JPH08126299A - パワーデバイスの保護回路 - Google Patents
パワーデバイスの保護回路Info
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- JPH08126299A JPH08126299A JP28267794A JP28267794A JPH08126299A JP H08126299 A JPH08126299 A JP H08126299A JP 28267794 A JP28267794 A JP 28267794A JP 28267794 A JP28267794 A JP 28267794A JP H08126299 A JPH08126299 A JP H08126299A
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- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 パワーデバイスの過大電流保護、短絡保護の
ラッチ状態が、システム側の異常でリセットされて熱破
壊に至るのを防止する。 【構成】 パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流れ
た時に保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路で、
パワーデバイスに制御信号を送るマイコンの信号発信部
が、一定時間以上パワーデバイスの入力信号をオフにし
ないと、ラッチ機能をリセットしないようにする。
ラッチ状態が、システム側の異常でリセットされて熱破
壊に至るのを防止する。 【構成】 パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流れ
た時に保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路で、
パワーデバイスに制御信号を送るマイコンの信号発信部
が、一定時間以上パワーデバイスの入力信号をオフにし
ないと、ラッチ機能をリセットしないようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパワートランジスタ、パ
ワーMOSFET,IGBT,パワートランジスタモジ
ュール等のパワーデバイスの過大電流に対する保護回路
に関する。
ワーMOSFET,IGBT,パワートランジスタモジ
ュール等のパワーデバイスの過大電流に対する保護回路
に関する。
【0002】従来のパワーMOSFETの保護回路につ
いて、図3、図4のブロック図を用いて説明する。図3
は従来のパワーデバイスの保護回路のブロック図であ
り、入力端子1の入力信号Vinは入力回路2、駆動回
路3、出力端子4を経てパワーMOSFET5のゲート
端子6に印加される。パワーMOSFET5のコレクタ
端子7−エミッタ端子8間に流れる電流値を感知回路
(図示せず)が検出して、その電流値が定格値を越える
過大電流または短絡電流であることを検知したときは出
力遮断信号を端子9に発生して、その出力遮断信号をリ
トリガブルワンショットモノマルチ10を経てR−Sフ
リップフロップ(セット−リセット)11のS側入力端
子12に印加し、R−Sフリップフロップ11の出力端
子13の信号を前記駆動回路3の制御端子14に加えて
その出力端子4の電圧Voutをオフとする。同時に、
前記リトリガブルワンショットモノマルチ10からR−
Sフリップフロップ11のS側入力端子12に加えられ
た出力遮断信号に基づくある時間幅twの異常信号出力
が、図4のパワーMOSFET5への信号送信部のブロ
ック図に示すホトカプラ15を経てマイコン16に加え
られ、システム側をコントロールするマイコン16が異
常を確認すると、入力端子1の入力信号Vinをはじめ
とするすべての出力信号を一定時間オフとする。そのオ
フ信号が図3の入力端子1、入力回路2、リセット用イ
ンバータ17を経てR−Sフリップフロップ11のリセ
ット信号としてR側入力端子18に加わり、出力端子1
3が駆動回路3の制御端子14に接続されているので、
駆動回路3はリセットされ入力信号待ちの状態となる。
その後、一定時間後、マイコン16からPWM(Pul
scWidth Modulation)パターン信号
がホトカプラ19を介してシステム側に送信されると、
入力端子1に入力信号Vinが現れて入力信号待ちの駆
動回路3よりパワーMOSFET5に信号が伝わり動作
が再始動する。
いて、図3、図4のブロック図を用いて説明する。図3
は従来のパワーデバイスの保護回路のブロック図であ
り、入力端子1の入力信号Vinは入力回路2、駆動回
路3、出力端子4を経てパワーMOSFET5のゲート
