JP5270496B2

JP5270496B2 - 過温度検出回路

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Publication number: JP5270496B2
Application number: JP2009198218A
Authority: JP
Inventors: 健一岩尾; 智宏田邊; 誠一安藤
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2011047875A

Description

本発明は、過温度検出回路に関する。

従来より、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタといった半導体素子や、半導体素子を用いた回路で短絡が生じると、半導体素子の温度が上昇する。そして、半導体素子の温度が規定温度以上になると、特性が変化したり、信頼性が低下したりするおそれがある。そこで、半導体素子の温度が規定温度以上になるのを防止するために、半導体素子の過温度を検出する過温度検出回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の過温度検出回路は、半導体素子の温度をダイオードにより検出し、検出した温度が規定温度より低い基準温度になると、半導体素子が過温度であると判別する。

特開２００６−２３７３３１号公報

特許文献１に記載の過温度検出回路は、半導体素子の温度が基準温度に達した時点で、半導体素子が過温度であると判別する。このため、半導体素子の温度が基準温度より大幅に低く、半導体素子の温度が基準温度に達するまでに時間がかかる場合には、短絡が生じたことにより半導体素子の温度が上昇しているにもかかわらず、迅速に半導体素子の過温度を検出できないおそれがあった。

上述の課題を鑑み、本発明は、半導体素子の過温度を迅速に検出できる過温度検出回路を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、半導体素子の過温度を検出する過温度検出回路であって、前記半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記半導体素子が過温度であるか否かを判別する過温度判別手段と、を備え、前記過温度判別手段は、前記温度検出手段により検出された温度の単位時間あたりの変化量を予め定めた周期で求め、当該単位時間あたりの変化量が予め定めた第１の値以上である回数を計数し、当該計数値が予め定めた回数に達すると、前記半導体素子が過温度であると判別し、前記単位時間あたりの変化量が前記第１の値未満であれば、予め定めた第２の値を前記計数値から減算することを特徴とする過温度検出回路を提案している。

ここで、半導体素子や半導体素子を用いた回路で短絡が生じた場合、短絡が生じていない場合と比べて、半導体素子の温度の単位時間あたりの上昇値は、大きい。そして、上述のように短絡が生じると、半導体素子の温度の上昇は、半導体素子の駆動が停止するまで続く。

そこで、この発明によれば、半導体素子の過温度を検出する過温度検出回路に、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出された温度に基づいて半導体素子が過温度であるか否かを判別する過温度判別手段と、を設けた。そして、過温度判別手段により、温度検出手段により検出された温度の単位時間あたりの変化量を予め定めた周期で求め、単位時間あたりの変化量が第１の値以上である回数を計数し、この計数値が予め定めた回数に達すると、半導体素子が過温度であると判別することとした。

このため、半導体素子の温度の単位時間あたりの変化量が第１の値以上である回数の計数値が予め定めた回数に達した場合には、半導体素子や半導体素子を用いた回路で短絡が生じており、半導体素子が動作し続けると半導体素子の温度が上述の従来例に係る規定温度以上になるとして、半導体素子が過温度であると判別する。したがって、半導体素子の温度が上述の従来例に係る基準温度より大幅に低く、半導体素子の温度が基準温度まで上昇するのに時間がかかる場合であっても、半導体素子の温度の単位時間あたりの変化量が第１の値以上である回数の計数値が予め定めた回数に達した時点で、半導体素子が過温度であると判別することができる。よって、半導体素子の過温度を迅速に検出できる。

また、上述のように短絡が生じた場合に、半導体素子の温度が急激に上昇してしまう場合がある。この場合、上述の従来例のように半導体素子の温度が基準温度に達した時点で半導体素子が過温度であると判別しようとすると、半導体素子が過温度であると判別してから半導体素子の駆動を停止させるまでの期間に、半導体素子の温度が規定温度以上になってしまうおそれがあった。ところが、この発明によれば、上述のように半導体素子の過温度を迅速に検出できるので、上述の従来例と比べて、半導体素子が過温度であると判別するタイミングを早くすることができる。このため、上述の従来例と比べて、半導体素子の駆動を停止させるタイミングも早くすることができるので、半導体素子の温度が規定温度以上になるのをより的確に防止できる。

