JPH01255471A - 半導体集積回路装置とランプ点燈方法 - Google Patents
半導体集積回路装置とランプ点燈方法Info
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- JPH01255471A JPH01255471A JP63083699A JP8369988A JPH01255471A JP H01255471 A JPH01255471 A JP H01255471A JP 63083699 A JP63083699 A JP 63083699A JP 8369988 A JP8369988 A JP 8369988A JP H01255471 A JPH01255471 A JP H01255471A
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- current
- circuit
- voltage
- lamp
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- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、パワースイッチ回路に関し、例えばパワー
MO3FET (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)
を用いて車両用ランプを点燈させるパワースイッチ回路
に利用して有効な技術に関するものである。
MO3FET (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)
を用いて車両用ランプを点燈させるパワースイッチ回路
に利用して有効な技術に関するものである。
負荷短絡時のような過電流に対する保護回路としては、
出力電流がある一定の電流以上になると、帰還をかけて
出力素子をオフ状態に切り換えるが若しくは一定電流値
に制限する方式がある。上記のような保護回路を備えた
パワースイッチ回路に関しては、例えば雑誌「電子技術
J 1987年11月号頁22〜頁25 (スマートパ
ワーMO3IC)がある。
出力電流がある一定の電流以上になると、帰還をかけて
出力素子をオフ状態に切り換えるが若しくは一定電流値
に制限する方式がある。上記のような保護回路を備えた
パワースイッチ回路に関しては、例えば雑誌「電子技術
J 1987年11月号頁22〜頁25 (スマートパ
ワーMO3IC)がある。
パワースイッチ回路より車両搭載用のランプを駆動する
場合、それを点燈させた瞬間にはフィラメントの抵抗値
が極めて小さいため大きな電流値の電流が流れ、時間の
経過とともにフィラメントにおいて生じる発熱により上
記抵抗値が太き(なって流れる電流の電流値も小さくな
る。このような負荷を駆動する場合、上記過電流保護回
路が作動してしまう。したがって、過電流の検出信号に
より上記出力素子をオフ状態にさせる保護方式では、ラ
ンプを点燈させることができな(なる。また、過電流の
検出出力により出力電流を一定電流に制限する方式では
、上記ランプの抵抗値が小さいにもかかわらず定電流出
力とするため、パワースイッチ回路(IC)の消費電力
が大となるばかりか出力パワー素子の保護の面で問題を
残すとともに、電流が制限される結果、完全に点燈する
までの時間が長くなってしまう。
場合、それを点燈させた瞬間にはフィラメントの抵抗値
が極めて小さいため大きな電流値の電流が流れ、時間の
経過とともにフィラメントにおいて生じる発熱により上
記抵抗値が太き(なって流れる電流の電流値も小さくな
る。このような負荷を駆動する場合、上記過電流保護回
路が作動してしまう。したがって、過電流の検出信号に
より上記出力素子をオフ状態にさせる保護方式では、ラ
ンプを点燈させることができな(なる。また、過電流の
検出出力により出力電流を一定電流に制限する方式では
、上記ランプの抵抗値が小さいにもかかわらず定電流出
力とするため、パワースイッチ回路(IC)の消費電力
が大となるばかりか出力パワー素子の保護の面で問題を
残すとともに、電流が制限される結果、完全に点燈する
までの時間が長くなってしまう。
この発明の目的は、電流制限動作時の消費電力を小さく
したパワースイッチ回路を提供することにある。
したパワースイッチ回路を提供することにある。
この発明の他の目的は、ランプを駆動するのに適したパ
ワースイッチ回路を提供することにある。
ワースイッチ回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、パワー出力素子に流れる電流が一定の電流値
以上のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信号
を形成して上記パワー出力素子を駆動する。
以上のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信号
を形成して上記パワー出力素子を駆動する。
上記した手段によれば、過電流が流れるとき、パワー出
力素子が間欠的に短い時間しか動作しないから電流制限
動作時の電流を小さくできる。
力素子が間欠的に短い時間しか動作しないから電流制限
動作時の電流を小さくできる。
第1図には、この発明に係るパワースイッチ回路を車両
用ランプ駆動回路に利用した場合の一実施例のブロック
図が示されている。同図において破線で囲まれた各回路
ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術によって
