过电流保护电路、电机驱动电路以及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术，提供一种能够防止在电流值检测电阻短路时功率晶体管中流过过电流，来继续功率晶体管的驱动动作的可靠性高的电机驱动器电路或半导体装置。本发明专利技术的半导体电路，具备：电流输出的功率晶体管；第１输出电流检测电路；以及电流限制电路，在功率晶体管的输出电流达到规定值时，通过根据来自输出电流检测电路的第１检测信号，使功率晶体管的输出电流在规定期间停止，从而限制输出电流，该半导体电路中的过电流保护电路具有：输出电流检测晶体管，其与功率晶体管电流镜连接；以及，第２输出电流检测电路，其根据输出电流达到超过规定值的给定值时的输出电流检测晶体管的输出电流，产生第２检测信号，并且根据第２检测信号使电流限制电路工作，来使功率晶体管的输出电流在规定期间停止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过电流保护电路、电机驱动电路以及半导体装置
本专利技术涉及过电流保护电路、电机驱动电路以及半导体装置，详细地来说，涉及在单极(半波)驱动的步进电机驱动器中，防止输出电流检测用电阻短路时过电流流过功率晶体管，并能够继续功率晶体管的驱动动作的过电流保护电路。
技术介绍
单极驱动的步进电机驱动器(脉冲模式驱动器)，通过用一相驱动、一相—两相驱动或者两相驱动等将电机的定子侧依次励磁，来使突起形状的转子旋转给定的旋转角。流过用于励磁各个定子的驱动电流的驱动器，分别与各相对应着设置有功率晶体管(输出段晶体管)，该功率晶体管被对与电源线连接且卷绕在定子上的线圈(励磁线圈)串联。该各相对应设置的功率晶体管，通过被在给定的时刻导通/截止(ON/OFF)，从而定子被依次励磁，驱动步进电机。某相的功率晶体管导通后，因由该相的励磁线圈的电感和功率晶体管等的阻抗决定的给定时间常数的过渡现象，导通期间的驱动电流不断增加。为了将该增加量限制在给定值之内，通过使功率晶体管导通后在给定期间后截止，来控制为功率晶体管中不会流有过电流。因此，功率晶体管被脉冲驱动，各相被ON/OFF的“H”(高电平)、“L”(低电平)的逻辑值脉冲斩波。作为这种脉冲驱动控制之一，公知有用定时电路设定导通期间来进行控制的斩波(chopper)控制的三相电机驱动器及其IGBT功率晶体管的保护电路(专利文献1)。如该专利文献1(特开平11-112313号)所示，这种驱动器的过电流-->保护电路，由检测输出电流的电流检测电路和停止功率晶体管的驱动的过电流检测电路构成。电流检测电路，通常与功率晶体管串联设置。过电流检测电路，根据在输出段功率晶体管的输出电流值为给定值以上的过电流时所得到的来自电流检测电路的检测信号动作，来限制输出电流值。用于上述过电流检测(或者限制输出电流)的电流检测电路，与功率晶体管串联设置有1Ω以下的小电阻，是最简单的电路。但是，在该电流值检测电阻短路时，过电流保护电路(或电流限制电路)不起作用。因此，存在功率晶体管会被破坏的问题。此外，除了电流值检测电阻短路的情况，在电流检测电路中发生不产生电流检测信号的故障时，同样过电流保护电路也不起作用。专利文献1：特开平11-112313号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种能在电流值检测电阻短路时防止功率晶体管中流过过电流，并继续功率晶体管的驱动动作的过电流保护电路、电机驱动电路或者半导体装置。本专利技术的另一目的在于，提供一种能在电流值检测电阻短路时防止功率晶体管中流过过电流，并能继续功率晶体管的驱动动作的可靠性高的电机驱动电路或半导体装置。本专利技术的再另一目的在于，提供一种过电流保护电路、电机驱动电路或者半导体装置，除了电流值检测电阻短路时，在输出电流检测用电路发生故障时，也能防止过电流流过功率晶体管，并继续功率晶体管的驱动动作。为了达到上述目的，本专利技术的过电流保护电路、电机驱动电路或者半导体装置的结构如下，是半导体电路中的过电流保护电路，具备：电流输出的功率晶体管；第1输出电流检测电路；以及电流限制电路，其在功率晶体管的输出电流达到规定值时，根据来自输出电流检测电路的第1检测信号，使功率晶体管的输出电流在规定期间停止，从而限制输出电流，所述过电流保护电路具有：输出电流检测晶体管，其与功率晶体管电流镜连接；-->第2输出电流检测电路，其根据输出电流达到超过规定值的给定值时的输出电流检测晶体管的输出电流，产生第2检测信号，根据第2检测信号，使电流限制电路工作，来使功率晶体管的输出电流在规定期间停止。专利技术效果总之，由于输出电流检测电路的输出电流值检测电阻，通常采用1Ω以下的电阻阻值小的电阻，因此即使该电阻短路变为0Ω(电阻的端子电压为零电压)，除了过电流保护电路或电流限制电路不起作用这点之外，对驱动电路全体的动作几乎没有影响。因这种故障导致的驱动电路无效是不能容忍的。而且，输出电流检测电阻通常为外置电阻，因此这种故障比较多。因此，在本专利技术中，除了输出电流检测电路外，设置有与功率晶体管电流镜连接的输出电流检测晶体管，来使电流限制电路工作并以其他的电路路径进行过电流保护，且使用已存在的电流限制电路。由此，用于斩波控制的电流限制电路、和过电流保护电路这两个系统，构成两段保护电路。特别是如电机驱动电路那样，励磁线圈被与功率晶体管串联连接，输出电流检测电路是与功率晶体管串联的电阻时，该电阻即使短路，端子电压为零(或者即使输出电流检测电路发生故障而电阻的端子电压接近零电压)，本专利技术中，如上述的结构构成两个系统的保护电路。