JP7463952B2 - Overcurrent detection circuit and switching power supply circuit - Google Patents

Overcurrent detection circuit and switching power supply circuit Download PDF

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Description

本発明は、過電流検出回路およびスイッチング電源回路に関する。 The present invention relates to an overcurrent detection circuit and a switching power supply circuit.

例えばスイッチング素子を駆動して電源を生成するスイッチング電源回路おいて過電流を検出する場合に、スイッチング動作で流れる電流波形は一定にならず、スイッチング周期で増減しているため電流検出出力はパルス状になる。このため、監視している電流状態を維持する構成としてフリップフロップ回路による検出カウンタを設けて、一定回数連続して過電流検出信号がカウントされた場合に、過電流状態の判断を行うようにしている。 For example, when detecting an overcurrent in a switching power supply circuit that generates power by driving a switching element, the current waveform that flows during switching operation is not constant, but increases and decreases with the switching cycle, so the current detection output becomes pulsed. For this reason, a detection counter using a flip-flop circuit is provided as a configuration for maintaining the monitored current state, and when the overcurrent detection signal is counted a certain number of times in succession, an overcurrent state is determined.

これによって、スイッチング動作に伴う断続的な電流検出において、ノイズなどによる単発の電流変化や、電流揺らぎなどによる誤検出を防止しながら、確実に過電流を判定してスイッチング素子や回路の保護機能を動作させることができる。 This makes it possible to reliably determine overcurrent and activate the protection functions of switching elements and circuits while preventing false detection due to single current changes caused by noise, etc., during intermittent current detection that accompanies switching operations.

しかしながら、上記した過電流検出の判定技術では、ノイズなどの影響で過電流の検出信号が正常に取り込めず低いレベルの電流レベルになる場合があると、過電流の検出信号が連続的に検出されない誤検出状態となり、この結果、未検出状態と判断して検出カウンタのカウント値をダウンカウントしたり、あるいはリセットしたりしてしまうことがある。 However, in the above-mentioned overcurrent detection judgment technology, if the overcurrent detection signal cannot be properly received due to the influence of noise or the like, resulting in a low current level, an erroneous detection state will occur in which the overcurrent detection signal is not continuously detected. As a result, it may be determined that the overcurrent is not detected, and the detection counter may count down or be reset.

このため、実際に過電流が流れている状態であっても、このような誤検出状態が継続してしまうことになり、スイッチング素子の保護動作が遅れてしまうという課題があった。
また、このような課題は、スッチング電源回路だけではなく、シリーズ電源回路においても過電流検出を周期的に行う構成の場合には発生するものである。
For this reason, even if an overcurrent is actually flowing, such a false detection state continues, resulting in a problem of delaying the protective action of the switching element.
Moreover, this problem occurs not only in switching power supply circuits but also in series power supply circuits in which overcurrent detection is performed periodically.

特開2012-10577号公報JP 2012-10577 A 特開平11-24762号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24762

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、過電流の検出を周期的に実施し、検出信号の有無に応じてカウント値を増減して所定カウント値に達したときに過電流を判定する構成で、過電流の検出信号の取りこぼしによる未検出状態が発生する場合でも、過電流状態を迅速に判定することができるようにした過電流検出回路およびこのような過電流検出回路を用いたスイッチング電源回路を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide an overcurrent detection circuit and a switching power supply circuit using such an overcurrent detection circuit, which periodically detects overcurrent, increases or decreases a count value depending on the presence or absence of a detection signal, and determines that an overcurrent state is present when a predetermined count value is reached, so that an overcurrent state can be quickly determined even when an undetected state occurs due to a missed overcurrent detection signal,

請求項1および2に記載の過電流検出回路は、半導体素子に流れる過電流を検出して保護動作を行わせるようにした過電流検出回路であって、前記半導体素子に流れる電流を所定周期で検出して過電流検出レベルを超えるときに過電流検出信号を出力する過電流検出部(22)と、前記過電流検出部による前記過電流検出信号があるときに応じてカウント値を加算カウントし、前記過電流検出信号がないときに応じて前記カウント値を減算カウントし、前記カウント値が判定カウント値に達したときに過電流状態を判定する判定部(21)とを備え、前記判定部は、単位時間あたりの加算カウントのカウント数を、単位時間あたりの減算カウントのカウント数よりも大きくなるように設定している。請求項1に記載の過電流検出回路において、前記判定部は、前記過電流検出部による前記過電流検出信号があるときにはカウント値を加算カウントするとともに次の過電流検出を前記所定周期で実施し、前記過電流検出信号がないときにはカウント値を減算カウントするとともに次の過電流検出を前記所定周期よりも長い周期で実施する。請求項2に記載の過電流検出回路において、前記判定部は、前記過電流検出部による前記過電流検出信号が1回をまたは連続する複数回あるときにはカウント値を加算カウントし、前記過電流検出信号が前記加算カウント時よりも多い複数回連続するときには前記カウント値を減算カウントする。 The overcurrent detection circuit according to claims 1 and 2 is an overcurrent detection circuit for detecting an overcurrent flowing through a semiconductor element and performing a protective operation, comprising an overcurrent detection unit (22) for detecting the current flowing through the semiconductor element at a predetermined cycle and outputting an overcurrent detection signal when the current exceeds an overcurrent detection level, and a determination unit (21) for incrementing a count value depending on whether there is an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit and decrementing the count value depending on whether there is no overcurrent detection signal, and determining an overcurrent state when the count value reaches a determination count value, wherein the determination unit sets the number of increments per unit time to be greater than the number of decrements per unit time . In the overcurrent detection circuit according to claim 1, the determination unit increments the count value and performs the next overcurrent detection at the predetermined cycle when there is an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit, and decrements the count value and performs the next overcurrent detection at a cycle longer than the predetermined cycle when there is no overcurrent detection signal. In the overcurrent detection circuit according to claim 2, the judgment unit counts up a count value when the overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit is generated once or multiple times in succession, and counts down the count value when the overcurrent detection signal is generated multiple times in succession that is greater than the counting time.

上記構成を採用することにより、過電流検出部により、半導体素子に流れる電流が過電流検出レベルを超えるときに過電流検出信号を出力し、判定部により、過電流検出信号が出力されたときにはカウント値を加算カウントし、過電流検出信号が出力されないときにはカウント値を減算カウントし、カウント値が判定カウント値に達すると過電流状態を判定する。このとき、判定部は、カウント値の加算カウントの時間あたりの割合を、減算カウントの時間あたりの割合よりも大きくなるように設定しているので、過電流状態で誤検出が発生することにより過電流検出信号の出力のある状態とない状態とが交互に発生するような場合でも、カウント値を増加させることができ、迅速に過電流状態を判定することができる。 By adopting the above configuration, the overcurrent detection unit outputs an overcurrent detection signal when the current flowing through the semiconductor element exceeds the overcurrent detection level, and the determination unit increments the count value when the overcurrent detection signal is output, decrements the count value when the overcurrent detection signal is not output, and determines an overcurrent state when the count value reaches a determination count value. At this time, the determination unit sets the rate of incrementing the count value per time to be greater than the rate of decrementing the count value per time, so that even in cases where a false detection occurs in an overcurrent state and a state in which the overcurrent detection signal is output alternates with a state in which it is not output, the count value can be increased and an overcurrent state can be determined quickly.