、特に制限されないが、単結晶シリコンのような1個の
半導体基板上において形成される。
用ランプ駆動回路に利用した場合の一実施例のブロック
図が示されている。同図において破線で囲まれた各回路
ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術によって
、特に制限されないが、単結晶シリコンのような1個の
半導体基板上において形成される。
パワー出力素子MO3は、車両用ランプLPの駆動電流
を形成するスイッチとして作用する。上記パワー出力素
子MO3は、特に制限されないが、パワーMO5FET
から構成される。このようなパワーMOS F ETか
らなるスイッチ素子に対してランプLPは、電源電圧V
cc又は回路の接地電位GNDに接続される。上記ラン
プLPを上記のような車両用ランプとした場合、上記ス
イッチ素子は、ハイサイド駆動回路とすることが望まし
い。
を形成するスイッチとして作用する。上記パワー出力素
子MO3は、特に制限されないが、パワーMO5FET
から構成される。このようなパワーMOS F ETか
らなるスイッチ素子に対してランプLPは、電源電圧V
cc又は回路の接地電位GNDに接続される。上記ラン
プLPを上記のような車両用ランプとした場合、上記ス
イッチ素子は、ハイサイド駆動回路とすることが望まし
い。
すなわち、上記出力素子MO3を電源電圧側とし、ラン
プLPを回路の接地電位GND側として接続する。この
構成にあっては、パワー出力素子MO8は、ソースフォ
ロワ出力形式を採るものとなる。
プLPを回路の接地電位GND側として接続する。この
構成にあっては、パワー出力素子MO8は、ソースフォ
ロワ出力形式を採るものとなる。
上記ハイサイド駆動方式では、自動車事故によりランプ
LPが破損して車体く接地)と短絡されても出力パワー
素子MO3の保護回路が作用して電流制限動作が行われ
る結果、火災等の発生を未然に防止することができる。
LPが破損して車体く接地)と短絡されても出力パワー
素子MO3の保護回路が作用して電流制限動作が行われ
る結果、火災等の発生を未然に防止することができる。
また、ハイサイド駆動方式では、車体を利用して接地電
位が得られるからランプLPの実装が容易になる。
位が得られるからランプLPの実装が容易になる。
このパワー出力素子MO3の駆動電流に対応したセンス
電流Isは、電流センス回路ISにより検出される。電
流センス回路ISは、センス電流Isを電圧信号Vsに
変換して出力する。
電流Isは、電流センス回路ISにより検出される。電
流センス回路ISは、センス電流Isを電圧信号Vsに
変換して出力する。
比較回路CMPは、上記電圧信号Vsと三角波発生回路
RPCにより形成されたランプ電圧VRとを比較する。
RPCにより形成されたランプ電圧VRとを比較する。
三角波発生回路RPCは、キャパシタと定電流源等から
構成としもよい。しかしながら、キャパシタを用いる構
成では、外部部品が必要になる。
構成としもよい。しかしながら、キャパシタを用いる構
成では、外部部品が必要になる。
そこで、この実施例では、上記三角波発生回路RPGを
カウンタ回路と、その計数出力を受けるD/A (ディ
ジタル/アナログ)変換回路とにより構成する。この構
成では、上記のよ・うなキャパシタが不要であるから、
半導体集積回路ICに内蔵でき、上記カウンタ回路に入
力する入力パルスの周波数や、そのビット数により比較
的長い時間を持つ三角波を形成することができる。
カウンタ回路と、その計数出力を受けるD/A (ディ
ジタル/アナログ)変換回路とにより構成する。この構
成では、上記のよ・うなキャパシタが不要であるから、
半導体集積回路ICに内蔵でき、上記カウンタ回路に入
力する入力パルスの周波数や、そのビット数により比較
的長い時間を持つ三角波を形成することができる。
上記比較回路CMPの出力信号は、パルス幅変調回路P
WMに入力され、ここで上記センス電流Isが過電流と
みなされる一定電流以上のとき、上記センス電流Isの
電流値に対して反比例的なパルス幅を持つ駆動信号VC
が形成される。
WMに入力され、ここで上記センス電流Isが過電流と
みなされる一定電流以上のとき、上記センス電流Isの
電流値に対して反比例的なパルス幅を持つ駆動信号VC
が形成される。
このような構成に代え、比較回路CMPにおいて、その
入力信号Vsが通常の動作とみなされる一定値以下のと
き、ランプ電圧VRとの比較動作を実質的に停止して、
上記パルス幅変調回路PWMに対してその動作を行わな
わせないよう、例えばロウレベルに固定するものであっ
てもよい。
入力信号Vsが通常の動作とみなされる一定値以下のと
き、ランプ電圧VRとの比較動作を実質的に停止して、
上記パルス幅変調回路PWMに対してその動作を行わな
わせないよう、例えばロウレベルに固定するものであっ
てもよい。
上記駆動信号VCは、上記入力信号INをパワー出力素
子MO3の制御端子に選択的に伝えるゲート回路Gの制
御信号とされる。言い換えるならば、パワー出力素子M
O3は、入力信号INが上記信号VCにより選択的に有
効にされるから、実質的に上記パルス幅変調回路PWM
により形成された出力信号VCにより間欠的に駆動させ
られるものとなる。
子MO3の制御端子に選択的に伝えるゲート回路Gの制
御信号とされる。言い換えるならば、パワー出力素子M
O3は、入力信号INが上記信号VCにより選択的に有
効にされるから、実質的に上記パルス幅変調回路PWM
により形成された出力信号VCにより間欠的に駆動させ
られるものとなる。
