JP2002110866A - Electronic equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力半導体素子の保護機能動作による温度上
昇を低減し、信頼性の向上を図った電子装置を提供す
る。
【解決手段】 負荷1と、負荷を駆動する電力半導体素
子2と、電力半導体素子の温度を検出する温度検出回路
3と、温度検出回路による検出結果に基づき電力半導体
素子を遮断状態にする遮断回路4と、負荷の状態を検出
する負荷状態検出回路5とを備え、負荷状態検出回路に
より、負荷が短絡状態にあると検出された場合、温度検
出回路における複数のダイオード201〜206のうち
ダイオード201に接続されたスイッチ素子209が導
通し、検出温度の設定値が低く変更される。
(57) Abstract: Provided is an electronic device in which a temperature rise due to a protection function operation of a power semiconductor element is reduced and reliability is improved. SOLUTION: A load 1, a power semiconductor element 2 for driving the load, a temperature detection circuit 3 for detecting a temperature of the power semiconductor element, and a shutoff circuit for shutting off the power semiconductor element based on a detection result by the temperature detection circuit. And a load state detection circuit 5 for detecting a load state. When the load state detection circuit detects that the load is in a short-circuit state, the diode 201 of the plurality of diodes 201 to 206 in the temperature detection circuit is provided. Is turned on, the set value of the detected temperature is changed to a lower value.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、温度保護機能を内
蔵し負荷を駆動制御する電子装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device having a built-in temperature protection function for driving and controlling a load.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は、従来の温度保護機能を内蔵した
電子装置の一構成例を示すブロック図である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electronic device having a built-in temperature protection function.
【0003】図3において、1は負荷、2は電力半導体
素子、3は温度検出回路、4は遮断回路、5は負荷状態
検出回路である。図2に示すように、負荷1は一方の端
子が電源ライン6に接続されており、他方の端子が電力
半導体素子2(ここでは、NチャネルのパワーMOSF
ETが用いられており、以下パワーMOSFETと称す
る)に接続されている。In FIG. 3, 1 is a load, 2 is a power semiconductor element, 3 is a temperature detection circuit, 4 is a cutoff circuit, and 5 is a load state detection circuit. As shown in FIG. 2, a load 1 has one terminal connected to a power supply line 6 and the other terminal connected to a power semiconductor element 2 (here, an N-channel power MOSF).
ET is used and is connected to a power MOSFET hereinafter.
【0004】パワーMOSFET2は、ソース端子がG
NDライン8に接続されており、ゲートに接続されたゲ
ートコントロール回路9によってON/OFF動作の制
御を受けている。The power MOSFET 2 has a source terminal G
It is connected to the ND line 8 and is controlled by a gate control circuit 9 connected to the gate to ON / OFF operation.
【0005】ゲートコントロール回路9は、負荷状態検
出回路5からの信号を受けて、負荷1が正常状態である
場合には、外部装置200(例えば、マイクロコンピュ
ータ)から電子装置7への入力信号をパワーMOSFE
T2のゲートに印加するように、負荷が短絡状態である
場合には、ゲート電圧が発振するように構成されてい
る。The gate control circuit 9 receives a signal from the load state detecting circuit 5 and, when the load 1 is in a normal state, receives an input signal from the external device 200 (for example, a microcomputer) to the electronic device 7. Power MOSFE
The gate voltage is oscillated when the load is in a short-circuit state so as to be applied to the gate of T2.
【0006】負荷状態検出回路5は、負荷1の両端の電
圧を検出することで、負荷の状態を判断し、負荷が短絡
状態にあればゲートコントロール回路9に信号を出力す
る。The load state detection circuit 5 determines the state of the load by detecting the voltage across the load 1 and outputs a signal to the gate control circuit 9 if the load is short-circuited.
【0007】温度検出回路3は、ダイオードの順方向電
圧VFの温度変化特性を利用しており、定電圧源にダイ
オード101と抵抗102が接続され、温度が上昇する
とダイオード101の順方向電圧VFが低下するため抵
抗102の両端に電圧が発生し、電子装置7の温度が設
定した過熱検出温度に達すると、出力端子103から遮
断回路4の入力端子104に信号を出力する。The temperature detecting circuit 3 utilizes the temperature change characteristic of the forward voltage VF of the diode. The diode 101 and the resistor 102 are connected to a constant voltage source, and when the temperature rises, the forward voltage VF of the diode 101 becomes higher. When the temperature of the electronic device 7 reaches the set overheat detection temperature, a signal is output from the output terminal 103 to the input terminal 104 of the shut-off circuit 4 when the temperature of the electronic device 7 reaches the set overheat detection temperature.
【0008】遮断回路4は、抵抗105とMOSFET
106で構成されており、温度検出回路3から入力端子
104にMOSFET106のしきい値電圧以上の電圧
信号が入力されるとMOSFET106はON状態とな
り、パワーMOSFET2はゲート電圧が低下してOF
Fとなる。The shutoff circuit 4 includes a resistor 105 and a MOSFET.
When a voltage signal equal to or higher than the threshold voltage of the MOSFET 106 is input from the temperature detection circuit 3 to the input terminal 104, the MOSFET 106 is turned on, and the gate voltage of the power MOSFET 2 is reduced and the OF MOSFET 2 is turned off.
It becomes F.
【0009】このような構成において、使用環境温度の
異常上昇や他の装置の異常発熱など異常な状態になり、
設定値以上に電子装置7の温度が上昇すると、温度検出
回路3により温度上昇が検出され、遮断回路4によって
出力段のパワーMOSFET2はOFFとなる。[0009] In such a configuration, an abnormal state such as an abnormal rise in the use environment temperature or abnormal heat generation of other devices occurs.
When the temperature of the electronic device 7 rises above the set value, the temperature rise is detected by the temperature detection circuit 3, and the power MOSFET 2 in the output stage is turned off by the cutoff circuit 4.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、負荷短絡状態が長時間継続すると電子装置の
温度は上昇し、装置としての信頼性が低下するという問
題を有していた。すなわち、パワーMOSFET等の電
力半導体素子の保護機能動作によって、自己発熱して温
度が上昇し信頼性が低下するという問題があった。However, in the conventional configuration, if the load short-circuit state continues for a long time, there is a problem that the temperature of the electronic device rises and the reliability of the device decreases. That is, there has been a problem that the protection function operation of a power semiconductor element such as a power MOSFET causes self-heating to increase the temperature and reduce the reliability.
【0011】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、電力半導体素子の保護機能動
作による温度上昇を低減し、信頼性の向上を図った電子
装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device in which a temperature rise due to a protection function operation of a power semiconductor element is reduced and reliability is improved. It is in.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る電子装置は、負荷と、負荷を駆動する
電力半導体素子と、電力半導体素子の温度を検出する温
度検出回路と、温度検出回路による検出結果に基づき電
力半導体素子を遮断状態にする遮断回路と、負荷の状態
を検出する負荷状態検出回路とを備え、温度検出回路
は、前記負荷状態検出回路により検出された負荷の状態
に応じて、検出温度の設定値を変更することを特徴とす
る。In order to achieve the above object, an electronic device according to the present invention comprises a load, a power semiconductor element for driving the load, a temperature detection circuit for detecting the temperature of the power semiconductor element, The power supply device further includes a cutoff circuit that cuts off the power semiconductor element based on a detection result by the temperature detection circuit, and a load state detection circuit that detects a state of the load, wherein the temperature detection circuit detects a load detected by the load state detection circuit. It is characterized in that the set value of the detected temperature is changed according to the state.
【0013】この電子装置において、温度検出回路は、
負荷状態検出回路により検出された負荷の状態が短絡状
態にある場合、前記検出温度の設定値を低下させるもの
である。In this electronic device, the temperature detection circuit includes:
When the load state detected by the load state detection circuit is a short circuit state, the set value of the detected temperature is reduced.
【0014】この場合、温度検出回路は、互いに順方向
に直列接続されて定電圧が供給され各々所定の順方向電
圧温度係数を有する複数のダイオードと、複数のダイオ
ードと直列に接続され定電圧を分圧して遮断回路に供給
する抵抗素子と、複数のダイオードの少なくとも1つと
並列に接続されたスイッチ素子とを備え、負荷状態検出
回路は、負荷が短絡状態にあると検出した場合に、スイ
ッチ素子を導通させることが好ましい。In this case, the temperature detecting circuits are connected in series in the forward direction to each other, are supplied with a constant voltage, and have a plurality of diodes each having a predetermined forward voltage temperature coefficient, and are connected in series with the plurality of diodes to detect the constant voltage. A resistance element for dividing the voltage and supplying the divided voltage to the interruption circuit; and a switch element connected in parallel with at least one of the plurality of diodes. Is preferably conducted.
