JPH0894695A - 半導体パワースイッチシステム - Google Patents

半導体パワースイッチシステム

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JPH0894695A
JPH0894695A JP6231705A JP23170594A JPH0894695A JP H0894695 A JPH0894695 A JP H0894695A JP 6231705 A JP6231705 A JP 6231705A JP 23170594 A JP23170594 A JP 23170594A JP H0894695 A JPH0894695 A JP H0894695A
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JP
Japan
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power switch
signal
semiconductor power
unit
input
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JP6231705A
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English (en)
Inventor
Toshiya Nakano
俊哉 中野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/18—Modifications for indicating state of switch

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御部と、自己診断機能を有する少なくとも
１つの半導体パワースイッチユニット(ＰＳＵ)とからな
る半導体パワースイッチシステムにおいて、制御部とＰ
ＳＵの間の回路配線の煩雑さを解消することを目的とす
る。 【構成】 ＰＳＵ１０ａにおいて、異常信号を出力する
診断端子１２を制御信号を受ける入力端子１１に外部で
接続線３３で接続することにより、制御部１ａからＰＳ
Ｕ１０ａへの制御信号と、ＰＳＵ１０ａから制御部１ａ
への異常信号とを１本の双方向信号伝達線４０ａでそれ
ぞれに伝送するようにした。すなわち、異常が発生した
時にはトランジスタ１８をオンさせて診断端子１２およ
び接続線３３を介して双方向信号伝達線４０ａを異常信
号のレベルに固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、負荷のオープン或は
ショート、さらには過電流状態等といった異常事態の発
生を制御部側へ伝達する自己診断機能を持った半導体パ
ワースイッチユニットを含む半導体パワースイッチシス
テムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の半導体パワースイッチシ
ステムの構成を示す図である。半導体パワースイッチシ
ステム１００は、マイクロコンピュータ等からなる制御
部１、電源２０と負荷３０の間に接続された半導体パワ
ースイッチユニット(以下ＰＳＵとする)１０、およびこ
れらの間を接続する信号線群４０からなる。図１０には
ＰＳＵ１０は１つしか示されていないが、実際には１つ
の制御部１に多数のＰＳＵ１０が接続され、制御部１は
これらを統括して制御する。
【０００３】制御部１において、２は制御信号を出力す
る出力ポート、３はＰＳＵ１０からの異常信号を入力す
る入力ポートである。
【０００４】またＰＳＵ１０において、１１は制御信号
を入力する入力端子、１２は異常信号を出力する診断端
子、１３はインピーダンス変換用の入力バッファ回路、
１４は電源２０から負荷３０への電力の供給／遮断の切
り替えを行うパワーＭＯＳＦＥＴ等からなる半導体パワ
ースイッチ、１５はこの半導体パワースイッチ１４での