第2図には、上記パワースイッチ回路の具体的一実施例
の回路図が示されている。同図において、Pチャンネル
MO3FETは、そのチャンネル(バックゲート)部に
矢印が負荷されることによりNチャンネルMOS F
ETと区別される。
の回路図が示されている。同図において、Pチャンネル
MO3FETは、そのチャンネル(バックゲート)部に
矢印が負荷されることによりNチャンネルMOS F
ETと区別される。
NチャンネルMOS F ETからなるパワーMO3F
ETQ 1のドレインは、電源電圧Vccに結合され
る。Nチャンネル型の駆動MOS F ETQ 6とQ
7及びその共通ドレインに設けられた負荷抵抗R4は駆
動回路を構成し、上記MO3FETQ1のゲートに伝え
るられる駆動電圧を形成する。
ETQ 1のドレインは、電源電圧Vccに結合され
る。Nチャンネル型の駆動MOS F ETQ 6とQ
7及びその共通ドレインに設けられた負荷抵抗R4は駆
動回路を構成し、上記MO3FETQ1のゲートに伝え
るられる駆動電圧を形成する。
この駆動回路は、ノアゲート回路として作用し、前記第
1図のゲート回路Gに相当する。
1図のゲート回路Gに相当する。
駆動回路の動作電圧は、昇圧回路BSTにより上記電源
電圧Vccを昇圧した電圧vcc+vthが用いられる
。上記一方駆動MOSFETQ6のゲートには制御信号
INが供給され、他方の駆動MO3FETQ7のゲート
には制御信号VC(パルス幅変調信号)が供給される。
電圧Vccを昇圧した電圧vcc+vthが用いられる
。上記一方駆動MOSFETQ6のゲートには制御信号
INが供給され、他方の駆動MO3FETQ7のゲート
には制御信号VC(パルス幅変調信号)が供給される。
上記パワーMO3FETQIは、そのソースが出力端子
OUTに結合され、この出力端子OUTと回路の接地電
位点との間には第1図に示すようなランプLP(図示せ
ず)が設けられる。
OUTに結合され、この出力端子OUTと回路の接地電
位点との間には第1図に示すようなランプLP(図示せ
ず)が設けられる。
例えば、制御信号INがロウレベルのときMO3FET
Q6がオフ状態になり、上記制御電圧VCのロウレベル
によりMO3FETQ7がオフ状態のときには、パワー
MOSFETQIのゲートには、抵抗R4を通して昇圧
された動作電圧Vcc+vthが供給される。上記昇圧
回路BSTにより形成される昇圧電圧+vthはMO3
FETQIの実質的なしいき値電圧(以上)に設定され
ているから、MOS F ETQ 1がオン状態のとき
、そのソースからは電源電圧Vccがそのまま出力され
るので、出力端子OUTから出力される信号電圧を高い
電圧とすることができる。
Q6がオフ状態になり、上記制御電圧VCのロウレベル
によりMO3FETQ7がオフ状態のときには、パワー
MOSFETQIのゲートには、抵抗R4を通して昇圧
された動作電圧Vcc+vthが供給される。上記昇圧
回路BSTにより形成される昇圧電圧+vthはMO3
FETQIの実質的なしいき値電圧(以上)に設定され
ているから、MOS F ETQ 1がオン状態のとき
、そのソースからは電源電圧Vccがそのまま出力され
るので、出力端子OUTから出力される信号電圧を高い
電圧とすることができる。
上記MO3FETQIの動作電流をセンスする前記電流
センス回路ISとして、特に制限されないが、次の回路
が設けられる。
センス回路ISとして、特に制限されないが、次の回路
が設けられる。
出力MO3FETQIに流れる駆動電流Idをモニター
するために、上記MO5FETQIとゲートが共通化さ
れた2つのMO5FETQ2及びQ3が設けられる。M
O3FETQ3は、そのソースも上記出力MO3FET
QIのソースと共通化されることによって、実質的に電
流ミラー形態にされる。したがって、MO3FETQ3
にはMO3FETQIとのサイズ比に従った出力電流(
駆動電流)Idに対応したセンス電流Islが流れる。
するために、上記MO5FETQIとゲートが共通化さ
れた2つのMO5FETQ2及びQ3が設けられる。M
O3FETQ3は、そのソースも上記出力MO3FET
QIのソースと共通化されることによって、実質的に電
流ミラー形態にされる。したがって、MO3FETQ3
にはMO3FETQIとのサイズ比に従った出力電流(
駆動電流)Idに対応したセンス電流Islが流れる。
この電流は、電流ミラー形態にされたPチャンネルMO
3FETQ4.Q5を通して出力される。
3FETQ4.Q5を通して出力される。
上記MO3FETQ3により形成された電流を上記のよ
うな電流ミラー形態のMO3FETQ4とQ5を通して
取り出す方式を採るために、出力端子OUTの電圧が電
源電圧Vccのように高くなると、MO3FETQ4及
びQ5の動作電圧がなくなり、上記センス電流1slを
流すことができなくなる。すなわち、出力端子OUTと
電源電圧Vccとの電圧差が、MO3FETQ4及びQ
5のしきい値電圧より小さくなるような高い電圧領域で
は上記MO3FETQ3による形成されたセンス電流1
slの取り出しが不能になる。
うな電流ミラー形態のMO3FETQ4とQ5を通して
取り出す方式を採るために、出力端子OUTの電圧が電
源電圧Vccのように高くなると、MO3FETQ4及
びQ5の動作電圧がなくなり、上記センス電流1slを
流すことができなくなる。すなわち、出力端子OUTと
電源電圧Vccとの電圧差が、MO3FETQ4及びQ
5のしきい値電圧より小さくなるような高い電圧領域で
は上記MO3FETQ3による形成されたセンス電流1
slの取り出しが不能になる。
