JP2020043628A - Overcurrent detector - Google Patents

Overcurrent detector Download PDF

Info

Publication number
JP2020043628A
JP2020043628A JP2018166921A JP2018166921A JP2020043628A JP 2020043628 A JP2020043628 A JP 2020043628A JP 2018166921 A JP2018166921 A JP 2018166921A JP 2018166921 A JP2018166921 A JP 2018166921A JP 2020043628 A JP2020043628 A JP 2020043628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
overcurrent
signal
power semiconductor
sense
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018166921A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6973335B2 (en
Inventor
翔平 末永
Shohei Suenaga
翔平 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018166921A priority Critical patent/JP6973335B2/en
Publication of JP2020043628A publication Critical patent/JP2020043628A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6973335B2 publication Critical patent/JP6973335B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

To accurately detect that overcurrent is generated in any of a plurality of power semiconductors connected in parallel.SOLUTION: An overcurrent detector comprises a detection circuit, a determination circuit, and a specifying circuit. The detection circuit detects a power semiconductor having a sense current larger than a first threshold value by comparing the sense current of each of a plurality of power semiconductors connected in parallel with the first threshold value. The determination circuit determines that an overcurrent is generated in any of the plurality of power semiconductors when an average value is larger than a second threshold value, by comparing the average value of respective sense currents of the plurality of power semiconductors with the second threshold value larger than the first threshold value. The specifying circuit specifies a power semiconductor in which the overcurrent is generated based on a detection result from the detection circuit and a determination result from the determination circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、過電流検出装置に関し、詳しくは、並列に接続された複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じているのを検出する過電流検出装置に関する。   The present invention relates to an overcurrent detection device, and more particularly, to an overcurrent detection device that detects occurrence of an overcurrent in any of a plurality of power semiconductors connected in parallel.

従来、パワー半導体の過電流を検出する技術としては、パワー半導体のセンス電流の検出値を過電流を判定する判定値と比較した出力をディレイ回路を介して駆動回路に帰還するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、こうしたディレイ回路(フィルタ)を用いることによってノイズを除去し、過電流の誤検出を防止している。   Conventionally, as a technique for detecting an overcurrent of a power semiconductor, a technique has been proposed in which an output obtained by comparing a detection value of a sense current of a power semiconductor with a determination value for determining an overcurrent is fed back to a drive circuit via a delay circuit. (For example, see Patent Document 1). In this technique, noise is removed by using such a delay circuit (filter), and erroneous detection of overcurrent is prevented.

また、並列接続された2つのパワー半導体のセンス電流をその平均値と比較するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この技術では、平均値より大きなセンス電流のパワー半導体に過電流が生じていると特定している。   Further, there has been proposed a device that compares the sense current of two power semiconductors connected in parallel with the average value thereof (for example, see Patent Document 2). This technique specifies that an overcurrent has occurred in a power semiconductor having a sense current larger than the average value.

特開平03−40517号公報JP-A-03-40517 特開2002−142444号公報JP-A-2002-142444

しかしながら、前者の技術(特許文献1の技術)では、パワー半導体を複数並列に駆動させる場合には、いずれかのパワー半導体に過電流が生じたときに誤検出を生じる場合がある。パワー半導体を並列接続すると、並列接続による構成に起因する寄生パラメータによりセンス電流にアンバランスが生じる。この電流アンバランスは、検出精度の悪化を招き、いずれかのパワー半導体に過電流が生じたときに誤検出を生じさせてしまう。   However, in the former technique (the technique of Patent Document 1), when a plurality of power semiconductors are driven in parallel, an erroneous detection may occur when an overcurrent occurs in any of the power semiconductors. When power semiconductors are connected in parallel, an imbalance occurs in sense current due to parasitic parameters caused by the configuration of the parallel connection. This current imbalance causes deterioration in detection accuracy, and causes erroneous detection when an overcurrent occurs in any of the power semiconductors.

後者の技術(特許文献2の技術)では、センス電流と平均値との比較により判定しているから、単に大きなセンス電流のパワー半導体を特定することができるに過ぎず、そのパワーは半導体に過電流が生じているか否かを正確に判定することは困難となる。   In the latter technique (the technique of Patent Document 2), since the determination is made by comparing the sense current with the average value, it is only possible to specify the power semiconductor having the large sense current, and the power is excessive to the semiconductor. It is difficult to accurately determine whether a current is generated.

本発明の過電流検出装置は、並列に接続された複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じているのを精度良く検出することを主目的とする。   The main object of the overcurrent detection device of the present invention is to accurately detect the occurrence of overcurrent in any of a plurality of power semiconductors connected in parallel.

