JP4818971B2 - 温度検出回路 - Google Patents

Description

この発明は温度検出回路に関し、特に、スイッチング素子の温度に応じて抵抗値が変化する温度センサに接続される温度検出回路に関する。

従来より、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：以下、ＩＧＢＴと称す）のようなスイッチング素子と、その制御回路とを内蔵するインテリジェントパワーモジュール（Intelligent Power Module；以下、ＩＰＭと称す）が開発されている。

このＩＰＭには、スイッチング素子が通電時に発生する熱により破損するのを防止するための温度センサと温度検出回路も設けられている。温度センサはスイッチング素子と同一チップ上に設けられており、その抵抗値は温度に応じて変化する。温度検出回路は、温度センサに接続され、スイッチング素子の温度を示す信号を出力する。制御回路は、温度検出回路の出力信号に基づき、スイッチング素子の温度が予め定められた上限値に到達した場合には、スイッチング素子の制御電極に印加される電圧を制御して主電流を制限し、スイッチング素子の熱破損を防止する。

また、温度検出回路の出力信号に基づいてスイッチング素子の電流値を検出し、その検出結果に基づいてスイッチング素子の主電流を制限する方法もある（たとえば特許文献１参照）。
特開２００２−１４８２８８号公報

しかし、従来の温度検出回路では、温度検出回路を構成する多くの電子部品の各々に特性のばらつきがあり、温度センサの特性にもばらつきがあるので、温度の検出精度が低く、複数のＩＰＭにあっては温度の検出精度がばらつくという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、スイッチング素子の温度を精度良く検出することが可能な温度検出回路を提供することである。

この発明に係る温度検出回路は、スイッチング素子の温度に応じて抵抗値が変化する温度センサに接続される温度検出回路であって、温度センサの抵抗値と補正値とに基づいて、スイッチング素子の温度を示すＰＷＭ信号を出力する信号発生回路と、スイッチング素子が予め定められた基準温度にされる調整モード時に、信号発生回路から出力されるＰＷＭ信号のパルス幅が基準温度を示す基準パルス幅になるように補正値を設定する補正回路とを備えたものである。信号発生回路は、温度センサに一定の電流を流す定電流回路と、温度センサの端子間電圧を増幅する増幅回路と、所定周波数の三角波信号を発生する三角波発生回路と、三角波信号と増幅回路の出力電圧とを比較し、比較結果に基づいてＰＷＭ信号を生成する比較回路とを含み、補正値は三角波信号のバイアス電圧の電圧値である。

この発明に係る温度検出回路では、温度センサの抵抗値と補正値とに基づいて、スイッチング素子の温度を示すＰＷＭ信号を出力する信号発生回路と、スイッチング素子が予め定められた基準温度にされる調整モード時に、信号発生回路から出力されるＰＷＭ信号のパルス幅が基準温度を示す基準パルス幅になるように補正値を設定する補正回路とが設けられる。信号発生回路は、温度センサに一定の電流を流す定電流回路と、温度センサの端子間電圧を増幅する増幅回路と、所定周波数の三角波信号を発生する三角波発生回路と、三角波信号と増幅回路の出力電圧とを比較し、比較結果に基づいてＰＷＭ信号を生成する比較回路とを含み、補正値は三角波信号のバイアス電圧の電圧値である。したがって、電子部品や温度センサの特性のばらつきに起因する誤差を容易に補正することができ、スイッチング素子の温度を精度良く検出することができる。

[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１によるＩＰＭを示す回路ブロック図である。図１において、このＩＰＭは、複数（図では２つ）のチップ１，２、温度検出回路６、および制御回路７を備える。チップ１，２の各々には、スイッチング素子３と温度センサ４が形成されている。通常、１つのＩＰＭ内では、特性がほぼ同一のチップ１，２（スイッチング素子３と温度センサ４）が選択されて使用されるので、１つのＩＰＭ内においては温度センサ４の特性のばらつきは無視できる程度に小さい。スイッチング素子３は、たとえばＩＧＢＴであり、電源と負荷回路の間に接続され、制御回路７から出力されるゲート駆動信号によってオン／オフ制御され、負荷回路への電流の供給／遮断を行なう。

