input unit 42 is connected to the ground side of the primary winding 43, and discharges electric energy continuously to the spark plug 31 to continue discharge. The energy setting unit 72 of the electronic control unit 34 sets the target discharge energy of the next ignition cycle based on the operating state of the engine 13. The charge voltage setting unit 73 of the electronic control unit 34 sets the necessary charge voltage for the next ignition cycle based on the target discharge energy. The energy control unit 74 of the electronic control unit 34 instructs the energy input unit 42 to charge so that the charging voltage becomes the required charging voltage. With this configuration, it is possible to reduce as much as possible the power consumed to energize the primary winding 43 and the power consumed to charge the energy input unit 42. Technology is disclosed (see abstract).

特開２０１５−２００２７４号公報JP, 2015-200274, A

負荷駆動装置の出力端子（イグニッションコイルに対して駆動電流を出力する端子）がグランドと短絡すると、点火機能が動作しなくなりエンジンが停止するおそれがある。したがって車両動作の安全を確保するためには、負荷駆動装置の出力端子がグランドショートしたことを検出する機能が重要である。出力端子がグランドショートすると、ハイサイド駆動回路の出力電流が正常動作時から変化するので、例えばコンパレータを用いてその出力電流と検出閾値を比較することにより、グランドショートを検出できる。 When the output terminal of the load driving device (terminal for outputting the driving current to the ignition coil) is shorted to the ground, the ignition function does not operate and the engine may be stopped. Therefore, in order to ensure the safety of the vehicle operation, the function of detecting that the output terminal of the load drive device has a ground short is important. When the output terminal is shorted to ground, the output current of the high side drive circuit changes from the time of normal operation, so that the short can be detected by comparing the output current with the detection threshold using, for example, a comparator.

一方、近年の半導体装置における小型化・集積化の進展により、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＳｔａｔｉｃＤｉｓｃｈａｒｇｅ）などのユニット外からのノイズやサージに対する耐性がより強く求められるようになっている。グランドショートを検出する機能に対してノイズやサージに対する耐性を付与するため、ハイサイド駆動回路の出力端子に対して直列に、抵抗器を接続する場合がある。この場合は、抵抗器を流れる電流と検出閾値を比較することにより、グランドショートを検出することになる。 On the other hand, with the progress of miniaturization and integration in semiconductor devices in recent years, resistance to noise and surge from outside the unit such as ESD (Electro-Static Discharge) is more strongly demanded. A resistor may be connected in series with the output terminal of the high side drive circuit to provide resistance to noise and surge to the function of detecting a ground short. In this case, a ground short is detected by comparing the current flowing through the resistor with the detection threshold.

抵抗器の抵抗値は、求められるノイズ・サージ耐性に依拠する。コンパレータの検出閾値は抵抗器の抵抗値に応じて定める必要があるので、求められるノイズ・サージ耐性に応じて検出閾値も異なる。そのため、負荷駆動装置に求められるノイズ・サージ耐性によっては、グランドショートを正確に検出することができる検出閾値の範囲が狭くなり、グランドショート検出機能が正常に動作しないことがある。 The resistance value of the resistor depends on the required noise / surge resistance. Since the detection threshold of the comparator needs to be determined according to the resistance value of the resistor, the detection threshold is also different according to the noise / surge resistance to be obtained. Therefore, depending on the noise and surge resistance required of the load driving device, the range of the detection threshold that can accurately detect a ground short may be narrowed, and the ground short detection function may not operate normally.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、ハイサイド駆動回路の出力に対して抵抗器を接続することによりノイズ・サージ対策を施した場合であっても、グランドショートを精度よく検出することができる、負荷駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a ground short circuit can be provided even when noise / surge measures are taken by connecting a resistor to the output of the high side drive circuit. An object of the present invention is to provide a load drive device that can be accurately detected.

本発明に係る負荷駆動装置は、ハイサイド駆動回路がＯＮになってから所定時間が経過した時点において、駆動電流が所定閾値よりも大きいか否かにより、グランドショートを検出する。 The load drive device according to the present invention detects a ground short according to whether or not the drive current is larger than a predetermined threshold value when a predetermined time has elapsed since the high side drive circuit was turned on.