また、過温度検出回路でノイズが発生することで、半導体素子の温度が上昇したと誤って判定される場合がある。このため、上述の従来例のように半導体素子の温度が基準温度に達した時点で半導体素子が過温度であると判別する場合には、過温度検出回路で発生したノイズにより半導体素子の温度が基準温度に達したと誤って判定され、半導体素子が過温度であると誤って判別されるおそれがあった。

そこで、この発明によれば、過温度判別手段により、単位時間あたりの変化量を予め定めた周期で求め、単位時間あたりの変化量が第１の値以上である回数が予め定めた回数に達すると、半導体素子が過温度であると判別することとした。このため、上述の予め定めた回数を複数回に設定することで、過温度検出回路でノイズが一時的に発生して、半導体素子の温度が基準温度に達したと一時的に誤って判定された場合であっても、半導体素子が過温度であると誤って判別されるのを抑制できる。

（２）本発明は、（１）の過温度検出回路について、前記過温度判別手段は、前記温度検出手段により検出された温度が第１の基準温度まで上昇すると、前記半導体素子が過温度であると判別することを特徴とする過温度検出回路を提案している。

ここで、半導体素子の温度は、上述のように、半導体素子や半導体素子を用いた回路で短絡が生じた場合には、短絡が生じていない場合と比べて、単位時間あたりの変化量が大きい。ところが、半導体素子の温度は、上述のように短絡が生じていない場合であっても、上述のように短絡が生じている場合と比べて単位時間あたりの変化量は小さいものの、半導体素子や半導体素子を用いた回路の駆動中では上昇する。そして、半導体素子の温度が規定温度以上になると、半導体素子の温度の単位時間あたりの変化量の大小にかかわらず、特性が変化したり、信頼性が低下したりするおそれがある。

そこで、この発明によれば、過温度判別手段により、温度検出手段により検出された温度が第１の基準温度まで上昇すると、半導体素子が過温度であると判別することとした。このため、半導体素子の温度の単位時間あたりの変化量が第１の値より小さい場合であっても、半導体素子が第１の基準温度まで上昇すれば、半導体素子が過温度であると判別する。したがって、第１の基準温度を上述の従来例に係る規定温度より低く設定することで、半導体素子の温度が規定温度以上になるのをさらに的確に防止できる。

（３）本発明は、（１）または（２）の過温度検出回路について、前記温度検出手段により検出された温度が第２の基準温度まで低下すると、前記半導体素子または当該半導体素子を用いた回路で断線が生じたと判別する断線判別手段を備えることを特徴とする過温度検出回路を提案している。

ここで、半導体素子や半導体素子を用いた回路で断線が生じると、これら半導体素子や半導体素子を用いた回路を駆動できず、半導体素子の温度が低下する。

そこで、この発明によれば、過温度検出回路に、温度検出手段により検出された温度が第２の基準温度まで低下すると、半導体素子または半導体素子を用いた回路で断線が生じたと判別する断線判別手段を設けた。このため、半導体素子または半導体素子を用いた回路で断線が生じたことを検知できる。

本発明によれば、半導体素子の過温度を迅速に検出できるとともに、半導体素子の温度が規定温度以上になるのをより的確に防止できる。

本発明の第１実施形態に係る過温度検出回路の回路図である。前記過温度検出回路による過温度検出処理のフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る過温度検出処理のフローチャートである。本発明の第３実施形態に係る過温度検出回路による温度異常検出処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る過温度検出回路１の回路図である。過温度検出回路１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、制御部１０と、駆動部２０と、を備え、スイッチ素子Ｑ１の過温度を検出する。

スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２は、ＮＰＮ型トランジスタで構成され、スイッチ素子Ｑ１のコレクタには、電圧源ＶＤＤが接続され、スイッチ素子Ｑ２のエミッタには、基準電位源ＧＮＤが接続される。スイッチ素子Ｑ１のエミッタと、スイッチ素子Ｑ２のコレクタとには、出力端子ＯＵＴが接続される。スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２のベースには、駆動部２０が接続される。これらスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２は、駆動部２０から供給される駆動信号に応じてスイッチングし、出力端子ＯＵＴから電圧が出力される。なお、本実施形態では、上述の従来例と同様に、スイッチ素子Ｑ１の温度が規定温度以上になると、スイッチ素子Ｑ１の特性が変化したり、スイッチ素子Ｑ１の信頼性が低下したりするものとする。

抵抗Ｒ２は、自身の温度が上昇するに従って抵抗値が低下するサーミスタで構成され、スイッチ素子Ｑ１の近傍に設けられる。抵抗Ｒ２の一端には、基準電位源ＧＮＤが接続され、抵抗Ｒ２の他端には、抵抗Ｒ１を介して電圧源ＶＣＣが接続される。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点には、制御部１０が接続される。

以上の構成を備える過温度検出回路１は、以下のように動作する。電圧源ＶＣＣから供給される電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗比に応じて分割され、制御部１０に入力される。ここで、上述のように、抵抗Ｒ２は、スイッチ素子Ｑ１の近傍に設けられ、自身の温度が上昇するに従って抵抗値が低下する。このため、抵抗Ｒ２の抵抗値は、スイッチ素子Ｑ１の温度が上昇するに従って低下するので、制御部１０に入力される電圧は、スイッチ素子Ｑ１の温度が上昇するに従って低下する。

制御部１０は、平均温度算出処理と過温度検出処理とを所定の周期で繰り返し行う。

平均温度算出処理では、まず、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点から入力される電圧に基づいて、スイッチ素子Ｑ１の温度を求める。具体的には、制御部１０は、所定の周期で、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点から入力される電圧をサンプリングし、サンプリングした時刻から所定時間前の時刻までの間にサンプリングした電圧の平均値を求める。

次に、サンプリングした電圧の平均値から、サンプリングした時刻におけるスイッチ素子Ｑ１の平均温度を求め、記憶部（図示省略）に記憶させる。具体的には、記憶部には、サンプリングした電圧の平均値と、スイッチ素子Ｑ１の平均温度と、の対応関係が規定されたテーブルが記憶されており、このテーブルを参照してサンプリングした時刻におけるスイッチ素子Ｑ１の平均温度を求め、記憶部に記憶させる。これによれば、記憶部には、サンプリングした時刻ごとに、スイッチ素子Ｑ１の平均温度が記憶されることとなる。

一方、過温度検出処理では、まず、１．５秒前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度に対して、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度がどれだけ変化したのかを求め、スイッチ素子Ｑ１の平均温度の単位時間あたりの変化量とする。

次に、スイッチ素子Ｑ１の平均温度の単位時間あたりの変化量が予め定めた閾値（本実施形態では、４．５度）以上であるか否かを判別し、予め定めた閾値以上であると連続して判別した回数が予め定めた回数（本実施形態では、１０回）に達すると、過温度であると判別する。そして、過温度であると判別した場合には、駆動部２０に停止信号を供給して、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフ状態にさせて、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させる。

上述の過温度検出処理について、図２を用いて以下に詳述する。

ステップＳ１において、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２が駆動中であるか否かを判別する。そして、駆動中であると判別した場合には、ステップＳ２に移り、駆動中ではないと判別した場合には、ステップＳ６に移る。

ステップＳ２において、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が、１．５秒前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度より４．５度以上高いか否かを判別する。そして、高いと判別した場合には、ステップＳ３に移り、高くないと判別した場合には、ステップＳ６に移る。

ステップＳ３において、記憶部（図示省略）に設けられたカウンタに１を加算し、ステップＳ４に移る。

ステップＳ４において、カウンタに格納されている値が１０であるか否かを判別する。そして、１０であると判別した場合には、ステップＳ５に移り、１０ではないと判別した場合には、過温度検出処理を終了する。

ステップＳ５において、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別し、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させ、過温度検出処理を終了する。

ステップＳ６において、カウンタを「０」にクリアし、過温度検出処理を終了する。

以上の過温度検出回路１によれば、以下の効果を奏することができる。

制御部１０により、図２に示した過温度検出処理を行って、スイッチ素子Ｑ１の平均温度の単位時間あたりの変化量が４．５度以上の場合、すなわち現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が１．５秒前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度より４．５度以上高い場合、カウンタに１を加算し、カウンタに格納されている値が１０になった時点で、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別する。このため、スイッチ素子Ｑ１の温度が上述の従来例に係る基準温度より大幅に低く、スイッチ素子Ｑ１の温度が基準温度まで上昇するのに時間がかかる場合であっても、上述の平均温度算出処理と過温度検出処理とを繰り返し高速に実行することで、スイッチ素子Ｑ１の過温度を迅速に検出できる。

また、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡が生じた場合に、スイッチ素子Ｑ１の温度が急激に上昇してしまう場合がある。この場合、上述の従来例のようにスイッチ素子Ｑ１の温度が基準温度に達した時点でスイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別しようとすると、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別してからスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させるまでの期間に、スイッチ素子Ｑ１の温度が規定温度以上になってしまうおそれがあった。ところが、過温度検出回路１によれば、上述のようにスイッチ素子Ｑ１の過温度を迅速に検出できるので、上述の従来例と比べて、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別するタイミングを早くすることができる。このため、上述の従来例と比べて、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させるタイミングも早くすることができるので、スイッチ素子Ｑ１の温度が規定温度以上になるのをより的確に防止できる。

また、図２に示した過温度検出処理では、ステップＳ２において現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が１．５秒前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度より４．５度以上高いと、１０回連続して判別した場合にのみ、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別し、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させる。このため、過温度検出回路１にノイズが発生するなどによりステップＳ２において高いと一時的に判別された場合であっても、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると誤って検出するのを防止でき、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を誤って停止させるのを防止できる。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る過温度検出処理のフローチャートである。

ステップＳ１１〜Ｓ１６のそれぞれにおいて、図２に示したステップＳ１〜Ｓ６のそれぞれと同様の処理を行う。ただし、ステップＳ１２では、高くないと判別した場合には、ステップＳ１７に移る。

ステップＳ１７において、カウンタに格納されている値が「０」より大きいか否かを判別する。そして、「０」より大きいと判別した場合には、ステップＳ１８に移り、「０」より大きくはないと判別した場合には、過温度検出処理を終了する。

ステップＳ１８において、カウンタから１を減算し、過温度検出処理を終了する。

図３に示した本発明の第２実施形態に係る過温度検出処理を行うことで、図２に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出処理を行う場合に奏することのできる効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

図２に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出処理を行う場合、ステップＳ２において高くないと判別されると、ステップＳ６においてカウンタを「０」にクリアしてから過温度検出処理を終了させる。このため、再度、過温度検出処理を行う場合には、カウンタに格納されている値が「０」の状態から再開される。したがって、過温度検出回路１にノイズが発生するなどによりステップＳ２において高くないと一時的に誤って判別されてしまうと、ステップＳ２において高いと１０回連続して判別されるまで、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させることができない。

これに対して、図３に示した本発明の第２実施形態に係る過温度検出処理を行う場合、ステップＳ１２において高くないと判別されると、カウンタに格納されている値が「０」より大きければ、ステップＳ１８においてカウンタから１を減算してから過温度検出処理を終了させる。このため、再度、過温度検出処理を行う場合には、カウンタに格納されている値が「０」より大きい状態から再開される場合がある。したがって、過温度検出回路１にノイズが発生するなどによりステップＳ１２において高くないと一時的に誤って判別されてしまっても、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させるまでにステップＳ１２において高いと連続して判別される回数が、図２に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出処理と比べて、少なくなる場合がある。よって、図３に示した本発明の第２実施形態に係る過温度検出処理では、図２に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出処理と比べて、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が１．５秒前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度より４．５度以上高くないと誤って判別した場合に、この誤った判別によってスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させるまでの時間が長くなってしまうのを抑制でき、誤った判別による影響を小さくできる。

＜第３実施形態＞
以下に、本発明の第３実施形態に係る過温度検出回路１Ａについて説明する。過温度検出回路１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出回路１とは、制御部１０の代わりに制御部１０Ａを備える点が異なる。なお、過温度検出回路１Ａについて、過温度検出回路１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

