CN107078730A - 温度保护装置 - Google Patents

Abstract

温度保护装置具备：温度检测装置(15、18)，检测各个开关元件(14、17)的温度；以及控制装置(20～36、40～55、60～69、70～76、86～99)，控制各个开关元件。若多个开关元件中的任意第一开关元件的温度上升至过热检测温度，则控制装置使第一开关元件停止驱动，若降低至恢复温度，则使第一开关元件重新驱动。控制装置控制第一开关元件的重新驱动的定时，使得在第一开关元件的温度达到过热检测温度的时间点，除第一开关元件之外的开关元件的至少一个处于比低负荷状态高负荷的高负荷状态时，与除第一开关元件之外的所有开关元件处于低负荷状态的情况相比，从因过热而引起的驱动停止至重新驱动为止的驱动停止时间更长。

Description

温度保护装置

相关申请的交叉引用

本申请是基于2014年10月22日申请的日本申请号2014-215723号而提出的，并通过引用的方式将其并入本说明书中。

技术领域

本发明涉及用于收容在同一封装件内的多个开关元件的温度保护装置。

背景技术

以往，作为用于收容在同一封装件内的多个开关元件的温度保护装置，已公知有专利文献1中记载的技术。

在该温度保护装置中，若任何开关元件的温度上升至过热检测温度(阈值)，则使温度上升的开关元件(以下，以第一开关元件来表示)的驱动停止。并且，在停止该驱动的同时，将配置在从第一开关元件受到热影响的位置上的开关元件(以下，以第二开关元件来表示)的过热检测温度切换为比之前更高的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-140094号公报

发明内容

开关元件在其温度降低至低于过热检测温度的规定的恢复温度时，重新驱动。因此，当第一开关元件中产生负载短路时，第一开关元件反复进行驱动停止和重新驱动。此时，当第二开关元件为驱动中时，第二开关元件的温度虽然因第一开关元件的驱动停止而降低，但由于自身处于驱动状态，因而比第一开关元件缓慢降低。因此，在第一开关元件反复进行驱动停止和重新驱动时，第二开关元件的温度渐渐地上升，最终达到切换后的过热检测温度。这样，即使将过热检测温度切换成高温，也存在正常工作中的第二开关元件的驱动停止的可能性。

本发明的目的在于，提供一种温度保护装置，在发生了负载短路时能够抑制正常工作中的开关元件成为驱动停止状态。

根据本发明的一个实施方式，一种温度保护装置，用于同一封装件内所收容且驱动互不相同的负荷的多个开关元件，其包括检测各个开关元件的温度的温度检测装置、以及控制各个开关元件的控制装置。控制装置按照每个开关元件具有用于检测过热状态的过热检测温度、及用于使因过热而停止了驱动的开关元件再次驱动的恢复温度，若多个上述开关元件中的任意第一开关元件的温度上升至所对应的过热检测温度，则使第一开关元件停止驱动，若降低至与所对应的恢复温度，则使上述第一开关元件重新驱动。

并且，控制装置控制第一开关元件的重新驱动的定时，使得在第一开关元件的温度达到过热检测温度的时间点，除第一开关元件之外的开关元件的至少一个处于负荷比低负荷状态高的高负荷状态的情况下，与除第一开关元件之外的所有开关元件处于低负荷状态的情况相比，从因过热而引起的驱动停止至重新驱动为止的驱动停止时间更长。

由此，当除第一开关元件之外的开关元件的至少一个处于高负荷状态的情况下，延长第一开关元件的驱动停止时间。由此，能够抑制高负荷状态的开关元件即正常工作中的开关元件的温度因第一开关元件中产生负载短路所引起的影响而达到过热检测温度，正常工作中的开关元件成为驱动停止状态。

附图说明

可通过参照附图及后述的详细说明，更加明确本发明的上述目的及其他目的、特征和优点。

图1为示出第一实施方式的温度保护装置所适用的半导体装置的简要结构的图。

图2为示出比较例中的半导体装置的工作的时序图。

图3为示出第一实施方式的半导体装置的工作的时序图。

图4为示出第二实施方式的温度保护装置所适用的半导体装置的一部分的图。

图5为示出第三实施方式的温度保护装置所适用的半导体装置的一部分的图。

图6为低负荷状态下的时序图。

图7为高负荷状态下的时序图。

图8为示出第四实施方式的温度保护装置所适用的半导体装置的简要结构的图。

图9为示出时钟生成电路的简要结构的图。

图10为示出时钟生成电路的工作的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。进而，在各个实施方式中，对于相同或相关要素标注相同的附图标记。