【0015】また、負荷状態検出回路は、負荷の両端電
圧を検出する構成、あるいは電力半導体素子であるパワ
ーMOSFETのドレイン電圧を検出する構成とするこ
とができる。負荷状態検出回路を、パワーMOSFET
のドレイン電圧を検出する構成とした場合、パワーMO
SFET、負荷状態検出回路、温度検出回路、遮断回
路、およびパワーMOSFETの制御回路を同一の半導
体基板上に形成でき、しかも、負荷接続端子(出力端
子)、GND端子、および入力端子という三端子だけ
で、負荷を駆動制御する半導体装置を実現することがで
きる。これによって、部品点数を少なくすることができ
るとともに、装置の信頼性を向上させることができる。Further, the load state detecting circuit may be configured to detect a voltage across the load or to detect a drain voltage of a power MOSFET which is a power semiconductor element. Load state detection circuit is a power MOSFET
Is configured to detect the drain voltage of
An SFET, a load state detection circuit, a temperature detection circuit, a cutoff circuit, and a control circuit for a power MOSFET can be formed on the same semiconductor substrate, and only three terminals, namely, a load connection terminal (output terminal), a GND terminal, and an input terminal Thus, a semiconductor device that drives and controls a load can be realized. Thus, the number of components can be reduced, and the reliability of the device can be improved.
【0016】上記の構成によれば、負荷の状態に応じて
電力半導体素子をオフ状態にする検出温度を変更するこ
とができ、負荷が短絡して保護機能が動作した場合に
は、負荷状態検出回路からの信号に基づき、温度検出回
路により遮断回路を動作させ電力半導体素子をオフ状態
にする過熱検出温度を低下させる。これにより、電力半
導体素子の保護機能動作による温度上昇を低減し、信頼
性の向上を図った電子装置を実現することが可能にな
る。According to the above configuration, the detection temperature at which the power semiconductor element is turned off can be changed according to the state of the load, and when the load is short-circuited and the protection function is activated, the load state is detected. Based on a signal from the circuit, the temperature detection circuit operates the cutoff circuit to lower the overheat detection temperature at which the power semiconductor element is turned off. As a result, it is possible to realize an electronic device in which the temperature rise due to the protection function operation of the power semiconductor element is reduced and the reliability is improved.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態による電子装置の構成を示すブロック図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device according to a first embodiment of the present invention.
【0019】図1において、1は負荷、2は電力半導体
素子、3は温度検出回路、4は遮断回路、5は負荷状態
検出回路である。In FIG. 1, 1 is a load, 2 is a power semiconductor element, 3 is a temperature detection circuit, 4 is a cutoff circuit, and 5 is a load state detection circuit.
【0020】負荷1は、一方の端子が電源ライン6に、
他方の端子が電力半導体素子2に接続されている。な
お、本実施形態では、電力半導体素子2として、従来例
と同じくNチャネルのパワーMOSFETを用いてお
り、以下、単にパワーMOSFETと称する。ただし、
電力半導体素子2としては、パワーMOSFET以外
に、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)
や通常のバイポーラトランジスタを用いてもよい。パワ
ーMOSFET2は、そのソース端子がGNDライン8
に、そのゲート端子がゲートコントロール回路9の出力
端子に接続されている。The load 1 has one terminal connected to the power supply line 6 and
The other terminal is connected to the power semiconductor element 2. In this embodiment, an N-channel power MOSFET is used as the power semiconductor element 2 as in the conventional example, and is simply referred to as a power MOSFET hereinafter. However,
As the power semiconductor element 2, in addition to the power MOSFET, an IGBT (insulated gate bipolar transistor)
Alternatively, a normal bipolar transistor may be used. The power MOSFET 2 has a source terminal connected to the GND line 8.
The gate terminal is connected to the output terminal of the gate control circuit 9.