制御部１０は、平均温度算出処理と過温度検出処理とを所定の周期で繰り返し行う。これに対して、制御部１０Ａは、上述の平均温度算出処理と、上述の過温度検出処理と、温度異常検出処理と、を所定の周期で繰り返し行う。

温度異常検出処理では、まず、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が、９０度以上または−４０度以下であるかを判別する。そして、９０度以上または−４０度以下であると連続して判別した回数が予め定めた回数（本実施形態では、６０回）に達すると、温度異常であると判別する。そして、温度異常であると判別した場合には、駆動部２０に停止信号を供給して、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフ状態にさせて、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させる。なお、上述の規定温度は、９０度より高いものとする。

上述の温度異常検出処理について、図４を用いて以下に詳述する。

ステップＳ２１において、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２が駆動中であるか否かを判別する。そして、駆動中であると判別した場合には、ステップＳ２２に移り、駆動中ではないと判別した場合には、ステップＳ２６に移る。

ステップＳ２２において、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が、９０度以上または−４０度以下であるか否かを判別する。そして、９０度以上または−４０度以下であると判別した場合には、ステップＳ２３に移り、９０度以上でも−４０度以下でもないと判別した場合には、ステップＳ２６に移る。

ステップＳ２３において、記憶部（図示省略）に設けられた特定カウンタに１を加算し、ステップＳ２４に移る。

ステップＳ２４において、特定カウンタに格納されている値が６０であるか否かを判別する。そして、６０であると判別した場合には、ステップＳ２５に移り、６０ではないと判別した場合には、温度異常検出処理を終了する。

ステップＳ２５において、スイッチ素子Ｑ１に温度異常が発生していると判別し、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させ、温度異常検出処理を終了する。ここで、スイッチ素子Ｑ１に温度異常が発生しているとは、以下に示す第１の状態または第２の状態のいずれかを示す。

第１の状態とは、ステップＳ２２においてスイッチ素子Ｑ１の温度が９０度以上であると連続して判別された回数が６０回になった状態のことである。一方、第２の状態とは、ステップＳ２２においてスイッチ素子Ｑ１の温度が−４０度以下であると判別された回数が６０回になった状態のことである。

ステップＳ２６において、特定カウンタを「０」にクリアし、温度異常検出処理を終了する。

なお、制御部１０Ａは、上述のように、平均温度算出処理と、図２に示した過温度検出処理と、図４に示した温度異常検出処理とを所定の周期で繰り返し行う。

スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡が生じた場合には、スイッチ素子Ｑ１の平均温度の単位時間あたりの変化量が４．５度以上となり、カウンタに格納されている値が１０になるタイミングが、特定カウンタに格納されている値が６０になるタイミングより早くなる。このため、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡が生じた場合には、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動の停止は、図２に示したステップＳ５において行われる。

一方、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡および断線は生じていないが、これらが駆動されることでスイッチ素子Ｑ１の温度が９０度以上に上昇した場合には、特定カウンタに格納されている値が６０になるタイミングが、カウンタに格納されている値が１０になるタイミングより早くなる。このため、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡は生じていないが、これらが駆動されることでスイッチ素子Ｑ１の温度が９０度以上に上昇した場合には、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動の停止は、図４に示したステップＳ２５において行われる。

また、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で断線が生じた場合には、特定カウンタに格納されている値が６０になるタイミングが、カウンタに格納されている値が１０になるタイミングより早くなる。このため、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で断線が生じた場合には、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動の停止は、図４に示したステップＳ２５において行われる。

以上の過温度検出回路１Ａによれば、図１に示した本発明の第１実施形態に係る過温度検出回路１が奏することのできる効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

制御部１０Ａにより、図４に示した温度異常検出処理を行って、スイッチ素子Ｑ１の平均温度が９０度以上の場合、特定カウンタに１を加算する。そして、特定カウンタに格納されている値が６０になった時点で、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で短絡は生じていないが、これらが駆動されることでスイッチ素子Ｑ１の温度が上昇し、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別する。このため、スイッチ素子Ｑ１の温度の単位時間あたりの変化量が４．５度未満であっても、スイッチ素子Ｑ１の平均温度が９０度以上であると連続して判別した回数が６０回に達すると、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別することができ、スイッチ素子Ｑ１の温度が規定温度異常になるのをさらに的確に防止できる。