本発明に係る負荷駆動装置によれば、ハイサイド駆動回路の出力に対して直列に抵抗器を接続することにより、負荷駆動装置外からの外乱ノイズやサージに対する対策を施した場合であっても、負荷駆動装置の出力端子がグランドショートしたことを精度よく検出することができる。上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the load drive device according to the present invention, even if measures against disturbance noise and surge from the outside of the load drive device are taken by connecting a resistor in series with the output of the high side drive circuit It is possible to accurately detect that the output terminal of the load drive device has a ground short. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the embodiments below.

従来の負荷駆動装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of a structure of the conventional load drive device. 実施形態１に係る負荷駆動装置１００の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a load driving device 100 according to a first embodiment. フィルタ回路３１の構成例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a filter circuit 31. 実施形態１に係る負荷駆動装置１００の動作を説明するタイミングチャートである。5 is a timing chart illustrating the operation of the load driving device 100 according to the first embodiment. 実施形態２に係る点火装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an ignition device according to a second embodiment. 実施形態２に係る点火装置の別構成例である。7 is another configuration example of the ignition device according to the second embodiment.

＜従来の負荷駆動装置＞
図１は、従来の負荷駆動装置の構成例を示す回路図である。ＩＧＢＴ２００は、イグニッションコイル３００を駆動する。負荷駆動装置１００は、ＩＧＢＴ２００を駆動制御することにより、イグニッションコイル３００を駆動する装置である。負荷駆動装置１００は、半導体回路１を備える。半導体回路１は、ハイサイド駆動回路１１１とローサイド駆動回路１１２を有する駆動回路１１を備える。 <Conventional load drive device>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional load driving device. The IGBT 200 drives the ignition coil 300. The load drive device 100 is a device that drives the ignition coil 300 by controlling the drive of the IGBT 200. The load drive device 100 includes the semiconductor circuit 1. The semiconductor circuit 1 includes a drive circuit 11 having a high side drive circuit 111 and a low side drive circuit 112.

ハイサイド駆動回路１１１は、駆動信号ＶＨＧがＨｉｇｈレベルのときオンし、Ｌｏｗレベルのときオフする、定電流源によって構成されている。ローサイド駆動回路１１２は、駆動信号ＶＬＧがＨｉｇｈレベルのときオンし、Ｌｏｗレベルのときオフする、ＭＯＳ（ＭＯＳＦＥＴ）によって構成されている。駆動回路１１はＩＧＢＴ２００のゲート容量Ｃｇを駆動するので、負荷駆動装置１００は容量負荷を駆動する装置である。 The high side drive circuit 111 is constituted by a constant current source which is turned on when the drive signal VHG is at the high level and turned off when the drive signal VHG is at the low level. The low side drive circuit 112 is constituted by a MOS (MOSFET) which is turned on when the drive signal VLG is at the high level and turned off when the drive signal is at the low level. Since drive circuit 11 drives gate capacitance Cg of IGBT 200, load drive device 100 is a device for driving a capacitive load.

負荷駆動装置１００の出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートすると、イグニッションコイル３００を駆動することができなくなるので、これを正確に検出する必要がある。電圧コンパレータ回路４１は、ハイサイド駆動回路１１１がオンのときにおける、半導体回路１の出力端子ＩＣ＿ＯＵＴの電圧レベルを、閾値電圧ＶＲＥＦと比較する。ＩＣ＿ＯＵＴの電圧レベルがＶＲＥＦよりも小さいとき、グランドショートが発生しているとみなすことができる。 When the output terminal UNIT_OUT of the load driving device 100 is shorted to ground, the ignition coil 300 can not be driven, so it is necessary to detect this accurately. The voltage comparator circuit 41 compares the voltage level of the output terminal IC_OUT of the semiconductor circuit 1 with the threshold voltage VREF when the high side drive circuit 111 is on. When the voltage level of IC_OUT is smaller than VREF, it can be considered that a ground short has occurred.