【0021】ゲートコントロール回路9は、負荷状態検
出回路5からの信号を受けて、負荷1が正常状態である
場合には、外部装置200(例えば、マイクロコンピュ
ータ)から電子装置7への入力信号が、抵抗105を介
するが直接パワーMOSFET2のゲート端子に加わる
ように、負荷1が短絡状態である場合には、ゲート電圧
が発振するように構成されている。なお、本実施形態で
は、ゲート電圧を発振させているが、ゲート電圧を所定
値に制限し負荷電流を所定値に制限させるような構成に
することもできる。一般的には、負荷1が短絡状態にあ
る間には、完全に負荷電流を遮断してラッチをかける方
法と、負荷電流を発振させる方法と、負荷電流を所定値
に制限する方法があるが、完全に負荷電流を遮断する方
法については、負荷短絡時に発熱することはありえな
い。本発明は、負荷電流を発振させる方法、または負荷
電流を所定値に制限する方法を用いた場合に、効果を発
揮する。The gate control circuit 9 receives a signal from the load state detection circuit 5 and, when the load 1 is in a normal state, inputs a signal from the external device 200 (for example, a microcomputer) to the electronic device 7. When the load 1 is in a short-circuit state, the gate voltage oscillates so that the gate voltage is directly applied to the gate terminal of the power MOSFET 2 via the resistor 105. In this embodiment, the gate voltage is oscillated. However, the gate voltage may be limited to a predetermined value and the load current may be limited to a predetermined value. Generally, while the load 1 is in the short-circuit state, there are a method of completely interrupting and latching the load current, a method of oscillating the load current, and a method of limiting the load current to a predetermined value. Regarding the method of completely interrupting the load current, heat cannot be generated when the load is short-circuited. The present invention is effective when a method of oscillating the load current or a method of limiting the load current to a predetermined value is used.
【0022】負荷状態検出回路5は、負荷1の両端の電
圧を検出することで、負荷の状態を判断している。負荷
1が正常なときには、負荷1の両端には電源電圧と同等
の電位差が発生しているが(この場合、パワーMOSF
ET2のオン抵抗は負荷1の抵抗値に比べて十分小さい
ので)、負荷1が短絡状態にあるときには負荷1の両端
にはほとんど電圧が発生しないため、この違いを利用し
て、負荷状態検出回路5は、負荷1が短絡状態にある場
合、ゲートコントロール回路9と温度検出回路4に対し
て短絡状態を示す信号を出力する。The load state detection circuit 5 determines the state of the load by detecting the voltage across the load 1. When the load 1 is normal, a potential difference equal to the power supply voltage is generated at both ends of the load 1 (in this case, the power MOSF).
Since the on-resistance of ET2 is sufficiently smaller than the resistance value of load 1, since almost no voltage is generated at both ends of load 1 when load 1 is in a short-circuit state, a load state detection circuit utilizing this difference is used. 5 outputs a signal indicating a short-circuit state to the gate control circuit 9 and the temperature detection circuit 4 when the load 1 is in a short-circuit state.
【0023】温度検出回路3は、ダイオードの順方向電
圧VFの温度変化特性(例えば、2mV/℃)を利用し
ている。定電圧源(例えば、Vz=3V)に6個のダイ
オード201〜206(例えば、VF=0.6V(電流
10μA時))と抵抗207(例えば、抵抗値が100
kΩ)を直列に接続し、ダイオード206と抵抗207
の接続点を出力端子208とする構成としている。The temperature detecting circuit 3 utilizes a temperature change characteristic (for example, 2 mV / ° C.) of the forward voltage VF of the diode. Six diodes 201 to 206 (for example, VF = 0.6 V (at a current of 10 μA)) and a resistor 207 (for example, when the resistance value is 100
kΩ) in series, and a diode 206 and a resistor 207 are connected.
Are connected to the output terminal 208.
【0024】また、本実施形態の温度検出回路3が従来
例と異なるのは、ダイオード201のアノードとカソー
ドにそれぞれMOSFET209のドレインとソースが
接続されており、負荷状態検出回路5の出力信号に基づ
いてダイオード201が短絡される構成をとる点にあ
る。これにより、加熱検出温度が150℃から115℃
に約35℃低下する。すなわち、ダイオードの個数、つ
まり検出温度を負荷の状態に応じて変えられる構成とし
ている。これについては、以下で具体的に説明する。The temperature detecting circuit 3 of the present embodiment is different from the conventional example in that the drain and the source of the MOSFET 209 are connected to the anode and the cathode of the diode 201, respectively, based on the output signal of the load state detecting circuit 5. In that the diode 201 is short-circuited. As a result, the heating detection temperature changes from 150 ° C to 115 ° C.
