JP7347355B2 - detection circuit - Google Patents
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Description
本開示は、検出回路に関する。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates to detection circuits.
特許文献１には、電力素子と、電力素子を過電流から保護する過電流保護回路と、電力素子を過熱から保護する過熱保護回路とを具備した半導体装置が開示されている。電力素子は、入力信号に応答してオンオフ制御される。過熱保護回路は、ＴＳＤ（Ｔｈｅｒｍａｌ ＳｈｕｔＤｏｗｎ）検出部を有する。ＴＳＤ検出部は、半導体装置の温度が初期設定温度に達したとき、短絡用トランジスタをオンさせることで、入力信号を強制的に接地する。これにより、電力素子を過熱による破壊から保護する。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device that includes a power element, an overcurrent protection circuit that protects the power element from overcurrent, and an overheat protection circuit that protects the power element from overheating. The power element is controlled on and off in response to an input signal. The overheat protection circuit includes a TSD (Thermal ShutDown) detection section. The TSD detection section forcibly grounds the input signal by turning on the shorting transistor when the temperature of the semiconductor device reaches an initial setting temperature. This protects the power device from destruction due to overheating.
ＴＳＤ検出部には、過熱保護回路が働きだす設定温度として、初期設定温度とは別に、この初期設定温度よりも低い第２の設定温度が設定されている。ＴＳＤ検出部は、温度が第２の設定温度に達し、かつ過電流検出信号が入力されたとき、初期設定温度には係わらず、短絡用トランジスタをオンさせ、入力信号を強制的に接地する。 In addition to the initial setting temperature, a second setting temperature lower than the initial setting temperature is set in the TSD detection section as the setting temperature at which the overheating protection circuit starts working. When the temperature reaches the second set temperature and the overcurrent detection signal is input, the TSD detection section turns on the shorting transistor and forcibly grounds the input signal, regardless of the initial set temperature.
特許文献１に示される半導体装置では、過電流検出信号に応じて、過熱保護温度を低く設定する。過熱保護温度は２値間で切り替えられる。このため、電流の変動に対して過熱保護温度が細かに設定されず、十分な保護ができないおそれがある。 In the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, the overheat protection temperature is set low according to the overcurrent detection signal. The overheat protection temperature can be switched between two values. For this reason, the overheat protection temperature is not set precisely in response to current fluctuations, and there is a possibility that sufficient protection may not be provided.
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、過熱保護の精度を向上できる検出回路を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a detection circuit that can improve the accuracy of overheat protection.
本開示に係る検出回路は、半導体装置の温度を検出する温度検出回路と、該半導体装置に流れる電流を検出する電流検出回路と、該電流の変化量を検出する微分回路と、該温度に応じた電圧に、少なくとも該電流に応じた電圧と、該変化量に応じた電圧と、が加算された電圧に基づき、該半導体装置が過熱状態であるか否かを判別する過熱検出回路と、を備える。 A detection circuit according to the present disclosure includes a temperature detection circuit that detects the temperature of a semiconductor device, a current detection circuit that detects a current flowing through the semiconductor device, a differentiation circuit that detects the amount of change in the current, and a differential circuit that detects the amount of change in the current. an overheating detection circuit that determines whether or not the semiconductor device is in an overheating state based on a voltage obtained by adding at least a voltage according to the current and a voltage according to the amount of change to the voltage applied to the semiconductor device; Be prepared.
第１の開示に係る検出回路では、半導体装置の温度に応じた電圧に半導体装置に流れる電流に応じた電圧が加算された電圧に基づき、半導体装置が過熱状態であるか否かが判別される。これにより、過熱保護の精度を向上できる。 In the detection circuit according to the first disclosure, it is determined whether the semiconductor device is in an overheated state based on a voltage obtained by adding a voltage corresponding to the temperature of the semiconductor device and a voltage corresponding to the current flowing through the semiconductor device. . This improves the accuracy of overheat protection.
第２の開示に係る検出回路では、半導体装置の温度に応じた電圧に半導体装置に流れる電流の変化量に応じた電圧が加算された電圧に基づき、半導体装置が過熱状態であるか否かが判別される。これにより、過熱保護の精度を向上できる。 The detection circuit according to the second disclosure detects whether the semiconductor device is in an overheating state based on a voltage obtained by adding a voltage corresponding to the temperature of the semiconductor device and a voltage corresponding to the amount of change in the current flowing through the semiconductor device. It is determined. This improves the accuracy of overheat protection.