そこで、上記のような高い出力電圧を形成するときでも
出力MO3FETQIの駆動電流Idのモニターを可能
とするためにMO3FETQ2が設けられている。この
MO3FETQ2は、上記MO3FETQ3と同様なサ
イズから構成される。
出力MO3FETQIの駆動電流Idのモニターを可能
とするためにMO3FETQ2が設けられている。この
MO3FETQ2は、上記MO3FETQ3と同様なサ
イズから構成される。
それ故、出力MOS F ETQ 1に流れる駆動電流
Idに対してMO3FETQ3とQ2により形成される
センス電流isl、Is2は、それぞれの回路が十分な
動作電圧のもとで動作する場合、同じ電流になるように
される。このMO3FETQ2のドレインは電源電圧V
ccに結合され、そのソースはPNP )ランジスタT
1のエミッタに結合される。上記トランジスタT1のベ
ースは、ダイオードD1を通して上記出力MO3FET
QIのソースに結合される。上記ダイオードD1にはバ
イアス電流Ioを流す定電流源が設けられる。このバイ
アス電流IOは、ダイオードDIがオン状態を維持でき
るような微小な電流値にされる。
Idに対してMO3FETQ3とQ2により形成される
センス電流isl、Is2は、それぞれの回路が十分な
動作電圧のもとで動作する場合、同じ電流になるように
される。このMO3FETQ2のドレインは電源電圧V
ccに結合され、そのソースはPNP )ランジスタT
1のエミッタに結合される。上記トランジスタT1のベ
ースは、ダイオードD1を通して上記出力MO3FET
QIのソースに結合される。上記ダイオードD1にはバ
イアス電流Ioを流す定電流源が設けられる。このバイ
アス電流IOは、ダイオードDIがオン状態を維持でき
るような微小な電流値にされる。
この構成においては、MO3FETQIとQ2のソース
電位は、ダイオードD1及びトランジスタT1のベース
、エミッタを介してほり同じ電位にされるから、等価的
に電流ミラー形態にされる。
電位は、ダイオードD1及びトランジスタT1のベース
、エミッタを介してほり同じ電位にされるから、等価的
に電流ミラー形態にされる。
これにより、トランジスタT1のコレクタからセンス電
流Is2が形成される。このセンス電流Is2は、前記
センス電流Islとは逆に、出力端子OUTの出力電圧
が低いとき、ダイオードD1及びトランジスタT1の動
作電圧が無くなるからその取り出しが不能になる。
流Is2が形成される。このセンス電流Is2は、前記
センス電流Islとは逆に、出力端子OUTの出力電圧
が低いとき、ダイオードD1及びトランジスタT1の動
作電圧が無くなるからその取り出しが不能になる。
この実施例の電流センス回路では、上記センス電流Is
lとIs2のうち、大きな方の電流を自動的に選んで出
力させるようにするため、次の電流選択回路が設けられ
る。上記電流1sl、I’s2は、ダイオードD3.D
2と抵抗R2と抵抗R1からそれぞれ構成される直列回
路に流れるようにされる。それぞれのセンス電流1sl
とIs2により上記直列回路で発生した電圧は、トラン
ジスタT3とT2のベースにそれぞれ供給される。
lとIs2のうち、大きな方の電流を自動的に選んで出
力させるようにするため、次の電流選択回路が設けられ
る。上記電流1sl、I’s2は、ダイオードD3.D
2と抵抗R2と抵抗R1からそれぞれ構成される直列回
路に流れるようにされる。それぞれのセンス電流1sl
とIs2により上記直列回路で発生した電圧は、トラン
ジスタT3とT2のベースにそれぞれ供給される。
これらのトランジスタT2とT3は、そのコレクタ及び
エミッタが共通化され、共通化されたコレクタは電源電
圧Vccに結合され、共通化されたエミッタには抵抗R
3が設けられる。
エミッタが共通化され、共通化されたコレクタは電源電
圧Vccに結合され、共通化されたエミッタには抵抗R
3が設けられる。
この構成では、センス電流IslとIs2との関係がI
sl>Is2なら、トランジスタT3がオン状態になり
、そのエミッタからl5lXR2に対応したセンス電圧
Vsが出力される。逆に、センス電流がTsl<Is2
なら、トランジスタT2がオン状態になり、そのエミッ
タからIs2×R1に対応したセンス電圧Vsが出力さ
れる。
sl>Is2なら、トランジスタT3がオン状態になり
、そのエミッタからl5lXR2に対応したセンス電圧
Vsが出力される。逆に、センス電流がTsl<Is2
なら、トランジスタT2がオン状態になり、そのエミッ
タからIs2×R1に対応したセンス電圧Vsが出力さ
れる。
また、センス電流1sl−1s2なら、トランジスタT
2とT3が共にオン状態になり、l5lXR2(=Is
2XR1)の電圧Vsが出力されるものとなる。なお、
抵抗R1とR2は、同じ抵抗値にされ、トランジスタT
2とT3及びダイオードD2.D3は、それぞれ同じ特
性を持つようにされる。なお、上記大きい方のセンス電
流を電流として出力させる場合には、上記トランジスタ
T2とT3の共通化されたコレクタから得るものとすれ
ばよい。この場合、トランジスタT3とダイオードD3
、トランジスタT2とダイオードD2とは同面積比を持
つようにするとともに、抵抗R1〜R3の抵抗値を等し
くする。
2とT3が共にオン状態になり、l5lXR2(=Is
2XR1)の電圧Vsが出力されるものとなる。なお、
抵抗R1とR2は、同じ抵抗値にされ、トランジスタT
2とT3及びダイオードD2.D3は、それぞれ同じ特
性を持つようにされる。なお、上記大きい方のセンス電
流を電流として出力させる場合には、上記トランジスタ
