控制系统及在其中使用的半导体元件技术方案

技术编号:6353540 阅读:207 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置、而且可用低成本地实现的控制系统以及在其中所使用的半导体元件。驱动电路(24-1、24-4)被设置在同一半导体芯片(1)的内部。多个驱动电路(24-1、24-4)分别包括:检测流到负载的电流、且按相同工艺被设置在半导体芯片(1)内的电流检测用分流电阻(Rs1、Rs4);按与电流检测用分流电阻相同的工艺被设置在半导体芯片(1)内的虚拟电阻(Rd),和外附在半导体芯片(1)上、且与虚拟电阻(Rd)连接的校正基准(2)。此外,修正装置(10)使用虚拟电阻(Rd)及校正基准(2)来修正流到电流检测用分流电阻(Rs1、Rs4)的电流值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对流到控制对象的电流进行控制的控制系统及在其中使用的半 导体元件,特别地,涉及一种适合具备对流到控制对象的电流进行检测的检测电阻的控制 系统及在其中使用的半导体元件。
技术介绍
遵循各种控制对象被电子控制,为了将电信号转换出机械运动或油压,而广泛使 用电动机和螺线管等电动传动器。为了高精度地控制这些电动传动器,必须进行高精度的 电流检测。在此,通过在IC芯片内内置电流检测电路来实现控制装置的小型化、低价格化。公知为了在IC芯片内内置电流检测电路,而在IC芯片内内置电流检测用电阻 (例如参照专利文献1、专利文献2)。通过这样的结构,能削减用于电流检测的外附部件、使 装置的小型化、低价化成为可能。专利文献1JP特开2003-203805号公报专利文献2JP特开2006-165100号公报但是,为了电流控制,无论是否要求符合成为控制目的的精度的电流检测精度,在 专利文献1、2所述的方式中,都存在电流检测精度低这样的问题。即,形成在IC芯片内的 电阻的值,如果伴随工艺的偏差导致的几十%的绝对误差而要减小绝对误差的话,则在工 艺管理、筛选、修剪上花费大的成本,其结果,抵消了内置于芯片内的成本面上的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置、且 可用低成本实现的控制系统及在其中使用的半导体元件。(1)为了实现所述目的,本专利技术提供一种控制系统,具有控制装置,其输出对流 到负载的电流进行控制的控制指令;以及驱动电路,其根据来自该控制装置的控制指令来 控制流到所述负载的电流;其特征在于,所述驱动电路具备有多个、且被设置在同一半导体 芯片内;所述多个驱动电路分别包括电流检测用分流电阻,其检测流到负载的电流、且按 相同的工艺被设置在所述半导体芯片内;虚拟电阻,其按与所述电流检测用分流电阻相同 的工艺被设置在所述半导体芯片内;校正基准,其外附在所述半导体芯片上、且与所述虚拟 电阻连接;以及修正装置,其使用所述虚拟电阻及所述校正基准,来修正流到所述电流检测 用分流电阻的电流值。根据这样的结构,可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置,并且能够以低 成本实现。(2)在上述(1)中,优选串联连接多个具有相同形状的多个电阻要素,构成所述虚 拟电阻。(3)在上述(2)中,优选并联连接多个所述电阻要素,构成所述电流检测用分流电 阻。(4)在上述(1)中,优选所述校正基准是校正用基准电阻或恒定电流源。(5)在上述(1)中,优选所述驱动电路包括输出驱动半导体元件和电流检测半导 体元件;所述输出驱动半导体元件和所述电流检测半导体元件的控制信号输入端子与所述 控制装置连接;所述输出驱动半导体元件和所述电流检测半导体元件的第一电流输入输出 端子彼此之间并联连接;所述电流检测半导体元件的第二电流输入输出端子与所述电流检 测用分流电阻的第一端子连接。(6)在上述(5)中,优选所述驱动电路具备运算放大电路;所述电流检测半导体元 件的第二电流输入输出端子与所述运算放大电路的负侧输入端子连接;所述输出驱动半导 体元件的第二电流输入输出端子与所述运算放大电路的正侧输入端子连接;所述电流检测 用分流电阻的第二端子与所述运算放大电路的输出端子连接。(7)在上述(6)中,优选所述运算放大电路包括第一运算放大器和第二运算放大 器;在所述第二运算放大器的正侧输入端子连接第一电容器,在负侧输入端子连接第二电 容器;在第一工作阶段中,所述第一运算放大器放大相对于基准电位的所述运算放大电路 的负侧输入端子的电位后,对所述第一电容器充电;在第二工作阶段中,所述第一运算放大 器放大正侧输入端子的电位后,对所述第二电容器充电;交替重复所述第一工作阶段和所 述第二工作阶段。(8)在上述(7)中,优选所述第一运算放大器的放大率比所述第二运算放大器的 放大率还大。