(第一实施方式)

首先，根据图1，对本实施方式的温度保护装置所适用的半导体装置的简要结构进行说明。

图1中示出的半导体装置10具备收容在同一封装件内的半导体芯片11、12、13。例如，这些半导体芯片11、12、13是利用树脂一体化模注方法形成的。至少半导体芯片11、12配置在相互可以接受热影响的位置。

在半导体芯片11形成有第一开关元件14和第一温敏元件15。第一开关元件14进行对负荷100的通电或断开负荷100的通电。作为第一开关元件14可以采用MOSFET、IGBT等。在本实施方式中，采用n沟道型的MOSFET。第一开关元件14配置在电源16与负荷100之间，即，相对于负荷100配置在高压侧。

第一温敏元件15为了检测第一开关元件14的温度，而与第一开关元件14形成在同一芯片上。在本实施方式中，采用二极管来作为第一温敏元件15。以下，将第一开关元件14称作开关元件14，将第一温敏元件15称作温敏元件15。

在半导体芯片12上形成有第二开关元件17和第二温敏元件18。第二开关元件17对与第一开关元件14驱动的负荷100不同的负荷101进行通电，或者断开通电。作为第二开关元件17，可以采用MOSFET、IGBT等。在本实施方式中，采用n沟道型的MOSFET。第二开关元件17配置于电源19与负荷101之间，即相对于负荷101配置在高压侧。

第二温敏元件18为了检测第二开关元件17的温度，而与第二开关元件17形成在同一芯片上。在本实施方式中，采用二极管来作为第二温敏元件18。以下，将第二开关元件17称作开关元件17，将第二温敏元件18称作温敏元件18。温敏元件15、18相当于温度检测装置。

半导体芯片13为形成有开关元件14、17的控制电路等的电路芯片。半导体芯片13作为控制第一开关元件14的驱动的控制部而具有栅极驱动电路20、恒定电流源21、比较器22、29、电阻23～25、30、31、传输门27、28、33、34、非门26、32及或门35。

栅极驱动电路20基于由未图示的微型计算机输入的栅极驱动信号(数字信号)向第一开关元件14的栅电极输出gate1信号(模拟信号)。当从或门35输入H(高)电平信号时，与栅极驱动信号无关，栅极驱动电路20作为gate1信号输出断开第一开关元件14的信号(L(低)电平信号)。另一方面，当从或门35输入L电平信号时，根据栅极驱动信号输出gate1信号。在本实施方式中，由于是当对负荷100通电时第一开关元件14被接通，当断开负荷100的通电时被断开的单纯的接通/断开控制，因此当从或门35输入L电平信号时，输出接通第一开关元件14的信号(H电平信号)。

恒定电流源21向第一温敏元件15供给恒定电流。作为第一温敏元件15的二极管将阴极作为接地侧而连接。

比较器22的反转输入端子与作为第一温敏元件15的二极管的阳极相连接。并且，在非反转输入端子中输入有参照电压。作为参照电压，可以通过切换后述的与过热检测温度相对应的电压和与第一恢复温度相对应的电压来设定。

二极管的Vf具有温度依赖性，温度越低二极管的Vf就越大，且温度越高二极管的Vf就越小。当第一温敏元件15检测到的第一开关元件14的温度比过热检测温度低时，比较器22输出L电平信号，当比过热检测温度高时，比较器22输出H电平信号。并且，当比第一恢复温度低时，比较器22输出L电平信号，当比第一恢复温度高时，比较器22输出H电平信号。

电阻23～25被串联连接在电源与地之间。进而，从电源侧依次配置有电阻23、电阻24、电阻25。通过这些电阻23～25，来分压电源电压。

非门26与比较器22的输出端子相连接，并反转输出比较器22的输出信号。传输门27、28为组合n沟道型MOSFET和p沟道型MOSFET的CMOS型的传输门。传输门(Transfer gate)还可以称作传输门(transmission gate)、MOS开关。

在传输门27的n沟道侧栅极输入有比较器22的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门26反转的信号。传输门27的输入端子与电阻23、24的连接点相连接，输出端子与比较器22的非反转输入端子相连接。

在传输门28的p沟道侧栅极输入有比较器22的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门26反转的信号。传输门28的输入端子与电阻24、25的连接点相连接，输出端子与比较器22的非反转输入端子相连接。

直到第一开关元件14的温度达到过热检测温度(175℃)为止，比较器22的输出信号保持L电平。由此，非门26输出成为H电平，传输门28接通，传输门27断开。因此，电阻24、25的连接点的电压作为参照电压输入于比较器22的非反转输入端子。电阻24、25的连接点的电位设定为与过热检测温度(175℃)相对应的电压。