半導体回路１のノイズ・サージ耐性が充分でない場合、半導体回路１の出力端子ＩＣ＿ＯＵＴと負荷駆動装置１００の出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴとの間に抵抗Ｒ０を接続する。これにより、負荷駆動装置１００のノイズ・サージ耐性を高めることができる。 When the noise / surge resistance of the semiconductor circuit 1 is not sufficient, the resistor R0 is connected between the output terminal IC_OUT of the semiconductor circuit 1 and the output terminal UNIT_OUT of the load driving device 100. Thereby, the noise and surge resistance of the load drive device 100 can be enhanced.

出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートした場合、ハイサイド駆動回路１１１がオンのときの駆動電流Ｉｄｒｖとすると、下記式１が成立する。式１が成立した場合、ＩｄｒｖがＶＲＥＦに対応する閾値を下回ったことになる。したがって電圧コンパレータ回路４１は、ＩＣ＿ＯＵＴの電圧レベルをＶＲＥＦと比較することにより、ＵＮＩＴ＿ＯＵＴのグランドショートを検出することができる。
ＶＲＥＦ＞Ｒ０×Ｉｄｒｖ（１） If the output terminal UNIT_OUT is shorted to ground and the drive current I drv is obtained when the high side drive circuit 111 is on, the following formula 1 is established. If Equation 1 holds, I drv falls below the threshold corresponding to VREF. Therefore, the voltage comparator circuit 41 can detect a ground short circuit of UNIT_OUT by comparing the voltage level of IC_OUT with VREF.
VREF> R0 × Idrv (1)

出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートしておらず、ハイサイド駆動回路１１１がオンした場合は、ハイサイド駆動回路１１１における電源ＶＣＣからの電圧ドロップ量をＶｄｒｏｐとしたとき、下記式２が成立する。したがって、負荷駆動装置１００が正常動作していることを電圧コンパレータ回路４１が検出するためには、ＶＲＥＦが式２を満たす必要がある。
ＶＣＣ−Ｖｄｒｏｐ＞ＶＲＥＦ（２） When the output terminal UNIT_OUT is not shorted to ground and the high side drive circuit 111 is turned on, the following Formula 2 is satisfied, where Vdrop is the amount of voltage drop from the power supply VCC in the high side drive circuit 111. Therefore, in order for the voltage comparator circuit 41 to detect that the load driving device 100 is operating normally, VREF needs to satisfy Formula 2.
VCC-Vdrop> VREF (2)

グランドショートが発生したことを検出するためにはＶＲＥＦが式１を満たす必要があり、正常動作していることを検出するためにはＶＲＥＦが式２を満たす必要がある。他方で必要となる抵抗Ｒ０の抵抗値は、負荷駆動装置１００に求められるノイズ・サージ耐性に依拠する。そうすると、求められるノイズ・サージ耐性の仕様によっては、式１と式２をともに満たすＶＲＥＦの範囲が狭くなり、両式のいずれかを満たさない場合が発生することがある。これは、ノイズ・サージ耐性を確保するために抵抗Ｒ０を配置したことに起因している。 In order to detect that a ground short has occurred, VREF needs to satisfy Expression 1, and in order to detect that it is operating normally, VREF needs to satisfy Expression 2. On the other hand, the resistance value of the resistor R0 required depends on the noise / surge resistance required of the load drive device 100. In this case, the range of VREF satisfying both Equation 1 and Equation 2 may be narrowed depending on the noise / surge resistance specifications to be obtained, and either of the two equations may not be satisfied. This is due to the arrangement of the resistor R0 to ensure noise and surge resistance.

本発明は、従来の負荷駆動装置のこのような課題に対処するため、ノイズ・サージ耐性を確保するために抵抗Ｒ０を配置した回路構成においても、ＵＮＩＴ＿ＯＵＴのグランドショートを精度よく検出することを図る。 The present invention aims to detect a ground short circuit of UNIT_OUT with high accuracy even in a circuit configuration in which a resistor R0 is arranged to secure noise and surge resistance in order to cope with such problems of the conventional load drive device. .

