ＭＯＳＦＥＴの電流判定装置
【課題】ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に追随して高精度で電流レベル判定を行う。
【解決手段】ＭＯＳＦＥＴ１に一体に感温素子４が設けられ、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓと温度検出信号Ｖｆを検出する。電圧Ｖｄｓは電圧検出部６に入力され、感温素子４の電圧Ｖｆは第１および第２の補正回路８、９に入力される。ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎの温度特性を第１および第２の温度領域のそれぞれに対応した近似直線で近似し、傾きを変えるように補正回路８、９で演算処理する。予め設定された判定電流値をＲｏｎの温度特性を考慮して判定電圧生成部１１で判定電流に相当する判定電圧Ｖｄｓｒｅｆを生成する。これにより、比較器１３で判定電流以上の電流がＭＯＳＦＥＴ１に流れたか否かを精度よく判定できる。
【解決手段】ＭＯＳＦＥＴ１に一体に感温素子４が設けられ、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓと温度検出信号Ｖｆを検出する。電圧Ｖｄｓは電圧検出部６に入力され、感温素子４の電圧Ｖｆは第１および第２の補正回路８、９に入力される。ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎの温度特性を第１および第２の温度領域のそれぞれに対応した近似直線で近似し、傾きを変えるように補正回路８、９で演算処理する。予め設定された判定電流値をＲｏｎの温度特性を考慮して判定電圧生成部１１で判定電流に相当する判定電圧Ｖｄｓｒｅｆを生成する。これにより、比較器１３で判定電流以上の電流がＭＯＳＦＥＴ１に流れたか否かを精度よく判定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流のレベルを判定するＭＯＳＦＥＴの電流判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流を検出する方法として、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を検出抵抗と見立て、そのドレイン／ソース間電圧により電流を検出する方式が一般的である。
この方法は電流値を推測することは可能であるが、ＭＯＳＦＥＴの温度が変動するとオン抵抗が変化し、これは検出抵抗自体が変化することを意味するため、実際の電流値と異なる検出をしてしまい、検出精度の高精度化が難しいという課題がある。
【０００３】
そこで従来では、例えば特許文献１に示されるように、オン抵抗が温度に応じてほぼ直線に変化することを利用して駆動中のＭＯＳＦＥＴの温度情報から、オン抵抗値を直線近似にて予想して補正することが考えられている。これにより、温度変動に因らず電流検出精度を高くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような構成のものでは、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が広い使用温度範囲で直線性を有していない場合に、検出誤差が大きくなる不具合があり、この結果精度良くＭＯＳＦＥＴの電流レベルを判定することができない場合が生ずるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に追随して高精度で電流レベルの判定を行うことができるようにしたＭＯＳＦＥＴの電流判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流を判定するための構成として、ドレイン／ソース電流にＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を乗じた電圧であるドレイン／ソース間電圧を電圧検出手段により検出し、判定手段により判定電流値に相当する判定電圧と比較することで判定するものであり、このときの判定電圧を、オン抵抗がＭＯＳＦＥＴの温度に応じて変動するのを考慮して、感温素子および判定電圧設定手段により補正するようにしている。
【０００８】
この場合、判定電圧設定手段により、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分してそれぞれの温度領域で近似直線を当てはめた近似オン抵抗を設定し、感温素子による温度検出電圧をそのときの温度に対応する近似オン抵抗値に対応するように補正し、近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成することで、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が一本の直線近似から外れる領域についてもこれに追随できるようになり、精度の高い判定を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定する構成とした。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項２の発明において、判定電圧設定手段を、第１の補正回路、第２の補正回路、判定電圧生成回路から構成した。第１の補正回路により、感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する。第２の補正回路により、感温素子の温度検出電圧が基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する。判定電圧生成回路により、第１の補正回路による基準近似オン抵抗値を、第２の補正回路からの補正用の切換信号の有無に応じてＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された近似直線のレベルに沿うように補正して得た近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成する。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１１】
請求項４に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、判定電圧設定手段により、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定する構成とした。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れる曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１２】
請求項５に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項４の発明において、判定電圧設定手段を、第１の補正回路、第２の補正回路、判定電圧生成回路から構成した。第１の補正回路により、感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する。第２の補正回路により、感温素子の温度検出電圧が基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する。判定電圧生成回路により、第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、第２の補正回路からの補正用の切換信号の有無に応じてＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された近似直線の傾きに沿うように補正して得た近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成する。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１３】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、Ａ／Ｄ変換部を備えている。Ａ／Ｄ変換部は、電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧および感温素子の温度検出電圧を入力してデジタル信号に変換する。判定電圧設定手段は、温度検出電圧のデジタル信号をそのときの温度に対応する近似オン抵抗値に対応するように補正し、近似オン抵抗値に基づいて判定電圧のデジタル信号を生成する。そして、判定手段は、ドレイン／ソース間電圧のデジタル信号と判定電圧のデジタル信号とを比較してＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定する。
このように、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間電圧をデジタル処理をすることで、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が線形でない領域についてもこれに追随できるようになり、精度の高い判定を行うことができる。
【００１４】
請求項７に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項６の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定する構成とした。これにより、請求項２または３と同様に、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１５】
請求項８に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項６の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定する構成とした。これにより、請求項４または５と同様に、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１６】
請求項９に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、絶対値補正情報記憶手段を備えている。絶対値補正情報記憶手段には、所定の温度における近似オン抵抗の値が、その所定の温度におけるＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値に一致するように近似直線を補正するための絶対値補正情報が記憶される。そして、判定電圧設定手段は、絶対値補正情報記憶手段に記憶された絶対値補正情報を用いて近似直線を補正する。これにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に合致した近似直線を用いて判定電圧が生成されるため、使用するＭＯＳＦＥＴの特性についての個体差に関係なく、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１７】
請求項１０に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、傾き補正情報記憶手段を備えている。傾き補正情報記憶手段には、所定の温度領域における近似オン抵抗の近似直線の傾きが、その所定の温度領域におけるＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値の傾きに一致するように近似直線を補正するための傾き補正情報が記憶される。そして、判定電圧設定手段は、傾き補正情報記憶手段に記憶された傾き補正情報を用いて近似直線を補正する。これにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に合致した近似直線を用いて判定電圧が生成されるため、使用するＭＯＳＦＥＴの特性についての個体差に関係なく、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１８】
請求項１１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、判定手段により判定する電流のレベルとして過電流を検出するレベルに設定した。これにより、負荷に過電流が流れたときに広い温度範囲において適正な判定電圧で過電流の判定動作を行うことができる。
【００１９】
請求項１２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、感温素子を、ＭＯＳＦＥＴの近傍に配置されたダイオードにより構成し、ダイオードの順方向電圧を温度検出電圧としているので、ＭＯＳＦＥＴの温度変動をダイオードのｐｎ接合の順方向電圧の温度特性を利用して正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態におけるブロック構成図
【図２】第１の実施形態におけるオン抵抗の温度特性と近似直線の説明図
【図３】第１の実施形態における電気的構成図
【図４】絶対値補正および傾き補正を行う前後の近似直線を示す図
【図５】絶対値補正を行う前後の近似直線を示す図
【図６】第２の実施形態におけるオン抵抗の温度特性と近似直線の説明図
【図７】第２の実施形態における電気的構成図
【図８】第３の実施形態におけるブロック構成図
【図９】第３の実施形態におけるＣＰＵの機能ブロック構成図
【図１０】第３の実施形態におけるＣＰＵの異なる機能ブロック構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、過電流検出装置に適用した場合の第１の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１はブロック構成を示す図で、検出対象となるＮチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴ（以下単にＭＯＳＦＥＴと称す）１は、駆動回路２からゲートに駆動信号が与えられると、ドレイン端子Ｄに接続された電源ＶＤＤからソース端子Ｓを介して負荷３に給電するもので、負荷３に対してハイサイドの通電をする構成である。ＭＯＳＦＥＴ１には、パッケージ内に温度を検出する感温素子４が一体に配設されており、ＭＯＳＦＥＴ１の温度に相当する温度検出電圧Ｖｆを出力する。
【００２２】
判定回路部５（電流判定装置に相当）は、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓを検出する電圧検出部６（電圧検出手段に相当）と、判定電圧設定部７（判定電圧設定手段に相当）と、比較器１３と、記憶部４１とを備えている。電圧検出部６は、ＭＯＳＦＥＴ１のドレインおよびソースの各端子から端子間電圧Ｖｄｓが入力される。このドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓは、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄにオン抵抗Ｒｏｎを乗じた値に相当する。したがって、オン抵抗Ｒｏｎが分かれば逆算して電流Ｉｄを検出することができる。
【００２３】
この場合、オン抵抗Ｒｏｎは、ＭＯＳＦＥＴ１の温度によって変動する特性を有しており、図２中破線で示すように、高温側の第１温度領域では傾きが大きく、境界温度Ｔｘ付近から低温側の第２温度領域になると、第１温度領域での直線性から外れて傾きが小さくなり、全体として曲線特性を有する。このような温度依存性を有するオン抵抗Ｒｏｎは、温度Ｔの関数としてＲｏｎ（Ｔ）として表すことができる。
【００２４】
例えば、車載機器などにおいては、使用環境の温度範囲が広く、−４０℃〜１５０℃の範囲で動作が精度良く行われることが要求される場合がある。そして、このような広い温度範囲では、上記したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）も直線的な変化特性とはならず、図２に示したような特性となるため、一本の直線で近似した条件で対応した場合には、使用温度条件によっては特性からずれることがあり、精度の高い判定動作ができなくなるのである。
【００２５】