若第一开关元件14的温度达到(超出)过热检测温度，则比较器22的输出信号成为H电平。由此，非门26输出成为L电平，传输门27接通，传输门28断开。因此，比较器22的参照电压被切换到电阻23、24的连接点的电压。电阻23、24的连接点的电压被设定为与第一恢复温度相对应的电压。在本实施方式中，第一恢复温度为150℃。

直到第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度为止，比较器22的输出信号保持H电平。由此，保持传输门27接通、传输门28断开的状态。因此，作为比较器22的参照电压，设定电阻24、25的连接点的电压。并且，若第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度(低于第一恢复温度)，则比较器22的输出信号成为L电平。由此，传输门28接通，传输门27断开。因此，比较器22的参照电压被切换到电阻24、25的连接点的电压。

像这样，包括电阻23～25、非门26、传输门27、28而构成向比较器22供给参照电压的基准电压源。该基准电压源能够切换设定与过热检测温度相对应的电压和与第一恢复温度相对应的电压。

另一方面，比较器29的反转输入端子与作为第二温敏元件18的二极管的阳极相连接。并且，在非反转输入端子中输入有参照电压。作为参照电压，可以通过切换后述的地电位和与第二恢复温度相对应的电压来设定。当第二温敏元件18检测的第二开关元件17的温度低于第二恢复温度时，比较器29输出L电平信号，当高于第二恢复温度时，输出H电平信号。

电阻30、31被串联连接在电源与地之间。进而，从电源侧依次配置有电阻30、电阻31。通过这些电阻30、31来分压电源电压。

非门32与或门35的输出端子相连接，反转输出或门35的输出信号。传输门33、34为CMOS型的传输门。

在传输门33的n沟道侧栅极输入有或门35的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门32反转的信号。传输门33的输入端子与电阻30、31的连接点相连接，输出端子与比较器29的非反转输入端子相连接。

在传输门34的p沟道侧栅极输入有或门35的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门32反转的信号。传输门34的输入端子与地相连接，输出端子与比较器29的非反转输入端子相连接。

基于两个比较器22、29的输出，或门35向栅极驱动电路20输出OVT1信号。或门35仅在比较器22、29的输出均为L电平的情况下，输出L电平信号。除此之外，输出H电平信号。

在或门35的输出信号为L电平的情况下，即，在比较器22、29的输出信号均为L电平的情况下，非门32的输出成为H电平，传输门34接通，传输门33断开。因此，作为参照电压，地电位输入于比较器29的非反转输入端子。在第一开关元件14的温度达到第一恢复温度，并达到过热检测温度为止的期间，比较器22的输出信号成为L电平。或门35的输出信号在此期间内为L电平。像这样，比较器29成为不进行过热检测的结构。

当第一开关元件14的温度到达过热检测温度时，比较器22的输出信号成为H电平，或门35的输出信号也成为H电平。在第一开关元件14的温度到达过热检测温度起到降低至第一恢复温度为止的期间内，或门35的输出信号成为H电平。由此，非门32的输出成为L电平，传输门33接通，传输门34断开。因此，比较器29的参照电压被切换到电阻30、31的连接点的电压。电阻30、31的连接点的电压被设定成与比第一恢复温度低的温度的第二恢复温度相对应的电压。在本实施方式中，第二恢复温度为135℃。

直到第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度为止，比较器29的输出信号保持H电平。即使第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度(150℃)，且比较器22的输出信号成为L电平，直到第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度为止，比较器29的输出信号仍保持H电平。

当第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度(低于第二恢复温度)时，比较器29的输出信号成为L电平。由于比较器22、29的输出信号均成为L电平，因此或门35的输出信号成为L电平。因此，传输门34接通，传输门33断开。由此，比较器29的参照电压切换成地电位。

这样，包括电阻30、31、非门32、传输门33、34而形成有向比较器29供给参照电压的基准电压源。该基准电压源能够切换设定与第二恢复温度相对应的电压和地电位。

半导体芯片13作为控制第二开关元件17的驱动的控制部，具有栅极驱动电路40、恒定电流源41、比较器42、49、电阻43～45、50、51、传输门47、48、53、54、非门46、52及或门55。

