JP6787203B2 - 半導体装置の制御回路 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の制御回路に関する。

従来、この種の半導体装置の制御回路としては、半導体装置としてのスイッチング素子を制御するものであって、センス抵抗と、コンパレータと、制御部と、を備えるものが提案されている（特許文献１参照）。センス抵抗は、スイッチング素子に流れる電流を電圧（センス電圧）に変換する。コンパレータは、センス電圧と閾値とを比較し、比較結果を制御部へ出力する。制御部は、入力した比較結果がセンス電圧が閾値を超えていることを示しているときには、スイッチング素子に過大な電流が流れる過電流が検出されていると判断して、スイッチング素子を遮断している。

特開２０１３−７７９７６号公報

しかしながら、上述の制御回路では、コンパレータの入力にノイズが重畳されると、コンパレータが適正な比較結果を出力することができなくなる不都合が生じる場合がある。こうした不都合を抑制する手法として、コンパレータを構成する各素子の定格を、ノイズに対するマージン分大きくする手法が考えられる。しかしながら、各素子の定格を大きくすると、コンパレータ、ひいては、制御回路全体が大型化してしまう。したがって、制御回路として、素子の定格を大きくすることなく、ノイズに対するマージンを確保できるものが望まれている。また、センス電圧が閾値を超えているときには、スイッチング素子を遮断しているから、スイッチング素子による各種制御（例えば、スイッチング素子がモータを駆動するインバータを構成している場合には、インバータによるモータの駆動制御など）が不安定となる場合がある。

本発明の半導体装置の制御回路は、ノイズに対するマージン分装置の定格を大きくすることなく過電流を検出できると共に、半導体装置による各種制御が不安定となることを抑制することを主目的とする。

本発明の半導体装置の制御回路は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の半導体装置の制御回路は、
所定周期のパルス信号を出力する信号出力手段と、
前記半導体装置の過電流を検出する過電流検出手段と、
前記パルス信号が入力され、前記過電流検出手段により前記半導体装置の過電流が検出されたときには、前記入力されたパルス信号を前記半導体装置を第１時間オフする信号へ調整して出力する信号調整手段と、
を備え、
前記信号調整手段は、前記過電流検出手段による過電流の検出が前記第１時間より長い第２時間継続しているときには、過電流が生じていると判定し、
前記信号出力手段は、前記過電流検出手段による過電流の検出が前記第２時間継続しないときには、次の前記パルス信号の周期において、前記半導体装置をオフする期間が前記過電流検出手段による過電流の検出によりオフしたオフ期間分短くなると共に前記半導体装置をオンする期間が前記オフ期間分長くなるように前記パルス信号を調整する、
ことを要旨とする。

この本発明の半導体装置の制御回路では、信号出力手段から出力されたパルス信号が入力された信号調整手段は、過電流検出手段により半導体装置の過電流が検出されたときには、入力されたパルス信号を半導体装置を第１時間オフする信号へ調整して出力する。これにより、半導体装置の過電流を検出したときに、半導体装置を第１時間オフすることができる。そして、信号調整手段は、過電流検出手段による過電流の検出が第１時間より長い第２時間継続しているときには、過電流が生じていると判定する。これにより、過電流検出手段による過電流の検出が一時期的であり第２時間より短い時間で正常に復帰するときを、過電流が生じていると誤判定することを抑制することができる。この際に、ノイズに対するマージン分装置の定格を大きくする必要がないから、装置を定格を大きくすることなく過電流を検出することができる。そして、過電流検出手段による過電流の検出が第２時間継続しないときには、次のパルス信号の周期において、半導体装置をオフする期間が過電流検出手段による過電流の検出によりオフしたオフ期間分短くなると共に前記半導体装置をオンする期間が前記オフ期間分長くなるようにパルス信号を調整する。これにより、過電流検出手段により過電流が検出されたとき以降の半導体装置のオン時間の平均を、過電流検出手段により過電流が検出されないときのオン時間と同一とすることができる。したがって、半導体装置が実行する各種制御を適正に実行することができ、各種制御が不安定となることを抑制することができる。この結果、ノイズに対するマージン分装置の定格を大きくすることなく過電流を検出できると共に、半導体装置による各種制御が不安定となることを抑制することができる。

