JPH10309032A - 過熱保護装置及びこれを用いた半導体スイッチ装置並びにインテリジェントパワーモジュール - Google Patents

過熱保護装置及びこれを用いた半導体スイッチ装置並びにインテリジェントパワーモジュール

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JPH10309032A
JPH10309032A JP9111233A JP11123397A JPH10309032A JP H10309032 A JPH10309032 A JP H10309032A JP 9111233 A JP9111233 A JP 9111233A JP 11123397 A JP11123397 A JP 11123397A JP H10309032 A JPH10309032 A JP H10309032A
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Japan
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power
load
drive circuit
overheat
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JP9111233A
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English (en)
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Takaaki Izawa
祟明 伊澤
Takeshi Uchikura
豪 内倉
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K2017/0806Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動回路(パワーMOSFET)の過熱状態
が解消された場合には、遮断制御状態の即時解除又は電
力制限制御状態の即時解除を実行できる過熱保護装置1
0及びこれを用いた半導体スイッチ装置40並びにイン
テリジェントパワーモジュール30を提供することを課
題とする。 【解決手段】 負荷32を駆動する駆動回路の活性状態
を監視し活性状態時において駆動回路の過熱状態を検出
した際に活性状態を解除して負荷32の駆動を制限又は
遮断すると共に電力制限制御状態又は遮断状態を保持
し、所定周期を有するタイミング信号102bに同期し
て過熱状態を監視し監視時において過熱状態の解消を検
出した際に電力制限制御状態又は遮断状態を解消するた
めのゲート制御信号108aを生成するように構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、過熱保護装置及びこれを用いた半導体スイッ
チ装置並びにインテリジェントパワーモジュールに関す
る。
【0002】具体的には、入力端子を介して入力される
負荷駆動命令に応じて負荷を駆動すると共に、ゲート制
御信号に応じて負荷駆動電力を制限又は遮断する駆動回
路と、駆動回路の過熱状態を検出した際に過熱検出信号
を生成する過熱検出回路を有する半導体スイッチ装置に
関する。
【0003】又、入力端子を介して入力される負荷駆動
命令に応じて負荷を駆動すると共に、ゲート制御信号に
応じて負荷駆動電力を制限する駆動回路としてのパワー
MOSFETと、パワーMOSFETの過熱状態を検出
するためにパワーMOSFETの近傍に設けられた温度
検出用ダイオードと、過熱状態を検出した際に過熱検出
信号を生成するコンパレータを具備した過熱検出回路を
有するインテリジェントパワーモジュールに関する。
【0004】
【従来の技術】図5は、過熱保護機能を有する従来のイ
ンテリジェントパワーモジュールを説明するための回路
図である。
【0005】従来この種のインテリジェントパワースイ
ッチ回路は、図5に示すように、入力端子(図中端子
G)を介して入力される負荷駆動命令に応じて自動車等
の車両に搭載されるラジオや車両コンピュータ等の負荷
に、バッテリ(図示せず)に接続されたドレイン(図中
端子D、なお、ソースSは接地電位に接続されている)
から電力を供給するパワーMOSFET5、パワーMO
SFET5における過熱状態を検知した際に過熱検出信
号を生成する温度検出回路1、過熱検出信号に応じてパ
ワーMOSFET5を不活性化させて保護する制御を実
行するためのゲート制御信号を生成する自己保持回路
2、ゲート制御信号に応じてパワーMOSFET5のゲ
ートに入力されている負荷駆動命令を遮断してパワーM
OSFET5の不活性化を実行するゲート遮断回路3を
有していた。
【0006】図6は、図5のインテリジェントパワーモ
ジュールにおける過熱保護装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【0007】このような構成を有するインテリジェント
パワースイッチ回路においては、パワーMOSFET5
が負荷駆動命令に応じて負荷に電力(図6中、Vout_1
又はVout_2参照)を供給している際に(則ち、負荷駆
動命令(図6中のIN信号)がON状態を維持している
間に)、温度検出回路1がパワーMOSFET5におけ
る過熱状態を検知した場合(則ち、図6中の過熱検出信
号がOFF状態からON状態に遷移した場合)、自己保
持回路2が過熱検出信号に応じてゲート制御信号を生成
し、ゲート遮断回路3が内蔵抵抗4を介してゲート制御
信号に応じてパワーMOSFET5のゲートに入力され
ている負荷駆動命令を遮断してパワーMOSFET5の
不活性化を実行していた。
【0008】具体的には、図6のVout_1に示すよう
に、過熱検出信号の生成(則ち、OFF状態からON状
態への遷移)に応じて、パワーMOSFET5から供給
されていた電力(図中、Vout_1)をOFF状態に遮断
する電力制御(則ち、スイッチング制御)が実行されて
いた。
【0009】この様なスイッチング制御の場合、電力V
out_1の遮断制御状態の解除は、負荷駆動命令(IN信
号)がOFF状態から再びON状態に遷移した際に自己
保持回路2がリセットされることに依り実行されてい
た。
【0010】又従来のインテリジェントパワースイッチ
回路においては、図6のVout_2に示すように、過熱検
出信号の発生(則ち、OFF状態からON状態への遷
移)に応じて、所定の過熱温度を閾値として、パワーM
OSFET5から供給されていた電力(図中、Vout_
2)をON/OFFして電力(図中、Vout_2)を制限す
る電力制御(則ち、電力制限制御)が実行されていた。
【0011】この様な電力制限制御の場合、過熱検出信
号の解除(則ち、ON状態からOFF状態への遷移)に
応じて自己保持回路2がリセットされることに依り電力
Vout_2の制限制御状態の解除が実行されていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインテリジェントパワーモジュールのスイッ
チング制御においては、負荷駆動命令(IN信号)がO
FF状態からON状態への遷移を待って自己保持回路2
がリセットされることに依り電力Vout_1の遮断制御状
態の解除が実行されていたため、負荷駆動命令(IN信
号)のON状態中に過熱状態が解消された場合には遮断
制御状態の解除を即時に実行することが難しいという技
術的課題があった。
【0013】特に、負荷駆動命令(IN信号)のON状
態が長時間維持される場合、このON状態中に過熱状態
が解消された場合であっても遮断制御状態が維持される
結果、遮断制御状態の即時解除を実行することが難しい
という技術的課題があった。
【0014】又、従来のインテリジェントパワーモジュ
ールの電力制限制御においては、過熱検出信号の解除
(則ち、ON状態からOFF状態への遷移)に応じて自
己保持回路2がリセットされるまでは、所定の過熱温度
を閾値として、パワーMOSFET5から供給されてい
た電力Vout_2をON/OFFして電力Vout_2を制限す
る電力制限制御が実行されていたため、過熱検出信号の
発生から解除までの時間(則ち、OFF状態→ON状態
→OFF状態と遷移するまでの時間)電力Vout_2のO
N/OFFに起因してパワーMOSFET5内部に熱ス
トレスが発生してしまうという技術的課題もあった。
【0015】このため、過熱検出信号の解消(則ち、O
N状態からOFF状態への遷移)に応じて電力制限制御
状態の即時解除を実行することが難しいという技術的課
題があった。
【0016】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、負荷を駆動する駆動
回路の活性状態を監視し活性状態時において駆動回路の
過熱状態を検出した際に活性状態を解除して負荷への電
力供給を制限又は遮断すると共に電力制限制御状態又は
遮断状態を保持し、所定周期を有するタイミング信号に
同期して過熱状態を監視し監視時において過熱状態の解
消を検出した際に電力制限制御状態又は遮断状態を解消
するためのゲート制御信号を生成するように構成されて
いる過熱保護装置及びこれを用いた半導体スイッチ装置
並びにインテリジェントパワーモジュールを設けること
によって、負荷駆動命令のON状態中であっても、半導
体スイッチ装置やインテリジェントパワーモジュールに
設けられている駆動回路(パワーMOSFET)の過熱
状態が解消された場合には、遮断制御状態の即時解除又
は電力制限制御状態の即時解除を実行することを課題と
している。
【0017】更に、遮断制御状態の即時解除を実行でき
るようになる結果、負荷駆動命令の状態遷移(具体的に
は、OFF状態からON状態への遷移)を待つことな
く、半導体スイッチ装置やインテリジェントパワーモジ
ュールをリセット状態に制御することを課題としてい
る。
【0018】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路(パワーMOSFET)内部に過剰な熱ストレスが発
生することを回避することを課題としている。
【0019】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路(パワーMOSFET)の高
信頼化を図ることを課題としている。
【0020】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令の状態遷移(具体
的には、ON状態からOFF状態への遷移)を待つこと
なく、半導体スイッチ装置やインテリジェントパワーモ
ジュールをリセット状態に制御することを課題としてい
る。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、負荷32を駆動する駆動回路の活性状態を監視し当
該活性状態時において当該駆動回路の過熱状態を検出し
た際に当該活性状態を解除して負荷32への電力供給を
制限すると共に当該電力制限制御状態を保持し、所定周
期を有するタイミング信号102bに同期して当該過熱
状態を監視し当該監視時において当該過熱状態の解消を
検出した際に当該電力制限制御状態を解消するためのゲ
ート制御信号108aを生成するように構成されてい
る、ことを特徴とする過熱保護装置10である。
【0022】請求項1に記載の発明に依れば、駆動回路
の過熱状態が解消された場合には、電力制限制御状態の
即時解除を実行できるようになるといった効果を奏す
る。
【0023】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0024】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0025】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、駆動回路をリセット状態に制御でき
るようになるといった効果を奏する。
【0026】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の過熱保護装置10において、前記タイミング信号10
2bを生成する制御手段102と、前記タイミング信号
102bに同期して当該過熱状態を監視し当該監視時に
おいて当該過熱状態の解消を検出した際に当該電力制限