＜実施の形態１＞
図２は、本発明の実施形態１に係る負荷駆動装置１００の構成を示す回路図である。本実施形態１に係る負荷駆動装置１００は、図１で説明した電圧コンパレータ回路４１に代えて、電流コンパレータ回路２１とフィルタ回路３１を備える。出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴの外には、ＵＮＩＴ＿ＯＵＴに対して直列に、容量負荷Ｃ０が接続されている。容量負荷Ｃ０は、図１におけるＣ１とＣｇを便宜上まとめて表したものである。記載の都合上、駆動する負荷については省略した。その他構成は図１と同様である。 Embodiment 1
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the load driving device 100 according to the first embodiment of the present invention. The load driving device 100 according to the first embodiment includes a current comparator circuit 21 and a filter circuit 31 instead of the voltage comparator circuit 41 described with reference to FIG. In addition to the output terminal UNIT_OUT, a capacitive load C0 is connected in series to the UNIT_OUT. The capacitive load C0 is a sum of C1 and Cg in FIG. 1 for convenience. The load to drive was omitted for the convenience of description. The other configuration is the same as that of FIG.

電流コンパレータ回路２１は、ハイサイド駆動回路１１１の駆動電流Ｉｄｒｖをモニタする。電流コンパレータ回路２１は、駆動電流Ｉｄｒｖが電流閾値Ｉｅよりも大きいことを検出したとき、出力信号である検出信号ＤＥＴとして、Ｈｉｇｈレベルを出力する。フィルタ回路３１は、検出信号ＤＥＴを入力として受け取る。フィルタ回路３１は、検出信号ＤＥＴが所定期間以上継続してＨｉｇｈレベルである場合は、Ｈｉｇｈレベルの検出信号ＳＴＧを出力し、それ以外であればＬｏｗレベルの検出信号ＳＴＧを出力する。 The current comparator circuit 21 monitors the drive current Idrv of the high side drive circuit 111. When the current comparator circuit 21 detects that the drive current Idrv is larger than the current threshold Ie, the current comparator circuit 21 outputs a high level as a detection signal DET which is an output signal. The filter circuit 31 receives the detection signal DET as an input. The filter circuit 31 outputs the detection signal STG of High level when the detection signal DET continues to be High level for a predetermined period or more, and outputs the detection signal STG of Low level otherwise.

図３は、フィルタ回路３１の構成例を示す回路図である。フィルタ回路３１は、入力同期化部３１１とグリッチフィルタ部３１２を有する。入力同期化部３１１はクロック信号と検出信号ＤＥＴを受け取り、グリッチフィルタ部３１２は検出信号ＳＴＧを出力する。フィルタ回路３１の各部は、フリップフロップ３１ａ、ＮＯＲ３１ｂ、ＮＡＮＤ３１ｃ、ＡＮＤ３１ｄなどの論理回路を用いて構成されている。これら各部は、クロック信号に同期して動作するように構成されている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the filter circuit 31. As shown in FIG. The filter circuit 31 includes an input synchronization unit 311 and a glitch filter unit 312. The input synchronization unit 311 receives the clock signal and the detection signal DET, and the glitch filter unit 312 outputs the detection signal STG. Each part of the filter circuit 31 is configured using logic circuits such as a flip flop 31a, an NOR 31b, a NAND 31c, and an AND 31d. These units are configured to operate in synchronization with a clock signal.

グリッチフィルタ部３１２は、現在のサンプリング信号を含むＮ個のサンプリング信号が連続してＨｉｇｈレベルである場合はＨｉｇｈレベルを出力し、現在のサンプリング信号を含むＮ個のサンプリング信号が連続してＬｏｗレベルである場合はＬｏｗレベルを出力し、これら以外の場合は、出力は現在値から変化しない。図３はＮ＝４である場合の構成例である。Ｎ個のサンプリング信号に対応する時間を、以下ではフィルタ時間と呼ぶことにする。 The glitch filter unit 312 outputs a high level when the N sampling signals including the current sampling signal are at the high level continuously, and the N sampling signals including the current sampling signal are continuously at the low level In the case of (1), the low level is outputted, and in the case other than these, the output does not change from the current value. FIG. 3 is a configuration example in the case of N = 4. The time corresponding to the N sampling signals will be referred to hereinafter as the filter time.