本発明の過電流検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The present invention employs the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の過電流検出装置は、
並列に接続された複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じているのを検出する過電流検出装置であって、
前記複数のパワー半導体のセンス電流を第1閾値と比較し、該第1閾値より大きいセンス電流のパワー半導体を検出する検出回路と、
前記複数のパワー半導体のセンス電流の平均値を前記第1閾値より大きな第2閾値と比較し、前記平均値が前記第2閾値より大きいときに前記複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じていると判定する判定回路と、
前記検出回路による検出結果と前記判定回路による判定結果とに基づいて過電流が生じているパワー半導体を特定する特定回路と、
を備えることを要旨とする。
The overcurrent detection device of the present invention,
An overcurrent detection device that detects that an overcurrent has occurred in any of a plurality of power semiconductors connected in parallel,
A detection circuit that compares a sense current of the plurality of power semiconductors with a first threshold and detects a power semiconductor having a sense current larger than the first threshold;
An average value of the sense currents of the plurality of power semiconductors is compared with a second threshold value larger than the first threshold value. When the average value is larger than the second threshold value, an overcurrent occurs in any of the plurality of power semiconductors. A determination circuit for determining that
A specifying circuit that specifies a power semiconductor in which an overcurrent has occurred based on a detection result by the detection circuit and a determination result by the determination circuit;
The gist is to provide.

この本発明の過電流検出装置では、検出回路により、並列に接続された複数のパワー半導体のセンス電流を第1閾値と比較し、第1閾値より大きいセンス電流のパワー半導体を検出する。また、判定回路により、複数のパワー半導体のセンス電流の平均値を第1閾値より大きな第2閾値と比較し、平均値が第2閾値より大きいときに複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じていると判定する。そして、特定回路により、検出回路による検出結果と判定回路による判定結果とに基づいて過電流が生じているパワー半導体を特定する。即ち、判定回路により各パワー半導体のいずれかに過電流が生じていると判定したときに検出回路により検出された第1閾値より大きいセンス電流のパワー半導体に過電流が生じていると特定するのである。これにより、並列に接続された複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じているのを精度良く検出することができる。   In the overcurrent detection device according to the present invention, the detection circuit compares the sense currents of the plurality of power semiconductors connected in parallel with the first threshold, and detects the power semiconductor having the sense current larger than the first threshold. Also, the determination circuit compares the average value of the sense currents of the plurality of power semiconductors with a second threshold value larger than the first threshold value. It is determined that it has occurred. Then, the power semiconductor in which the overcurrent has occurred is specified by the specifying circuit based on the detection result by the detection circuit and the determination result by the determination circuit. That is, when the determination circuit determines that an overcurrent has occurred in any of the power semiconductors, it is specified that an overcurrent has occurred in the power semiconductor having a sense current larger than the first threshold value detected by the detection circuit. is there. This makes it possible to accurately detect the occurrence of an overcurrent in any of the plurality of power semiconductors connected in parallel.

こうした本発明の過電流検出装置において、前記過電流判定回路の出力を遅延して前記特定回路に入力する遅延回路を備えるものとしてもよい。また、前記過電流判定回路は各パワー半導体のセンス電流の平均値を遅延して前記第2閾値と比較する遅延回路を備えるものとしてもよい。これらのように遅延回路(フィルタ)を用いることにより、ノイズによる誤検出を抑制することができる。   The overcurrent detection device of the present invention may include a delay circuit that delays the output of the overcurrent determination circuit and inputs the output to the specific circuit. The overcurrent determination circuit may include a delay circuit that delays the average value of the sense current of each power semiconductor and compares the average value with the second threshold value. By using such a delay circuit (filter), erroneous detection due to noise can be suppressed.

また、本発明の過電流検出装置において、各パワー半導体のセンス電流が前記第2閾値より大きな第3閾値より大きいときに該第3閾値より大きいセンス電流に対応するパワー半導体に短絡が生じていると検出する短絡検出回路を備えるものとしてもよい。こうすれば、パワー半導体の短絡を検出することができる。この場合、短絡検出回路の出力を遅延する遅延回路を備えるものとしてもよい。こうすれば、短絡検出におけるノイズによる誤検出を抑制することができる。   In the overcurrent detection device according to the present invention, when the sense current of each power semiconductor is larger than the third threshold larger than the second threshold, a short circuit occurs in the power semiconductor corresponding to the sense current larger than the third threshold. May be provided. In this way, a short circuit of the power semiconductor can be detected. In this case, a delay circuit for delaying the output of the short-circuit detection circuit may be provided. In this case, erroneous detection due to noise in short circuit detection can be suppressed.