判定電圧設定部７は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）に基づいて判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成するもので、第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０および判定電圧生成部１１から構成される。また、電流基準値生成部１０および判定電圧生成部１１により判定電圧生成回路１２が構成されている。
【００２６】
第１の補正回路８は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）に基づいて判定電流値である電流基準値Ｉｓｒｅｆ（Ｔ）を生成するための補正処理を行う。ここでは、図２に示すＭＯＳＦＥＴ１のＲｏｎ（Ｔ）の温度特性に沿うようにするために、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を、温度がＴｘ以上の第１の温度領域において傾きが近い第１近似直線（基準近似直線に相当）に沿うように変換して補正した近似オン抵抗Ｒｏｎ（Ｖｆ）に相当するデータを生成する。尚、この近似オン抵抗Ｒｏｎ（Ｖｆ）に相当するデータ（基準近似オン抵抗値に相当）は、電流基準値生成部１０において電流基準値Ｉｓｒｅｆ（Ｔ）として生成される。
【００２７】
第２の補正回路９は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値が、ＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔが第１温度領域および第２温度領域のいずれの温度に相当しているかを示す切換信号Ｓｃを出力するもので、具体的には、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値から、ＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔが領域の切り換わりの温度Ｔｘ（変曲点）以上であるか未満であるかを判定して温度領域に対応した切換信号Ｓｃを電流基準値生成部１０に出力する。
【００２８】
電流基準値生成部１０は、過電流検出のための判定電流に相当する電流基準値Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）を生成して設定する回路である。過電流を判定するための電流基準値Ｉｄｒｅｆの値そのものは、温度に無関係なものであるから、定数として設定されるべきものであるが、これにオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を乗じて得られる判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）は、オン抵抗Ｒｏｎの温度特性を含んだ値となる。ここで、前述したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を、
Ｒｏｎ（Ｔ）＝Ｋ（Ｔ）×Ｒｏｎ …（１）
Ｒｏｎ；所定温度におけるオン抵抗値
Ｋ（Ｔ）；Ｒｏｎの温度係数
と考え、Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）の要素を電流基準値Ｉｄｒｅｆに含めた値として、Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）と考えると、判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の関係から、次式が成り立つ。
【００２９】
Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）＝Ｉｄｒｅｆ×Ｒｏｎ（Ｔ）
＝Ｉｄｒｅｆ×Ｋ（Ｔ）×Ｒｏｎ
＝Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）×Ｒｏｎ …（２）
Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）；温度特性を考慮した判定電流値
Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）＝Ｉｄｒｅｆ×Ｋ（Ｔ） …（３）
また、Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）は、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）との関係から、前述した第１の補正回路８および第２の補正回路９においてＶｆ（Ｔ）の関数として表すことができるから、これによって、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を設定することができる。判定電圧生成部１１においては、この関係を用いて判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成している。
【００３０】
また、電流基準値生成部１０では、第２の補正回路９からの切換信号Ｓｃに応じてオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の傾きを補正する処理を行って、オン抵抗Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）を演算して求め、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の演算に反映させるようにしている。具体的には、電流基準値生成部１０は、第１温度領域に対応した切換信号Ｓｃが与えられると、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の傾きが第１近似直線に沿う傾きとなるような温度係数Ｋ（Ｔ）を演算により求める。また、電流基準値生成部１０は、第２温度領域に対応した切換信号Ｓｃが与えられると、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の傾きが第２近似直線に沿う傾きとなるような温度係数Ｋ（Ｔ）を演算により求める。
【００３１】
判定手段としての比較器１３は、電圧検出部６からＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓの信号が入力されるとともに、判定電圧生成部１１から判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の信号が入力される。そして、比較器１３は、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓが判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を超えるか否かにより、ＭＯＳＦＥＴ１に過電流が流れているか否かを判断した判定出力として過電流検出信号Ｓｐを出力する。
【００３２】
記憶部４１（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当）は、例えばＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリにより構成されている。記憶部４１には、使用するＭＯＳＦＥＴ１の平均的な特性（オン抵抗の温度特性など）に基づいて予め設定された第１近似直線および第２近似直線を表すデータが記憶されている。判定電圧設定部７は、記憶部４１に記憶された上記データに基づいて、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成している。ただし、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１は、通常、個体毎に特性が僅かに異なる。このような個体差が存在するため、記憶部４１に記憶された平均的な第１近似直線および第２近似直線のデータをそのまま用いたのでは、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗の温度特性に合致した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）が、必ずしも生成されるとは限らない。
【００３３】
このような事情から、記憶部４１には、平均的な特性に基づいて予め設定された第１近似直線および第２近似直線を、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に合致したものに補正するための絶対値補正情報および傾き補正情報が記憶されている。これらの補正情報は、製造工程において、ＭＯＳＦＥＴ１の特性やその他の構成要素の特性などを考慮し、以下のように設定される。本実施形態では、第１近似直線を補正するための上記各補正情報を記憶しておき、第２近似直線については、補正後の第１近似直線に合わせて補正するようにしている。なお、上記各補正情報として、第１近似直線および第２近似直線のそれぞれに対する補正情報を記憶するようにしてもよい。
【００３４】
すなわち、製造工程にて、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔａおよび温度Ｔａよりも高い温度Ｔｂにおけるオン抵抗値ａ１、ｂ１を測定する（図４参照）。温度Ｔａ、Ｔｂとしては、図４に示すように、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性Ｒｏｎ（Ｔ）の変曲点よりも高い値であればよい。なお、ここでは、温度Ｔｂ＞温度Ｔａという関係になっているが、温度Ｔｂ＜温度Ｔａという関係であってもよい。続いて、測定した温度Ｔａ、Ｔｂにおけるオン抵抗値ａ１、ｂ１から、実際のオン抵抗の温度特性Ｒｏｎ（Ｔ）の傾きを求める。そして、平均的な第１近似直線（図４に二点鎖線で示す）の傾きを、求めた実際の傾きに一致させるための傾き補正情報を記憶部４１に記憶する。
【００３５】
また、平均的な第１近似直線の傾きを実際の傾きに一致するように補正した後の近似直線を表すデータ（図４に一点鎖線で示す）の温度Ｔｂにおける値ｂ２と、測定した温度Ｔｂにおけるオン抵抗値ｂ１との差分を求める。そして、求めた差分を、絶対値補正情報として記憶部４１に記憶する。平均的な第１近似直線を表すデータを、傾き補正情報に基づいて傾きを補正するとともに、この差分だけシフトすることにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に一層合致した第１近似直線（図４に実線で示す）が得られることになる。
【００３６】
なお、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度特性と、予め設定される平均的な各近似直線との間で、傾きのずれがあまりないと考えられる場合には、傾きについての補正を省略することも可能である。そのような場合には、以下のような手順となる（図５参照）。すなわち、製造工程にて、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔａにおけるオン抵抗値ａ１を測定する。続いて、測定した温度Ｔａにおけるオン抵抗値ａ１と、平均的な第１近似直線を表すデータ（図５に一点鎖線で示す）の温度Ｔａにおける値ａ２との差分を求める。そして、求めた差分を、絶対値補正情報として記憶部４１に記憶する。平均的な第１近似直線を表すデータを、この差分だけシフトすることにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に合致した第１近似直線（図５に実線で示す）が得られることになる。
【００３７】
上記のような構成により、負荷３に流れる電流を、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄを電圧Ｖｄｓとして検出し、一方で、過電流を判定するための電流基準値としてＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎを考慮し、判定電圧設定部７により、ＭＯＳＦＥＴ１の温度を検知する感温素子４の温度検出電圧Ｖｆから演算により求めて設定した判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）と比較する構成とした。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１が広い温度範囲でオン抵抗Ｒｏｎが温度によって変動する場合でも、過電流を正確に判定することができる。
【００３８】
次に、図３を参照して、上記図１の具体的回路構成について説明する。
Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１は、パッケージ内に感温素子４としての感温用ダイオード群４ａ（ダイオードに相当）がＭＯＳＦＥＴ１の温度により順方向電圧Ｖｆが変化するように設けられている。ここでは、温度による感度を考慮して例えば４個の感温用ダイオードが直列に接続された感温用ダイオード群４ａを構成しているが、感温用ダイオードは３個以下でも良いし、５個以上でも良いし、必要に応じた個数を設けることができる。
【００３９】
集積回路の内部に設けられる電源回路１４は、電源端子ＶＤＤから給電端子＋Ｂを介して給電され、所定電圧として例えば５Ｖの電圧ＶＲＥＧの直流電圧を生成して内部に給電する。また、参照電圧生成部１５は、電源回路１４からの電圧ＶＲＥＧを降圧して例えば０．５Ｖの参照電圧ＶＲＥＦを生成する。定電流回路１６は、端子ＶＡを介して感温用ダイオード群４ａのアノード端子側に一定の電流を流すための定電流源である。
【００４０】
電圧検出部６において、オペアンプ１７は、２つの入力端子間に端子ＶＤおよびＶＳを介してＭＯＳＦＥＴ１のドレイン、ソースが接続されている。
第１の補正回路８は、入力端子ＶＡ、ＶＫを介して感温用ダイオード群４ａのアノード端子およびカソード端子が接続され、感温用ダイオード群４ａの順方向電圧が温度検出電圧Ｖｆとして入力される。オペアンプ１８は、非反転入力端子に抵抗Ｒ１ａを介して端子ＶＡが接続され、抵抗Ｒ２ａを介してアースされている。また、オペアンプ１８は、反転入力端子に抵抗Ｒ１ｂを介して参照電圧生成部１５の参照電圧ＶＲＥＦが与えられ、抵抗Ｒ２ｂを介してｐｎｐトランジスタ１９のエミッタに接続される。オペアンプ１８は、出力端子がｐｎｐトランジスタ１９のベースに接続されている。上記した抵抗Ｒ１ａおよびＲ１ｂは、同じ抵抗値Ｒ１であり、抵抗Ｒ２ａおよびＲ２ｂは、同じ抵抗値Ｒ２に設定されている。また、これらの抵抗値Ｒ１およびＲ２は、可変であり、後述するように、製造工程においてＭＯＳＦＥＴ１の特性や他の特性を考慮して設定される。
【００４１】
第２の補正回路９において、オペアンプ２０は、反転入力端子に端子ＶＡが接続され、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆが入力される。参照電圧生成部１５の出力端子とアースとの間に接続された抵抗Ｒ５、Ｒ６の分圧回路の分圧点Ｓには、切換電圧Ｖｘが発生するように設定されている。オペアンプ２０は、非反転入力端子に分圧点Ｓが接続され、切換電圧Ｖｘが入力される。
【００４２】
電流基準値生成部１０は、電源回路１４の出力端子から抵抗Ｒ３ａおよび抵抗Ｒ３ｂを直列に接続してｐｎｐトランジスタ１９のエミッタに接続されている。また、抵抗Ｒ３ｂの両端子間にはｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２１のソース／ドレインが接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２１のゲートはオペアンプ２０の出力端子が接続されている。オペアンプ２０がロウレベルの信号を出力するとＭＯＳＦＥＴ２１はオンして抵抗Ｒ３ｂを短絡させた状態となる。電流基準値生成部１０は、ＭＯＳＦＥＴ２１がオフのときには抵抗Ｒ３ａおよびＲ３ｂの合成抵抗Ｒ３により、ＭＯＳＦＥＴ２１がオンのときには抵抗Ｒ３ａにより電流基準値を生成する。
【００４３】
判定電圧生成部１１は、ｐｎｐトランジスタ１９のコレクタとアースとの間に接続された抵抗Ｒ４により構成される。判定電圧生成部１１は、抵抗Ｒ４に流れるｐｎｐトランジスタ１９のコレクタ電流により判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成する。