過電流を検出するための電流検出器、１６は負荷３０の
オープン或はショートを検出するオープン・ショート検
出器である。
【０００５】１７は上記制御信号を半導体パワースイッ
チ１４に伝えると共に、上記電流検出器１５或はオープ
ン・ショート検出器１６で異常が検出された時に半導体
パワースイッチ１４をオフさせかつ内部異常検出信号を
発生する制御ロジック回路である。
【０００６】１８は異常時に診断端子１２から異常信号
を発生するためにオンされる異常信号発生用のトランジ
スタ、１９は上記制御ロジック回路１７からの内部異常
検出信号に従ってトランジスタ１８を所定の時間オンさ
せるワンショット回路である。そして、２１は負荷３０
が接続された出力端子、２２は電源端子、２３はグラン
ド端子である。
【０００７】また、４０は制御部１とＰＳＵ１０の間に
接続された信号線群であり、４１は制御信号線、４２は
異常信号線、４３は電圧降下用抵抗、４４は異常信号線
を通常は正常状態を示すＨレベルに固定するためのプル
アップ抵抗で、これが例えばＨレベルを示す５Ｖの電源
に接続されている。
【０００８】次に動作について簡単に説明する。ＰＳＵ
１０は制御部１により制御され、制御部１からの制御信
号に従って半導体パワースイッチ１４をオンすることに
より電源２０からの電力を負荷３０に供給する。ＰＳＵ
１０は自己診断機能を有しており、正常な動作状態にあ
る時にはトランジスタ１８はオフ状態にしている。これ
により、異常信号線４２はプルアップ抵抗４４を介して
接続されている電源によりＨレベルに固定されており、
制御部１の入力ポート３には正常な状態を示すＨレベル
の信号が入力される。
【０００９】一方、負荷３０に電力を供給中、電流検出
器１５で過電流が検出されたり、オープン・ショート検
出器１６で負荷３０のオープン或はショートが検出され
ると、制御ロジック回路１７により半導体パワースイッ
チ１４がオフされ、同時に内部異常検出信号がワンショ
ット回路１９に出力される。
【００１０】これによりワンショット回路１９が動作し
て、トランジスタ１８を所定時間、オンさせる。従って
異常信号線４２がＨレベルからＬレベルになり、制御部
１の入力ポート３に異常の発生を知らせるＬレベルの異
常信号が送られ、制御部１側でＰＳＵ１０で異常が発生
したことを知ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の自己診断機能を
有する半導体パワースイッチシステムは以上のように構
成されており、１つの半導体パワースイッチユニットと
制御部との間には少なくとも制御信号線と異常信号線の
２本の配線が必要であった。このため、制御部に多数の
半導体パワースイッチユニットを接続する場合には、異
常信号線も制御信号線と同数必要になり、配線数が増え
ると、制御部と半導体パワースイッチユニットとの間が
特に離れている場合には回路配線が煩雑になるという問
題があった。また同様に、半導体パワースイッチユニッ
トの数に比例して配線と端子の接点数が増え、信頼性が
低下する等の問題もあった。
【００１２】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、制御部と半導体パワースイッ
チユニットとの間の配線の数を減らし、さらには半導体
パワースイッチユニットの端子の数も減らして、回路配
線の煩雑さを解消し、さらに接続点の数の少ないより信
頼性の高い半導体パワースイッチシステムを提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明の第１の発明は、制御部およびこの制御部からの制
御信号に従って電源から負荷への電力供給の制御を行う
と共に、自己診断機能を有し異常信号を制御部へ出力す
る少なくとも１つの半導体パワースイッチユニットより
なる半導体パワースイッチシステムであって、上記半導
体パワースイッチユニットに制御信号を供給して制御を
行う、上記制御信号を出力する出力ポートおよび上記半