本発明の一実施例としての過電流検出装置20の構成の概略を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of an overcurrent detection device 20 as one embodiment of the present invention. 変形例の過電流検出装置120の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the overcurrent detection apparatus 120 of a modification. 変形例の過電流検出装置220の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the overcurrent detection apparatus 220 of a modification.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described using an embodiment.

図1は、本発明の一実施例としての過電流検出装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の過電流検出装置20は、図示するように、駆動/遮断切り替え回路10により駆動や遮断が行なわれる並列接続されたパワー半導体Q1,Q2(例えば、IGBTなど)のいずれかに過電流の発生を検出して駆動/遮断切り替え回路10に出力する回路として構成されている。実施例の過電流検出装置20は、検出回路30と、平均値回路40と、判定回路50と、遅延回路60と、特定回路70とを備える。なお、パワー半導体Q1,Q2のコレクタ電流(センス電流)は、図示するように、センス電流線が抵抗R1,R2を介して接地されていることにより、電圧として検出することができるようになっている。以下、このセンス電流を反映する電圧をセンス信号と称する。実施例では、抵抗R1,R2は同一の値とした。   FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an overcurrent detection device 20 as one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the overcurrent detection device 20 according to the embodiment detects an overcurrent in one of the parallel-connected power semiconductors Q1 and Q2 (for example, IGBTs) that are driven or cut off by the drive / cutoff switching circuit 10. It is configured as a circuit that detects the occurrence and outputs it to the drive / cutoff switching circuit 10. The overcurrent detection device 20 according to the embodiment includes a detection circuit 30, an average value circuit 40, a determination circuit 50, a delay circuit 60, and a specific circuit 70. The collector currents (sense currents) of the power semiconductors Q1 and Q2 can be detected as voltages because the sense current lines are grounded via the resistors R1 and R2 as shown in the figure. I have. Hereinafter, the voltage that reflects this sense current is referred to as a sense signal. In the embodiment, the resistors R1 and R2 have the same value.

検出回路30は、第1比較器32と、第2比較器34とを備える。第1比較器32のマイナス側入力端子にはパワー半導体Q1からのセンス信号が入力されており、プラス側入力端子には基準電位V1が入力されている。第1比較器32は、パワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V1より大きいときにHi信号を出力し、逆にパワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V1より小さいときにLow信号を出力する。基準電位V1は、パワー半導体Q1のコレクタ電流の通常範囲の上限電流より若干大きな電流が流れたときのセンス信号に相当する電位として設定されている。このため、第1比較器32からHi信号が出力されたときには、パワー半導体Q1に過電流が発生している可能性があると判断することができる。第2比較器34のマイナス側入力端子にはパワー半導体Q2からのセンス信号が入力されており、プラス側入力端子には基準電位V1が入力されている。第2比較器34は、パワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V1より大きいときにHi信号を出力し、逆にパワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V1より小さいときにLow信号を出力する。第2比較器34からHi信号が出力されたときには、パワー半導体Q2に過電流が発生している可能性があると判断することができる。   The detection circuit 30 includes a first comparator 32 and a second comparator 34. The sense signal from the power semiconductor Q1 is input to the negative input terminal of the first comparator 32, and the reference potential V1 is input to the positive input terminal. The first comparator 32 outputs a Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q1 is higher than the reference potential V1, and outputs a Low signal when the sense signal from the power semiconductor Q1 is lower than the reference potential V1. . The reference potential V1 is set as a potential corresponding to a sense signal when a current slightly larger than the upper limit current of the normal range of the collector current of the power semiconductor Q1 flows. Therefore, when the Hi signal is output from the first comparator 32, it can be determined that there is a possibility that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q1. The sense signal from the power semiconductor Q2 is input to the negative input terminal of the second comparator 34, and the reference potential V1 is input to the positive input terminal. The second comparator 34 outputs a Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q2 is higher than the reference potential V1, and outputs a Low signal when the sense signal from the power semiconductor Q2 is lower than the reference potential V1. . When the Hi signal is output from the second comparator 34, it can be determined that there is a possibility that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q2.