第1実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing the first embodiment 第1実施形態を示すタイミングチャート1 is a timing chart showing a first embodiment; 第2実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing the second embodiment 第2実施形態を示すタイミングチャートTiming chart showing the second embodiment 第3実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing a third embodiment

(第1実施形態)
以下、本発明をスイッチング電源回路に適用した場合の第1実施形態について、図1および図2を参照して説明する。
First Embodiment
A first embodiment in which the present invention is applied to a switching power supply circuit will be described below with reference to FIGS.

電気的構成を示す図1において、降圧型のスイッチング電源回路を構成するパワーステージ100は、スイッチング駆動回路10により駆動制御される。スイッチング駆動回路10は、内部に過電流検出回路20が設けられる。 In FIG. 1, which shows the electrical configuration, a power stage 100 constituting a step-down switching power supply circuit is driven and controlled by a switching drive circuit 10. The switching drive circuit 10 includes an overcurrent detection circuit 20.

パワーステージ100は、スイッチング用の半導体素子としてのMOSトランジスタ1、電流検出用の抵抗2、ダイオード3、コイル4およびコンデンサ5を備える。MOSトランジスタ1は、ここでは例えばPチャンネル型のものを用いている。MOSトランジスタ1は、ソースが抵抗2を介して直流電源Vccの電源端子に接続され、ドレインがダイオード3を逆方向に介してグランドGNDに接続されるとともに、コイル4、コンデンサ5を介してグランドGNDに接続される。コンデンサ5とコイル4の共通接続点は出力電圧Voutの出力端子に接続される。 The power stage 100 comprises a MOS transistor 1 as a switching semiconductor element, a resistor 2 for current detection, a diode 3, a coil 4, and a capacitor 5. Here, for example, a P-channel type MOS transistor is used as the MOS transistor 1. The source of the MOS transistor 1 is connected to the power supply terminal of the DC power supply Vcc via the resistor 2, and the drain is connected to ground GND via the diode 3 in the reverse direction, and is also connected to ground GND via the coil 4 and the capacitor 5. The common connection point of the capacitor 5 and the coil 4 is connected to the output terminal of the output voltage Vout.

スイッチング駆動回路10は、上記した過電流検出回路20に加え、スイッチング制御回路11、駆動回路12および保護回路13を備える。スイッチング制御回路11は、クロック信号CLKが与えられ、モニタ端子VOMを介して出力電圧Voutが入力される。スイッチング制御回路11は、出力電圧Voutが設定された電圧レベルとなるようにクロック信号CLKの周期で駆動回路12に駆動信号を出力する。 The switching drive circuit 10 includes the above-mentioned overcurrent detection circuit 20, as well as a switching control circuit 11, a drive circuit 12, and a protection circuit 13. The switching control circuit 11 is given a clock signal CLK, and the output voltage Vout is input via a monitor terminal VOM. The switching control circuit 11 outputs a drive signal to the drive circuit 12 at the cycle of the clock signal CLK so that the output voltage Vout becomes a set voltage level.

駆動回路12は、スイッチング制御回路11から与えられる駆動信号に応じて、端子VGを介してMOSトランジスタ1のゲートにゲート駆動信号を出力する。これにより、MOSトランジスタ1は、クロック信号CLKの周期でオンオフ駆動制御される。保護回路13は、過電流検出回路20から駆動回路過電流状態を判定した信号が入力されると、駆動回路12の駆動出力を制御してMOSトランジスタ1に対する保護動作を実施する。 The drive circuit 12 outputs a gate drive signal to the gate of the MOS transistor 1 via the terminal VG in response to the drive signal provided by the switching control circuit 11. This causes the MOS transistor 1 to be controlled to be turned on and off at the cycle of the clock signal CLK. When a signal indicating that the drive circuit is in an overcurrent state is input from the overcurrent detection circuit 20, the protection circuit 13 controls the drive output of the drive circuit 12 to perform a protection operation for the MOS transistor 1.

過電流検出回路20は、判定部としての過電流判定部21と過電流検出部としてのコンパレータ22を備えている。コンパレータ22は、反転入力端子にMOSトランジスタ1のソース電圧Vsが入力される。また、コンパレータ22は、非反転入力端子に参照電圧Vrefが与えられる。参照電圧Vrefは、MOSトランジスタ1の電流Idが過電流検出レベルIocとなるときの電圧に設定される。 The overcurrent detection circuit 20 includes an overcurrent judgment unit 21 as a judgment unit and a comparator 22 as an overcurrent detection unit. The source voltage Vs of the MOS transistor 1 is input to the inverting input terminal of the comparator 22. The reference voltage Vref is also applied to the non-inverting input terminal of the comparator 22. The reference voltage Vref is set to the voltage when the current Id of the MOS transistor 1 becomes the overcurrent detection level Ioc.

コンパレータ22は、MOSトランジスタ1に流れる電流Idが過電流検出レベルIocを超えるときにMOSトランジスタ1のソース電圧Vsが参照電圧Vrefよりも低下するので、ハイレベルの検出信号を出力する。過電流判定部21は、内部にカウンタとカウント値を制御する制御部が設けられている。 When the current Id flowing through the MOS transistor 1 exceeds the overcurrent detection level Ioc, the source voltage Vs of the MOS transistor 1 falls below the reference voltage Vref, so the comparator 22 outputs a high-level detection signal. The overcurrent determination unit 21 includes a counter and a control unit that controls the count value.

過電流判定部21は、コンパレータ22から入力される検出信号をクロック信号CLKに同期して制御部により設定されたカウント値をカウンタに指示して増減のカウントを実行し、後述するように過電流状態を判定する。過電流判定部21は、過電流状態を判定すると過電流判定信号を保護回路13に出力する。 The overcurrent determination unit 21 synchronizes the detection signal input from the comparator 22 with the clock signal CLK, instructs the counter to count the count value set by the control unit, and executes counting to increase or decrease, and determines an overcurrent state as described below. When the overcurrent determination unit 21 determines an overcurrent state, it outputs an overcurrent determination signal to the protection circuit 13.

なお、保護回路13は、保護動作としては半導体素子の耐量およびシステム要件などを考慮し、スイッチング制御回路11や、MOSトランジスタ1の破壊、あるいは不具合が発生しないように制御するように設けられる。 The protection circuit 13 is designed to take into consideration the tolerance of the semiconductor elements and system requirements as a protection operation, and to control the switching control circuit 11 and the MOS transistor 1 so that they do not break down or malfunction.

保護回路13による保護動作の例としては、例えば以下に示す(a)~(e)のような動作がある。これらのいずれかの保護動作を設けた構成としても良いし、他の保護動作を設けた構成とすることもできる。 Examples of the protective operations performed by the protection circuit 13 include the following operations (a) to (e). The configuration may include any one of these protective operations, or may include other protective operations.

