JP2840379B2 - 半導体回路を電源上の過渡現象から保護する装置 - Google Patents
半導体回路を電源上の過渡現象から保護する装置Info
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- JP2840379B2 JP2840379B2 JP2122769A JP12276990A JP2840379B2 JP 2840379 B2 JP2840379 B2 JP 2840379B2 JP 2122769 A JP2122769 A JP 2122769A JP 12276990 A JP12276990 A JP 12276990A JP 2840379 B2 JP2840379 B2 JP 2840379B2
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- electronic switch
- circuit means
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体回路を電源上の過渡現象から保護す
る装置に関連する。
る装置に関連する。
［従来の技術］ 電子回路をその電源ラインに生じる電圧ピークなどの
過渡現象から保護するために、ツェナーダイオードを電
源間に接続することにより、電圧をその電圧が供給され
る回路にとって危険でない値に制限する方法が知られて
いる。この場合過渡現象が終了すると、ツェナーダイオ
ードのその後の電圧は自動的に通常の値に戻る。
過渡現象から保護するために、ツェナーダイオードを電
源間に接続することにより、電圧をその電圧が供給され
る回路にとって危険でない値に制限する方法が知られて
いる。この場合過渡現象が終了すると、ツェナーダイオ
ードのその後の電圧は自動的に通常の値に戻る。
“ツェナー”タイプと呼ばれるこの保護方法は、自分
自身を自動的にトリガーし、過渡現象の期間中電圧が供
給される側の回路の動作を維持するとともに、過渡現象
が終了すると再び自動的に正常な電圧供給状態に回復す
るという利点がある。一方この方法では、ツェナーダイ
オードによって瞬間的に高くなった電力を消費させなけ
ればならず、これによってツェナーダイオードが焼き切
れる恐れがあるという欠点がある。更にツェナーダイオ
ードの動作インピーダンスがゼロでないので、ツェナー
ダイオード内を大きな電流が流れた場合にはその制限電
圧が降伏電圧よりも高くなることがあり、電圧が供給さ
れる側の回路に損傷を与える可能性があるという欠点が
ある。
自身を自動的にトリガーし、過渡現象の期間中電圧が供
給される側の回路の動作を維持するとともに、過渡現象
が終了すると再び自動的に正常な電圧供給状態に回復す
るという利点がある。一方この方法では、ツェナーダイ
オードによって瞬間的に高くなった電力を消費させなけ
ればならず、これによってツェナーダイオードが焼き切
れる恐れがあるという欠点がある。更にツェナーダイオ
ードの動作インピーダンスがゼロでないので、ツェナー
ダイオード内を大きな電流が流れた場合にはその制限電
圧が降伏電圧よりも高くなることがあり、電圧が供給さ
れる側の回路に損傷を与える可能性があるという欠点が
ある。
この他の保護方法としては“クローバー（CROWBA
R）”タイプと呼ばれるものがあり、これは過渡現象の
エネルギーをアースへ放電し電源電圧を短絡させる。か
かる保護方法にはSCRまたはトライアックがよく用いら
れ、これらは共に電圧自身によって、またはコトロール
回路からコントロール電極にパルス信号が与えられるこ
とによってトリガーされる。周知のようにこれらは一旦
トリガーされると、これらにかかる電圧が反転するか、
またはこれらを流れる電流が制限値以下に下がるまでオ
フになることはない。通常かかる種類の保護方法ではト
ライアックやSCRに長時間過剰の電流が流れるのを防ぐ
ために、電源に直列に接続されたヒューズが切断され
る。
R）”タイプと呼ばれるものがあり、これは過渡現象の
エネルギーをアースへ放電し電源電圧を短絡させる。か
かる保護方法にはSCRまたはトライアックがよく用いら
れ、これらは共に電圧自身によって、またはコトロール
回路からコントロール電極にパルス信号が与えられるこ
とによってトリガーされる。周知のようにこれらは一旦