各本実施の形態に係る検出回路について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。また、以下で接続という場合には、電気的な接続を含むものとする。 The detection circuits according to each embodiment will be explained with reference to the drawings. Identical or corresponding components may be given the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted. In addition, in the following, the term "connection" includes electrical connection.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る検出回路１００の回路ブロック図である。図２は、実施の形態１に係る検出回路１００の構成を説明する図である。図２では、図１に示される検出回路１００の構成要素の一部が省略されている。検出回路１００は、半導体装置Ｔｒ１の過熱保護回路である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a circuit block diagram of a
半導体装置Ｔｒ１は例えば電圧制御形のパワー半導体装置である。半導体装置Ｔｒ１は例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。半導体装置Ｔｒ１はＲＣ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）－ＩＧＢＴであっても良い。 The semiconductor device Tr1 is, for example, a voltage-controlled power semiconductor device. The semiconductor device Tr1 is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The semiconductor device Tr1 may be an RC (Reverse Conducting)-IGBT.
半導体装置Ｔｒ１のコレクタには、電源Ｐが接続される。半導体装置Ｔｒ１のエミッタは、電流センス抵抗Ｒｓを介して接地用端子に接続される。半導体装置Ｔｒ１のゲートはドライブ回路６０に接続される。
A power supply P is connected to the collector of the semiconductor device Tr1. The emitter of the semiconductor device Tr1 is connected to a ground terminal via a current sense resistor Rs. A gate of the semiconductor device Tr1 is connected to a
半導体装置Ｔｒ１のエミッタは電流検出回路２０に接続される。電流検出回路２０は増幅器２１を有する。増幅器２１の一方の入力は、抵抗Ｒ８を介して半導体装置Ｔｒ１のエミッタに接続される。増幅器２１の他方の入力には、基準電圧ＣｓＲｅｆが入力される。増幅器２１の出力は、加算回路３０に接続される。電流検出回路２０は、半導体装置Ｔｒ１に流れる電流を検出する。具体的には、電流検出回路２０は半導体装置Ｔｒ１に流れる電流を電流センス抵抗Ｒｓの両端電圧値として読み取り、ＶＯＴ電圧として出力する。電流検出回路２０はカレントセンス回路とも呼ばれる。
The emitter of the semiconductor device Tr1 is connected to the
温度検出回路１０は、温度検出素子であるダイオードＤ１を有する。ダイオードＤ１のアノードは定電流源に接続される。ダイオードＤ１のカソードは接地用端子に接続される。ダイオードＤ１のアノードは、抵抗Ｒ６を介して増幅器１１の一方の入力に接続される。増幅器１１の他方の入力には電圧ＶＯＴＲｅｆが入力される。増幅器１１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ７が接続される。増幅器１１の出力には、加算回路３０が接続される。増幅器１１は、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた信号を増幅する。温度検出回路１０は、温度検出回路１０が設けられたＩＣ内の温度に応じた電圧値を出力する。温度検出回路１０は、例えば半導体装置Ｔｒ１に隣接して配置され、半導体装置Ｔｒ１の温度を検出する。温度検出回路１０はＶＯＴ検出回路とも呼ばれる。
The
加算回路３０と反転増幅回路４０は、加算部を構成する。加算部は、温度検出回路１０の出力電圧と、電流検出回路２０の出力電圧とを加算して過熱検出回路５０に出力する。
The adding
加算回路３０は増幅器３１を有する。増幅器３１の一方の入力には、抵抗Ｒ１を介して電流検出回路２０の出力が接続される。さらに増幅器３１の一方の入力には、抵抗Ｒ２を介して温度検出回路１０の出力が接続される。増幅器３１の一方の入力と出力との間には、抵抗Ｒ３が接続される。増幅器３１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ１が入力される。加算回路３０は、温度検出回路１０の出力電圧と、電流検出回路２０の出力電圧とを加算する。
反転増幅回路４０は増幅器４１を有する。増幅器４１の一方の入力には、抵抗Ｒ４を介して加算回路３０の出力が接続される。増幅器４１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ５が接続される。増幅器４１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ２が入力される。増幅器４１の出力には、過熱検出回路５０が接続される。反転増幅回路４０は、加算回路３０の出力電圧を反転させる。反転増幅回路４０は、加算回路３０での出力反転を戻すために設けられる。
The inverting
過熱検出回路５０は、反転増幅回路４０の出力電圧であるＶＯＴ出力電圧値に基づき、半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であるか否かを判別する。過熱検出回路５０は、例えばＶＯＴ出力電圧値と予め定められた閾値を比較することで、過熱状態を判別する。過熱検出回路５０は、ＯＴ（Ｏｖｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）検出回路とも呼ばれる。
The