制御状態を解消するためのリセット信号110aを生成
するトリガ生成回路110,112と、前記駆動回路の
活性状態を監視し当該活性状態時において当該駆動回路
の過熱状態を検出した際に当該活性状態を解除して負荷
32への電力供給を制限する前記ゲート制御信号108
aを生成すると共に、前記リセット信号110aに応じ
て前記負荷32の駆動における電力制限制御状態を解消
する前記ゲート制御信号108aを生成するゲート信号
生成回路108を有する、ことを特徴とする過熱保護装
置10である。
【0027】請求項2に記載の発明に依れば、請求項1
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力制限制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0028】また、リセット信号110aに同期して電
力制限制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0029】請求項3に記載の発明は、負荷32を駆動
する駆動回路を活性化して負荷32の駆動を命ずるため
の負荷駆動命令102aを生成し、又当該駆動回路の活
性状態を監視し当該活性状態時において当該駆動回路の
過熱状態を検出した際に当該活性状態を解除して負荷へ
の電力供給を制限と共に当該電力制限制御状態を保持
し、所定周期を有するタイミング信号102bに同期し
て当該過熱状態を監視し当該監視時において当該過熱状
態の解消を検出した際に当該電力制限制御状態を解消す
るためのゲート制御信号108aを生成するように構成
されている、ことを特徴とする過熱保護装置10であ
る。
【0030】請求項3に記載の発明に依れば、負荷32
の駆動が可能と成ると共に、駆動回路の過熱状態が解消
された場合には、電力制限制御状態の保持及び即時解除
を実行できるようになるといった効果を奏する。
【0031】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0032】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0033】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、タイミング信号102bに同期した
ゲート制御信号108aを用いて駆動回路をリセット状
態に制御できるようになるといった効果を奏する。
【0034】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の過熱保護装置10において、前記負荷駆動命令102
a及び前記タイミング信号102bを生成する制御手段
102と、前記タイミング信号102bに同期して当該
過熱状態を監視し当該監視時において当該過熱状態の解
消を検出した際に当該電力制限制御状態を解消するため
のリセット信号110aを生成するトリガ生成回路11
0,112と、前記駆動回路の活性状態を監視し当該活
性状態時において当該駆動回路の過熱状態を検出した際
に当該活性状態を解除して負荷32への電力供給を制限
する前記ゲート制御信号108aを生成すると共に、前
記リセット信号110aに応じて前記負荷32の駆動に
おける電力制限制御状態を解消する前記ゲート制御信号
108aを生成するゲート信号生成回路108を有す
る、ことを特徴とする過熱保護装置10である。
【0035】請求項4に記載の発明に依れば、請求項3
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力制限制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0036】また、リセット信号110aに同期して電
力制限制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0037】請求項5に記載の発明は、負荷32を駆動
する駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時におい
て当該駆動回路の過熱状態を検出した際に当該駆動回路
を不活性化して負荷32への電力供給を遮断すると共に
当該電力遮断制御状態を保持し、所定周期を有するタイ
ミング信号102bに同期して当該過熱状態を監視し当
該監視時において当該過熱状態の解消を検出した際に当
該電力遮断制御状態を解消するためのゲート制御信号1
08aを生成するように構成されている、ことを特徴と
する過熱保護装置10である。
【0038】請求項5に記載の発明に依れば、駆動回路
の過熱状態が解消された場合には、電力遮断制御状態の
即時解除を実行できるようになるといった効果を奏す
る。
【0039】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0040】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0041】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、駆動回路をリセット状態に制御でき
るようになるといった効果を奏する。
【0042】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の過熱保護装置10において、前記タイミング信号10
2bを生成する制御手段102と、前記タイミング信号
102bに同期して当該過熱状態を監視し当該監視時に
おいて当該過熱状態の解消を検出した際に当該電力遮断
制御状態を解消するためのリセット信号110aを生成
するトリガ生成回路110,112と、前記駆動回路の
活性状態を監視し当該活性状態時において当該駆動回路
の過熱状態を検出した際に前記駆動回路を不活性化して
負荷32への電力供給を遮断する前記ゲート制御信号1
08aを生成すると共に、前記リセット信号110aに
応じて前記負荷32の駆動における電力遮断制御状態を
解消する前記ゲート制御信号108aを生成するゲート
信号生成回路108を有する、ことを特徴とする過熱保
護装置10である。
【0043】請求項6に記載の発明に依れば、請求項5
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力遮断制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0044】また、リセット信号110aに同期して電
力遮断制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力遮断制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0045】請求項7に記載の発明は、負荷32を駆動
する駆動回路を活性化して負荷32の駆動を命ずるため
の負荷駆動命令102aを生成し、又当該駆動回路の活
性状態を監視し当該活性状態時において当該駆動回路の
過熱状態を検出した際に当該駆動回路を不活性化して負
荷32への電力供給を遮断すると共に当該電力遮断制御
状態を保持し、所定周期を有するタイミング信号102
bに同期して当該過熱状態を監視し当該監視時において
当該過熱状態の解消を検出した際に当該電力遮断制御状
態を解消するためのゲート制御信号108aを生成する
ように構成されている、ことを特徴とする過熱保護装置
10である。
【0046】請求項7に記載の発明に依れば、負荷32
の駆動が可能と成ると共に、駆動回路の過熱状態が解消
された場合には、電力遮断制御状態の保持及び即時解除
を実行できるようになるといった効果を奏する。
【0047】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力遮断制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0048】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0049】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、タイミング信号102bに同期した
ゲート制御信号108aを用いて駆動回路をリセット状
態に制御できるようになるといった効果を奏する。
【0050】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の過熱保護装置10において、前記負荷駆動命令102
a及び前記タイミング信号102bを生成する制御手段
102と、前記タイミング信号102bに同期して当該
過熱状態を監視し当該監視時において当該過熱状態の解
消を検出した際に当該電力遮断制御状態を解消するため
のリセット信号110aを生成するトリガ生成回路11
0,112と、前記駆動回路の活性状態を監視し当該活
性状態時において当該駆動回路の過熱状態を検出した際
に前記駆動回路を不活性化して負荷32への電力供給を
遮断する前記ゲート制御信号108aを生成すると共
に、前記リセット信号110aに応じて前記負荷32の
駆動における電力遮断制御状態を解消する前記ゲート制
御信号108aを生成するゲート信号生成回路108を
有する、ことを特徴とする過熱保護装置10である。
【0051】請求項8に記載の発明に依れば、請求項7
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力遮断制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0052】また、リセット信号110aに同期して電
力遮断制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力遮断制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0053】請求項9に記載の発明は、入力端子を介し
て入力される前記負荷駆動命令102aに応じて負荷3
2を駆動すると共に、前記ゲート制御信号108aに応
じて負荷駆動電力を制御する前記駆動回路と、前記駆動
回路の過熱状態を検出した際に過熱検出信号12aを生
成する過熱検出回路12を有する半導体スイッチ装置4
0において、前記過熱保護装置10が前記入力端子を介
して外付けされている、ことを特徴とする半導体スイッ
チ装置40である。
【0054】請求項9に記載の発明に依れば、請求項1
乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保護
装置10を入力端子を介して半導体スイッチ装置40に
外付けできる結果、半導体スイッチ装置40内部の駆動
回路において、駆動回路の過熱状態が解消された場合
に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除
を実行する機能を半導体スイッチ装置40側の変更を何
等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に付加
できるようになるといった効果を奏する。
【0055】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に付加される結果、電力制限制御又は電力遮断制御に
起因して駆動回路内部に過剰な熱ストレスが発生するこ
とを回避する機能を半導体スイッチ装置40側の変更を
何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に付
加できるようになるといった効果を奏する。
【0056】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、半導体スイッチ装置40における駆動
回路の高信頼化を図ることができるようになるといった
効果を半導体スイッチ装置40側の変更を何等伴うこと
なく実現できるようになるといった効果を奏する。
【0057】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、駆動回路をリ
セット状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側
の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0058】請求項10に記載の発明は、請求項1乃至