栅极驱动电路40基于从未图示的微型计算机输入的栅极驱动信号(数字信号)，向第二开关元件17的栅电极输出gate2信号(模拟信号)。若从或门55输入H电平信号，则与栅极驱动信号无关，栅极驱动电路40作为gate2信号输出断开第二开关元件17的信号(L电平信号)。另一方面，若从或门55输入L电平信号，则根据栅极驱动信号输出gate2信号。在本实施方式中，由于是当对负荷101通电时第二开关元件17被接通，当断开向负荷101的通电时被断开的单纯的接通/断开控制，因此当从或门55输入L电平信号时，输出接通第二开关元件17的信号(H电平信号)。

恒定电流源41向第二温敏元件18供给恒定电流。作为第二温敏元件18的二极管将阴极作为接地侧而连接。

比较器42的反转输入端子与作为第二温敏元件18的二极管的阳极相连接。并且，在非反转输入端子中输入有参照电压。作为参照电压，可以通过切换与后述的过热检测温度相对应的电压和与第一恢复温度相对应的电压来设定。当第二温敏元件18检测的第二开关元件17的温度低于过热检测温度时，比较器42输出L电平信号，当高于过热检测温度时，输出H电平信号。并且，当低于第一恢复温度时，输出L电平信号，当高于第一恢复温度时，输出H电平信号。

电阻43～45被串联连接到电源与地之间。进而，从电源侧依次配置有电阻43、电阻44、电阻45。通过这些电阻43～45来分压电源电压。

非门46与比较器42的输出端子相连接，反转输出比较器42的输出信号。传输门47、48为CMOS型的传输门。在传输门47的n沟道侧栅极输入有比较器42的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门46反转的信号。传输门47的输入端子与电阻43、44的连接点相连接，输出端子与比较器42的非反转输入端子相连接。

在传输门48的p沟道侧栅极输入有比较器42的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门46反转的信号。传输门48的输入端子与电阻44、45的连接点相连接，输出端子与比较器42的非反转输入端子相连接。

直到第二开关元件17的温度达到过热检测温度为止，比较器42的输出信号成为L电平。由此，非门46的输出成为H电平，传输门48接通，传输门47断开。因此，电阻44、45的连接点的电压作为参照电压输入于比较器42的非反转输入端子。电阻44、45的连接点的电位设定在与过热检测温度相对应的电压。作为过热检测温度，设定与第一开关元件14的过热检测温度相同的温度(175℃)。

当第二开关元件17的温度达到(超出)过热检测温度时，比较器42的输出信号成为H电平。由此，非门46的输出成为L电平，传输门47接通，传输门48断开。因此，比较器42的参照电压切换成电阻43、44的连接点的电压。电阻43、44的连接点的电压设定在与第一恢复温度相对应的电压。作为第一恢复温度，设定与第一开关元件14的第一恢复温度相同的温度(150℃)。

第二开关元件17的温度降低至第一恢复温度为止，比较器42的输出信号保持H电平。由此，保持传输门47接通、传输门48断开的状态。因此，作为比较器42的参照电压，设定电阻44、45的连接点的电压。并且，当第二开关元件17的温度降低至第一恢复温度时(低于第一恢复温度)时，比较器42的输出信号成为L电平。由此，传输门48接通，传输门47断开。因此，比较器42的参照电压切换到电阻44、45的连接点的电压。

这样，包括电阻43～45、非门46、传输门47、48而构成向比较器42供给参照电压的基准电压源。该基准电压源能够切换设定与过热检测温度相对应的电压和与第一恢复温度相对应的电压。

另一方面，比较器49的反转输入端子与作为第一温敏元件15的二极管的阳极相连接。并且，在非反转输入端子输入参照电压。作为参照电压可以切换后述的地电位和与第二恢复温度相对应的电压来设定。当第一温敏元件15检测的第一开关元件14的温度低于第二恢复温度时，比较器49输出L电平信号，当高于第二恢复温度时，输出H电平信号。

电阻50、51被串联连接在电源与地之间。进而，从电源侧依次配置有电阻50、电阻51。通过这些电阻50、51来分压电源电压。

非门52与或门55的输出端子相连接，反转输出或门55的输出信号。传输门53、54为CMOS型的传输门。

在传输门53的n沟道侧栅极输入有或门55的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门52反转的信号。传输门53的输入端子与电阻50、51的连接点相连接，输出端子与比较器49的非反转输入端子相连接。

在传输门54的p沟道侧栅极输入有或门55的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门52反转的信号。传输门54的输入端子与地相连接，输出端子与比较器49的非反转输入端子相连接。

基于两个比较器42、49的输出，或门55向栅极驱动电路40输出OVT2信号。或门55仅在比较器42、49的输出均为L电平的情况下，输出L电平信号。除此之外，输出H电平信号。