(a)出力電圧Vout出力を完全に停止する。
(b)出力電圧Voutの停止後、一定時間経過後にリスタート(再起動)する。
(c)出力電圧Voutの停止動作およびスイッチング動作を繰り返す。
(d)上記した(b)または(c)の動作を一定回数繰り返した後、完全停止する
(e)最大出力電流を制限した制御状態に切り替えて、出力をする。
(a) The output voltage Vout is completely stopped.
(b) After the output voltage Vout is stopped, it is restarted after a certain time has elapsed.
(c) Repeating the stopping operation and switching operation of the output voltage Vout.
(d) After repeating the above-mentioned operation (b) or (c) a certain number of times, the operation is completely stopped. (e) The control state is switched to one in which the maximum output current is limited, and output is performed.

次に、上記構成の作用について、図2も参照して説明する。
図2は、過電流検出回路20の過電流判定部21における判定動作を説明するためのすタイムチャートである。この実施形態では、判定動作のパターンとして第1から第3の3パターンについて示す。また、図2では、比較のために、従来相当の判定動作のパターンを比較パターン1、2として示している。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
2 is a time chart for explaining the determination operation in the overcurrent determination unit 21 of the overcurrent detection circuit 20. In this embodiment, three patterns, 1 to 3, are shown as patterns of the determination operation. For comparison, FIG. 2 also shows comparative patterns 1 and 2, which are patterns of the determination operation equivalent to the conventional method.

まず、過電流が流れない通常の動作状態について説明する。パワーステージ100は、スイッチング駆動回路10に駆動指令が与えられると、スイッチング制御回路11は、クロック信号CLKの周期で駆動回路12に駆動信号を出力する。このとき、スイッチング制御回路11は、パワーステージ100の出力電圧Voutをモニタしていて、この電圧を所定電圧となるようにフィードバック制御をしている。 First, we will explain the normal operating state where no overcurrent flows. When a drive command is given to the switching drive circuit 10 of the power stage 100, the switching control circuit 11 outputs a drive signal to the drive circuit 12 at the cycle of the clock signal CLK. At this time, the switching control circuit 11 monitors the output voltage Vout of the power stage 100 and performs feedback control so that this voltage becomes a predetermined voltage.

この状態で、過電流検出回路20においては、MOSトランジスタ1のソース電圧Vsを取り込んでMOSトランジスタ1の電流Idが過電流検出レベルに達しているかどうかを判定している。MOSトランジスタ1の電流Idにより、電流検出用の抵抗2の電圧降下があるので、ソース電圧Vsが参照電圧Vrefよりも低下すると過電流が流れていることが検出できる。 In this state, the overcurrent detection circuit 20 takes in the source voltage Vs of the MOS transistor 1 and determines whether the current Id of the MOS transistor 1 has reached the overcurrent detection level. The current Id of the MOS transistor 1 causes a voltage drop across the current detection resistor 2, so when the source voltage Vs falls below the reference voltage Vref, it can be detected that an overcurrent is flowing.

図2では、MOSトランジスタ1の電流Idを基準として過電流検出レベルをIocとして過電流状態を検出することを示している。電流Idは、クロックCLKの周期に合わせたタイミングt0、t1、・・・でMOSトランジスタ1がオン駆動されると、電流が上昇していくが、正常状態では次の周期に入る前の時点で過電流検出レベルIocに達することはない。 In FIG. 2, the overcurrent state is detected with the overcurrent detection level Ioc set to the current Id of MOS transistor 1 as the reference. When MOS transistor 1 is turned on at timings t0, t1, ... in accordance with the cycle of the clock CLK, the current Id increases, but in a normal state it does not reach the overcurrent detection level Ioc before the next cycle begins.

しかし、何らかの状況変化でMOSトランジスタ1の電流Idが過電流レベルに増加すると、次の周期に入る前に過電流検出レベルIocを超えるようになり、コンパレータ22はハイレベルの過電流検出信号を過電流判定部21に出力する。 However, if some change in circumstances causes the current Id of MOS transistor 1 to increase to an overcurrent level, it will exceed the overcurrent detection level Ioc before the next period begins, and the comparator 22 will output a high-level overcurrent detection signal to the overcurrent determination unit 21.

次に、過電流判定部21においては、過電流が検出されていない正常状態においては、カウンタに対する指示は減算カウントとなり、カウンタのカウンタ値は「0」の状態が保持されている。 Next, in the overcurrent determination unit 21, in a normal state where no overcurrent is detected, the instruction to the counter is a decrement count, and the counter value of the counter is maintained at "0."

<第1パターン>
第1パターンでは、過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を加算カウントして、次の周期で再び過電流検出信号の出力の有無に応じてカウント値の加算あるいは減算カウントを実施し、過電流検出信号が出力されないときには、カウント値を減算カウントし、次の周期では過電流検出信号の出力の有無にかかわらずカウント値を保持する。
<First pattern>
In the first pattern, when an overcurrent detection signal is output, the count value is incremented, and in the next period, the count value is incremented or decremented again depending on whether an overcurrent detection signal is output or not. When an overcurrent detection signal is not output, the count value is decremented, and in the next period, the count value is maintained regardless of whether an overcurrent detection signal is output or not.

前述のように、MOSトランジスタ1に過電流が流れ始めると、時刻t0以降の周期において、電流Idが過電流検出レベルIocを超えたときに、過電流検出信号が出力される。このとき、過電流判定部21においては、第1パターンでは、次のようにしてカウント値を加算カウントおよび減算カウントしていく。 As described above, when an overcurrent starts to flow through MOS transistor 1, in a period after time t0, when current Id exceeds overcurrent detection level Ioc, an overcurrent detection signal is output. At this time, in the first pattern, the overcurrent determination unit 21 counts up and down the count value as follows.

まず、過電流検出信号が時刻t0からt3にかけて4回連続して出力されると、過電流判定部21は、各検出タイミングにおいて、カウント値を「1」加算カウントする。これにより、「1」、「2」、「3」、「4」と順次カウント値が増加する。 First, when the overcurrent detection signal is output four times in succession from time t0 to time t3, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "1" at each detection timing. This causes the count value to increase sequentially to "1," "2," "3," and "4."

この後、時刻t4の周期でノイズなどの影響により誤信号で電流値が小さく過電流検出信号が出力されない状態になると、過電流判定部21はカウント値を「1」減算カウントして「3」とする。このように、過電流検出信号が出力されずにカウント値を減算カウントした後は、過電流判定部21は、次の時刻t5の周期では過電流検出信号の有無にかかわらず判定を実施せず、カウンタ値「3」を保持する。 After that, if the current value is small due to an erroneous signal caused by noise or the like in the cycle at time t4 and the overcurrent detection signal is not output, the overcurrent determination unit 21 decrements the count value by "1" to make it "3." In this way, after the count value is decremented without the overcurrent detection signal being output, the overcurrent determination unit 21 does not perform a determination in the next cycle at time t5 regardless of the presence or absence of an overcurrent detection signal, and maintains the counter value at "3."

