JPH09280147A - Internal combustion engine ignition circuit device and internal combustion engine ignition semiconductor device - Google Patents

Internal combustion engine ignition circuit device and internal combustion engine ignition semiconductor device

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JPH09280147A
JPH09280147A JP33651696A JP33651696A JPH09280147A JP H09280147 A JPH09280147 A JP H09280147A JP 33651696 A JP33651696 A JP 33651696A JP 33651696 A JP33651696 A JP 33651696A JP H09280147 A JPH09280147 A JP H09280147A
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Shoichi Furuhata
昌一 古畑
Shigeyuki Takeuchi
茂行 竹内
Tatsuhiko Fujihira
龍彦 藤平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the vibration of a collector voltage by providing a coil current detecting part and a circuit for lowering a gate voltage in a MOS gate structure transistor and adding to a gate terminal the voltage of a current flowing from a main terminal into the gate terminal when a main terminal voltage is higher than a gate terminal voltage. SOLUTION: A transistor 304 for lowering a gate voltage and a coil current detecting part 305 are provided in a MOS gate structure transistor (e.g. IGBT) 303, and the serially connected resistor 309 and high pressure resistant rated current element 308 of a circuit for increasing a gate terminal voltage by a collector terminal voltage are connected between the collector and the gate of the IGBT 30. A gate voltage is applied so as to make constant a collector voltage in the transistor 304 and raised instantly following the rising of the collector voltage. When the collector voltage is higher than the gate voltage, the gate voltage is increased by the rising of the collector voltage immediately after the starting of a current regulating operation, the collector current is also increased and thus the vibration of the collector voltage is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング手段
によりイグニッションコイルの一次電流を断続させた際
に二次側に生ずる高電圧により点火プラグに火花を発生
させる自動車等のエンジン点火用イグニッション回路と
それに用いられるパワー半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition circuit for igniting an engine of an automobile or the like which produces a spark in a spark plug due to a high voltage generated on a secondary side when a primary current of an ignition coil is interrupted by a switching means. The present invention relates to a power semiconductor device used.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6にエンジン点火用イグニッション回
路の従来例を示す。図6において、イグニッションコイ
ル102の一次巻線にバッテリ101によって流れる電
流をバイポーラ・ダーリントントランジスタ103(ス
イッチング手段)によってしゃ断した際、二次巻線に発
生する高電圧によってスパークプラグ(点火プラグ)を
火花放電させ、内燃機関を駆動する。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional example of an ignition circuit for engine ignition. In FIG. 6, when the current flowing through the battery 101 in the primary winding of the ignition coil 102 is cut off by the bipolar Darlington transistor 103 (switching means), the spark plug (ignition plug) is sparked by the high voltage generated in the secondary winding. Discharge and drive the internal combustion engine.

【0003】更にこの回路の細部について説明すると、
バイポーラ・ダーリントントランジスタ103のエミッ
タ端子側に抵抗106が接続されて電流制限のための主
回路電流検出が行われる。この抵抗106については特
公昭55−3538号公報の図1及びUSP35875
51号のFig3にて公知である。また電流制限回路と
して、バイポーラ・ダーリントントランジスタ103の
ベースと主回路電流検出抵抗106の接地側間にバイポ
ーラ・ダーリントントランジスタ103のベース電流を
分流するためのトランジスタ104が設けられている。
そのトランジスタ104のベース端子は抵抗111を介
して主回路電流検出抵抗106とバイポーラ・ダーリン
トントランジスタのエミッタ端子との接続点に接続され
ている。イグニションコイル102の一次巻線を流れる
負荷電流はバイポーラ・ダーリントントランジスタ10
3を通して主回路電流検出抵抗106に流れる。この電
流で生じた主回路電流検出抵抗106の電圧降下が約
0.6V以上になると、この主回路電流検出抵抗106
と接続しているトランジスタ104のベース・エミッタ
間電圧も約0.6V以上となり、トランジスタ104が
動作してバイポーラ・ダーリントントランジスタ103
のベース電流の一部をトランジスタ104に分流する。
このトランジスタ104への分流によりバイポーラ・ダ
ーリントントランジスタ103のベース電流が減少する
と負荷電流であるコレクタ電流も減少する方向に働く
が、イグニッションコイル102は大きなインダクタン
スを持つ負荷のため、負荷電流は流れ続けようとしてバ
イポーラ・ダーリントントランジスタ103のコレクタ
・エミッタ間電圧を上昇させ、結果として、負荷電流
(=コレクタ電流)は一定の値となり主回路電流検出抵
抗106の電圧降下は一定に保たれる(所謂電流制限動
作が働く)。
The details of this circuit will be described below.
A resistor 106 is connected to the emitter terminal side of the bipolar Darlington transistor 103 to detect the main circuit current for limiting the current. The resistor 106 is shown in FIG. 1 of Japanese Patent Publication No. 55-3538 and USP 35875.
It is publicly known in FIG. As a current limiting circuit, a transistor 104 for shunting the base current of the bipolar Darlington transistor 103 is provided between the base of the bipolar Darlington transistor 103 and the ground side of the main circuit current detection resistor 106.
The base terminal of the transistor 104 is connected to the connection point between the main circuit current detection resistor 106 and the emitter terminal of the bipolar Darlington transistor via the resistor 111. The load current flowing through the primary winding of the ignition coil 102 is the bipolar Darlington transistor 10
3 to the main circuit current detection resistor 106. When the voltage drop of the main circuit current detection resistor 106 caused by this current becomes about 0.6 V or more, this main circuit current detection resistor 106
The base-emitter voltage of the transistor 104 connected to the transistor also becomes about 0.6 V or more, and the transistor 104 operates to operate the bipolar Darlington transistor 103.
A part of the base current of is shunted to the transistor 104.
When the base current of the bipolar Darlington transistor 103 decreases due to the shunt to the transistor 104, the collector current, which is a load current, also decreases. However, since the ignition coil 102 has a large inductance, the load current will continue to flow. As a result, the collector-emitter voltage of the bipolar Darlington transistor 103 is increased, and as a result, the load current (= collector current) becomes a constant value and the voltage drop of the main circuit current detection resistor 106 is kept constant (so-called current limiting). Operation works).

【0004】ところで、抵抗111とコンデンサ112
は前述特許に開示されていないが、公知技術であるとこ
ろの電流制限時の電流発振抑制用である。また、抵抗1
07,108とトランジスタ105とから成る駆動回路
109は、バッテリ101の電圧を駆動回路電源とし、
トランジスタ105がオフ状態である時にバイポーラ・
ダーリントントランジスタ103に抵抗108と107
で制限されたベース電流が流れるようにしたものであ
る。但し、駆動回路はこれに限らない。
By the way, the resistor 111 and the capacitor 112
Is not disclosed in the above-mentioned patent, but is for suppressing current oscillation during current limiting, which is a known technique. The resistance 1
The drive circuit 109 including the transistors 07 and 108 and the transistor 105 uses the voltage of the battery 101 as a drive circuit power source,
Bipolar when transistor 105 is off
Darlington transistor 103 has resistors 108 and 107
It allows the base current limited by. However, the drive circuit is not limited to this.

【0005】更に、バイポーラ・ダーリントントランジ
スタ103のコレクタ端子とベース端子間にツェナダイ
オード110を接続している。このツェナーダイオード
110の働きを次に説明する。バイポーラ・ダーリント
ントランジスタ103のベース電流が除去されオフ状態
に移行した時、イグニッションコイル102からバイポ
ーラ・ダーリントントランジスタ103に過電圧が加わ
る。この時、バイポーラ・ダーリントントランジスタの
主端子間耐圧より低めに耐圧が設定されたツェナダイオ
ード110により、ツェナダイオード110に逆電流が
流れる。この逆電流は一部がバイポーラ・ダーリントン
トランジスタ103のベース電流となり、バイポーラ・
ダーリントントランジスタ103のコレクタ・エミッタ
間電圧は略ツェナダイオード110の耐圧にクランプさ
れる。これによりバイポーラ・ダーリントントランジス
タ103は過電圧から保護される。またこのときイグニ
ッションコイルから放出される電荷のほとんどはバイポ
ーラ・ダーリントントランジスタ103のコレクタ電流
として放出される。このツェナダイオード110につい
てはUSP4030469号にて公知である。またMO
Sゲート構造トランジスタに対するツェナダイオードの
製造方法の例がUSP5115369号に開示されてい
る。
Further, a Zener diode 110 is connected between the collector terminal and the base terminal of the bipolar Darlington transistor 103. The function of the Zener diode 110 will be described below. When the base current of the bipolar Darlington transistor 103 is removed and the bipolar Darlington transistor 103 is turned off, an overvoltage is applied from the ignition coil 102 to the bipolar Darlington transistor 103. At this time, a reverse current flows through the Zener diode 110 due to the Zener diode 110 whose breakdown voltage is set lower than the breakdown voltage between the main terminals of the bipolar Darlington transistor. Part of this reverse current becomes the base current of the bipolar Darlington transistor 103, and
The collector-emitter voltage of the Darlington transistor 103 is clamped to the breakdown voltage of the Zener diode 110. This protects the bipolar Darlington transistor 103 from overvoltage. Further, at this time, most of the electric charges discharged from the ignition coil are discharged as a collector current of the bipolar Darlington transistor 103. This Zener diode 110 is known from USP 4030469. Also MO
An example of a method for manufacturing a Zener diode for an S-gate structure transistor is disclosed in US Pat. No. 5,115,369.

