JPH0260228A - 熱遮断回路を有するドライブ回路 - Google Patents

熱遮断回路を有するドライブ回路

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JPH0260228A
JPH0260228A JP63211516A JP21151688A JPH0260228A JP H0260228 A JPH0260228 A JP H0260228A JP 63211516 A JP63211516 A JP 63211516A JP 21151688 A JP21151688 A JP 21151688A JP H0260228 A JPH0260228 A JP H0260228A
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circuit
drive circuit
transistor
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drive
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Kenji Otani
憲司 大谷
Fumihiko Ito
文彦 伊藤
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分升] この発明は、熱遮断回路(以下サーマルシャットダウン
回路)を有するドライブ回路に関し、詳しくは、ICチ
ップの異常な温度−ヒ昇を検知してIC内部のドライブ
回路の動作を停止トさせるサーマルシャットダウン回路
の改良に関する。
[従来の技術] 従来のドライブ回路等を含むICでは、ICチップの異
常な温度L5’i’によるICの破壊、ICを搭載した
基板等の発熱1発火、そしてその周辺回路の破壊、制御
対象となる機構の破損等を防ぐために、ICの中に保護
回路の1つとしてサーマルシャットダウン回路が組込ま
れている。
このサーマルシャットダウン回路としては、■C化され
るドライブ回路、その駆動回路等と同時に集積化された
トランジスタを温度検出素子としテ利用シ、そのベース
−エミッタ間の電圧が温度に依存することにより高温状
態を検出し、遮断信号を発生するようなものである。
第3図は、このような従来のサーマルシャットダウン回
路の一例を示していて、そのトランジスタTrが温度検
出用のNPHのトランジスタであって、バイアス抵抗R
t * R2により、トランジスタTrのベース−エミ
ッタ間の電圧が、例えば、0.4V程度に設定されてい
る。
通常、回路が動作する温度範囲、例えば、0℃〜80℃
程度の範囲では、NPN)ランジスタTrが動作するた
めのベース−エミッタ間の電圧は0.7V前後であるた
め、ベース−エミッタ間の電圧が前記のような0.4V
程度のバイアス状態に設定されているときにあっては、
トランジスタTrは“ON”状態とはならない。しかし
、トランジスタTrの温度が150℃程度になると、こ
れが動作するベース−エミッタ間の電圧は0.4v近辺
にまで低ドして来る。
そこで、NPNトランジスタTrが検出温度として設定
される温度、例えば、180℃となったときには、トラ
ンジスタTrが“ON”状態となり、エミッタフォロア
のPNP)ランジスタTrlを“ON”させて、その負
荷抵抗R3に温度検出信号が得られる。これがトランジ
スタTr2*Tr3等を介して機能停止が必要なドライ
ブ回路に遮断信号として出力(OUTl、0UT2から
出力)され、それぞれのドライブ回路に加えられてその
回路の動作が停1)、させられる。
[解決しようとする課題] しかしながら、サーマルシャットダウン制御の対象とな
るドライブ回路が高温度になるとその回路のトランジス
タは、コレクタ−エミッタ間にリーク電流が生じて、サ
ーマルシャットダウン回路が動作する以前に、ドライブ
回路が設定された温度以ドの範囲で誤動作して事故を起
こす危険性が高(、シかも、各ドライブ回路のこのよう
な誤動作の温度にはばらつきがある。
また、このようなサーマルシャットダウン回路は、周囲
の温度環境に敏感に反応して確実に動作しなければなら
ないことからコレクタ−エミッタ間のリーク電流が発生
し難い□ような回路配装置が特別に必要とされ、回路設
計」−から所定の高温で確実に動作するような位置にサ