検出信号ＤＥＴは、グリッチやチャタリングなどのノイズ成分を含む場合がある。このようなノイズが瞬時的なものであれば、グリッチフィルタ部３１２の段数Ｎに応じて、そのような瞬時ノイズを除去するとともに、正常な信号成分を通過させることができる。フィルタ回路３１はグリッチフィルタ部３１２のこのような性質を利用し、検出信号ＤＥＴが所定時間継続してＨｉｇｈレベルであるとき、Ｈｉｇｈレベルの検出信号ＳＴＧを出力する。 The detection signal DET may include noise components such as glitch and chattering. If such noise is instantaneous, such an instantaneous noise can be removed and a normal signal component can be passed according to the number N of stages of the glitch filter unit 312. The filter circuit 31 utilizes such a property of the glitch filter unit 312, and outputs the detection signal STG at the high level when the detection signal DET is continuously at the high level for a predetermined time.

図４は、本実施形態１に係る負荷駆動装置１００の動作を説明するタイミングチャートである。まずは負荷駆動装置１００が正常であるときの動作を、図４の実線で示す信号波形により説明する。 FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the load driving device 100 according to the first embodiment. First, the operation when the load driving device 100 is normal will be described using signal waveforms shown by solid lines in FIG.

駆動信号ＶＨＧがＨｉｇｈレベルになり、駆動信号ＶＬＧがＬｏｗレベルになると、ハイサイド駆動回路１１１がオンし、駆動電流Ｉｄｒｖが流れる。ハイサイド駆動回路１１１は、オンのとき定電流Ｉ０を流すように構成されている。したがって実線Ａで示すように、容量負荷Ｃ０の電圧がＨｉｇｈレベルとなるまで、定電流Ｉ０が流れる。この電圧レベルは、電源ＶＣＣからの電圧ドロップ分Ｖｄｒｏｐを考慮して、ＶＣＣ−Ｖｄｒｏｐとなる。容量負荷Ｃ０の電圧がＨｉｇｈレベルとなると、それ以上充電する必要はなくなるので、駆動電流Ｉｄｒｖは０に低下する。 When the drive signal VHG becomes high level and the drive signal VLG becomes low level, the high side drive circuit 111 is turned on and the drive current Idrv flows. The high side drive circuit 111 is configured to supply a constant current I0 when it is on. Therefore, as indicated by the solid line A, the constant current I0 flows until the voltage of the capacitive load C0 becomes the high level. This voltage level is VCC-Vdrop in consideration of voltage drop Vdrop from the power supply VCC. When the voltage of the capacitive load C0 becomes high level, the drive current Idrv drops to 0 because it is not necessary to charge the capacitor further.

電流コンパレータ回路２１は、駆動電流ＩｄｒｖがＩｅ（ＶＲＥＦに対応する電流値）を超えている期間、Ｈｉｇｈレベルの検出信号ＤＥＴを出力し続ける。フィルタ時間ｔ０を、検出信号ＤＥＴがＨｉｇｈレベルとなっている期間よりも長くセット構成することにより、検出信号ＳＴＧは常にＬｏｗレベルとなる。したがって、負荷駆動装置１００が正常であることを検出できる。フィルタ時間ｔ０は、クロック周波数をＦＣＬＫとすると、Ｎ／ＦＣＬＫ≦ｔ０によって定義できる。 The current comparator circuit 21 continues to output the high level detection signal DET while the drive current Idrv exceeds Ie (the current value corresponding to VREF). By setting the filter time t0 longer than the period in which the detection signal DET is at the high level, the detection signal STG is always at the low level. Therefore, it can be detected that the load driving device 100 is normal. The filter time t0 can be defined by N / FCLK ≦ t0, where FCLK is the clock frequency.