温度センサ４は、直列接続された複数のダイオード５を含む。スイッチング素子３に電流が流れて熱が発生すると、その熱によってスイッチング素子３および温度センサ４の温度が上昇する。温度センサ４の温度が上昇するに従って、温度センサ４の抵抗値が低下する。２つの温度センサ４のうちの一方の温度センサ４は、温度検出回路６の端子Ｔ１，Ｔ２の間に接続され、他方の温度センサ４は、温度検出回路６の端子Ｔ３，Ｔ４の間に接続される。

温度検出回路６は、通常モード時は、２つの温度センサ４の抵抗値に基づいて、２つのスイッチング素子３の温度のうちの高い方の温度を示す温度電圧ＶＴを選択的に発生する。そして、この温度検出回路６には、高精度な温度検出を目的として温度センサ４などのＩＰＭ間における特性のばらつきを補正する機能（調整モード）が設けられている。補正機能については、後に詳述する。制御回路７は、温度電圧ＶＴが上昇して予め定められた上限値に到達した場合には、各スイッチング素子３の制御電極に印加される電圧を制御して主電流を制限し、スイッチング素子３の熱破損を防止する。

図２は、温度検出回路６の構成を示すブロック図である。図２において、温度検出回路６は、ＰＷＭ信号発生回路１０、絶縁回路１１、温度電圧発生回路１２、データ入出力回路１３、およびデータ入出力端子Ｔ５を含む。なお、温度検出回路６における調整モードには、ＰＷＭ信号発生回路１０に対するパルス幅補正と、温度電圧発生回路１２に対する温度電圧補正とがある。

ＰＷＭ信号発生回路１０は、第１電源電圧ＶＣＣ１によって駆動され、２つの温度センサ４の抵抗値を電圧に変換し、２つの電圧のうち、高温であることを表わす低い方の電圧を選択し、選択した電圧を増幅し、増幅した電圧をＰＷＭ信号に変換する。また、ＰＷＭ信号発生回路１０は、スイッチング素子３が予め定められた基準温度にされる調整モード（パルス幅補正）時に、ＰＷＭ信号のパルス幅を基準パルス幅に補正するためのデータ信号ＲＤ，ＶＤ１を設定（記憶）する２つの記憶回路を含む。データ信号ＲＤ，ＶＤ１の各々は、書換および読出可能になっている。調整モード時は、ＩＰＭ全体が恒温槽内に収容されて基準温度にされる。

絶縁回路１１は、第１電源電圧ＶＣＣ１によって駆動されるＰＷＭ信号発生回路１０で生成されたＰＷＭ信号を、内蔵のフォトカプラを介して、第２電源電圧ＶＣＣ２によって駆動される温度電圧発生回路１２に伝達する。

温度電圧発生回路１２は、第２電源電圧ＶＣＣ２によって駆動され、絶縁回路１１を介して与えられたＰＷＭ信号を復調してアナログ電圧に変換し、そのアナログ電圧を増幅して温度電圧ＶＴを出力する。また、温度電圧発生回路１２は、調整モード（温度電圧補正）時に、温度電圧ＶＴを基準電圧ＶＲに補正するためのデータ信号ＶＴＲＤ，ＶＤ４を設定（記憶）する２つの記憶回路を含む。データ信号ＶＴＲＤ，ＶＤ４の各々は、書換および読出可能になっている。

データ入出力回路１３は、ＰＷＭ信号発生回路１０とデータ入出力端子Ｔ５との間でデータ信号ＲＤ，ＶＤ１の授受を行なうとともに、温度電圧発生回路１２とデータ入出力端子Ｔ５との間でデータ信号ＶＴＲＤ，ＶＤ４の授受を行なう。したがって、データ信号ＲＤ，ＶＤ１，ＶＴＲＤ，ＶＤ４の各々は、外部から書換および読出可能になっている。