導体パワースイッチユニットからの異常信号を受ける入
力ポートを有する制御部と、上記負荷への電力の供給／
停止の切り替えを行う半導体パワースイッチ、半導体パ
ワースイッチユニットにおける異常を検出する異常検出
部、上記制御部からの制御信号に従って上記半導体パワ
ースイッチの制御を行うと共に、上記異常検出部で異常
が検出された時に上記半導体パワースイッチをオフさせ
ると共に内部異常検出信号を発生する制御ロジック部、
上記内部異常検出信号に基づいて異常信号を発生する異
常信号発生部、および上記制御部からの制御信号を入力
し、上記異常信号発生部の異常信号を出力する入出力部
を含む半導体パワースイッチユニットと、上記制御部の
出力ポートおよび入力ポートと上記半導体パワースイッ
チユニットの入出力部の間に接続され、上記制御信号お
よび上記異常信号をそれぞれ伝達する双方向信号伝達線
と、を備えた半導体パワースイッチシステムにある。
【００１４】この発明の第２の発明は、上記半導体パワ
ースイッチユニットにおいて、上記入出力部が、上記制
御信号のための入力端子と、上記異常信号を出力する診
断端子と、この診断端子を上記入力端子に外部で接続す
る接続線とを含み、上記異常信号発生部が、上記内部異
常検出信号が発生された時に上記診断端子および接続線
を介して双方向信号伝達線のレベルを異常が発生した時
のレベルに固定して上記制御部の入力ポートに伝達する
回路からなる、請求項１の半導体パワースイッチシステ
ムにある。
【００１５】この発明の第３の発明は、上記半導体パワ
ースイッチユニットにおいて、上記入出力部が、上記制
御信号を入力すると共に異常信号を出力する入力／診断
兼用端子からなり、上記異常信号発生部が、上記内部異
常検出信号が発生された時に上記入力／診断兼用端子を
介して双方向信号伝達線のレベルを異常が発生した時の
レベルに固定して上記制御部の入力ポートに伝達する回
路からなる、請求項１の半導体パワースイッチシステム
にある。
【００１６】この発明の第４の発明は、上記異常信号発
生部が、上記パワースイッチユニットの動作時と非動作
時でそれぞれに異常信号を発生する請求項１ないし３の
いずれかの半導体パワースイッチシステムにある。
【００１７】
【作用】この発明の第１の発明では、制御部と少なくと
も１つの半導体パワースイッチユニットとの間の回路配
線において、配線の共有を行うことにより配線の本数お
よび接続点の数を減少させた。
【００１８】この発明の第２の発明では特に、半導体パ
ワースイッチユニットにおいて、異常信号を出力する診
断端子を制御信号を受ける入力端子に外部で接続線で接
続することにより、制御部から半導体パワースイッチユ
ニットへの制御信号と、半導体パワースイッチユニット
から制御部への異常信号とを１本の双方向信号伝達線で
それぞれに伝送するようにした。
【００１９】この発明の第３の発明では特に、半導体パ
ワースイッチユニットにおける入力端子と診断端子を兼
用にして１つの入力／診断兼用端子とし、この入力／診
断兼用端子と制御部の間を１本の双方向信号伝達線で接
続するようにした。
【００２０】この発明の第４の発明ではさらに、異常信
号発生部を、異常信号を発生する部分を２つ設けること
により異常検出の場合分けを可能にし、半導体パワース
イッチユニットの動作時における過電流、負荷ショート
等の異常と、非動作時における負荷オープンの制御部へ
の伝達をそれぞれ可能にした。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に従って説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の一実施例による半導体パワ
ースイッチシステムの構成を示す図である。図１におい
て、半導体パワースイッチシステム１０１は、マイクロ
コンピュータ等からなる制御部１ａ、電源２０と負荷３
０の間に接続された半導体パワースイッチユニット(以
下ＰＳＵとする)１０ａ、およびこれらの間を接続する