次に、出力端子ＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートをしているときの動作を、図４の点線で示す信号波形により説明する。電流コンパレータ回路２１の電流閾値Ｉｅとして、下記式３により定義される値をあらかじめ設定する。
Ｉｅ＜（ＶＣＣ−Ｖｄｒｏｐ）／Ｒ０（３） Next, the operation when the output terminal UNIT_OUT is shorted to ground will be described with reference to the signal waveform shown by the dotted line in FIG. As the current threshold Ie of the current comparator circuit 21, a value defined by the following equation 3 is set in advance.
Ie <(VCC-Vdrop) / R0 (3)

ハイサイド駆動回路１１１がオンしている間、駆動電流ＩｄｒｖはＩｅを超えることとなり、検出信号ＤＥＴはＨｉｇｈレベルとなる。フィルタ回路３１は、ハイサイド駆動回路１１１がオンしてからｔ０経過した時点で、Ｈｉｇｈレベルの検出信号ＳＴＧを出力する。これにより半導体回路１は、駆動電流Ｉｄｒｖが電流閾値Ｉｅよりも大きい、すなわちＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートしたことを検出できる。 While the high side drive circuit 111 is on, the drive current Idrv exceeds Ie, and the detection signal DET becomes High level. The filter circuit 31 outputs a high level detection signal STG when t0 has elapsed since the high side drive circuit 111 was turned on. Thereby, the semiconductor circuit 1 can detect that the drive current Idrv is larger than the current threshold Ie, that is, the UNIT_OUT is shorted to ground.

従来の負荷駆動装置１００は、電圧コンパレータ回路４１の閾値電圧ＶＲＥＦが式１と式２をともに満たす必要があり、Ｒ０の値によってはいずれかの式を満たさないケースが実際に存在する。これに対して本実施形態１に係る負荷駆動装置１００は、式３のみを満たせば足りる。実際の製品において求められるＲ０の値に鑑みても、式３を満たすＩｅは充分に確保できることが分かっている。したがって本実施形態１に係る負荷駆動装置１００は、より確実にグランドショートを検出できる。 In the conventional load driving device 100, the threshold voltage VREF of the voltage comparator circuit 41 needs to satisfy both Equation 1 and Equation 2. Depending on the value of R0, there may actually be a case where either equation is not satisfied. On the other hand, it is sufficient for the load driving device 100 according to the first embodiment to satisfy only Expression 3. It has been found that Ie satisfying Equation 3 can be sufficiently secured even in view of the value of R0 required for an actual product. Therefore, the load driving device 100 according to the first embodiment can detect the ground short more reliably.

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る負荷駆動装置１００は、ＩＣ＿ＯＵＴとＵＮＩＴ＿ＯＵＴの間に抵抗Ｒ０を設けることにより、ＥＳＤなどの負荷駆動装置外からのノイズ・サージ対策をしつつ、ＵＮＩＴ＿ＯＵＴがグランドショートしたことを精度よく検出できる。これにより負荷駆動装置１００の信頼性を高めることができる。 <Embodiment 1: Summary>
The load drive device 100 according to the first embodiment provides a resistance R0 between the IC_OUT and the UNIT_OUT, thereby making it possible to prevent ground / short of the UNIT_OUT while taking measures against noise / surge from the outside of the load drive device such as ESD. It can be detected well. Thereby, the reliability of the load drive device 100 can be improved.

＜実施の形態２＞
図５は、本発明の実施形態２に係る点火装置の回路図である。図５において、実施形態１で説明した負荷駆動装置１００は、容量負荷Ｃ０としてＣ１とＣｇを駆動する。Ｃ１は外乱ノイズを抑制するための容量であり、抵抗Ｒ０に対して直列接続されている。負荷駆動装置１００はＩＧＢＴ２００のゲート容量Ｃｇを駆動する。Ｃ１とＣｇは並列接続されているので、これらが一体となって実質的な容量負荷として作用する。ＩＧＢＴ２００のゲートを保護するため、ゲート−グランド間に、抵抗Ｒ０よりも充分大きい抵抗Ｒ１を配置してもよい。ＩＧＢＴ２００がイグニッションコイル３００を駆動することにより、エンジンに点火する。 Second Embodiment
FIG. 5 is a circuit diagram of an ignition device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the load driving device 100 described in the first embodiment drives C1 and Cg as the capacitive load C0. C1 is a capacitance for suppressing disturbance noise, and is connected in series to the resistor R0. The load drive device 100 drives the gate capacitance Cg of the IGBT 200. Because C1 and Cg are connected in parallel, they together act as a substantial capacitive load. In order to protect the gate of the IGBT 200, a resistor R1 sufficiently larger than the resistor R0 may be disposed between the gate and the ground. The IGBT 200 ignites the engine by driving the ignition coil 300.