T2とT3の共通化されたコレクタから得るものとすれ
ばよい。この場合、トランジスタT3とダイオードD3
、トランジスタT2とダイオードD2とは同面積比を持
つようにするとともに、抵抗R1〜R3の抵抗値を等し
くする。
上記電圧Vsは、三角波発生回路RPCにより形成され
たランプ電圧VRとともに比較回路CMPに供給され、
その出力信号がパルス幅変調回路PWMを構成するフリ
ップフロップ回路FFのセット端子Sに供給される。フ
リップフロップ回路FFのリセット端子Rには、三角波
発生回路RPGの起動信号が供給される。フリップフロ
ップ回路FFの出力Qは、上記制御信号VCとして駆動
MO3FETQ7のゲートに供給される。
たランプ電圧VRとともに比較回路CMPに供給され、
その出力信号がパルス幅変調回路PWMを構成するフリ
ップフロップ回路FFのセット端子Sに供給される。フ
リップフロップ回路FFのリセット端子Rには、三角波
発生回路RPGの起動信号が供給される。フリップフロ
ップ回路FFの出力Qは、上記制御信号VCとして駆動
MO3FETQ7のゲートに供給される。
パワーMOS F ETQ 1は、特に制限されないが
、そのドレイン領域がN型基板とされる。それ故、ドレ
イン電極は基板の裏面側に設けられる。
、そのドレイン領域がN型基板とされる。それ故、ドレ
イン電極は基板の裏面側に設けられる。
パワーMOS F ETQ 1を構成するP型のチャン
ネル領域は、基板の表面にリング状に形成される。
ネル領域は、基板の表面にリング状に形成される。
このP型のチャンネル領域の表面に同様にリング状のN
型のソース領域が形成される。上記ソース領域とドレイ
ン領域としての基板との間に挟まれたチャンネル領域の
表面には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され
る。上記ソース領域とチャンネル領域とは共通接続され
てソース電極とされる。これにより、MO3FETQI
により形成される駆動電流は、基板の厚み方向に流れる
ようにされる。
型のソース領域が形成される。上記ソース領域とドレイ
ン領域としての基板との間に挟まれたチャンネル領域の
表面には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され
る。上記ソース領域とチャンネル領域とは共通接続され
てソース電極とされる。これにより、MO3FETQI
により形成される駆動電流は、基板の厚み方向に流れる
ようにされる。
このようなパワーMO3FETQIと、上記各回路は同
じ基板上に形成される。それ故、上記N型基板にP型分
離領域が形成され、このP型分離領域を介して上記各回
路を構成する各回路素子が形成される。
じ基板上に形成される。それ故、上記N型基板にP型分
離領域が形成され、このP型分離領域を介して上記各回
路を構成する各回路素子が形成される。
上記第2図に示したパワースイッチ回路の動作を第3図
に示した波形図を参照して、次に説明する。
に示した波形図を参照して、次に説明する。
入力信号INをロウレベルにすると、駆動MO3FET
Q6がオフ状態になる。上記入力信号INのロウレベル
により、三角波発生回路RPCが動作を開始してランプ
電圧VRを発生させるとともに、フリップフロップ回路
FFをリセットさせる。これにより、MO3FETQ7
もオフ状態であるから抵抗R4を通してMO3FETQ
I (Q2及びQ3)のゲートには、昇圧回路BST
により形成された昇圧電圧Vcc+Vthが供給されて
オン状態になる。
Q6がオフ状態になる。上記入力信号INのロウレベル
により、三角波発生回路RPCが動作を開始してランプ
電圧VRを発生させるとともに、フリップフロップ回路
FFをリセットさせる。これにより、MO3FETQ7
もオフ状態であるから抵抗R4を通してMO3FETQ
I (Q2及びQ3)のゲートには、昇圧回路BST
により形成された昇圧電圧Vcc+Vthが供給されて
オン状態になる。
上記出力MO3FETQIのオン状態により、ランプL
Pには点燈電流Idが流れる。この駆動電流I((は、
ランプL3が点燈を開始した時点ではその抵抗値が小さ
いため大きな電流値になる。
Pには点燈電流Idが流れる。この駆動電流I((は、
ランプL3が点燈を開始した時点ではその抵抗値が小さ
いため大きな電流値になる。
この駆動電流1dに対応してセンス電流Isも大きくな
るため高い電圧Vslに変換される。それ故、上記ラン
プ電圧VRは、早いタイミングで上記センス電圧Vsl
に到達するから、電圧比較回路CMPは、これを検出し
てフリップフロップ回路FFをセント状態にする。した
がって、その出力信号VC(パルス幅変調信号)がハイ
レベルになり、MO3FETQ7をオン状態にさせる。
るため高い電圧Vslに変換される。それ故、上記ラン
プ電圧VRは、早いタイミングで上記センス電圧Vsl
に到達するから、電圧比較回路CMPは、これを検出し
てフリップフロップ回路FFをセント状態にする。した
がって、その出力信号VC(パルス幅変調信号)がハイ
レベルになり、MO3FETQ7をオン状態にさせる。
したがって、入力信号INがロウレベルであるにも係わ
らず、出力MO3FETQI (Q2及びQ3)のゲ
ート電圧は、接地電位のようなロウレベルにされてオフ
状態になる。したがって、ランプLPに供給される駆動
電流は、細いパルス幅の電流に制限される。
らず、出力MO3FETQI (Q2及びQ3)のゲ
ート電圧は、接地電位のようなロウレベルにされてオフ
状態になる。したがって、ランプLPに供給される駆動