図３は、ＰＷＭ信号発生回路１０の構成を示す回路ブロック図である。図３において、ＰＷＭ信号発生回路１０は、定電流回路２０、電圧選択回路２１、増幅回路２２、三角波発生回路２６、比較回路２７，３５、補正回路２９、駆動回路３０、および抵抗素子３３，３４を含む。

端子Ｔ１，Ｔ３は、それぞれ定電流回路２０の出力端子２０ａ，２０ｂに接続されるとともに、それぞれ電圧選択回路２１の入力端子２１ａ，２１ｂに接続される。また、端子Ｔ２，Ｔ４は、ともに第１接地電圧ＶＳＳ１のラインに接続される。定電流回路２０は、２つの温度センサ４の各々に定電流Ｉｃを流す。これにより、端子Ｔ１，Ｔ３には、対応の温度センサ４の抵抗値に定電流Ｉｃを乗算した値の電圧ＶＳａ，ＶＳｂがそれぞれ発生する。

たとえば端子Ｔ１の電圧ＶＳａは、図４に示すように、温度Ｔの上昇に比例して低下する。標準的な特性の温度センサ４では、温度ＴがＴａの場合に電圧ＶＳがＶＳ１になる。しかし、個々の温度センサ４は特性のばらつきを持っており、そのばらつきは通常、規格などの範囲内、すなわちその下限値ＶＳ２と上限値ＶＳ３との間にあって、その大きさΔＶＳはΔＶＳ＝ＶＳ３−ＶＳ２となる。上述したように、通常、１つのＩＰＭ内では、特性がほぼ同一のチップ１，２が選択されて使用されているため、１つのＩＰＭ内においては温度センサ４のばらつきはほとんどないが、複数のＩＰＭにおいてはΔＶＳのばらつきがある。

電圧選択回路２１は、通常の温度検出（通常モード）時においては、その入力端子２１ａ，２１ｂの電圧ＶＳａ，ＶＳｂのうちの低い方、すなわち高温である方の電圧ＶＳを選択し、選択した電圧ＶＳを増幅回路２２に与える。また、調整モード時においては、基本的に電圧ＶＳａとＶＳｂがほぼ同一電圧となるため、予め決められた入力端子の電圧を増幅回路２２に与える。増幅回路２２は、オペアンプ２３および抵抗素子２４，２５を含む。オペアンプ２３の非反転入力端子は電圧選択回路２１の出力電圧ＶＳを受け、抵抗素子２４の一方電極は補正回路２９の出力電圧Ｖ１を受け、抵抗素子２４の他方電極はオペアンプ２３の反転入力端子に接続され、抵抗素子２５はオペアンプ２３の反転入力端子と出力端子の間に接続される。抵抗素子２４，２５の抵抗値をそれぞれＲ２４，Ｒ２５とすると、増幅回路２２の出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝ＶＳ＋（ＶＳ−Ｖ１）×（Ｒ２５／Ｒ２４）となる。

三角波発生回路２６は、所定周波数の三角波信号φ２６を発生する。比較回路２７は、三角波信号φ２６と増幅回路２２の出力電圧Ｖ２とを比較し、比較結果に基づいてＰＷＭ信号φＰを出力する。すなわち、比較回路２７は、コンパレータ２８を含む。コンパレータ２８の非反転入力端子は三角波信号φ２６を受け、その反転入力端子は増幅回路２２の出力電圧Ｖ２を受ける。コンパレータ２８の出力信号φＰは、図５に示すように、三角波信号φ２６のレベルが電圧Ｖ２よりも高い場合は「Ｈ」レベルとなり、低い場合は「Ｌ」レベルとなる。

なお、通常モードで温度センサ４の出力を計測する場合は、三角波信号φ２６の周波数が高い程、高精度な温度検出が可能である。しかしながら調整モード時では、三角波信号φ２６から生成される信号のパルス幅を、後述のクロック信号ＣＬＫのパルス数をカウントすることにより計測するので、三角波信号φ２６の周波数が低い程、高精度な調整が可能となる。この双方の条件を勘案して三角波信号φ２６の周波数を決定する必要がある。