8のいずれか一項に記載の過熱保護装置10を用いた半
導体スイッチ装置40において、負荷32を駆動するた
めの半導体スイッチ装置40において、前記過熱保護装
置10と、前記負荷駆動命令102aに応じて負荷32
を駆動すると共に、前記ゲート制御信号108aに応じ
て負荷駆動電力を制限する前記駆動回路と、前記駆動回
路の過熱状態を検出した際に過熱検出信号12aを生成
する過熱検出回路12を有する、ことを特徴とする半導
体スイッチ装置40である。
【0059】請求項10に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10を半導体スイッチ装置40内部に混載(集積
化)できる結果、半導体スイッチ装置40内部の駆動回
路において、駆動回路の過熱状態が解消された場合に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。
【0060】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に内部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又
は電力遮断制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱スト
レスが発生することを回避する機能を半導体スイッチ装
置40に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0061】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる機能を半導体スイッチ装置40内部に混載
(集積化)できる結果、半導体スイッチ装置40におけ
る駆動回路の高信頼化を図ることができるようになると
いった効果を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。
【0062】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できる機能を半導体スイッチ装置
40内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令1
02aの状態遷移を待つことなく、駆動回路をリセット
状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側の変更
を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に
付加できるようになるといった効果を奏する。
【0063】請求項11に記載の発明は、請求項9又は
10に記載の半導体スイッチ装置40において、前記パ
ワーMOSFET18のゲート−接地電位間にドレイン
−ソースが接続されると共に前記ゲート制御信号108
aがゲートに接続され、当該ゲート制御信号108aに
応じて前記負荷駆動命令102aの当該パワーMOSF
ET18への伝達を制限又は遮断して当該パワーMOS
FET18の負荷駆動電力を制限又は遮断するMOSト
ランジスタ20を有する、ことを特徴とする半導体スイ
ッチ装置40である。
【0064】請求項11に記載の発明に依れば、請求項
9又は10に記載の効果に加えて、過熱保護装置10を
入力端子を介して半導体スイッチ装置40に外付けした
場合、半導体スイッチ装置40内部のパワーMOSFE
T18において、パワーMOSFET18の過熱状態が
解消された場合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能を半導体スイッチ装置4
0側の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40
に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0065】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に付加される結果、電力制限制御又は電力遮断制御に
起因してパワーMOSFET18内部に過剰な熱ストレ
スが発生することを回避する機能を半導体スイッチ装置
40側の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置4
0に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0066】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、半導体スイッチ装置40におけるパワ
ーMOSFET18の高信頼化を図ることができるよう
になるといった効果を半導体スイッチ装置40側の変更
を何等伴うことなく実現できるようになるといった効果
を奏する。
【0067】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、パワーMOS
FET18をリセット状態に制御する機能を半導体スイ
ッチ装置40側の変更を何等伴うことなく半導体スイッ
チ装置40に実質的に付加できるようになるといった効
果を奏する。
【0068】一方、過熱保護装置10を半導体スイッチ
装置40内部に混載(集積化)した場合、半導体スイッ
チ装置40内部のパワーMOSFET18において、パ
ワーMOSFET18の過熱状態が解消された場合に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。また、電力制限制御状態又
は電力遮断制御状態の即時解除を実行する機能が半導体
スイッチ装置40に内部に混載(集積化)される結果、
電力制限制御又は電力遮断制御に起因してパワーMOS
FET18内部に過剰な熱ストレスが発生することを回
避する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが
発生することを回避できる機能を半導体スイッチ装置4
0内部に混載(集積化)できる結果、半導体スイッチ装
置40におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図
ることができるようになるといった効果を半導体スイッ
チ装置40に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことな
く実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即
時解除を実行できる機能を半導体スイッチ装置40内部
に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令102aの
状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET18をリ
セット状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側
の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0069】請求項12に記載の発明は、入力端子を介
して入力される前記負荷駆動命令102aに応じて負荷
32を駆動すると共に、前記ゲート制御信号108aに
応じて負荷駆動電力を制限又は遮断する前記駆動回路と
してのパワーMOSFET18と、前記パワーMOSF
ET18の過熱状態を検出するために当該パワーMOS
FET18の近傍に設けられた温度検出用ダイオード1
24と、当該過熱状態を検出した際に過熱検出信号12
aを生成するコンパレータ122を具備した過熱検出回
路12を有するインテリジェントパワーモジュール30
において、前記過熱保護装置10が前記入力端子を介し
て外付けされている、ことを特徴とするインテリジェン
トパワーモジュール30である。
【0070】請求項12に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10を入力端子を介してインテリジェントパワー
モジュール30に外付けした場合、インテリジェントパ
ワーモジュール30内部のパワーMOSFET18にお
いて、パワーMOSFET18の過熱状態が解消された
場合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時
解除を実行する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30側の変更を何等伴うことなくインテリジェントパ
ワーモジュール30に実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。
【0071】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能がインテリジェントパワ
ーモジュール30に付加される結果、電力制限制御又は
電力遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部に
過剰な熱ストレスが発生することを回避する機能をイン
テリジェントパワーモジュール30側の変更を何等伴う
ことなくインテリジェントパワーモジュール30に実質
的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0072】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、インテリジェントパワーモジュール3
0におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図るこ
とができるようになるといった効果をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなく実現
できるようになるといった効果を奏する。
【0073】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、パワーMOS
FET18をリセット状態に制御する機能をインテリジ
ェントパワーモジュール30側の変更を何等伴うことな
くインテリジェントパワーモジュール30に実質的に付
加できるようになるといった効果を奏する。
【0074】請求項13に記載の発明は、請求項1乃至
8のいずれか一項に記載の過熱保護装置10を用いたイ
ンテリジェントパワーモジュール30において、負荷3
2を駆動するためのインテリジェントパワーモジュール
30において、前記過熱保護装置10と、前記負荷駆動
命令102aに応じて負荷32を駆動すると共に、前記
ゲート制御信号108aに応じて負荷駆動電力を制限又
は遮断する前記駆動回路としてのパワーMOSFET1
8と、前記パワーMOSFET18の過熱状態を検出す
るために当該パワーMOSFET18の近傍に設けられ
た温度検出用ダイオード124と、当該過熱状態を検出
した際に過熱検出信号12aを生成するコンパレータ1
22を具備した過熱検出回路12を有する、ことを特徴
とするインテリジェントパワーモジュール30である。
【0075】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10をインテリジェントパワーモジュール30内
部に混載(集積化)できる結果、インテリジェントパワ
ーモジュール30内部のパワーMOSFET18におい
て、パワーMOSFET18の過熱状態が解消された場
合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解
除を実行する機能をインテリジェントパワーモジュール
30に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質
的に付加できるようになるといった効果を奏する。ま
た、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除
を実行する機能がインテリジェントパワーモジュール3
0に内部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又
は電力遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部