トリガーされると、これらにかかる電圧が反転するか、
またはこれらを流れる電流が制限値以下に下がるまでオ
フになることはない。通常かかる種類の保護方法ではト
ライアックやSCRに長時間過剰の電流が流れるのを防ぐ
ために、電源に直列に接続されたヒューズが切断され
る。
したがってクローバータイプの保護方法は、大きい、
若しくは長時間にわたる過渡現象に対しても安全度は高
い反面、オフにすることが困難であること、エネルギー
量が小さい過渡現象に対しても供給される側の回路動作
が中断すること、及びヒューズが切断されたときにはこ
れを交換する必要があることなどの欠点がある。
若しくは長時間にわたる過渡現象に対しても安全度は高
い反面、オフにすることが困難であること、エネルギー
量が小さい過渡現象に対しても供給される側の回路動作
が中断すること、及びヒューズが切断されたときにはこ
れを交換する必要があることなどの欠点がある。
［発明の目的］ 本発明の目的は、ツェナータイプとクローバータイプ
の両方の長所を持つとともにこれらの欠点を持たず、過
渡現象の持続時間及び強さが小さいときには電源電圧
を、安全が確保される最大電圧値以下に制限し、またこ
れとは逆に過渡現象が長時間続きエネルギー量も大きい
ときには電源電圧をアースに短絡させ、更にどの様な場
合にも過渡現象が終ったときには通常の動作状態に復帰
するような、半導体回路を電源上の過渡現象から保護す
る装置を提供することである。
の両方の長所を持つとともにこれらの欠点を持たず、過
渡現象の持続時間及び強さが小さいときには電源電圧
を、安全が確保される最大電圧値以下に制限し、またこ
れとは逆に過渡現象が長時間続きエネルギー量も大きい
ときには電源電圧をアースに短絡させ、更にどの様な場
合にも過渡現象が終ったときには通常の動作状態に復帰
するような、半導体回路を電源上の過渡現象から保護す
る装置を提供することである。
本発明は、半導体回路を電源上の過渡現象から保護す
る装置によって、上記の目的及びこれ以外の目的を達成
し、以下に述べる説明において明らかとなる利点を有す
る。
る装置によって、上記の目的及びこれ以外の目的を達成
し、以下に述べる説明において明らかとなる利点を有す
る。
［目的を達成するための手段］ 本発明は、電源端子に接続され、電源から供給される
電圧が予めセットした値を越えたときには前記端子間の
電圧を一定に維持するよう電流を流し、そのインピーダ
ンスを非常に高い値と非常に低い値入との間で変化する
ようコントロールされる第１の回路手段と； 前記第１の回路手段において消費されるエネルギーレ
ベルを検出し、前記レベルが予めセットした値を越えた
ときには信号を出力する第２の回路手段と； 前記第２の回路手段の出力信号が入ってから所定の期
間にわたり前記第１の回路手段が非常に低いインピーダ
ンス値となるよう前記第１の回路手段をコントロールす
る如き、前記第２の回路手段の出力信号によってコント
ロールされる第３の単安定回路手段と； を具備することを特徴とする。
電圧が予めセットした値を越えたときには前記端子間の
電圧を一定に維持するよう電流を流し、そのインピーダ
ンスを非常に高い値と非常に低い値入との間で変化する
ようコントロールされる第１の回路手段と； 前記第１の回路手段において消費されるエネルギーレ
ベルを検出し、前記レベルが予めセットした値を越えた
ときには信号を出力する第２の回路手段と； 前記第２の回路手段の出力信号が入ってから所定の期
間にわたり前記第１の回路手段が非常に低いインピーダ
ンス値となるよう前記第１の回路手段をコントロールす
る如き、前記第２の回路手段の出力信号によってコント
ロールされる第３の単安定回路手段と； を具備することを特徴とする。
本発明のその他の有利な特徴としては、前記第１の回
路手段は、電源端子に接続された少なくとも一つのツェ
ナーダイオード25からなるインピーダンス、及び電源端
子に接続された電子スイッチ18からなり、その抵抗値が
非常に高い値から非常に低い値まで変化するようコント
ロールされる。
路手段は、電源端子に接続された少なくとも一つのツェ
ナーダイオード25からなるインピーダンス、及び電源端
子に接続された電子スイッチ18からなり、その抵抗値が
非常に高い値から非常に低い値まで変化するようコント
ロールされる。
本発明のその他の有利な特徴としては、前記第２の回