スイッチング素子３の温度Ｔが上昇して増幅回路２２の出力電圧Ｖ２が低下すると、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅が広くなる。逆に、スイッチング素子３の温度Ｔが低下して増幅回路２２の出力電圧Ｖ２が上昇すると、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅が狭くなる。

温度センサ４の特性のばらつきや、オペアンプ２３などの電子部品の特性のばらつきにより、増幅回路２２の出力電圧Ｖ２はある幅ΔＶ２でばらつき、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅もばらつく。補正回路２９は、調整モード時に、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅になるように、電圧Ｖ１を設定する。

補正回路２９は、図６に示すように、スイッチ４０、発振回路４１、ＡＮＤゲート４２、カウンタ４３、比較回路４４、アナログ電圧発生回路４５、および記憶回路４６，４７を含む。スイッチ４０の一方端子はＰＷＭ信号φＰを受け、その他方端子はＡＮＤゲート４２の一方入力ノードに接続される。スイッチ４０は、調整モード時におけるパルス幅補正期間にオンされ、通常モード時を含む他の期間はオフされる。

発振回路４１は、パルス幅補正期間に活性化され、図７に示すように、所定周波数のクロック信号ＣＬＫを発生する。クロック信号ＣＬＫは、ＡＮＤゲート４２の他方入力ノードに与えられる。ＡＮＤゲート４２は、スイッチ４０がオンし、かつＰＷＭ信号φＰが「Ｈ」レベルの期間のみにクロック信号ＣＬＫを通過させる。カウンタ４３は、ＡＮＤゲート４２の出力信号φ４２を受け、ＰＷＭ信号φＰが「Ｈ」レベルに立ち上げられてから「Ｌ」レベルに立ち下げられるまでのパルス数をカウントし、カウント値を示すデータ信号ＣＤ（複数ビット構成）を出力する。

なお、クロック信号ＣＬＫの周波数が高い程、高精度な温度補正が可能であるが、このクロック信号ＣＬＫの周波数は、高周波によるノイズの発生に留意して決定する必要がある。

記憶回路４６には、特性の基準とするスイッチング素子３および温度センサ４が基準温度にされたときのＰＷＭ信号φＰを基準パルス幅とし、そのときのカウンタ４３のカウント値を基準カウント値とすると、その基準カウント値がデータ信号ＲＤとして記憶されている。このデータ信号ＲＤは、予め複数の温度センサ４を用いて計測した統計データや、規格上求められる計算値等に基づいてＩＰＭの仕様に合わせて決定すればよく、上述の通り、書換および読出可能になっている。比較回路４４は、カウンタ４３の出力データ信号ＣＤと、記憶回路４６に記憶されたデータ信号ＲＤとを比較する。比較回路４４の出力信号φ４４は、図７に示すように、データ信号ＣＤとＲＤが一致したことに応じて、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。

アナログ電圧発生回路４５は、図８に示すように、スイッチ４０がオンされたことに応じて調整モード（パルス幅補正期間）の動作を開始し、アナログ電圧Ｖ１を最大値Ｖ１maxから徐々に低下させ、比較回路４４の出力信号φ４４が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられたことに応じてアナログ電圧Ｖ１を一定値に固定する。なお、この場合のアナログ電圧Ｖ１の低下については、ＰＷＭ信号φＰ（または三角信号φ２６）と同一周期で段階的に行なうようにしてもよい。このようにしてアナログ電圧Ｖ１を最大値Ｖ１maxから徐々に低下させると、増幅回路２２の出力電圧Ｖ２は最小値Ｖ２minから徐々に上昇し、アナログ電圧Ｖ１が一定値に固定されると電圧Ｖ２も一定値に固定され、予め定められた基準温度におけるＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅に固定される。

また、アナログ電圧発生回路４５は、固定したアナログ電圧Ｖ１を示すデータ信号ＶＤ１を記憶回路４７に記憶させ、通常モード時には、記憶回路４７に記憶されたデータ信号ＶＤ１によって示されるアナログ電圧Ｖ１を出力する。このデータ信号ＶＤ１は、上述の通り、書換および読出可能となっている。