端子6に印加される。パワーMOSFET5のコレクタ
端子7−エミッタ端子8間に流れる電流値を感知回路
(図示せず)が検出して、その電流値が定格値を越える
過大電流または短絡電流であることを検知したときは出
力遮断信号を端子9に発生して、その出力遮断信号をリ
トリガブルワンショットモノマルチ10を経てR−Sフ
リップフロップ(セット−リセット)11のS側入力端
子12に印加し、R−Sフリップフロップ11の出力端
子13の信号を前記駆動回路3の制御端子14に加えて
その出力端子4の電圧Voutをオフとする。同時に、
前記リトリガブルワンショットモノマルチ10からR−
Sフリップフロップ11のS側入力端子12に加えられ
た出力遮断信号に基づくある時間幅twの異常信号出力
が、図4のパワーMOSFET5への信号送信部のブロ
ック図に示すホトカプラ15を経てマイコン16に加え
られ、システム側をコントロールするマイコン16が異
常を確認すると、入力端子1の入力信号Vinをはじめ
とするすべての出力信号を一定時間オフとする。そのオ
フ信号が図3の入力端子1、入力回路2、リセット用イ
ンバータ17を経てR−Sフリップフロップ11のリセ
ット信号としてR側入力端子18に加わり、出力端子1
3が駆動回路3の制御端子14に接続されているので、
駆動回路3はリセットされ入力信号待ちの状態となる。
その後、一定時間後、マイコン16からPWM(Pul
scWidth Modulation)パターン信号
がホトカプラ19を介してシステム側に送信されると、
入力端子1に入力信号Vinが現れて入力信号待ちの駆
動回路3よりパワーMOSFET5に信号が伝わり動作
が再始動する。
【0003】前記のように、負荷異常で過大電流、短絡
電流が流れた時は、感知回路で検知して出力遮断信号を
駆動回路3に送ると共に、マイコン16にも異常信号を
送る。駆動回路3はR−Sフリップフロップ11からの
信号で出力をオフして過大電流を遮断する。しかし、ホ
トカプラ15の故障等でマイコン16に異常信号が伝わ
らない時、マイコン16は通常の信号を送り続ける。通
常のPWM信号パターンはキャリアの周期であるデュー
ティでオン、オフを繰返すので、R−Sフリップフロッ
プ11従って駆動回路3は入力信号待ちの状態になる即
ち保護機能にリセットがかかり、負荷異常のためパワー
MOSFET5に過大電流が流れ、熱破壊に至るという
欠点があった。
電流が流れた時は、感知回路で検知して出力遮断信号を
駆動回路3に送ると共に、マイコン16にも異常信号を
送る。駆動回路3はR−Sフリップフロップ11からの
信号で出力をオフして過大電流を遮断する。しかし、ホ
トカプラ15の故障等でマイコン16に異常信号が伝わ
らない時、マイコン16は通常の信号を送り続ける。通
常のPWM信号パターンはキャリアの周期であるデュー
ティでオン、オフを繰返すので、R−Sフリップフロッ
プ11従って駆動回路3は入力信号待ちの状態になる即
ち保護機能にリセットがかかり、負荷異常のためパワー
MOSFET5に過大電流が流れ、熱破壊に至るという
欠点があった。
【0004】この状態を図5に示す信号波形のタイミン
グチャートで説明する。即ちタイミングチャートaに示
すように、入力端子1における信号Vinが存在する状
態でパワーMOSFET5に負荷異常が発生すると、タ
イミングチャートcに示すように、出力電流Icがパワ
ーMOSFET5の保護レベル電流値Ipを越え、タイ
ミングチャートdに示すアラーム出力(出力遮断信号)
Eaが発生し、R−Sフリップフロップ11にセットさ
れ、そのアラーム出力Eaでタイミングチャートbに示
すように出力端子4の信号Voutをオフにする。この
とき異常信号出力がマイコン16に伝わらない時、マイ
コン16はタイミングチャートaに示すように通常の信
号パターンを送り続ける。従って入力端子1の信号Vi
nのオン・オフによってR−Sフリップフロップ11の
ラッチ機能はリセットされ、駆動回路3の出力端子4の
信号Voutは再びオンになる。通常のPWM信号パタ
ーンはキャリアの周期であるデューティでオン・オフを
繰返すので、自然と保護機能のリセットがかかり、負荷
異常のため、過大電流が流れる。この繰返しでパワーM
OSFETは熱破壊に至るという欠点があった。
グチャートで説明する。即ちタイミングチャートaに示
すように、入力端子1における信号Vinが存在する状
態でパワーMOSFET5に負荷異常が発生すると、タ
イミングチャートcに示すように、出力電流Icがパワ
ーMOSFET5の保護レベル電流値Ipを越え、タイ
ミングチャートdに示すアラーム出力(出力遮断信号)
Eaが発生し、R−Sフリップフロップ11にセットさ
れ、そのアラーム出力Eaでタイミングチャートbに示
すように出力端子4の信号Voutをオフにする。この