ーマルシャットダウン回路が形成されるように配:慮す
ることが不可欠である。
さらに、このようにトランジスタのベース−エミッタ間
のパイアズ設定に・より温度検出を杼うサーマルシャッ
トダウン回路では、ドライブ回路の特性のばらつきを含
めて回路が誤動作をする以前にサーマルシャットダウン
回路を動作させようとしても、そのバイアス設定自体に
ばらつきがあるために細かな設定ができず、そのバイア
ス点の選択で誤動作を吸収することはなかなか難しい。
この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、サーマルシャツI・ダウン制御の対象とな
るドライブ回路が誤動作する以前に温度検出信号を発生
させることができ、かつその回路のレイアウトが容易な
熱遮断回路を有するドライブ回路を提供することをL1
的とする。
[課題を解決するための手段] このような[1的を達成するためのこの発明の熱遮断回
路を有するドライブ回路がドライブ回路と、熱遮断回路
とが1チップの中に集積され、熱遮断回路がベース側が
オープン又は非常に高いインピーダンスに接続されたト
ランジスタのコレクタ−エミッタ間に電圧をカ、け、こ
のコレクタ−エミッタ間のリーク電流を検出することに
より所定の温度状態において遮断信号を発生し、この遮
断信号がドライブ回路に供給□されてその動作が停+L
するものである。
[作用コ このように、トランジスタのコレクタ−エミッタ間に電
圧をかけてそのリーク電流を検出することで所定の温度
におけるサーマルシャットダウンのための遮断信号を得
るようにしているので、す−マルシャ・ノドダウン制御
の対象となるドライブ回路のコレクタ−エミッタ間のリ
ーク電流による誤動作条件と、サーマルシャットダウン
の検出回路の温度検出をする条P1とが同じリーク電流
によることになる。そこで、ドライブ回路に、誤動作が
発生しないようなリーク電流の範囲においてサーマルシ
ャットダウンの遮断信号を発生させることができる。
その結果、リーク電流によりドライブ回路が誤動作を開
始する以前にサーマルシャットダウンさせることができ
、かつサーマルシャットダウンの温度検出がコレクタ−
エミッタ間のリーク電流によっているので、サーマルシ
ャットダウン回路をどこの位置に配置しても、熱の伝達
だけを考慮すればよく、比較的自由にそのレイアウトを
行うことができる。
なお、温度検出の対象となるコレクタ−エミッタ間のリ
ーク電流値は、温度検出を行うトランジスタの受熱環境
と温度制御対象となるドライブ回路が置かれている温度
環境とで決定されるので、il!、1度検出用のトラン
ジスタの受熱条件を大きく採れば、検出リーク電流値全
体を人き(することができ、また、温度検出用のトラン
ジスタを複数個並列に接続すればそれだけ大きなリーク
電流が得られる。
[実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
第1図は、この発明の熱遮断回路を有するドライブ回路
を適用した場合の−・実施例のプロ・ツク図であり、第
2図は、その他の実施例のプロ・ツク図である。
第1図において、lは、サーマルシャットダウン回路で
あって、モータとか、アクチュエータ笠をドライブする
ドライバ段を含むドライブ回路2が所定以」−の高温状
幅になったときに、これに遮断信号を送出してドライブ
回路2の動作を停市させる作用をする。
ドライブ回路2は、ここでは、DCモータMを駆動する
回路であって、I)CモータMのコイルに対して直列に
接続されていたパラレル接続の複数のNPNトランジス
タQ /21 Q /29  ・・・をそのドライバと
して自゛している。このドライバの駆動動作に応じてl
) CモータMは、その電流値が決定され、回転速度或
いはそのトルクが制御される。
パラレル接続された複数のトランジスタQ/2゜Q/2
.  ・・・のベースは、共通にドライブ回路2の人、
力端子2aに接続されていて、モータ駆動制御回路3の
出力を受けて制御される。
サーマルシャットダウン回路1は、パラレル接続された
温度検出用のPNP)ランジスタQ1゜Q2.Q3.@
・・を有していて、各温度検出用のPNP )ランジス
タの各ベースは、他の回路に接続されることなく、オー
プン状態となっている。
そして、その各エミッタは共通に電源電圧+VDDに接
続され、その各コレクタは共通にNPNトランジスタQ
lθのコレクタに接続されている。