図３に戻って、駆動回路３０は、ダーリントン接続された２つのＮＰＮバイポーラトランジスタ３１，３２を含む。ＰＷＭ信号φＰが「Ｈ」レベルの場合は、トランジスタ３１，３２が導通して出力ノードＮ３０が「Ｌ」レベル（第１接地電圧ＶＳＳ１）にされ、ＰＷＭ信号φＰが「Ｌ」レベルの場合は、トランジスタ３１，３２が非導通になって出力ノードＮ３０がハイインピーダンス状態にされる。

抵抗素子３３，３４は、第１電源電圧ＶＣＣ１のラインと第１接地電圧ＶＳＳ１のラインとの間に直列接続され、第１電源電圧ＶＣＣ１を分圧してしきい値電圧Ｖｔｈを生成する。比較回路３５は、コンパレータ３６を含み、増幅回路２２の出力電圧Ｖ２がしきい値電圧Ｖｔｈよりも低下したことに応じて、スイッチング素子３の温度が異常に上昇したことを示す信号φＴを活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。この信号φＴは、スイッチング素子３の駆動回路の非常停止信号や、上位の制御回路への警報信号として用いられる。

図９は、図２に示した絶縁回路１１および温度電圧発生回路１２の構成を示す回路ブロック図である。図９において、絶縁回路１１は、抵抗素子５０，５１と、発光ダイオード（ＬＥＤ）５２およびフォトトランジスタ５３からなるフォトカプラ５４と、キャパシタ５５とを含む。抵抗素子５０と発光ダイオード５２は、第１電源電圧ＶＣＣ１のラインとＰＷＭ信号発生回路１０の出力ノードＮ３０との間に直列接続される。抵抗素子５１は、第２電源電圧ＶＣＣ２のラインとノードＮ５１との間に接続される。フォトトランジスタ５３およびキャパシタ５５は、ノードＮ５１と第２接地電圧ＶＳＳ２のラインとの間に並列接続される。

ＰＷＭ信号φＰが「Ｌ」レベルであってノードＮ３０がハイインピーダンス状態の場合は、発光ダイオード５２に電流が流れず、フォトトランジスタ５３が非導通状態になり、第２電源電圧ＶＣＣ２のラインから抵抗素子５１を介してノードＮ５１に電流が流れ、ノードＮ５１の電圧が上昇する。

ＰＷＭ信号φＰが「Ｈ」レベルであってノードＮ３０が「Ｌ」レベルの場合は、第１電源電圧ＶＣＣ１のラインから抵抗素子５０および発光ダイオード５２を介してノードＮ３０に電流が流れ、フォトトランジスタ５３の抵抗値が低下してノードＮ５１からフォトトランジスタ５３を介して第２接地電圧ＶＳＳのラインに電流が流出し、ノードＮ５１の電圧が低下する。したがって、ノードＮ５１の電圧は、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅に応じたレベルになる。

温度電圧発生回路１２は、アナログ復調回路６０、増幅回路６４、比較回路６８、スイッチ７０、記憶回路７１，７２、およびアナログ電圧発生回路７３を含む。アナログ復調回路６０は、バッファ６１、抵抗素子６２およびキャパシタ６３を含む。バッファ６１は、絶縁回路１１の出力ノードＮ５１の電圧に応じた電圧を出力する。抵抗素子６２の一方電極はバッファ６１の出力電圧を受け、その他方電極は出力ノードＮ６０に接続される。キャパシタ６３は、出力ノードＮ６０と第２接地電圧ＶＳＳ２のラインとの間に接続される。出力ノードＮ６０の電圧Ｖ３は、バッファ６１の出力電圧を積分した電圧となる。