上記した抵抗値Ｒ３ａ、Ｒ３ｂおよびＲ４についても、可変であり、後述するように、製造工程においてＭＯＳＦＥＴ１の特性や他の特性を考慮して設定される。
比較器１３は、オペアンプ１７の出力端子からＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓが入力されるとともに、判定電圧生成部１１により生成された判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）が入力され、その判定出力を過電流検出信号Ｓｐとして出力する。
【００４４】
次に、上記構成の作用について説明する。
上記構成の動作に先立って、上記した構成のうちで判定電圧値を設定するための抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４について、適切な抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４が設定される。ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）や感温用ダイオード群４ａの温度特性は、製造ばらつきや個々の素子のばらつきあるいはパッケージなどのばらつきなどによって異なることがあり、これらに対応して温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）から判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を精度良く設定する必要がある。すなわち、この抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の設定が、前述した第１近似直線および第２近似直線の補正に相当している。
【００４５】
抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４は、いずれも次のような構成になっている。すなわち、図示は省略しているが、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４のそれぞれに対し、各抵抗を部分的に短絡可能なＭＯＳＦＥＴが設けられている。そして、上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフ状態に応じて各抵抗値を所望の値に設定（調整）することが可能になっている。上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフは、記憶部４１に記憶されている絶対値補正情報および傾き補正情報に基づいて決定される。この場合、上記した全ての抵抗について調整する必要は無く、後述する式（４）により決まる判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の設定に必要な抵抗の抵抗値を調整することで設定することができる。
【００４６】
なお、上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフが、チップの外部に導出された外部端子の設定（端子への印加電圧のＨ／Ｌレベル固定など）に基づいて決定される構成でもよい。その場合、前述したように製造工程において求められる絶対値補正情報および傾き補正情報にしたがって、外部端子への印加電圧設定を行えばよい。このような構成の場合、外部端子の設定が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００４７】
また、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の設定は、上記した電気的なトリミングによるものに限られない。すなわち、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４は、抵抗値を調整するためのＭＯＳＦＥＴを備えるものに限らずともよく、トリミング可能な構成でもよい。その場合、製造工程において、例えばレーザトリミングなどのトリミング処理を行って適切な抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を設定すればよい。このような構成の場合、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４に対するトリミング処理が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００４８】
まず、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流すなわち負荷３に流れる電流Ｉｄは、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎを乗じたドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓとして電圧検出部６のオペアンプ１７に入力される。このとき、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗ＲｏｎはＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔに応じて図２に示したように変化するので、温度Ｔの関数Ｒｏｎ（Ｔ）として表すことができる。
【００４９】
ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄをドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓとして検出し、この電圧Ｖｄｓを、比較器１３において過電流を判定するための判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）と比較する。この時、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の設定は、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）により生成される。前述のように、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の値を第１近似直線および第２近似直線により近似して温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を変換してＶｄｓｒｅｆ（Ｔ）に近似した判定電圧としてＶｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を求める。上記した第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１の回路構成により、次の式（４）のように判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を得ることができる。
【００５０】
Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）≒Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））
＝Ｒ４／Ｒ３｛ＶＲＥＧ−Ｒ２／Ｒ１（Ｖｆ（Ｔ）−ＶＲＥＦ）｝ …（４）
この場合、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値が、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の特性と傾きの傾向が反対になるのを基準となる電源電圧ＶＲＥＧから差をとることで調整し、傾きおよび絶対値のシフト量を各抵抗値Ｒ１〜Ｒ４により調整している。
【００５１】
また、式（４）中で、抵抗Ｒ３の値は、第２の補正回路９が出力する切換信号Ｓｃによる切り換えで、次式の条件で切り換えられる。
Ｖｆ（Ｔ）≧Ｖｆ（Ｔｘ）（Ｔ≦Ｔｘ）のとき、
Ｒ３＝Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ …（５ａ）
Ｖｆ（Ｔ）＜Ｖｆ（Ｔｘ）（Ｔ＞Ｔｘ）のとき、
Ｒ３＝Ｒ３ａ …（５ｂ）
この場合、ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘ以上の温度であるときには、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）が、切換電圧Ｖｘの値から温度上昇と共に低下していくので、オペアンプ２０はハイレベルの切換信号Ｓｃを出力する。この状態では、ＭＯＳＦＥＴ２１はオフ状態となっており、電流基準値生成部１０の抵抗値Ｒ３は、式（５ａ）に示したように、抵抗Ｒ３ａとＲ３ｂの直列の合成抵抗値となる。
【００５２】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘよりも低下すると、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）が切換電圧Ｖｘを下回るようになるので、オペアンプ２０はロウレベルの切換信号Ｓｃを出力する。この状態では、ＭＯＳＦＥＴ２１はオン状態となり、抵抗Ｒ３ｂを短絡状態とするので、電流基準値生成部１０の抵抗値Ｒ３は、式（５ｂ）に示したように、上記した場合よりも低い抵抗値の抵抗Ｒ３ａに切り換わる。
【００５３】
この結果、温度検出電圧Ｖｆの値に応じて、切換電圧Ｖｘを境界として第１近似直線と第２近似直線のそれぞれの傾きθ１、θ２に沿うように切り換り、図２に示したように、オン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の変化に追随して判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができるようになる。
従って、比較器１３においては、温度変動が広い範囲で発生する使用環境においても、ＭＯＳＦＥＴ１に流れる電流Ｉｄに相当するドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓにより、高い精度で過電流を判定することができるようになる。
【００５４】
上記した実施形態によれば、感温用ダイオード群４ａを感温素子として用い、この端子電圧を温度検出電圧Ｖｆとし、これを第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１により判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することで、過電流を判定するための電流値をＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔの変動に追随したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を考慮したものとすることができ、過電流を高精度で判定することができる。
【００５５】
また、感温素子として感温用ダイオード群４ａを設ける構成を採用しているので、ＭＯＳＦＥＴ１にダイオードを作り込む工程を採用する既存のプロセスで実施できるので、新たなプロセス設計を伴わずに製造することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６及び図７は本発明の第２の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。この第２の実施形態においては、第２の補正回路９による切換の方式を変更している。すなわち、この実施形態においては、図６に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性に対して、第１温度領域では第１の実施形態と同様にして第１近似直線を当てはめ、温度Ｔｘ以下の第２温度領域では第１近似直線の傾きをそのままとして絶対値を大きくシフトさせた第２近似直線を設定している。
【００５７】
この場合、第２近似直線の切片の大きさ（シフト量）は、第２温度領域の低い側の温度において第２近似直線が交差するように設定している。これは、次の理由による。すなわち、一本の近似直線でオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の合わせ込みをする場合に、使用頻度が高い高温側である第１温度領域側で傾きと切片を合わせると、低温側である第２温度領域側で判定電圧値が低く設定されてしまうことで、実際にはドレイン／ソース間電流Ｉｄが小さいにもかかわらず過電流と判定してしまうケースが発生する。そこで、この実施形態では、近似直線の傾きを同じままとする代わりに、第２温度領域側で切片を変えて設定することで、低温側において少ない電流Ｉｄで過電流の判定をしてしまうことを防止するものである。これによって、使用頻度の高い第１温度領域側において精度の高い判定動作を確保し、且つ、使用頻度が低い第２温度領域側においても誤判定の発生を抑制することができるようにしたものである。
【００５８】
次に、図７を参照して、具体的回路の構成で第１の実施形態と異なる部分について説明する。
第１の実施形態における電流基準値生成部１０に代えて、抵抗Ｒ３ｂを除いた構成の電流基準値生成部１０ａが設けられている。また、抵抗Ｒ３ｂを短絡させるためのＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２１に代えて、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２２および定電流回路２３が設けられている。ＭＯＳＦＥＴ２２は、ソース端子が定電流回路２３に接続され、ドレイン端子がｐｎｐ型トランジスタ１９のコレクタに接続され、ゲート端子がオペアンプ２０の出力端子に接続されている。また、この実施形態においては、抵抗Ｒ３の抵抗値Ｒ３は、第１の実施形態における抵抗Ｒ３ａおよびＲ３ｂの抵抗値を合成した抵抗値Ｒ３に相当するように設定される。
【００５９】
次に、上記構成の作用について説明する。ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘ以上の第１温度領域にある状態では、第１の実施形態と同様にして、式（４）にしたがった条件で、第１近似直線に沿うように温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））に変換する。
【００６０】
また、ＭＯＳＦＥＴ１の温度がＴｘを下回る第２温度領域に入ると、感温用ダイオード群４ａの順方向電圧である温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）のレベルが大きくなり、比較電圧である切換電圧Ｖｘを超えるようになる。すると、第２の補正回路９のオペアンプ２０の出力がロウレベルに反転するのでＭＯＳＦＥＴ２２はオンし、定電流回路２３から抵抗Ｒ４に所定電流が加算した状態で流れるようになる。これにより、比較器１３の比較入力である判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））は、定電流回路２３からの電流が抵抗Ｒ４に流れて発生する電圧成分に相当する分が加算され、図６に示したような第２近似直線に沿うように判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））が設定されることになる。
【００６１】
従って、比較器１３においては、温度変動が広い範囲で発生する使用環境においても、ＭＯＳＦＥＴ１に流れる電流Ｉｄに相当するドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓにより、高い精度で過電流を判定することができ、使用頻度が低い第２温度領域においては誤判定を低減したものとすることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図８、９は本発明の第３の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なるところは、信号処理をデジタル処理にする構成としたところである。すなわち、図８に示すように、感温素子４（４ａ）を備えたＭＯＳＦＥＴ１に対して、電流判定装置としての判定回路部５ａを、２個のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２４、２５（Ａ／Ｄ変換部に相当）と、ＣＰＵ２６とから構成している。
ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧ＶｄｓはＡＤＣ２４に入力されデジタル信号に変換したＶｄｓ情報としてＣＰＵ２６に入力される。感温素子４の温度検出電圧ＶｆはＡＤＣ２５に入力されデジタル信号に変換した温度情報としてＣＰＵ２６に入力される。
【００６３】
図９はＣＰＵ２６における処理過程を、ブロック構成として示したものである。この図９において、温度情報は演算部２７に入力され、加算器２８および乗算器２９により第１の実施形態における式（４）に対応した演算処理がおこなわれる。
ここで、電気トリミング処理が行われる。これは、抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４に対応する抵抗値の設定に代えて、演算式である式（４）の各抵抗値の値をデータとしてメモリ補正部３０に記憶させている。この抵抗値のデータを演算処理に際して読み出して各ＭＯＳＦＥＴ１に対応したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の近似を第１および第２の近似直線によって近似させることができる。すなわち、本実施形態では、メモリ補正部３０が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００６４】
このようにして演算部２７により判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を算出して比較器３１（判定手段に相当）においてＶｄｓ情報であるＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓのデータとの比較を行い、ＭＯＳＦＥＴ１に過電流が流れているか否かを判定して判定出力を得ることができる。
以上のように、第１の実施形態に相当する処理構成をデジタル信号処理で実施する構成としたので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態を示すもので、第３の実施形態と異なるところは、ＣＰＵ２６内のブロック構成において、演算部２７に代えてテーブル部３２を設ける構成としたところである。これは、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）のデジタル信号である温度情報が入力されると、予め対応する判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））に相当する演算結果のデータをテーブルとしてメモリ内に持つようにしたものである。この場合においても、基本的な演算部分を対応するテーブルとして記憶し、電気トリミング処理ではこれを補正するためのデータをメモリ補正部３０に記憶させる構成である。
【００６６】
このような構成によっても、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、この実施形態においては、テーブル部３２によりデータを変換するテーブルを記憶保持するので、データの記憶容量によって変換の精度が決まる。このため、メモリのデータ記憶容量を大きくとれる構成の場合には、演算処理を少なくした迅速な判定処理が可能となる。
【００６７】
（他の実施形態）
本発明は上記し、又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
上記各実施形態においては、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性を２本の近似直線により近似して判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定するようにしているが、さらに精度を高めることを目的として近似直線を３本以上設定する構成とすることもできる。
この場合に、第１の実施形態においては、第２の補正回路９による切換電圧Ｖｘを切り換えの段数に対応して切換電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、…のように設定し、それぞれの切換電圧になったときに対応する切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…を出力する構成とする。また、電流基準値生成部１０においては、複数の切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…のそれぞれに対応してオンオフするＭＯＳＦＥＴを設けるとともに、抵抗Ｒ３ａに直列に抵抗Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ、…などを設ける構成とし、低温領域に移行する度に順次抵抗Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ、…を短絡状態とすることで各近似直線に沿うように変換した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができる。
【００６８】
また、第２の実施形態においては、近似直線を３本以上設定する構成として、第２の補正回路９の構成は上記と同様に構成して、切換電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、…のように設定し、それぞれの切換電圧になったときに対応する切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…を出力する構成とする。また、電流基準値生成部１０においては、複数の切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…のそれぞれに対応してオンオフするＭＯＳＦＥＴをトランジスタ１９のコレクタに並列に設け、各ＭＯＳＦＥＴがオンする毎に定電流源から所定電流を流す構成とし、低温領域に移行する度に順次加算する電流が増大させることで各近似直線に沿うように変換した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができる。
【００６９】
抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を設定することによる近似直線の傾きや切片の設定は、過電流判定の条件に沿うようにオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）よりも大きい側に合わせるか、小さい側に合わせるかあるいは平均的になるように合わせるかを選択的に設定することができる。
感温素子４として、４個の感温用ダイオードを直列に接続した感温用ダイオード群４ａを用いたが、個数は適宜に設定することができる。また、ダイオードの順方向電圧を利用することに代えて、例えばツェナーダイオードのツェナー電圧の温度依存特性を利用して温度検出電圧としても良い。さらに、感温用ダイオードに代えて、例えば、ＭＯＳＦＥＴ１と別の感温用のＭＯＳＦＥＴを一体に設ける構成とし、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性と類似するオン抵抗Ｒｏｎｒｅｆ（Ｔ）の変動をモニタすることで判定用電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を設定することができる。
【００７０】
第３の実施形態では、２個のＡＤＣ２４、２５を用いる構成としているが、１個のＡＤＣのみを設ける構成とし、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓ（Ｔ）と感温素子４の温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）との入力を時分割で切換入力する構成として処理する構成を採用することもできる。
また、第３の実施形態では、判定回路部５ａをＡＤＣとＣＰＵを別々の構成で示したが、内部にＡＤＣやメモリなどを一体に備えたマイコンなどにより構成することもできる。
また、本発明は、判定電圧を補正することで検出電圧Ｖｄｓ（Ｔ）を判定する構成としているが、同様の考え方を用いて、検出電圧Ｖｄｓ（Ｔ）を、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性を考慮した補正をすることで、電流値Ｉｄを計算する構成としても良い。この場合には、直接電流を検出する構成とすることができる。また、比較すべき判定電圧あるいは判定電流の値を予め決めたレベルに設定する構成とすることができる。
【００７１】
第１の実施形態および第２の実施形態では、具体的な回路構成として、第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１をオペアンプなどを用いて構成したが、回路構成はこれに限らず、他の回路素子や回路構成を用いることができる。また、アナログ的な信号処理回路の構成としているが、これらをデジタル信号の処理回路として構成することもできる。
【００７２】
本実施形態では、トリミング処理として、レーザトリミング法、および電気トリミング法を示したが、他にツェナーザップ法を用いることができる。この場合、ＭＯＳＦＥＴ１と判定回路部５とが同一チップに構成される場合には、レーザトリミングやツェナーザップトリミングを行うことができる。また、ＭＯＳＦＥＴ１と判定回路部５とが別々に設けられる構成では、上記方法が難しいので、電気トリミング法を採用することができる。
【００７３】
上記実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に過電流が流れたことを検出する過電流検出装置に適用したため、判定手段により判定する電流のレベルが過電流を検出するレベルに設定されていたが、これに限らずともよい。すなわち、判定手段により判定する電流のレベルは任意の値に設定することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
図面中、１はＭＯＳＦＥＴ（ＦＥＴ）、３は負荷、４は感温素子、４ａは感温用ダイオード群（ダイオード）、５，５ａは判定回路部（電流判定装置）、６は電圧検出部（電圧検出手段）、７は判定電圧設定部（判定電圧設定手段）、８は第１の補正回路、９は第２の補正回路、１０は電流基準値生成部、１１は判定電圧生成部、１２は判定電圧生成回路、１３、３１は比較器（判定手段）、２４，２５はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換部）、３０はメモリ補正部（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段）、４１は記憶部（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流のレベルを判定するＭＯＳＦＥＴの電流判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流を検出する方法として、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を検出抵抗と見立て、そのドレイン／ソース間電圧により電流を検出する方式が一般的である。
この方法は電流値を推測することは可能であるが、ＭＯＳＦＥＴの温度が変動するとオン抵抗が変化し、これは検出抵抗自体が変化することを意味するため、実際の電流値と異なる検出をしてしまい、検出精度の高精度化が難しいという課題がある。
【０００３】
そこで従来では、例えば特許文献１に示されるように、オン抵抗が温度に応じてほぼ直線に変化することを利用して駆動中のＭＯＳＦＥＴの温度情報から、オン抵抗値を直線近似にて予想して補正することが考えられている。これにより、温度変動に因らず電流検出精度を高くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような構成のものでは、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が広い使用温度範囲で直線性を有していない場合に、検出誤差が大きくなる不具合があり、この結果精度良くＭＯＳＦＥＴの電流レベルを判定することができない場合が生ずるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に追随して高精度で電流レベルの判定を行うことができるようにしたＭＯＳＦＥＴの電流判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間に流れる電流を判定するための構成として、ドレイン／ソース電流にＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を乗じた電圧であるドレイン／ソース間電圧を電圧検出手段により検出し、判定手段により判定電流値に相当する判定電圧と比較することで判定するものであり、このときの判定電圧を、オン抵抗がＭＯＳＦＥＴの温度に応じて変動するのを考慮して、感温素子および判定電圧設定手段により補正するようにしている。
【０００８】
この場合、判定電圧設定手段により、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分してそれぞれの温度領域で近似直線を当てはめた近似オン抵抗を設定し、感温素子による温度検出電圧をそのときの温度に対応する近似オン抵抗値に対応するように補正し、近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成することで、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が一本の直線近似から外れる領域についてもこれに追随できるようになり、精度の高い判定を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定する構成とした。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項２の発明において、判定電圧設定手段を、第１の補正回路、第２の補正回路、判定電圧生成回路から構成した。第１の補正回路により、感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する。第２の補正回路により、感温素子の温度検出電圧が基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する。判定電圧生成回路により、第１の補正回路による基準近似オン抵抗値を、第２の補正回路からの補正用の切換信号の有無に応じてＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された近似直線のレベルに沿うように補正して得た近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成する。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１１】
請求項４に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、判定電圧設定手段により、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定する構成とした。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れる曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１２】