About 35 ° C. That is, the configuration is such that the number of diodes, that is, the detected temperature can be changed according to the state of the load. This will be specifically described below.
【0025】なお、本実施形態では、短絡するダイオー
ドの個数は1個であるが、2個以上とすることもでき
る。例えば、ダイオード2個を短絡する構成にすれば、
検出温度は約88℃低下して62℃となる。また、負荷
の大きさに応じて、3種類以上の検出温度が設定できる
ように、ダイオードを短絡するMOSFETの個数を増
やしてもよい。In this embodiment, the number of diodes to be short-circuited is one, but may be two or more. For example, if two diodes are short-circuited,
The detected temperature drops by about 88 ° C. to 62 ° C. Further, the number of MOSFETs that short-circuit the diode may be increased so that three or more detected temperatures can be set according to the size of the load.
【0026】遮断回路4は、抵抗105(例えば、抵抗
値が10kΩ)とMOSFET106で構成されてお
り、温度検出回路3から入力端子210に、MOSFE
T106のしきい値電圧(例えば、0.9V)以上の電
圧信号が入力されると、MOSFET106はON状態
となり、ゲートコントロール回路9の入力端子がGND
レベルになるため、パワーMOSFET2はゲート電圧
が低下してOFFとなる。The shutoff circuit 4 includes a resistor 105 (for example, a resistance value of 10 kΩ) and a MOSFET 106.
When a voltage signal equal to or higher than the threshold voltage of T106 (for example, 0.9 V) is input, the MOSFET 106 is turned on and the input terminal of the gate control circuit 9 is connected to GND.
Therefore, the power MOSFET 2 is turned off because the gate voltage decreases.
【0027】次に、このように構成された電子装置7の
動作について説明する。Next, the operation of the electronic device 7 configured as described above will be described.
【0028】負荷1が正常状態である場合、負荷状態検
出回路5からは論理「L」レベルの信号が出力されてお
り、温度検出回路3のMOSFET209はOFF状態
にある。この状態で温度が上昇すると、各ダイオード2
01〜206の順方向電圧VFが2mV/℃の温度特性
で低下する。電子装置7の温度が、常温である25℃か
ら過熱検出温度Tdとして設定された150℃に達する
と、6個のダイオード全部で順方向電圧は1.5(=6
×0.002×(150−25))V低下して、ダイオ
ード201〜206間にかかる電圧は2.1(=6×
0.6−1.5)Vとなる。When the load 1 is in a normal state, a signal of logic "L" level is output from the load state detection circuit 5, and the MOSFET 209 of the temperature detection circuit 3 is in an OFF state. When the temperature rises in this state, each diode 2
The forward voltage VF of 01 to 206 decreases at a temperature characteristic of 2 mV / ° C. When the temperature of the electronic device 7 reaches 25 ° C., which is a normal temperature, to 150 ° C. set as the overheat detection temperature Td, the forward voltage of all six diodes becomes 1.5 (= 6).
× 0.002 × (150-25)) V, and the voltage applied between the diodes 201 to 206 becomes 2.1 (= 6 ×
0.6-1.5) V.
【0029】これにより、温度検出回路3の定電圧源の
電圧Vzが3Vであることから、抵抗207の両端に
0.9Vの電圧が発生する。すなわち、温度検出回路3
の出力端子208からは、遮断回路4のMOSFET1
06にそのしきい値電圧である0.9Vの電圧信号が出
力されることになる。その結果、MOSFET106は
ON状態となり、パワーMOSFET2はゲート電圧が
低下してOFFとなる。負荷が正常な場合には、このよ
うに150℃でパワーMOSFET2はOFFする。As a result, since the voltage Vz of the constant voltage source of the temperature detection circuit 3 is 3 V, a voltage of 0.9 V is generated across the resistor 207. That is, the temperature detection circuit 3
From the output terminal 208 of the MOSFET 1
At 06, a voltage signal of 0.9 V which is the threshold voltage is output. As a result, the MOSFET 106 is turned on, and the power MOSFET 2 is turned off because the gate voltage decreases. When the load is normal, the power MOSFET 2 is turned off at 150 ° C. in this way.