増幅回路６４は、オペアンプ６５および抵抗素子６６，６７を含む。オペアンプ６５の非反転入力端子はアナログ復調回路６０の出力電圧Ｖ３を受け、抵抗素子６６の一方電極はアナログ電圧発生回路７３の出力電圧Ｖ４を受け、抵抗素子６６の他方電極はオペアンプ６５の反転入力端子に接続され、抵抗素子６７はオペアンプ６５の反転入力端子と出力端子の間に接続される。抵抗素子６６，６７の抵抗値をそれぞれＲ６６，Ｒ６７とすると、増幅回路６４の出力電圧である温度電圧ＶＴは、ＶＴ＝Ｖ３＋（Ｖ３−Ｖ４）×（Ｒ６７／Ｒ６６）となる。

上述のように調整モード時におけるパルス幅補正期間においてＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅に設定された場合でも、絶縁回路１１、アナログ復調回路６０、および増幅回路６４を構成する電子部品の特性のばらつきにより、温度電圧ＶＴはばらつく。そこで、温度電圧発生回路１２においても、温度電圧ＶＴの補正を行なう。

すなわち、記憶回路７１には、特性の基準とするスイッチング素子３および温度センサ４が基準温度にされたときの基準温度電圧ＶＴＲを示すデータ信号ＶＴＲＤが記憶されている。このデータ信号ＶＴＲＤは、上述の通り、書換および読出可能になっている。スイッチ７０は、記憶回路７１と比較回路６８の間に接続され、調整モード時における温度電圧補正期間にオンされる。ちなみに、この温度電圧補正期間においては、スイッチ４０（図６）はオフされており、逆に前述のパルス幅補正期間においてはスイッチ７０がオフされている。スイッチ７０がオンされると、記憶回路７１に記憶されたデータ信号ＶＴＲＤが比較回路６８に与えられる。

比較回路６８は、コンパレータ６９を含み、温度電圧ＶＴとデータ信号ＶＴＲＤを記憶回路７１に内蔵されたＤＡ変換回路でアナログ信号に変換された基準温度電圧ＶＴＲとを比較し、図１０に示すように、温度電圧ＶＴが低下して基準温度電圧ＶＴＲに到達したことに応じて信号φ６８を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げる。アナログ電圧発生回路７３は、図１０に示すように、スイッチ７０がオンされたことに応じて、電圧Ｖ４を最低値Ｖ４minから徐々に上昇させる。電圧Ｖ４が上昇すると、温度電圧ＶＴが最大値ＶＴmaxから徐々に低下する。温度電圧ＶＴが基準温度電圧ＶＴＲに到達すると、比較回路６８の出力信号φ６８が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられ、これに応じてアナログ電圧発生回路７３は電圧Ｖ４を一定値に固定する。これにより、温度電圧ＶＴが基準温度電圧ＶＴＲに一致する。

また、アナログ電圧発生回路７３は、温度電圧ＶＴが基準温度電圧ＶＴＲに一致したときの電圧Ｖ４を示すデータ信号ＶＤ４を記憶回路７２に記憶させる。このデータ信号ＶＤ４は、上述の通り、書換および読出可能になっている。通常モード時はスイッチ７０はオフされ、アナログ電圧発生回路７３は、記憶回路７２に記憶されたデータ信号ＶＤ４で示される電圧Ｖ４を増幅回路６４に与える。

次に、このＩＰＭの動作について簡単に説明する。調整モード時は、ＩＰＭは恒温槽に収容されて基準温度に維持される。これにより、温度センサ４の抵抗値は、基準温度に応じた値になる。

たとえば外部制御信号によって図６のスイッチ４０がオンされると、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅の補正が開始される。図８で示したように、アナログ電圧発生回路４５によってアナログ電圧Ｖ１が最大値Ｖ１maxから徐々に低下され、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅に一致すると、アナログ電圧Ｖ１が一定値に固定される。アナログ電圧Ｖ１が固定されると、増幅回路２２の増幅率が固定され、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅に補正される。これにより、温度センサ４、定電流回路２０、増幅回路２２、三角波発生回路２６、および比較回路２７の特性ばらつきが補正される。ＰＷＭ信号φＰの基準パルス幅を示すデータ信号ＲＤと、設定されたアナログ電圧Ｖ１を示すデータ信号ＶＤ１は、それぞれ記憶回路４６，４７に記憶される。データ信号ＲＤ，ＶＤ１は書換および読出可能になっているので、それらの現状の値の確認、変更、微調整を外部から行なうことが可能である。