過熱検出回路５０の判別結果は、ドライブ回路６０に入力される。ドライブ回路６０は、過熱検出回路５０が、半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であると判別した場合に半導体装置Ｔｒ１を遮断する。つまり、ドライブ回路６０は、半導体装置Ｔｒ１をオフして電流が流れない状態にする。
The determination result of the
図３は、比較例に係る検出回路８００の構成を説明する図である。検出回路８００は、温度検出回路８１０と過熱検出回路８５０を備える。温度検出回路８１０において、ダイオードＤ８１のアノードは定電流源に接続され、カソードは接地用端子に接続される。ダイオードＤ８１のアノードは、抵抗Ｒ８１を介して増幅器８１１の一方の入力に接続される。増幅器８１１の他方の入力には電圧ＶＯＴＲｅｆが入力される。増幅器８１１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ８２が接続される。増幅器１１の出力には、過熱検出回路８５０が接続される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of a
過熱検出回路８５０は増幅器８５１を有する。増幅器８５１の一方の入力は抵抗Ｒ８３を介して温度検出回路８１０の出力に接続される。増幅器８５１の一方の入力と接地用端子との間には、ダイオードＤ８２が接続される。増幅器８５１の一方の入力と出力との間には、抵抗Ｒ８４が接続される。増幅器８５１の他方の入力には電圧ＯＴＲｅｆが入力される。増幅器８５１の出力には、ドライブ回路８６０が接続される。
図４は、実施の形態１に係るＩＰＭ８０を説明する図である。ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）８０は、例えばＤＩＰＩＰＭ（登録商標）である。ＩＰＭ８０は、半導体装置Ｔｒ１と温度検出回路１０を備える。ＩＰＭパッケージ内で、発熱源である半導体装置Ｔｒ１と、温度検出回路１０は別々のＩＣチップに配置される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
図５は、半導体装置Ｔｒ１の温度および温度検出回路１０の検出温度と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流との関係を示す図である。ここでは、半導体装置Ｔｒ１の温度が温度Ａ、温度検出回路１０の検出温度が温度Ｂとして示されている。このとき、温度Ａと温度Ｂとの間で温度差が生じる。これは、例えば半導体装置Ｔｒ１で発生した熱が温度検出回路１０へ伝わるまでの時間差によるものである。このため、比較例に係る検出回路８００では、温度検出回路８１０で半導体装置Ｔｒ１の温度を正確に検出できず、過熱検出回路８５０において半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であるか否かを正確に判別できないおそれがある。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the temperature of the semiconductor device Tr1, the temperature detected by the
図５では、半導体装置Ｔｒ１に流れる電流ＩｏがＩ１の時とＩ２の時の温度Ａ、Ｂが示されている。ここで、Ｉ１＞Ｉ２である。温度Ａ、Ｂの温度差は、Ｉ１の方が大きくなる。つまり、半導体装置Ｔｒ１に流れる電流Ｉｏが大きいほど、半導体装置Ｔｒ１と温度検出回路１０の温度差が大きくなる。
FIG. 5 shows temperatures A and B when the current Io flowing through the semiconductor device Tr1 is I1 and I2. Here, I1>I2. The temperature difference between temperatures A and B is larger at I1. That is, the larger the current Io flowing through the semiconductor device Tr1, the larger the temperature difference between the semiconductor device Tr1 and the
本実施の形態では、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧に半導体装置Ｔｒ１を流れる電流に応じた電圧が加算された電圧に基づき、半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であるか否かを判別する。このため、温度検出回路１０の検出温度を電流値に応じて補正できる。よって、半導体装置Ｔｒ１の温度と、過熱検出回路５０に入力される検出温度の差を小さくできる。従って、過熱保護の精度を向上できる。
In this embodiment, it is determined whether the semiconductor device Tr1 is in an overheated state based on a voltage obtained by adding a voltage corresponding to the temperature of the semiconductor device Tr1 and a voltage corresponding to the current flowing through the semiconductor device Tr1. Therefore, the temperature detected by the
また、温度検出回路１０の出力電圧に加算する電圧値は、加算回路３０内の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の比で調整できる。
Further, the voltage value added to the output voltage of the
また、本実施の形態では、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変動に追従して、検出温度の補正値が変動する。このため、リアルタイムで検出温度を補正できる。従って、過熱保護の精度をさらに向上できる Further, in the present embodiment, the correction value of the detected temperature varies in accordance with the variation in the current flowing through the semiconductor device Tr1. Therefore, the detected temperature can be corrected in real time. Therefore, the accuracy of overheat protection can be further improved.