双方向信号伝達線４０ａからなる。図１にはＰＳＵ１０
ａは１つしか示されていないが、従来と同様に実際には
１つの制御部１ａに多数のＰＳＵ１０ａが接続され、制
御部１ａはこれらを統括して制御する。
【００２２】制御部１ａにおいて、２は制御信号を出力
する出力ポート、３はＰＳＵ１０ａからの異常信号を入
力する入力ポートである。
【００２３】またＰＳＵ１０ａにおいて、１１は制御信
号を入力する入力端子、１２は異常信号を出力する診断
端子、３３はＰＳＵ１０ａの診断端子１２を双方向信号
伝達線４０ａに接続する接続線である。１３はインピー
ダンス変換用の入力バッファ回路、１４は電源２０から
負荷３０への電力の供給／遮断の切り替えを行うパワー
ＭＯＳＦＥＴ等からなる半導体パワースイッチ、１５は
この半導体パワースイッチ１４での過電流を検出するた
めの電流検出器、１６は負荷３０のオープン或はショー
トを検出するオープン・ショート検出器である。
【００２４】３１、３２は半導体パワースイッチ１４で
の過電圧および過熱をそれぞれ検出するための電圧検出
器および温度検出器であり、これらは従来のユニットに
も設けられていたが図１０では省略されている。
【００２５】１７ａは上記制御信号を半導体パワースイ
ッチ１４に伝えると共に、上記電流検出器１５、オープ
ン・ショート検出器１６、電圧検出器３１および温度検
出器３２のいずれかで異常が検出された時に半導体パワ
ースイッチ１４をオフさせかつ内部異常検出信号を発生
する制御ロジック回路である。
【００２６】１８は異常時に診断端子１２から異常信号
を発生するためにオンされる異常信号発生用のトランジ
スタ、１９は上記制御ロジック回路１７ａからの内部異
常検出信号に従ってトランジスタ１８を所定の時間オン
させるワンショット回路である。そして、２１は負荷３
０が接続された出力端子、２２は電源端子、２３はグラ
ンド端子である。
【００２７】また、制御部１ａとＰＳＵ１０ａの間に接
続された双方向信号伝達線４０ａにおいて、４３は電圧
降下用抵抗である。
【００２８】なお、電流検出器１５、オープン・ショー
ト検出器１６、電圧検出器３１および温度検出器３２が
異常検出部を構成し、ワンショット回路１９およびトラ
ンジスタ１８が異常信号発生部を構成し、入力端子１
１、診断端子１２および接続線３３が入出力部を構成す
る。
【００２９】次に動作について説明する。ここではＰＳ
Ｕ１０ａがハイアクティブ(制御信号がＨレベルの時に
アクティブ状態となる)の場合について説明する。そし
て制御部１ａでは、図２に示すように出力ポート２と入
力ポート３が同一レベルの時はＰＳＵ１０ａは正常状態
にあると判断し、出力ポート２がＨレベルの時に入力ポ
ート３がＬレベルの時に異常であると判断する。
【００３０】制御部１ａの出力ポート２からＨレベルの
制御信号がＰＳＵ１０ａの入力端子１１に印加される
と、正常時には半導体パワースイッチ１４がオンし、電
源２０からの電力が負荷３０に供給される。また、制御
ロジック回路１７ａから内部異常検出信号は出力されて
いないので、トランジスタ１８は制御ロジック回路１７
ａでオフ状態に制御される。これにより、入力端子１１
はＨレベルのままとなり、制御部１ａの入力ポート３に
は、Ｈレベルの信号が入力される。尚、入力バッファ回
路１３でＰＳＵ１０ａの入力段のインピーダンスは大き
くなっている。
【００３１】また、制御部１ａの出力ポート２からＬレ
ベルの制御信号がＰＳＵ１０ａの入力端子１１に印加さ
れると、半導体パワースイッチ１４はオフし、電源２０
からの電力は負荷３０へは供給されない。この時も、ト
ランジスタ１８はオフ状態であり、制御部１ａの入力ポ
ート３はＬレベルとなる。
【００３２】しかしながら、ＰＳＵ１０ａの入力端子１
１にＨレベルの制御信号が印加された上述した半導体パ
ワースイッチ１４がオンの状態において、電流検出器１
５、オープン・ショート検出器１６、電圧検出器３１お
よび温度検出器３２の少なくともいずれかが異常を検出