請求項５に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項４の発明において、判定電圧設定手段を、第１の補正回路、第２の補正回路、判定電圧生成回路から構成した。第１の補正回路により、感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する。第２の補正回路により、感温素子の温度検出電圧が基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する。判定電圧生成回路により、第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、第２の補正回路からの補正用の切換信号の有無に応じてＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された近似直線の傾きに沿うように補正して得た近似オン抵抗値に基づいて判定電圧を生成する。これにより、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１３】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項１の発明において、Ａ／Ｄ変換部を備えている。Ａ／Ｄ変換部は、電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧および感温素子の温度検出電圧を入力してデジタル信号に変換する。判定電圧設定手段は、温度検出電圧のデジタル信号をそのときの温度に対応する近似オン抵抗値に対応するように補正し、近似オン抵抗値に基づいて判定電圧のデジタル信号を生成する。そして、判定手段は、ドレイン／ソース間電圧のデジタル信号と判定電圧のデジタル信号とを比較してＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定する。
このように、ＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間電圧をデジタル処理をすることで、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性が線形でない領域についてもこれに追随できるようになり、精度の高い判定を行うことができる。
【００１４】
請求項７に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項６の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定する構成とした。これにより、請求項２または３と同様に、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、傾きをそのままとして近似直線を平行移動（シフト）させることで、判定を目的に沿う側に合致させた近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１５】
請求項８に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、請求項６の発明において、判定電圧設定手段を、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定する構成とした。これにより、請求項４または５と同様に、オン抵抗の温度特性が直線特性から外れた曲線特性を有する場合に、その曲線の形状に沿うように近似オン抵抗を設定し、これに従った判定電圧を生成することで、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１６】
請求項９に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、絶対値補正情報記憶手段を備えている。絶対値補正情報記憶手段には、所定の温度における近似オン抵抗の値が、その所定の温度におけるＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値に一致するように近似直線を補正するための絶対値補正情報が記憶される。そして、判定電圧設定手段は、絶対値補正情報記憶手段に記憶された絶対値補正情報を用いて近似直線を補正する。これにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に合致した近似直線を用いて判定電圧が生成されるため、使用するＭＯＳＦＥＴの特性についての個体差に関係なく、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１７】
請求項１０に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、傾き補正情報記憶手段を備えている。傾き補正情報記憶手段には、所定の温度領域における近似オン抵抗の近似直線の傾きが、その所定の温度領域におけるＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値の傾きに一致するように近似直線を補正するための傾き補正情報が記憶される。そして、判定電圧設定手段は、傾き補正情報記憶手段に記憶された傾き補正情報を用いて近似直線を補正する。これにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性に合致した近似直線を用いて判定電圧が生成されるため、使用するＭＯＳＦＥＴの特性についての個体差に関係なく、判定誤差を低減した精度の高い判定を行うことができる。
【００１８】
請求項１１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、判定手段により判定する電流のレベルとして過電流を検出するレベルに設定した。これにより、負荷に過電流が流れたときに広い温度範囲において適正な判定電圧で過電流の判定動作を行うことができる。
【００１９】
請求項１２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置は、上記発明において、感温素子を、ＭＯＳＦＥＴの近傍に配置されたダイオードにより構成し、ダイオードの順方向電圧を温度検出電圧としているので、ＭＯＳＦＥＴの温度変動をダイオードのｐｎ接合の順方向電圧の温度特性を利用して正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態におけるブロック構成図
【図２】第１の実施形態におけるオン抵抗の温度特性と近似直線の説明図
【図３】第１の実施形態における電気的構成図
【図４】絶対値補正および傾き補正を行う前後の近似直線を示す図
【図５】絶対値補正を行う前後の近似直線を示す図
【図６】第２の実施形態におけるオン抵抗の温度特性と近似直線の説明図
【図７】第２の実施形態における電気的構成図
【図８】第３の実施形態におけるブロック構成図
【図９】第３の実施形態におけるＣＰＵの機能ブロック構成図
【図１０】第３の実施形態におけるＣＰＵの異なる機能ブロック構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、過電流検出装置に適用した場合の第１の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１はブロック構成を示す図で、検出対象となるＮチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴ（以下単にＭＯＳＦＥＴと称す）１は、駆動回路２からゲートに駆動信号が与えられると、ドレイン端子Ｄに接続された電源ＶＤＤからソース端子Ｓを介して負荷３に給電するもので、負荷３に対してハイサイドの通電をする構成である。ＭＯＳＦＥＴ１には、パッケージ内に温度を検出する感温素子４が一体に配設されており、ＭＯＳＦＥＴ１の温度に相当する温度検出電圧Ｖｆを出力する。
【００２２】
判定回路部５（電流判定装置に相当）は、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓを検出する電圧検出部６（電圧検出手段に相当）と、判定電圧設定部７（判定電圧設定手段に相当）と、比較器１３と、記憶部４１とを備えている。電圧検出部６は、ＭＯＳＦＥＴ１のドレインおよびソースの各端子から端子間電圧Ｖｄｓが入力される。このドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓは、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄにオン抵抗Ｒｏｎを乗じた値に相当する。したがって、オン抵抗Ｒｏｎが分かれば逆算して電流Ｉｄを検出することができる。
【００２３】
この場合、オン抵抗Ｒｏｎは、ＭＯＳＦＥＴ１の温度によって変動する特性を有しており、図２中破線で示すように、高温側の第１温度領域では傾きが大きく、境界温度Ｔｘ付近から低温側の第２温度領域になると、第１温度領域での直線性から外れて傾きが小さくなり、全体として曲線特性を有する。このような温度依存性を有するオン抵抗Ｒｏｎは、温度Ｔの関数としてＲｏｎ（Ｔ）として表すことができる。
【００２４】
例えば、車載機器などにおいては、使用環境の温度範囲が広く、−４０℃〜１５０℃の範囲で動作が精度良く行われることが要求される場合がある。そして、このような広い温度範囲では、上記したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）も直線的な変化特性とはならず、図２に示したような特性となるため、一本の直線で近似した条件で対応した場合には、使用温度条件によっては特性からずれることがあり、精度の高い判定動作ができなくなるのである。
【００２５】
判定電圧設定部７は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）に基づいて判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成するもので、第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０および判定電圧生成部１１から構成される。また、電流基準値生成部１０および判定電圧生成部１１により判定電圧生成回路１２が構成されている。
【００２６】
第１の補正回路８は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）に基づいて判定電流値である電流基準値Ｉｓｒｅｆ（Ｔ）を生成するための補正処理を行う。ここでは、図２に示すＭＯＳＦＥＴ１のＲｏｎ（Ｔ）の温度特性に沿うようにするために、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を、温度がＴｘ以上の第１の温度領域において傾きが近い第１近似直線（基準近似直線に相当）に沿うように変換して補正した近似オン抵抗Ｒｏｎ（Ｖｆ）に相当するデータを生成する。尚、この近似オン抵抗Ｒｏｎ（Ｖｆ）に相当するデータ（基準近似オン抵抗値に相当）は、電流基準値生成部１０において電流基準値Ｉｓｒｅｆ（Ｔ）として生成される。
【００２７】
第２の補正回路９は、感温素子４からの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値が、ＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔが第１温度領域および第２温度領域のいずれの温度に相当しているかを示す切換信号Ｓｃを出力するもので、具体的には、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値から、ＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔが領域の切り換わりの温度Ｔｘ（変曲点）以上であるか未満であるかを判定して温度領域に対応した切換信号Ｓｃを電流基準値生成部１０に出力する。
【００２８】
電流基準値生成部１０は、過電流検出のための判定電流に相当する電流基準値Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）を生成して設定する回路である。過電流を判定するための電流基準値Ｉｄｒｅｆの値そのものは、温度に無関係なものであるから、定数として設定されるべきものであるが、これにオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を乗じて得られる判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）は、オン抵抗Ｒｏｎの温度特性を含んだ値となる。ここで、前述したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を、
Ｒｏｎ（Ｔ）＝Ｋ（Ｔ）×Ｒｏｎ …（１）
Ｒｏｎ；所定温度におけるオン抵抗値
Ｋ（Ｔ）；Ｒｏｎの温度係数
と考え、Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）の要素を電流基準値Ｉｄｒｅｆに含めた値として、Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）と考えると、判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の関係から、次式が成り立つ。
【００２９】
Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）＝Ｉｄｒｅｆ×Ｒｏｎ（Ｔ）
＝Ｉｄｒｅｆ×Ｋ（Ｔ）×Ｒｏｎ
＝Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）×Ｒｏｎ …（２）
Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）；温度特性を考慮した判定電流値
Ｉｄｒｅｆ（Ｔ）＝Ｉｄｒｅｆ×Ｋ（Ｔ） …（３）
また、Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）は、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）との関係から、前述した第１の補正回路８および第２の補正回路９においてＶｆ（Ｔ）の関数として表すことができるから、これによって、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を設定することができる。判定電圧生成部１１においては、この関係を用いて判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成している。
【００３０】
また、電流基準値生成部１０では、第２の補正回路９からの切換信号Ｓｃに応じてオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の傾きを補正する処理を行って、オン抵抗Ｒｏｎの温度係数Ｋ（Ｔ）を演算して求め、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の演算に反映させるようにしている。具体的には、電流基準値生成部１０は、第１温度領域に対応した切換信号Ｓｃが与えられると、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の傾きが第１近似直線に沿う傾きとなるような温度係数Ｋ（Ｔ）を演算により求める。また、電流基準値生成部１０は、第２温度領域に対応した切換信号Ｓｃが与えられると、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の傾きが第２近似直線に沿う傾きとなるような温度係数Ｋ（Ｔ）を演算により求める。
【００３１】
判定手段としての比較器１３は、電圧検出部６からＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓの信号が入力されるとともに、判定電圧生成部１１から判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の信号が入力される。そして、比較器１３は、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓが判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を超えるか否かにより、ＭＯＳＦＥＴ１に過電流が流れているか否かを判断した判定出力として過電流検出信号Ｓｐを出力する。