また、検出回路１００は、保護動作として半導体装置Ｔｒ１を遮断する。これ以外に、ＩＰＭ８０の温度上昇に合わせて、ＶＯＴ出力電圧値をアナログ電圧値として外部機器７０に出力しても良い。このように、ＶＯＴ出力電圧値は外部から随時モニタされても良い。
Furthermore, the
図６は、実施の形態１の変形例に係る検出回路２００の構成を説明する図である。検出回路２００は、電流検出回路２２０、温度検出回路２１０、過熱検出回路２５０およびドライブ回路２６０を備える。電流検出回路２２０は増幅器２２１を有する。増幅器２２１の一方の入力は、抵抗Ｒ２５を介して半導体装置Ｔｒ１のエミッタに接続される。増幅器２２１の他方の入力には、基準電圧ＣｓＲｅｆが入力される。増幅器２２１の出力は、温度検出回路２１０に接続される。このように、電流検出回路２２０の出力電圧は温度検出回路２１０に入力される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a
温度検出回路２１０において、ダイオードＤ２１のアノードは定電流源に接続される。ダイオードＤ２１のカソードは接地用端子に接続される。ダイオードＤ２１のアノードは、抵抗Ｒ２１を介して増幅器２１１の一方の入力に接続される。また、増幅器２１１の一方の入力には、電流検出回路２２０の出力が接続される。増幅器２１１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ２２が接続される。増幅器２１１の他方の入力には電圧ＶＯＴＲｅｆが入力される。増幅器２１１の出力には、過熱検出回路２５０が接続される。温度検出回路２１０は、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流に応じた電圧とが加算された電圧を出力する。
In the
過熱検出回路２５０は増幅器２５１を有する。増幅器２５１の一方の入力は抵抗Ｒ２３を介して温度検出回路２１０の出力に接続される。増幅器２５１の一方の入力と接地用端子との間には、ダイオードＤ２２が接続される。増幅器２５１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ２４が接続される。増幅器２５１の他方の入力には電圧ＯＴＲｅｆが入力される。増幅器２５１の出力には、ドライブ回路２６０が接続される。
このように、電流検出回路２２０の出力電圧を温度検出回路２１０内で加算しても良い。この場合、加算回路３０および反転増幅回路４０を省略できる。
In this way, the output voltages of the
本実施の形態では、半導体装置Ｔｒ１と温度検出回路１０がＩＰＭ８０として構成される例を示した。これに限らず、半導体装置Ｔｒ１、電流センス抵抗Ｒｓ、温度検出回路１０、電流検出回路２０、加算回路３０、反転増幅回路４０、過熱検出回路５０、ドライブ回路６０の一部または全てが１つの半導体モジュールとして構成されても良い。
In this embodiment, an example is shown in which the semiconductor device Tr1 and the
また、本実施の形態では過熱保護機能について説明したが、検出回路１００は過電流保護機能を有する制御用ＩＣを内蔵していても良い。
Further, although the overheat protection function has been described in this embodiment, the
また、半導体装置Ｔｒ１はワイドバンドギャップ半導体から形成されていても良い。ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドである。本実施の形態によれば、ワイドバンドギャップ半導体から形成された半導体装置Ｔｒ１が高温動作する場合にも、半導体装置Ｔｒ１を適切に保護できる。 Furthermore, the semiconductor device Tr1 may be formed from a wide bandgap semiconductor. The wide band gap semiconductor is silicon carbide, gallium nitride based material or diamond. According to this embodiment, even when the semiconductor device Tr1 formed from a wide bandgap semiconductor operates at high temperatures, the semiconductor device Tr1 can be appropriately protected.