【0030】一方、負荷が短絡した場合には、負荷状態
検出回路5からは論理「H」レベルの信号が出力され、
温度検出回路3のMOSFET209はON状態にな
る。したがって、ダイオード201は短絡され、この状
態で温度が上昇すると、5個のダイオード202〜20
6の順方向電圧VFが2mV/℃の温度特性で低下す
る。温度検出回路3から0.9Vの電圧が出力されて、
遮断回路4によりゲートコントロール回路9を介してパ
ワーMOSFET2がOFFするのは、抵抗207の両
端に0.9Vの電位差が発生したときであり、5個のダ
イオード202〜206にかかる電圧が2.1Vに達し
たときである。すなわち、 5×(0.6−0.002×(Td−25))=2.1 なる関係式から、ダイオード201が短絡された場合、
加熱検出温度Tdは115℃となる。よって、負荷1が
短絡すると、加熱検出温度Tdは150℃から115℃
と35℃だけ低くなる。On the other hand, when the load is short-circuited, a signal of logic "H" level is output from the load state detecting circuit 5,
The MOSFET 209 of the temperature detection circuit 3 is turned on. Therefore, the diode 201 is short-circuited, and if the temperature rises in this state, the five diodes 202 to 20
6, the forward voltage VF decreases at a temperature characteristic of 2 mV / ° C. 0.9V voltage is output from the temperature detection circuit 3,
The power MOSFET 2 is turned off by the cutoff circuit 4 via the gate control circuit 9 when a potential difference of 0.9 V is generated between both ends of the resistor 207, and the voltage applied to the five diodes 202 to 206 is 2.1V. Is reached. That is, from the relational expression of 5 × (0.6−0.002 × (Td−25)) = 2.1, when the diode 201 is short-circuited,
The heating detection temperature Td is 115 ° C. Therefore, when the load 1 is short-circuited, the heating detection temperature Td changes from 150 ° C. to 115 ° C.
And 35 ° C.
【0031】以上のように、負荷短絡状態においては、
温度検出回路3における温度検出用ダイオードの個数を
変更して、検出温度レベルを変更することにより、負荷
短絡状態が継続されても、過熱設定温度150℃よりも
35℃低い115℃以上にはならず、装置としての信頼
性を大幅に向上させることができる。As described above, when the load is short-circuited,
By changing the number of temperature detecting diodes in the temperature detecting circuit 3 and changing the detected temperature level, even if the load short-circuit state is continued, if the temperature exceeds 115 ° C. which is 35 ° C. lower than the set overheating temperature of 150 ° C. Therefore, the reliability of the device can be greatly improved.
【0032】(第2実施形態)図2は、本発明の第2実
施形態による電子装置の構成を示すブロック図である。
ここで、本実施形態が第1実施形態と異なるのは、負荷
状態検出回路5により、負荷1の両端の電圧を検出する
のではなく、パワーMOSFET2がオン状態である時
のそのドレイン電圧を検出することで、負荷の状態を検
出している点にある。その他の構成は第1実施形態と同
じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an electronic device according to a second embodiment of the present invention.
Here, the present embodiment is different from the first embodiment in that the load state detection circuit 5 does not detect the voltage across the load 1 but detects the drain voltage when the power MOSFET 2 is on. By doing so, the state of the load is detected. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the description is omitted.
【0033】図2において、負荷状態検出回路5は、パ
ワーMOSFET2のドレイン電圧を検出するための抵
抗301、302、抵抗301と302により抵抗分割
された検出電圧がゲートに供給されるMOSFET30
4、MOSFET304の負荷抵抗303、MOSFE
T304と負荷抵抗303の接続点電位がゲートに供給
されるMOSFET306、MOSFET306の負荷
抵抗305、およびMOSFET306と負荷抵抗30
5の接続点電位がゲートに、MOSFET304と負荷
抵抗303の接続点電位がドレインに供給されるMOS
FET307から構成される。In FIG. 2, a load state detecting circuit 5 includes resistors 301 and 302 for detecting the drain voltage of the power MOSFET 2, and a MOSFET 30 in which a detection voltage divided by the resistors 301 and 302 is supplied to the gate.