次いで、スイッチ４０がオフされ、図９のスイッチ７０がオンされると、温度電圧ＶＴの補正が開始される。図１０で示したように、アナログ電圧発生回路７３によってアナログ電圧Ｖ４が最小値Ｖ４minから徐々に上昇され、温度電圧ＶＴが基準温度電圧ＶＴＲに一致すると、アナログ電圧Ｖ４が一定値に固定される。アナログ電圧Ｖ４が固定されると、増幅回路６４の増幅率が固定され、温度電圧ＶＴが基準温度電圧に補正される。これにより、駆動回路３０、絶縁回路１１、アナログ復調回路６０、増幅回路６４の特性のばらつきが補正される。基準温度電圧ＶＴＲを示すデータ信号ＶＴＲＤと、設定されたアナログ電圧Ｖ４を示すデータ信号ＶＤ４は、それぞれ記憶回路７１，７２に記憶される。データ信号ＶＴＲＤ，ＶＤ４は書換および読出可能になっているので、それらの現状の値の確認、変更、微調整が可能である。調整モードの終了後は、ＩＰＭは恒温槽から取り出され、スイッチ４０，７０がオフされて通常のＩＰＭと同様に使用される。

この実施の形態１では、スイッチング素子３が基準温度にされる調整モード時に、温度電圧ＶＴが基準温度電圧ＶＴＲになるように、増幅回路２２，６４の増幅率を設定するので、温度センサ４などの特性のばらつきを補正することができ、スイッチング素子３の温度を精度良く検出することができる。

なお、ＰＷＭ信号発生回路１０を機能集約ＩＣにより構成するとともに、温度電圧発生回路１２をもう１つの機能集約ＩＣにより構成すれば、実装面積の縮小化、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。

［実施の形態２］
図１１は、この発明の実施の形態２によるＩＰＭのＰＷＭ信号発生回路の要部を示す回路ブロック図であって、図３と対比される図である。図１１を参照して、このＰＷＭ信号発生回路が図３のＰＷＭ信号発生回路１０と異なる点は、抵抗素子８０，８１および加算回路８２が追加され、増幅回路２２の増幅率が固定され、補正回路２９の出力電圧Ｖ１が加算回路８２に与えられる点である。抵抗素子８０，８１は、第１電源電圧ＶＣＣ１のラインと第１接地電圧ＶＳＳ１との間に直列接続され、第１電源電圧ＶＣＣ１を分圧して基準電圧ＶＲを生成する。この基準電圧ＶＲは、アナログ電圧Ｖ１の代わりに抵抗素子２４の一方電極に与えられる。したがって、増幅回路２２の増幅率は固定される。

加算回路８２は、三角波発生回路２６で生成された三角波信号φ２６に補正回路２９の出力電圧Ｖ１を加算して三角波信号φ８２を生成し、その三角波信号φ８２をコンパレータ２８の非反転入力端子に与える。すなわち、補正回路２９の出力電圧Ｖ１は、三角波信号φ８２のバイアス電圧となる。

図１２は、このＰＷＭ信号発生回路の動作を示すタイムチャートであって、図７と対比される図である。調整モード時のパルス幅補正期間において、補正回路２９は、図８で示したように、アナログ電圧Ｖ１を最大値Ｖ１maxから徐々に低下させる。これにより、三角波信号φ８２のバイアス電圧が徐々に低下し、三角波信号φ８２が図１２中の下方に徐々に移動する。増幅回路２２の出力電圧Ｖ２は一定であるので、ＰＷＭ信号φＰのパルス幅は徐々に狭くなる。ＰＷＭ信号φＰの１パルス幅内におけるクロック信号ＣＬＫのパルス数が基準データＲＤで示されるパルス数に一致すると、信号φ４４が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられ、アナログ電圧Ｖ１が一定値に固定される。これにより、スイッチング素子３が基準温度にされたときのＰＷＭ信号φＰのパルス幅が基準パルス幅に補正され、温度センサ４などの特性のばらつきが補正される。