過電流判定部21は、この後、時刻t6の周期で、図示のように過電流検出信号が出力された場合にはカウンタ値を加算カウントしてカウント値を「4」とする。なお、過電流判定部21は、時刻t6の周期で、過電流検出信号が出力されない場合にはカウンタ値を減算カウントしてカウント値を「2」とする。 After that, in the cycle of time t6, if an overcurrent detection signal is output as shown in the figure, the overcurrent determination unit 21 counts up the counter value to set the count value to "4". Note that, in the cycle of time t6, if an overcurrent detection signal is not output, the overcurrent determination unit 21 counts down the counter value to set the count value to "2".

この後、電流Idがノイズの影響を受けない状態となって、時刻t6の周期以降で再び過電流検出信号が連続して出力されると、過電流判定部21は、各周期においてカウント値を「1」加算カウントして「4」、「5」、「6」とする。これにより、時刻t9でカウント値が過電流判定値である「6」になるので、過電流判定部21は、保護回路13に判定信号を出力して保護動作を行わせる。 After this, when the current Id becomes unaffected by noise and the overcurrent detection signal is output continuously again from the cycle at time t6 onwards, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "1" each cycle to "4", "5", and "6". As a result, the count value at time t9 becomes "6", which is the overcurrent determination value, so the overcurrent determination unit 21 outputs a determination signal to the protection circuit 13 to perform a protection operation.

上記のように、第1パターンでは、過電流判定部21により、過電流検出信号の検出時には加算カウントし、過電流検出信号の未検出時には減算カウント後の判定の周期を2倍に長くするので、時間当たりの加算カウントのカウント数が大きくなる。 As described above, in the first pattern, the overcurrent determination unit 21 performs an increment count when an overcurrent detection signal is detected, and when an overcurrent detection signal is not detected, the determination period after the decrement count is doubled, so that the number of increment counts per unit time increases.

この結果、過電流検出信号が出力される場合とノイズなどによる誤検出で過電流検出信号がない場合とが交互に発生して過電流状態の判定が遅れることを抑制でき、確実かつ迅速に過電流状態を判定することができる。この結果、過電流状態の判定から保護動作までの時間が長くなることを抑制でき、MOSトランジスタ1や、各回路のダメージの低減を図ることができる。 As a result, delays in determining the overcurrent state, which may occur when an overcurrent detection signal is output and when there is no overcurrent detection signal due to erroneous detection caused by noise or the like, can be prevented, and the overcurrent state can be determined reliably and quickly. As a result, the time between determining the overcurrent state and protective action can be prevented from becoming long, and damage to the MOS transistor 1 and each circuit can be reduced.

<第2パターン>
第2パターンでは、過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を加算カウントし、過電流検出信号が連続して2回出力されないときには、カウント値を減算カウントする。
<Second pattern>
In the second pattern, when an overcurrent detection signal is output, the count value is incremented, and when the overcurrent detection signal is not output twice in succession, the count value is decremented.

前述同様にして、図2に示す過電流検出信号の発生パターンがあるとする。過電流検出信号が時刻t0からt3にかけて4回連続して出力されると、過電流判定部21は、各検出タイミングにおいて、カウント値を「1」加算カウントする。これにより、「1」、「2」、「3」、「4」と順次カウント値が増加する。 Similarly to the above, assume that there is an overcurrent detection signal generation pattern as shown in FIG. 2. When the overcurrent detection signal is output four times in succession from time t0 to t3, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "1" at each detection timing. This causes the count value to increase sequentially to "1," "2," "3," and "4."

この後、時刻t4およびt5の周期でノイズなどの影響により誤信号で電流値が小さく過電流検出信号が連続して出力されない状態になると、過電流判定部21は時刻t5のタイミングではカウント値を「4」のまま保持し、時刻t6のタイミングでカウント値を「1」に減算カウントしてカウント値を「3」とする。 After that, if the current value is small due to an erroneous signal caused by noise or the like in the cycle between times t4 and t5 and the overcurrent detection signal is not output continuously, the overcurrent determination unit 21 will keep the count value at "4" at time t5, and will decrement the count value to "1" at time t6, making the count value "3."

過電流判定部21は、この後、時刻t7の周期で、過電流検出信号が出力された場合にはカウンタ値を加算カウントしてカウント値を「4」とする。なお、過電流判定部21は、時刻t7の周期で、過電流検出信号が出力されない場合にはカウンタ値を「3」のまま保持する。 After that, if an overcurrent detection signal is output in the cycle of time t7, the overcurrent determination unit 21 increments the counter value to set the count value to "4". If an overcurrent detection signal is not output in the cycle of time t7, the overcurrent determination unit 21 keeps the counter value at "3".

この後、電流Idがノイズの影響を受けない状態となって、時刻t7の周期以降で再び過電流検出信号が連続して出力されると、過電流判定部21は、各周期においてカウント値を「1」加算カウントして「4」、「5」、「6」とする。これにより、カウント値が過電流判定値である「6」になるので、過電流判定部21は、保護回路13に判定信号を出力して保護動作を行わせる。 After this, when the current Id becomes unaffected by noise and the overcurrent detection signal is output continuously again from the cycle at time t7 onwards, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "1" each cycle to "4", "5", and "6". As a result, the count value becomes "6", which is the overcurrent determination value, so the overcurrent determination unit 21 outputs a determination signal to the protection circuit 13 to perform a protection operation.

上記のように、第2パターンでは、過電流判定部21により、過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を加算カウントし、過電流検出信号が連続して2回出力されないときには、カウント値を減算カウントするので、時間当たりの加算カウントのカウント数が大きく設定された状態になる。この結果、第1パターンの場合と同様の効果を得ることができる。 As described above, in the second pattern, the overcurrent determination unit 21 increments the count value when an overcurrent detection signal is output, and decrements the count value when the overcurrent detection signal is not output twice in succession, resulting in a state in which the number of increments per time is set large. As a result, it is possible to obtain the same effect as in the first pattern.

<第3パターン>
第3パターンでは、過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を「2」だけ加算カウントし、過電流検出信号出力されないときには、カウント値を「1」だけ減算カウントする。また、このパターンでは、過電流判定値をカウント値「12」に設定している。
<Third pattern>
In the third pattern, when an overcurrent detection signal is output, the count value is incremented by "2," and when an overcurrent detection signal is not output, the count value is decremented by "1." In this pattern, the overcurrent determination value is set to a count value of "12."

前述同様にして、図2に示す過電流検出信号の発生パターンがあるとする。過電流検出信号が時刻t0からt3にかけて4回連続して出力されると、過電流判定部21は、各検出タイミングにおいて、カウント値を「2」加算カウントする。これにより、「2」、「4」、「6」、「8」と順次カウント値が増加する。 Similarly to the above, assume that there is an overcurrent detection signal generation pattern as shown in FIG. 2. When the overcurrent detection signal is output four times in succession from time t0 to t3, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "2" at each detection timing. This causes the count value to increase sequentially to "2," "4," "6," and "8."

この後、時刻t4およびt5の周期でノイズなどの影響により誤信号で電流値が小さく過電流検出信号が連続して出力されない状態になると、過電流判定部21は時刻t5のタイミングでカウント値を「1」だけ減算カウントして「7」とし、次の時刻t6のタイミングで再びカウント値を「1」だけ減算カウントしてカウント値を「6」とする。 After that, if the current value is small due to an erroneous signal caused by noise or the like during the cycle of times t4 and t5, and the overcurrent detection signal is not output continuously, the overcurrent determination unit 21 will decrement the count value by "1" at time t5 to make it "7", and then decrement the count value by "1" again at the next time t6 to make it "6".

