JPH08335522A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
内燃機関用点火装置Info
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- JPH08335522A JPH08335522A JP7141602A JP14160295A JPH08335522A JP H08335522 A JPH08335522 A JP H08335522A JP 7141602 A JP7141602 A JP 7141602A JP 14160295 A JP14160295 A JP 14160295A JP H08335522 A JPH08335522 A JP H08335522A
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- JP
- Japan
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- transistor
- temperature
- circuit
- combustion engine
- internal combustion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】点火装置の構造として、電流制限回路及び、サ
ーマルシャットオフ回路をIGBT構造内部に作り込み小型
化することを目的とする。 【構成】ワンチップの中に電流制限回路及び、温度検知
回路を設けた構造。 【効果】ＩＧＢＴ構造内部に電流制限回路及び、サーマ
ルシャットオフ回路を作り込むことができるため点火装
置の単純化、及び小型化に有効である。
ーマルシャットオフ回路をIGBT構造内部に作り込み小型
化することを目的とする。 【構成】ワンチップの中に電流制限回路及び、温度検知
回路を設けた構造。 【効果】ＩＧＢＴ構造内部に電流制限回路及び、サーマ
ルシャットオフ回路を作り込むことができるため点火装
置の単純化、及び小型化に有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ワンチップタイプ内燃機関用点火
装置の構造に関する。
装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関用点火装置にＩＧＢＴを用い、
それに保護機能を持たせた技術には、特開平2−171904
号がある。これは、電流制限回路の最適化とＩＧＢＴに
よる大電流化への対応を目的としたものである。
それに保護機能を持たせた技術には、特開平2−171904
号がある。これは、電流制限回路の最適化とＩＧＢＴに
よる大電流化への対応を目的としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、Ｉ
ＧＢＴの保護機能として電流制限回路を付加し、この電
流制限特性の精度向上を目的としたものであるが、連続
通電に対する保護機能を持っておらず、異常時におこる
急激な発熱によるパワートランジスターの破壊に対して
は必ずしも信頼性の高いものではなかった。また、保護
回路を構成するコンパレータ，トランジスタ及び抵抗素
子をＩＧＢＴの中で実現するための手段については述べ
ておられず、全回路ＩＣ化によるワンチップイグナイタ
を達成するためのものではなくコンパクトな点火装置を
供給するためには必ずしも有効な手段とはなっていなか
った。
ＧＢＴの保護機能として電流制限回路を付加し、この電
流制限特性の精度向上を目的としたものであるが、連続
通電に対する保護機能を持っておらず、異常時におこる
急激な発熱によるパワートランジスターの破壊に対して
は必ずしも信頼性の高いものではなかった。また、保護
回路を構成するコンパレータ，トランジスタ及び抵抗素
子をＩＧＢＴの中で実現するための手段については述べ
ておられず、全回路ＩＣ化によるワンチップイグナイタ
を達成するためのものではなくコンパクトな点火装置を
供給するためには必ずしも有効な手段とはなっていなか
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、縦型ＩＧＢＴイグナイタに電流制限回路及び、チッ
プの温度を検知し、この温度が設定温度以上になった場
合に一次電流を強制的に遮断するサーマルシャットオフ
回路をワンチップで全て作り込むことによりコンパクト
な点火装置を供給することができる。
に、縦型ＩＧＢＴイグナイタに電流制限回路及び、チッ
プの温度を検知し、この温度が設定温度以上になった場
合に一次電流を強制的に遮断するサーマルシャットオフ
回路をワンチップで全て作り込むことによりコンパクト
な点火装置を供給することができる。
【０００５】又、サーマルシャットオフ回路の異常検出
温度を動作保証温度より高い温度且つ、破壊ジャンクシ
ョン温度以下に設定し、検出温度と復帰温度にヒステリ
シスをもたせ、一度強制遮断モードを発生した場合しが
らく復帰しないようにパワートランジスタを熱破壊から
守ることにより、信頼性の高い点火装置を達成すること
ができる。
温度を動作保証温度より高い温度且つ、破壊ジャンクシ
ョン温度以下に設定し、検出温度と復帰温度にヒステリ
シスをもたせ、一度強制遮断モードを発生した場合しが
らく復帰しないようにパワートランジスタを熱破壊から
守ることにより、信頼性の高い点火装置を達成すること
ができる。
【０００６】サーマルシャットオフ回路の温度検出素子
を縦形ＩＧＢＴ構造内のＰＮ接合ダイオードで構成する
ことにより、ＩＧＢＴのジャンクション温度をほとんど
ダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシャ
ットオフ回路が可能となる。電流制限回路を構成するト
ランジスタをＩＧＢＴ構造内で作り込むことにより、全
回路ＩＣ化によるワンチップＩＧＢＴイグナイタを達成
することができる。
を縦形ＩＧＢＴ構造内のＰＮ接合ダイオードで構成する
ことにより、ＩＧＢＴのジャンクション温度をほとんど
ダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシャ
ットオフ回路が可能となる。電流制限回路を構成するト
ランジスタをＩＧＢＴ構造内で作り込むことにより、全
回路ＩＣ化によるワンチップＩＧＢＴイグナイタを達成
することができる。
【０００７】
【作用】本発明によれば、従来の点火装置が持っている
大電流スイッチング機能に追加して、電流制限機能，連
続通電及びダンプサージに対するパワートランジスター
の保護回路を持った点火装置がワンチップＩＧＢＴで可
能となる。
大電流スイッチング機能に追加して、電流制限機能，連
続通電及びダンプサージに対するパワートランジスター
の保護回路を持った点火装置がワンチップＩＧＢＴで可
能となる。
【０００８】
【実施例】図１には、通常の点火システムの構成を示す
(サーマルシャットオフ機能なし)。１はＥＣＵ、２は点
火装置、３は点火コイル、４は点火プラグを示す。ECU1
の出力段は、ＰＮＰトランジスタ９，ＮＰＮトランジス
タ１０，抵抗１１，１２より構成され、適正な点火タイ
ミングでトランジスタ９，１０をＯＮ，ＯＦＦし、点火
装置にＨＩＧＨ，ＬＯＷのパルスを出力する。点火装置
２は、パワートランジスタ５、とハイブリッジＩＣに実
装された電流検出用負荷６，電流制御回路７より構成さ
れ、ＥＣＵ１の出力信号がＬＯＷ→ＨＩＧＨでパワート
ランジスタ５は通電を開始し、ＨＩＧＨ→ＬＯＷで遮断
することによりパワートランジスタ５のコレクタ部に３
００〜４００Ｖの高電圧を発生する。
(サーマルシャットオフ機能なし)。１はＥＣＵ、２は点
火装置、３は点火コイル、４は点火プラグを示す。ECU1
の出力段は、ＰＮＰトランジスタ９，ＮＰＮトランジス
タ１０，抵抗１１，１２より構成され、適正な点火タイ
ミングでトランジスタ９，１０をＯＮ，ＯＦＦし、点火
装置にＨＩＧＨ，ＬＯＷのパルスを出力する。点火装置
２は、パワートランジスタ５、とハイブリッジＩＣに実
装された電流検出用負荷６，電流制御回路７より構成さ
れ、ＥＣＵ１の出力信号がＬＯＷ→ＨＩＧＨでパワート
ランジスタ５は通電を開始し、ＨＩＧＨ→ＬＯＷで遮断
することによりパワートランジスタ５のコレクタ部に３
００〜４００Ｖの高電圧を発生する。
【０００９】図２には、本発明のワンチップ点火装置の
構成を表す内部等価回路を示す。
構成を表す内部等価回路を示す。
【００１０】１３は点火コイル、１４は点火コイル１３
の１次コイルに流れる１次電流を通電，遮断するＩＧＢ
Ｔ、１５は１次電流を検知する電流検知回路、１６は電
流検知回路１５によってゲート電圧を制御して１次電流
を設定値に制限する電流制限回路、１７はチップの温度
を検知する温度検知回路及び条件によって１次電流を強
制的に遮断し、再復帰させるサーマルシャットオフ回路
である。１８はIGBT14，電流検知回路１５，電流制限回
路１６，サーマルシャットオフ１７をワンチップに集約
したＩＣである。
の１次コイルに流れる１次電流を通電，遮断するＩＧＢ
Ｔ、１５は１次電流を検知する電流検知回路、１６は電
流検知回路１５によってゲート電圧を制御して１次電流
を設定値に制限する電流制限回路、１７はチップの温度
を検知する温度検知回路及び条件によって１次電流を強
制的に遮断し、再復帰させるサーマルシャットオフ回路
である。１８はIGBT14，電流検知回路１５，電流制限回
路１６，サーマルシャットオフ１７をワンチップに集約
したＩＣである。
【００１１】ＩＧＢＴは、ゲート電圧を正にしたり、負
にしたりすることで、デバイスのオン・オフ制御ができ
る。図３はその代表的な断面図である。ＰＮＰＮの４層
構造で形成されている。コレクタ１９・エミッタ２０間
に順電圧を印加した状態で、ゲート２１・エミッタ２０
間に正の電圧（Ｖｔｈ以上）を印加すると、Ｐベース層
２３にＮチャンネルが形成され、コレクタ１９からエミ
ッタ２０に向かうルートで電流が流れる。
にしたりすることで、デバイスのオン・オフ制御ができ
る。図３はその代表的な断面図である。ＰＮＰＮの４層
構造で形成されている。コレクタ１９・エミッタ２０間
に順電圧を印加した状態で、ゲート２１・エミッタ２０
間に正の電圧（Ｖｔｈ以上）を印加すると、Ｐベース層
２３にＮチャンネルが形成され、コレクタ１９からエミ
ッタ２０に向かうルートで電流が流れる。
【００１２】図４にＩＧＢＴ構造内に形成されたサーマ
ルシャットオフ回路の温度検出素子として用いられるダ
イオードを示す。Ｎ層２３よりコンタクト２４で引き出
されたカソード２５とＰ層２６とＮ層２７をブリッジし
てコンタクト２８で引き出されたアノード２９より形成
されている。ＩＧＢＴ内のＰＮ接合ダイオードで構成す
ることにより、ＩＧＢＴのジャンクション温度をほとん
どダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシ
ャットオフ回路を可能としている。ＩＧＢＴ構造内の寄
生ダイオードの影響を受けやすい場合は図５に示すよう
に、ポリシリコンダイオード３０で構成することにより
この影響をなくすことができるが、酸化膜を介しての温
度検出となるため、温度検出の精度が悪くなる。これと
同じプロセスを用いて、ＩＧＢＴ構造内に保護回路に使
うトランジスタを形成したものが図６に示したラテラル
形ＮＰＮトランジスタ３１と図７に示したＮチャンネル
ＭＯＳトランジスタ３２である。Ｐ層３３の中にＮ層３
４を２つ浮かべた構造となっており、Ｐ層３３から直接
コンタクト３５でベース３６を引き出したものがバイポ
ーラ・ラテラル形ＮＰＮトランジスタ３１であり、Ｐ層
３３の上に酸化膜３７を施しそこからゲート３８を引き
出した構造のものがＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３
２となる。また、図８に示したように、Ｎ拡散層を抵抗
素子３９として用いることも可能である。但し、Ｎ層の
抵抗は抵抗値が低く、大きな抵抗値を作るにはスペース
的に不利となるため、大きな抵抗値を作る場合は、ＩＧ
ＢＴの表面に形成されるポリシリコン抵抗で構成する。
ルシャットオフ回路の温度検出素子として用いられるダ
イオードを示す。Ｎ層２３よりコンタクト２４で引き出
されたカソード２５とＰ層２６とＮ層２７をブリッジし
てコンタクト２８で引き出されたアノード２９より形成
されている。ＩＧＢＴ内のＰＮ接合ダイオードで構成す
ることにより、ＩＧＢＴのジャンクション温度をほとん
どダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシ
ャットオフ回路を可能としている。ＩＧＢＴ構造内の寄
生ダイオードの影響を受けやすい場合は図５に示すよう
に、ポリシリコンダイオード３０で構成することにより
この影響をなくすことができるが、酸化膜を介しての温
度検出となるため、温度検出の精度が悪くなる。これと
同じプロセスを用いて、ＩＧＢＴ構造内に保護回路に使
うトランジスタを形成したものが図６に示したラテラル
形ＮＰＮトランジスタ３１と図７に示したＮチャンネル
ＭＯＳトランジスタ３２である。Ｐ層３３の中にＮ層３
４を２つ浮かべた構造となっており、Ｐ層３３から直接
コンタクト３５でベース３６を引き出したものがバイポ
ーラ・ラテラル形ＮＰＮトランジスタ３１であり、Ｐ層
３３の上に酸化膜３７を施しそこからゲート３８を引き
出した構造のものがＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３
２となる。また、図８に示したように、Ｎ拡散層を抵抗
素子３９として用いることも可能である。但し、Ｎ層の
抵抗は抵抗値が低く、大きな抵抗値を作るにはスペース
的に不利となるため、大きな抵抗値を作る場合は、ＩＧ
ＢＴの表面に形成されるポリシリコン抵抗で構成する。
【００１３】図９には、本発明の一実施例の点火システ
ム構成を示す。図１の通常のシステムに対しパワートラ
ンジスタ，電流検出用負荷，電流制御回路は同一ワンチ
ップ上の集積回路で構成されている。
ム構成を示す。図１の通常のシステムに対しパワートラ
ンジスタ，電流検出用負荷，電流制御回路は同一ワンチ
ップ上の集積回路で構成されている。
【００１４】パワートランジスタ４０はエンハンスメン
ト形ｎ−チャンネルＭＯＳゲートとＰＮＰバイポーラト
ランジスタを組み合わせたＩＧＢＴでありコレクタ〜ド
レイン及びドレイン〜ソース間にはフライホイール電流
を流す寄生ツェナーダイオード４１，４２が設けられて
いる。
ト形ｎ−チャンネルＭＯＳゲートとＰＮＰバイポーラト
ランジスタを組み合わせたＩＧＢＴでありコレクタ〜ド
レイン及びドレイン〜ソース間にはフライホイール電流
を流す寄生ツェナーダイオード４１，４２が設けられて
いる。
【００１５】電流検出負荷素子４３はＩＧＢＴのエミッ
タとＧＮＤ間に設けられる。負荷素子は全て抵抗のみな
らず電流が設定できるインピーダンス素子を想定する。
電流制御回路部はトランジスタ４４，４５及び抵抗４
６，４７による作動回路により構成される。抵抗４８，
４９により分圧された電圧源の出力端子をトランジスタ
４５のベースに接続する。トランジスタ４４のベース電
圧は、トランジスタ４５のベース電圧と同電位になるよ
うに動作するので、分圧電源の抵抗４８，４９の温度係
数を零になるように設定することにより、負荷素子４３
による電圧降下はつねに一定となり温度係数をもたない
電流検出を可能としている。
タとＧＮＤ間に設けられる。負荷素子は全て抵抗のみな
らず電流が設定できるインピーダンス素子を想定する。
電流制御回路部はトランジスタ４４，４５及び抵抗４
６，４７による作動回路により構成される。抵抗４８，
４９により分圧された電圧源の出力端子をトランジスタ
４５のベースに接続する。トランジスタ４４のベース電
圧は、トランジスタ４５のベース電圧と同電位になるよ
うに動作するので、分圧電源の抵抗４８，４９の温度係
数を零になるように設定することにより、負荷素子４３
による電圧降下はつねに一定となり温度係数をもたない
電流検出を可能としている。
【００１６】サーマルシャットオフ回路は、トランジス
タ５０，信号線からＧＮＤに向かって順方向に接続され
たダイオード５３，５４とそのプルアップ素子５５，ト
ランジスタ５６，５７及び抵抗５８，５９，６０で構成
された作動回路とその分圧電源をなす抵抗６１，６２か
ら成っている。作動回路の出力はトランジスタ５６のド
レインから出し、抵抗５１を介してトランジスタ５０の
ゲートと、抵抗４３を介してトランジスタ５７のゲート
に接続されている。
タ５０，信号線からＧＮＤに向かって順方向に接続され
たダイオード５３，５４とそのプルアップ素子５５，ト
ランジスタ５６，５７及び抵抗５８，５９，６０で構成
された作動回路とその分圧電源をなす抵抗６１，６２か
ら成っている。作動回路の出力はトランジスタ５６のド
レインから出し、抵抗５１を介してトランジスタ５０の
ゲートと、抵抗４３を介してトランジスタ５７のゲート
に接続されている。
【００１７】サーマルシャットオフ回路は連続通電等に
よるパワートランジスタの熱破壊を防止するために設け
ている。図１０に一次電流波形，コレクタ・エミッタ間
電圧，消費電力の関係を示す。パワートランジスタの発
熱は消費電力によって決まるため、１次電流とコレクタ
・エミッタ間電圧の積算で求めることができる。電流制
限にかかっていない範囲をｔ１，電流制限の範囲をｔ２
とする。ｔ１の範囲における１次電流の値は０Ａから通
常約８Ａでオン・オフされ、コレクタ・エミッタ間電圧
は１〜２Ｖであるため消費電力はＰ＝（Ｖｃｅ×(Ｉｃ
ｍａｘ÷２)×ｔ１）÷周期の式で求まる。例えば、ｔ
１＝４ｍｓ，周期＝６ｍｓの時の消費電力は４Ｗであり
発熱は小さい。一方、連続通電が発生した場合は、電流
制限領域ｔ２の消費電力が長時間続くモードとなる。ｔ
２の範囲における１次電流の値は８Ａコンスタント，コ
レクタ・エミッタ間電圧は約８ＶであるためＰ＝(８Ａ)
×（８Ｖ）＝６４Ｗであり発熱が大きく数秒でパワート
ランジスタが破壊に至る。また電流制限中にバッテリー
ラインに不具合が発生し、ラインにダンプサージが乗っ
た場合には、発熱はさらに大きくなり短時間で破壊に至
る。サーマルシャットオフはパワートランジスタの温度
を検出し、破壊温度に至る前に通電信号を強制的に遮断
する機能である。
よるパワートランジスタの熱破壊を防止するために設け
ている。図１０に一次電流波形，コレクタ・エミッタ間
電圧，消費電力の関係を示す。パワートランジスタの発
熱は消費電力によって決まるため、１次電流とコレクタ
・エミッタ間電圧の積算で求めることができる。電流制
限にかかっていない範囲をｔ１，電流制限の範囲をｔ２
とする。ｔ１の範囲における１次電流の値は０Ａから通
常約８Ａでオン・オフされ、コレクタ・エミッタ間電圧
は１〜２Ｖであるため消費電力はＰ＝（Ｖｃｅ×(Ｉｃ
ｍａｘ÷２)×ｔ１）÷周期の式で求まる。例えば、ｔ
１＝４ｍｓ，周期＝６ｍｓの時の消費電力は４Ｗであり
発熱は小さい。一方、連続通電が発生した場合は、電流
制限領域ｔ２の消費電力が長時間続くモードとなる。ｔ
２の範囲における１次電流の値は８Ａコンスタント，コ
レクタ・エミッタ間電圧は約８ＶであるためＰ＝(８Ａ)
×（８Ｖ）＝６４Ｗであり発熱が大きく数秒でパワート
ランジスタが破壊に至る。また電流制限中にバッテリー
ラインに不具合が発生し、ラインにダンプサージが乗っ
た場合には、発熱はさらに大きくなり短時間で破壊に至
る。サーマルシャットオフはパワートランジスタの温度
を検出し、破壊温度に至る前に通電信号を強制的に遮断
する機能である。
【００１８】サーマルシャットオフ回路の動作原理につ
いて以下図１１を用いて説明する。は点火コイルを駆
動する制御信号である。はの制御信号により通電・
遮断される点火コイルの１次電流である。ａは連続通電
の範囲であり、ｂはサーマルシャットオフが働いた点で
あり、ｃは再復帰点である。
いて以下図１１を用いて説明する。は点火コイルを駆
動する制御信号である。はの制御信号により通電・
遮断される点火コイルの１次電流である。ａは連続通電
の範囲であり、ｂはサーマルシャットオフが働いた点で
あり、ｃは再復帰点である。
【００１９】はトランジスタ２８のゲート電圧であ
る。作動回路のトランジスタ２８のゲートには抵抗３
５，３６の分圧により約１Ｖがかかるように設定してあ
る。はトランジスタ２７のゲート電圧である。トラン
ジスタ２７のゲートは二段重ねしたダイオード２５，２
６のアノードに接続されているためゲートにはダイオー
ドの順方向電圧の２倍の電圧すなわち常温で０.７Ｖ×
２＝１.４Ｖがかかっており、普通の状態では作動回路
の出力はＬＯＷとなりトランジスタ２３はＯＦＦとなっ
ている。ダイオードの順方向電圧は一般に−２ｍＶ／℃
の温度係数をもっているため、温度が上がるとこれに準
じて電圧が下がる。例えば、連続通電等の異常が発生し
パワートランジスタの温度が２００℃以上に上がった場
合、−0.002Ｖ×２００＝−０.４Ｖ 以上の電圧ドロッ
プとなるためトランジスタ２７に印加される電圧は１.
４Ｖ−０.４Ｖ＝１Ｖ以下となり作動回路の出力はＨＩ
ＧＨとなりトランジスタ２３がＯＮし、信号ラインをＧ
ＮＤにおとし１次電流を強制遮断する。さらに、この作
動回路の出力は抵抗３２を介してトランジスタ２８のゲ
ートに復還し、復帰しきい値′に０.１Ｖ 以上のヒス
テリシスをもたせているためパワートランジスタの温度
がシャットオフ温度より５０℃以上下がるまで再通電を
禁止している。この検出温度はイグナイタの最大動作保
証温度より高い値且つ、トランジスタの破壊ジャンクシ
ョン温度以下に設定しているため、通常の動作温度範囲
では普通に動作し、異常発熱時のみ動作を強制的に制御
しイグナイタを熱破壊から守ることが可能となってい
る。
る。作動回路のトランジスタ２８のゲートには抵抗３
５，３６の分圧により約１Ｖがかかるように設定してあ
る。はトランジスタ２７のゲート電圧である。トラン
ジスタ２７のゲートは二段重ねしたダイオード２５，２
６のアノードに接続されているためゲートにはダイオー
ドの順方向電圧の２倍の電圧すなわち常温で０.７Ｖ×
２＝１.４Ｖがかかっており、普通の状態では作動回路
の出力はＬＯＷとなりトランジスタ２３はＯＦＦとなっ
ている。ダイオードの順方向電圧は一般に−２ｍＶ／℃
の温度係数をもっているため、温度が上がるとこれに準
じて電圧が下がる。例えば、連続通電等の異常が発生し
パワートランジスタの温度が２００℃以上に上がった場
合、−0.002Ｖ×２００＝−０.４Ｖ 以上の電圧ドロッ
プとなるためトランジスタ２７に印加される電圧は１.
４Ｖ−０.４Ｖ＝１Ｖ以下となり作動回路の出力はＨＩ
ＧＨとなりトランジスタ２３がＯＮし、信号ラインをＧ
ＮＤにおとし１次電流を強制遮断する。さらに、この作
動回路の出力は抵抗３２を介してトランジスタ２８のゲ
ートに復還し、復帰しきい値′に０.１Ｖ 以上のヒス
テリシスをもたせているためパワートランジスタの温度
がシャットオフ温度より５０℃以上下がるまで再通電を
禁止している。この検出温度はイグナイタの最大動作保
証温度より高い値且つ、トランジスタの破壊ジャンクシ
ョン温度以下に設定しているため、通常の動作温度範囲
では普通に動作し、異常発熱時のみ動作を強制的に制御
しイグナイタを熱破壊から守ることが可能となってい
る。
【００２０】温度検出用素子として、ダイオードの代わ
りに温度係数を持つ抵抗等の素子でも構成することが可
能である。
りに温度係数を持つ抵抗等の素子でも構成することが可
能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、縦構造ＩＧＢＴイグナ
イタにおいて、デバイスの保護機能である電流制限回路
及び、サーマルシャットオフ回路をＩＧＢＴ構造内部に
形成できるため、全回路ＩＣ化によるワンチップイグナ
イタが達成でき、点火装置の小型化が可能となる。
イタにおいて、デバイスの保護機能である電流制限回路
及び、サーマルシャットオフ回路をＩＧＢＴ構造内部に
形成できるため、全回路ＩＣ化によるワンチップイグナ
イタが達成でき、点火装置の小型化が可能となる。
【図１】通常の点火装置の構成。
【図２】本発明の要点を示す内部等価回路。
【図３】ＩＧＢＴの断面構造。
【図４】ＩＧＢＴ構造内部に形成した接合形ダイオード
の構成図。
の構成図。
【図５】ＩＧＢＴ表面に形成したポリシリコンダイオー
ドの構成図。
ドの構成図。
【図６】ＩＧＢＴ構造内部に形成したＮＰＮトランジス
タの構成図。
タの構成図。
【図７】ＩＧＢＴ構造内部に形成したＭＯＳトランジス
タの構成図。
タの構成図。
【図８】ＩＧＢＴ構造内部に形成した抵抗素子の構成
図。
図。
【図９】一実施例を表す回路。
【図１０】パワートランジスタの消費電力。
【図１１】本発明の動作を表す信号波形。
１…ＥＣＵ、２…点火装置、３，１３…点火コイル、４
…点火プラグ、５…パワートランジスタ、６…ハイブリ
ッドＩＣ基板、７，１１，１２…抵抗、８…電流制限回
路、９…ＰＮＰトランジスタ、１０…ＮＰＮトランジス
タ、１４，４０…ＩＧＢＴ、１５…電流検知回路、１６
…電流制限回路、１７…サーマルシャットオフ回路、１
８…ワンチップ集積回路、１９…コレクタ、２０…エミ
ッタ、２１…ゲート、２２…Ｎチャンネル、２３，２
７，３０，３４…Ｎ層、２４，２８，３５…コンタク
ト、２５…カソード、２６，３３…Ｐ層、２９…アノー
ド、３０…ポリシリコンダイオード、３１…ラテラル形
ＮＰＮトランジスタ、３２…ＮチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ、３６…ベース、３７…酸化膜、３８…ゲート、
３９…抵抗素子、４１，４２…ツェナーダイオード、４
３…電流検出負荷素子、４４，４５，５０，５６，５７
…ＦＥＴ、４６，４８，４９，５１，５８，５９，６
０，６１，６２…抵抗素子、５３，５４…ダイオード。
…点火プラグ、５…パワートランジスタ、６…ハイブリ