これらの変形は、以下の実施の形態に係る検出回路について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る検出回路については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。 These modifications can be applied as appropriate to the detection circuits according to the following embodiments. Note that the detection circuit according to the following embodiment has many features in common with Embodiment 1, so the description will focus on the differences from Embodiment 1.
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る検出回路３００の構成を説明する図である。検出回路３００は、温度検出回路３１０、電流検出回路３２０、加算回路３３０、反転増幅回路３４０および微分回路３８０を備える。温度検出回路３１０、電流検出回路３２０の構成は、実施の形態１の温度検出回路１０、電流検出回路２０と同様である。電流検出回路３２０の出力は微分回路３８０に入力される。
Embodiment 2.
FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of
微分回路３８０は増幅器３８１を有する。増幅器３８１の一方の入力には、コンデンサＣ３１と抵抗Ｒ３７の直列回路を介して電流検出回路３２０の出力が接続される。増幅器３８１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ３８が接続される。増幅器３８１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ３が入力される。増幅器３８１の出力には、加算回路３３０が接続される。微分回路３８０は、電流検出回路３２０の出力を微分する。つまり微分回路３８０は、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変化量を検出する。
Differentiating
加算回路３３０と反転増幅回路３４０は、加算部を構成する。加算部は、温度検出回路３１０の出力電圧と、電流検出回路３２０の出力電圧と、微分回路３８０の出力電圧とを加算して、過熱検出回路５０に出力する。なお、図７では過熱検出回路５０とドライブ回路６０が省略されている。
加算回路３３０は、増幅器３３１を有する。増幅器３３１の一方の入力には、抵抗Ｒ３１を介して電流検出回路３２０の出力が接続される。また、増幅器３３１の一方の入力には、抵抗Ｒ３２を介して温度検出回路３１０の出力が接続される。さらに増幅器３３１の一方の入力には、抵抗Ｒ３３を介して微分回路３８０の出力が接続される。増幅器３３１の一方の入力と出力との間には、抵抗Ｒ３４が接続される。増幅器３３１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ１が入力される。加算回路３３０は、温度検出回路３１０の出力電圧と、電流検出回路３２０の出力電圧と、微分回路３８０の出力電圧とを加算する。
反転増幅回路３４０は増幅器３４１を有する。増幅器３４１の一方の入力には、抵抗Ｒ３５を介して加算回路３３０の出力が接続される。増幅器３４１の一方の入力と出力との間には抵抗Ｒ３６が接続される。増幅器３４１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ２が入力される。増幅器３４１の出力には、過熱検出回路５０が接続される。反転増幅回路３４０は、加算回路３３０の出力電圧を反転させる。
The inverting
図８は、半導体装置Ｔｒ１の温度および温度検出回路３１０の検出温度と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変化量との関係を示す図である。ここでは、半導体装置Ｔｒ１に流れる電流の変化量ΔＩ０がΔＩ１の時とΔＩ２の時について、半導体装置Ｔｒ１の温度Ａと温度検出回路３１０の検出温度Ｂが示されている。Ｉ１の傾きはＩ２の傾きよりも大きい。つまり、ΔＩ１＞ΔＩ２である。このとき、温度Ａ、Ｂの温度差は、ΔＩ０＝ΔＩ１の方が大きくなる。つまり、半導体装置Ｔｒ１に流れる電流の時間当たりの変化量ΔＩ０が大きいほど、半導体装置Ｔｒ１と温度検出回路１０の温度差が大きくなる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the temperature of the semiconductor device Tr1, the temperature detected by the
本実施の形態の過熱検出回路５０は、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧に、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流に応じた電圧と、その電流の変化量に応じた電圧とが加算された電圧に基づき、半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であるか否かを判別する。このため、温度検出回路１０の検出温度を、電流値および電流値の変化量に応じて補正できる。よって、半導体装置Ｔｒ１の温度と、過熱検出回路５０に入力される検出温度の差を小さくできる。従って、過熱保護の精度を向上できる。
The
また、温度検出回路３１０の出力電圧に加算する電圧値は、加算回路３３０内の抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４の比で調整できる。
Further, the voltage value added to the output voltage of the
図９は、実施の形態２の変形例に係る検出回路４００の構成を説明する図である。検出回路４００は、電流検出回路４２０、温度検出回路４１０、過熱検出回路４５０、ドライブ回路４６０および微分回路４８０を備える。電流検出回路４２０の出力電圧は温度検出回路４１０に入力される。また、電流検出回路４２０の出力は微分回路４８０で微分される。微分回路４８０の出力電圧は、温度検出回路４１０に入力される。
FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of a
温度検出回路４１０は、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流に応じた電圧と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変化量に応じた電圧とが加算された電圧を出力する。温度検出回路４１０の出力電圧は、過熱検出回路４５０に入力される。このように、電流検出回路４２０の出力電圧と、微分回路４８０の出力電圧を温度検出回路４１０内で加算しても良い。この場合、加算回路３３０および反転増幅回路３４０を省略できる。
The
実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る検出回路５００の構成を説明する図である。検出回路５００は、温度検出回路５１０、電流検出回路５２０、加算回路５３０、反転増幅回路５４０および微分回路５８０を備える。温度検出回路５１０、電流検出回路５２０、反転増幅回路５４０、微分回路５８０の構成は、実施の形態２の温度検出回路３１０、電流検出回路３２０、反転増幅回路３４０、微分回路３８０と同様である。
Embodiment 3.