本発明の一実施例としての制御回路２０の構成の概略を示す構成図である。 ゲート信号Ｇ，判定信号Ｏｃｐ，ホールド信号Ｈｏｌｄ，ゲート駆動信号Ｄｇ，カウント値Ｎ，マイコン５０で設定される目標オン時間Ｔｏｎ＊の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 マイコン５０のＣＰＵにより実行されるゲート信号出力処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 オン指令時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

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。

図１は、本発明の一実施例としての制御回路２０の構成の概略を示す構成図である。制御回路２０は、半導体スイッチ１０を制御する装置であって、アーム２２と、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）５０と、を備える。

半導体スイッチ１０は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのゲート型トランジスタとして構成されており、昇圧コンバータやインバータの上アームまたは下アームのトランジスタとして昇圧コンバータやインバータに搭載されている。半導体スイッチ１０は、アーム２２からゲート端子Ｔｇを介してゲートに供給される駆動信号Ｄｇが立ち上がるとオンとし、駆動信号Ｄｇが立ち下がるとオフする。半導体スイッチ１０からは、内部に流れる電流を検出する電流センサからの電流Ｉｓが電流センサ端子Ｔｉを介して出力されている。

アーム２２は、過電流判定器２３と、カウンタ２４と、トランスミッタ２６と、ホールド回路２８、３０と、ＡＮＤ回路３２と、ゲート駆動回路３４と、を備えている。

過電流判定器２３には、半導体スイッチ１０から出力された電流Ｉｓが入力される。過電流判定器２３は、入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ（例えば、８ｍＡ，１０ｍＡ，１２ｍＡなど）以上であるときには、ハイとなる判定信号Ｏｃｐをカウンタ２４とホールド回路２８に出力する。

カウンタ２４は、所定時間Ｔｃ（例えば、０．８μｓｅｃ，１μｓｅｃ，１．２μｓｅｃなど）毎に判定信号Ｏｃｐを調べ、判定信号Ｏｃｐがハイとなる回数をカウントして、カウント値Ｎをトランスミッタ２６とホールド回路３０とに出力する。カウンタ２４には、マイコン５０からのリセット信号Ｒｅｓｅｔが入力されている。カウンタ２４は、リセット信号がハイになると、カウント値Ｎを値０にリセットする。

トランスミッタ２６は、カウンタ２４から入力されたカウント値Ｎをマイコン５０に出力する。

ホールド回路２８は、過電流判定器２３から入力された判定信号Ｓｏｃｐがハイとなったときに所定時間Ｔ１（例えば、０．８μｓｅｃ，１．０μｓｅｃ，１．２μｓｅｃなど）ハイに維持されるホールド信号ＨｏｌｄをＡＮＤ回路３２に出力する。

ホールド回路３０は、カウンタ２４から入力されたカウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ（例えば、値６，値７，値８など）を超えたときに、所定時間Ｔ１より長く半導体スイッチ１０のスイッチング周波数Ｔｓより十分長い所定時間Ｔ２（例えば、１００ｍｓｅｃ，１２０ｍｓｅｃ，１４０ｍｓｅｃなど）ハイに維持されるフェール信号Ｆａｉｌをマイコン５０に出力する。

ＡＮＤ回路３２は、３つの入力から入力された値の論理積を演算する論理回路として構成されている。ＡＮＤ回路３２には、マイコン５０からのゲート信号Ｇと、ホールド回路２８からのホールド信号Ｈｏｌｄと、ホールド回路３０からのフェール信号Ｆａｉｌとが入力される。ＡＮＤ回路３２は、ゲート信号Ｇと、ホールド信号Ｈｏｌｄのハイとロートとを反転させた信号と、フェール信号Ｆａｉｌのハイとローとを反転させた信号と、の論理積を演算して、演算結果をゲート駆動回路３４に出力する。

ゲート駆動回路３４は、ＡＮＤ回路３２からの入力された信号を増幅してゲート駆動信号Ｄｇとして半導体スイッチ１０のゲート端子Ｔｇに出力している。

マイコン５０は、集積回路からなるＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。マイコン５０には、アーム２２からのフェール信号Ｆａｉｌやカウント値Ｎが入力されている。カウンタ２４をリセットするためのリセット信号Ｒｅｓｅｔを出力している。