とき異常信号出力がマイコン16に伝わらない時、マイ
コン16はタイミングチャートaに示すように通常の信
号パターンを送り続ける。従って入力端子1の信号Vi
nのオン・オフによってR−Sフリップフロップ11の
ラッチ機能はリセットされ、駆動回路3の出力端子4の
信号Voutは再びオンになる。通常のPWM信号パタ
ーンはキャリアの周期であるデューティでオン・オフを
繰返すので、自然と保護機能のリセットがかかり、負荷
異常のため、過大電流が流れる。この繰返しでパワーM
OSFETは熱破壊に至るという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
に、従来のパワーデバイスの保護回路が持っていた問題
点即ち、パワーデバイスに発生した過大電流等の異常状
態を示す異常信号がシステムをコントロールするマイコ
ンでキャッチされずマイコンが通常の信号を出し続ける
がために、保護機能にリセットが自然とかかりパワーデ
バイスが熱破壊に至るという欠点を解決し信頼性の高い
保護回路を提供することを目的とする。
に、従来のパワーデバイスの保護回路が持っていた問題
点即ち、パワーデバイスに発生した過大電流等の異常状
態を示す異常信号がシステムをコントロールするマイコ
ンでキャッチされずマイコンが通常の信号を出し続ける
がために、保護機能にリセットが自然とかかりパワーデ
バイスが熱破壊に至るという欠点を解決し信頼性の高い
保護回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流
れた時に保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路
で、パワーデバイスに制御信号を送るマイコンの信号送
信部が、一定時間以上パワーデバイスの入力信号をオフ
にしないと、ラッチ機能をリセットしないようにしたも
のであり、パワーデバイスの熱破壊を防止することがで
きる。
に本発明は、パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流
れた時に保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路
で、パワーデバイスに制御信号を送るマイコンの信号送
信部が、一定時間以上パワーデバイスの入力信号をオフ
にしないと、ラッチ機能をリセットしないようにしたも
のであり、パワーデバイスの熱破壊を防止することがで
きる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例につき図1、図2、図4と
共に説明する。図1は本発明のパワーデバイスの保護回
路の一実施例を示すブロック図であり、タイマー回路2
0以外は従来例を示す前記の図3と作用動作が同じであ
るので、図3の符号と同一の符号を付し説明は省略す
る。タイマー回路20はリセット用インバータ17とR
−Sフリップフロップ11のR側入力端子18の間に挿
入され、一定時間以上即ちPWMパターンのキャリア周
期×2〜3倍の時間例えばキャリア周波数fc=3KH
zではt=1msの期間、入力端子1の入力信号Vin
がオフでホールドされないことにはR−Sフリップフロ
ップ11をリセットしないようにしている。このため、
図4のパワーMOSFETへの信号送信部のブロック図
に示すホトカプラ15が故障して、マイコン16に異常
信号が伝送されなくてマイコン16が通常の信号パター
ンを送り続けても、R−Sフリップフロップ11はリセ
ットされることがなく駆動回路3の出力信号Voutは
オフの状態を維持し、パワーMOSFET5にオン信号
は送られず熱破壊は発生しない。
共に説明する。図1は本発明のパワーデバイスの保護回
路の一実施例を示すブロック図であり、タイマー回路2
0以外は従来例を示す前記の図3と作用動作が同じであ
るので、図3の符号と同一の符号を付し説明は省略す
る。タイマー回路20はリセット用インバータ17とR
−Sフリップフロップ11のR側入力端子18の間に挿
入され、一定時間以上即ちPWMパターンのキャリア周
期×2〜3倍の時間例えばキャリア周波数fc=3KH
zではt=1msの期間、入力端子1の入力信号Vin
がオフでホールドされないことにはR−Sフリップフロ
ップ11をリセットしないようにしている。このため、
図4のパワーMOSFETへの信号送信部のブロック図
に示すホトカプラ15が故障して、マイコン16に異常
信号が伝送されなくてマイコン16が通常の信号パター
ンを送り続けても、R−Sフリップフロップ11はリセ
ットされることがなく駆動回路3の出力信号Voutは
オフの状態を維持し、パワーMOSFET5にオン信号
は送られず熱破壊は発生しない。
【0008】マイコン16が異常信号を検知して、PW