NPN)ランジスタQlθは、NPN トランジスタQ
11と電流ミラー接続されたトランジスタであって、P
NPトランジスタQt + Q2 + Q3 。
―・のコレクタ−エミッタ間のリーク電流を検出してN
PNトランジスタQIIを駆動し、そのコレクタ側に遮
断信号を発生させ、それが出力端子1aから取り出され
る。そして、この出力信号が所定の温度状態になったと
きに、サーマルシャットダウンの対象となるドライブ回
路2の前記入力端P2aに出力され、ドライブ回路2の
動作を停止1ニさせる。
ここで、PNP)ランジスタQt + Q2t Q31
・・・は、通常、サーマルシャットダウンの対象となる
ドライブ回路2の周囲に集積され、また、NPN)ラン
ジスタQto、Qttも同様にこのドライブ回路2と同
一のチップ内に形成される。そこで、ドライブ回路2或
いはこの回路を含むICチップ全体が5mになったとき
には、PNP)ランジスタQl、Q2.Q3.・・・の
それぞれのコレクタ−エミッタ間にリーク電流1l−I
2113、拳−・が生じ、それがICチップの温度上昇
とともに及数的に増加していき、各PNP )ランジス
タQl 、Q2.Q3.  ・・・のリーク電流の和I
=Σ11+12+13+・・・が電流ミラー回路により
さらに増幅され、NPN)ランジスタQllを“ON”
させて、NPN トランジスタQ121Q 12 * 
 ・・・を“OFF”状態にする。
この場合のリーク電流としては、例えば、PNPトラン
ジスタを使用したときには、180度程1で、数十マイ
クロアンペア程度のものであっても、温度検出用のリー
ク電流発生用のトランジスタを複数個配置することによ
り、百マイクロアンペア程度までのものとすることがで
き、さらに、これを電流ミラー回路で増幅して検出する
ことで、遮断信号を発生させることができる。
そこで、ドライブ回路2の駆動用のNPN)ランジスタ
Q/2のコレクタ−エミッタ間のリーク電流による誤動
作の電流値がIsであると仮定した場合に、リーク電流
により温度を検出するPNPトランジスタQ* * Q
2t Qa*  ・・・がドライブ回路2の駆動用のト
ランジスタQ12に対してベースオープンとなっている
ので、lll5という関係において、Is以下の電流値
で遮断信号を発生させることができ、ドライブ回路2が
誤動作する以前にその動作を停止、させることができる
。なお、トランジスタの構造上、NPNタイプのトラン
ジスタよりもPNPタイプのトランジスタの方がリーク
の発生する温度が低いので、検出するトランジスタとし
ては、PNPトランジスタを使用するとより温度検出が
し易い。
前記の場合に、リーク電流により温度を検出するPNP
)ランジスタQ* * Q2 * Qa s  ・・・
が複数個パラレルに接続されていることで、これらのト
ランジスタのリーク電流のばらつきが吸収されて温度検
出の動作点のばらつきが抑えられ、精度の高い温度検出
ができる。
ここで、ICチップ全体の温度を検出して遮断信号を発
生させるような場合には、各PNP)ランジスタQl、
Q2.Q3S  ・・・をICチップの中央部と周辺部
に分散して設けることができる。
このようにすれば、ICチップ全体を温度センサ付きの
回路とすることができ、NPN)ランジスタQ//の出
力を温度検出信号として外部回路で利用することもII
J能である。
第2図は、モータ駆動制御回路3の動作−制御端子3a
に遮断信号を加える実施例であって、これは、NPNト
ランジスタQnの駆動力が小す(でもドライブ回路2の
動作を簡単に停止させることができる。
以上説明してきたが、実施例では、複数のトランジスタ
Ql、Q2* Qa、  ・・・をパラレルに接続して
、そのリーク電流値の和により温度検出をするようにし
ているが、これは、温度検出するトランジスタQs  
1つだけでもよく、複数個設けた場合には、各トランジ
スタのリーク電流の論理和条件及び論理積条件のいずれ
か一方の条件を採用してサーマルシャットダウンの遮断
信号を発生させるようにしてもよい。また、論理和条件
及び論理積条件は、第1図に示すリーク電流を生じる温
度検出用のトランジスタQ* * Q2.Qa等のトラ
ンジスタの接続形態を変更することでも容易に実現でき
、かつ、トランジスタQm*、Qnの動作点の設定条件
に応じて、論理積にでも、論理和にでもできる。
実施例では、モータを駆動するドライブ回路について説