電流は、細いパルス幅の電流に制限される。
以下、上記三角波発生回路RPGがその発振動作により
ランプ電圧VRを発生させるとき、上記フリップフロッ
プ回路FFがリセットされるため、再び出力MO3FE
TQI (Q2.Q3)の駆動電圧が形成されてオン
状態になり、再びランプLPに駆動電流Idが流れる。
ランプ電圧VRを発生させるとき、上記フリップフロッ
プ回路FFがリセットされるため、再び出力MO3FE
TQI (Q2.Q3)の駆動電圧が形成されてオン
状態になり、再びランプLPに駆動電流Idが流れる。
このとき、ランプLPの抵抗値は前回の点燈による発熱
に応じて抵抗値が大きくなるため、その分駆動電流Id
の電流値が小さくなる。したがって、その駆動電流1d
に対応したセンス電圧Vs2も1つ前のセンス電圧Vs
lに比べて少し低くなり、ランプ電圧VRがセンス電圧
Vs2に到達する時間がその分遅(なる。
に応じて抵抗値が大きくなるため、その分駆動電流Id
の電流値が小さくなる。したがって、その駆動電流1d
に対応したセンス電圧Vs2も1つ前のセンス電圧Vs
lに比べて少し低くなり、ランプ電圧VRがセンス電圧
Vs2に到達する時間がその分遅(なる。
これに応じて、フリップフロップ回路FFがセットされ
るタイミングが遅くなるため、上記出力MO3FETQ
Iがオン状態に維持されて駆動電流Idを流す時間が長
くなる。すなわち、フリップフロップ回路FFの出力V
Cが上記駆動電流Idに反比例的なパルス幅を持つ信号
にされる。以下、同様にして、ランプLPの抵抗値、言
い換えるならば、駆動電流Idの減少に対応して、上記
出力VCのパルス幅が大きくされる。そして、駆動電流
1dが過電流とみなされない、一定の電流になると、比
較回路CMPは、上記フリップフロップ回路FFをセッ
トする信号を出力しない。これにより、MO3FETQ
7はオフ状態を維持するから、入力信号INがロウレベ
ルの間、出力MO3FETQI (Q2.Q3)がオ
ン状態となり、ランプLPの駆動(点燈)電流を形成す
るものとなる。上記のような制御のために、比較回路C
MPは図示しないが2つの電圧比較回路を持ち、一方の
電圧比較回路は上記ランプ電圧VRとセンス電圧■Sと
の比較を行う。他方の電圧比較回路は、上記センス電圧
Vsと所定の基準電圧と比較する。
るタイミングが遅くなるため、上記出力MO3FETQ
Iがオン状態に維持されて駆動電流Idを流す時間が長
くなる。すなわち、フリップフロップ回路FFの出力V
Cが上記駆動電流Idに反比例的なパルス幅を持つ信号
にされる。以下、同様にして、ランプLPの抵抗値、言
い換えるならば、駆動電流Idの減少に対応して、上記
出力VCのパルス幅が大きくされる。そして、駆動電流
1dが過電流とみなされない、一定の電流になると、比
較回路CMPは、上記フリップフロップ回路FFをセッ
トする信号を出力しない。これにより、MO3FETQ
7はオフ状態を維持するから、入力信号INがロウレベ
ルの間、出力MO3FETQI (Q2.Q3)がオ
ン状態となり、ランプLPの駆動(点燈)電流を形成す
るものとなる。上記のような制御のために、比較回路C
MPは図示しないが2つの電圧比較回路を持ち、一方の
電圧比較回路は上記ランプ電圧VRとセンス電圧■Sと
の比較を行う。他方の電圧比較回路は、上記センス電圧
Vsと所定の基準電圧と比較する。
この電圧比較回路は、上記フリップフロップ回路FFの
セント動作を禁止することの他、例えば上記三角波発生
回路PRGの動作を停止させるようにする。
セント動作を禁止することの他、例えば上記三角波発生
回路PRGの動作を停止させるようにする。
この実施例においては、上記のようにランプを点燈させ
る場合、保護回路が出力電流に対して反比例的なパルス
幅変調信号を形成して出力MO3FETQIの動作期間
を制御するものであるため、点燈開始時に流れる駆動電
流の流れる期間が短くなり、出力MO3FF、TQIを
破壊から保護する。
る場合、保護回路が出力電流に対して反比例的なパルス
幅変調信号を形成して出力MO3FETQIの動作期間
を制御するものであるため、点燈開始時に流れる駆動電
流の流れる期間が短くなり、出力MO3FF、TQIを
破壊から保護する。
そして、上記電流供給により、ランプLPの抵抗値が大
きくなるに従い、駆動電流が小さくなるため、それに応
じて形成されるパルス幅変調信号により駆動電流を流す
時間を長くすることによって、ランプLPの完全点燈に
要する時間が短くできる。
きくなるに従い、駆動電流が小さくなるため、それに応
じて形成されるパルス幅変調信号により駆動電流を流す
時間を長くすることによって、ランプLPの完全点燈に
要する時間が短くできる。
第4図には、負荷短絡状態を説明するための波形図が示
されている。
されている。
負荷短絡状態では出力MO3FETQIに過大な電流が
流れる。この電流に応じて形成されるセンス電圧Vsも
大きくなるため、ランプ電圧VRとの比較により出力M
O3FETQIがオン状態にされる期間が短くなり、直
ちに出力MO3FETQIをオフ状態にさせる。以下、
短絡状態が継続する限り、上記同様な動作を繰り返すこ
とにより、出力MO5FETQIの保護を行うものであ
る。この構成では、短絡状態では瞬間的にしか出力電流
を流さないため、出力MOS F ETを破壊から保護
することができる。
流れる。この電流に応じて形成されるセンス電圧Vsも
大きくなるため、ランプ電圧VRとの比較により出力M
O3FETQIがオン状態にされる期間が短くなり、直
ちに出力MO3FETQIをオフ状態にさせる。以下、