4. Load resistance 303 of MOSFET 304, MOSFET
MOSFET 306, the gate of which is supplied with the potential of the connection point between T304 and load resistor 303, load resistor 305 of MOSFET 306, and MOSFET 306 and load resistor 30
5 is connected to the gate of the MOSFET 304 and the load potential of the load resistor 303 to the drain.
It is composed of an FET 307.
【0034】次に、このように構成された負荷状態検出
回路5の動作について説明する。Next, the operation of the load state detecting circuit 5 configured as described above will be described.
【0035】パワーMOSFET2がオン状態である時
には、電子装置7の入力端子には必ずHighレベルの
電圧信号が入力されている。この電圧を、負荷抵抗30
3と305の共通接続部に供給し、負荷状態検出回路5
の電源電圧として用いることで、負荷状態検出回路5
は、パワーMOSFET2がオン状態にあるときのみ回
路が働く構成となっている。When the power MOSFET 2 is on, a high-level voltage signal is always input to the input terminal of the electronic device 7. This voltage is applied to the load resistor 30
3 and 305 to a common connection, and a load state detection circuit 5
The load state detection circuit 5
Has a configuration in which the circuit operates only when the power MOSFET 2 is in the ON state.
【0036】さらに、負荷1が正常である場合、パワー
MOSFET2のドレイン電圧はGND電圧に近い値に
なるが、負荷1が短絡状態になった場合には、ドレイン
電圧は電源電圧近くまで上昇する。この電圧の違いを利
用することで、負荷状態検出回路5は、負荷1が短絡状
態にあるとき、ゲートコントロール回路9と温度検出回
路3に対して短絡状態を示す信号を出力する。Further, when the load 1 is normal, the drain voltage of the power MOSFET 2 becomes a value close to the GND voltage, but when the load 1 is short-circuited, the drain voltage rises to near the power supply voltage. By utilizing this difference in voltage, the load state detection circuit 5 outputs a signal indicating the short circuit state to the gate control circuit 9 and the temperature detection circuit 3 when the load 1 is in the short circuit state.
【0037】このように、負荷状態を検出する際、パワ
ーMOSFET2のドレイン電圧を検出する構成とする
ことにより、パワーMOSFET2、負荷状態検出回路
5、温度検出回路3、遮断回路4、ゲートコントロール
回路9を同一の半導体基板上に形成でき、しかも、負荷
接続端子(出力端子)401、GND端子402、およ
び入力端子403という三端子だけで半導体装置400
を実現することができる。これによって、部品点数を少
なくすることができるとともに、装置の信頼性が向上す
るという大きな効果が得られる。As described above, when the load state is detected, by detecting the drain voltage of the power MOSFET 2, the power MOSFET 2, the load state detection circuit 5, the temperature detection circuit 3, the cutoff circuit 4, the gate control circuit 9 Can be formed on the same semiconductor substrate, and the semiconductor device 400 has only three terminals, ie, a load connection terminal (output terminal) 401, a GND terminal 402, and an input terminal 403.
Can be realized. As a result, the number of parts can be reduced, and a great effect of improving the reliability of the device can be obtained.
【0038】なお、本実施形態では、負荷状態検出回路
5に、抵抗301と302からなる抵抗分割回路を用い
ているが、これはあくまでも一例であり、その一方にダ
イオードを使ってもよく、またダイオードと抵抗分割回
路の組み合わせでもよい。In the present embodiment, the load state detecting circuit 5 uses a resistance dividing circuit composed of the resistors 301 and 302. However, this is merely an example, and a diode may be used for one of them. A combination of a diode and a resistance dividing circuit may be used.