過電流判定部21は、この後、時刻t6の周期で、過電流検出信号が出力された場合にはカウンタ値を「2」加算カウントして時刻t7のタイミングでカウント値を「8」とする。なお、過電流判定部21は、過電流検出信号が出力されない場合には、時刻t7のタイミングでカウンタ値を「5」に減算カウントする。 After that, if an overcurrent detection signal is output in the cycle of time t6, the overcurrent determination unit 21 increments the counter value by "2" and sets the count value to "8" at the timing of time t7. If an overcurrent detection signal is not output, the overcurrent determination unit 21 decrements the counter value to "5" at the timing of time t7.

この後、電流Idがノイズの影響を受けない状態となって、時刻t7の周期以降で再び過電流検出信号が連続して出力されると、過電流判定部21は、各周期においてカウント値を「2」加算カウントして「10」、「12」とする。これにより、時刻t9のタイミングでカウント値が過電流判定値である「12」になるので、過電流判定部21は、保護回路13に判定信号を出力して保護動作を行わせる。 After this, when the current Id becomes unaffected by noise and the overcurrent detection signal is output continuously again from the cycle at time t7 onwards, the overcurrent determination unit 21 increments the count value by "2" each cycle to "10" and "12". As a result, the count value becomes "12", the overcurrent determination value, at the timing of time t9, so the overcurrent determination unit 21 outputs a determination signal to the protection circuit 13 to perform a protection operation.

上記のように、第3パターンでは、過電流判定部21により、過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を「2」加算カウントし、過電流検出信号が出力されないときには、カウント値を「1」減算カウントするので、時間当たりの加算カウントのカウント数が大きく設定された状態になる。この結果、第1パターンの場合と同様の効果を得ることができる。 As described above, in the third pattern, when the overcurrent detection signal is output by the overcurrent determination unit 21, the count value is incremented by "2", and when the overcurrent detection signal is not output, the count value is decremented by "1", resulting in a state in which the number of increments per time is set large. As a result, it is possible to obtain the same effect as in the first pattern.

なお、上記した本実施形態における3つのパターンに対して、図2に示す従来方式の2つの比較パターン1、2では、同じ過電流検出信号の出力パターンに対して、過電流状態の判定が遅れる場合が生じていることがわかる。 In addition, compared to the three patterns in this embodiment described above, in the two comparison patterns 1 and 2 of the conventional method shown in Figure 2, it can be seen that there are cases where the determination of the overcurrent state is delayed for the same output pattern of the overcurrent detection signal.

すなわち、比較パターン1では、カウンタのカウント動作として、過電流検出回路でコンパレータから過電流検出信号が出力された周期では加算カウントをし、過電流検出信号が出力されない周期ではカウント値をリセットして「0」に戻す方式を示している。この方式では、図2に示した過電流検出信号の出力パターンが発生したときに、過電流状態の判定が時刻t13の時点となり、第1から第3パターンでの判定の時刻t10よりも大幅に遅れている。 In other words, in comparison pattern 1, the counter counts by adding up during the period when the overcurrent detection signal is output from the comparator in the overcurrent detection circuit, and resetting the count value to "0" during the period when the overcurrent detection signal is not output. In this method, when the output pattern of the overcurrent detection signal shown in Figure 2 occurs, the overcurrent state is determined to be present at time t13, which is significantly later than the time t10 determined in patterns 1 to 3.

また、比較パターン2では、カウンタのカウント動作として、過電流検出回路でコンパレータから過電流検出信号が出力された周期では加算カウントをし、過電流検出信号が出力されない周期ではカウント値を減算カウントする方式を示している。この方式では、図2に示した過電流検出信号の出力パターンが発生したときに、過電流状態の判定が時刻t11の時点となり、やはり第1から第3パターンでの判定の時刻t10よりも遅れていることがわかる。 In addition, in comparison pattern 2, the counter counts by incrementing the count value during periods when the overcurrent detection signal is output from the comparator in the overcurrent detection circuit, and decrementing the count value during periods when the overcurrent detection signal is not output. In this method, when the output pattern of the overcurrent detection signal shown in Figure 2 occurs, the overcurrent state is determined to be at time t11, which is later than the time t10 determined in patterns 1 to 3.

このような第1実施形態によれば、過電流検出回路20において、過電流判定部21によるカウンタの加算カウントの割合を、減算カウントの割合よりも大きい値に設定しているので、過電流状態で誤検出が発生することにより過電流検出信号の出力のある状態とない状態とが交互に発生するような場合でも、迅速に過電流状態を判定することができる。 According to the first embodiment, in the overcurrent detection circuit 20, the rate of the increment count of the counter by the overcurrent determination unit 21 is set to a value greater than the rate of the decrement count, so that the overcurrent state can be quickly determined even in cases where a false detection occurs in an overcurrent state, causing alternating states in which the overcurrent detection signal is output and not output.

そして、上記したカウンタの加算カウントの割合および減算カウントの割合の設定について、以下の第1~第3パターンの3通りの設定を可能としたので、種々の設定方向を採用できる。 The above-mentioned counter's increment and decrement ratios can be set in three different ways, the first to third patterns below, allowing for a variety of setting directions.

すなわち、第1パターンでは、加算カウント時のカウント周期に対して減算カウント時のカウント周期を長くすることで設定し、第2パターンでは、加算カウントするときの過電流検出信号の出力回数よりも減算カウントするときの過電流検出信号の未検出回数を多く設定し、第3パターンでは、加算カウント時のカウント値を減算カウント時のカウント値よりも多く設定することで実施した。 That is, in the first pattern, the count period during subtractive counting is set longer than the count period during incremental counting, in the second pattern, the number of times the overcurrent detection signal goes undetected during subtractive counting is set greater than the number of times the overcurrent detection signal is output during incremental counting, and in the third pattern, the count value during incremental counting is set greater than the count value during subtractive counting.

なお、上記実施形態において、第1パターンでは、過電流検出部による過電流検出信号があるときにはカウント値を加算カウントするとともに次の過電流検出を所定周期で実施し、過電流検出信号がないときにはカウント値を減算カウントするとともに次の過電流検出を所定周期よりも長い周期で実施するようにしても良い。 In the above embodiment, in the first pattern, when there is an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit, the count value is incremented and the next overcurrent detection is performed at a predetermined cycle, and when there is no overcurrent detection signal, the count value is decremented and the next overcurrent detection is performed at a cycle longer than the predetermined cycle.

また、第2パターンでは、過電流検出部による過電流検出信号が1回をまたは連続する複数回あるときにはカウント値を加算カウントし、過電流検出信号が加算カウント時よりも多い複数回連続するときにカウント値を減算カウントするようにしても良い。 In addition, in the second pattern, the count value may be incremented when the overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit is generated once or multiple times in succession, and the count value may be decremented when the overcurrent detection signal is generated multiple times in succession that is greater than the increment count.