マイコン５０は、半導体スイッチ１０に要求されるデューティ比に基づいて設定されるゲートオン時間Ｔｏｎ，ゲートオフ時間Ｔｏｆｆを用いて目標オン時間Ｔｏｎ＊と目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊とを設定する。そして、マイコン５０は、設定した目標オン時間Ｔｏｎ＊でハイとなり、目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊でローとなるパルス状のゲート信号Ｇを生成して出力する。目標オン時間Ｔｏｎ＊，目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊の設定については後述する。

次に、こうして構成された制御回路２０の動作について説明する。最初に、アーム２２の動作について説明する。図２は、ゲート信号Ｇ，判定信号Ｏｃｐ，ホールド信号Ｈｏｌｄ，ゲート駆動信号Ｄｇ，カウント値Ｎ，マイコン５０で設定される目標オン時間Ｔｏｎ＊の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図２では、説明のために、ゲート信号Ｇのゲートオン時間Ｔｏｎを５０μｓ．ゲートオフ時間Ｔｏｆｆを５０μｓとしている。

半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ未満であるとき、すなわち、半導体スイッチ１０に過電流が生じていないときには、アーム２２の過電流判定器２３は、ローの判定信号Ｏｃｐをホールド回路２８とカウンタ２４に出力する。ローの判定信号Ｏｃｐが入力されたホールド回路２８は、ローのホールド信号Ｈｏｌｄを出力する。カウンタ２４は、判定信号Ｏｃｐがハイとなる回数をカウントしているから、ローの判定信号Ｏｃｐが入力されたカウンタ２４は、値０のカウント値Ｎをトランスミッタ２６とホールド回路３０とに出力する。ホールド回路３０は、ローのフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２とマイコン５０とに出力する。ホールド信号Ｈｏｌｄとフェール信号Ｆａｉｌとがローであるから、ＡＮＤ回路３２は、マイコン５０からのゲート信号Ｇをそのままゲート駆動回路３４に出力する。ゲート駆動回路３４は、入力されたゲート信号Ｇを増幅してゲート駆動信号Ｄｇとして半導体スイッチ１０のゲート端子Ｔｇに出力し、半導体スイッチ１０をオンオフする（期間Ｔｓ１，Ｔｓ３〜Ｔｓ６）。

半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上であるとき、すなわち、半導体スイッチ１０に過電流が生じていることが検出されたときには、過電流判定器２３は、ハイの判定信号Ｏｃｐをホールド回路２８とカウンタ２４に出力する。ハイの判定信号Ｏｃｐが入力されたホールド回路２８は、ハイのホールド信号Ｈｏｌｄを所定時間Ｔ１の間出力する。カウンタ２４は、判定信号Ｏｃｐがハイとなる回数をカウントしているから、値１以上のカウント値Ｎをトランスミッタ２６とホールド回路３０とに出力する。

ホールド回路３０は、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、ローのフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２とマイコン５０とに出力する。ハイのホールド信号Ｈｏｌｄとローのフェール信号Ｆａｉｌとが入力されたＡＮＤ回路３２は、ローの信号をゲート駆動回路３４に出力する。ゲート駆動回路３４は、ローのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０のゲート端子Ｔｇに出力し、半導体スイッチ１０をオフする。ホールド信号Ｈｏｌｄは、所定時間Ｔ１の間ハイに維持されその後ローとなることから、ゲート駆動回路３４は、所定時間Ｔ１の間ローのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０のゲート端子Ｔｇに出力し、所定時間Ｔ１が経過したらハイのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０のゲート端子Ｔｇに出力する（期間Ｔｓ２）。これにより、半導体スイッチ１０は、所定時間Ｔ１の間オフされた後にオンとされる。これは、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、一時期な過電流であって、その後、過電流が解消される可能性があるからである。

ホールド回路３０は、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えたときには、所定時間Ｔ２の間ハイのフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２とマイコン５０とに出力する。ハイのフェール信号Ｆａｉｌが入力されたＡＮＤ回路３２は、ローの信号をゲート駆動回路３４に出力する。ゲート駆動回路３４は、ローのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０に出力し、半導体スイッチ１０をオフとする。所定時間Ｔ２は、半導体スイッチ１０のスイッチング周波数Ｔｓより十分長く設定されているから、半導体スイッチ１０はオフが維持される。このように、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えたとき、すなわち、過電流が生じていると判定可能なときには、半導体スイッチ１０をオフ固定にする。こうすれば、ノイズに対するマージン分制御装置２０の定格を大きくすることなく過電流を検出できる。