短絡状態が継続する限り、上記同様な動作を繰り返すこ
とにより、出力MO5FETQIの保護を行うものであ
る。この構成では、短絡状態では瞬間的にしか出力電流
を流さないため、出力MOS F ETを破壊から保護
することができる。
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 Tl)パワー出力素子に流れる電流が一定の電流値以上
のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信号を形
成して上記パワー出力素子を制御する。
る。すなわち、 Tl)パワー出力素子に流れる電流が一定の電流値以上
のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信号を形
成して上記パワー出力素子を制御する。
この構成では、過電流が流れるとき、パワー出力素子を
間欠的に短い時間しか動作させないから電流制限動作時
の電流を小さくできるという効果が得られる。
間欠的に短い時間しか動作させないから電流制限動作時
の電流を小さくできるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、車両用ランプを駆動する場合
でも、パワー出力素子が破壊しない一定期間だけ点燈電
流を流すものであり、それによってランプの抵抗値を大
きくできる。したがって、上記動作の繰り返しによりパ
ワー出力素子を破壊から防止しつつ、ランプの点燈を行
わせることができるという効果が得られる。
でも、パワー出力素子が破壊しない一定期間だけ点燈電
流を流すものであり、それによってランプの抵抗値を大
きくできる。したがって、上記動作の繰り返しによりパ
ワー出力素子を破壊から防止しつつ、ランプの点燈を行
わせることができるという効果が得られる。
(3)上記パワー出力素子の動作を駆動電流に反比例的
なパルス幅変調信号により制御することにより、パワー
出力素子の実力に応じた駆動電流を形成できるから、ラ
ンプの点燈を速くすることができるという効果が得られ
る。
なパルス幅変調信号により制御することにより、パワー
出力素子の実力に応じた駆動電流を形成できるから、ラ
ンプの点燈を速くすることができるという効果が得られ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、パワー出力素子
としては、前記パワーMOS F ETの他、バイポー
ラ型のパワートランジスタやIGBT(絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ)であってもよい。また、パワー
出力MOS F ETを用いた場合の駆動電流をモニタ
するセンス電圧Vsは、パワー出力MO3FETは数千
の独立したソース・セルによって小さなMOSFET
(セル・トランジスタ)が並列に並んで構成されること
を利用し、そのうちの幾つかのセルを電流検出用として
抵抗に接続し、その電圧降下を用いるものとしてもよい
。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、パワー出力素子
としては、前記パワーMOS F ETの他、バイポー
ラ型のパワートランジスタやIGBT(絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ)であってもよい。また、パワー
出力MOS F ETを用いた場合の駆動電流をモニタ
するセンス電圧Vsは、パワー出力MO3FETは数千
の独立したソース・セルによって小さなMOSFET
(セル・トランジスタ)が並列に並んで構成されること
を利用し、そのうちの幾つかのセルを電流検出用として
抵抗に接続し、その電圧降下を用いるものとしてもよい
。
また、パルス幅変調信号を形成するための各回路の具体
的構成は、種々の実施形態を採ることが 1できるもの
である。また、保護回路としては、上記過電流に対応し
たものの他、過電圧や温度等のような他の保護回路を付
加するものであうでもよいことはいうまでもない。そし
て、パワー出力素子のドレイン側に、負荷を設ける場合
には前記のような昇圧回路は不要になるものである。
的構成は、種々の実施形態を採ることが 1できるもの
である。また、保護回路としては、上記過電流に対応し
たものの他、過電圧や温度等のような他の保護回路を付
加するものであうでもよいことはいうまでもない。そし
て、パワー出力素子のドレイン側に、負荷を設ける場合
には前記のような昇圧回路は不要になるものである。
この発明は、前記のようなランプ駆動回路の他、パワー
スイッチ回路として広く利用できるものである。
スイッチ回路として広く利用できるものである。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、パワー出力素子に流れる電流が一定の電流
値以上のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信
号を形成して上記パワー出力素子を制御する。この構成
では、過電流が流れるとき、パワー出力素子を間欠的に
短い時間しか動作させないから電流制限動作時の電流を
小さくできる。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、パワー出力素子に流れる電流が一定の電流
値以上のとき、その電流値に反比例的なパルス幅変調信
号を形成して上記パワー出力素子を制御する。この構成
では、過電流が流れるとき、パワー出力素子を間欠的に
