稳压器用半导体集成电路制造技术

本发明专利技术提供一种稳压器用半导体集成电路，其能够高精度检测与输出端子相连接的负载的开路或短路这样的异常。该稳压器用半导体集成电路设置有：第一晶体管以及第二晶体管，其流过与电压控制用晶体管的电流成缩小比例的电流；第一外部端子，其用于连接将第一晶体管中流过的电流变换为电压的电流‑电压变换元件；第一电压比较电路，其将电流‑电压变换元件变换后的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第二电压比较电路，其将对第二晶体管中流过电流进行变换后的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第一输出端子，其向外部输出第一电压比较电路的比较结果；第二输出端子，其向外部输出第二电压比较电路的比较结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有效用于半导体集成电路(稳压器用IC)的技术，该半导体集成电路用于构成直流电源装置，并且还构成对直流电压进行变换的例如串联稳压器那样的稳压器。
技术介绍
作为对在直流电压输入端子和输出端子之间设置的晶体管进行控制来输出期望电位的直流电压的电源装置，具有串联稳压器(以下简称为稳压器)。作为这样的稳压器的用途，具有用于向汽车的导航装置或ETC装置、音响装置、天线装置等车载电子设备供给直流电源的电源装置(车载用稳压器)。在车载用稳压器中，一般通过连接器将汽车导航等车载电子设备连接到稳压器。因此，有时由于车体的振动造成连接器脱开从而电源的输出端子成为开路，或者有时在作为负载的电子设备内部发生短路。因此，寻求在车载用稳压器中检测这样的异常状态的功能。另外，还寻求防止在连接GPS或VICS(注册商标)、无线电广播等的接收天线时流过过剩的电流从而导致主体装置损坏的功能。因此，例如如图5所示，提出了在稳压器的输入端子侧设置电流检测用电阻(感应电阻R1)，经由该感应电阻供给来自电池的直流电压，并且设置控制用微型计算机，向微型计算机输入感应电阻的端子电压，微型计算机能够通过软件处理来检测稳压器的输出端子的开路以及短路(专利文献1)。另外，还提出了以下的专利技术：经由感应电阻向稳压器的输入端子供给来自电池的直流电压，并且设置具有对感应电阻的端子间电压进行放大的放大器和将该放大器的输出与基准电压进行比较的比较器的过电流保护电路，在输出端子短路时使过电流保护电路动作，控制输出电压控制用晶体管来限制电流，防止过电流(专利文献2)。在专利文献1记载的专利技术中，通过微型计算机来判定稳压器的输出端子的开路以及短路，因此存在微型计算机的负担增大的课题。另外，在专利文献1和专利文件2记载的任何一个专利技术中，在稳压器的输入端子设置感应电阻，将向输出端子流动的电流变换为电压，检测与输出端子相连接的负载的开路以及短路。因此，在感应电阻中产生多余的电力损失。另外，为了减少感应电阻中的电力损失，考虑将检测电阻设定为1Ω这样小的值，但是此时，在将开路检测的电流值例如设定为10mA，将短路检测的电流值例如设定为200mA这样的值时，检测电压分别为10mV、200mV。在此，在使比较检测到的电压与参照电压的比较器的输入失调电压为±1mV时，相对于短路异常检测的精度为±0.5％，开路异常检测的精度也达到±10％，存在检测精度恶化的课题。专利文献1：日本特开2012-93296号公报专利文献2：日本特开2015-5171号公报
技术实现思路
本专利技术着眼于上述那样的课题，其目的在于，在构成串联稳压器那样的直流电源装置的半导体集成电路(稳压器用IC)中，能够高精度地检测与输出端子相连接的负载的开路、短路这样的异常。本专利技术的另一目的在于，提供一种稳压器用半导体集成电路(稳压器用IC)，其能够根据所使用的系统，任意地设定用于检测与输出端子相连接的负载的开路、短路这样的异常的电流值。为了达成上述目的，本专利技术是一种稳压器用半导体集成电路，其具备在输入直流电压的电压输入端子和输出端子之间连接的电压控制用晶体管、对应于输出的反馈电压来控制所述电压控制用晶体管的控制电路，该稳压器用半导体集成电路还具备：第一晶体管以及第二晶体管，其与所述电压控制用晶体管并联设置，流过与所述电压控制用晶体管中流过的电流成缩小比例的电流；第一外部端子，其用于连接将所述第一晶体管中流过的电流变换为电压的电流-电压变换元件；第一电压比较电路，其将所述电流-电压变换元件变换后的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第二电压比较电路，其将对所述第二晶体管中流过的电流进行变换而得到的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第一输出端子，其向外部输出所述第一电压比较电路的比较结果；以及第二输出端子，其向外部输出所述第二电压比较电路的比较结果，当在所述第一晶体管中流过了比预先设定的开路异常检测电流值大的电流时所述第一电压比较电路的输出反转，当在所述第二晶体管中流过了比预先设定的短路异常检测电流值大的电流时所述第二电压比较电路的输出反转。通过具有上述那样结构的稳压器用半导体集成电路，根据与电压控制用晶体管中流过的电流成比例的电流，即不使用检测输出电流的感应电阻地，检测与输出端子相连接的负载的开路、短路的异常，因此与在输入端子设置低电阻的感应电阻的方式相比，能够高精度检测开路异常。另外，在稳压器用半导体集成电路中，判定负载的开路或短路来向外部输出检测信号，因此能够减轻用于控制系统的微型计算机那样的控制装置(CPU)的负担。