明しているが、この発明は、モータ駆動のドライブ回路
に限定されるものではなく、各種のアクチュエータ等の
駆動回路をはじめ駆動電流を8隻とする他の多くのドラ
イブ回路に適用することができる。
また、温度検出のためにコレクタ−エミッタ間のリーク
電流を検出するトランジスタの形態は、PNP)ランジ
スタでもNPN)ランジスタであってもよい。さらに、
その各トランジスタのベースは、オープン状態とされて
いるが、完全なオープンではなく、非常に高いインピー
ダンスで接続されているような場合であってもよい。
[発明の効果] 以J−の説明から理解できるように、この発明にあって
は、トランジスタのコレクタ−エミッタ間に電圧をかけ
てそのリーク電流を検出することで所定の温度における
サーマルシャットダウンのための遮断信号を得るように
しているので、サーマルシャットダウン制御の対象とな
るドライブ回路のコレクタ−エミッタ間のリーク電流に
よる誤動作条件と、サーマルシャットダウンの検出回路
の温度検出をする条件とが同じリーク電流によることに
なる。そこで、ドライブ回路に誤動作が発生しないよう
なリーク電流の範囲においてサーマルシャットダウンの
遮断信号を発生させることができる。
その結果、リーク電流によりドライブ回路が誤動作を開
始する以前にサーマルシャットダウンさせることができ
、かつサーマルシャットダウンの温度検出がコレクタ−
エミッタ間のリーク電流によっているので、サーマルシ
ャットダウン回路をどこの位置に配置しても、熱の伝達
だけを考慮すればよく、比較的自由にそのレイアウトを
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の熱遮断回路を有するドライブ回路
を適用した場合の一実施例のブロック図、第2図は、そ
の、他の実施例のブロック図、第3図は、従来のサーマ
ルシャットダウン回路のブロック図である。 ■・・・サーマルシャットダウン回路、2・・・ドライ
ブ回路、3・・・モータ駆動制御回路、Ql 、Q2.
Q3・・・温度検出用のPNPトランジスタ、Qto、
 Qtt、 Ql2・・−NPN)ランジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱遮断回路を有するドライブ回路において、ドラ
    イブ回路と、前記熱遮断回路とが1チップの中に集積さ
    れ、前記熱遮断回路は、ベース側がオープン又は非常に
    高いインピーダンスに接続されたトランジスタのコレク
    タ−エミッタ間に電圧をかけ、このコレクタ−エミッタ
    間のリーク電流を検出することにより所定の温度状態に
    おいて遮断信号を発生するものであって、この遮断信号
    が前記ドライブ回路に供給され、前記ドライブ回路の動
    作が停止されることを特徴とする熱遮断回路を有するド
    ライブ回路。
  2. (2)熱遮断回路を有するドライブ回路において、ドラ
    イブ回路と、このドライブ回路を駆動する信号を発生す
    る駆動信号発生回路と前記熱遮断回路とが1チップの中
    に集積され、前記熱遮断回路は、ベース側がオープン又
    は非常に高いインピーダンスに接続されたトランジスタ
    のコレクタ−エミッタ間に電圧をかけ、このコレクタ−
    エミッタ間のリーク電流を検出することにより所定の温
    度状態において遮断信号を発生するものであって、この
    遮断信号が前記駆動信号発生回路に供給され、前記ドラ
    イブ回路の動作が停止することを特徴とする熱遮断回路
    を有するドライブ回路。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5514771A (en) * 1978-07-18 1980-02-01 Mitsubishi Electric Corp Temperature sensitive switch circuit
JPS5514711A (en) * 1978-07-18 1980-02-01 Oki Electric Ind Co Ltd Facsimile recorder
JPS61127156A (ja) * 1984-11-26 1986-06-14 Rohm Co Ltd 熱遮断回路

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