そして、第3パターンでは、過電流検出部による過電流検出信号の検出があるときにはm個のカウント値を加算カウントし、過電流検出信号の検出がないときにはm個よりも少ないn(n<m)個のカウント値を減算カウントするようにしても良い。
また、上記実施形態では、過電流判定値を「6」あるいは「12」などとしているが、これらは一例に過ぎず、適宜の過電流判定値を設定することができる。
In the third pattern, when an overcurrent detection signal is detected by the overcurrent detection unit, m count values are counted up, and when an overcurrent detection signal is not detected, n count values less than m (n < m) are counted down.
In addition, in the above embodiment, the overcurrent determination value is set to "6" or "12", but these are merely examples, and any appropriate overcurrent determination value can be set.

(第2実施形態)
図3および図4は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、複数の過電流検知レベルを設定し、レベルによって加算カウント数を異なる設定としたものである。これによって、大電流を検知した時ほどカウンタ値を早く増加させることができ、大電流状態が継続する過電流状態ではより早く過電流状態を判定できるようにしている。
Second Embodiment
3 and 4 show the second embodiment, and the following describes the differences from the first embodiment. In this embodiment, multiple overcurrent detection levels are set, and the number of counts added is set differently depending on the level. This allows the counter value to be increased more quickly when a large current is detected, and enables the overcurrent state to be determined more quickly when the large current state continues.

図3は電気的構成を示すもので、スイッチング駆動回路10aの過電流検出回路20aは、過電流判定部21a、第1コンパレータ23aおよび第2コンパレータ23bを備えている。2つのコンパレータ23a、23bは、第1過電流検出部、第2過電流検出部として機能するもので、ともにMOSトランジスタ1のソース電圧Vsが反転入力端子に入力される。 Figure 3 shows the electrical configuration, and the overcurrent detection circuit 20a of the switching drive circuit 10a includes an overcurrent determination unit 21a, a first comparator 23a, and a second comparator 23b. The two comparators 23a and 23b function as a first overcurrent detection unit and a second overcurrent detection unit, and the source voltage Vs of the MOS transistor 1 is input to the inverting input terminal of both comparators.

そして、第1コンパレータ23aは、第1実施形態のコンパレータ22と同様に、非反転入力端子に参照電圧Vrefと同じレベルの第1参照電圧Vref1が入力される。また、第2コンパレータ23bは、非反転入力端子に第1参照電圧Vref1よりも大きく設定された第2参照電圧Vref2が入力される。 The first comparator 23a, like the comparator 22 of the first embodiment, receives a first reference voltage Vref1, which is at the same level as the reference voltage Vref, at its non-inverting input terminal. The second comparator 23b receives a second reference voltage Vref2, which is set to be higher than the first reference voltage Vref1, at its non-inverting input terminal.

第1コンパレータ22は、第1参照電圧Vref1に基づいて、第1実施形態と同じ第1過電流検出レベルIoc1の電流Idが流れた過電流状態を検出し、第2コンパレータ23は、第2参照電圧Vref2に基づいて、第1過電流検出レベルIoc1よりも大きい第2過電流検出レベルIoc2の電流Idが流れた過電流状態を検出する。 The first comparator 22 detects an overcurrent state in which a current Id of the first overcurrent detection level Ioc1, the same as in the first embodiment, flows based on the first reference voltage Vref1, and the second comparator 23 detects an overcurrent state in which a current Id of the second overcurrent detection level Ioc2, which is greater than the first overcurrent detection level Ioc1, flows based on the second reference voltage Vref2.

過電流判定部21aは、第1コンパレータ23aから第1過電流検出信号が入力されると、加算カウント値「1」を加算し、第2コンパレータ23bから第2過電流検出信号が入力されると、加算カウント値「2」を加算する。また、2つのコンパレータ23a、23bから、第1および第2過電流検出信号がいずれも出力されない場合には、減算カウント値「1」を減算する。 The overcurrent determination unit 21a adds an additional count value of "1" when the first overcurrent detection signal is input from the first comparator 23a, and adds an additional count value of "2" when the second overcurrent detection signal is input from the second comparator 23b. If neither the first nor second overcurrent detection signal is output from the two comparators 23a, 23b, the subtraction count value of "1" is subtracted.

次に、上記構成の作用について、図4も参照して説明する。
図4は、過電流検出回路20aの過電流判定部21aにおける判定動作を説明するためのすタイムチャートである。検出パターンを第4パターンとして示している。また、図4では、比較のために、前述した従来相当の比較パターン2を示している。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
4 is a time chart for explaining the determination operation in the overcurrent determination unit 21a of the overcurrent detection circuit 20a. The detection pattern is shown as the fourth pattern. For comparison, FIG. 4 also shows the comparative pattern 2 corresponding to the conventional technique.

第1実施形態の場合と同様の電流Idが流れた場合を示しており、この実施形態では、2つの検出レベルで第1または第2過電流検出信号を出力する。第1過電流検出レベルIoc1は、第1実施形態と同じレベルであるので、同様の過電流検出信号を第1過電流検出信号として出力している。また、第2過電流検出レベルIoc2は、第1過電流検出レベルIoc1よりも大きいレベルであり、ここでは、時刻t3、t6-t9の各周期で検出されており、第2過電流検出信号として出力している。また、時刻t4、t5の周期では、誤検出により過電流状態であるが第1および第2過電流検出信号のいずれも出力されていない。 This shows a case where the same current Id as in the first embodiment flows, and in this embodiment, the first or second overcurrent detection signal is output at two detection levels. The first overcurrent detection level Ioc1 is the same level as in the first embodiment, so a similar overcurrent detection signal is output as the first overcurrent detection signal. The second overcurrent detection level Ioc2 is a level greater than the first overcurrent detection level Ioc1, and is detected here at times t3 and in each of the cycles t6-t9, and is output as the second overcurrent detection signal. In the cycles of times t4 and t5, an overcurrent state occurs due to erroneous detection, but neither the first nor the second overcurrent detection signal is output.

図4に示しているように、第1過電流検出信号が時刻t0からt3の周期にかけて4回連続して出力され、時刻t3の周期では過電流検出信号2も出力されている。すると、過電流判定部21aは、時刻t0からt2の3周期の検出タイミングにおいて、カウント値を「1」加算カウントし、時刻t4のタイミングでカウント値を「2」加算カウントする。これにより、「1」、「2」、「3」、「5」とカウント値が増加する。 As shown in FIG. 4, the first overcurrent detection signal is output four times in succession over the period from time t0 to t3, and overcurrent detection signal 2 is also output during the period from time t3. Then, the overcurrent determination unit 21a increments the count value by "1" at the detection timing of three periods from time t0 to t2, and increments the count value by "2" at the detection timing of time t4. This causes the count value to increase to "1", "2", "3", and "5".

この後、時刻t4およびt5の周期でノイズなどの影響により誤信号で電流値が小さく第1および第2過電流検出信号がいずれも連続して出力されない状態になると、過電流判定部21aは時刻t5、t6の各タイミングでカウント値を順次「1」減算カウントして「4」、「3」と下げていく。 After that, if the current value becomes small due to an erroneous signal caused by noise or the like during the cycles of time t4 and t5, and neither the first nor the second overcurrent detection signal is output continuously, the overcurrent determination unit 21a will sequentially decrement the count value by "1" at each of times t5 and t6, decreasing it to "4" and then "3."