に過剰な熱ストレスが発生することを回避する機能をイ
ンテリジェントパワーモジュール30に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが
発生することを回避できる機能をインテリジェントパワ
ーモジュール30内部に混載(集積化)できる結果、イ
ンテリジェントパワーモジュール30におけるパワーM
OSFET18の高信頼化を図ることができるようにな
るといった効果をインテリジェントパワーモジュール3
0に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的
に付加できるようになるといった効果を奏する。更に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行できる機能をインテリジェントパワーモジュール30
内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令102
aの状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET18
をリセット状態に制御する機能をインテリジェントパワ
ーモジュール30側の変更を何等伴うことなくインテリ
ジェントパワーモジュール30に実質的に付加できるよ
うになるといった効果を奏する。
【0076】請求項14に記載の発明は、請求項12又
は13に記載のインテリジェントパワーモジュール30
において、前記パワーMOSFET18のゲート−接地
電位間にドレイン−ソースが接続されると共に前記ゲー
ト制御信号108aがゲートに接続され、当該ゲート制
御信号108aに応じて前記負荷駆動命令102aの当
該パワーMOSFET18への伝達を制限又は遮断して
当該パワーMOSFET18の負荷駆動電力を制限又は
遮断するMOSトランジスタ20を有する、ことを特徴
とするインテリジェントパワーモジュール30である。
【0077】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
12又は13に記載の効果に加えて、過熱保護装置10
を入力端子を介してインテリジェントパワーモジュール
30に外付けした場合、インテリジェントパワーモジュ
ール30内部のパワーMOSFET18において、パワ
ーMOSFET18の過熱状態が解消された場合に、電
力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMO
Sトランジスタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現
性良く実行する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30側の変更を何等伴うことなくインテリジェントパ
ワーモジュール30に実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。
【0078】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除をMOSトランジスタ20のゲート制御
に依り高速に且つ再現性良く実行する機能がインテリジ
ェントパワーモジュール30に付加される結果、電力制
限制御又は電力遮断制御に起因してパワーMOSFET
18内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避する
機能をインテリジェントパワーモジュール30側の変更
を何等伴うことなくインテリジェントパワーモジュール
30に実質的に付加できるようになるといった効果を奏
する。
【0079】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、インテリジェントパワーモジュール3
0におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図るこ
とができるようになるといった効果をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなく実現
できるようになるといった効果を奏する。
【0080】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除をMOSトランジスタ20のゲート制御
に依り高速に且つ再現性良く実行できるようになる結
果、負荷駆動命令102aの状態遷移を待つことなく、
パワーMOSFET18をリセット状態に制御する機能
をインテリジェントパワーモジュール30側の変更を何
等伴うことなくインテリジェントパワーモジュール30
に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0081】一方、過熱保護装置10をインテリジェン
トパワーモジュール30内部に混載(集積化)した場
合、インテリジェントパワーモジュール30内部のパワ
ーMOSFET18において、パワーMOSFET18
の過熱状態が解消された場合に、電力制限制御状態又は
電力遮断制御状態の即時解除をMOSトランジスタ20
のゲート制御に依り高速に且つ再現性良く実行する機能
をインテリジェントパワーモジュール30に装置規模
(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できる
ようになるといった効果を奏する。また、電力制限制御
状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMOSトランジ
スタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現性良く実行
する機能がインテリジェントパワーモジュール30に内
部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又は電力
遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部に過剰
な熱ストレスが発生することを回避する機能をインテリ
ジェントパワーモジュール30に装置規模(回路規模)
の拡大を伴うことなく実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが発生す
ることを回避できる機能をインテリジェントパワーモジ
ュール30内部に混載(集積化)できる結果、インテリ
ジェントパワーモジュール30におけるパワーMOSF
ET18の高信頼化を図ることができるようになるとい
った効果をインテリジェントパワーモジュール30に装
置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加
できるようになるといった効果を奏する。更に、電力制
限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMOSト
ランジスタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現性良
く実行できる機能をインテリジェントパワーモジュール
30内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令1
02aの状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET
18をリセット状態に制御する機能をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなくイン
テリジェントパワーモジュール30に実質的に付加でき
るようになるといった効果を奏する。
【0082】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を説明する。
【0083】初めに、図面に基づき、過熱保護装置10
の実施形態を説明する。
【0084】図1は、本発明の過熱保護装置10の一実
施形態を説明するための回路図である。
【0085】過熱保護装置10は、負荷32を駆動する
駆動回路を活性化して負荷32の駆動を命ずるための負
荷駆動命令102aを生成し、又駆動回路の活性状態を
監視し活性状態時において駆動回路の過熱状態を検出し
た際に活性状態を解除して負荷への電力供給を制限と共
に電力制限制御状態を保持し、所定周期を有するタイミ
ング信号102bに同期して過熱状態を監視し監視時に
おいて過熱状態の解消を検出した際に電力制限制御状態
を解消するためのゲート制御信号108aを生成する機
能を有している。
【0086】また、過熱保護装置10は、負荷32を駆
動する駆動回路を活性化して負荷32の駆動を命ずるた
めの負荷駆動命令102aを生成し、又駆動回路の活性
状態を監視し活性状態時において駆動回路の過熱状態を
検出した際に駆動回路を不活性化して負荷32への電力
供給を遮断すると共に電力遮断制御状態を保持し、所定
周期を有するタイミング信号102bに同期して過熱状
態を監視し監視時において過熱状態の解消を検出した際
に電力遮断制御状態を解消するためのゲート制御信号1
08aを生成する機能を有している。
【0087】この様な機能を実現するために、過熱保護
装置10は、図1に示すように、制御手段102とゲー
ト信号生成回路108を有している。
【0088】制御手段102は、負荷駆動命令102a
及びタイミング信号102bを生成する機能を有してい
る。
【0089】また制御手段102は、後述する過電流検
出回路14が負荷32に流れる過電流を検出して生成す
る過電流検出信号14aを受信した際に、駆動回路の活
性状態を解除して負荷への電力供給を制限と共に電力制
限制御状態を保持し、所定周期を有するタイミング信号
102bに同期して過電流検出信号14aを用いて負荷
32の過熱状態を監視し監視時において過熱状態の解消
を検出した際に電力制限制御状態を解消するためのゲー
ト制御信号108aを生成する機能を有している。
【0090】同様に制御手段102は、過電流検出信号
14aを受信した際に、駆動回路を不活性化して負荷3
2への電力供給を遮断すると共に電力遮断制御状態を保
持し、所定周期を有するタイミング信号102bに同期
して過電流検出信号14aを用いて負荷32の過熱状態
を監視し監視時において過熱状態の解消を検出した際に
電力遮断制御状態を解消するためのゲート制御信号10
8aを生成する機能を有している。
【0091】このような機能を有する制御手段102
は、CPUを用いて実現することが望ましい。
【0092】トリガ生成回路110,112は、タイミ
ング信号102bに同期して過熱状態を監視し監視時に
おいて過熱状態の解消を検出した際に電力制限制御状態
を解消するためのリセット信号110aを生成する機能
を有している。
【0093】またトリガ生成回路110,112は、タ
イミング信号102bに同期して過熱状態を監視し監視
時において過熱状態の解消を検出した際に電力遮断制御
状態を解消するためのリセット信号110aを生成する
機能を有している。
【0094】このような機能を有するトリガ生成回路1
10,112は、エミッタが共通に接地されコレクタが
共通にゲート信号生成回路108のリセット端子(後述
するRS端子)に接続された差動回路を形成するnpn
トランジスタ110,112に依って実現することが望
ましい。
【0095】タイミング信号102bとの同期処理は、
図1に示すように、タイミング信号102bと過熱検出
信号12aとを論理素子(NANDゲート)104を用
いてNAND論理演算し、その演算結果をワンショット
トリガ回路106の入力端子Aに入力し、抵抗素子11
4とコンデンサー116とで決定されるパルス幅を有す
るトリガパルスを出力端子Qから出力し、このトリガパ
ルスをトリガ生成回路のnpnトランジスタ110のベ
ースに入力することに依り実行される。
【0096】また、npnトランジスタ112のベース
には、制御手段102からの負荷駆動命令102aが入
力可能になっている。
【0097】ゲート信号生成回路108は、駆動回路の
活性状態を監視し活性状態時において駆動回路の過熱状
態を検出した際に活性状態を解除して負荷32への電力
供給を制限するゲート制御信号108aを生成すると共
に、リセット信号110aに応じて負荷32の駆動にお
ける電力制限制御状態を解消するゲート制御信号108
aを生成する機能を有している。