この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１によるＩＰＭの構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した温度検出回路の構成を示すブロック図である。 図２に示したＰＷＭ信号発生回路の構成を示す回路ブロック図である。 図３に示した温度センサの特性を示す図である。 図３に示した三角波発生回路と比較回路の動作を示すタイムチャートである。 図３に示した補正回路の構成を示す回路ブロック図である。 図６に示した補正回路の動作を示すタイムチャートである。 図６に示した補正回路の動作を示す他のタイムチャートである。 図２に示した絶縁回路および温度電圧発生回路の構成を示す回路ブロック図である。 図９に示した温度電圧発生回路の動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２によるＩＰＭのＰＷＭ信号発生回路の要部を示す回路ブロック図である。 図１１に示したＰＷＭ信号発生回路の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１，２ チップ、３ スイッチング素子、４ 温度センサ、５ ダイオード、６ 温度検出回路、７ 制御回路、Ｔ１〜Ｔ５ 端子、１０ ＰＷＭ信号発生回路、１１ 絶縁回路、１２ 温度電圧発生回路、１３ データ入出力回路、２０ 定電流回路、２１ 電圧選択回路、２２ 増幅回路、２３，６５ オペアンプ、２６ 三角波発生回路、２７，３５，４４，６８ 比較回路、２８，３６，６９ コンパレータ、２９ 補正回路、３０ 駆動回路、２４，２５，３３，３４，５０，５１，６２，６６，６７，８０，８１ 抵抗素子、３１，３２ ＮＰＮバイポーラトランジスタ、４０，７０ スイッチ、４１ 発振回路、４２ ＡＮＤゲート、４３ カウンタ、４５，７３ アナログ電圧発生回路、４６，４７，７１，７２ 記憶回路、５２ 発光ダイオード、５３ フォトトランジスタ、５４ フォトカプラ、５５，６３ キャパシタ、６１ バッファ、８２ 加算回路。

Claims (6)

1. スイッチング素子の温度に応じて抵抗値が変化する温度センサに接続される温度検出回路であって、
   前記温度センサの抵抗値と補正値とに基づいて、前記スイッチング素子の温度を示すＰＷＭ信号を出力する信号発生回路と、
   前記スイッチング素子が予め定められた基準温度にされる調整モード時に、前記信号発生回路から出力される前記ＰＷＭ信号のパルス幅が前記基準温度を示す基準パルス幅になるように前記補正値を設定する補正回路とを備え、
   前記信号発生回路は、
   前記温度センサに一定の電流を流す定電流回路と、
   前記温度センサの端子間電圧を増幅する増幅回路と、
   所定周波数の三角波信号を発生する三角波発生回路と、
   前記三角波信号と前記増幅回路の出力電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成する比較回路とを含み、
   前記補正値は前記三角波信号のバイアス電圧の電圧値である、温度検出回路。
2. 前記基準パルス幅を示す情報を記憶する第１の記憶回路を備え、
   前記補正回路は、前記第１の記憶回路に記憶された前記基準パルス幅を示す情報と前記信号発生回路から出力される前記ＰＷＭ信号とに基づいて、前記補正値を設定する、請求項１に記載の温度検出回路。
3. 前記第１の記憶回路に記憶された前記基準パルス幅を示す情報は、外部から書換および読出可能になっている、請求項２に記載の温度検出回路。
4. 前記補正値を示す情報を記憶する第２の記憶回路を備え、
   前記信号発生回路は、前記温度センサの抵抗値と前記第２の記憶回路に記憶された前記補正値を示す情報とに基づいて、前記スイッチング素子の温度を示す前記ＰＷＭ信号を出力する、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の温度検出回路。
5. 前記第２の記憶回路に記憶された前記補正値を示す情報は、外部から書換および読出可能になっている、請求項４に記載の温度検出回路。
6. 前記補正回路は半導体集積回路装置により構成されている、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の温度検出回路。

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