路手段は、電子パワースイッチにおいて消費されるエネ
ルギーを計算する装置、及び前記計算する装置の出力を
受け取るよう接続されこの出力信号を前記第３の単安定
回路手段に供給する第１のスレッショルド装置からな
る。
路手段は、電子パワースイッチにおいて消費されるエネ
ルギーを計算する装置、及び前記計算する装置の出力を
受け取るよう接続されこの出力信号を前記第３の単安定
回路手段に供給する第１のスレッショルド装置からな
る。
更に本発明のその他の有利な特徴としては、前記消費
されるエネルギーを計算するための装置は、前記電子ス
イッチに直列に接続された抵抗、前記スイッチと抵抗と
の間の接続点によって駆動される第１のスレッショルド
装置、前記第１のスレッショルド装置によってコントロ
ールされる傾斜信号（ramp）発生器、前記傾斜信号発生
器の出力、上記スイッチと抵抗との間の接続点、及び供
給電圧に接続された乗算器からなる。
されるエネルギーを計算するための装置は、前記電子ス
イッチに直列に接続された抵抗、前記スイッチと抵抗と
の間の接続点によって駆動される第１のスレッショルド
装置、前記第１のスレッショルド装置によってコントロ
ールされる傾斜信号（ramp）発生器、前記傾斜信号発生
器の出力、上記スイッチと抵抗との間の接続点、及び供
給電圧に接続された乗算器からなる。
変形例としては、前記消費されるエネルギーを計算す
る装置は前記電子スイッチの温度を検出するよう配置さ
れた熱センサからなる。
る装置は前記電子スイッチの温度を検出するよう配置さ
れた熱センサからなる。
本発明のその他の有利な特徴としては、保護装置は更
に、パワースイッチと抵抗との間の接続点に接続された
第２のスレッショルド装置を有し、その出力はOR（論理
和）モードで前記第３の単安定回路手段に供給される。
に、パワースイッチと抵抗との間の接続点に接続された
第２のスレッショルド装置を有し、その出力はOR（論理
和）モードで前記第３の単安定回路手段に供給される。
［発明の実施例］ 以下、本発明を具体化した例を添付図面を参照しつつ
詳しく説明するが、これらは限定的なものではない。
詳しく説明するが、これらは限定的なものではない。
第１図のグラフは、本発明の目的に従う保護システム
の端子において、電流Ｉと電圧Ｖが理想的には連続的で
なければならないという法則をプロットしたものであ
る。保護装置の中の電流Ｉが小さい場合にはＡに示す部
分の動作特性に従い、ツェナータイプとなる。一方、電
流の大きさ及び時間が安全なレベルを越えたとすると、
システムはＢの部分の特性にシフトして電圧Ｖを短絡さ
せ、クローバータイプの動作をしなければならない。
の端子において、電流Ｉと電圧Ｖが理想的には連続的で
なければならないという法則をプロットしたものであ
る。保護装置の中の電流Ｉが小さい場合にはＡに示す部
分の動作特性に従い、ツェナータイプとなる。一方、電
流の大きさ及び時間が安全なレベルを越えたとすると、
システムはＢの部分の特性にシフトして電圧Ｖを短絡さ
せ、クローバータイプの動作をしなければならない。
第２図に示す本発明の第１の具体例において、整流器
ブリッジ10には交流電圧が供給され、その出力である２
つの導線12,14には整流された電圧が生じる。この導線
の間には電解コンデンサ16が接続され、安定化されてい
ない電圧VSを与える通常の連続電圧電源となる。
ブリッジ10には交流電圧が供給され、その出力である２
つの導線12,14には整流された電圧が生じる。この導線
の間には電解コンデンサ16が接続され、安定化されてい
ない電圧VSを与える通常の連続電圧電源となる。
導線12,14の間にはIGBT（ゲート絶縁型バイポーラ・
トランジスタ）18などの電子スイッチが接続され、導線
12と14との間に小さい抵抗20が直列に挿入されている。
IGBT18のコントロール電極（またはゲート）22は、一方
で抵抗24を介して導線14と接続され、他方で２つまたは
それ以上の直列に配置されたツェナーダイオード25を介
して導線12に接続されている。IGBT18のゲート22はバッ
ファ28を介してフリップフロップ26の出力Ｑによってコ
ントロールされる。
トランジスタ）18などの電子スイッチが接続され、導線
12と14との間に小さい抵抗20が直列に挿入されている。
IGBT18のコントロール電極（またはゲート）22は、一方