平均値回路40は、比較器42と、反転器44と、抵抗R3,R4,R5とを備える。比較器44のマイナス側入力端子には、パワー半導体Q1からのセンス信号が抵抗R3を介して入力されていると共にパワー半導体Q2からのセンス信号が抵抗R4を介して入力されている。また、比較器44のプラス側入力端子には仮想接地が接続されている。比較器44の出力端子は、抵抗R5を介してマイナス側入力端子が接続されている。こうした負帰還回路によりマイナス側入力端子とプラス側入力端子との電位は等しく、仮想接地により0Vとなる。このため、抵抗R3と抵抗R4とに流れる電流を加算した電流が抵抗R5に流れる。実施例では、抵抗R3と抵抗R4とを等しい値とし、抵抗R5を抵抗R3の半分の値とした。このため、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均の反転値が比較器42から出力される。反転器44は、入力した信号の符号を反転する周知の反転器として構成されており、比較器42からの出力信号が入力されている。これらのことから、平均値回路40からは、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が出力される。   The averaging circuit 40 includes a comparator 42, an inverter 44, and resistors R3, R4, and R5. To the negative input terminal of the comparator 44, a sense signal from the power semiconductor Q1 is input via a resistor R3, and a sense signal from the power semiconductor Q2 is input via a resistor R4. A virtual ground is connected to the positive input terminal of the comparator 44. The output terminal of the comparator 44 is connected to the negative input terminal via a resistor R5. With such a negative feedback circuit, the potentials of the negative input terminal and the positive input terminal are equal, and become 0 V due to virtual grounding. Therefore, a current obtained by adding the currents flowing through the resistors R3 and R4 flows through the resistor R5. In the embodiment, the resistors R3 and R4 have the same value, and the resistor R5 has a half value of the resistor R3. Therefore, the average inversion value of the sense signal (voltage) from the power semiconductors Q1 and Q2 is output from the comparator 42. The inverter 44 is configured as a well-known inverter that inverts the sign of the input signal, and receives an output signal from the comparator 42. From these facts, the average value circuit 40 outputs the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2.

判定回路50は、比較器52を備える。比較器52のマイナス側入力端子には平均値回路40からの出力(パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値)が入力されており、プラス側入力端子には基準電位V2が入力されている。したがって、判定回路50からは、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より大きいときにHi信号を出力し、逆にパワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より小さいときにLow信号を出力する。基準電位V2は、基準電位V1より大きな値として設定されている。このため、比較器52からHi信号が出力されたときには、パワー半導体Q1,Q2のいずれかに過電流が発生していると判定することができる。   The determination circuit 50 includes a comparator 52. The output from the averaging circuit 40 (the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2) is input to the negative input terminal of the comparator 52, and the reference potential V2 is input to the positive input terminal. Has been entered. Therefore, the determination circuit 50 outputs a Hi signal when the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2 is larger than the reference potential V2, and conversely, outputs a Hi signal from the power semiconductors Q1 and Q2. ) Is output when the average value is smaller than the reference potential V2. The reference potential V2 is set as a value higher than the reference potential V1. Therefore, when the Hi signal is output from the comparator 52, it can be determined that an overcurrent has occurred in any of the power semiconductors Q1 and Q2.

遅延回路60は、入力された信号を一定時間遅延して出力する周知の回路として構成されており、判定回路50からの出力信号が入力されている。   The delay circuit 60 is configured as a well-known circuit that delays an input signal for a predetermined time and outputs the delayed signal, and receives an output signal from the determination circuit 50.

特定回路70は、第1アンド回路72と、第2アンド回路74とを備える。第1アンド回路72は、論理積を演算する周知のアンド回路として構成されており、検出回路50の第1比較器32からの出力信号と、遅延回路60からの出力信号とが入力されている。したがって、第1アンド回路72は、パワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V1より大きく、且つ、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より大きいときにHi信号を出力する。このことから、第1アンド回路72の出力信号がHi信号のときは、パワー半導体Q1に過電流が発生しているときとなる。第1アンド回路72からの出力信号は、駆動/遮断切り替え回路10に入力されている。   The specifying circuit 70 includes a first AND circuit 72 and a second AND circuit 74. The first AND circuit 72 is configured as a well-known AND circuit that calculates a logical product, and receives an output signal from the first comparator 32 of the detection circuit 50 and an output signal from the delay circuit 60. . Therefore, the first AND circuit 72 outputs the Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q1 is higher than the reference potential V1 and the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2 is higher than the reference potential V2. Is output. Thus, when the output signal of the first AND circuit 72 is a Hi signal, it means that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q1. The output signal from the first AND circuit 72 is input to the drive / cutoff switching circuit 10.