このように、アーム２２は、半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上である場合において、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、半導体スイッチ１０を所定時間Ｔ１の間オフし、その後オンとする。したがって、誤検出により半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが一時的に判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上となったときでも、半導体スイッチ１０のスイッチングを継続することができる。

続いて、マイコン５０の動作について説明する。図３は、マイコン５０のＣＰＵにより実行されるゲート信号出力処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、繰り返して実行される。なお、このフローチャートには記載していないが、マイコン５０は、フェール信号Ｆａｉｌを入力されると各種のフェールセーフ制御を実行する。

本ルーチンが実行されると、ＣＰＵは、ゲートオフ時間Ｔｏｆｆやゲートオン時間Ｔｏｎ，カウント値Ｎを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ゲートオフ時間Ｔｏｆｆ，ゲートオン時間Ｔｏｎは、半導体スイッチ１０に要求されるデューティ比に基づいて設定したものであり、例えば、それぞれ５０μｓに設定されている。なお、ゲートオフ時間Ｔｏｆｆ，ゲートオン時間Ｔｏｎは、半導体スイッチ１０に要求されるデューティ比に応じて適宜変更される。カウント値Ｎは、アーム２２のトランスミッタ２６から入力されたものである。

続いて、次式（１），（２）を用いて半導体スイッチ１０のオン時間，オフ時間の目標値である目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊と目標オン時間Ｔｏｎ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。式（１），（２）中、「Ｔ１」は、上述した所定時間Ｔ１と同一の値である。

Toff*=Toff - N・T1 ・・・（１）
Ton*=Ton + N・T1 ・・・（２）

続いて、リセット信号Ｒｅｓｅｔをアーム２２のカウンタ２４に出力する（ステップＳ１２０）。リセット浸透Ｒｅｓｅｔが入力されたカウンタ２４は、カウンタ値Ｎを値０にリセットする。

そして、ローのゲート信号Ｇをアーム２２に出力し（ステップＳ１３０）、ローのゲート信号Ｇの出力を開始してからの経過時間Ｔｃｎｔ１が目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。経過時間Ｔｃｎｔ１が目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊未満のときには、ステップＳ１３０の処理に戻り、経過時間Ｔｃｎｔ１が目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊以上となったときには、ステップＳ１５０の処理へ進む。すなわち、ステップＳ１３０，Ｓ１４０の処理は、目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊の間ローとなるゲート信号Ｇをアーム２２に出力する処理となる。

続いて、ハイのゲート信号Ｇをアーム２２に出力し（ステップＳ１５０）、ハイのゲート信号Ｇの出力を開始してからの経過時間Ｔｃｎｔ２が目標オン時間Ｔｏｎ＊以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。経過時間Ｔｃｎｔ２が目標オン時間Ｔｏｎ＊未満のときには、ステップＳ１５０の処理に戻り、経過時間Ｔｃｎｔ２が目標オン時間Ｔｏｎ＊以上となったときには、本ルーチンを終了する。すなわち、ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理は、目標オン時間Ｔｏｎ＊の間ハイとなるゲート信号Ｇをアーム２２に出力する処理となる。

ここで、図２における期間Ｔｓ２のように、半導体スイッチ１０のスイッチング周期Ｔｓの１周期で、過電流判定器２３により半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上であると２回判定されたとき（カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるとき）を考える。上述したように、ホールド回路２８は、過電流判定器２３からの判定信号Ｏｃｐが立ち上がる度にハイのホールド信号Ｈｏｌｄを所定時間Ｔ１の間出力する。これにより、半導体スイッチ１０は、所定時間Ｔ１の間オフされた後にオンされる動作を２回繰り返す。一方で、カウンタ２４は、判定信号Ｏｃｐがハイとなる回数をカウントし、カウント値Ｎ（ここでは値２）をトランスミッタ２６を介してマイコン５０へ出力する。このとき、マイコン５０からはハイのゲート信号Ｇが出力されている、すなわち、図３に例示したゲート信号出力処理ルーチンにおいて、ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理が実行されているから、期間Ｔｓ２が終了し、再び図３に例示したゲート信号処理ルーチンが実行されたときに、ステップＳ１１０の処理で目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊がゲートオフ時間Ｔｏｆｆからカウント値Ｎと所定時間Ｔ１とを乗じた時間を減じた時間に設定され、目標オフ時間Ｔｏｎ＊がゲートオン時間Ｔｏｎにカウント値Ｎと所定時間Ｔ１とを乗じた時間を加えた時間に設定され、ゲート駆動信号Ｄｇがローとなった時間分、ローとなる時間が短くなると共にハイとなる時間が長くなるようゲート信号Ｇが調整されて、アーム２２に出力される（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０）。つまり、期間Ｔｓ３，Ｔｓ４がそれぞれ４８μｓ，５２μｓとなる。