した場合には、制御ロジック回路１７ａが半導体パワー
スイッチ１４をオフさせると共に、内部異常検出信号を
ワンショット回路１９に供給する。
【００３３】これによりワンショット回路１９が動作
し、予め定められた所定時間の間、トランジスタ１８が
オン状態にされ、診断端子１２およびＰＳＵ１０ａの外
部に接続された接続線３３を介して双方向信号伝達線４
０ａすなわち入力端子１１が強制的にＬレベルにされ
る。従って制御部１ａの入力ポート３にはＬレベルの信
号が入力され、ＰＳＵ１０ａに異常が発生していること
を制御部１ａ側で知ることができる。すなわち、制御部
１ａによるＰＳＵ１０ａの制御、およびＰＳＵ１０ａか
ら制御部１ａへの異常発生の伝達を１本の双方向信号伝
達線４０ａで行うことができる。
【００３４】また、図３には図１のＰＳＵ１０ａのより
詳細な構成の一例を示した。図１と同一部分で示されて
いる部分は同一または相当部分を示す。電流検出器１５
は、電流検出用抵抗１５１、電流検出部１５２および過
電流保護部１５３より構成され、予め定められた設定値
以上の過電流を検出した時に過電流保護部１５３からの
Ｈレベルの信号をＬレベルに切り替える。電圧検出器３
１は、電圧検出部３１１および過電圧保護部３１２より
構成され、予め定められた設定値以上の過電圧を検出し
た時に過電圧保護部３１２からのＨレベルの信号をＬレ
ベルに切り替える。
【００３５】温度検出器３２は、温度検出部３２１およ
び過熱保護部３２２より構成され、半導体パワースイッ
チ１４の温度が予め定められた設定値以上に上昇した時
に、過熱保護部３２２からのＨレベルの信号をＬレベル
に切り替える。オープン・ショート検出器１６は、負荷
オープン検出部１６１および負荷ショート検出部１６２
より構成され、負荷３０が接続された出力端子２１を監
視し、負荷オープンおよび負荷ショートが検出された時
に、Ｈレベルの出力信号をＬレベルに切り替えるもので
ある。
【００３６】なお、負荷オープン検出部１６１および負
荷ショート検出部１６２には入力端子１１に入力される
制御信号が接続されている。これは、検出に当たり制御
信号すなわち入力端子１１がＨレベルかＬレベルかを認
識する必要があるからである。例えば、図３で負荷ショ
ートの検出は、負荷ショート検出部１６２において出力
端子２１の電圧がある値(例えば１／２Ｖcc)以下でショ
ートと判断しているが、入力端子１１がＬレベルで半導
体パワースイッチ１４がオフ状態にある時は、出力端子
２１は当然ながら０Ｖなので、入力端子１１のレベルを
考慮しないと、正常時でもショートと判断してしまうか
らである。
【００３７】そして制御ロジック回路１７ａは、ＡＮＤ
回路１７１、パワースイッチ１４との間のインターフェ
ースであるプリドライバ１７２、およびワンショット回
路１９に内部異常検出信号を出力する、入力が反転入力
であるＯＲ回路１７３より構成される。
【００３８】また、４は図１には示されていないが、制
御部１ａが複数のＰＳＵ１０ａを統括して制御するため
に、制御信号とは別に、制御するＰＳＵ１０ａを指定す
るのに、別途設けられたイネーブル信号の入力端子であ
る。このイネーブル信号はなくてもよい。
【００３９】実施例２．図４はこの発明の別の実施例に
よる半導体パワースイッチシステムの構成を示す図であ
る。この実施例ではＰＳＵ１０ｂの入力端子と診断端子
を１つの端子で兼用とし、配線の接続点の数を減らすよ
うにしている。すなわち、図４の半導体パワースイッチ
システム１０２において、図１のものと異なるところは
以下の点である。まずＰＳＵ１０ｂにおいて、入力端子
と診断端子を兼用した入力／診断兼用端子１１ａが設け
られている点である。これにより、異常信号を発生する
ためのトランジスタ１８ａのコレクタが、ＰＳＵ１０ｂ
内で直接、入力／診断兼用端子１１ａに接続されてい
る。
【００４０】またこれにより、双方向信号伝達線４０ｂ
はＰＳＵ１０ａの入力／診断兼用端子１１ａと制御部１
ａの出力ポート２および入力ポート３の間に接続されて