第2アンド回路74も第1アンド回路72と同様に、論理積を演算する周知のアンド回路として構成されており、検出回路50の第2比較器34からの出力信号と、遅延回路60からの出力信号とが入力されている。したがって、第2アンド回路74は、パワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V1より大きく、且つ、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より大きいときにHi信号を出力する。このことから、第2アンド回路74の出力信号がHi信号のときは、パワー半導体Q2に過電流が発生しているときとなる。第2アンド回路74からの出力信号は、駆動/遮断切り替え回路10に入力されている。   Similarly to the first AND circuit 72, the second AND circuit 74 is configured as a well-known AND circuit that calculates a logical product, and outputs the output signal from the second comparator 34 of the detection circuit 50 and the output signal from the delay circuit 60. The output signal is input. Therefore, the second AND circuit 74 outputs the Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q2 is higher than the reference potential V1 and the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2 is higher than the reference potential V2. Is output. Thus, when the output signal of the second AND circuit 74 is a Hi signal, it means that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q2. The output signal from the second AND circuit 74 is input to the drive / cutoff switching circuit 10.

次に、こうして構成された実施例の過電流検出装置20の動作について説明する。いま、パワー半導体Q1に過電流が発生したときを考える。このとき、検出回路30の第1比較器32からHi信号が出力されると共に、判定回路50からHi信号が出力される。このため、特定回路50の第1アンド回路72からHi信号が駆動/遮断切り替え回路10に出力される。第1アンド回路72からHi信号が出力されるときは、パワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V1より大きく、且つ、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より大きいときであるから、駆動/遮断切り替え回路10は、パワー半導体Q1に過電流が発生していると判断し、パワー半導体Q1を遮断する。   Next, the operation of the overcurrent detection device 20 according to the embodiment configured as described above will be described. Now, consider a case where an overcurrent occurs in the power semiconductor Q1. At this time, the Hi signal is output from the first comparator 32 of the detection circuit 30, and the Hi signal is output from the determination circuit 50. Therefore, the Hi signal is output from the first AND circuit 72 of the specific circuit 50 to the drive / cutoff switching circuit 10. When the Hi signal is output from the first AND circuit 72, the sense signal from the power semiconductor Q1 is higher than the reference potential V1, and the average value of the sense signals (voltages) from the power semiconductors Q1 and Q2 is equal to the reference potential V2. Since it is larger than the time, the drive / interruption switching circuit 10 determines that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q1, and shuts off the power semiconductor Q1.

次に、パワー半導体Q2に過電流が発生したときを考える。このとき、検出回路30の第2比較器34からHi信号が出力されると共に、判定回路50からHi信号が出力される。このため、特定回路50の第2アンド回路74からHi信号が駆動/遮断切り替え回路10に出力される。第2アンド回路74からHi信号が出力されるときは、パワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V1より大きく、且つ、パワー半導体Q1,Q2からのセンス信号(電圧)の平均値が基準電位V2より大きいときであるから、駆動/遮断切り替え回路10は、パワー半導体Q2に過電流が発生していると判断し、パワー半導体Q1を遮断する。   Next, consider a case where an overcurrent occurs in the power semiconductor Q2. At this time, the Hi signal is output from the second comparator 34 of the detection circuit 30 and the Hi signal is output from the determination circuit 50. Therefore, the Hi signal is output from the second AND circuit 74 of the specific circuit 50 to the drive / cutoff switching circuit 10. When the Hi signal is output from second AND circuit 74, the sense signal from power semiconductor Q2 is higher than reference potential V1, and the average value of the sense signals (voltages) from power semiconductors Q1 and Q2 is equal to reference potential V2. Since it is larger than the time, the drive / interruption switching circuit 10 determines that an overcurrent has occurred in the power semiconductor Q2, and shuts off the power semiconductor Q1.

以上説明した実施例の過電流検出装置20では、検出回路30によりパワー半導体Q1,Q2のうち過電流が発生している可能性のあるパワー半導体を検出し、平均値回路40と判定回路50とによりパワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに過電流が発生しているのを判定する。そして、特定回路70により検出回路30の検出結果と平均値回路40および判定回路50による判定結果とに基づいて過電流の発生と過電流が発生しているパワー半導体とを特定する。これにより、並列に接続されたパワー半導体Q1,Q2のいずれかに過電流が生じているのを精度良く検出することができる。遅延回路60により判定回路50の出力信号を遅延して特定回路70の第1アンド回路72および第2アンド回路74に入力するから、ノイズにより一時的に判定回路70によりパワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに過電流が発生しているとする誤検出を抑制することができる。   In the overcurrent detection device 20 of the embodiment described above, the detection circuit 30 detects the power semiconductor in which the overcurrent is likely to occur among the power semiconductors Q1 and Q2, and the average circuit 40 and the determination circuit 50 It is determined that an overcurrent has occurred in any of the power semiconductors Q1 and Q2. Then, based on the detection result of the detection circuit 30 and the determination results of the average value circuit 40 and the determination circuit 50, the identification circuit 70 identifies the occurrence of the overcurrent and the power semiconductor in which the overcurrent is occurring. This makes it possible to accurately detect the occurrence of an overcurrent in one of the power semiconductors Q1 and Q2 connected in parallel. Since the output signal of the decision circuit 50 is delayed by the delay circuit 60 and is input to the first AND circuit 72 and the second AND circuit 74 of the specific circuit 70, the decision circuit 70 temporarily causes the power semiconductors Q1 and Q2 to be out of noise. Erroneous detection that an overcurrent has occurred in any of the above.