【００３２】
記憶部４１（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当）は、例えばＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリにより構成されている。記憶部４１には、使用するＭＯＳＦＥＴ１の平均的な特性（オン抵抗の温度特性など）に基づいて予め設定された第１近似直線および第２近似直線を表すデータが記憶されている。判定電圧設定部７は、記憶部４１に記憶された上記データに基づいて、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成している。ただし、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１は、通常、個体毎に特性が僅かに異なる。このような個体差が存在するため、記憶部４１に記憶された平均的な第１近似直線および第２近似直線のデータをそのまま用いたのでは、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗の温度特性に合致した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）が、必ずしも生成されるとは限らない。
【００３３】
このような事情から、記憶部４１には、平均的な特性に基づいて予め設定された第１近似直線および第２近似直線を、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に合致したものに補正するための絶対値補正情報および傾き補正情報が記憶されている。これらの補正情報は、製造工程において、ＭＯＳＦＥＴ１の特性やその他の構成要素の特性などを考慮し、以下のように設定される。本実施形態では、第１近似直線を補正するための上記各補正情報を記憶しておき、第２近似直線については、補正後の第１近似直線に合わせて補正するようにしている。なお、上記各補正情報として、第１近似直線および第２近似直線のそれぞれに対する補正情報を記憶するようにしてもよい。
【００３４】
すなわち、製造工程にて、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔａおよび温度Ｔａよりも高い温度Ｔｂにおけるオン抵抗値ａ１、ｂ１を測定する（図４参照）。温度Ｔａ、Ｔｂとしては、図４に示すように、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の温度特性Ｒｏｎ（Ｔ）の変曲点よりも高い値であればよい。なお、ここでは、温度Ｔｂ＞温度Ｔａという関係になっているが、温度Ｔｂ＜温度Ｔａという関係であってもよい。続いて、測定した温度Ｔａ、Ｔｂにおけるオン抵抗値ａ１、ｂ１から、実際のオン抵抗の温度特性Ｒｏｎ（Ｔ）の傾きを求める。そして、平均的な第１近似直線（図４に二点鎖線で示す）の傾きを、求めた実際の傾きに一致させるための傾き補正情報を記憶部４１に記憶する。
【００３５】
また、平均的な第１近似直線の傾きを実際の傾きに一致するように補正した後の近似直線を表すデータ（図４に一点鎖線で示す）の温度Ｔｂにおける値ｂ２と、測定した温度Ｔｂにおけるオン抵抗値ｂ１との差分を求める。そして、求めた差分を、絶対値補正情報として記憶部４１に記憶する。平均的な第１近似直線を表すデータを、傾き補正情報に基づいて傾きを補正するとともに、この差分だけシフトすることにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に一層合致した第１近似直線（図４に実線で示す）が得られることになる。
【００３６】
なお、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度特性と、予め設定される平均的な各近似直線との間で、傾きのずれがあまりないと考えられる場合には、傾きについての補正を省略することも可能である。そのような場合には、以下のような手順となる（図５参照）。すなわち、製造工程にて、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔａにおけるオン抵抗値ａ１を測定する。続いて、測定した温度Ｔａにおけるオン抵抗値ａ１と、平均的な第１近似直線を表すデータ（図５に一点鎖線で示す）の温度Ｔａにおける値ａ２との差分を求める。そして、求めた差分を、絶対値補正情報として記憶部４１に記憶する。平均的な第１近似直線を表すデータを、この差分だけシフトすることにより、実際に使用するＭＯＳＦＥＴ１の特性に合致した第１近似直線（図５に実線で示す）が得られることになる。
【００３７】
上記のような構成により、負荷３に流れる電流を、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄを電圧Ｖｄｓとして検出し、一方で、過電流を判定するための電流基準値としてＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎを考慮し、判定電圧設定部７により、ＭＯＳＦＥＴ１の温度を検知する感温素子４の温度検出電圧Ｖｆから演算により求めて設定した判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）と比較する構成とした。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１が広い温度範囲でオン抵抗Ｒｏｎが温度によって変動する場合でも、過電流を正確に判定することができる。
【００３８】
次に、図３を参照して、上記図１の具体的回路構成について説明する。
Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１は、パッケージ内に感温素子４としての感温用ダイオード群４ａ（ダイオードに相当）がＭＯＳＦＥＴ１の温度により順方向電圧Ｖｆが変化するように設けられている。ここでは、温度による感度を考慮して例えば４個の感温用ダイオードが直列に接続された感温用ダイオード群４ａを構成しているが、感温用ダイオードは３個以下でも良いし、５個以上でも良いし、必要に応じた個数を設けることができる。
【００３９】
集積回路の内部に設けられる電源回路１４は、電源端子ＶＤＤから給電端子＋Ｂを介して給電され、所定電圧として例えば５Ｖの電圧ＶＲＥＧの直流電圧を生成して内部に給電する。また、参照電圧生成部１５は、電源回路１４からの電圧ＶＲＥＧを降圧して例えば０．５Ｖの参照電圧ＶＲＥＦを生成する。定電流回路１６は、端子ＶＡを介して感温用ダイオード群４ａのアノード端子側に一定の電流を流すための定電流源である。
【００４０】
電圧検出部６において、オペアンプ１７は、２つの入力端子間に端子ＶＤおよびＶＳを介してＭＯＳＦＥＴ１のドレイン、ソースが接続されている。
第１の補正回路８は、入力端子ＶＡ、ＶＫを介して感温用ダイオード群４ａのアノード端子およびカソード端子が接続され、感温用ダイオード群４ａの順方向電圧が温度検出電圧Ｖｆとして入力される。オペアンプ１８は、非反転入力端子に抵抗Ｒ１ａを介して端子ＶＡが接続され、抵抗Ｒ２ａを介してアースされている。また、オペアンプ１８は、反転入力端子に抵抗Ｒ１ｂを介して参照電圧生成部１５の参照電圧ＶＲＥＦが与えられ、抵抗Ｒ２ｂを介してｐｎｐトランジスタ１９のエミッタに接続される。オペアンプ１８は、出力端子がｐｎｐトランジスタ１９のベースに接続されている。上記した抵抗Ｒ１ａおよびＲ１ｂは、同じ抵抗値Ｒ１であり、抵抗Ｒ２ａおよびＲ２ｂは、同じ抵抗値Ｒ２に設定されている。また、これらの抵抗値Ｒ１およびＲ２は、可変であり、後述するように、製造工程においてＭＯＳＦＥＴ１の特性や他の特性を考慮して設定される。
【００４１】
第２の補正回路９において、オペアンプ２０は、反転入力端子に端子ＶＡが接続され、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆが入力される。参照電圧生成部１５の出力端子とアースとの間に接続された抵抗Ｒ５、Ｒ６の分圧回路の分圧点Ｓには、切換電圧Ｖｘが発生するように設定されている。オペアンプ２０は、非反転入力端子に分圧点Ｓが接続され、切換電圧Ｖｘが入力される。
【００４２】
電流基準値生成部１０は、電源回路１４の出力端子から抵抗Ｒ３ａおよび抵抗Ｒ３ｂを直列に接続してｐｎｐトランジスタ１９のエミッタに接続されている。また、抵抗Ｒ３ｂの両端子間にはｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２１のソース／ドレインが接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２１のゲートはオペアンプ２０の出力端子が接続されている。オペアンプ２０がロウレベルの信号を出力するとＭＯＳＦＥＴ２１はオンして抵抗Ｒ３ｂを短絡させた状態となる。電流基準値生成部１０は、ＭＯＳＦＥＴ２１がオフのときには抵抗Ｒ３ａおよびＲ３ｂの合成抵抗Ｒ３により、ＭＯＳＦＥＴ２１がオンのときには抵抗Ｒ３ａにより電流基準値を生成する。
【００４３】
判定電圧生成部１１は、ｐｎｐトランジスタ１９のコレクタとアースとの間に接続された抵抗Ｒ４により構成される。判定電圧生成部１１は、抵抗Ｒ４に流れるｐｎｐトランジスタ１９のコレクタ電流により判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を生成する。
上記した抵抗値Ｒ３ａ、Ｒ３ｂおよびＲ４についても、可変であり、後述するように、製造工程においてＭＯＳＦＥＴ１の特性や他の特性を考慮して設定される。
比較器１３は、オペアンプ１７の出力端子からＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓが入力されるとともに、判定電圧生成部１１により生成された判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）が入力され、その判定出力を過電流検出信号Ｓｐとして出力する。
【００４４】
次に、上記構成の作用について説明する。
上記構成の動作に先立って、上記した構成のうちで判定電圧値を設定するための抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４について、適切な抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４が設定される。ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）や感温用ダイオード群４ａの温度特性は、製造ばらつきや個々の素子のばらつきあるいはパッケージなどのばらつきなどによって異なることがあり、これらに対応して温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）から判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を精度良く設定する必要がある。すなわち、この抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の設定が、前述した第１近似直線および第２近似直線の補正に相当している。
【００４５】
抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４は、いずれも次のような構成になっている。すなわち、図示は省略しているが、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４のそれぞれに対し、各抵抗を部分的に短絡可能なＭＯＳＦＥＴが設けられている。そして、上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフ状態に応じて各抵抗値を所望の値に設定（調整）することが可能になっている。上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフは、記憶部４１に記憶されている絶対値補正情報および傾き補正情報に基づいて決定される。この場合、上記した全ての抵抗について調整する必要は無く、後述する式（４）により決まる判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の設定に必要な抵抗の抵抗値を調整することで設定することができる。
【００４６】
なお、上記ＭＯＳＦＥＴのオン／オフが、チップの外部に導出された外部端子の設定（端子への印加電圧のＨ／Ｌレベル固定など）に基づいて決定される構成でもよい。その場合、前述したように製造工程において求められる絶対値補正情報および傾き補正情報にしたがって、外部端子への印加電圧設定を行えばよい。このような構成の場合、外部端子の設定が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００４７】
また、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の設定は、上記した電気的なトリミングによるものに限られない。すなわち、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４は、抵抗値を調整するためのＭＯＳＦＥＴを備えるものに限らずともよく、トリミング可能な構成でもよい。その場合、製造工程において、例えばレーザトリミングなどのトリミング処理を行って適切な抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を設定すればよい。このような構成の場合、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４に対するトリミング処理が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００４８】
まず、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流すなわち負荷３に流れる電流Ｉｄは、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎを乗じたドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓとして電圧検出部６のオペアンプ１７に入力される。このとき、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗ＲｏｎはＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔに応じて図２に示したように変化するので、温度Ｔの関数Ｒｏｎ（Ｔ）として表すことができる。
【００４９】
ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に流れる電流Ｉｄをドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓとして検出し、この電圧Ｖｄｓを、比較器１３において過電流を判定するための判定電圧Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）と比較する。この時、判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）の設定は、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）により生成される。前述のように、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の値を第１近似直線および第２近似直線により近似して温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を変換してＶｄｓｒｅｆ（Ｔ）に近似した判定電圧としてＶｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を求める。上記した第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１の回路構成により、次の式（４）のように判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を得ることができる。