図６は、本発明の実施形態２に係る点火装置の別構成例である。実施形態１で説明したハイサイド駆動回路１１１として、定電流源に代えてＭＯＳなどのスイッチング素子を用いることもできる。 FIG. 6 is another structural example of the ignition device according to Embodiment 2 of the present invention. As the high side drive circuit 111 described in the first embodiment, a switching element such as a MOS can be used instead of the constant current source.

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。 <About the modification of the present invention>
The present invention is not limited to the above embodiment, but includes various modifications. For example, the above-described embodiment is described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations. In addition, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, another configuration can be added to, deleted from, or replaced with a part of the configuration of each embodiment.

以上の実施形態においては、ハイサイド駆動回路１１１がＯＮになってからｔ０経過後において、駆動電流Ｉｄｒｖが閾値を超えているか否かを判断するため、グリッチフィルタを用いている。これと同様の機能を実現することができれば、グリッチフィルタ以外の回路構成を用いてもよい。例えばサンプルホールド回路を用いる回路構成などが考えられる。 In the above embodiment, a glitch filter is used to determine whether or not the drive current Idrv exceeds the threshold value after t0 since the high side drive circuit 111 is turned on. If the same function as this can be realized, a circuit configuration other than the glitch filter may be used. For example, a circuit configuration using a sample and hold circuit can be considered.

１：半導体回路
１１：駆動回路
１１１：ハイサイド駆動回路
１１２：ローサイド駆動回路
２１：電流コンパレータ回路
３１：フィルタ回路
４１：電圧コンパレータ回路
１００：負荷駆動装置
２００：ＩＧＢＴ
３００：イグニッションコイル 1: Semiconductor circuit 11: Drive circuit 111: High side drive circuit 112: Low side drive circuit 21: Current comparator circuit 31: Filter circuit 41: Voltage comparator circuit 100: Load drive device 200: IGBT
300: Ignition coil

Claims

A load driving device for driving a capacitive load,
A drive circuit configured by connecting a high side drive circuit and a low side drive circuit in series,
A resistor connected in series with the output of the high side drive circuit,
A detection circuit for detecting whether or not the drive current flowing to the high side drive circuit is normal;
Equipped with
The detection circuit outputs a detection signal indicating that the drive current is abnormal if the drive current is larger than a predetermined threshold when a predetermined time has elapsed since the high side drive circuit was turned on. ,
The detection circuit indicates that the drive current is normal when the drive current is equal to or less than the predetermined threshold when a predetermined time has elapsed after the high side drive circuit is turned on. Load drive device characterized by outputting.

The detection circuit
A comparison circuit that outputs a comparison output representing that the drive current is larger than the predetermined threshold,
A filter circuit that outputs the detection signal indicating that the drive current is abnormal when the comparison circuit continuously outputs the comparison output for the predetermined time or more;
The load drive device according to claim 1, comprising:

The filter circuit is configured to operate in synchronization with a clock signal,
The filter circuit is configured to output the detection signal indicating that the drive current is abnormal when the comparison circuit continuously outputs the comparison output for a predetermined number of clocks or more.
The load driving device according to claim 2, wherein the predetermined number of clocks is equal to or longer than the predetermined time when the predetermined number of clocks is divided by the frequency of the clock signal.

The predetermined threshold value is obtained by dividing the voltage value obtained by subtracting the voltage drop due to the high side drive circuit from the input voltage applied to the high side drive circuit by the resistance value of the resistor. The load driving device according to claim 2, wherein the load driving device is smaller than an obtained current value.

The said high side drive circuit is comprised using the constant current source which can perform ON-OFF control. The load drive device of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

The load driving device according to claim 1;
A capacitive load driven by the load driving device,
A semiconductor switching element for driving the capacitive load,
Equipped with
The ignition device is characterized in that the resistor is connected in series to the gate capacitance of the semiconductor switching element.

The ignition device according to claim 6, wherein the semiconductor switching element drives an ignition coil.

The ignition device according to claim 6, wherein the high side drive circuit charges the gate capacitance by supplying the drive current to the gate capacitance.