短い時間しか動作させないから電流制限動作時の電流を
小さくできる。
第1図は、この発明に係るパワースイッチ回路を車両用
ランプ駆動回路に利用した場合の一実施例を示すブロッ
ク図、 第2図は、その具体的一実施例を示す回路図、第3図は
、そのランプ駆動動作を説明するための波形図、 第4図は、負荷短絡状態での保護動作を説明するための
波形図である。
ランプ駆動回路に利用した場合の一実施例を示すブロッ
ク図、 第2図は、その具体的一実施例を示す回路図、第3図は
、そのランプ駆動動作を説明するための波形図、 第4図は、負荷短絡状態での保護動作を説明するための
波形図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、パワー出力素子に流れる電流を検出する電流検出回
路と、この電流検出回路による検出電流値が一定値以上
のとき、その検出電流値に対して反比例的なパルス幅変
調信号を形成して上記パワー出力素子を駆動する駆動回
路とを含むことを特徴とするパワースイッチ回路。 2、上記パワー出力素子に流れる電流は、車両搭載用の
ランプを点燈させる電流であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のパワースイッチ回路。 3、上記パワー出力素子は、パワーMOSFETである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1又は第2項記載の
パワースイッチ回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083699A JP2660715B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 半導体集積回路装置とランプ点燈方法 |
| KR1019890002101A KR890013863A (ko) | 1988-02-29 | 1989-02-22 | 파워스위치회로 |
| US07/920,170 US5293077A (en) | 1988-02-29 | 1992-07-27 | Power switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083699A JP2660715B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 半導体集積回路装置とランプ点燈方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255471A true JPH01255471A (ja) | 1989-10-12 |
| JP2660715B2 JP2660715B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=13809742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63083699A Expired - Lifetime JP2660715B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-04-05 | 半導体集積回路装置とランプ点燈方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660715B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2719379A1 (fr) * | 1994-04-28 | 1995-11-03 | Bach Guy | Procédé de mesure permettant d'obtenir de manière isolée des échantillons d'un courant de forte intensité circulant dans un fil électrique. |
| JP2010010476A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Omron Corp | 発光ダイオード駆動装置および方法、並びにプログラム |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP63083699A patent/JP2660715B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2719379A1 (fr) * | 1994-04-28 | 1995-11-03 | Bach Guy | Procédé de mesure permettant d'obtenir de manière isolée des échantillons d'un courant de forte intensité circulant dans un fil électrique. |
| JP2010010476A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Omron Corp | 発光ダイオード駆動装置および方法、並びにプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2660715B2 (ja) | 1997-10-08 |
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