【0098】またゲート信号生成回路108は、駆動回
路の活性状態を監視し活性状態時において駆動回路の過
熱状態を検出した際に活性状態を解除して負荷32への
電力供給を遮断するゲート制御信号108aを生成する
と共に、リセット信号110aに応じて負荷32の駆動
における電力遮断制御状態を解消するゲート制御信号1
08aを生成する機能を有している。
【0099】このような機能を有するゲート信号生成回
路108は、図1に示すように、リセット機能を有する
DフリップフロップやJ−Kフリップフロップを用いて
実現することが望ましい。
【0100】この場合、図1に示すように、ゲート信号
生成回路108の入力端子Aには過熱検出回路12から
の過熱検出信号12aが入力され、リセット入力端子R
Sにはトリガ生成回路110,112からのリセット信
号110aが入力され、又出力端子Qからは電力制限制
御又は電力遮断制御に用いるゲート制御信号108aが
出力される。
【0101】このような機能を有する制御手段102と
ゲート信号生成回路108を設けることに依り、駆動回
路の過熱状態が解消された場合には、リセット信号11
0aに同期したゲート制御信号108aを用いて電力制
限制御状態の即時解除を実行できるようになるといった
効果を奏する。
【0102】また、リセット信号110aに同期して電
力制限制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0103】以上説明したように、過熱保護装置10に
依れば、電力制限制御機能においては、負荷32の駆動
が可能と成ると共に、駆動回路の過熱状態が解消された
場合、電力制限制御状態の保持及び即時解除を実行でき
るようになるといった効果を奏する。
【0104】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0105】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0106】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、タイミング信号102bに同期した
ゲート制御信号108aを用いて駆動回路をリセット状
態に制御できるようになるといった効果を奏する。
【0107】また、電力遮断制御機能においては、駆動
回路の過熱状態が解消された場合、電力遮断制御状態の
即時解除を実行できるようになるといった効果を奏す
る。
【0108】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0109】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0110】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、駆動回路をリセット状態に制御でき
るようになるといった効果を奏する。
【0111】次に、図面に基づき、過熱保護装置10を
用いたインテリジェントパワーモジュール30の実施形
態を説明する。
【0112】図2は、図1の過熱保護装置10を用いた
半導体スイッチ装置40の1つであるインテリジェント
パワーモジュール30の一実施形態を説明するための回
路図である。
【0113】本インテリジェントパワーモジュール30
は、入力端子を介して入力される負荷駆動命令102a
に応じて負荷32を駆動すると共に、ゲート制御信号1
08aに応じて負荷駆動電力を制限又は遮断する駆動回
路としてのパワーMOSFET18と、パワーMOSF
ET18の過熱状態を検出するためにパワーMOSFE
T18の近傍に設けられた温度検出用ダイオード124
と、過熱状態を検出した際に過熱検出信号12aを生成
するコンパレータ122を具備した過熱検出回路12を
有し、更に前述の過熱保護装置10が入力端子を介して
外付けされている点に特徴を有している。
【0114】本インテリジェントパワーモジュール30
は、特に、自動車等の車両に搭載されるラジオや車両コ
ンピュータ等の負荷32に、バッテリに接続された電源
ラインを介して供給する電力を車両コンピュータからの
命令に応じて電力遮断制御するものである。
【0115】なお、車両コンピュータとは、車両に搭載
されているエアコンコンピュータ、クルーズコントロー
ルコンピュータ、トラクションコントロール(TRC)
コンピュータ、アンチロックブレーキ(ABS)コンピ
ュータ、ナビゲーションコンピュータ、エンジンコント
ロールコンピュータ等を意味する。
【0116】このような機能を有するインテリジェント
パワーモジュール30は、図2に示すように、過熱保護
装置10とパワーMOSFET18と過熱検出回路12
と過電流検出回路14とチャージポンプ回路15とレベ
ルシフタ16とMOSトランジスタ20を有している。
【0117】これに依り、過熱保護装置10をインテリ
ジェントパワーモジュール30内部に混載(集積化)で
きる結果、インテリジェントパワーモジュール30内部
のパワーMOSFET18において、パワーMOSFE
T18の過熱状態が解消された場合に、電力遮断制御状
態の即時解除を実行する機能をインテリジェントパワー
モジュール30に装置規模(回路規模)の拡大を伴うこ
となく実質的に付加できるようになるといった効果を奏
する。また、電力遮断制御状態の即時解除を実行する機
能がインテリジェントパワーモジュール30に内部に混
載(集積化)される結果、電力遮断制御に起因してパワ
ーMOSFET18内部に過剰な熱ストレスが発生する
ことを回避する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。則
ち、過剰な熱ストレスが発生することを回避できる機能
をインテリジェントパワーモジュール30内部に混載
(集積化)できる結果、インテリジェントパワーモジュ
ール30におけるパワーMOSFET18の高信頼化を
図ることができるようになるといった効果をインテリジ
ェントパワーモジュール30に装置規模(回路規模)の
拡大を伴うことなく実質的に付加できるようになるとい
った効果を奏する。更に、電力遮断制御状態の即時解除
を実行できる機能をインテリジェントパワーモジュール
30内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令1
02aの状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET
18をリセット状態に制御する機能をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなくイン
テリジェントパワーモジュール30に実質的に付加でき
るようになるといった効果を奏する。
【0118】更に詳しく、インテリジェントパワーモジ
ュール30の構成を説明する。
【0119】パワーMOSFET18は、負荷駆動命令
102aに応じて負荷32を駆動すると共に、ゲート制
御信号108aに応じて負荷駆動電力を制限又は遮断す
る駆動回路として機能する。本実施形態では、図2に示
すように、nチャネルパワーMOSFETを用いること
が望ましい。
【0120】過熱検出回路12は、パワーMOSFET
18の過熱状態を検出するためにパワーMOSFET1
8の近傍に設けられた温度検出用ダイオード124と、
過熱状態を検出した際に過熱検出信号12aを生成する
コンパレータ122を具備している。
【0121】過電流検出回路14は、負荷32の過電流
状態を検出するためにパワーMOSFET18のドレイ
ン−負荷32間に直列に接続された抵抗素子145、抵
抗素子145に生じる電圧を抵抗素子143,144を
介して検出して過負荷状態と判断したときに過電流検出
信号14aを生成するコンパレータ142を具備してい
る。
【0122】また、タイミング信号102bの周期は、
過電流検出回路14の過電流状態を検出のサンプリング
周期に基づいて決定することが望ましい。具体的には、
過電流検出回路14の過電流状態を検出のサンプリング
周期を5msとした場合、タイミング信号102bの周
期は過電流検出回路14のサンプリング周期以上に設定
することが望ましく、例えば、過電流検出回路14のサ
ンプリング周期5msとした場合、タイミング信号10
2bの周期を20msに設定することが望ましい。
【0123】MOSトランジスタ20は、パワーMOS
FET18のゲートG−接地電位間にMOSトランジス
タ20のドレイン−ソースが接続されると共に、ゲート
制御信号108aがMOSトランジスタ20のゲートに
接続され、ゲート制御信号108aに応じて負荷駆動命
令102aのパワーMOSFET18への伝達を制限又
は遮断してパワーMOSFET18の負荷駆動電力を制
限又は遮断する機能を有している。
【0124】このような機能を有するMOSトランジス
タ20に依れば、過熱保護装置10をインテリジェント
パワーモジュール30内部に混載(集積化)した場合、
インテリジェントパワーモジュール30内部のパワーM
OSFET18において、パワーMOSFET18の過
熱状態が解消された場合に、電力遮断制御状態の即時解
除をMOSトランジスタ20のゲート制御に依り高速に
且つ再現性良く実行する機能をインテリジェントパワー
モジュール30に装置規模(回路規模)の拡大を伴うこ
となく実質的に付加できるようになるといった効果を奏
する。
【0125】チャージポンプ回路15で昇圧された電源
電圧VB(具体的には、バッテリの電源電圧(通常、1
2[Vdc]))は、負荷駆動命令102aとレベルシフ
タ16を介して所定の信号レベルに変換された後、抵抗
素子17を介してMOSトランジスタ20のゲートに入
力される。
【0126】チャージポンプ回路15は、具体的には、
バッテリの電源電圧(12[Vdc])を昇圧して、例え
ば、25[Vdc]程度の昇圧電圧を発生させる。
【0127】次に、図面に基づき、過熱保護装置10及
びインテリジェントパワーモジュール30の動作を説明
する。
【0128】図3は、図2のインテリジェントパワーモ
ジュール30における過熱状態が短い場合の動作を説明
するためのタイミングチャートである。また図4は、図
2のインテリジェントパワーモジュール30における過
熱状態が長い場合の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【0129】過熱保護装置10は、パワーMOSFET
18の活性状態を監視し活性状態時においてパワーMO
SFET18の過熱状態を検出した際に、図3及び図4
に示すように、パワーMOSFET18を不活性状態に
遷移させて、負荷32への電力供給を遮断する制御を実
行する。過熱状態の解消を検出した際に電力遮断制御状
態を解消するためのゲート制御信号108aを生成す
る。
【0130】特に、図3に示すように、過熱状態が短い
場合には、パワーMOSFET18の過熱状態の解消を
検出した直後のタイミング信号102bに同期してリセ
ット信号110aが生成され、このリセット信号110
aに同期して電力遮断制御状態が解除される。
【0131】また、図4に示すように、過熱状態が長い
場合には、負荷駆動命令102aのOFF状態への状態
遷移に同期して過熱検出状態が解除される、則ち、過熱
検出信号12aがON状態からOFF状態へ遷移する。
過熱検出信号12aの状態遷移の直後のタイミング信号
102bに同期してリセット信号110aが生成され、
このリセット信号110aに同期して電力遮断制御状態
が解除される。
【0132】以上説明したように、本インテリジェント
パワーモジュール30に依れば、過熱保護装置10を入
力端子を介してインテリジェントパワーモジュール30
に外付けした場合、インテリジェントパワーモジュール
30内部のパワーMOSFET18において、パワーM
OSFET18の過熱状態が解消された場合に、電力遮
断制御状態の即時解除を実行する機能をインテリジェン
トパワーモジュール30側の変更を何等伴うことなくイ
ンテリジェントパワーモジュール30に実質的に付加で
きるようになるといった効果を奏する。
【0133】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
する機能がインテリジェントパワーモジュール30に付
加される結果、電力遮断制御に起因してパワーMOSF