【0039】また、負荷状態検出回路5は、パワーMO
SFET2がオン状態にあること、電源電圧として電子
装置7の入力電圧を用いることで負荷状態を検出してい
るが、別にオン状態を検出する回路を設けてもかまわな
い。すなわち、パワーMOSFET2がオン状態にある
ときに、パワーMOSFET2のドレイン電圧を検出で
きる回路であれば、他の回路構成でもよい。Further, the load state detecting circuit 5 has a power MO
Although the load state is detected by using the SFET 2 in the ON state and using the input voltage of the electronic device 7 as the power supply voltage, a circuit for detecting the ON state may be separately provided. That is, any other circuit configuration may be used as long as the circuit can detect the drain voltage of the power MOSFET 2 when the power MOSFET 2 is on.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷の状態に応じて過熱検出温度を変えることで、電力
半導体素子の保護機能動作による温度上昇を改善し、電
子装置の信頼性の向上が図れるという格別な効果を奏す
る。As described above, according to the present invention,
By changing the overheat detection temperature in accordance with the state of the load, the temperature rise due to the operation of the protection function of the power semiconductor element is improved, and a special effect is obtained in that the reliability of the electronic device can be improved.
【図1】 本発明の第1実施形態による電子装置の構成
を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第2実施形態による電子装置の構成
を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electronic device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】 従来の電子装置の一構成例を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional electronic device.
1 負荷 2 電力半導体素子 3 温度検出回路 4 遮断回路 5 負荷状態検出回路 6 電源ライン 7 電子装置 8 GNDライン 9 ゲートコントロール回路 105 抵抗 106 MOSFET 200 外部装置 201〜206 ダイオード 207 抵抗 208 温度検出回路3の出力端子 209 ダイオード短絡用のMOSFET 210 遮断回路4の入力端子 400 半導体装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load 2 Power semiconductor element 3 Temperature detection circuit 4 Interruption circuit 5 Load state detection circuit 6 Power supply line 7 Electronic device 8 GND line 9 Gate control circuit 105 Resistance 106 MOSFET 200 External device 201 to 206 Diode 207 Resistance 208 Temperature detection circuit 3 Output terminal 209 MOSFET for short-circuiting diode 210 Input terminal of blocking circuit 4 400 Semiconductor device
Claims (5)
体素子を遮断状態にする遮断回路と、 負荷の状態を検出する負荷状態検出回路とを備え、 前記温度検出回路は、前記負荷状態検出回路により検出
された負荷の状態に応じて、検出温度の設定値を変更す
ることを特徴とする電子装置。A load, a power semiconductor element for driving the load, a temperature detection circuit for detecting a temperature of the power semiconductor element, and a power semiconductor element in a cut-off state based on a detection result by the temperature detection circuit. An interrupting circuit, and a load state detecting circuit that detects a state of a load, wherein the temperature detecting circuit changes a set value of the detected temperature according to a state of the load detected by the load state detecting circuit. Electronic device characterized by.
回路により検出された負荷の状態が短絡状態にある場
合、前記検出温度の設定値を低下させることを特徴とす
る請求項1記載の電子装置。2. The electronic device according to claim 1, wherein the temperature detection circuit reduces the set value of the detected temperature when the load state detected by the load state detection circuit is in a short-circuit state. apparatus.
列接続されて定電圧が供給され各々所定の順方向電圧温
度係数を有する複数のダイオードと、前記複数のダイオ
ードと直列に接続され前記定電圧を分圧して前記遮断回
路に供給する抵抗素子と、前記複数のダイオードの少な
くとも1つと並列に接続されたスイッチ素子とを備え、
前記負荷状態検出回路は、前記負荷が短絡状態にあると
検出した場合に、前記スイッチ素子を導通させることを
特徴とする請求項1または2記載の電子装置。3. The temperature detection circuit includes a plurality of diodes connected in series in a forward direction to each other and supplied with a constant voltage, each having a predetermined forward voltage temperature coefficient, and the plurality of diodes connected in series with the plurality of diodes. A resistance element for dividing a voltage and supplying the divided voltage to the cutoff circuit, and a switch element connected in parallel with at least one of the plurality of diodes,
The electronic device according to claim 1, wherein the load state detection circuit turns on the switch element when detecting that the load is in a short circuit state.
端電圧を検出することを特徴とする請求項1記載の電子
装置。4. The electronic device according to claim 1, wherein the load state detection circuit detects a voltage between both ends of the load.
Tであって、前記負荷状態検出回路は、前記パワーMO
SFETのドレイン電圧を検出することを特徴とする請
求項1記載の電子装置。5. The power semiconductor device according to claim 1, wherein the power semiconductor device is a power MOSFET.
T, wherein the load state detection circuit includes the power MO
The electronic device according to claim 1, wherein a drain voltage of the SFET is detected.
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