JP5395127B2 - 電流制御用半導体素子およびそれを用いた制御装置 - Google Patents
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Description
Ioutd=a・Voutd+b …(1)
式(1)に従い電流値を測定する場合、ゲインa、および、オフセットbを、実際の電流検出回路の特性といかに精度良く一致させるかが、電流測定精度を向上させる上で重要となる。
かかる構成により、ゲインa、およびオフセットbの変動を動的に補正することで、1チップのIC内で高精度な電流検出が可能となる。
かかる構成により、ゲインa、およびオフセットbの変動を動的に補正することで、1チップのIC内で高精度な電流検出が可能となり、制御装置の制御精度を向上できるものとなる。
最初に、図1を用いて、本実施形態による電流制御用半導体素子の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による電流制御用半導体素子の構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態による電流制御用半導体素子に用いる電流検出回路の構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の一実施形態による電流制御用半導体素子に用いる参照電流生成回路の構成を示すブロック図である。
図4は、本発明の一実施形態による電流制御用半導体素子におけるゲインおよびオフセットの補正方法の説明図である。
a=Ic/ave(ΔV)、 a’=Ic’/ave(ΔV’) …(2)
として高精度に演算できる。
b=−a・Voutd_off,b’=−a’・Voutd’_off …(3)
として演算できる。
図5は、本発明の一実施形態による電流制御用半導体素子におけるゲインa,a’、およびオフセットb,b’の他の補正方法の説明図である。
a=Ic/ave(ΔVave),a’=Ic’/ave(ΔVave)’ …(4)
を用いて高精度に演算できる。
b=−a・Voutd_off、b’=−a’・Voutd’_off …(5)
として、オフセットb,b’を求めることができる。
図6は、本発明の他の実施形態による電流制御用半導体素子の構成を示すブロック図である。なお、図1と同一符号は同一部分を示している。図7は、本発明の他の実施形態による電流制御用半導体素子に用いる参照電流生成回路の構成を示すブロック図である。
図8は、本発明の各実施形態による電流制御用半導体素子を用いた自動変速機制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図8において、図1と同一符号は同一部分を示している。
図9は、本発明の各実施形態による電流制御用半導体素子を用いたブレーキ制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図9において、図1と同一符号は同一部分を示している。
図10は、本発明の各実施形態による電流制御用半導体素子を用いたブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図9において、図1と同一符号は同一部分を示している。
2…ソレノイド
3…バッテリー
4…ハイサイドMOSFET
5…ローサイドMOSFET
6,6’,6A…参照電流生成回路
7,7’…電流検出回路
8…ゲインオフセット補正部
9…補正用測定値保持レジスタ
10…IF回路
11…テストモード制御部
12…電流デジタル値演算部
Claims (6)
- 同一半導体チップ上に、
負荷を駆動する第1トランジスタと、
前記負荷の電流を電圧に変換する第1電流−電圧変換回路と、
該第1電流−電圧変換回路の出力電圧をデジタル値に変換する第1ADコンバータと、
前記負荷の非駆動時に、前記負荷に流れる電流を還流させる第2トランジスタと、
前記還流させた電流を電圧に変換する第2電流−電圧変換回路と、
該第2電流−電圧変換回路の出力電圧をデジタル値に変換する第2ADコンバータとを有する電流制御用半導体素子であって、
前記負荷の電流に電流パルスを重畳して、前記第1ADコンバータが出力する電圧デジタル値を変動させる第1参照電流生成部と、
前記還流させた電流に電流パルスを重畳して、前記第2ADコンバータが出力する電圧デジタル値を変動させる第2参照電流生成部と、
前記第1参照電流生成部による前記電圧デジタル値の変動を信号処理して、前記第1ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記負荷の電流デジタル値の線形関係式におけるゲイン及びオフセットを動的に取得するとともに、前記第2参照電流生成部による前記電圧デジタル値の変動を信号処理して、前記第2ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記還流させた電流デジタル値の線形関係式におけるゲイン及びオフセットを動的に取得するゲインオフセット補正部と、
該ゲインオフセット補正部により取得されたゲイン及びオフセットを用いて、前記第1ADコンバータおよび前記第2ADコンバータが出力する電圧値を補正する電流デジタル値演算部とを備えることを特徴とする電流制御用半導体素子。 - 請求項1記載の電流制御用半導体素子であって、
外部から測定した前記電流パルスの電流値を保持する補正用測定値保持部を備え、
前記ゲインオフセット補正部は、該補正用測定値保持部に保持された前記電流パルスの電流値と、前記電圧デジタル値の信号処理結果を用いて、前記第1ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記負荷の電流デジタル値の線形関係式におけるゲインを動的に取得するとともに、前記第2ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記還流させた電流デジタル値の線形関係式におけるゲインを動的に取得することを特徴とする電流制御用半導体素子。 - 請求項2記載の電流制御用半導体素子であって、
前記電流パルスの電流は、抵抗と参照電圧を用いて生成されることを特徴とする電流制御用半導体素子。 - 請求項2記載の電流制御用半導体素子であって、
前記電流パルスの周期は、前記第1ADコンバータおよび前記第2ADコンバータのサンプリング周期の整数倍であることを特徴とする電流制御用半導体素子。 - 請求項2記載の電流制御用半導体であって、
電流をPWMで制御する場合、前記電流パルスの周期は、PWM周期の整数倍であることを特徴とする電流制御用半導体素子。 - 電流制御用半導体素子と、該電流制御用半導体素子を制御するマイクロコントローラとを有する制御装置であって、
前記電流制御用半導体素子は、
同一半導体チップ上に、
負荷を駆動する第1トランジスタと、
前記負荷の電流を電圧に変換する第1電流−電圧変換回路と、
該第1電流−電圧変換回路の出力電圧をデジタル値に変換する第1ADコンバータと、
前記負荷の非駆動時に、前記負荷に流れる電流を還流させる第2トランジスタと、
前記還流させた電流を電圧に変換する第2電流−電圧変換回路と、
該第2電流−電圧変換回路の出力電圧をデジタル値に変換する第2ADコンバータとを有する電流制御用半導体素子であって、
前記負荷の電流に電流パルスを重畳して、前記第1ADコンバータが出力する電圧デジタル値を変動させる第1参照電流生成部と、
前記還流させた電流に電流パルスを重畳して、前記第2ADコンバータが出力する電圧デジタル値を変動させる第2参照電流生成部と、
前記第1参照電流生成部による前記電圧デジタル値の変動を信号処理して、前記第1ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記負荷の電流デジタル値の線形関係式におけるゲイン及びオフセットを動的に取得するとともに、前記第2参照電流生成部による前記電圧デジタル値の変動を信号処理して、前記第2ADコンバータが出力する電圧デジタル値と前記還流させた電流デジタル値の線形関係式におけるゲイン及びオフセットを動的に取得するゲインオフセット補正部と、
該ゲインオフセット補正部により取得されたゲイン及びオフセットを用いて、前記第1ADコンバータおよび前記第2ADコンバータが出力する電圧値を補正する電流デジタル値演算部とを備えることを特徴とする制御装置。
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