【0006】尚、前記ツェナダイオード110の代わり
にコンデンサを用いた例が実公昭55−48132号公
報に開示されており、イグニッションコイルと直列に接
続されたトランジスタの保護用として示されている。図
6の回路でバイポーラ・ダーリントントランジスタ10
3が電流制限動作する前後のコレクタ・エミッタ間電圧
とコレクタ電流波形を図2に示す。図2の波形におい
て、紙面向かって左側の位置でコレクタ・エミッタ間電
圧が16Vより急激に降下し約1Vになるタイミング
は、バイポーラ・ダーリントントランジスタ103に図
示されていないベース電流が供給された時期と一致して
いる。その後コレクタ電流は電源電圧とイグニッション
コイルのインダクタンスにより決まる変化量(単位時間
当たりのコレクタ電流変化量dic/dt=電源電圧値
/イグニッションコイルインダクタンス値)で推移する
が、前記従来の技術で述べた動作により、コレクタ電流
が一定値となる電流制限動作に至る。またコレクタ電流
を制限している間のコレクタ・エミッタ間電圧値は、電
源電圧値から主回路の抵抗成分(主にイグニッションコ
イル抵抗)による電圧降下を差し引いた値となる。
An example in which a capacitor is used instead of the Zener diode 110 is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 55-48132, which is shown for protecting a transistor connected in series with an ignition coil. In the circuit of FIG. 6, the bipolar Darlington transistor 10
FIG. 2 shows collector-emitter voltage and collector current waveform before and after the current limiting operation of No. 3 in FIG. In the waveform of FIG. 2, the timing at which the collector-emitter voltage drops sharply from 16 V to about 1 V at the position on the left side of the paper is when the base current (not shown) is supplied to the bipolar Darlington transistor 103. Match. After that, the collector current changes according to a change amount (collector current change amount dic / dt = power supply voltage value / ignition coil inductance value per unit time) determined by the power supply voltage and the inductance of the ignition coil. This leads to a current limiting operation in which the collector current has a constant value. The collector-emitter voltage value while the collector current is being limited is the value obtained by subtracting the voltage drop due to the resistance component (mainly the ignition coil resistance) of the main circuit from the power supply voltage value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上は、イグニッショ
ンコイル電流を制御する素子にバイポーラ・ダーリント
ントランジスタを適用した場合であるが、例えば、図6
の駆動回路109のトランジスタ105と抵抗108を
除去し、直接5V系論理素子で広い温度範囲(−40〜
150℃)で前述の機能を達成しようとした場合、バイ
ポーラ・ダーリントントランジスタの電流増幅率特性に
も依存するが、20〜50mAの通電能力を有する大容
量の5V系論理素子が必要となる。
The above is the case where the bipolar Darlington transistor is applied to the element for controlling the ignition coil current. For example, as shown in FIG.
The transistor 105 and the resistor 108 of the driving circuit 109 are removed, and a wide temperature range (-40 to 40 V
Attempting to achieve the above-mentioned function at 150 ° C.) requires a large-capacity 5V system logic element having a current carrying capacity of 20 to 50 mA, depending on the current amplification factor characteristics of the bipolar Darlington transistor.

【0008】トータルシステムの小型化のために前述の
5V系論理素子による駆動電流を1桁以上小さな値にす
るためには、イグニッションコイル電流を制御する素子
に、電圧駆動型のMOSゲート構造トランジスタを採用
すれば容易に達成できる。現状のMOSゲート構造トラ
ンジスタ(パワーMOSFET及びIGBT)を図6の
バイポーラ・ダーリントントランジスタに置き換えた場
合、図3に示すように電流制限開始時にドレイン電圧が
急激に上昇する過程において、ドレイン・ソース間電圧
が電源電圧以上の高い電圧となり、しかも減衰波形では
あるが大きく振動するという現象が生ずる。図3は振動
現象を示す電圧波形と電流波形である。同図は250V
耐圧、5V駆動MOSFETでイグニッションコイル電
流を制御した場合のドレイン電圧とドレイン電流(イグ
ニッションコイル電流)波形である。そこで、図6の抵
抗111とコンデンサ112容量値の最適化や、図6に
示すトランジスタ104のベース信号に対する出力信号
との割合(ゲインあるいは増幅率)を低下させる方策な
どが考えられるが、これらではコレクタ電流が一定とな
った時点で導入される電流発振を抑制するためには効果
はあるが、前記の振動現象を防止することには役に立た
ない。
In order to reduce the drive current of the above-mentioned 5V system logic element by one digit or more in order to reduce the size of the total system, a voltage drive type MOS gate structure transistor is used as the element for controlling the ignition coil current. If adopted, it can be easily achieved. When the current MOS gate structure transistor (power MOSFET and IGBT) is replaced with the bipolar Darlington transistor of FIG. 6, the drain-source voltage is increased in the process of abrupt increase of the drain voltage at the start of current limiting as shown in FIG. Becomes a voltage higher than the power supply voltage, and moreover, there is a phenomenon that it vibrates greatly although it is an attenuation waveform. FIG. 3 is a voltage waveform and a current waveform showing the vibration phenomenon. The figure shows 250V
7 is a waveform of a drain voltage and a drain current (ignition coil current) when the ignition coil current is controlled by a withstand voltage and 5V driving MOSFET. Therefore, it is conceivable to optimize the capacitance values of the resistor 111 and the capacitor 112 in FIG. 6 or to reduce the ratio (gain or amplification factor) of the output signal to the base signal of the transistor 104 shown in FIG. Although it is effective in suppressing the current oscillation introduced when the collector current becomes constant, it is not useful in preventing the above-mentioned vibration phenomenon.

【0009】そして、図3に示すドレイン電圧波形の振
動は、次の課題を生ずる。 (1)イグニッションコイルの高圧側(二次巻線)に、
振動するコレクタ電圧に比例した電圧が誘起し、予定外
のタイミングでスパーク・プラグに火花が飛ぶ恐れが生
ずる。 (2)イグニッションシステムの動作状況を監視するた
めにドレイン電圧をモニタする回路を付加する場合、電
流制限開始直後のドレイン電圧の振動は弊害になる。 (3)このドレイン電圧波形の振動は、電流制限動作全
期間の波形振動につながる恐れがある。
The oscillation of the drain voltage waveform shown in FIG. 3 causes the following problems. (1) On the high voltage side (secondary winding) of the ignition coil,
A voltage proportional to the oscillating collector voltage is induced, which may cause a spark to fly to the spark plug at an unexpected timing. (2) When a circuit for monitoring the drain voltage is added to monitor the operating condition of the ignition system, the oscillation of the drain voltage immediately after the start of the current limitation becomes a harmful effect. (3) The oscillation of the drain voltage waveform may lead to the waveform oscillation during the entire current limiting operation period.

【0010】一方、バイポーラ・ダーリントントランジ
スタにおいて、MOSゲート構造トランジスタのように
電流制限開始直後のコレクタ電圧振動現象が極微量にお
さまる理由は、横軸がコレクタ電圧、縦軸がコレクタ電
流で表される出力特性がMOSゲート構造トランジスタ
と大幅に異なる点にある。図4は、現在自動車点火回路
に実用化されているバイポーラ・ダーリントントランジ
スタの出力特性であり、このトランジスタを用いた動作
波形図が図2である。一方図5が、図3の波形をもたら
すMOSゲート構造トランジスタ(ここではMOSFE
T)の出力特性図である。勿論、IGBTでもMOSF
ETと類似した出力特性となる。図4と図5の特性を比
較して大幅に異なる点は、コレクタ電圧が約2V以上で
のコレクタ電圧の増加によるコレクタ電流の変化量であ
る。バイポーラ・ダーリントントランジスタの変化量の
方が大きいことが判る。
On the other hand, in the bipolar Darlington transistor, the reason why the collector voltage oscillation phenomenon immediately after the start of current limitation is suppressed to a very small amount as in the MOS gate structure transistor is represented by the collector voltage on the horizontal axis and the collector current on the vertical axis. The output characteristic is significantly different from the MOS gate structure transistor. FIG. 4 shows the output characteristics of a bipolar Darlington transistor currently put into practical use in an automobile ignition circuit, and FIG. 2 is an operation waveform diagram using this transistor. On the other hand, FIG. 5 shows a MOS gate structure transistor (here, the MOSFE structure) which brings about the waveform of FIG.
It is an output characteristic view of T). Of course, even in IGBT, MOSF
The output characteristics are similar to those of ET. A significant difference between the characteristics shown in FIGS. 4 and 5 is the amount of change in the collector current due to the increase in the collector voltage when the collector voltage is about 2V or higher. It can be seen that the amount of change in the bipolar Darlington transistor is larger.

【0011】バイポーラ・ダーリントントランジスタで
コレクタ電圧振動が少ないメカニズムは、次のように説
明することができる。前記従来の技術の項にても説明し
たが、抵抗106の電圧がコレクタ電流(イグニッショ
ンコイル電流でもある)の増加に比例して増加すると、
やがてはトランジスタ104にベース電流が流れトラン
ジスタ104のコレクタ・エミッタ間は導通を開始す
る。
The mechanism of the bipolar Darlington transistor with less collector voltage oscillation can be explained as follows. As described in the section of the prior art, when the voltage of the resistor 106 increases in proportion to the increase of the collector current (which is also the ignition coil current),
Eventually, a base current flows through the transistor 104, and conduction is started between the collector and emitter of the transistor 104.