いる。また、電流検出器１５の出力がオープン・ショー
ト検出器１６にも接続され、電流検出器１５の出力から
負荷オープンを判断するようにしている。その他の部分
は基本的に実施例１のものと同じである。
【００４１】また、図５には図４のＰＳＵ１０ｂのより
詳細な構成の一例を示した。図３のものと異なる点は、
異常信号発生用のトランジスタ１８ａがＰＳＵ１０ｂの
内部で入力／診断兼用端子１１ａに接続されている点、
および負荷オープン検出部１６１ａが電流検出部１５２
の出力から負荷オープンを検出している点である。
【００４２】また、動作については基本的に実施例１の
ものと同じであり、図２に示す条件に従って、制御部１
ａはＰＳＵ１０ｂの異常を検出することができる。
【００４３】このように、実施例２の半導体パワースイ
ッチシステム１０２では、ＰＳＵ１０ｂの入力端子と診
断端子を兼用とし、１つの端子としたことにより、制御
部１ａとＰＳＵ１０ｂの間の配線における接続点の数を
減らすことにより、より信頼性の高いものとした。
【００４４】なお、上記各実施例ではＰＳＵの異常を検
出する項目として、過電流、過電圧、過熱および負荷オ
ープン・ショートの４つのものを示しているが、これに
限定されることはなく、これらの項目の一部、或はさら
に他の項目を追加して検出するようにしてもよい。
【００４５】また上記実施例では、異常信号を発生する
トランジスタとして異常時にオンするｎｐｎトランジス
タを使用したが、ＰＳＵをロウアクティブで構成する場
合には、図６のＰＳＵ１０ｃとして示すように、異常信
号発生用のトランジスタ１８ｂをｐｎｐトランジスタで
構成し、異常発生時に入力／診断兼用端子１１ａをＨレ
ベルに固定するようにしても、同様な効果が得られる。
【００４６】実施例３．図７はこの発明のさらに別の実
施例による半導体パワースイッチシステムのＰＳＵ１０
ｄの主要部の構成を示す図である。この実施例では、２
つの異常信号発生用のトランジスタ１８ａ、１８ｂを設
け異常検出の場合分けを可能にしている。
【００４７】ＰＳＵ１０ｄはハイアクティブで構成され
ており、制御部からの制御信号がＨレベルの時、すなわ
ち動作状態にある時に、例えば、負荷ショートおよび過
電流のいずれかが検出された時にｎｐｎトランジスタ１
８ａをオンさせて入力／診断兼用端子１１ａをＬレベル
に固定し、制御信号がＬレベルの時、すなわち非動作状
態にある時に、負荷オープンが検出された時にｐｎｐト
ランジスタ１８ｂをオンさせて入力／診断兼用端子１１
ａをＨレベルに固定するように構成されている。
【００４８】図８には図７のＰＳＵ１０ｄのより詳細な
構成を示す。ここではワンショット回路１９ａが２つの
ワンショット回路１９１、１９２を設けている。ｐｎｐ
トランジスタ１８ｂをオンさせるワンショット回路１９
１には、負荷オープン検出部１６１ｂの出力が接続さ
れ、ｎｐｎトランジスタ１８ａをオンさせるワンショッ
ト回路１９２には、過電流保護部１５３および負荷ショ
ート検出部１６２の出力が接続されている。なお１７３
はインバータ回路である。また、過電圧および過熱の検
出部分は、説明を簡単にするために省略した。
【００４９】これにより、ＰＳＵ１０ｄの動作時には過
電流および負荷ショートの発生、非動作時には負荷がオ
ープン状態にあることを、制御部側に伝達することが可
能となる。
【００５０】図９には図８の負荷オープン検出部１６１
ｂの一例を示した。１６３はコンパレータ、１６４は出
力端子２１とＶccの間に接続された数ＫΩ以上のプルア
ップ抵抗、１６５は１／２Ｖccの基準電圧源である。ま
た、Ｒは負荷の抵抗を示す。負荷の抵抗は例えば数Ωで
ある。
【００５１】入出／診断兼用端子１１ａがＬレベルの時
は、負荷の抵抗Ｒは数Ω、プルアップ抵抗１６４は数Ｋ
Ωなので、半導体パワースイッチ１４がオフなら出力端
子２１は０Ｖとなる。しかしながら、出力端子２１がオ
ープン状態にあると、抵抗は数ＫΩとなるので出力端子
２１はＶccの電圧になり、コンパレータ１６３で基準電