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of a
加算回路５３０は増幅器５３１を有する。増幅器５３１の一方の入力には、抵抗Ｒ５１を介して温度検出回路５１０の出力が接続される。さらに増幅器５３１の一方の入力には、抵抗Ｒ５２を介して微分回路５８０の出力が接続される。増幅器５３１の一方の入力と出力との間には、抵抗Ｒ５３が接続される。増幅器５３１の他方の入力には電圧Ｒｅｆ１が入力される。加算回路５３０は、温度検出回路５１０の出力電圧と、微分回路５８０の出力電圧とを加算する。
本実施の形態では、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧に、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変化量に応じた電圧が加算された電圧に基づき、半導体装置Ｔｒ１が過熱状態であるか否かが判別される。このため、温度検出回路１０の検出温度を、電流値の変化量に応じて補正できる。従って、過熱保護の精度を向上できる。
In the present embodiment, it is determined whether or not the semiconductor device Tr1 is in an overheated state based on a voltage obtained by adding a voltage corresponding to the amount of change in the current flowing through the semiconductor device Tr1 to a voltage corresponding to the temperature of the semiconductor device Tr1. It is determined. Therefore, the temperature detected by the
また、温度検出回路５１０の出力電圧に加算する電圧値は、加算回路５３０内の抵抗Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３の比で調整できる。
Further, the voltage value added to the output voltage of the
図１１は、実施の形態３の変形例に係る検出回路６００の構成を説明する図である。検出回路６００は、電流検出回路６２０、温度検出回路６１０、過熱検出回路６５０、ドライブ回路６６０および微分回路６８０を備える。電流検出回路６２０の出力は微分回路６８０で微分される。微分回路６８０の出力電圧は、温度検出回路６１０に入力される。
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a
温度検出回路６１０は、半導体装置Ｔｒ１の温度に応じた電圧と、半導体装置Ｔｒ１を流れる電流の変化量に応じた電圧とが加算された電圧を出力する。温度検出回路６１０の出力電圧は、過熱検出回路６５０に入力される。このように、微分回路６８０の出力電圧は温度検出回路６１０内で加算しても良い。この場合、加算回路５３０および反転増幅回路５４０を省略できる。
The
なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。 Note that the technical features described in each embodiment may be used in combination as appropriate.