実施例の過電流検出装置20では、判定回路50の出力信号を遅延して特定回路70に入力するように判定回路50の後段に遅延回路60を設けるものとしたが、図2の変形例の過電流検出装置120に示すように、平均値回路40からの出力信号を遅延して判定回路50に入力するように平均値回路40と判定回路50との間に遅延回路60を設けるものとしてもよい。なお、遅延回路60はノイズによる誤検出を抑制するために設けているものであるから、ノイズによる誤検出が生じない場合には不要である。   In the overcurrent detection device 20 of the embodiment, the delay circuit 60 is provided at the subsequent stage of the determination circuit 50 so that the output signal of the determination circuit 50 is delayed and input to the specific circuit 70. As shown in the overcurrent detection device 120, a delay circuit 60 may be provided between the average value circuit 40 and the determination circuit 50 so that the output signal from the average value circuit 40 is delayed and input to the determination circuit 50. Good. Since the delay circuit 60 is provided to suppress erroneous detection due to noise, it is unnecessary when erroneous detection due to noise does not occur.

実施例の過電流検出装置20では、パワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに過電流が発生しているのを過電流が発生しているのを精度良く検出するものとして構成したが、図3の変形例の過電流検出装置220に示すように、パワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに短絡が生じているのを検出する短絡検出回路80を備えるものとしてもよい。   The overcurrent detection device 20 of the embodiment is configured to accurately detect the occurrence of an overcurrent in one of the power semiconductors Q1 and Q2 when the overcurrent is occurring. As shown in the overcurrent detection device 220 of the third modification, the overcurrent detection device 220 may include a short-circuit detection circuit 80 that detects that a short-circuit has occurred in any of the power semiconductors Q1 and Q2.

短絡検出回路80は、第1比較器82と、第2比較器84とを備える。第1比較器82のマイナス側入力端子にはパワー半導体Q1からのセンス信号が入力されており、プラス側入力端子には基準電位V3が入力されている。第1比較器82は、パワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V3より大きいときにHi信号を出力し、逆にパワー半導体Q1からのセンス信号が基準電位V3より小さいときにLow信号を出力する。基準電位V3は、過電流を判定する基準電位V2より大きな電位として設定されている。このため、第1比較器82からHi信号が出力されたときには、パワー半導体Q1に短絡が発生していると判断することができる。第1比較器82からの出力信号は遅延回路86(ノイズ除去フィルタ)を介して駆動/遮断切り替え回路10に入力されている。このため、駆動/遮断切り替え回路10は、第1比較器82からHi信号を入力したときに、パワー半導体Q1に短絡が発生していると判断し、これに対処することができる。   The short circuit detection circuit 80 includes a first comparator 82 and a second comparator 84. The sense signal from the power semiconductor Q1 is input to the negative input terminal of the first comparator 82, and the reference potential V3 is input to the positive input terminal. The first comparator 82 outputs a Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q1 is higher than the reference potential V3, and outputs a Low signal when the sense signal from the power semiconductor Q1 is lower than the reference potential V3. . The reference potential V3 is set as a potential higher than the reference potential V2 for determining overcurrent. Therefore, when the Hi signal is output from the first comparator 82, it can be determined that a short circuit has occurred in the power semiconductor Q1. The output signal from the first comparator 82 is input to the drive / cutoff switching circuit 10 via the delay circuit 86 (noise removal filter). Therefore, when the Hi signal is input from the first comparator 82, the drive / cutoff switching circuit 10 determines that a short circuit has occurred in the power semiconductor Q1, and can deal with this.

第2比較器84のマイナス側入力端子にはパワー半導体Q2からのセンス信号が入力されており、プラス側入力端子には基準電位V3が入力されている。第2比較器84は、パワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V3より大きいときにHi信号を出力し、逆にパワー半導体Q2からのセンス信号が基準電位V3より小さいときにLow信号を出力する。このため、第2比較器84からHi信号が出力されたときには、パワー半導体Q2に短絡が発生していると判断することができる。第2比較器84からの出力信号は遅延回路88(ノイズ除去フィルタ)を介して駆動/遮断切り替え回路10に入力されている。このため、駆動/遮断切り替え回路10は、第2比較器84からHi信号を入力したときに、パワー半導体Q2に短絡が発生していると判断し、これに対処することができる。   The sense signal from the power semiconductor Q2 is input to the negative input terminal of the second comparator 84, and the reference potential V3 is input to the positive input terminal. The second comparator 84 outputs a Hi signal when the sense signal from the power semiconductor Q2 is higher than the reference potential V3, and outputs a Low signal when the sense signal from the power semiconductor Q2 is lower than the reference potential V3. . Therefore, when the Hi signal is output from the second comparator 84, it can be determined that a short circuit has occurred in the power semiconductor Q2. The output signal from the second comparator 84 is input to the drive / cutoff switching circuit 10 via the delay circuit 88 (noise removal filter). Therefore, when the Hi signal is input from the second comparator 84, the drive / cutoff switching circuit 10 determines that a short circuit has occurred in the power semiconductor Q2, and can deal with this.

こうして構成された変形例の過電流検出装置220では、パワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに過電流が発生しているのを過電流が発生しているのを精度良く検出することができると共に、パワー半導体Q1,Q2のうちのいずれかに短絡が生じているのも精度良く検出することができる。   The overcurrent detection device 220 of the modified example configured in this way can accurately detect that an overcurrent has occurred in one of the power semiconductors Q1 and Q2. At the same time, the occurrence of a short circuit in one of the power semiconductors Q1 and Q2 can be detected with high accuracy.

実施例の過電流検出装置20では、並列接続されたパワー半導体として2個のパワー半導体Q1,Q2を備えるものに適用して説明したが、3個以上のパワー半導体を並列接続したものに適用するものとしてもよい。この場合、検出回路は、各パワー半導体毎に比較器によりセンス信号と基準電位V1とを比較するものとし、平均値回路は、各パワー半導体のセンス信号の平均値を基準電位V2と比較するものとすればよい。なお、平均値回路は、各パワー半導体のセンス信号のうちの2つのセンス信号の各組み合わせの平均値を基準電位V2と比較し、いずれか1つの組み合わせの平均値が基準電位V2より大きいときにHi信号を出力する回路としてもよい。   In the overcurrent detection device 20 of the embodiment, the description has been given by applying to the case where two power semiconductors Q1 and Q2 are provided as the power semiconductors connected in parallel. However, the present invention is applied to the case where three or more power semiconductors are connected in parallel. It may be a thing. In this case, the detection circuit compares the sense signal with the reference potential V1 by a comparator for each power semiconductor, and the average circuit compares the average value of the sense signal of each power semiconductor with the reference potential V2. And it is sufficient. The average value circuit compares the average value of each combination of two sense signals among the sense signals of each power semiconductor with the reference potential V2, and when the average value of any one combination is higher than the reference potential V2, A circuit that outputs a Hi signal may be used.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As described above, the embodiments for carrying out the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments at all, and various forms may be provided without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.

本発明は、過電流検出装置の製造産業などに利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to, for example, a manufacturing industry of an overcurrent detection device.

10 駆動/遮断切り替え回路、20,120,220 過電流検出装置、30 検出回路、32 第1比較器、34 第2比較器、40 平均値回路、42 比較器、44 反転器、50 判定回路、52 比較器、60 遅延回路、70 特定回路、72 第1アンド回路、74 第2アンド回路、80 短絡検出回路、82 第1比較器、84 第2比較器、86,88 遅延回路、Q1,Q2 パワー半導体、R1〜R5 抵抗。   Reference Signs List 10 driving / cutoff switching circuit, 20, 120, 220 overcurrent detection device, 30 detection circuit, 32 first comparator, 34 second comparator, 40 average value circuit, 42 comparator, 44 inverter, 50 judgment circuit, 52 comparator, 60 delay circuit, 70 identification circuit, 72 first AND circuit, 74 second AND circuit, 80 short circuit detection circuit, 82 first comparator, 84 second comparator, 86,88 delay circuit, Q1, Q2 Power semiconductor, R1-R5 resistors.