圧源１６５を１／２Ｖccにしておくと、オープンを検出
することができる。
【００５２】オープン状態においてワンショット回路１
９１の出力はＬレベルとなり、ｐｎｐトランジスタがオ
ンし、所定時間の間、入力／診断兼用端子１１ａをＨレ
ベルにする。この時、半導体パワースイッチ１４がオン
しないように、ＡＮＤ回路１７１へもワンショット回路
１９１の出力を接続し、半導体パワースイッチ１４をオ
フさせるようにする。
【００５３】以上のようにこの実施例では、２つの異常
信号発生用のトランジスタ１８ａ、１８ｂを設け異常検
出の場合分けを可能にし、ＰＳＵの動作時の過電流、負
荷ショート等の異常と共に、ＰＳＵの非動作時における
負荷オープンの制御部への伝達も可能とし、上記実施例
の効果に加えてより高度の診断機能を有する半導体パワ
ースイッチシステムを実現した。
【００５４】なお、上記各実施例ではワンショット回路
をそれぞれ使用しているが、ワンショット回路の代わり
にラッチ回路を使用してもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上のようにこの発明の第１の発明で
は、制御部と少なくとも１つの半導体パワースイッチユ
ニットとの間の回路配線において、配線の共有を行うこ
とにより配線の本数および接続点の数を減少させたの
で、よりシンプルで安価でかつ信頼性の高い半導体パワ
ースイッチシステムを提供できる等の効果が得られる。
【００５６】また、この発明の第２の発明では、半導体
パワースイッチユニットにおいて、異常信号を出力する
診断端子を制御信号を受ける入力端子に外部で接続線で
接続することにより、制御部から半導体パワースイッチ
ユニットへの制御信号と、半導体パワースイッチユニッ
トから制御部への異常信号とを１本の双方向信号伝達線
でそれぞれに伝送するようにしたことにより、制御部と
半導体パワースイッチユニットとの間の回路配線の煩雑
さを解消した半導体パワースイッチシステムを提供でき
る等の効果が得られる。
【００５７】また、この発明の第３の発明では特に、半
導体パワースイッチユニットにおける入力端子と診断端
子を兼用にして１つの入力／診断兼用端子とし、この入
力／診断兼用端子と制御部の間を１本の双方向信号伝達
線で接続するようにしたので、制御部と半導体パワース
イッチユニットとの間の回路配線の煩雑さの解消と共
に、回路配線における接続点の数を減らしたより信頼性
の高い半導体パワースイッチシステムを提供できる等の
効果が得られる。
【００５８】また、この発明の第４の発明ではさらに、
異常信号発生部を、異常信号を発生する部分を２つ設け
ることにより異常検出の場合分けを可能にし、半導体パ
ワースイッチユニットの動作時における過電流、負荷シ
ョート等の異常と、非動作時における負荷オープンの制
御部への伝達をそれぞれ可能にしたので、上記発明の効
果等と共にさらに、より高度な診断機能を備えた半導体
パワースイッチユニットを提供できる等の効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例による半導体パワースイ
ッチシステムの構成を示す図である。
【図２】 制御部における正常、異常の判定条件を示す
図である。
【図３】 図１の半導体パワースイッチユニットのより
詳細な構成の一例を示す図である。
【図４】 この発明の別の実施例による半導体パワース
イッチシステムの構成を示す図である。
【図５】 図４の半導体パワースイッチユニットのより
詳細な構成の一例を示す図である。
【図６】 図４の半導体パワースイッチユニットの別の
例を示す図である。
【図７】 この発明のさらに別の実施例による半導体パ
ワースイッチシステムの半導体パワースイッチユニット
に主要部の構成を示す図である。
【図８】 図７の半導体パワースイッチユニットのより
詳細な構成の一例を示す図である。
【図９】 図８の負荷オープン検出部の構成の一例を示
す図である。