ET18内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避
する機能をインテリジェントパワーモジュール30側の
変更を何等伴うことなくインテリジェントパワーモジュ
ール30に実質的に付加できるようになるといった効果
を奏する。
【0134】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、インテリジェントパワーモジュール3
0におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図るこ
とができるようになるといった効果をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなく実現
できるようになるといった効果を奏する。
【0135】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、パワーMOSFET18をリセット
状態に制御する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30側の変更を何等伴うことなくインテリジェントパ
ワーモジュール30に実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。
【0136】
【発明の効果】請求項1に記載の発明に依れば、駆動回
路の過熱状態が解消された場合には、電力制限制御状態
の即時解除を実行できるようになるといった効果を奏す
る。
【0137】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0138】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0139】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、駆動回路をリセット状態に制御でき
るようになるといった効果を奏する。
【0140】請求項2に記載の発明に依れば、請求項1
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力制限制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0141】また、リセット信号110aに同期して電
力制限制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0142】請求項3に記載の発明に依れば、負荷32
の駆動が可能と成ると共に、駆動回路の過熱状態が解消
された場合には、電力制限制御状態の保持及び即時解除
を実行できるようになるといった効果を奏する。
【0143】また、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0144】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0145】更に、電力制限制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、タイミング信号102bに同期した
ゲート制御信号108aを用いて駆動回路をリセット状
態に制御できるようになるといった効果を奏する。
【0146】請求項4に記載の発明に依れば、請求項3
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力制限制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0147】また、リセット信号110aに同期して電
力制限制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0148】請求項5に記載の発明に依れば、駆動回路
の過熱状態が解消された場合には、電力遮断制御状態の
即時解除を実行できるようになるといった効果を奏す
る。
【0149】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力制限制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0150】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0151】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、駆動回路をリセット状態に制御でき
るようになるといった効果を奏する。
【0152】請求項6に記載の発明に依れば、請求項5
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力遮断制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0153】また、リセット信号110aに同期して電
力遮断制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力制限制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0154】請求項7に記載の発明に依れば、負荷32
の駆動が可能と成ると共に、駆動回路の過熱状態が解消
された場合には、電力遮断制御状態の保持及び即時解除
を実行できるようになるといった効果を奏する。
【0155】また、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、電力遮断制御に起因して駆動回
路内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避できる
ようになるといった効果を奏する。
【0156】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、駆動回路の高信頼化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
【0157】更に、電力遮断制御状態の即時解除を実行
できるようになる結果、負荷駆動命令102aの状態遷
移を待つことなく、タイミング信号102bに同期した
ゲート制御信号108aを用いて駆動回路をリセット状
態に制御できるようになるといった効果を奏する。
【0158】請求項8に記載の発明に依れば、請求項7
に記載の効果に加えて、駆動回路の過熱状態が解消され
た場合には、リセット信号110aに同期したゲート制
御信号108aを用いて電力遮断制御状態の即時解除を
実行できるようになるといった効果を奏する。
【0159】また、リセット信号110aに同期して電
力遮断制御状態の即時解除を実行できるようになる結
果、電力遮断制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱ス
トレスが発生することを回避できるようになるといった
効果を奏する。
【0160】請求項9に記載の発明に依れば、請求項1
乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保護
装置10を入力端子を介して半導体スイッチ装置40に
外付けできる結果、半導体スイッチ装置40内部の駆動
回路において、駆動回路の過熱状態が解消された場合
に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除
を実行する機能を半導体スイッチ装置40側の変更を何
等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に付加
できるようになるといった効果を奏する。
【0161】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に付加される結果、電力制限制御又は電力遮断制御に
起因して駆動回路内部に過剰な熱ストレスが発生するこ
とを回避する機能を半導体スイッチ装置40側の変更を
何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に付
加できるようになるといった効果を奏する。
【0162】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、半導体スイッチ装置40における駆動
回路の高信頼化を図ることができるようになるといった
効果を半導体スイッチ装置40側の変更を何等伴うこと
なく実現できるようになるといった効果を奏する。
【0163】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、駆動回路をリ
セット状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側
の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0164】請求項10に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10を半導体スイッチ装置40内部に混載(集積
化)できる結果、半導体スイッチ装置40内部の駆動回
路において、駆動回路の過熱状態が解消された場合に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。
【0165】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に内部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又
は電力遮断制御に起因して駆動回路内部に過剰な熱スト
レスが発生することを回避する機能を半導体スイッチ装
置40に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0166】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる機能を半導体スイッチ装置40内部に混載
(集積化)できる結果、半導体スイッチ装置40におけ
る駆動回路の高信頼化を図ることができるようになると
いった効果を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。
【0167】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できる機能を半導体スイッチ装置
40内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令1
02aの状態遷移を待つことなく、駆動回路をリセット
状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側の変更
を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実質的に
付加できるようになるといった効果を奏する。
【0168】請求項11に記載の発明に依れば、請求項
9又は10に記載の効果に加えて、過熱保護装置10を
入力端子を介して半導体スイッチ装置40に外付けした
場合、半導体スイッチ装置40内部のパワーMOSFE
T18において、パワーMOSFET18の過熱状態が
解消された場合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能を半導体スイッチ装置4
0側の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40
に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0169】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能が半導体スイッチ装置4
0に付加される結果、電力制限制御又は電力遮断制御に
起因してパワーMOSFET18内部に過剰な熱ストレ
スが発生することを回避する機能を半導体スイッチ装置
40側の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置4