【００５０】
Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）≒Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））
＝Ｒ４／Ｒ３｛ＶＲＥＧ−Ｒ２／Ｒ１（Ｖｆ（Ｔ）−ＶＲＥＦ）｝ …（４）
この場合、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）の値が、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の特性と傾きの傾向が反対になるのを基準となる電源電圧ＶＲＥＧから差をとることで調整し、傾きおよび絶対値のシフト量を各抵抗値Ｒ１〜Ｒ４により調整している。
【００５１】
また、式（４）中で、抵抗Ｒ３の値は、第２の補正回路９が出力する切換信号Ｓｃによる切り換えで、次式の条件で切り換えられる。
Ｖｆ（Ｔ）≧Ｖｆ（Ｔｘ）（Ｔ≦Ｔｘ）のとき、
Ｒ３＝Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ …（５ａ）
Ｖｆ（Ｔ）＜Ｖｆ（Ｔｘ）（Ｔ＞Ｔｘ）のとき、
Ｒ３＝Ｒ３ａ …（５ｂ）
この場合、ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘ以上の温度であるときには、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）が、切換電圧Ｖｘの値から温度上昇と共に低下していくので、オペアンプ２０はハイレベルの切換信号Ｓｃを出力する。この状態では、ＭＯＳＦＥＴ２１はオフ状態となっており、電流基準値生成部１０の抵抗値Ｒ３は、式（５ａ）に示したように、抵抗Ｒ３ａとＲ３ｂの直列の合成抵抗値となる。
【００５２】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘよりも低下すると、感温用ダイオード群４ａの温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）が切換電圧Ｖｘを下回るようになるので、オペアンプ２０はロウレベルの切換信号Ｓｃを出力する。この状態では、ＭＯＳＦＥＴ２１はオン状態となり、抵抗Ｒ３ｂを短絡状態とするので、電流基準値生成部１０の抵抗値Ｒ３は、式（５ｂ）に示したように、上記した場合よりも低い抵抗値の抵抗Ｒ３ａに切り換わる。
【００５３】
この結果、温度検出電圧Ｖｆの値に応じて、切換電圧Ｖｘを境界として第１近似直線と第２近似直線のそれぞれの傾きθ１、θ２に沿うように切り換り、図２に示したように、オン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の変化に追随して判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができるようになる。
従って、比較器１３においては、温度変動が広い範囲で発生する使用環境においても、ＭＯＳＦＥＴ１に流れる電流Ｉｄに相当するドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓにより、高い精度で過電流を判定することができるようになる。
【００５４】
上記した実施形態によれば、感温用ダイオード群４ａを感温素子として用い、この端子電圧を温度検出電圧Ｖｆとし、これを第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１により判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することで、過電流を判定するための電流値をＭＯＳＦＥＴ１の温度Ｔの変動に追随したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）を考慮したものとすることができ、過電流を高精度で判定することができる。
【００５５】
また、感温素子として感温用ダイオード群４ａを設ける構成を採用しているので、ＭＯＳＦＥＴ１にダイオードを作り込む工程を採用する既存のプロセスで実施できるので、新たなプロセス設計を伴わずに製造することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６及び図７は本発明の第２の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。この第２の実施形態においては、第２の補正回路９による切換の方式を変更している。すなわち、この実施形態においては、図６に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性に対して、第１温度領域では第１の実施形態と同様にして第１近似直線を当てはめ、温度Ｔｘ以下の第２温度領域では第１近似直線の傾きをそのままとして絶対値を大きくシフトさせた第２近似直線を設定している。
【００５７】
この場合、第２近似直線の切片の大きさ（シフト量）は、第２温度領域の低い側の温度において第２近似直線が交差するように設定している。これは、次の理由による。すなわち、一本の近似直線でオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の合わせ込みをする場合に、使用頻度が高い高温側である第１温度領域側で傾きと切片を合わせると、低温側である第２温度領域側で判定電圧値が低く設定されてしまうことで、実際にはドレイン／ソース間電流Ｉｄが小さいにもかかわらず過電流と判定してしまうケースが発生する。そこで、この実施形態では、近似直線の傾きを同じままとする代わりに、第２温度領域側で切片を変えて設定することで、低温側において少ない電流Ｉｄで過電流の判定をしてしまうことを防止するものである。これによって、使用頻度の高い第１温度領域側において精度の高い判定動作を確保し、且つ、使用頻度が低い第２温度領域側においても誤判定の発生を抑制することができるようにしたものである。
【００５８】
次に、図７を参照して、具体的回路の構成で第１の実施形態と異なる部分について説明する。
第１の実施形態における電流基準値生成部１０に代えて、抵抗Ｒ３ｂを除いた構成の電流基準値生成部１０ａが設けられている。また、抵抗Ｒ３ｂを短絡させるためのＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２１に代えて、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２２および定電流回路２３が設けられている。ＭＯＳＦＥＴ２２は、ソース端子が定電流回路２３に接続され、ドレイン端子がｐｎｐ型トランジスタ１９のコレクタに接続され、ゲート端子がオペアンプ２０の出力端子に接続されている。また、この実施形態においては、抵抗Ｒ３の抵抗値Ｒ３は、第１の実施形態における抵抗Ｒ３ａおよびＲ３ｂの抵抗値を合成した抵抗値Ｒ３に相当するように設定される。
【００５９】
次に、上記構成の作用について説明する。ＭＯＳＦＥＴ１の温度ＴがＴｘ以上の第１温度領域にある状態では、第１の実施形態と同様にして、式（４）にしたがった条件で、第１近似直線に沿うように温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）を判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））に変換する。
【００６０】
また、ＭＯＳＦＥＴ１の温度がＴｘを下回る第２温度領域に入ると、感温用ダイオード群４ａの順方向電圧である温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）のレベルが大きくなり、比較電圧である切換電圧Ｖｘを超えるようになる。すると、第２の補正回路９のオペアンプ２０の出力がロウレベルに反転するのでＭＯＳＦＥＴ２２はオンし、定電流回路２３から抵抗Ｒ４に所定電流が加算した状態で流れるようになる。これにより、比較器１３の比較入力である判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））は、定電流回路２３からの電流が抵抗Ｒ４に流れて発生する電圧成分に相当する分が加算され、図６に示したような第２近似直線に沿うように判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））が設定されることになる。
【００６１】
従って、比較器１３においては、温度変動が広い範囲で発生する使用環境においても、ＭＯＳＦＥＴ１に流れる電流Ｉｄに相当するドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓにより、高い精度で過電流を判定することができ、使用頻度が低い第２温度領域においては誤判定を低減したものとすることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図８、９は本発明の第３の実施形態を示すもので、以下、第１の実施形態と異なるところは、信号処理をデジタル処理にする構成としたところである。すなわち、図８に示すように、感温素子４（４ａ）を備えたＭＯＳＦＥＴ１に対して、電流判定装置としての判定回路部５ａを、２個のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２４、２５（Ａ／Ｄ変換部に相当）と、ＣＰＵ２６とから構成している。
ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧ＶｄｓはＡＤＣ２４に入力されデジタル信号に変換したＶｄｓ情報としてＣＰＵ２６に入力される。感温素子４の温度検出電圧ＶｆはＡＤＣ２５に入力されデジタル信号に変換した温度情報としてＣＰＵ２６に入力される。
【００６３】
図９はＣＰＵ２６における処理過程を、ブロック構成として示したものである。この図９において、温度情報は演算部２７に入力され、加算器２８および乗算器２９により第１の実施形態における式（４）に対応した演算処理がおこなわれる。
ここで、電気トリミング処理が行われる。これは、抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ４に対応する抵抗値の設定に代えて、演算式である式（４）の各抵抗値の値をデータとしてメモリ補正部３０に記憶させている。この抵抗値のデータを演算処理に際して読み出して各ＭＯＳＦＥＴ１に対応したオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の近似を第１および第２の近似直線によって近似させることができる。すなわち、本実施形態では、メモリ補正部３０が、絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段に相当する。
【００６４】
このようにして演算部２７により判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を算出して比較器３１（判定手段に相当）においてＶｄｓ情報であるＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓのデータとの比較を行い、ＭＯＳＦＥＴ１に過電流が流れているか否かを判定して判定出力を得ることができる。
以上のように、第１の実施形態に相当する処理構成をデジタル信号処理で実施する構成としたので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態を示すもので、第３の実施形態と異なるところは、ＣＰＵ２６内のブロック構成において、演算部２７に代えてテーブル部３２を設ける構成としたところである。これは、温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）のデジタル信号である温度情報が入力されると、予め対応する判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））に相当する演算結果のデータをテーブルとしてメモリ内に持つようにしたものである。この場合においても、基本的な演算部分を対応するテーブルとして記憶し、電気トリミング処理ではこれを補正するためのデータをメモリ補正部３０に記憶させる構成である。
【００６６】
このような構成によっても、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、この実施形態においては、テーブル部３２によりデータを変換するテーブルを記憶保持するので、データの記憶容量によって変換の精度が決まる。このため、メモリのデータ記憶容量を大きくとれる構成の場合には、演算処理を少なくした迅速な判定処理が可能となる。
【００６７】
（他の実施形態）
本発明は上記し、又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
上記各実施形態においては、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性を２本の近似直線により近似して判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定するようにしているが、さらに精度を高めることを目的として近似直線を３本以上設定する構成とすることもできる。
この場合に、第１の実施形態においては、第２の補正回路９による切換電圧Ｖｘを切り換えの段数に対応して切換電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、…のように設定し、それぞれの切換電圧になったときに対応する切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…を出力する構成とする。また、電流基準値生成部１０においては、複数の切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…のそれぞれに対応してオンオフするＭＯＳＦＥＴを設けるとともに、抵抗Ｒ３ａに直列に抵抗Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ、…などを設ける構成とし、低温領域に移行する度に順次抵抗Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ、…を短絡状態とすることで各近似直線に沿うように変換した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができる。
【００６８】
また、第２の実施形態においては、近似直線を３本以上設定する構成として、第２の補正回路９の構成は上記と同様に構成して、切換電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、…のように設定し、それぞれの切換電圧になったときに対応する切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…を出力する構成とする。また、電流基準値生成部１０においては、複数の切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、…のそれぞれに対応してオンオフするＭＯＳＦＥＴをトランジスタ１９のコレクタに並列に設け、各ＭＯＳＦＥＴがオンする毎に定電流源から所定電流を流す構成とし、低温領域に移行する度に順次加算する電流が増大させることで各近似直線に沿うように変換した判定電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｖｆ（Ｔ））を設定することができる。
【００６９】
抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を設定することによる近似直線の傾きや切片の設定は、過電流判定の条件に沿うようにオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）よりも大きい側に合わせるか、小さい側に合わせるかあるいは平均的になるように合わせるかを選択的に設定することができる。