Mパターン信号をすべて例えばt≧1msの間オフにす
ると、R−Sフリップフロップ11はリセットされて、
駆動回路3は入力信号Vin待ちのスタンバイ状態とな
る。
Mパターン信号をすべて例えばt≧1msの間オフにす
ると、R−Sフリップフロップ11はリセットされて、
駆動回路3は入力信号Vin待ちのスタンバイ状態とな
る。
【0009】この状態を示したのが図2の信号波形のタ
イミングチャートである。即ち、従来の保護回路におけ
るタイミングチャートを示す図5の場合と同様、タイミ
ングチャートaに示すように、入力端子1における信号
Vinが存在する状態でパワーMOSFET5に負荷異
常が発生すると、タイミングチャートcに示すように、
出力電流IcがパワーMOSFET5の保護レベル電流
値Ipを越え、タイミングチャートdに示すアラーム出
力(出力遮断信号)Eaが発生し、R−Sフリップフロ
ップ11にセットされ、そのアラーム出力Eaでタイミ
ングチャートbに示すように出力信号4の信号Vout
をオフにする。しかし、本実施例の場合は、ホトカプラ
15が故障して、マイコン16に異常信号が伝送されな
くてマイコン16が通常の信号パターンを送り続けて
も、タイマー回路20により一定時間以上入力端子1に
おける信号Vinをオフにし続けることがないのでR−
Sフリップフロップ11はリセットされることがなく駆
動回路3の出力信号Voutはタイミングチャートbに
示すようにオフの状態を維持し続ける。
イミングチャートである。即ち、従来の保護回路におけ
るタイミングチャートを示す図5の場合と同様、タイミ
ングチャートaに示すように、入力端子1における信号
Vinが存在する状態でパワーMOSFET5に負荷異
常が発生すると、タイミングチャートcに示すように、
出力電流IcがパワーMOSFET5の保護レベル電流
値Ipを越え、タイミングチャートdに示すアラーム出
力(出力遮断信号)Eaが発生し、R−Sフリップフロ
ップ11にセットされ、そのアラーム出力Eaでタイミ
ングチャートbに示すように出力信号4の信号Vout
をオフにする。しかし、本実施例の場合は、ホトカプラ
15が故障して、マイコン16に異常信号が伝送されな
くてマイコン16が通常の信号パターンを送り続けて
も、タイマー回路20により一定時間以上入力端子1に
おける信号Vinをオフにし続けることがないのでR−
Sフリップフロップ11はリセットされることがなく駆
動回路3の出力信号Voutはタイミングチャートbに
示すようにオフの状態を維持し続ける。
【0010】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流れた時に
保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路で、パワー
デバイスに制御信号を送るマイコンが、一定時間以上パ
ワーデバイスの入力信号をオフにしないと、ラッチ機能
がリセットされない保護回路であり、従来はアラーム信
号用ホトカプラが故障していると、パワーデバイスは1
00%熱破壊していたのが、不良0%になりシステムの
信頼性が大きく向上した。
に、パワーデバイスに過大電流、短絡電流が流れた時に
保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路で、パワー
デバイスに制御信号を送るマイコンが、一定時間以上パ
ワーデバイスの入力信号をオフにしないと、ラッチ機能
がリセットされない保護回路であり、従来はアラーム信
号用ホトカプラが故障していると、パワーデバイスは1
00%熱破壊していたのが、不良0%になりシステムの
信頼性が大きく向上した。
【図1】本発明の一実施例におけるパワーデバイスの保
護回路のブロック図
護回路のブロック図
【図2】本発明の一実施例におけるパワーデバイスの保
護回路の信号波形を示すタイミングチャート
護回路の信号波形を示すタイミングチャート
【図3】本発明の一実施例及び従来のパワーデバイスの
保護回路における信号送信部のブロック図
保護回路における信号送信部のブロック図
【図4】従来のパワーデバイスの保護回路のブロック図
【図5】従来のパワーデバイスの保護回路の信号波形を
示すタイミングチャート
示すタイミングチャート
1 入力端子 2 入力回路 3 駆動回路 4 出力端子 5 パワーMOSFET 6 ゲート端子 7 コレクタ端子 8 エミッタ端子 9 端子 10 リトリガブルワンショットモノマルチ 11 R−Sフリップフロップ 12 S側入力端子 13 出力端子 14 制御端子 15 ホトカプラ 16 マイコン 17 リセット用インバータ 18 R側入力端子 19 ホトカプラ 20 タイマー回路 Vin 入力端子1の信号 Vout 出力端子4の信号 Ip 保護レベル電流値 Ic 出力電流 Ea アラーム出力