【0012】この時、抵抗108と107を介してダー
リントントランジスタ103のベース電流として流れて
いた電流は、トランジスタ104の導通開始によりトラ
ンジスタ104のコレクタ電流としてその一部が分流す
る。抵抗106の両端電圧が更に増加しようとすると、
その電圧はトランジスタ104のベース電流を増加させ
トランジスタ103のベース電流を低減する方向に動作
する。最終的に抵抗106の両端電圧は、トランジスタ
104のベース・エミッタ間電圧特性に略集約され、そ
の結果としてトランジスタ103のコレクタ電流は一定
値を保つ。一方トランジスタ104にベース電流が流れ
始めてから、トランジスタ103のコレクタ電流が一定
になる迄の時間差は当然発生する。従って、トランジス
タ103のベース電流は、前記時間差の中でバッテリ1
01電圧と抵抗108と107で略決まる値から序々に
減少する。
At this time, a part of the current flowing as the base current of the Darlington transistor 103 via the resistors 108 and 107 is shunted as the collector current of the transistor 104 due to the start of conduction of the transistor 104. If the voltage across the resistor 106 is going to increase further,
The voltage operates to increase the base current of the transistor 104 and decrease the base current of the transistor 103. Finally, the voltage across the resistor 106 is substantially concentrated on the base-emitter voltage characteristic of the transistor 104, and as a result, the collector current of the transistor 103 maintains a constant value. On the other hand, a time difference naturally occurs after the base current starts flowing through the transistor 104 and before the collector current of the transistor 103 becomes constant. Therefore, the base current of the transistor 103 will be
01 voltage and the values substantially determined by the resistors 108 and 107 gradually decrease.

【0013】この序々に減少するベース電流と図4に示
す特性のバイポーラ・ダーリントントランジスタの出力
特性から、図2の動作波形の中の電流制限動作が開始す
る前の、ゆるやかなコレクタ電圧の上昇が理解できる。
このゆるやかなコレクタ電圧の上昇は、電流制限動作開
始直前のコレクタ電流の変化を緩慢とさせる。コレクタ
電圧とコレクタ電流のゆるやかな変化が、コレクタ電圧
の振動抑制に寄与しているわけである。
From the gradually decreasing base current and the output characteristic of the bipolar Darlington transistor having the characteristic shown in FIG. 4, there is a gradual increase in collector voltage before the current limiting operation in the operating waveform of FIG. 2 is started. Understandable.
This gentle increase in the collector voltage makes the change in the collector current just before the start of the current limiting operation slow. The gradual change in collector voltage and collector current contributes to the suppression of collector voltage oscillation.

【0014】また、図4のようにコレクタ電圧が約2V
以上でのコレクタ電流の変化が大きい場合、仮に前記時
間差がゼロでバッテリ101電圧と抵抗108と107
で略決まるベース電流値からあるベース電流値に、トラ
ンジスタ103のベース電流がステップ的に変化したと
しても、電流制限開始直後のコレクタ電圧の振動は次に
述べる理由で極めて少ないことが予測できる。すなわ
ち、電流制限開始直後のコレクタ電圧の飛び上がり(発
振)は、少なくともイグニッションコイル電流の変化
が、時間に対し増加の変化から減少の変化に移らないと
発生しない。このコレクタ電流の時間に対する変化が減
少方向に転じ、あるベース電流の下でコレクタ電圧が上
昇しようとした場合、図4のような出力特性のトランジ
スタではコレクタ電流も比較的大きく増加するように働
く。これは減少しようとするコレクタ電流を増加させる
方向に働き、換言すればトランジスタ自体が、コレクタ
電流の減少に対してコレクタ電圧が上昇するという、所
謂、負帰還機能を持つことを意味する。この負帰還機能
によりイグニッションコイル電流が増加から減少に移り
にくくし、コレクタ電圧の振動を抑制している。
As shown in FIG. 4, the collector voltage is about 2V.
When the change in the collector current is large, if the time difference is zero, the voltage of the battery 101 and the resistances 108 and 107
Even if the base current of the transistor 103 changes stepwise from a base current value that is substantially determined by, to a certain base current value, the oscillation of the collector voltage immediately after the start of current limitation can be predicted to be extremely small for the following reason. That is, the jump (oscillation) of the collector voltage immediately after the start of the current limitation does not occur unless at least the change in the ignition coil current changes from the increase change to the decrease change with respect to time. When the collector current changes in a decreasing direction with time and the collector voltage is going to increase under a certain base current, the collector current of the transistor having the output characteristic as shown in FIG. This works in the direction of increasing the collector current to be reduced, in other words, the transistor itself has a so-called negative feedback function in which the collector voltage rises as the collector current decreases. This negative feedback function makes it difficult for the ignition coil current to change from increasing to decreasing, and suppresses the oscillation of the collector voltage.

【0015】一方、図5のようなMOSゲート構造トラ
ンジスタではコレクタ電圧が約2V以上でのコレクタ電
流の変化が極めて小さいため、コレクタ電圧の増大によ
るコレクタ電流の増加は極めて小さい。従って、前記の
負帰還機能が極めて弱くそのためコレクタ電圧の振動は
抑制されないことになる。本発明の目的は、前記の課題
を解決して、コレクタ電圧の振動を抑制できる内燃機関
点火用回路装置と内燃機関点火用半導体装置を提供する
ことにある。
On the other hand, in the MOS gate structure transistor as shown in FIG. 5, the change in collector current is extremely small when the collector voltage is about 2 V or more, and therefore the increase in collector current due to the increase in collector voltage is extremely small. Therefore, the negative feedback function is extremely weak, so that the oscillation of the collector voltage is not suppressed. An object of the present invention is to solve the above problems and provide an internal combustion engine ignition circuit device and an internal combustion engine ignition semiconductor device that can suppress the oscillation of the collector voltage.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、(1)イグニッションコイルの一次巻
線に直流電源とスイッチング手段を接続し、イグニッシ
ョンコイルの二次巻線の一方端に点火プラグを接続し、
該スイッチング手段の開閉によるイグニッションコイル
の一次電流の変化により二次巻線に生ずる高電圧を点火
プラグに供給するものにおいて、スイッチング手段がM
OSゲート構造トランジスタであり、一次巻線のコイル
電流をある一定値に制限するために、少なくともコイル
電流検出部とMOSゲート構造トランジスタのゲート電
圧を降下させる回路とを備え、MOSゲート構造トラン
ジスタの電圧値の高い側の主端子電圧が、ゲート端子電
圧よりも高い場合に、主端子からゲート端子に流入する
電流で生じた電圧をゲート端子に加える電流供給回路を
備えることとする。また微小電流の大きさが0.01m
Aないし10mAであるとよく、好ましくは数mAがよ
い。さらに、(2)主端子電圧が、所定の電圧と等しい
かまたはそれよりも低く、且つ、ゲート端子電圧よりも
高い範囲内で設定した電圧値以下では、主端子からゲー
ト端子に流れ込む微小電流で生じた電圧が、一定値また
は主端子電圧値とゲート端子電圧値との差に応じてゲー
ト端子に加わるようにし、且つ、設定した電圧値より高
い場合には、前記の微小電流で生じた電圧の増加を抑
制、減少または遮断させる回路を備えることとする。こ
の所定の電圧値が20Vないし30Vであるとよく、好
ましくは25Vがよい。さらに、(3)予め加えたゲー
ト電圧が加わっている期間に前記の(1)および(2)
の動作をさせる回路を備えることとする。また(4)コ
イルの両端電圧を検出する検出回路(モニタ回路)を備
え、コイルの両端電圧が主回路電源電圧に対向する極性
で、ゲート端子電圧値以上の低下が生じたらゲート端子
に微小電流で生じる電圧を加える回路を前記検出回路と
ゲート端子間に備え、さらに微小電流で生ずる電圧をゲ
ート端子に加える手段が、予め加えたゲート電圧が加わ
っている期間だけ動作させる回路を備えることとしても
よい。また(5)イグニッションコイルの一次巻線に直
流電源とスイッチング手段を接続し、イグニッションコ
イルの二次巻線の一方端に点火プラグを接続し、該スイ
ッチング手段の開閉によるイグニッションコイルの一次
電流の変化により二次巻線に生ずる高電圧を点火プラグ
に供給するものにおいて、スイッチング手段がMOSゲ
ート構造トランジスタであり、一次巻線のコイル電流を
ある一定値に制限するために、少なくともコイル電流検
出部とMOSゲート構造トランジスタのゲート電圧を降
下させる回路とを備えた制御装置であって、前記制御装
置の動作点(制御デバイスで決まるところの)を温度に
よる変化が少ない点、もしくはその近傍に設定すること
とする。さらに(6)蓄電池とコイルを除いた回路の一
部または全てを1チップまたは1パッケージとする。ま
た、(7)コイルと直列に接続されるMOSゲート構造
トランジスタの出力特性を、電流制限するコイル電流に
ほぼ等しい範囲であり、且つ、ゲート電圧がある一定電
圧に固定され、主端子電流の増加による主端子間電圧の
変化がほとんどない領域(MOSFETでは抵抗領域、
IGBTでは飽和領域)から移行して主端子間電圧が急
激に増加する領域(電流が制限される領域)において、
少なくとも主端子間電圧が第一の所定の値までは主端子
間電圧1Vに対して、主端子電流の変化分が第二の所定
の値以上であることとするとよい。また第一の所定の値
が16Vで、第二の所定の値が0.1Aであるとよい。
In order to achieve the above object, the present invention provides (1) a primary winding of an ignition coil, a DC power source and a switching means are connected to one of the secondary windings of the ignition coil. Connect the spark plug to the end,
In the device for supplying a high voltage generated in the secondary winding to the ignition plug by the change of the primary current of the ignition coil due to the opening / closing of the switching means, the switching means is M
An OS gate structure transistor, which includes at least a coil current detection unit and a circuit for lowering the gate voltage of the MOS gate structure transistor in order to limit the coil current of the primary winding to a certain constant value. When the main terminal voltage on the higher value side is higher than the gate terminal voltage, a current supply circuit for applying to the gate terminal the voltage generated by the current flowing from the main terminal to the gate terminal is provided. In addition, the magnitude of minute current is 0.01m
It is good that it is A to 10 mA, preferably several mA. Further, (2) when the main terminal voltage is equal to or lower than a predetermined voltage and is equal to or lower than a voltage value set within a range higher than the gate terminal voltage, a minute current flowing from the main terminal to the gate terminal is generated. When the generated voltage is applied to the gate terminal according to a constant value or the difference between the main terminal voltage value and the gate terminal voltage value, and when it is higher than the set voltage value, the voltage generated by the minute current A circuit that suppresses, decreases, or cuts off the increase of The predetermined voltage value may be 20V to 30V, preferably 25V. Further, (3) the above (1) and (2) are applied during a period in which a gate voltage applied in advance is applied.
It is assumed that a circuit for performing the above operation is provided. Further, (4) a detection circuit (monitor circuit) for detecting the voltage across the coil is provided, and when the voltage across the coil is opposite to the main circuit power supply voltage and a drop of more than the gate terminal voltage value occurs, a small current flows to the gate terminal. It is also possible to provide a circuit for applying the voltage generated in 1 between the detection circuit and the gate terminal, and further to provide a means for applying a voltage generated by a minute current to the gate terminal to a circuit that operates only during a period when the gate voltage applied in advance is applied. Good. (5) A direct current power supply and switching means are connected to the primary winding of the ignition coil, an ignition plug is connected to one end of the secondary winding of the ignition coil, and the primary current of the ignition coil is changed by opening and closing the switching means. In which a high voltage generated in the secondary winding is supplied to the spark plug, the switching means is a MOS gate structure transistor, and at least a coil current detector is provided to limit the coil current of the primary winding to a certain constant value. A control device comprising a circuit for decreasing the gate voltage of a MOS gate structure transistor, wherein the operating point of the control device (determined by the control device) is set to a point where there is little change due to temperature or its vicinity. And Further, (6) a part or all of the circuit excluding the storage battery and the coil is made into one chip or one package. (7) The output characteristics of the MOS gate structure transistor connected in series with the coil are in the range substantially equal to the coil current for limiting the current, and the gate voltage is fixed to a certain constant voltage, which increases the main terminal current. Area where there is almost no change in voltage between main terminals due to
In the region where the voltage between the main terminals increases sharply (the region where the current is limited) after shifting from the saturation region in the IGBT),
At least until the voltage between the main terminals reaches the first predetermined value, it is preferable that the change in the main terminal current is equal to or more than the second predetermined value with respect to the voltage between the main terminals of 1V. The first predetermined value may be 16V and the second predetermined value may be 0.1A.