感温素子４として、４個の感温用ダイオードを直列に接続した感温用ダイオード群４ａを用いたが、個数は適宜に設定することができる。また、ダイオードの順方向電圧を利用することに代えて、例えばツェナーダイオードのツェナー電圧の温度依存特性を利用して温度検出電圧としても良い。さらに、感温用ダイオードに代えて、例えば、ＭＯＳＦＥＴ１と別の感温用のＭＯＳＦＥＴを一体に設ける構成とし、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性と類似するオン抵抗Ｒｏｎｒｅｆ（Ｔ）の変動をモニタすることで判定用電圧値Ｖｄｓｒｅｆ（Ｔ）を設定することができる。
【００７０】
第３の実施形態では、２個のＡＤＣ２４、２５を用いる構成としているが、１個のＡＤＣのみを設ける構成とし、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓ（Ｔ）と感温素子４の温度検出電圧Ｖｆ（Ｔ）との入力を時分割で切換入力する構成として処理する構成を採用することもできる。
また、第３の実施形態では、判定回路部５ａをＡＤＣとＣＰＵを別々の構成で示したが、内部にＡＤＣやメモリなどを一体に備えたマイコンなどにより構成することもできる。
また、本発明は、判定電圧を補正することで検出電圧Ｖｄｓ（Ｔ）を判定する構成としているが、同様の考え方を用いて、検出電圧Ｖｄｓ（Ｔ）を、ＭＯＳＦＥＴ１のオン抵抗Ｒｏｎ（Ｔ）の温度特性を考慮した補正をすることで、電流値Ｉｄを計算する構成としても良い。この場合には、直接電流を検出する構成とすることができる。また、比較すべき判定電圧あるいは判定電流の値を予め決めたレベルに設定する構成とすることができる。
【００７１】
第１の実施形態および第２の実施形態では、具体的な回路構成として、第１の補正回路８、第２の補正回路９、電流基準値生成部１０、判定電圧生成部１１をオペアンプなどを用いて構成したが、回路構成はこれに限らず、他の回路素子や回路構成を用いることができる。また、アナログ的な信号処理回路の構成としているが、これらをデジタル信号の処理回路として構成することもできる。
【００７２】
本実施形態では、トリミング処理として、レーザトリミング法、および電気トリミング法を示したが、他にツェナーザップ法を用いることができる。この場合、ＭＯＳＦＥＴ１と判定回路部５とが同一チップに構成される場合には、レーザトリミングやツェナーザップトリミングを行うことができる。また、ＭＯＳＦＥＴ１と判定回路部５とが別々に設けられる構成では、上記方法が難しいので、電気トリミング法を採用することができる。
【００７３】
上記実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン／ソース間に過電流が流れたことを検出する過電流検出装置に適用したため、判定手段により判定する電流のレベルが過電流を検出するレベルに設定されていたが、これに限らずともよい。すなわち、判定手段により判定する電流のレベルは任意の値に設定することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
図面中、１はＭＯＳＦＥＴ（ＦＥＴ）、３は負荷、４は感温素子、４ａは感温用ダイオード群（ダイオード）、５，５ａは判定回路部（電流判定装置）、６は電圧検出部（電圧検出手段）、７は判定電圧設定部（判定電圧設定手段）、８は第１の補正回路、９は第２の補正回路、１０は電流基準値生成部、１１は判定電圧生成部、１２は判定電圧生成回路、１３、３１は比較器（判定手段）、２４，２５はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換部）、３０はメモリ補正部（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段）、４１は記憶部（絶対値補正情報記憶手段および傾き補正情報記憶手段）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷への給電経路に設けられるＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＭＯＳＦＥＴの温度を測るように設けられ温度変化に対して直線的に変化する温度検出電圧を出力する感温素子と、
前記電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧と判定電流値に前記ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗値を乗じて得られる判定電圧とを比較して前記ＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定する判定手段と、
前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分してそれぞれの温度領域で近似直線を当てはめた近似オン抵抗を設定し、前記感温素子による温度検出電圧をそのときの温度に対応する前記近似オン抵抗値に対応するように補正し、前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧設定手段とを備えたことを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、
前記感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する第１の補正回路と、
前記感温素子の温度検出電圧が前記基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する第２の補正回路と、
前記第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、前記第２の補正回路からの前記補正用の切換信号の有無に応じて前記ＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された前記近似直線のレベルに沿うように補正して得た前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧生成回路とを備えていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、
前記感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する第１の補正回路と、
前記感温素子の温度検出電圧が前記基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する第２の補正回路と、
前記第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、前記第２の補正回路からの前記補正用の切換信号の有無に応じて前記ＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された前記近似直線の傾きに沿うように補正して得た前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧生成回路とを備えていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧および前記感温素子の温度検出電圧を入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記温度検出電圧のデジタル信号をそのときの温度に対応する前記近似オン抵抗値に対応するように補正し、前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧のデジタル信号を生成し、
前記判定手段は、前記ドレイン／ソース間電圧のデジタル信号と前記判定電圧のデジタル信号とを比較して前記ＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項８】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
所定の温度における前記近似オン抵抗の値が当該温度における前記ＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値に一致するように前記近似直線を補正するための絶対値補正情報が記憶される絶対値補正情報記憶手段を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記絶対値補正情報記憶手段に記憶された前記絶対値補正情報を用いて前記近似直線を補正することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
所定の温度領域における前記近似オン抵抗の前記近似直線の傾きが当該温度領域における前記ＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値の傾きに一致するように前記近似直線を補正するための傾き補正情報が記憶される傾き補正情報記憶手段を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記傾き補正情報記憶手段に記憶された前記傾き補正情報を用いて前記近似直線を補正することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定手段により判定する電流のレベルが過電流を検出するレベルに設定されていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記感温素子は、前記ＭＯＳＦＥＴの近傍に配置されたダイオードにより構成され、前記ダイオードの順方向電圧を前記温度検出電圧としていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１】
負荷への給電経路に設けられるＭＯＳＦＥＴのドレイン／ソース間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＭＯＳＦＥＴの温度を測るように設けられ温度変化に対して直線的に変化する温度検出電圧を出力する感温素子と、
前記電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧と判定電流値に前記ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗値を乗じて得られる判定電圧とを比較して前記ＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定する判定手段と、
前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分してそれぞれの温度領域で近似直線を当てはめた近似オン抵抗を設定し、前記感温素子による温度検出電圧をそのときの温度に対応する前記近似オン抵抗値に対応するように補正し、前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧設定手段とを備えたことを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、
前記感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する第１の補正回路と、
前記感温素子の温度検出電圧が前記基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する第２の補正回路と、
前記第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、前記第２の補正回路からの前記補正用の切換信号の有無に応じて前記ＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された前記近似直線のレベルに沿うように補正して得た前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧生成回路とを備えていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、
前記感温素子による温度検出電圧を所定の温度領域における基準近似直線に対応させた基準近似オン抵抗値に補正する第１の補正回路と、
前記感温素子の温度検出電圧が前記基準近似直線の温度領域と異なる温度領域に対応する場合に、補正用の切換信号を出力する第２の補正回路と、
前記第１の補正回路による前記基準近似オン抵抗値を、前記第２の補正回路からの前記補正用の切換信号の有無に応じて前記ＭＯＳＦＥＴの温度に対応する温度領域に設定された前記近似直線の傾きに沿うように補正して得た前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧を生成する判定電圧生成回路とを備えていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記電圧検出手段により検出されたドレイン／ソース間電圧および前記感温素子の温度検出電圧を入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記温度検出電圧のデジタル信号をそのときの温度に対応する前記近似オン抵抗値に対応するように補正し、前記近似オン抵抗値に基づいて前記判定電圧のデジタル信号を生成し、
前記判定手段は、前記ドレイン／ソース間電圧のデジタル信号と前記判定電圧のデジタル信号とを比較して前記ＭＯＳＦＥＴの電流のレベルを判定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間で同じ傾きの近似直線を平行移動させて当てはめたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項８】
請求項６に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定電圧設定手段は、前記ＭＯＳＦＥＴの前記オン抵抗の温度特性を複数の温度領域に区分して設定する近似直線を、隣接する温度領域間を折れ線で連結させたものとして設定することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
所定の温度における前記近似オン抵抗の値が当該温度における前記ＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値に一致するように前記近似直線を補正するための絶対値補正情報が記憶される絶対値補正情報記憶手段を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記絶対値補正情報記憶手段に記憶された前記絶対値補正情報を用いて前記近似直線を補正することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
所定の温度領域における前記近似オン抵抗の前記近似直線の傾きが当該温度領域における前記ＭＯＳＦＥＴの実際のオン抵抗値の傾きに一致するように前記近似直線を補正するための傾き補正情報が記憶される傾き補正情報記憶手段を備え、
前記判定電圧設定手段は、前記傾き補正情報記憶手段に記憶された前記傾き補正情報を用いて前記近似直線を補正することを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記判定手段により判定する電流のレベルが過電流を検出するレベルに設定されていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のＭＯＳＦＥＴの電流判定装置において、
前記感温素子は、前記ＭＯＳＦＥＴの近傍に配置されたダイオードにより構成され、前記ダイオードの順方向電圧を前記温度検出電圧としていることを特徴とするＭＯＳＦＥＴの電流判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０９９１２（Ｐ２０１２−１０９９１２Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８９４１（Ｐ２０１０−２５８９４１）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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