因此，即使继续使用设置有本专利技术的过电流保护电路的电机驱动器IC，也能照常使用，且能够防止过电流，因此不会破坏功率晶体管。由此，即使在这种故障中，也能够防止电机驱动电路瘫痪。这里的规定值，对应的不是过电流保护，而是对电机驱动电路进行斩波驱动时限制电流值的设计值。从这一点来看，过电流保护电路，原本是为了防止IC的破坏而设置，而这里，将该过电流保护电路的动作设定为接近于电流限制电路，在电流限制电路侧的动作不能实施时，作为电流限制电路工作。因此，超过此时的规定值的给定值，被设定为即使功率晶体管继续电机驱动动作也不会产生问题的范围内。例如这里，为比进行电流限制的电流值高5％～10％左右的范围。-->由于电机驱动的功率晶体管的规定值，与通常的功率晶体管的电路的驱动同样，设定为对长时间驱动中的界限值具有裕量来限制电流的设计值，因此将电机驱动电路的输出电流设定为高5％～10％左右的范围也几乎不会产生问题。其结果，能够提供一种即使在输出电流值检测电阻短路时，再有即使输出电流检测用的电路发生故障时，也能防止过电流流过输出段的功率晶体管，能够继续功率晶体管的驱动动作的过电流保护电路。还有，能够容易地实现可靠性高的电机驱动电路以及半导体装置。附图说明图1是应用本专利技术的过电流保护电路的一个实施例的单极驱动的步进电机驱动器的框图。图2是其驱动时序图。图3是本专利技术的另一实施例的说明图。图中：1a、1b、1c、1d-单相驱动电路；2a、2b、2c、2d-输出端子；3、4-N沟道MOSFET功率晶体管；5-电流限制电路；5a-比较器；6-过电流检测电路；6a-电流镜电路；7-斩波脉冲发生电路；8-OFF定时电路；9-相励磁信号生成电路；10-步进电机驱动器IC；11a、11b、11c、11d-励磁线圈；12-电源；R0、Rs、电阻R1～R3-电阻；Q1～Q3-双极晶体管；D-续流二极管。具体实施方式图1是应用本专利技术的过电流保护电路的一个实施例的单极驱动的步进电机驱动器的框图，图2是其驱动时序图，图3是本专利技术的另一实施例的说明图。在图1中，10中，励磁线圈是四个单极驱动的步进电机驱动器IC。其中，设有单相驱动电路1a、1b、1c、1d，各个输出端子2a、2b、2c、2d分别与步进电机11的励磁线圈11a、11b、11c、11d连接。这些励磁线圈11a、11b、11c、11d，与电源(电池)12的电源线13连接，通过该线接受电力供给。另外，在各励磁线圈11a、11b、11c、11d-->中，分别并联连接有续流二极管D。此外，电源12，经端子2e将电力提供给IC内部的稳压器电路(REG)2，经REG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过电流保护电路，是半导体电路中的过电流保护电路，具备：电流输出的功率晶体管；第１输出电流检测电路；以及电流限制电路，其在所述功率晶体管的输出电流达到规定值时，根据来自所述输出电流检测电路的第１检测信号，使所述功率晶体管的所述输出电流在规定期间停止，从而限制所述输出电流，所述过电流保护电路具有：输出电流检测晶体管，其与所述功率晶体管电流镜连接；第２输出电流检测电路，其根据所述输出电流达到超过所述规定值的给定值时的所述输出电流检测晶体管的输出电流，产生第２检测 信号，根据所述第２检测信号，使所述电流限制电路工作，来使所述功率晶体管的所述输出电流在规定期间停止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-12-26 432778/20031、一种过电流保护电路，是半导体电路中的过电流保护电路，具备：电流输出的功率晶体管；第1输出电流检测电路；以及电流限制电路，其在所述功率晶体管的输出电流达到规定值时，根据来自所述输出电流检测电路的第1检测信号，使所述功率晶体管的所述输出电流在规定期间停止，从而限制所述输出电流，所述过电流保护电路具有：输出电流检测晶体管，其与所述功率晶体管电流镜连接；第2输出电流检测电路，其根据所述输出电流达到超过所述规定值的给定值时的所述输出电流检测晶体管的输出电流，产生第2检测信号，根据所述第2检测信号，使所述电流限制电路工作，来使所述功率晶体管的所述输出电流在规定期间停止。2、根据权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述半导体电路，是IC化的电机驱动电路，给定值被设定在即使所述功率晶体管继续驱动电机的动作也不会产生问题的范围内。3、根据权利要求2所述的过电流保护电路，其特征在于，所述给定值，具有比所述规定值的电流值高5％～10％左右的范围，所述输出电流检测电路，具有被经由所述IC的规定端子外置的第1电阻，并将在该第1电阻上产生的端子电压作为所述第1检测信号。4、根据权利要求3所述的过电流保护电路，其特征在于，所述电流限制电路具有比较器，该比较器对所述第1电阻中产生的端子电压、与给定的基准电压进行比较，根据该比较结果产生用于使所述输出电流在所述给定期间停止的输出信号，并且在接收所述第2检测信号时，对根据所述第2检测信号产生的电压信号、与所述给定的基准电压进行比较，根据该比较结果产生所述输出信号。5、根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：大尾光明，柳岛大辉，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]