【0017】前記(1)によると、図5のようにコレク
タ電圧が約2V以上での、コレクタ電圧の変化に対する
コレクタ電流の変化が少ないMOSゲート構造トランジ
スタでは、コレクタ電流が飽和領域から電流制限領域に
移行する時点でコレクタ電圧の発振現象が発生する。図
3ではMOSゲート構造トランジスタにMOSFETを
使用した場合で、IGBTのコレクタ電圧に相当するド
レイン電圧に発振現象が観測された。この対策として、
コレクタ電圧がゲート電圧よりも高い場合、電流制限領
域でコレクタ端子からゲート端子に微小電流で発生する
電圧がゲート端子に加わるような回路を備えたことによ
り、電流制限動作開始直後のコレクタ電圧の上昇がゲー
ト端子電圧を高める方向に作用し、そのゲート電圧の上
昇はコレクタ電流の増加を促すため、MOSゲート構造
トランジスタの出力特性があたかもバイポーラ・ダーリ
ントントランジスタの出力特性のようになり、急激なコ
レクタ電圧の上昇を抑制する。また振動によるコレクタ
電圧が低下するように動くと、コレクタ端子からのゲー
ト電圧を高める作用が低下し、あたかもゲート電圧が絞
られた形になりコレクタ電圧の低下は抑制される。
According to the above (1), in the MOS gate structure transistor in which the collector current changes little with respect to the collector voltage change when the collector voltage is about 2 V or more as shown in FIG. 5, the collector current is changed from the saturation region to the current limiting region. At the time of shifting to, the collector voltage oscillation phenomenon occurs. In FIG. 3, when a MOSFET is used as the MOS gate structure transistor, an oscillation phenomenon is observed in the drain voltage corresponding to the collector voltage of the IGBT. As a measure against this,
If the collector voltage is higher than the gate voltage, a circuit that applies a voltage generated by a minute current from the collector terminal to the gate terminal to the gate terminal in the current limiting region increases the collector voltage immediately after starting the current limiting operation. Acts to increase the gate terminal voltage, and the rise in the gate voltage promotes an increase in the collector current. Therefore, the output characteristics of the MOS gate structure transistor become as if they were the output characteristics of the bipolar Darlington transistor, and the abrupt collector voltage increases. Suppress the rise of. Further, if the collector voltage due to the vibration moves so as to decrease, the action of increasing the gate voltage from the collector terminal decreases, and the gate voltage is reduced, and the decrease of the collector voltage is suppressed.

【0018】またMOSゲート構造トランジスタのゲー
ト電圧は、図1のトランジスタ304によりIGBT3
03のコレクタ電流が一定になるように動作する為、前
記コレクタ電圧の上昇に追従して瞬時に上昇する。そこ
で、コレクタ電圧がゲート電圧よりも高い場合、コレク
タ端子からゲート端子に微小電流で生ずる電圧を加える
ことは、図5のようなMOSゲート構造トランジスタの
出力特性を、図4のようなバイポーラ・ダーリントント
ランジスタの出力特性に変換したことにほかならない。
(2)によると、現在、多用されている自動車のバッテ
リ電圧は12Vであるがこの12Vのバッテリを2個直
列に接続して24Vとして、エンジン始動をする場合も
想定されている。従い、イグニッションコイル電流の電
流制限時の電源電圧は、24Vとなる(この場合の24
Vはエンジン始動時だけであり、この時の電圧変動を考
慮しても20Vないし30Vであるが、将来的にはここ
での電圧は変わる可能性もある)。また電流制限時のM
OSゲート構造トランジスタのコレクタ電圧は、前記し
た内容になり、略電源電圧値まで視野に入れる必要があ
る。この電圧値を考慮して、前記(1)の動作が現在の
電源では25V以下で十分機能し、25Vを越えた高い
コレクタ電圧下では、コレクタ端子電圧によるゲート端
子を高める動作に制限をかけるものである。25Vを越
えた高いコレクタ電圧下での前記動作を抑制する理由で
あるが、自動車の電源サージの中でバッテリの電極と配
線端子の接続部が外れた場合に、図1のトランジスタ3
04はその電流を十分流すことが要求される。しかし、
バッテリ電極部の外れによるサージ電圧の発生が稀であ
るので、図1のトランジスタ304の電流通電能力を高
めておくことは不経済である。従い、電流制限動作時に
少なくともコレクタ電圧が25Vを越えた場合、コレク
タ端子よりゲート端子に流入する微小電流の増加抑制,
減少あるいは遮断により図1のトランジスタ304の大
型化を防止することが有効である。勿論、微小電流によ
り発生した電圧の増加も抑制されるか、またはこの電圧
が減少あるいは遮断される。
Further, the gate voltage of the MOS gate structure transistor is determined by the transistor 304 of FIG.
Since the collector current of No. 03 operates so as to be constant, the collector current instantly rises following the rise of the collector voltage. Therefore, when the collector voltage is higher than the gate voltage, applying a voltage generated by a minute current from the collector terminal to the gate terminal makes the output characteristics of the MOS gate structure transistor as shown in FIG. It is nothing but conversion to the output characteristics of the transistor.
According to (2), the battery voltage of an automobile that is widely used at present is 12V, but it is also assumed that two 12V batteries are connected in series and set to 24V to start the engine. Therefore, the power supply voltage when the ignition coil current is current limited is 24V (24V in this case).
V is 20 V to 30 V only when the engine is started and the voltage fluctuation at this time is taken into consideration, but the voltage here may change in the future). Also, M when current is limited
The collector voltage of the OS gate structure transistor has the above-mentioned contents, and it is necessary to take into consideration the power supply voltage value. In consideration of this voltage value, the operation of the above (1) functions sufficiently with the current power supply at 25 V or less, and under a high collector voltage exceeding 25 V, the operation of increasing the gate terminal by the collector terminal voltage is restricted. Is. The reason for suppressing the above operation under a high collector voltage exceeding 25 V is that the transistor 3 of FIG. 1 is removed when the connection between the battery electrode and the wiring terminal is disconnected due to the power surge of the automobile.
04 is required to pass the current sufficiently. But,
Since a surge voltage is rarely generated due to disconnection of the battery electrode portion, it is uneconomical to increase the current carrying capacity of the transistor 304 in FIG. Therefore, when the collector voltage exceeds 25 V at least during the current limiting operation, the increase of the minute current flowing from the collector terminal to the gate terminal is suppressed,
It is effective to prevent the transistor 304 in FIG. 1 from increasing in size by reducing or blocking. Of course, the increase in the voltage generated by the minute current is also suppressed, or this voltage is reduced or cut off.

【0019】(3)によると、少なくとも25Vを越え
た高いコレクタ電圧下での前記動作を抑制する理由の2
つ目は次による。即ち、図1の駆動回路307からのゲ
ート電圧がなくなり、MOSゲート構造トランジスタ
(IGBT303)がオフ状態に移行する場合である。
IGBT303がオフすると、コレクタ電圧は約400
V前後までに達するが、先のコレクタ端子によりゲート
端子電圧を高める作用を持続させると、図1の駆動回路
307に比較的大きな電流が流入する。
According to (3), there are two reasons for suppressing the above-mentioned operation under a high collector voltage exceeding at least 25V.
The second is as follows. That is, this is a case where the gate voltage from the drive circuit 307 in FIG. 1 disappears and the MOS gate structure transistor (IGBT 303) shifts to the off state.
When the IGBT 303 turns off, the collector voltage is about 400
Although the voltage reaches about V, if the action of increasing the gate terminal voltage by the collector terminal is continued, a relatively large current flows into the drive circuit 307 of FIG.

【0020】IGBTのコレクタ電圧は、図1のツェナ
ダイオード312の電圧で略クランプされるが、このク
ランプ動作時は、ツェナダイオードに流れた電流が図1
の駆動回路307に流れ込み駆動回路307に電圧降下
を発生させる。この発生電圧がIGBT303が動作可
能なゲート電圧まで高まるとIGBT303は導通しイ
グニッションコイル放出エネルギの大半を処理する。
The collector voltage of the IGBT is substantially clamped by the voltage of the Zener diode 312 shown in FIG. 1. During this clamping operation, the current flowing through the Zener diode is shown in FIG.
To the driving circuit 307, causing a voltage drop in the driving circuit 307. When this generated voltage rises to a gate voltage at which the IGBT 303 can operate, the IGBT 303 conducts and processes most of the ignition coil discharge energy.

【0021】しかしながら、本発明の一手段であるとこ
ろのコレクタ電圧がゲート電圧より高い場合にコレクタ
端子電圧でゲート端子電圧を高めさせる動作を持続する
と、ツェナダイオード電流より高くなる恐れが生ずる。
この電流は、図1の駆動回路307での電圧降下を高
め、略ツェナダイオード電圧に等しいIGBT303の
コレクタ電圧でのイグニッションコイル放出エネルギの
処理を阻害する。即ち、IGBT303のコレクタ電圧
が、ツェナダイオード電圧まで到達できないという新た
な課題が生ずる。この課題を解決するために、図1の駆
動回路からのゲート電圧の有無に応じ、ゲート電圧が加
わっている場合には、電流制限動作時にゲート端子電圧
がコレクタ端子電圧より高い時、ゲート端子電圧を高め
る動作が実施できるようにし、反面図1の駆動回路から
のゲート電圧がない場合はゲート端子電圧を高める動作
を解除するようにし、図1のツェナダイオード312電
流でIGBT303ゲート電圧を高め、IGBT303
の導通により蓄積されたイグニッションコイルエネルギ
を確実に放出させることができるようにさせる作用をも
たらす。
However, if the collector voltage, which is one of the means of the present invention, is higher than the gate voltage and the operation of increasing the gate terminal voltage by the collector terminal voltage is continued, there is a possibility that the current will be higher than the Zener diode current.
This current increases the voltage drop in the drive circuit 307 of FIG. 1 and hinders the processing of the ignition coil discharge energy at the collector voltage of the IGBT 303, which is approximately equal to the Zener diode voltage. That is, a new problem arises in that the collector voltage of the IGBT 303 cannot reach the Zener diode voltage. In order to solve this problem, when the gate voltage is applied depending on the presence or absence of the gate voltage from the drive circuit of FIG. 1, when the gate terminal voltage is higher than the collector terminal voltage during the current limiting operation, 1 is performed. On the other hand, when there is no gate voltage from the drive circuit of FIG. 1, the operation of increasing the gate terminal voltage is canceled, and the gate voltage of the IGBT 303 is increased by the Zener diode 312 current of FIG.
This brings about the effect of allowing the accumulated ignition coil energy to be reliably released.

【0022】(4)によると、図6に示すような回路に
おいてバイポーラ・ダーリントントランジスタをMOS
ゲート構造トランジスタに置き換えた時に、前記(1)
と同等の動作(または効果)をもたらす別の方法とした
ものである。(1)ではトランジスタのコレクタ電圧が
ゲート端子電圧よりも高い場合に、コレクタ端子よりゲ
ート端子に流入する微小電流により生じた電圧がゲート
端子に加わるようにしたことが特徴であった。一方
(4)は、コイルの両端電圧を検出(モニタ)すること
で間接的にコレクタ電圧を監視しコレクタ電圧がゲート
端子電圧よりも高い場合にゲート端子に微小電流により
生じた電圧が加わるようにして前記(1)と同等の働き
をして同等の効果を奏するものである。
According to (4), in the circuit as shown in FIG.
When replaced with a gate structure transistor, the above (1)
This is another method that brings about an operation (or effect) equivalent to. In (1), when the collector voltage of the transistor is higher than the gate terminal voltage, the voltage generated by the minute current flowing from the collector terminal to the gate terminal is applied to the gate terminal. On the other hand, (4) indirectly monitors the collector voltage by detecting (monitoring) the voltage across the coil, and when the collector voltage is higher than the gate terminal voltage, a voltage generated by a minute current is applied to the gate terminal. The same function as the above (1) and the same effect are obtained.

【0023】(5)によると、図1のトランジスタ30
4の動作点を温度変化が少ない点にすることで、外部温
度が変化しても、電流制限値の変化が少なくなるように
している。(6)によると、MOSゲート構造トランジ
スタの出力特性を、現状のバイポーラ・ダーリントント
ランジスタの出力特性と同様として、電流制限開始直後
のコレクタ電圧振動を抑制する回路を集積した半導体装
置としている。
According to (5), the transistor 30 of FIG.
By making the operating point of 4 a point where the temperature change is small, the change in the current limit value is reduced even if the external temperature changes. According to (6), the output characteristic of the MOS gate structure transistor is set to be similar to that of the current bipolar Darlington transistor, and a semiconductor device in which a circuit for suppressing collector voltage oscillation immediately after the start of current limiting is integrated is integrated.

【0024】(7)によると、前記(6)のMOSゲー
ト構造トランジスタの出力特性において、コレクタ電圧
が少なくとも16Vまでの範囲の電流制限領域では、コ
レクタ電圧1Vに対してコレクタ電流の変化分を0.1
A以上とすることでコレクタ電圧振動を抑制することが
できる半導体装置である。尚、実用上、0.1A以下で
は振動を抑制することは困難である。
According to (7), in the output characteristics of the MOS gate structure transistor of (6), in the current limiting region where the collector voltage is at least up to 16V, the change in collector current is 0 for a collector voltage of 1V. .1
A semiconductor device capable of suppressing the collector voltage oscillation by setting A or more. In practice, it is difficult to suppress vibration at 0.1 A or less.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施例の回路
構成を示す図である。本実施例は、コレクタ端子電圧に
よりゲート端子電圧を高める回路として、抵抗309と
高耐圧定電流素子308の直列接続したものをコレクタ
とゲート間に接続している。この組合せは請求項1の構
成に相当する。この高耐圧定電流素子308は、デプレ
ッション構造のMOSFET及びIGBTを用いること
が考えられ、また図1のIGBT303の一部に作り込
むことも考えられる。また、高耐圧定電流素子308の
耐圧をIGBT303の耐圧よりも低く設定してツェナ
ダイオード312の機能を兼用させても良い。あるい
は、高耐圧定電流素子308は、シリーズ電源のような
回路であってもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of the present invention. In this embodiment, as a circuit for increasing the gate terminal voltage by the collector terminal voltage, a resistor 309 and a high breakdown voltage constant current element 308 connected in series are connected between the collector and the gate. This combination corresponds to the structure of claim 1. It is considered that the high breakdown voltage constant current element 308 uses a depletion structure MOSFET and an IGBT, and may be incorporated in a part of the IGBT 303 in FIG. Further, the withstand voltage of the high withstand voltage constant current element 308 may be set lower than the withstand voltage of the IGBT 303 so that the Zener diode 312 also has the function. Alternatively, the high breakdown voltage constant current element 308 may be a circuit such as a series power supply.

【0026】さて、高耐圧定電流素子308の定電流の
値と抵抗309の値により、請求項3の内容となる、コ
レクタ端子からゲート端子に向かって流れる微小電流の
増加を抑制し一定電流とするコレクタ電圧が設定できる
ことの例を図12(a)(b)に示す。同図(a)はデ
プレッション形MOSFETのゲート・ソース間電圧お
よびソース・ドレイン間電圧とドレイン電流の関係を示
している。ゲート・ドレイン電圧がゼロのときドレイン
電流は2mAで飽和し、ソース・ドレイン電圧に依存せ
ず一定値となる。そのため定電流素子の働きをする。同
図(b)は抵抗R(抵抗309に相当する)の値を3k
Ω、5kΩおよび8kΩとしたときのIGBTのコレク
タ電圧Vc とコレクタ端子から抵抗Rを通してゲート端
子に流れ込む微小電流Iの関係を示している。飽和する
電流値である2mAとなるコレクタ電圧Vc は抵抗Rの
値が3kΩのときは6V、5kΩのときは10V、8k
Ωのときは16Vである。つまり抵抗Rと2mAの積が
微小電流Iが飽和するコレクタ電圧VC であり、抵抗R
の値を変えることで、このコレクタ電圧Vc を変えるこ
とができる。微小電流Iが不飽和のときは、コレクタ電
圧Vc に比例して微小電流Iも増加する。ゲート電圧は
図1のトランジスタ304がオン状態のため、抵抗30
9と抵抗306の分圧で決まり、コレクタ電圧Vc の増
大と共にゲート電圧も増大し、従って、コレクタ電流も
増大することとなる。このためIGBT303の出力特
性が図4のバイポーラ・ダーリントントランジスタの出
力特性と類似してくる。その結果、コレクタ電圧の振動
が抑制され、且つ、一定のコレクタ電流が維持される。
図12(b)から分かるように抵抗Rの値を大きくすれ
ば、微小電流Iが飽和するコレクタ電圧Vc を高くで
き、コレクタ電圧の振動を抑制する効果を高めることが
できる。尚、前記の微小電流Iの値は0.01mAから
10mAであればよく、更に0.5mAから10mAの
範囲が実用的で、好ましくは1mA〜3mA程度がよ
い。この電流値が大きくなるとイグニッションコイルに
蓄えられたエネルギーが電流で消費される量が大きくな
り、スパーク電圧が確保できなくなる場合が生ずる。一
方、小さすぎると出力特性がバイポーラ・ダーリントン
トランジスタ特性からMOSFET特性に近づきコレク
タ電圧波形が振動するようになる。一方、IGBT30
3をオフさせ、イグニッションコイル電流を遮断し、イ
グニッションコイルに蓄えられたエネルギーでスパーク
プラグを放電させるためにはイグニッションコイルに発
生する電圧を数百Vに維持する必要がある。そのために
はイグニッションコイル電流をできる限り小さくする必
要があり、高耐圧定電流素子に流れる定電流値は高圧で
も数mAと小さくする必要がある。つまり、この実施例
ではIGBT303の出力特性をバイポーラ・ダーリン
トントランジスタの出力特性とするために抵抗309を
ゲート・コレクタ間に挿入し、スパーク電圧確保のため
に、高耐圧定電流素子308を抵抗309と直列に接続
している。また、抵抗309あるいは高耐圧定電流素子
308の一方での構成も考えられる。これは、請求項1
の構成に相当する。
By the value of the constant current of the high breakdown voltage constant current element 308 and the value of the resistor 309, the increase of a minute current flowing from the collector terminal to the gate terminal, which is the content of claim 3, is suppressed and a constant current is obtained. 12A and 12B show an example in which the collector voltage to be set can be set. FIG. 10A shows the relationship between the gate-source voltage and the source-drain voltage of the depletion type MOSFET and the drain current. When the gate-drain voltage is zero, the drain current saturates at 2 mA and has a constant value independent of the source-drain voltage. Therefore, it functions as a constant current element. In the same figure (b), the value of the resistance R (corresponding to the resistance 309) is 3k.
The relationship between the collector voltage Vc of the IGBT and the minute current I flowing from the collector terminal to the gate terminal through the resistor R when Ω, 5 kΩ, and 8 kΩ are shown. The collector voltage Vc, which is a saturated current value of 2 mA, is 6 V when the resistance R is 3 kΩ, 10 V when the resistance R is 5 kΩ, and 8 k.
When it is Ω, it is 16V. That is, the product of the resistance R and 2 mA is the collector voltage V C at which the minute current I is saturated, and the resistance R
This collector voltage Vc can be changed by changing the value of. When the minute current I is unsaturated, the minute current I also increases in proportion to the collector voltage Vc. Since the gate voltage of the transistor 304 in FIG.
9 and the resistor 306 divide the voltage, and the gate voltage increases as the collector voltage Vc increases. Therefore, the collector current also increases. Therefore, the output characteristic of the IGBT 303 becomes similar to the output characteristic of the bipolar Darlington transistor shown in FIG. As a result, oscillation of the collector voltage is suppressed and a constant collector current is maintained.
As can be seen from FIG. 12B, if the value of the resistance R is increased, the collector voltage Vc at which the minute current I is saturated can be increased and the effect of suppressing the collector voltage oscillation can be enhanced. The value of the minute current I may be 0.01 mA to 10 mA, and the range of 0.5 mA to 10 mA is practical, preferably about 1 mA to 3 mA. When this current value becomes large, the amount of energy stored in the ignition coil consumed by the current becomes large, and it may become impossible to secure the spark voltage. On the other hand, if it is too small, the output characteristic approaches from the bipolar Darlington transistor characteristic to the MOSFET characteristic and the collector voltage waveform oscillates. On the other hand, IGBT30
It is necessary to maintain the voltage generated in the ignition coil at several hundreds V in order to turn off the ignition coil 3, turn off the ignition coil current, and discharge the spark plug with the energy stored in the ignition coil. For that purpose, it is necessary to make the ignition coil current as small as possible, and it is necessary to make the constant current value flowing through the high withstand voltage constant current element as small as several mA even at high voltage. That is, in this embodiment, the resistor 309 is inserted between the gate and the collector in order to make the output characteristic of the IGBT 303 the output characteristic of the bipolar Darlington transistor, and the high breakdown voltage constant current element 308 is connected to the resistor 309 in order to secure the spark voltage. It is connected in series. Further, the configuration of either the resistor 309 or the high withstand voltage constant current element 308 is also conceivable. This is claim 1
This corresponds to the configuration of

【0027】図7は本発明の第2実施例の回路構成を示
す図であり、コレクタ端子電圧によりゲート端子電圧を
高める回路として、抵抗208とコンデンサ209の直
列回路としたものをコレクタとゲート間に接続してい
る。抵抗208は第1実施例の抵抗309と同じ働きを
している。コンデンサ209は、IGBT203がオフ
した時にイグニッションコイル202からIGBT20
3へ流れようとする電流を吸収して急激に減少させると
共にイグニッションコイル202からの微小電流による
電荷でゲートの電圧を上昇させ、スパーク電圧を確保す
る役割をしており、第1実施例の高耐圧定電流素子と類
似の働きをする。尚、コンデンサ209だけでもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a second embodiment of the present invention. As a circuit for increasing the gate terminal voltage by the collector terminal voltage, a series circuit of a resistor 208 and a capacitor 209 is provided between the collector and the gate. Connected to. The resistor 208 has the same function as the resistor 309 of the first embodiment. The capacitor 209 is connected from the ignition coil 202 to the IGBT 20 when the IGBT 203 is turned off.
3 absorbs the current that is about to flow to 3 and sharply decreases it, and at the same time, increases the voltage of the gate by the electric charge due to the minute current from the ignition coil 202 to secure the spark voltage. It operates similarly to a withstand voltage constant current element. Incidentally, only the capacitor 209 may be used.

【0028】また抵抗206は、MOSFET204の
ゲート端子に対するドレイン電圧変化量の低減効果があ
り、抵抗208とコンデンサ209によるゲート電圧を
高める効果をより一層強調し、コレクタ電圧の振動抑制
の効果を奏する。また、第2実施例の抵抗208とコン
デンサ209の直列回路に、さらに図1の高耐圧定電流
素子308を直列に接続してもよい。
Further, the resistor 206 has an effect of reducing the amount of change in drain voltage with respect to the gate terminal of the MOSFET 204, further emphasizes the effect of increasing the gate voltage by the resistor 208 and the capacitor 209, and has an effect of suppressing oscillation of the collector voltage. Further, the high-voltage constant current element 308 of FIG. 1 may be connected in series to the series circuit of the resistor 208 and the capacitor 209 of the second embodiment.

【0029】第1実施例および第2実施例において、I
GBT303,203のゲート電圧を引き下げるトラン
ジスタ304、204は、単体のトランジスタ及びMO
SFET以外に、オペレーションアンプ(オペアンプ)
等のような回路を用いることができ、これらであっても
効果的である。図8は本発明の第3実施例の回路構成を
示す図である。第1実施例の抵抗208に相当するのが
抵抗410であり、IGBT401がオフして、コレク
タ電圧が少なくとも25V以上になったとき抵抗410
に流れる微小電流をMOSFET403で遮断する場合
の回路例である。駆動回路(当然、内部抵抗を有する)
からゲート電圧をIGBT401に与え、IGBT40
1をオンさせる。このIGBT401は電流検出端子を
有しており、通称電流センスIGBTと称されているも
のである。この電流検出端子が抵抗405を介してアー
ス点に接続される。イグニッションコイル電流はコレク
タ電流となりIGBT401を通して流れ出す。そし
て、増大するコレクタ電流は電流検出端子に分流し抵抗
405の上端の電位を上昇させMOSFET402をオ
ンさせる。このとき、MOSFET404はIGBT4
01のコレクタ・エミッタ間電圧が極めて小さくなるた
めオフ状態である。そうするとMOSFET403がオ
ン状態となり、抵抗410はIGBT401のゲート端
子と接続し、微小電流は抵抗410、MOSFET40
3およびMOSFET402を通して流れ、IGBT4
01のゲート電圧はMOSFET402のオン抵抗で生
ずる電圧が印加される。コレクタ電流はMOSFET4
02の働きで最終的には一定電流となる。また抵抗41
0をIGBT401のゲート端子と接続することで、そ
の出力特性をバイポーラ・ダーリントントランジスタの
出力特性に変えることでコレクタ電圧の振動を抑制す
る。またMOSFET403はIGBT401がオフし
たときイグニッションコイルからの微小電流を遮断し
て、確実にスパーク電圧を確保するために必要である。
さらに、図示していないがMOSFET403のドレイ
ン・ソース間に追加の抵抗を並列に接続すれば、少なく
ともコレクタ電圧が25V以上での前記の微小電流を減
少する場合の実施例となる。
In the first and second embodiments, I
The transistors 304 and 204 for lowering the gate voltage of the GBTs 303 and 203 are single transistors and MO transistors.
Operation amplifier (op amp) other than SFET
Circuits such as the above can be used, and even these are effective. FIG. 8 is a diagram showing the circuit configuration of the third embodiment of the present invention. The resistor 410 corresponds to the resistor 208 of the first embodiment, and when the IGBT 401 is turned off and the collector voltage becomes at least 25 V or more, the resistor 410 is used.
This is an example of a circuit in the case where a MOSFET 403 cuts off a minute current flowing through the MOSFET. Drive circuit (with internal resistance, of course)
Gate voltage is applied to the IGBT 401 from the
Turn 1 on. This IGBT 401 has a current detection terminal, and is commonly called a current sense IGBT. This current detection terminal is connected to the ground point via the resistor 405. The ignition coil current becomes a collector current and flows out through the IGBT 401. Then, the increasing collector current is shunted to the current detection terminal to raise the potential at the upper end of the resistor 405 to turn on the MOSFET 402. At this time, the MOSFET 404 is the IGBT 4
Since the collector-emitter voltage of 01 is extremely small, it is in the off state. Then, the MOSFET 403 is turned on, the resistor 410 is connected to the gate terminal of the IGBT 401, and a minute current flows through the resistor 410 and the MOSFET 40.
3 and MOSFET 402, IGBT4
As the gate voltage of 01, a voltage generated by the on resistance of the MOSFET 402 is applied. The collector current is MOSFET4
The function of 02 finally provides a constant current. Also the resistor 41
By connecting 0 to the gate terminal of the IGBT 401, the output characteristic is changed to the output characteristic of the bipolar Darlington transistor, thereby suppressing oscillation of the collector voltage. Further, the MOSFET 403 is necessary to cut off a minute current from the ignition coil when the IGBT 401 is turned off and to ensure the spark voltage.
Further, although not shown, if an additional resistor is connected in parallel between the drain and the source of the MOSFET 403, it becomes an embodiment in the case of reducing the minute current at least when the collector voltage is 25 V or more.

【0030】図9は本発明の第4実施例の回路構成を示
す図である。抵抗512とMOSFET503でIGB
T501のゲート端子に微小電流で生ずる電圧を印加
し、IGBT501の出力特性をバイポーラ・ダーリン
トントランジスタの出力特性に近づけている。つまり抵
抗512が第3実施例の抵抗410に相当し、MOSF
ET503は第3実施例のMOSFET403に相当す
る。
FIG. 9 is a diagram showing the circuit configuration of the fourth embodiment of the present invention. IGB with resistor 512 and MOSFET 503
A voltage generated by a minute current is applied to the gate terminal of T501 to bring the output characteristics of the IGBT 501 close to the output characteristics of the bipolar Darlington transistor. That is, the resistor 512 corresponds to the resistor 410 of the third embodiment, and the MOSF
The ET503 corresponds to the MOSFET 403 of the third embodiment.

【0031】またオペレーションアンプ(オペアンプ)
502をIGBT501のエミッタ端子とMOSFET
504のゲート端子間に抵抗507を介して接続し、駆
動回路513からIGBT501に予め加えたゲート電
圧の印加期間のみ、このオペレーションアンプが動作す
るようにしている。図10は本発明の第5実施例の回路
構成を示す図である。イグニッションコイル602の電
圧を検出してモニタする電圧検出回路(モニタ回路)6
08は一方がイグニッションコイル602の両端に接続
され、他方が微小電流回路609と接続されている。そ
して、微小電流回路609は微小電流スイッチ回路61
1を介してIGBT603のゲート端子に接続されてい
る。イグニッションコイル電圧が主回路電源電圧に対向
する極性かまたは加算する極性で、ゲート電圧値以上の
低下が生じた場合、微小電流回路からゲート端子に微小
電流で生じる電圧を供給できるようにして、コレクタ電
圧の振動を抑制している。尚、IGBT603は電流検
出端子付きである。同図で微小電流回路が第3実施例の
抵抗410に相当する働きをして、微小電流スイッチ回
路611がMOSFET403に相当する働きをする。
Operation amplifier (operational amplifier)
502 is an emitter terminal of the IGBT 501 and a MOSFET
The gate terminals of 504 are connected via a resistor 507 so that this operational amplifier operates only during the application period of the gate voltage applied from the drive circuit 513 to the IGBT 501 in advance. FIG. 10 is a diagram showing the circuit configuration of the fifth embodiment of the present invention. Voltage detection circuit (monitor circuit) 6 for detecting and monitoring the voltage of the ignition coil 602
One side of 08 is connected to both ends of the ignition coil 602, and the other side is connected to the minute current circuit 609. The minute current circuit 609 is the minute current switch circuit 61.
1 is connected to the gate terminal of the IGBT 603. If the ignition coil voltage has a polarity opposite to the main circuit power supply voltage or a polarity that adds to the main circuit power supply voltage and a drop of more than the gate voltage value occurs, the micro current circuit can supply the voltage generated by the micro current to the gate terminal, and It suppresses voltage oscillation. The IGBT 603 has a current detection terminal. In the figure, the minute current circuit functions as the resistor 410 of the third embodiment, and the minute current switch circuit 611 functions as the MOSFET 403.

【0032】図11は制御装置を構成するトランジスタ
の温度変化が少ない動作点の設定例を示した図である。
ここではトランジスタとしてMOSFETを使用した例
を示す。勿論、制御装置に使用される回路部品(トラン
ジスタ304、204などやオペレーションアンプ50
2などの回路)の動作点の温度変化を少なくするように
することの一例として図11は示してある。図11では
交差している箇所を動作点とすることで電流制限値の温
度変化を少なくできる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of setting the operating point where the temperature change of the transistor constituting the control device is small.
Here, an example using a MOSFET as a transistor is shown. Of course, circuit components used in the control device (transistors 304, 204, etc. and the operation amplifier 50
11 is shown as an example of reducing the temperature change of the operating point of the circuit (2, etc.). In FIG. 11, the temperature change of the current limit value can be reduced by setting the intersecting point as the operating point.

【0033】図13は図5に示した出力特性を有するパ
ワーMOSFETを図6の回路に適用した場合の動作波
形図である。MOSFETの出力特性が本発明の回路を
設置することでバイポーラ・ダーリントントランジスタ
の出力特性に近くなるため、図3に示されるドレイン電
圧の振動は消滅している。前記各実施例において、IG
BTと電流制限回路及び微小電流供給回路を1チップで
構成することができる。更に駆動回路をも含めて1チッ
プとすることも可能であるし、個別素子をセラミック基
板や金属絶縁基板に搭載してケースに収納して1パッケ
ージとしてもよい。また、イグニッションコイルをも含
めて1つのモジュールとしてもよい。
FIG. 13 is an operation waveform diagram when the power MOSFET having the output characteristic shown in FIG. 5 is applied to the circuit of FIG. Since the output characteristic of the MOSFET becomes close to that of the bipolar Darlington transistor by installing the circuit of the present invention, the oscillation of the drain voltage shown in FIG. 3 disappears. In each of the above embodiments, the IG
The BT, the current limiting circuit, and the minute current supply circuit can be configured by one chip. Further, the drive circuit can be included in one chip, or the individual elements may be mounted on a ceramic substrate or a metal insulating substrate and housed in a case to form one package. Moreover, the ignition coil may be included in one module.

【0034】以上、本発明はMOSゲート構造トランジ
スタを内燃機関点火用回路装置に適用した例について説
明してきたが、これに限定されることなく、配線系に誘
導分を含んだ回路に適用することで、顕著な効果を奏す
る。例えば、モータを駆動するインバータのブリッジ回
路の各アームに用いられるスイッチング素子に本発明の
回路装置を用いることができる。このような点火回路装
置以外の誘導性負荷を制御するために用いた場合にはM
OSゲート構造トランジスタのオフ時のサージ電圧の制
御効果がある。
Although the present invention has been described with reference to an example in which a MOS gate structure transistor is applied to an internal combustion engine ignition circuit device, the present invention is not limited to this, and may be applied to a circuit including an inductive component in a wiring system. It has a remarkable effect. For example, the circuit device of the present invention can be used as a switching element used in each arm of a bridge circuit of an inverter that drives a motor. When used to control an inductive load other than such an ignition circuit device, M
It has the effect of controlling the surge voltage when the OS gate structure transistor is off.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1に本発明は、従来のバイポーラ・ダーリントントラ
ンジスタよりも低い駆動電流で高速開閉が可能になるM
OSゲート構造トランジスタの、自動車点火回路への適
用を可能とする。第2に第1の効果をもたらすMOSゲ
ート構造トランジスタの、イグニッションコイル電流の
定電流動作時の予定外のタイミングでスパーク・プラグ
に火花が発生するのを防止する。第3に第1の効果をも
たらすところの、イグニッションシステムの動作状況を
監視する為に、ドレイン電圧をモニタする回路を付加す
る場合に弊害となる電流制限開始直後のドレイン電圧の
振動を防止する。第4に電流制限動作全期間の波形振動
を防止する。以上のような効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
First, the present invention enables high-speed switching with a drive current lower than that of the conventional bipolar Darlington transistor.
The OS gate structure transistor can be applied to an automobile ignition circuit. Secondly, the spark plug is prevented from generating sparks at unscheduled timings during the constant current operation of the ignition coil current of the MOS gate structure transistor having the first effect. Thirdly, the oscillation of the drain voltage immediately after the start of the current limitation, which is a harmful effect when a circuit for monitoring the drain voltage is added to monitor the operating condition of the ignition system, which brings about the first effect, is prevented. Fourthly, the waveform vibration is prevented during the entire current limiting operation. The above effects are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】IGBTを用いた本発明の第1実施例の点火用
回路装置の回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of an ignition circuit device according to a first embodiment of the present invention using an IGBT.

【図2】バイポーラ・ダーリントントランジスタでの電
流制限時のコレクタ電圧・電流波形図
[Fig.2] Collector voltage / current waveform diagram at the time of current limitation in bipolar Darlington transistor

【図3】パワーMOSFETでの電流制限時のコレクタ
電圧・電流波形図
FIG. 3 Waveform diagram of collector voltage and current when current is limited in power MOSFET

【図4】バイポーラ・ダーリントントランジスタの出力
特性図
[Figure 4] Output characteristic diagram of bipolar Darlington transistor

【図5】耐圧250V,オン抵抗0.16ΩのパワーM
OSFETの出力特性図
FIG. 5: Power M withstand voltage of 250 V and on-resistance of 0.16 Ω
Output characteristics of OSFET

【図6】バイポーラ・ダーリントントランジスタを用い
た従来の回路図
FIG. 6 is a conventional circuit diagram using a bipolar Darlington transistor.

【図7】IGBTを用いた本発明の第2実施例の点火用
回路装置の回路図
FIG. 7 is a circuit diagram of an ignition circuit device according to a second embodiment of the present invention using an IGBT.

【図8】本発明の第3実施例の点火用回路装置の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of an ignition circuit device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施例の点火用回路装置の回路図FIG. 9 is a circuit diagram of an ignition circuit device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5実施例の点火用回路装置の回路
FIG. 10 is a circuit diagram of an ignition circuit device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】温度変化が少ない動作点の設定例を示す図FIG. 11 is a diagram showing an example of setting an operating point with a small temperature change.