実際にはMOSトランジスタ1の電流Idが第2過電流検出レベルIoc2を超える状態となっているので、続く時刻t6、t7の各周期で誤検出となることなく第1および第2過電流検出信号がそれぞれ出力されると、過電流判定部21aは、それぞれ時刻t7、t8のタイミングでカウント値を「2」加算カウントする。これにより、カウント値は「5」、「7」と増加する。 In reality, the current Id of MOS transistor 1 exceeds the second overcurrent detection level Ioc2, so when the first and second overcurrent detection signals are output without erroneous detection in the following cycles at times t6 and t7, the overcurrent determination unit 21a increments the count value by "2" at times t7 and t8, respectively. As a result, the count value increases to "5" and then "7".

これにより、時刻t8でカウント値が過電流判定値である「6」を超えるので、過電流判定部21aは、保護回路13に判定信号を出力して保護動作を行わせる。 As a result, at time t8, the count value exceeds the overcurrent judgment value of "6", so the overcurrent judgment unit 21a outputs a judgment signal to the protection circuit 13 to perform a protection operation.

このような第2実施形態では、第4パターンとして、過電流判定部21aにより、第1過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を「1」加算カウントし、第2過電流検出信号が出力されたときには、カウント値を「2」加算カウントし、第1および第2過電流検出信号がいずれも出力されないときには、カウント値を「1」減算カウントするようにした。 In the second embodiment, as a fourth pattern, the overcurrent determination unit 21a increments the count value by "1" when the first overcurrent detection signal is output, increments the count value by "2" when the second overcurrent detection signal is output, and decrements the count value by "1" when neither the first nor second overcurrent detection signal is output.

これにより、時間当たりの加算カウントのカウント数が大きく設定された状態になる。この結果、第1パターンの場合と同様の効果を得ることができる。また、第2過電流検出レベルIoc2を超える大きな過電流が流れる場合には、カウント値を「2」増加させることで、迅速に過電流状態を判定することができるようになる。 This results in a state in which the number of counts added per time is set large. As a result, it is possible to obtain the same effect as in the case of the first pattern. Furthermore, when a large overcurrent that exceeds the second overcurrent detection level Ioc2 flows, the count value is increased by "2", making it possible to quickly determine the overcurrent state.

なお、上記実施形態において、第1および第2過電流検出信号の出力に応じて加算カウントするカウント値は「1」、「2」に限らず、第2過電流検出信号の出力に応じたカウント値を大きくする条件を満たせば適宜のカウント値に設定することができる。 In the above embodiment, the count value added in response to the output of the first and second overcurrent detection signals is not limited to "1" or "2", and can be set to an appropriate count value as long as the condition for increasing the count value in response to the output of the second overcurrent detection signal is satisfied.

(第3実施形態)
図5は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、スイッチング駆動回路10bの起動時にモニタ端子VOMの開放異常による過昇圧不具合を防止できる構成例と組み合わせたものである。
Third Embodiment
5 shows the third embodiment, and the following describes the differences from the first embodiment. In this embodiment, a configuration example is combined with the switching driver circuit 10b that can prevent overboost due to an open circuit abnormality of the monitor terminal VOM when the switching driver circuit 10b is started.

図5に示すように、本実施形態では、第1実施形態の構成に加えて、出力電圧Voutをモニタし、過電圧検出する過電圧検出回路14、起動時の制御切替を行う起動時制御回路15および電源特性改善のため軽負荷時のみ電流を増加する軽負荷制御回路16を備えている。また、軽負荷制御回路16によりオンオフの駆動制御がなされるMOSトランジスタ17を備えている。 As shown in FIG. 5, in addition to the configuration of the first embodiment, this embodiment includes an overvoltage detection circuit 14 that monitors the output voltage Vout and detects overvoltage, a startup control circuit 15 that switches control at startup, and a light load control circuit 16 that increases the current only under light load to improve power supply characteristics. It also includes a MOS transistor 17 that is turned on and off by the light load control circuit 16.

パワーステージ100にはコンデンサ5の充電電荷を放電させるために、出力端子が抵抗6を介してスイッチング駆動回路10bのブリード端子BREEDに接続されている。過電圧検出回路14は、パワーステージ100の出力端子がモニタ端子VOMを介して接続されるとともに、ブリード端子BREEDからも出力電圧Voutがモニタされる。 The output terminal of the power stage 100 is connected to the bleed terminal BREED of the switching drive circuit 10b via a resistor 6 in order to discharge the charge in the capacitor 5. The output terminal of the power stage 100 is connected to the overvoltage detection circuit 14 via a monitor terminal VOM, and the output voltage Vout is also monitored from the bleed terminal BREED.

軽負荷制御回路16は、過電流検出端子OCからソース電圧Vsが入力され、MOSトランジスタ1の電流Idが所定以下に低下する軽負荷状態を検出している。軽負荷制御回路16は、軽負荷状態であると判定すると、MOSトランジスタ17をオン駆動してコンデンサ5の電荷を放電させることで出力端子Voutの電位が上昇するのを防止する。 The light-load control circuit 16 receives the source voltage Vs from the overcurrent detection terminal OC and detects a light-load state in which the current Id of the MOS transistor 1 drops below a predetermined level. When the light-load control circuit 16 determines that a light-load state exists, it turns on the MOS transistor 17 to discharge the charge in the capacitor 5, thereby preventing the potential of the output terminal Vout from rising.

また、起動時制御回路15は、モニタ端子VOMが開放状態である場合に、電源起動を行うとフィードバック制御がフルオン動作となって負荷に過電圧がかかるのを防止するためのもので、起動時に軽負荷制御回路16をオフ状態とし、ブリード端子BREEDの電圧をモニタすることでモニタ端子VOMとブリード端子BREEDの電位差によりモニタ端子VOMの開放異常を検出する。 The startup control circuit 15 prevents overvoltage from being applied to the load by causing the feedback control to go into full-on operation when the power supply is started up if the monitor terminal VOM is in an open state. During startup, the light load control circuit 16 is turned off, and the voltage of the bleed terminal BREED is monitored to detect an open circuit abnormality in the monitor terminal VOM based on the potential difference between the monitor terminal VOM and the bleed terminal BREED.

このような第3実施形態によれば、過電流状態の判定に加えて、過電圧状態の検出や起動時の制御も併せて行えるので、スイッチング駆動回路10bによるパワーステージ100の駆動制御をより高機能で保護動作を行うようにすることができる。 According to the third embodiment, in addition to determining an overcurrent state, it is also possible to detect an overvoltage state and perform control at startup, so that the drive control of the power stage 100 by the switching drive circuit 10b can perform protective operations with higher functionality.

(他の実施形態)
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
Other Embodiments
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to various embodiments without departing from the spirit of the present invention, and can be modified or expanded as follows, for example.