ッドＩＣ基板、７，１１，１２…抵抗、８…電流制限回
路、９…ＰＮＰトランジスタ、１０…ＮＰＮトランジス
タ、１４，４０…ＩＧＢＴ、１５…電流検知回路、１６
…電流制限回路、１７…サーマルシャットオフ回路、１
８…ワンチップ集積回路、１９…コレクタ、２０…エミ
ッタ、２１…ゲート、２２…Ｎチャンネル、２３，２
７，３０，３４…Ｎ層、２４，２８，３５…コンタク
ト、２５…カソード、２６，３３…Ｐ層、２９…アノー
ド、３０…ポリシリコンダイオード、３１…ラテラル形
ＮＰＮトランジスタ、３２…ＮチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ、３６…ベース、３７…酸化膜、３８…ゲート、
３９…抵抗素子、４１，４２…ツェナーダイオード、４
３…電流検出負荷素子、４４，４５，５０，５６，５７
…ＦＥＴ、４６，４８，４９，５１，５８，５９，６
０，６１，６２…抵抗素子、５３，５４…ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深津 克明 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 杉浦 登 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関用電子制御装置（以下ＥＣＵ）か
ら出力される点火制御信号に応じて点火コイルに流れる
一次電流をトランジスタなどの半導体を用いたスイッチ
ング回路により通電，遮断制御し、その二次側に高電圧
を発生させる内燃機関用点火装置において、スイッチン
グ回路部を縦構造の絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タ（ＩＧＢＴ）で構成し、その保護機能として電流制限
機能及び、チップの発熱を検知して異常発熱時に通電を
強制的に遮断するサーマルシャットオフ回路をＩＧＢＴ
のチップに集約したワンチップイグナイタＩＣにおい
て、温度検出素子を縦形ＩＧＢＴ構造内のＰＮ接合ダイ
オードで構成し、また保護回路を構成するトランジスタ
を縦形ＩＧＢＴ構造内に作り込んだＰＮＰバイポーラト
ランジスタで構成することを特徴とする内燃機関用点火
装置。 - 【請求項２】請求項１において、温度検出素子としての
ダイオードをチップ表面に作り込んだポリシリコンダイ
オードで構成することを特徴とする内燃機関用点火装
置。 - 【請求項３】請求項１において、保護回路を構成するト
ランジスタを縦形ＩＧＢＴ構造内で作り込んだＮ−ＭＯ
Ｓトランジスタで構成することを特徴とする内燃機関用
点火装置。 - 【請求項４】請求項１において、一部の抵抗素子をＰま
たはＮ層内部で構成することを特徴とする内燃機関用点
火装置。 - 【請求項５】請求項１において、サーマルシャットオフ
回路の異常検出温度を動作保証温度より高い温度且つ、
破壊ジャンクション温度以下に設定し、検出温度と復帰
温度にヒステリシスをもたせ、一度強制遮断モードが発
生した場合しばらく復帰しないようにしてパワートラン
ジスタを熱破壊から守ることを特徴とする内燃機関用点
火装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141602A JPH08335522A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 内燃機関用点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141602A JPH08335522A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 内燃機関用点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335522A true JPH08335522A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15295836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141602A Pending JPH08335522A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 内燃機関用点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08335522A (ja) |
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- 1995-06-08 JP JP7141602A patent/JPH08335522A/ja active Pending
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