【図12】コレクタ端子からゲート端子に加わる微小電
流あるいは電圧の増加を抑制開始するコレクタ電圧の設
定を示す図
FIG. 12 is a diagram showing setting of a collector voltage at which suppression of an increase in a minute current or voltage applied from the collector terminal to the gate terminal is started.

【図13】図5の出力特性を有するパワーMOSFET
を図6の回路に適用した場合の動作波形図
13 is a power MOSFET having the output characteristic of FIG.
Waveform diagram when applying to the circuit of Figure 6

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、601 バッテリ 102、202、302、602 イグニッシ
ョンコイル 103 バイポーラ・ダーリ
ントントランジスタ 104、105、304 トランジス
109、207、307、411、513、610
駆動回路 110、312 ツェナダイ
オード 112、209、311、607 コンデンサ 203、303、501 IGBT 204、402〜404、503〜505、604
MOSFET 308 高耐圧定電
流素子 313 ダイオード 401、603 電流検出端
子付きIGBT 502 オペアンプ 608 モニタ回路 609 微小電流回
路 611 微小電流ス
イッチ回路
101, 201, 301, 601 Battery 102, 202, 302, 602 Ignition coil 103 Bipolar Darlington transistor 104, 105, 304 Transistor 109, 207, 307, 411, 513, 610
Drive circuit 110,312 Zener diode 112,209,311,607 Capacitor 203,303,501 IGBT 204,402-404,503-505,604
MOSFET 308 High breakdown voltage constant current element 313 Diodes 401, 603 IGBT with current detection terminal 502 Operational amplifier 608 Monitor circuit 609 Micro current circuit 611 Micro current switch circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イグニッションコイルの一次巻線に直流電
源とスイッチング手段を接続し、イグニッションコイル
の二次巻線の一方端に点火プラグを接続し、該スイッチ
ング手段の開閉によるイグニッションコイルの一次電流
の変化により二次巻線に生ずる高電圧を点火プラグに供
給するものにおいて、スイッチング手段がMOSゲート
構造トランジスタであり、一次巻線のコイル電流をある
一定値に制限するために、少なくともコイル電流検出部
とMOSゲート構造トランジスタのゲート電圧を降下さ
せる回路とを備え、MOSゲート構造トランジスタの電
圧値の高い側の主端子電圧が、ゲート端子電圧よりも高
い場合に、主端子からゲート端子に流入する電流で生じ
た電圧をゲート端子に加える電流供給回路を備えたこと
を特徴とする内燃機関点火用回路装置。
1. A primary winding of an ignition coil is connected with a DC power source and a switching means, and an ignition plug is connected with one end of a secondary winding of the ignition coil, and the primary current of the ignition coil is opened and closed by opening and closing the switching means. In a device for supplying a high voltage generated in a secondary winding to a spark plug due to a change, the switching means is a MOS gate structure transistor, and at least a coil current detection unit is provided to limit the coil current of the primary winding to a certain constant value. And a circuit for lowering the gate voltage of the MOS gate structure transistor, the current flowing from the main terminal to the gate terminal when the main terminal voltage on the high voltage side of the MOS gate structure transistor is higher than the gate terminal voltage. Internal combustion circuit characterized by comprising a current supply circuit for applying a voltage generated at Seki ignition circuit device.
【請求項2】MOSゲート構造トランジスタの主端子か
らゲート端子に流入する電流が0.01mAないし10
mAであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関点
火用回路装置。
2. The current flowing from the main terminal of the MOS gate structure transistor to the gate terminal is 0.01 mA to 10 mA.
The circuit device for ignition of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the circuit device is mA.
【請求項3】主端子電圧が所定の電圧と等しいかまたは
それよりも低く、且つ、ゲート端子電圧よりも高い範囲
内で設定した電圧値以下では、主端子からゲート端子に
流れ込む電流で生じた電圧を、一定値または主端子電圧
とゲート端子電圧との差に応じて、ゲート端子に加える
ようにし、前記の設定した電圧値より高い場合には、前
記の主端子からゲート端子に流れ込む電流で生じた電圧
の増加を抑制,減少又は遮断のいずれかとする回路を備
えたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関点火用回
路装置。
3. A current flowing from the main terminal to the gate terminal occurs when the voltage of the main terminal is equal to or lower than a predetermined voltage and lower than a voltage value set within a range higher than the gate terminal voltage. A voltage is applied to the gate terminal according to a constant value or the difference between the main terminal voltage and the gate terminal voltage, and when the voltage is higher than the set voltage value, the current flowing from the main terminal to the gate terminal is used. 2. The circuit device for igniting an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a circuit for suppressing, decreasing or interrupting an increase in the generated voltage.
【請求項4】所定の電圧値が20Vないし30Vである
ことを特徴とする請求項3記載の内燃機関点火用回路装
置。
4. The internal combustion engine ignition circuit device according to claim 3, wherein the predetermined voltage value is 20V to 30V.
【請求項5】予め加えたゲート電圧が加わっている期間
に動作させる回路を備えたことを特徴とする請求項1ま
たは3記載の内燃機関点火用回路装置。
5. The internal combustion engine ignition circuit device according to claim 1, further comprising a circuit which is operated during a period in which a gate voltage applied in advance is applied.
【請求項6】イグニッションコイルの一次巻線に直流電
源とスイッチング手段を接続し、イグニッションコイル
の二次巻線の一方端に点火プラグを接続し、該スイッチ
ング手段の開閉によるイグニッションコイルの一次電流
の変化により二次巻線に生ずる高電圧を点火プラグに供
給するものにおいて、スイッチング手段がMOSゲート
構造トランジスタであり、一次巻線のコイル電流をある
一定値に制限するために、少なくともコイル電流検出部
とMOSゲート構造トランジスタのゲート電圧を降下さ
せる回路を備えた回路であって、コイルの両端電圧を検
出する検出回路と、ゲート端子に微小電流で生じる電圧
を加える回路と、予め加えたゲート電圧が加わっている
期間だけ動作させる回路とを備えたことを特徴とする内
燃機関点火用回路装置。
6. A direct current power supply and a switching means are connected to the primary winding of the ignition coil, an ignition plug is connected to one end of the secondary winding of the ignition coil, and a primary current of the ignition coil is generated by opening and closing the switching means. In a device for supplying a high voltage generated in a secondary winding to a spark plug due to a change, the switching means is a MOS gate structure transistor, and at least a coil current detection unit is provided to limit the coil current of the primary winding to a certain constant value. And a circuit for lowering the gate voltage of a MOS gate structure transistor, which includes a detection circuit for detecting the voltage across the coil, a circuit for applying a voltage generated by a minute current to the gate terminal, and a gate voltage applied in advance. A circuit for igniting an internal combustion engine, comprising a circuit which is operated only during a period of being added Location.
【請求項7】イグニッションコイルの一次巻線に直流電
源とスイッチング手段を接続し、イグニッションコイル
の二次巻線の一方端に点火プラグを接続し、該スイッチ
ング手段の開閉によるイグニッションコイルの一次電流
の変化により二次巻線に生ずる高電圧を点火プラグに供
給するものにおいて、スイッチング手段がMOSゲート
構造トランジスタであり、一次巻線のコイル電流をある
一定値に制限するために、少なくともコイル電流検出部
とMOSゲート構造トランジスタのゲート電圧を降下さ
せる回路とを備えた制御装置であって、前記制御装置の
動作点を温度による変化が少ない点に設定することを特
徴とする内燃機関点火用回路装置。
7. A direct current power supply and switching means are connected to the primary winding of the ignition coil, an ignition plug is connected to one end of the secondary winding of the ignition coil, and the primary current of the ignition coil is opened and closed by opening and closing the switching means. In a device for supplying a high voltage generated in a secondary winding to a spark plug due to a change, the switching means is a MOS gate structure transistor, and at least a coil current detection unit is provided to limit the coil current of the primary winding to a certain constant value. A circuit device for igniting an internal combustion engine, comprising: a circuit for lowering a gate voltage of a MOS gate structure transistor, wherein an operating point of the control device is set to a point where a change due to temperature is small.
【請求項8】請求項1ないし7記載の内燃機関点火用回
路装置の直流電源とイグニッションコイルを除いた回路
の一部または全てを1チップまたは1パッケージとした
ことを特徴とする内燃機関点火用半導体装置。
8. An internal combustion engine ignition circuit characterized in that a part or all of the circuit of the internal combustion engine ignition circuit device according to any one of claims 1 to 7 except for a DC power supply and an ignition coil is formed in one chip or one package. Semiconductor device.
【請求項9】イグニッションコイルと直列に接続される
MOSゲート構造トランジスタの出力特性が、電流制限
されたコイル電流にほぼ等しい範囲内で、駆動回路から
供給されるゲート電圧を一定値に固定した場合に、主端
子電流の増加による主端子間電圧の変化がほとんどない
領域から移行して主端子間電圧が急激に増加する領域に
おいて、主端子間電圧が少なくとも第一の所定の値まで
は主端子間電圧1Vに対して主端子電流の変化分が第二
の所定の値以上であることを特徴とする内燃機関点火用
半導体装置。
9. A gate voltage supplied from a drive circuit is fixed to a constant value within a range in which an output characteristic of a MOS gate structure transistor connected in series with an ignition coil is substantially equal to a current-limited coil current. In the area where the voltage between the main terminals changes abruptly due to the change in the voltage between the main terminals due to the increase in the main terminal current, and the voltage between the main terminals increases to at least the first predetermined value, A semiconductor device for ignition of an internal combustion engine, wherein a change amount of a main terminal current is equal to or more than a second predetermined value with respect to an inter-voltage 1V.
【請求項10】第一の所定の値が16Vであり、第二の
所定の値が0.1Aであることを特徴とする請求項9記
載の内燃機関点火用半導体装置。
10. A semiconductor device for ignition of an internal combustion engine according to claim 9, wherein the first predetermined value is 16V and the second predetermined value is 0.1A.
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