また、期間Ｔｓ２が終了し、次に図３に例示したゲート信号処理ルーチンが実行されたときに、ステップＳ１２０の処理で、カウント値Ｎが値０にリセットされる。そのため、期間Ｔｓ４で、半導体スイッチ１０から入力された電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ未満であるときには、期間Ｔｓ４が終了して次に図３に例示したゲート信号出力処理ルーチンが実行されたときのステップＳ１１０の処理で、ゲートオン時間Ｔｏｆｆが目標オン時間Ｔｏｆｆ＊に設定され、ゲートオン時間Ｔｏｎが目標オン時間Ｔｏｎ＊に設定され、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理で目標オフ時間Ｔｏｆｆ＊，目標オン時間Ｔｏｎ＊の間ローとハイとなるゲート信号Ｇをアーム２２に出力する。つまり、期間Ｔｓ５，Ｔｓ６がそれぞれ５０μｓ，５０μｓとなる。このように、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、次のゲート信号Ｇのスイッチング周期で半導体スイッチ１０をオフしたオフ期間分半導体スイッチ１０をオフする期間を短くすると共にオフ期間分半導体スイッチ１０をオンする期間が長くなるようにゲート信号Ｇを調整することにより、電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上となったとき以降の半導体スイッチ１０のオン時間の平均値を、電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ未満であるときのオン時間と等しくすることができる。これにより、半導体スイッチ１０による各種制御が不安定となることを抑制することができる。

以上説明した実施例の制御回路２０によれば、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えているときには、過電流が継続していると判定し、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、次のゲート信号Ｇのスイッチング周期Ｓで半導体スイッチ１０をオフしたオフ期間分半導体スイッチ１０をオフする期間を短くすると共にオフ期間分半導体スイッチ１０をオンする期間が長くなるようにゲート信号Ｇを調整することにより、半導体スイッチ１０の過電流を検出するためのマージンを大きく持たせることなく過電流を検出できると共に、半導体スイッチ１０による各種制御が不安定となることを抑制することができる。

実施例の制御回路２０では、アーム２２を、過電流判定器２３と、カウンタ２４と、トランスミッタ２６と、ホールド回路２８，３０と、ＡＮＤ回路３２と、ゲート駆動回路３４と、を備えるものとしているが、こうした回路構成に限定されるものではなく、図４に例示するオン指令時制御ルーチンを実行可能な回路構成であれば如何なるものとしても構わない。図４に例示した制御ルーチンは、マイコン５０からのゲート信号Ｇがオンであるときに繰り返し、実行される。

最初に、ハイのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０に出力する処理を実行して（ステップＳ２００）、半導体スイッチ１０をオンとする。続いて、半導体スイッチ１０から電流Ｉｓを入力し（ステップＳ２１０）、電流Ｉｓと上述した 判定用閾値Ｉｓｒｅｆとを比較する（ステップＳ２２０）。電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ未満であるときには、本ルーチンを終了する。こうした処理により、半導体スイッチ１０のオンを継続する。

ステップＳ２２０の処理で、電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上であると判定されたときには、ローのゲート駆動信号Ｄｇを半導体スイッチ１０に出力して（ステップＳ２３０）、所定時間Ｔ１の間半導体スイッチ１０をオフする（ステップＳ２４０）。半導体スイッチ１０をオフしてから所定時間Ｔ１が経過したら、前回本ルーチンを実行したときのカウント値Ｎである前回Ｎ（初期値は値０）に値１を加えたものをカウント値Ｎに設定してマイコン５０に出力する（ステップＳ２５０）。カウント値Ｎを入力したマイコン５０は、図３に例示したゲート信号出力処理ルーチンにより、カウント値Ｎを用いてゲート信号Ｇを調整する。