0に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0170】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、半導体スイッチ装置40におけるパワ
ーMOSFET18の高信頼化を図ることができるよう
になるといった効果を半導体スイッチ装置40側の変更
を何等伴うことなく実現できるようになるといった効果
を奏する。
【0171】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、パワーMOS
FET18をリセット状態に制御する機能を半導体スイ
ッチ装置40側の変更を何等伴うことなく半導体スイッ
チ装置40に実質的に付加できるようになるといった効
果を奏する。
【0172】一方、過熱保護装置10を半導体スイッチ
装置40内部に混載(集積化)した場合、半導体スイッ
チ装置40内部のパワーMOSFET18において、パ
ワーMOSFET18の過熱状態が解消された場合に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。また、電力制限制御状態又
は電力遮断制御状態の即時解除を実行する機能が半導体
スイッチ装置40に内部に混載(集積化)される結果、
電力制限制御又は電力遮断制御に起因してパワーMOS
FET18内部に過剰な熱ストレスが発生することを回
避する機能を半導体スイッチ装置40に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが
発生することを回避できる機能を半導体スイッチ装置4
0内部に混載(集積化)できる結果、半導体スイッチ装
置40におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図
ることができるようになるといった効果を半導体スイッ
チ装置40に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことな
く実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即
時解除を実行できる機能を半導体スイッチ装置40内部
に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令102aの
状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET18をリ
セット状態に制御する機能を半導体スイッチ装置40側
の変更を何等伴うことなく半導体スイッチ装置40に実
質的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0173】請求項12に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10を入力端子を介してインテリジェントパワー
モジュール30に外付けした場合、インテリジェントパ
ワーモジュール30内部のパワーMOSFET18にお
いて、パワーMOSFET18の過熱状態が解消された
場合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時
解除を実行する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30側の変更を何等伴うことなくインテリジェントパ
ワーモジュール30に実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。
【0174】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行する機能がインテリジェントパワ
ーモジュール30に付加される結果、電力制限制御又は
電力遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部に
過剰な熱ストレスが発生することを回避する機能をイン
テリジェントパワーモジュール30側の変更を何等伴う
ことなくインテリジェントパワーモジュール30に実質
的に付加できるようになるといった効果を奏する。
【0175】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、インテリジェントパワーモジュール3
0におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図るこ
とができるようになるといった効果をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなく実現
できるようになるといった効果を奏する。
【0176】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除を実行できるようになる結果、負荷駆動
命令102aの状態遷移を待つことなく、パワーMOS
FET18をリセット状態に制御する機能をインテリジ
ェントパワーモジュール30側の変更を何等伴うことな
くインテリジェントパワーモジュール30に実質的に付
加できるようになるといった効果を奏する。
【0177】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至8のいずれか一項に記載の効果に加えて、過熱保
護装置10をインテリジェントパワーモジュール30内
部に混載(集積化)できる結果、インテリジェントパワ
ーモジュール30内部のパワーMOSFET18におい
て、パワーMOSFET18の過熱状態が解消された場
合に、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解
除を実行する機能をインテリジェントパワーモジュール
30に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質
的に付加できるようになるといった効果を奏する。ま
た、電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除
を実行する機能がインテリジェントパワーモジュール3
0に内部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又
は電力遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部
に過剰な熱ストレスが発生することを回避する機能をイ
ンテリジェントパワーモジュール30に装置規模(回路
規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できるように
なるといった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが
発生することを回避できる機能をインテリジェントパワ
ーモジュール30内部に混載(集積化)できる結果、イ
ンテリジェントパワーモジュール30におけるパワーM
OSFET18の高信頼化を図ることができるようにな
るといった効果をインテリジェントパワーモジュール3
0に装置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的
に付加できるようになるといった効果を奏する。更に、
電力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除を実
行できる機能をインテリジェントパワーモジュール30
内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令102
aの状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET18
をリセット状態に制御する機能をインテリジェントパワ
ーモジュール30側の変更を何等伴うことなくインテリ
ジェントパワーモジュール30に実質的に付加できるよ
うになるといった効果を奏する。
【0178】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
12又は13に記載の効果に加えて、過熱保護装置10
を入力端子を介してインテリジェントパワーモジュール
30に外付けした場合、インテリジェントパワーモジュ
ール30内部のパワーMOSFET18において、パワ
ーMOSFET18の過熱状態が解消された場合に、電
力制限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMO
Sトランジスタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現
性良く実行する機能をインテリジェントパワーモジュー
ル30側の変更を何等伴うことなくインテリジェントパ
ワーモジュール30に実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。
【0179】また、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除をMOSトランジスタ20のゲート制御
に依り高速に且つ再現性良く実行する機能がインテリジ
ェントパワーモジュール30に付加される結果、電力制
限制御又は電力遮断制御に起因してパワーMOSFET
18内部に過剰な熱ストレスが発生することを回避する
機能をインテリジェントパワーモジュール30側の変更
を何等伴うことなくインテリジェントパワーモジュール
30に実質的に付加できるようになるといった効果を奏
する。
【0180】則ち、過剰な熱ストレスが発生することを
回避できる結果、インテリジェントパワーモジュール3
0におけるパワーMOSFET18の高信頼化を図るこ
とができるようになるといった効果をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなく実現
できるようになるといった効果を奏する。
【0181】更に、電力制限制御状態又は電力遮断制御
状態の即時解除をMOSトランジスタ20のゲート制御
に依り高速に且つ再現性良く実行できるようになる結
果、負荷駆動命令102aの状態遷移を待つことなく、
パワーMOSFET18をリセット状態に制御する機能
をインテリジェントパワーモジュール30側の変更を何
等伴うことなくインテリジェントパワーモジュール30
に実質的に付加できるようになるといった効果を奏す
る。
【0182】一方、過熱保護装置10をインテリジェン
トパワーモジュール30内部に混載(集積化)した場
合、インテリジェントパワーモジュール30内部のパワ
ーMOSFET18において、パワーMOSFET18
の過熱状態が解消された場合に、電力制限制御状態又は
電力遮断制御状態の即時解除をMOSトランジスタ20
のゲート制御に依り高速に且つ再現性良く実行する機能
をインテリジェントパワーモジュール30に装置規模
(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加できる
ようになるといった効果を奏する。また、電力制限制御
状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMOSトランジ
スタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現性良く実行
する機能がインテリジェントパワーモジュール30に内
部に混載(集積化)される結果、電力制限制御又は電力
遮断制御に起因してパワーMOSFET18内部に過剰
な熱ストレスが発生することを回避する機能をインテリ
ジェントパワーモジュール30に装置規模(回路規模)
の拡大を伴うことなく実質的に付加できるようになると
いった効果を奏する。則ち、過剰な熱ストレスが発生す
ることを回避できる機能をインテリジェントパワーモジ
ュール30内部に混載(集積化)できる結果、インテリ
ジェントパワーモジュール30におけるパワーMOSF
ET18の高信頼化を図ることができるようになるとい
った効果をインテリジェントパワーモジュール30に装
置規模(回路規模)の拡大を伴うことなく実質的に付加
できるようになるといった効果を奏する。更に、電力制
限制御状態又は電力遮断制御状態の即時解除をMOSト
ランジスタ20のゲート制御に依り高速に且つ再現性良
く実行できる機能をインテリジェントパワーモジュール
30内部に混載(集積化)できる結果、負荷駆動命令1