Claims (1)

並列に接続された複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じているのを検出する過電流検出装置であって、
前記複数のパワー半導体のセンス電流を第1閾値と比較し、該第1閾値より大きいセンス電流のパワー半導体を検出する検出回路と、
前記複数のパワー半導体のセンス電流の平均値を前記第1閾値より大きな第2閾値と比較し、前記平均値が前記第2閾値より大きいときに前記複数のパワー半導体のいずれかに過電流が生じていると判定する判定回路と、
前記検出回路による検出結果と前記過電流判定回路による判定結果とに基づいて過電流が生じているパワー半導体を特定する特定回路と、
を備える過電流検出装置。
An overcurrent detection device that detects that an overcurrent has occurred in any of a plurality of power semiconductors connected in parallel,
A detection circuit that compares a sense current of the plurality of power semiconductors with a first threshold and detects a power semiconductor having a sense current larger than the first threshold;
An average value of the sense currents of the plurality of power semiconductors is compared with a second threshold value larger than the first threshold value. When the average value is larger than the second threshold value, an overcurrent occurs in any of the plurality of power semiconductors. A determination circuit for determining that
A specifying circuit that specifies a power semiconductor in which an overcurrent has occurred based on a detection result by the detection circuit and a determination result by the overcurrent determination circuit;
An overcurrent detection device comprising:
JP2018166921A 2018-09-06 2018-09-06 Overcurrent detector Active JP6973335B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018166921A JP6973335B2 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Overcurrent detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018166921A JP6973335B2 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Overcurrent detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020043628A true JP2020043628A (en) 2020-03-19
JP6973335B2 JP6973335B2 (en) 2021-11-24

Family

ID=69798932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018166921A Active JP6973335B2 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Overcurrent detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6973335B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017092A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Honda Motor Co Ltd Semiconductor element drive device and method
JP2014138521A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Fuji Electric Co Ltd Driving device for semiconductor element
JP2015082926A (en) * 2013-10-23 2015-04-27 新電元工業株式会社 Current detection circuit and motor control device
DE102015220268A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 Robert Bosch Gmbh Device and method for detecting a malfunction in a semiconductor switching module
JP2017184077A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 三菱電機株式会社 Semiconductor device
JP2018088639A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 トヨタ自動車株式会社 Switching circuit
JP2019187003A (en) * 2018-04-04 2019-10-24 株式会社デンソー Overcurrent detection circuit for switch

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017092A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Honda Motor Co Ltd Semiconductor element drive device and method
JP2014138521A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Fuji Electric Co Ltd Driving device for semiconductor element
JP2015082926A (en) * 2013-10-23 2015-04-27 新電元工業株式会社 Current detection circuit and motor control device
DE102015220268A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 Robert Bosch Gmbh Device and method for detecting a malfunction in a semiconductor switching module
JP2017184077A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 三菱電機株式会社 Semiconductor device
JP2018088639A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 トヨタ自動車株式会社 Switching circuit
JP2019187003A (en) * 2018-04-04 2019-10-24 株式会社デンソー Overcurrent detection circuit for switch

Also Published As

Publication number Publication date
JP6973335B2 (en) 2021-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4538047B2 (en) Failure detection device for power element
US9685945B2 (en) Electric circuit
TWI436073B (en) Test device for switchgear
JP6755399B2 (en) Short circuit protection circuit for semiconductor switching elements
EP2584702A2 (en) Control apparatus for switching device
KR20140053668A (en) Protection circuit and gate driving circuit for semiconductor switch device
JP4930866B2 (en) Failure detection device for power element
JPWO2015079492A1 (en) Gate drive circuit and intelligent power module
US11575371B2 (en) Semiconductor device
US9654068B2 (en) Quaternary/ternary modulation selecting circuit and associated method
JP2020043628A (en) Overcurrent detector
CN106787661B (en) Frequency converter and wave-by-wave current-limiting protection circuit thereof
CN106797214B (en) Drive circuit and semiconductor module
US10333303B2 (en) Power supply device and method of controlling power supply device
US20070019350A1 (en) Short circuit protection for complementary circuit
JP6409982B2 (en) Control circuit for multiphase power converter
JP6711059B2 (en) Protection circuit
CN111981637B (en) Air conditioner short circuit abnormity detection method, computer device and computer readable storage medium
JPWO2015104921A1 (en) In-vehicle electronic control unit
CN110676804B (en) Detection circuit and switch module using same
JP2010127720A (en) Dynamic characteristic inspection device
JP2015119594A (en) Drive control device of semiconductor device
JP2017108244A (en) Control circuit for semiconductor device
JP2001267898A (en) Inductive load driving circuit
JP6392644B2 (en) Power control device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20200626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200708

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211018

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6973335

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151