【図１０】 従来の半導体パワースイッチシステムの構
成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ 制御部、２ 出力ポート、３ 入力ポート、４
イネーブル信号入力端子、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１
０ｄ 半導体パワースイッチユニット(ＰＳＵ)、 １１
入力端子、１１ａ 入力／診断兼用端子、１２ 診断
端子、１３ 入力バッファ回路、１４ 半導体パワース
イッチ、１５ 電流検出器、１６ オープン・ショート
検出器、１７ａ、１７ｂ 制御ロジック回路、１８、１
８ａ、１８ｂ トランジスタ、１９、１９ａ ワンショ
ット回路、２０ 電源、３０ 負荷、３１ 電圧検出
器、３２ 温度検出器、３３ 接続線、４０ａ 双方向
信号伝達線 １０１、１０２ 半導体パワースイッチシ
ステム。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 制御部およびこの制御部からの制御信号
    に従って電源から負荷への電力供給の制御を行うと共
    に、自己診断機能を有し異常信号を制御部へ出力する少
    なくとも１つの半導体パワースイッチユニットよりなる
    半導体パワースイッチシステムであって、 上記半導体パワースイッチユニットに制御信号を供給し
    て制御を行う、上記制御信号を出力する出力ポートおよ
    び上記半導体パワースイッチユニットからの異常信号を
    受ける入力ポートを有する制御部と、 上記負荷への電力の供給／停止の切り替えを行う半導体
    パワースイッチ、半導体パワースイッチユニットにおけ
    る異常を検出する異常検出部、上記制御部からの制御信
    号に従って上記半導体パワースイッチの制御を行うと共
    に、上記異常検出部で異常が検出された時に上記半導体
    パワースイッチをオフさせると共に内部異常検出信号を
    発生する制御ロジック部、上記内部異常検出信号に基づ
    いて異常信号を発生する異常信号発生部、および上記制
    御部からの制御信号を入力し、上記異常信号発生部の異
    常信号を出力する入出力部を含む半導体パワースイッチ
    ユニットと、 上記制御部の出力ポートおよび入力ポートと上記半導体
    パワースイッチユニットの入出力部の間に接続され、上
    記制御信号および上記異常信号をそれぞれ伝達する双方
    向信号伝達線と、 を備えた半導体パワースイッチシステム。
  2. 【請求項２】 上記半導体パワースイッチユニットにお
    いて、 上記入出力部が、上記制御信号のための入力端子と、上
    記異常信号を出力する診断端子と、この診断端子を上記
    入力端子に外部で接続する接続線とを含み、 上記異常信号発生部が、上記内部異常検出信号が発生さ
    れた時に上記診断端子および接続線を介して双方向信号
    伝達線のレベルを異常が発生した時のレベルに固定して
    上記制御部の入力ポートに伝達する回路からなる、 請求項１の半導体パワースイッチシステム。
  3. 【請求項３】 上記半導体パワースイッチユニットにお
    いて、 上記入出力部が、上記制御信号を入力すると共に異常信
    号を出力する入力／診断兼用端子からなり、 上記異常信号発生部が、上記内部異常検出信号が発生さ
    れた時に上記入力／診断兼用端子を介して双方向信号伝
    達線のレベルを異常が発生した時のレベルに固定して上
    記制御部の入力ポートに伝達する回路からなる、 請求項１の半導体パワースイッチシステム。
  4. 【請求項４】 上記異常信号発生部が、上記パワースイ
    ッチユニットの動作時と非動作時でそれぞれに異常信号
    を発生する請求項１ないし３のいずれかの半導体パワー
    スイッチシステム。
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