02aの状態遷移を待つことなく、パワーMOSFET
18をリセット状態に制御する機能をインテリジェント
パワーモジュール30側の変更を何等伴うことなくイン
テリジェントパワーモジュール30に実質的に付加でき
るようになるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の過熱保護装置の一実施形態を説明する
ための回路図である。
【図2】図1の過熱保護装置を用いたインテリジェント
パワーモジュールの一実施形態を説明するための回路図
である。
【図3】図2のインテリジェントパワーモジュールにお
ける過熱状態が短い場合の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図4】図2のインテリジェントパワーモジュールにお
ける過熱状態が長い場合の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図5】従来の過熱保護装置及びこれを用いたインテリ
ジェントパワーモジュールを説明するための回路図であ
る。
【図6】図5のインテリジェントパワーモジュールにお
ける過熱保護装置の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【符号の説明】
10 過熱保護装置 102 制御手段 102a 負荷駆動命令 102b タイミング信号 104 論理素子(NANDゲート) 106 トリガ発生回路 108 ゲート信号生成回路 108a ゲート制御信号 110,112 トリガ生成回路 110a リセット信号 114 抵抗素子 116 コンデンサー 118a 抵抗素子 12 過熱検出回路 12a 過熱検出信号 122 コンパレータ 124 温度検出用ダイオード 14 過電流検出回路 142 コンパレータ 143,144,145 抵抗素子 15 チャージポンプ回路 16 レベルシフタ 17 抵抗素子 18 nチャネルパワーMOSFET 20 MOSトランジスタ 30 インテリジェントパワーモジュール 32 負荷 40 半導体スイッチ装置 VB 電源電圧

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷を駆動する駆動回路の活性状態を監
    視し当該活性状態時において当該駆動回路の過熱状態を
    検出した際に当該活性状態を解除して負荷への電力供給
    を制限すると共に当該電力制限制御状態を保持し、所定
    周期を有するタイミング信号に同期して当該過熱状態を
    監視し当該監視時において当該過熱状態の解消を検出し
    た際に当該電力制限制御状態を解消するためのゲート制
    御信号を生成するように構成されている、 ことを特徴とする過熱保護装置。
  2. 【請求項2】 前記タイミング信号を生成する制御手段
    と、 前記タイミング信号に同期して当該過熱状態を監視し当
    該監視時において当該過熱状態の解消を検出した際に当
    該電力制限制御状態を解消するためのリセット信号を生
    成するトリガ生成回路と、 前記駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時におい
    て当該駆動回路の過熱状態を検出した際に当該活性状態
    を解除して負荷への電力供給を制限する前記ゲート制御
    信号を生成すると共に、前記リセット信号に応じて前記
    負荷の駆動における電力制限制御状態を解消する前記ゲ
    ート制御信号を生成するゲート信号生成回路を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の過熱保護装置。
  3. 【請求項3】 負荷を駆動する駆動回路を活性化して負
    荷の駆動を命ずるための負荷駆動命令を生成し、又当該
    駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時において当
    該駆動回路の過熱状態を検出した際に当該活性状態を解
    除して負荷への電力供給を制限すると共に当該電力制限
    制御状態を保持し、所定周期を有するタイミング信号に
    同期して当該過熱状態を監視し当該監視時において当該
    過熱状態の解消を検出した際に当該電力制限制御状態を
    解消するためのゲート制御信号を生成するように構成さ
    れている、 ことを特徴とする過熱保護装置。
  4. 【請求項4】 前記負荷駆動命令及び前記タイミング信
    号を生成する制御手段と、 前記タイミング信号に同期して当該過熱状態を監視し当
    該監視時において当該過熱状態の解消を検出した際に当
    該電力制限制御状態を解消するためのリセット信号を生
    成するトリガ生成回路と、 前記駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時におい
    て当該駆動回路の過熱状態を検出した際に当該活性状態
    を解除して負荷への電力供給を制限する前記ゲート制御
    信号を生成すると共に、前記リセット信号に応じて前記
    負荷の駆動における電力制限制御状態を解消する前記ゲ
    ート制御信号を生成するゲート信号生成回路を有する、 ことを特徴とする請求項3に記載の過熱保護装置。
  5. 【請求項5】 負荷を駆動する駆動回路の活性状態を監
    視し当該活性状態時において当該駆動回路の過熱状態を
    検出した際に当該駆動回路を不活性化して負荷への電力
    供給を遮断すると共に当該電力遮断制御状態を保持し、
    所定周期を有するタイミング信号に同期して当該過熱状
    態を監視し当該監視時において当該過熱状態の解消を検
    出した際に当該電力遮断制御状態を解消するためのゲー
    ト制御信号を生成するように構成されている、 ことを特徴とする過熱保護装置。
  6. 【請求項6】 前記タイミング信号を生成する制御手段
    と、 前記タイミング信号に同期して当該過熱状態を監視し当
    該監視時において当該過熱状態の解消を検出した際に当
    該電力遮断制御状態を解消するためのリセット信号を生
    成するトリガ生成回路と、 前記駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時におい
    て当該駆動回路の過熱状態を検出した際に前記駆動回路
    を不活性化して負荷への電力供給を遮断する前記ゲート
    制御信号を生成すると共に、前記リセット信号に応じて
    前記負荷の駆動における電力遮断制御状態を解消する前
    記ゲート制御信号を生成するゲート信号生成回路を有す
    る、 ことを特徴とする請求項5に記載の過熱保護装置。
  7. 【請求項7】 負荷を駆動する駆動回路を活性化して負
    荷の駆動を命ずるための負荷駆動命令を生成し、又当該
    駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時において当
    該駆動回路の過熱状態を検出した際に当該駆動回路を不
    活性化して負荷への電力供給を遮断すると共に当該電力
    遮断制御状態を保持し、所定周期を有するタイミング信
    号に同期して当該過熱状態を監視し当該監視時において
    当該過熱状態の解消を検出した際に当該電力遮断制御状
    態を解消するためのゲート制御信号を生成するように構
    成されている、 ことを特徴とする過熱保護装置。
  8. 【請求項8】 前記負荷駆動命令及び前記タイミング信
    号を生成する制御手段と、 前記タイミング信号に同期して当該過熱状態を監視し当
    該監視時において当該過熱状態の解消を検出した際に当
    該電力遮断制御状態を解消するためのリセット信号を生
    成するトリガ生成回路と、 前記駆動回路の活性状態を監視し当該活性状態時におい
    て当該駆動回路の過熱状態を検出した際に前記駆動回路
    を不活性化して負荷への電力供給を遮断する前記ゲート
    制御信号を生成すると共に、前記リセット信号に応じて
    前記負荷の駆動における電力遮断制御状態を解消する前
    記ゲート制御信号を生成するゲート信号生成回路を有す
    る、 ことを特徴とする請求項7に記載の過熱保護装置。
  9. 【請求項9】 入力端子を介して入力される前記負荷駆
    動命令に応じて負荷を駆動すると共に、前記ゲート制御
    信号に応じて負荷駆動電力を制御する前記駆動回路と、
    前記駆動回路の過熱状態を検出した際に過熱検出信号を
    生成する過熱検出回路を有する半導体スイッチ装置にお
    いて、 前記過熱保護装置が前記入力端子を介して外付けされて
    いる、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載
    の過熱保護装置を用いた半導体スイッチ装置。
  10. 【請求項10】 負荷を駆動するための半導体スイッチ
    装置において、 前記過熱保護装置と、 前記負荷駆動命令に応じて負荷を駆動すると共に、前記
    ゲート制御信号に応じて負荷駆動電力を制限する前記駆
    動回路と、 前記駆動回路の過熱状態を検出した際に過熱検出信号を
    生成する過熱検出回路を有する、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載
    の半導体スイッチ装置。
  11. 【請求項11】 前記パワーMOSFETのゲート−接
    地電位間にドレイン−ソースが接続されると共に前記ゲ
    ート制御信号がゲートに接続され、当該ゲート制御信号
    に応じて前記負荷駆動命令の当該パワーMOSFETへ
    の伝達を制限又は遮断して当該パワーMOSFETの負
    荷駆動電力を制限又は遮断するMOSトランジスタを有
    する、 ことを特徴とする請求項9又は10に記載の半導体スイ
    ッチ装置。
  12. 【請求項12】 入力端子を介して入力される前記負荷
    駆動命令に応じて負荷を駆動すると共に、前記ゲート制
    御信号に応じて負荷駆動電力を制限又は遮断する前記駆
    動回路としてのパワーMOSFETと、前記パワーMO
    SFETの過熱状態を検出するために当該パワーMOS
    FETの近傍に設けられた温度検出用ダイオードと、当
    該過熱状態を検出した際に過熱検出信号を生成するコン
    パレータを具備した過熱検出回路を有するインテリジェ
    ントパワーモジュールにおいて、 前記過熱保護装置が前記入力端子を介して外付けされて
    いる、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載
    の過熱保護装置を用いたインテリジェントパワーモジュ
    ール。
  13. 【請求項13】 負荷を駆動するためのインテリジェン
    トパワーモジュールにおいて、 前記過熱保護装置と、 前記負荷駆動命令に応じて負荷を駆動すると共に、前記
    ゲート制御信号に応じて負荷駆動電力を制限又は遮断す
    る前記駆動回路としてのパワーMOSFETと、 前記パワーMOSFETの過熱状態を検出するために当
    該パワーMOSFETの近傍に設けられた温度検出用ダ
    イオードと、当該過熱状態を検出した際に過熱検出信号
    を生成するコンパレータを具備した過熱検出回路を有す
    る、 ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載
    の過熱保護装置を用いたインテリジェントパワーモジュ
    ール。
  14. 【請求項14】 前記パワーMOSFETのゲート−接
    地電位間にドレイン−ソースが接続されると共に前記ゲ
    ート制御信号がゲートに接続され、当該ゲート制御信号
    に応じて前記負荷駆動命令の当該パワーMOSFETへ
    の伝達を制限又は遮断して当該パワーMOSFETの負
    荷駆動電力を制限又は遮断するMOSトランジスタを有
    する、 ことを特徴とする請求項12又は13に記載のインテリ
    ジェントパワーモジュール。
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