１０ 温度検出回路、１１ 増幅器、２０ 電流検出回路、２１ 増幅器、３０ 加算回路、３１ 増幅器、４０ 反転増幅回路、４１ 増幅器、５０ 過熱検出回路、６０ ドライブ回路、７０ 外部機器、１００、２００ 検出回路、２１０ 温度検出回路、２１１ 増幅器、２２０ 電流検出回路、２２１ 増幅器、２５０ 過熱検出回路、２５１ 増幅器、２６０ ドライブ回路、３００ 検出回路、３１０ 温度検出回路、３２０ 電流検出回路、３３０ 加算回路、３３１ 増幅器、３４０ 反転増幅回路、３４１ 増幅器、３８０ 微分回路、３８１ 増幅器、４００ 検出回路、４１０ 温度検出回路、４２０ 電流検出回路、４５０ 過熱検出回路、４６０ ドライブ回路、４８０ 微分回路、５００ 検出回路、５１０ 温度検出回路、５２０ 電流検出回路、５３０ 加算回路、５３１ 増幅器、５４０ 反転増幅回路、５８０ 微分回路、６００ 検出回路、６１０ 温度検出回路、６２０ 電流検出回路、６５０ 過熱検出回路、６６０ ドライブ回路、６８０ 微分回路、８００ 検出回路、８１０ 温度検出回路、８１１ 増幅器、８５０ 過熱検出回路、８５１ 増幅器、８６０ ドライブ回路、Ｃ３１ コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ８１、Ｄ８２ ダイオード、Ｒ１～Ｒ８、Ｒ２１～Ｒ２５、Ｒ３１～Ｒ３８、Ｒ５１～Ｒ５３、Ｒ８１～Ｒ８４ 抵抗、Ｒｓ 電流センス抵抗、Ｔｒ１ 半導体装置 10 temperature detection circuit, 11 amplifier, 20 current detection circuit, 21 amplifier, 30 addition circuit, 31 amplifier, 40 inverting amplifier circuit, 41 amplifier, 50 overheating detection circuit, 60 drive circuit, 70 external device, 100, 200 detection circuit, 210 temperature detection circuit, 211 amplifier, 220 current detection circuit, 221 amplifier, 250 overheating detection circuit, 251 amplifier, 260 drive circuit, 300 detection circuit, 310 temperature detection circuit, 320 current detection circuit, 330 addition circuit, 331 amplifier, 340 Inverting amplifier circuit, 341 amplifier, 380 differentiation circuit, 381 amplifier, 400 detection circuit, 410 temperature detection circuit, 420 current detection circuit, 450 overheating detection circuit, 460 drive circuit, 480 differentiation circuit, 500 detection circuit, 510 temperature detection circuit, 520 current detection circuit, 530 addition circuit, 531 amplifier, 540 inverting amplifier circuit, 580 differentiation circuit, 600 detection circuit, 610 temperature detection circuit, 620 current detection circuit, 650 overheat detection circuit, 660 drive circuit, 680 differentiation circuit, 800 detection Circuit, 810 Temperature detection circuit, 811 Amplifier, 850 Overheat detection circuit, 851 Amplifier, 860 Drive circuit, C31 Capacitor, D1, D21, D22, D81, D82 Diode, R1 to R8, R21 to R25, R31 to R38, R51 to R53, R81 to R84 Resistor, Rs Current sense resistor, Tr1 Semiconductor device
Claims (7)
前記半導体装置に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記電流の変化量を検出する微分回路と、
前記温度に応じた電圧に、少なくとも前記電流に応じた電圧と、前記変化量に応じた電圧と、が加算された電圧に基づき、前記半導体装置が過熱状態であるか否かを判別する過熱検出回路と、
を備えることを特徴とする検出回路。 a temperature detection circuit that detects the temperature of the semiconductor device;
a current detection circuit that detects a current flowing through the semiconductor device;
a differentiation circuit that detects the amount of change in the current;
Overheating detection for determining whether or not the semiconductor device is in an overheated state based on a voltage obtained by adding at least a voltage according to the current and a voltage according to the amount of change to the voltage according to the temperature . circuit and
A detection circuit comprising :
前記温度検出回路の出力電圧と、前記電流検出回路の出力電圧と、前記微分回路の出力電圧と、を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力電圧を反転させる反転増幅回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の検出回路。 The addition section is
an addition circuit that adds the output voltage of the temperature detection circuit, the output voltage of the current detection circuit, and the output voltage of the differentiation circuit;
an inverting amplifier circuit that inverts the output voltage of the adder circuit;
3. The detection circuit according to claim 2 , comprising:
前記温度検出回路は、前記温度に応じた電圧に、前記電流に応じた電圧と、前記変化量に応じた電圧と、が加算された電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の検出回路。 The output voltage of the current detection circuit and the output voltage of the differentiation circuit are input to the temperature detection circuit,
2. The temperature detection circuit outputs a voltage obtained by adding a voltage according to the temperature, a voltage according to the current, and a voltage according to the amount of change to the voltage according to the temperature. detection circuit.
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