そして、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えたか否かを判定し（ステップＳ２６０）、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、ステップＳ２００の処理に戻る。カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えているときには、ゲート駆動信号Ｄｇをローに固定にして半導体スイッチ１０をオフに固定して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えたとき、半導体スイッチ１０をオフ固定とするから、半導体スイッチ１０の過電流を抑制することができる。また、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、カウント値Ｎをマイコン５０に出力し、マイコン５０はカウント値Ｎを用いて、次のゲート信号Ｇのスイッチング周期Ｓで半導体スイッチ１０をオフしたオフ期間分半導体スイッチ１０をオフする期間を短くすると共にオフ期間分半導体スイッチ１０をオンする期間が長くなるようにゲート信号Ｇを調整することにより、半導体スイッチ１０による各種制御が不安定となることを抑制することができる。

実施例の制御回路２０では、カウンタ２４とホールド回路３０とを備えているものとし、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えたときにハイとなるフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２に出力している。しかしながら、過電流判定器２３で電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上となったときからの経過時間が所定時間を超えているか否かを判定し、ハイとなるフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２に出力すればよいから、カウンタ２４とホールド回路３０に代えて、過電流判定器２３で電流Ｉｓが判定用閾値Ｉｓｒｅｆ以上となったときからの経過時間を計測するタイマと、タイマの計測時間が所定時間を超えたときにフェール信号ＦａｉｌをＡＮＤ回路３２に出力するホールド回路と、を備えていてもよい。

実施例の制御回路２０では、半導体スイッチ１０を、ゲート駆動回路Ｄｇがハイのときオンとなり、ローのときにオフとしている。しかしながら、半導体スイッチ１０を、ゲート駆動回路Ｄｇがローのときオンとなり、ハイのときオフとなるものとしてもよい。この場合、マイコン５０やアーム２２の各信号をハイとするかローとするかは、上述した動作、すなわち、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆを超えているときには、過電流が継続していると判定し、カウント値Ｎが値Ｎｒｅｆ以下であるときには、次のゲート信号Ｇのスイッチング周期Ｓで半導体スイッチ１０をオフしたオフ期間分半導体スイッチ１０をオフする期間を短くすると共にオフ期間分半導体スイッチ１０をオンする期間が長くなるようにゲート信号Ｇを調整することができるように適宜定めればよい。

実施例の制御回路２０では、本発明をアーム２２とマイコン５０とを備えるものに適用する場合を例示しているが、アーム２２とマイコン５０と単一の装置として構成してもよいし、アーム２２とマイコン５０と同一の機能を３つ以上の装置で実現してもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、マイコン５０が「信号出力手段」に相当し、スイッチ２０が「過電流検出手段」，「信号調整手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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。

本発明は、半導体装置の制御回路の製造産業などに利用可能である。

１０ 半導体スイッチ、２０ 制御回路、２２ アーム、２３ 過電流判定器、２４ カウンタ、２６ トランスミッタ、２８，３０ ホールド回路、３２ ＡＮＤ回路、３４ ゲート駆動回路、５０ マイコン。

Claims (1)

1. ゲート型トランジスタである半導体装置の制御回路であって、
   前記半導体装置に要求される要求デューティ比に基づくゲートオン時間のオン期間において前記半導体装置をオンすると共に前記オン期間に連続し前記要求デューティ比に基づくゲートオフ時間のオフ期間において前記半導体装置をオフするパルス状のゲート駆動信号を出力するゲート駆動信号出力手段と、
   前記半導体装置に過電流が生じていないときには第１信号レベルの判定信号を出力し、前記半導体装置に過電流が生じているときには前記第１信号レベルと異なる第２信号レベルの判定信号を出力する過電流判定器と、
   を備え、
   前記ゲート駆動信号出力手段は、
   前記第２信号レベルの前記判定信号が入力された場合において、前記第２信号レベルの前記判定信号の入力が継続されている時間が所定時間未満のときには、前記第２信号レベルの前記判定信号が入力された前記オン期間において前記ゲートオン時間より短い所定オフ時間前記半導体装置をオフするように生成した前記ゲート駆動信号を前記半導体装置に出力し、その後、前記ゲートオフ時間から前記所定オフ時間を減じた時間前記半導体装置をオフした後に前記ゲートオン時間に前記所定オフ時間を加えた時間前記半導体装置がオンするように生成した前記ゲート駆動信号を前記半導体装置に出力する
   半導体装置の制御回路。
   

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