上記各実施形態では、MOSトランジスタ1はPチャンネル型のMOSFETを用いたが、Nチャンネル型のMOSFETを用いることもできる。この場合には、ソースとドレインが逆になるので、ソース電圧Vsではなくドレイン電圧Vdがコンパレータ22に入力されるが、基本的には同様の検出原理を実施することができる。 In each of the above embodiments, a P-channel MOSFET is used as the MOS transistor 1, but an N-channel MOSFET can also be used. In this case, the source and drain are reversed, so that the drain voltage Vd is input to the comparator 22 instead of the source voltage Vs, but basically the same detection principle can be implemented.

上記各実施形態では、過電流検出回路20、20aをスイッチング電源回路10、10a、10bに適用した場合を示したが、シリーズ電源の半導体素子の過電流検出に用いることもできる。この場合、過電流検出動作を周期的に実施する構成の過電流検出回路に適用することができる。 In the above embodiments, the overcurrent detection circuits 20 and 20a are applied to the switching power supply circuits 10, 10a and 10b, but they can also be used to detect overcurrent in semiconductor elements of a series power supply. In this case, they can be applied to an overcurrent detection circuit configured to periodically perform overcurrent detection operations.

上記各実施形態では、半導体素子として、MOSトランジスタ1を用いる構成を示したが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やバイポーラトランジスタなどを用いたパワーステージに適用することもできる。 In each of the above embodiments, a configuration using a MOS transistor 1 as a semiconductor element has been shown, but it can also be applied to a power stage using an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a bipolar transistor.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to the embodiment, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also encompasses various modifications and modifications within the scope of equivalents. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more than one element, or less than one element, are also within the scope and concept of the present disclosure.

図面中、1はMOSトランジスタ(半導体素子)、10、10a、10bはスイッチング駆動回路、11はスイッチング制御回路、12は駆動回路、13は保護回路、14は過電圧検出回路、20、20aは過電流検出回路、21、21aは過電流判定部(判定部)、22はコンパレータ(過電流検出部)、23aは第1コンパレータ(第1過電流検出部)、23bは第2コンパレータ(第2過電流検出部)、100はパワーステージである。 In the drawing, 1 is a MOS transistor (semiconductor element), 10, 10a, and 10b are switching drive circuits, 11 is a switching control circuit, 12 is a drive circuit, 13 is a protection circuit, 14 is an overvoltage detection circuit, 20 and 20a are overcurrent detection circuits, 21 and 21a are overcurrent judgment units (judgment units), 22 is a comparator (overcurrent detection unit), 23a is a first comparator (first overcurrent detection unit), 23b is a second comparator (second overcurrent detection unit), and 100 is a power stage.

Claims (4)

半導体素子に流れる過電流を検出して保護動作を行わせるようにした過電流検出回路であって、
前記半導体素子に流れる電流を所定周期で検出して過電流検出レベルを超えるときに過電流検出信号を出力する過電流検出部(22、23a、23b)と、
前記過電流検出部による前記過電流検出信号があるときに応じてカウント値を加算カウントし、前記過電流検出信号がないときに応じて前記カウント値を減算カウントし、前記カウント値が判定カウント値に達したときに過電流状態を判定する判定部(21、21a)とを備え、
前記判定部は、単位時間あたりの加算カウントのカウント数を、単位時間あたりの減算カウントのカウント数よりも大きくなるように設定しており、
前記判定部は、前記過電流検出部による前記過電流検出信号があるときにはカウント値を加算カウントするとともに次の過電流検出を前記所定周期で実施し、前記過電流検出信号がないときにはカウント値を減算カウントするとともに次の過電流検出を前記所定周期よりも長い周期で実施する過電流検出回路。
An overcurrent detection circuit that detects an overcurrent flowing through a semiconductor element and performs a protective operation,
an overcurrent detection unit (22, 23a, 23b) that detects a current flowing through the semiconductor element at a predetermined period and outputs an overcurrent detection signal when the current exceeds an overcurrent detection level;
a determination unit (21, 21a) that increments a count value when there is an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit, decrements the count value when there is no overcurrent detection signal, and determines an overcurrent state when the count value reaches a determination count value;
the determination unit sets a count number of an increment count per unit time to be greater than a count number of a decrement count per unit time ,
The overcurrent detection circuit has a count value that is incremented when an overcurrent detection signal is received from the overcurrent detection unit, and performs the next overcurrent detection at the specified period, and a count value that is decremented when the overcurrent detection signal is not received, and performs the next overcurrent detection at a period longer than the specified period .
半導体素子に流れる過電流を検出して保護動作を行わせるようにした過電流検出回路であって、
前記半導体素子に流れる電流を所定周期で検出して過電流検出レベルを超えるときに過電流検出信号を出力する過電流検出部(22、23a、23b)と、
前記過電流検出部による前記過電流検出信号があるときに応じてカウント値を加算カウントし、前記過電流検出信号がないときに応じて前記カウント値を減算カウントし、前記カウント値が判定カウント値に達したときに過電流状態を判定する判定部(21、21a)とを備え、
前記判定部は、単位時間あたりの加算カウントのカウント数を、単位時間あたりの減算カウントのカウント数よりも大きくなるように設定しており、
前記判定部は、前記過電流検出部による前記過電流検出信号が1回をまたは連続する複数回あるときにはカウント値を加算カウントし、前記過電流検出信号が前記加算カウント時よりも多い複数回連続するときには前記カウント値を減算カウントする過電流検出回路。
An overcurrent detection circuit that detects an overcurrent flowing through a semiconductor element and performs a protective operation,
an overcurrent detection unit (22, 23a, 23b) that detects a current flowing through the semiconductor element at a predetermined period and outputs an overcurrent detection signal when the current exceeds an overcurrent detection level;
a determination unit (21, 21a) that increments a count value when there is an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit, decrements the count value when there is no overcurrent detection signal, and determines an overcurrent state when the count value reaches a determination count value;
the determination unit sets a count number of an increment count per unit time to be greater than a count number of a decrement count per unit time ,
The judgment unit is an overcurrent detection circuit that counts up a count value when the overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit is generated once or multiple times in succession, and counts down the count value when the overcurrent detection signal is generated multiple times in succession that is greater than the time for the additional count .
前記半導体素子をスイッチング駆動により所定電圧を出力するようにしたスイッチング電源回路であって、
前記請求項1または2に記載の過電流検出回路(20、20a、20b)と、
前記過電流検出回路により前記半導体素子の過電流状態が判定されたときに前記半導体素子を保護する保護回路(13)とを備えたスイッチング電源回路。
A switching power supply circuit configured to output a predetermined voltage by switching driving the semiconductor element,
The overcurrent detection circuit (20, 20a, 20b) according to claim 1 or 2 ,
a protection circuit (13) for protecting the semiconductor element when an overcurrent state of the semiconductor element is determined by the overcurrent detection circuit.
前記半導体素子に印加される電圧を検出して過電圧が印加されているときに前記保護回路により保護動作を実施させる過電圧検出回路(14)を備えた請求項に記載のスイッチング電源回路。 4. The switching power supply circuit according to claim 3 , further comprising an overvoltage detection circuit (14) for detecting a voltage applied to the semiconductor element and causing the protection circuit to perform a protection operation when an overvoltage is applied to the semiconductor element.
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