(9)在上述(5)中,优选所述输出驱动半导体元件,被设置在上分支侧;包括在与 所述上分支串联连接的下分支侧设置的第二输出半导体元件。(10)在上述⑴中,优选所述修正装置包括系数计算器,其根据所述虚拟电阻的 两端电压Vd的转换结果即Vd*的值来确定系数K ;以及乘法器,其在所述电流检测用分流 电阻的两端电压上乘以由该系数计算器确定出的系数K。(11)在上述(1)中,优选所述修正装置包括A/D转换器,其将所述电流检测用分流 电阻的两端电压转换成数字信号;所述虚拟电阻的两端电压作为所述A/D转换器的基准电 压,输入到所述A/D转换器的Vref输入端子。(12)在上述(1)中,优选所述控制装置内置于所述半导体芯片中。(13)在上述(1)中,优选所述控制装置被设置在所述半导体芯片的外部。(14)此外,为了实现上述目的,专利技术提供一种半导体元件,应用于具有输出对流 到负载的电流进行控制的控制指令的控制装置、和根据来自该控制装置的控制指令来控制 流到所述负载的电流的驱动电路的控制系统;其特征在于,所述半导体元件包括多个所 述驱动电路,其被设置在该同一半导体芯片内;电流检测用分流电阻,其分别被设置在所述 多个驱动电路,检测流到负载的电流,且按相同的工艺被设置在所述半导体芯片内;虚拟电 阻,其按与所述电流检测用分流电阻相同的工艺被设置在所述半导体芯片内;连接端子,其 外附在所述半导体芯片上、且可连接与所述虚拟电阻连接的校正基准;以及修正装置,其使 用所述虚拟电阻及所述校正基准,来修正流到所述电流检测用分流电阻的电流值。根据这样的结构,可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置,并且能够以低 成本实现。(15)此外,为了实现上述目的,本专利技术在同一半导体芯片上按相同工艺至少形成2个电阻器,其特征在于,一方的第一电阻器具有与外部连接的装置;另一方的第二电阻器 与同一半导体芯片内的电路连接。根据这样的结构,可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置,并且能够以低 成本实现。(16)在上述(15)中,优选在同一半导体芯片上具有测量所述第一电阻器的值的 测量装置;和根据该测量装置的测量结果来修正所述第二电阻器的值的装置。(17)在使用了上述(15)的半导体元件的控制系统中,优选在同一半导体芯片上 具有测量所述第一电阻器的值的测量装置;和根据该测量装置的测量结果来修正所述第 二电阻器的值的装置。(18)在上述(15)中,优选所述第一电阻器经由与外部连接的装置连接在外部的 校正基准上。(19)在上述(18)中,优选所述校正基准是电阻器、或恒定电压源、或恒定电流源。(20)在上述(15)中,优选所述第二电阻器是电流检测用分流电阻、或对输入电压 进行分压的分压电阻、或确定放大器的增益的反馈电阻。(专利技术效果)根据本专利技术,可在单芯片的LSI中内置高精度电流检测装置,并且能够以低成本 实现。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的控制系统的结构的框图。图2是表示在本专利技术第一实施方式的控制系统中使用的电流检测用分流检测电 阻的误差的修正装置的结构的框图。图3是在本专利技术第一实施方式的控制系统中使用的半导体芯片的布局图。图4是用于说明在本专利技术第一实施方式的控制系统中使用的半导体芯片的布线 导线的影响的电路图。图5是在本专利技术第一实施方式的控制系统中使用的半导体芯片的电流检测用分 流电阻和虚拟电阻的布局图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统,具有:控制装置,其输出对流到负载的电流进行控制的控制指令;以及驱动电路,其根据来自该控制装置的控制指令来控制流到所述负载的电流;其特征在于,所述驱动电路具备有多个、且被设置在同一半导体芯片内;所述多个驱动电路分别包括:电流检测用分流电阻,其检测流到负载的电流、且按相同的工艺被设置在所述半导体芯片内;虚拟电阻,其按与所述电流检测用分流电阻相同的工艺被设置在所述半导体芯片内;校正基准,其外附在所述半导体芯片上、且与所述虚拟电阻连接;以及修正装置,其使用所述虚拟电阻及所述校正基准,来修正流到所述电流检测用分流电阻的电流值。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:金川信康广津铁平田边至宫冈修一大浦亮一
申请(专利权)人:日立汽车系统株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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