で抵抗24を介して導線14と接続され、他方で２つまたは
それ以上の直列に配置されたツェナーダイオード25を介
して導線12に接続されている。IGBT18のゲート22はバッ
ファ28を介してフリップフロップ26の出力Ｑによってコ
ントロールされる。
抵抗20の両端にはIGBT18を通って流れる電流レベルID
に対応する電圧が生じる。この信号は第１のコンパレー
タ30に供給され、コンパレータ30はこの信号をツェナー
ダイオード32により発生される基準値と比較する。この
コンパレータの出力はORゲート34を介してフリップフロ
ップ26のセット入力をコントロールする。
に対応する電圧が生じる。この信号は第１のコンパレー
タ30に供給され、コンパレータ30はこの信号をツェナー
ダイオード32により発生される基準値と比較する。この
コンパレータの出力はORゲート34を介してフリップフロ
ップ26のセット入力をコントロールする。
電流IDは第２のコンパレータ36の入力にも流れ、この
コンパレータによってツェナーダイオード38により発生
される基準電圧（ツェナーダイオード32によって発生さ
れる基準電圧よりも小さい）と比較される。第２のコン
パレータ36の出力は傾斜信号発生器40に接続され、出力
信号によってこの動作を開始させる。したがって傾斜信
号発生器40の出力電圧は、IGBT18が導通を開始した瞬間
以降の時間の経過に比例する。
コンパレータによってツェナーダイオード38により発生
される基準電圧（ツェナーダイオード32によって発生さ
れる基準電圧よりも小さい）と比較される。第２のコン
パレータ36の出力は傾斜信号発生器40に接続され、出力
信号によってこの動作を開始させる。したがって傾斜信
号発生器40の出力電圧は、IGBT18が導通を開始した瞬間
以降の時間の経過に比例する。
最後に、電流IDはまたアナログ乗算器42の入力の一つ
にも供給され、この乗算器には他に傾斜信号発生器40に
より発生する傾斜信号、及び導線12と14の間に生じる整
流された供給電圧VSが供給される。したがって乗算器42
の出力は、IGBT18内の電流と供給電圧の時間とを掛けた
値を、傾斜信号が生じた瞬間、すなわち電流IDが生じた
瞬間を始点として積分したものに比例する。したがって
この積分は、IGBTが上記の瞬間から吸収する全エネルギ
ーEDを示すことになる。
にも供給され、この乗算器には他に傾斜信号発生器40に
より発生する傾斜信号、及び導線12と14の間に生じる整
流された供給電圧VSが供給される。したがって乗算器42
の出力は、IGBT18内の電流と供給電圧の時間とを掛けた
値を、傾斜信号が生じた瞬間、すなわち電流IDが生じた
瞬間を始点として積分したものに比例する。したがって
この積分は、IGBTが上記の瞬間から吸収する全エネルギ
ーEDを示すことになる。
その後エネルギー信号EDは第３のコンパレータ44によ
ってツェナーダイオード46により発生される基準電圧と
比較される。この基準電圧はIGBT18がその動作中にツェ
ナーダイオードとして消費することのできる最大エネル
ギーに対応する。このスレッショルドが越えられた場合
にはコンパレータ44は信号を発生し、ORゲート34を介し
てフリップフロップ26のセット入力をコントロールす
る。
ってツェナーダイオード46により発生される基準電圧と
比較される。この基準電圧はIGBT18がその動作中にツェ
ナーダイオードとして消費することのできる最大エネル
ギーに対応する。このスレッショルドが越えられた場合
にはコンパレータ44は信号を発生し、ORゲート34を介し
てフリップフロップ26のセット入力をコントロールす
る。
コンパレータ30及びコンパーレタ44の出力信号はとも
にタイマー48に供給される。このタイマー48はIGBT18が
導通し続けることができる最大時間に対応する所定の時
間間隔をカウントするようにセットされている。タイマ
ー48の出力はフリップフロップ26のリセット入力に接続
されている。
にタイマー48に供給される。このタイマー48はIGBT18が
導通し続けることができる最大時間に対応する所定の時
間間隔をカウントするようにセットされている。タイマ
ー48の出力はフリップフロップ26のリセット入力に接続
されている。
周知のように、IGBT18はゲートによって容易にオン／
オフ動作を行うことができる。この点に関してはMOS型
の素子と等価だからである。同時に流せる電流の許容量
はバイポーラトランジスタと同程度に大きい。したがっ
て上に説明した第２図の回路の動作は以上のようにな
る。
オフ動作を行うことができる。この点に関してはMOS型
の素子と等価だからである。同時に流せる電流の許容量
はバイポーラトランジスタと同程度に大きい。したがっ
て上に説明した第２図の回路の動作は以上のようにな
る。
［作用］ 電圧VSにおいて過渡現象が生じると、ツェナーダイオ
ード25によってIGBT18はオンとされ、そのゲート−ドレ
イン間電圧をツェナーダイオード25の電圧の合計の値に
制限する。この段階でIGBT18は、非常に低い動作インピ
ーダンスを持つツェナー・パワー・ダイオードのように
ふるまう。もしも過渡現象の持続時間又は／及びエネル
ギー量が小さいならば、IGBT内で消費されるエネルギー
は危険な値に達することはなく、電流レベルIDの信号は
ツェナーダイオード32のスレッショルドもツェナーダイ
オード38のスレッショルドも越えない。過渡現象が終了
するとIGBTは再びオフとなり、回路全体は通常の動作状
態に復帰する。
ード25によってIGBT18はオンとされ、そのゲート−ドレ
イン間電圧をツェナーダイオード25の電圧の合計の値に
制限する。この段階でIGBT18は、非常に低い動作インピ
ーダンスを持つツェナー・パワー・ダイオードのように
ふるまう。もしも過渡現象の持続時間又は／及びエネル
ギー量が小さいならば、IGBT内で消費されるエネルギー
は危険な値に達することはなく、電流レベルIDの信号は
ツェナーダイオード32のスレッショルドもツェナーダイ
オード38のスレッショルドも越えない。過渡現象が終了
するとIGBTは再びオフとなり、回路全体は通常の動作状
態に復帰する。
ところがもしも抵抗20の端子において生じる信号IDが
ツェナーダイオード32のスレッショルドを越えると、フ
リップフロップ26がセットされる。この信号IDはコンパ
レータ30をスイッチする程大きくはないが、ツェナーダ
イオード32のこれよりも小さいスレッショルドを越える
場合には、IGBT内で消費される全エネルギーの計算がス
タートし、このエネルギーがツェナーダイオード46によ
って規定されるスレッショルドを越えるときには、上記
と同様にフリップフロップ26がセットされる。理由は異
なるが、これらのいずれの場合も消費されるエネルギー
がIGBT18にとって危険な状態に対応し、IGBTは低インピ
ーダンスの導通状態とされ、電源をアースに短絡させ
る。
ツェナーダイオード32のスレッショルドを越えると、フ
リップフロップ26がセットされる。この信号IDはコンパ
レータ30をスイッチする程大きくはないが、ツェナーダ
イオード32のこれよりも小さいスレッショルドを越える
場合には、IGBT内で消費される全エネルギーの計算がス
タートし、このエネルギーがツェナーダイオード46によ
って規定されるスレッショルドを越えるときには、上記
と同様にフリップフロップ26がセットされる。理由は異
なるが、これらのいずれの場合も消費されるエネルギー
がIGBT18にとって危険な状態に対応し、IGBTは低インピ
ーダンスの導通状態とされ、電源をアースに短絡させ
る。
別々にフリップフロップ26をセットするコンパレータ
30及び44の出力信号はタイマー48をもスタートさせ、こ
れは所定の時間が経過したときにはいつでもフリップフ
ロップ26をリセットしてIGBTのゲートから駆動信号を取
り除く。この間に過渡現象が終了していない場合には、
ツェナーダイオード25は再びIGBT18を瞬間的にオンにス
イッチングし、その後は必要に応じて上で説明したサイ
クルを繰り返す。
30及び44の出力信号はタイマー48をもスタートさせ、こ
れは所定の時間が経過したときにはいつでもフリップフ
ロップ26をリセットしてIGBTのゲートから駆動信号を取
り除く。この間に過渡現象が終了していない場合には、
ツェナーダイオード25は再びIGBT18を瞬間的にオンにス
イッチングし、その後は必要に応じて上で説明したサイ
クルを繰り返す。
このコトロール回路がIGBTのクローバー動作の期間中
においても動作できることを保証するために、保護され
なければならない時間が非常に短いことを考慮して、こ
の分野の専門家にとって明らかな方法で、電源に別に電
解コンデンサが設けられる。
においても動作できることを保証するために、保護され
なければならない時間が非常に短いことを考慮して、こ
の分野の専門家にとって明らかな方法で、電源に別に電
解コンデンサが設けられる。
第３図において第２図と等しい素子には同じ番号が付
してある。同図は本発明の第２の具体例を示している。
この例は第２図に示すものとほとんど同じであるが、エ
ネルギー信号EDを計算するための回路がなく、その代り
に熱センサー50がIGBT18の温度を計ってその信号をコン
パレータ44に供給するように配置されている点が異な
る。このような配置は、実際上の効果としてはエネルギ
ーを計算することと同じであるかまたは非常に近いもの
であり、回路の動作としては同様の結果となる。
してある。同図は本発明の第２の具体例を示している。
この例は第２図に示すものとほとんど同じであるが、エ
ネルギー信号EDを計算するための回路がなく、その代り
に熱センサー50がIGBT18の温度を計ってその信号をコン
パレータ44に供給するように配置されている点が異な
る。このような配置は、実際上の効果としてはエネルギ
ーを計算することと同じであるかまたは非常に近いもの
であり、回路の動作としては同様の結果となる。
［変 型 例］ 上で説明した二つの具体例に対して別の変形を施すこ
ともできる。例えば、IGBT18を他の電子パワースイッ
チ、例えばMOSトランジスタやバイポーラトランジスタ
をその他の等価な回路素子になどに置き換えたり、また
はタイマー48の機能としてフリップフロップとタイマー
とを単安定手段その他のやり方に置き換えることができ
る。また傾斜信号発生器及び乗算器も、IGBTのエネルギ
ー消費レベルを非常に近似的なものでよいから測定する
ことのできる他の色々な手段に置き換えることができ
る。またコンパレータ30やツェナーダイオード32その他
の機能も、これら装置の有用性を全体的に保持しておい
て、排除することができる。
ともできる。例えば、IGBT18を他の電子パワースイッ
チ、例えばMOSトランジスタやバイポーラトランジスタ
をその他の等価な回路素子になどに置き換えたり、また
はタイマー48の機能としてフリップフロップとタイマー
とを単安定手段その他のやり方に置き換えることができ
る。また傾斜信号発生器及び乗算器も、IGBTのエネルギ
ー消費レベルを非常に近似的なものでよいから測定する
ことのできる他の色々な手段に置き換えることができ
る。またコンパレータ30やツェナーダイオード32その他
の機能も、これら装置の有用性を全体的に保持しておい
て、排除することができる。
上で述べた全ての変型例やこれ以外のすべての変型例
も、本発明の概念の範囲内に含まれるものと考えるべき
である。
も、本発明の概念の範囲内に含まれるものと考えるべき
である。
第１図は本発明の過渡現象保護装置に要求される理想的
な動作特性をプロットしたグラフ、第２図は本発明の過
渡現象保護装置の第１の好ましい具体例を示した回路
図、第３図は本発明装置の第２の好ましい具体例を示す
回路図である。 12,14……電源導線 16……電解コンデンサ 18……IGBT 25……ツェナーダイオード 30,36……コンパレータ 26……フリップフロップ 32,38……ツェナーダイオード 40……乗算器 44……コンパレータ 48……タイマー 50……熱センサー
な動作特性をプロットしたグラフ、第２図は本発明の過
渡現象保護装置の第１の好ましい具体例を示した回路
図、第３図は本発明装置の第２の好ましい具体例を示す
回路図である。 12,14……電源導線 16……電解コンデンサ 18……IGBT 25……ツェナーダイオード 30,36……コンパレータ 26……フリップフロップ 32,38……ツェナーダイオード 40……乗算器 44……コンパレータ 48……タイマー 50……熱センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス リスクミュラー イタリア国 13090 プロヴェンス ア イックス ルー アベ ドゥ レペ 24 (56)参考文献 特開 昭58−43131（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−63042（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−19436（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−98338（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−16133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02H 3/08 - 3/253 H02H 9/00 - 9/08 G05F 1/10 - 1/10 H01L 23/56
Claims (9)
- 【請求項１】電源端子に接続され、電源から供給される
電圧が予めセットした値を越えたときには前記端子間の
電圧を一定に維持するよう電流を流す少なくとも一つの
ツェナーダイオード（25）を含むインピーダンスと、上
記電源端子に接続され、抵抗が高い値と低い値との間で
変化するようコントロールされる電子スイッチ（18）と
より成る第１の回路手段（18,24,25）と； 前記電子スイッチ（18）において消費されるエネルギー
レベルを検出し、前記レベルが予めセットした値を越え
たときには信号を出力する第２の回路手段（20,36,38,4
0,42,44,46,第２図;50,44,46,第３図）と； 前記第２の回路手段の出力信号が入ってから所定の期間
にわたり前記電子スイッチ（18）が低い抵抗値となるよ
う前記電子スイッチ（18）をコントロールするよう前記
第２の回路手段の出力信号によってコントロールされる
第３の単安定回路手段（26,28,48）と； を具備することを特徴とする半導体回路を電源上の過渡
現象から保護する装置。 - 【請求項２】請求項１記載の保護装置において、前記イ
ンピーダンスは、抵抗に直列に接続された少なくとも一
つのツェナーダイオードからなることを特徴とする保護
装置。 - 【請求項３】請求項２記載の保護装置において、前記少
なくとも一つのツェナーダイオードと前記抵抗との間の
接続点が前記電子スイッチ（18）の制御電極に接続され
ていることを特徴とする保護装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載のうちいずれか一つの
保護装置において、前記第２の回路手段は電子スイッチ
内で消費されるエネルギーを計算する装置、及びこの計
算装置の出力を受けるよう接続され、出力信号を前記第
３の単安定回路手段に供給するようにしたスレッショル
ド装置（44,46）からなることを特徴とする保護装置。 - 【請求項５】請求項４記載の保護装置において、前記消
費されるエネルギーを計算する装置は、前記電子スイッ
チ（18）に直列に接続された抵抗（20）、前記電子スイ
ッチと前記抵抗との間の接続点によって駆動される第１
のスレッショルド装置（36,38）、前記第１のスレッシ
ョルド装置によってコントロールされる傾斜信号発生器
（40）、前記傾斜信号発生器の出力、前記接続点及び出
力電圧に接続された乗算器からなることを特徴とする保
護装置。 - 【請求項６】請求項４記載の保護装置において、前記消
費されるエネルギーを計算する装置は、前記電子スイッ
チ（18）の温度を検出するよう配置された熱センサー
（50）からなることを特徴とする保護装置。 - 【請求項７】請求項４記載の保護装置において、更に、
電子スイッチと抵抗との間の接続点に接続され、出力信
号か前記第２の単安定回路手段に供給される第２のスレ
ッショルド装置（30,32）を有することを特徴とする保
護装置。 - 【請求項８】請求項１乃至７記載のうちいずれか一つの
保護装置において、前記第３の単安定回路手段は、セッ
ト入力及びリセット入力を持つ双安定回路（26,28）、
及びこの双安定回路のリセット入力に接続された出力を
持ったタイマー（48）からなることを特徴とし、更に前
記第２の回路手段の出力信号が上記タイマーのコントロ
ール入力及び双安定回路のセット入力に供給されること
を特徴とする保護装置。 - 【請求項９】請求項１乃至８記載のうちのいずれか一つ
の保護装置において、前記電子スイッチ（18）がIGBTで
あることを特徴とする保護装置。
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