Claims (2)
- 【請求項1】 パワーデバイスに過大電流、短絡電流が
流れた時に保護機能が動作するとラッチ機能が働く回路
で、パワーデバイスに制御信号を送るマイコンの信号送
信部が、一定時間以上パワーデバイスの入力信号をオフ
にしないと、ラッチ機能をリセットしないパワーデバイ
スの保護回路。 - 【請求項2】 ラッチ機能が働く回路のリセット部にタ
イマー回路を入れて、システム側が異常信号を確かに受
信して、入力信号が一定時間以上オフの状態にホールド
されない限り、ラッチ機能が働く回路のラッチ状態がリ
セットされないようにした請求項1記載のパワーデバイ
スの保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28267794A JPH08126299A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | パワーデバイスの保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28267794A JPH08126299A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | パワーデバイスの保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126299A true JPH08126299A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17655625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28267794A Pending JPH08126299A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | パワーデバイスの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08126299A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468658B1 (ko) * | 1997-08-21 | 2005-03-16 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 전원제어회로 |
| JP2006074908A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置の制御用回路および制御用集積回路 |
| JP2007043841A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Yamasa Kk | パワーicの保護装置 |
| CN101814728A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 南京航空航天大学 | 大功率igbt光纤驱动电路的故障保护复位控制系统及方法 |
| JP2014017672A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 負荷駆動回路 |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP28267794A patent/JPH08126299A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468658B1 (ko) * | 1997-08-21 | 2005-03-16 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 전원제어회로 |
| JP2006074908A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置の制御用回路および制御用集積回路 |
| JP2007043841A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Yamasa Kk | パワーicの保護装置 |
| CN101814728A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 南京航空航天大学 | 大功率igbt光纤驱动电路的故障保护复位控制系统及方法 |
| JP2014017672A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 負荷駆動回路 |
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