また、制御部１０Ａにより、図４に示した温度異常検出処理を行って、スイッチ素子Ｑ１の平均温度が−４０度以下の場合、特定カウンタに１を加算する。そして、特定カウンタに格納されている値が６０になった時点で、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で断線が生じたと判別する。このため、スイッチ素子Ｑ１やスイッチ素子Ｑ１を用いた回路で断線が生じたことを検知できる。

また、図４に示した温度異常検出処理では、ステップＳ２２においてスイッチ素子Ｑ１の平均温度が９０度以上または−４０度以下であると、６０回連続して判別した場合にのみ、スイッチ素子Ｑ１に温度異常が発生していると判別し、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を停止させる。このため、過温度検出回路１Ａにノイズが発生するなどによりステップＳ２２において９０度以上でも−４０度以下でもないと一時的に判別された場合であっても、スイッチ素子Ｑ１に温度異常が発生していると誤って検出するのを防止でき、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の駆動を誤って停止させるのを防止できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の各実施形態では、過温度を検出する対象は、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ１としたが、これに限らず、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や、ダイオードといった半導体素子や、このような半導体素子が集積された半導体チップであればよい。

また、上述の各実施形態では、自身の温度が上昇するに従って抵抗値が低下するサーミスタで抵抗Ｒ２を構成したが、これに限らない。例えば、抵抗Ｒ２を、自身の温度が上昇するに従って抵抗値が上昇するサーミスタや、自身の温度が上昇するに従って順方向電圧が低下するダイオードや、熱電対で構成してもよい。

また、上述の各実施形態では、スイッチ素子Ｑ１が過温度であると判別するのは、カウンタに格納されている値が「１０」になった時点としたが、この「１０」という値は、適宜設定可能である。

また、上述の第３実施形態では、スイッチ素子Ｑ１に温度異常が発生していると判別するのは、特別カウンタに格納されている値が「６０」になった時点としたが、この「６０」という値は、適宜設定可能である。

また、上述の第１実施形態ではステップＳ４において、上述の第２実施形態ではステップＳ１４において、現在のスイッチ素子Ｑ１の平均温度が「１．５秒」前のスイッチ素子Ｑ１の平均温度より「４．５度」以上高いか否かを判別したが、これら「１．５秒」という時間や「４．５度」という温度は、適宜設定可能である。

また、上述の第３実施形態では、ステップＳ２２において、スイッチ素子Ｑ１の平均温度が「９０度」以上または「−４０度」以下であるか否かを判別したが、これら「９０度」および「−４０度」という温度は、適宜設定可能である。

１、１Ａ；過温度検出回路
１０、１０Ａ；制御部
２０；駆動部
Ｑ１、Ｑ２；スイッチ素子
Ｒ１、Ｒ２；抵抗

Claims

半導体素子の過温度を検出する過温度検出回路であって、
前記半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記半導体素子が過温度であるか否かを判別する過温度判別手段と、を備え、
前記過温度判別手段は、
前記温度検出手段により検出された温度の単位時間あたりの変化量を予め定めた周期で求め、当該単位時間あたりの変化量が予め定めた第１の値以上である回数を計数し、当該計数値が予め定めた回数に達すると、前記半導体素子が過温度であると判別し、
前記単位時間あたりの変化量が前記第１の値未満であれば、予め定めた第２の値を前記計数値から減算することを特徴とする過温度検出回路。
前記過温度判別手段は、前記温度検出手段により検出された温度が第１の基準温度まで上昇すると、前記半導体素子が過温度であると判別することを特徴とする請求項１に記載の過温度検出回路。
前記温度検出手段により検出された温度が第２の基準温度まで低下すると、前記半導体素子または当該半導体素子を用いた回路で断線が生じたと判別する断線判別手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の過温度検出回路。