并且，由于具备外部端子来连接将与电压控制用晶体管中流过的电流成比例的电流变换为电压的元件(电阻)，因此能够与系统对应地任意且高精度地设定成为异常(开路)判断基准的电流值。在此，优选具备热关断电路，其检测形成该半导体集成电路的半导体基板的温度，当半导体基板的温度上升到预先设定的预定温度以上时，通过所述控制电路关断所述电压控制用晶体管，能够将进行了该热关断电路的输出与所述第二电压比较电路的输出之间的逻辑加法而得到的信号作为短路异常检测信号从所述第二输出端子输出。通过这样的结构，因为将进行了热关断电路的输出与第二电压比较电路的输出之间的逻辑加法而得到的信号作为短路异常检测信号从第二输出端子输出，因此能够避免以下情况：产生不断重复检测和解除短路的动作，从而在检测信号中呈现多个检测脉冲。另外，优选具备延迟电路，其延迟所述第一电压比较电路和所述第二电压比较电路的输出中的至少第二电压比较电路的输出，能够将进行了所述第二电压比较电路的输出信号与通过所述延迟电路进行了延迟的信号之间的逻辑乘法而得到的信号，作为短路异常检测信号从所述第二输出端子输出。由此，能够避免由于在动作开始时向与输出端子连接的电容器流入浪涌电流，错误地输出短路异常检测信号的情况。并且，优选具备第二外部端子，其用于连接将所述第二晶体管中流过的电流变换为电压的电流-电压变换元件，所述第二电压比较电路将通过与所述第二外部端子连接的电流-电压变换元件变换后的电压与预定的比较电压进行比较。通过这样的结构，能够对应于系统，任意且高精度地设定成为短路异常的判断基准的电流值。另外，优选具备限流电路，其用于限制输出电流以便不流过预定的电流值以上的输出电流，该限流电路根据所述第二电压比较电路的输出，在输出电流成为预定的电流值以上时，限制在所述电压控制用晶体管中流过的电流。通过采用该结构，通过限流电路和检测短路异常的电路来兼作用于生成监视电流的晶体管(电流镜晶体管)或一部分电路(比较器等)，因此能够减少构成电路的元件数量。另外，因为能够减少连接电流-电压变换元件的外部端子数量，所以能够减小芯片尺寸。通过本专利技术，在构成串联稳压器那样的直流电源装置的半导体集成电路(稳压器用IC)中，能够高精度地检测与输出端子连接的负载的开路或短路这样的异常。另外，具有以下的效果：能够实现一种稳压器用IC，该稳压器用IC能够与应用的系统对应地，任意设定用于检测与输出端子连接的负载的开路或短路这样的异常的电流值。附图说明图1是表示应用了本专利技术的串联稳压器IC的一个实施方式的电路结构图。图2是表示图1的实施方式的稳压器的各部的电压变化的时序图。图3是表示图1的实施方式的稳压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳压器用半导体集成电路，其具备在输入直流电压的电压输入端子和输出端子之间连接的电压控制用晶体管、对应于输出的反馈电压来控制所述电压控制用晶体管的控制电路，该稳压器用半导体集成电路的特征在于，具备：第一晶体管以及第二晶体管，其与所述电压控制用晶体管并联地设置，流过与所述电压控制用晶体管中流过的电流成缩小比例的电流；第一外部端子，其用于连接将所述第一晶体管中流过的电流变换为电压的电流‑电压变换元件；第一电压比较电路，其将由所述电流‑电压变换元件变换后的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第二电压比较电路，其将对所述第二晶体管中流过的电流进行变换而得到的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第一输出端子，其向外部输出所述第一电压比较电路的比较结果；以及第二输出端子，其向外部输出所述第二电压比较电路的比较结果，构成为当在所述第一晶体管中流过了比预先设定的开路异常检测电流值大的电流时所述第一电压比较电路的输出反转，当在所述第二晶体管中流过了比预先设定的短路异常检测电流值大的电流时所述第二电压比较电路的输出反转。

【技术特征摘要】
2015.08.24 JP 2015-1645961.一种稳压器用半导体集成电路，其具备在输入直流电压的电压输入端子和输出端子之间连接的电压控制用晶体管、对应于输出的反馈电压来控制所述电压控制用晶体管的控制电路，该稳压器用半导体集成电路的特征在于，具备：第一晶体管以及第二晶体管，其与所述电压控制用晶体管并联地设置，流过与所述电压控制用晶体管中流过的电流成缩小比例的电流；第一外部端子，其用于连接将所述第一晶体管中流过的电流变换为电压的电流-电压变换元件；第一电压比较电路，其将由所述电流-电压变换元件变换后的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第二电压比较电路，其将对所述第二晶体管中流过的电流进行变换而得到的电压与预定的比较电压进行比较来判定大小；第一输出端子，其向外部输出所述第一电压比较电路的比较结果；以及第二输出端子，其向外部输出所述第二电压比较电路的比较结果，构成为当在所述第一晶体管中流过了比预先设定的开路异常检测电流值大的电流时所述第一电压比较电路的输出反转，当在所述第二晶体管中流过了比预先设定的短路异常检测电流值大的电流时所述第二电压比较电路的输出反转。2.根据权利要求1所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，具备热关断电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高野阳一，牧慎一朗，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP