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公開番号2024020809
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-15
出願番号2022123275
出願日2022-08-02
発明の名称過熱保護回路
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人i.PARTNERS特許事務所
主分類G05F 1/56 20060101AFI20240207BHJP(制御;調整)
要約【課題】過熱検出温度を可変する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、一つの実施形態によれば、過熱保護回路は、基準電圧発生回路、定電流源、第2電圧発生部、出力電流検出回路、遮断制御部を含む。出力電流検出回路は、出力部で発生する出力電流に比例し、第1電流から第2電流を減算した第3電流を発生し、出力電流が増加すると第3電流に基づいて第2電流を減少させる。遮断制御部は、第1電圧と第2電圧を比較し、第1電圧が第2電圧よりも大きなときに出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する。過熱検出温度は第2電圧が低下するほど下がり、出力電流が増加するほど過熱検出温度の検出を速める。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一定な電圧である第１電圧を発生する基準電圧発生回路と、
一定な電流である第１電流を発生する定電流源と、
接地電位側に第２電流を流し、前記第２電流が増加すると増加する第２電圧を発生する第２電圧発生部と、
出力部で発生する出力電流に比例し、前記第１電流から前記第２電流を減算した第３電流を発生し、前記出力電流が増加すると前記第３電流に基づいて前記第２電流を減少させる出力電流検出回路と、
前記第１電圧と前記第２電圧を比較し、前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きなときに前記出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
を具備し、
過熱検出温度は前記第２電圧が低下するほど下がり、
前記出力電流が増加するほど過熱検出温度の検出を速める
ことを特徴とする過熱保護回路。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第２電圧発生部は、コレクタがベースに接地されるＮＰＮトランジスタである
ことを特徴とする請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項３】
前記第２電圧発生部は、直列接続される第１抵抗とコレクタがベースに接地されるＮＰＮトランジスタから構成され、前記第１抵抗の一端側で前記第２電圧を発生し、前記第１抵抗の他端側から前記ＮＰＮトランジスタに前記第２電流を流す
ことを特徴とする請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項４】
前記遮断制御部は、コンパレータと遮断トランジスタから構成され、
コンパレータは、前記第１電圧が入力側のマイナス（―）ポートに入力され、前記第２電圧が入力側のプラス（＋）ポートに入力され、前記１電圧と前記第２電圧を比較する
遮断トランジスタは、前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きなときに前記コンパレータから出力される信号に基づいて、前記出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の過熱保護回路。
【請求項５】
前記第３電流は、カレントミラー回路を用いて生成される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の過熱保護回路。
【請求項６】
一定な電圧である第１電圧を発生する基準電圧発生回路と、
一定な電流である第１電流を発生する定電流源と、
接地電位側に第２電流を流し、前記第２電流が増加すると増加する第２電圧を発生する第２電圧発生部と、
出力部で発生する出力電流に比例した第３電流を発生し、前記第３電流を用いて前記第１電圧を前記出力電流に比例する第３電圧に変換する出力電流検出回路と、
前記第３電圧と前記第２電圧を比較し、前記第３電圧が前記第２電圧よりも大きなときに前記出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
を具備し、
過熱検出温度は前記第３電圧が増加するほど下がり、
前記出力電流が増加するほど過熱検出温度の検出を速める
ことを特徴とする過熱保護回路。
【請求項７】
一定な電圧である第１電圧を温度上昇に伴って値をステップ状に増加させる基準電圧発生回路と、
一定な電流である第１電流を発生する定電流源と、
接地電位側に第２電流を流し、前記第２電流が増加すると増加する第２電圧を発生する第２電圧発生部と、
出力部で発生する出力電流に比例し、前記第１電流から前記第２電流を減算した第３電流を発生し、前記出力電流が増加すると前記第３電流に基づいて前記第２電流を減少させる出力電流検出回路と、
前記第１電圧と前記第２電圧を比較し、前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きなときに前記出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
前記出力電流が増加したときに、過熱検出温度と復帰温度の間のヒステリシス幅を増大させるヒステリシス発生部と、
を具備し、
過熱検出温度は前記第２電圧が低下するほど下がり、
前記出力電流が増加するほど過熱検出温度の検出を速める
ことを特徴とする過熱保護回路。
【請求項８】
前記出力部は、出力パワートランジスタ、出力ドライバ、ハイサイドスイッチ、ローサイドスイッチ、レギュレータ、プロセッサ、ＣＰＵのいずれか１つに適用される
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の過熱保護回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、過熱保護回路に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路、半導体モジュールなどは、動作時に熱を大量に発生する。動作時での熱により半導体集積回路、半導体モジュールなどが所定温度以上になると劣化や破壊が発生するので、過熱保護回路が必要となる。
【０００３】
過熱保護回路は、通常、外部環境、使用条件によらず一定な温度での過熱温度検出、過熱保護動作を実行する。
【０００４】
半導体集積回路、半導体モジュールの高出力化、高集積度化、高システム化などの進展に伴い、過熱保護回路に過熱検出温度、過熱保護動作を可変させる機能が強く要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平０６－３３２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、過熱検出温度を可変することができる過熱保護回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施形態によれば、過熱保護回路は、基準電圧発生回路、定電流源、第２電圧発生部、出力電流検出回路、遮断制御部を含む。基準電圧発生回路は、一定な電圧である第１電圧を発生する。定電流源は、一定な電流である第１電流を発生する。第２電圧発生部は、接地電位側に第２電流を流し、第２電流が増加すると増加する第２電圧を発生する。出力電流検出回路は、出力部で発生する出力電流に比例し、第１電流から第２電流を減算した第３電流を発生し、出力電流が増加すると第３電流に基づいて第２電流を減少させる。遮断制御部は、第１電圧と第２電圧を比較し、第１電圧が第２電圧よりも大きなときに出力電流の発生を遮断する遮断制御信号を生成する。過熱検出温度は第２電圧が低下するほど下がり、出力電流が増加するほど過熱検出温度の検出を速める。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態に係る過熱保護回路を示す回路図である。
第１の実施形態に係る出力電流（Ｉｏｕｔ１）に対する第１電流（Ｉ１）、第２電流（Ｉ２）、第３電流（Ｉ３）の変化を示す図である。
第１の実施形態に係る第２電流（Ｉ２）に対する第２電圧（Ｖｂ）の変化を示す図である。
第１の実施形態に係る第２電圧（Ｖｂ０、Ｖｂｍ、Ｖｂｎ）に対する過熱検出温度（Ｔｄｅｔ０、Ｔｄｅｔｍ、Ｔｄｅｔｎ）の関係を示す図である。
比較例の過熱保護回路を示す回路図である。
第２の実施形態に係る過熱保護回路を示す回路図である。
第３の実施形態に係る過熱保護回路を示す回路図である。
第４の実施形態に係る過熱保護回路を示す回路図である。
第４の実施形態に係る出力電流（Ｉｏｕｔ１）に対する第１電圧（Ｖａ）、第３電圧（Ｖａｃ）の変化を示す図である。
第４の実施形態に係る第３電圧(Ｖａｃ０、Ｖａｃｍ、Ｖａｃｎ)、第２電圧（Ｖｂ）に対する過熱検出温度（Ｔｄｅｔ０、Ｔｄｅｔｍ、Ｔｄｅｔｎ）の関係を示す図である。
第５の実施形態に係る過熱保護回路を示す回路図である。
第５の実施形態に係る過熱保護回路の動作を示すタイミングチャート。
【０００９】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る過熱保護回路について、図面を参照して説明する。図１は過熱保護回路を示す回路図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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