当或门55的输出信号为L电平时，即，当比较器42、49的输出信号均为L电平时，非门52的输出成为H电平，传输门54接通，传输门53断开。因此，作为参照电压，地电位输入于比较器49的非反转输入端子。在第二开关元件17的温度达到第一恢复温度，且到达过热检测温度为止的期间，比较器42的输出信号成为L电平。或门55的输出信号在该期间中成为L电平。这样，比较器49成为不进行过热检测的结构。

当第二开关元件17的温度达到过热检测温度时，比较器42的输出信号成为H电平，且或门55的输出信号也成为H电平。在第二开关元件17的温度达到过热检测温度起直到降低至第一恢复温度为止的期间，或门55的输出信号成为H电平。由此，非门52的输出成为L电平，传输门53接通，传输门54断开。因此，比较器49的参照电压被切换成电阻50、51的连接点的电压。电阻50、51的连接点的电压设定在与低于第一恢复温度的温度的第二恢复温度相对应的电压。在本实施方式中，第二恢复温度被设定为与对应于第一开关元件14的第二恢复温度相同的温度(135℃)。

第一开关元件14的温度降低至第二恢复温度为止，比较器49的输出信号保持H电平。即使第二开关元件17的温度降低至第一恢复温度(150℃)，且比较器42的输出信号成为L电平，直到第一开关元件14的温度降低至第二恢复温度为止，比较器49的输出信号仍保持H电平。

当第一开关元件14的温度降低至第二恢复温度(低于第二恢复温度)时，比较器49的输出信号成为L电平。由于比较器42、49的输出信号均成为L电平，因此或门55的输出信号成为L电平。因此，传输门54接通，传输门53断开。由此，比较器49的参照电压切换到地电位。

这样，包括电阻50、51、非门52、传输门53、54而构成向比较器49供给参照电压的基准电压源。该基准电压源能够切换设定与第二恢复温度相对应的电压和地电位。

在本实施方式中，通过温敏元件15、18和形成在半导体芯片13的各个电路元件20～35、40～55，来形成温度保护装置。并且，各个电路元件20～35、40～55相当于控制装置。

接着，基于如图2及图3所示的时序图，对作为比较例的半导体装置的工作和上述半导体装置10的工作进行说明。对比较例的半导体装置，虽然没有特别图示，但对于与构成本实施方式的半导体装置10的要素相同的要素，通过标记相同的符号来进行说明。在图2及图3中，示出在第一开关元件14侧产生负载短路的情况的例子。然而，在第二开关元件17侧产生负载短路时的工作也与此相同。在第二开关元件17的温度到达过热检测温度时，第二开关元件17相当于任意的第一开关元件。

图2示出作为比较例的半导体装置的工作。在图2中，用第一SW来表示第一开关元件14，用第二SW来表示第二开关元件17。比较例的半导体装置为从本实施方式的半导体装置10中除电路元件29～35、49～55之外的结构。

因此，在比较例中，比较器22、42的输出分别输入于栅极驱动电路20、40中。为此，在图2中，分别用OVT1、OVT2来表示比较器22、42的输出信号。当第一开关元件14的温度低于第一恢复温度时，比较器22将L电平信号输出于栅极驱动电路20，进而第一开关元件14被驱动。同样，当第二开关元件17的温度低于第一恢复温度时，比较器42将L电平信号输出于栅极驱动电路40，第二开关元件17被驱动。

在开关元件14、17驱动而向对应的负荷100、101供电的状态下，若在第一开关元件14侧产生负载短路，例如向负荷100中的正极侧端子的接地产生短路(定时t1)，则从电源16向第一开关元件14流动过电流，第一开关元件14的温度急剧上升。此时，第二开关元件17的温度也因受到来自第一开关元件14的热的影响而上升。进而，在定时t1的时间点，第一开关元件14的温度高于第二开关元件17的温度。

若在定时t2第一开关元件14的温度达到过热检测温度(175℃)，则比较器22的输出信号(OVT1)成为H电平。由此，栅极驱动电路20作为gate1信号输出L电平信号，第一开关元件14的驱动停止。另一方面，由于第二开关元件17的温度未达到过热检测温度，因此保持第二开关元件17的驱动。

通过上述驱动停止，第一开关元件14的温度降低。若在定时t3第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度(150℃)，则比较器22的输出信号(OVT1)成为L电平。由此，栅极驱动电路20作为gate1信号输出H电平信号，第一开关元件14重新驱动。在从定时t2至t3的期间，第二开关元件17由于处于驱动，因而与第一开关元件14相比温度难以下降。

在定时t3之后，第一开关元件14的温度再度上升。并且，若在定时t4达到过热检测温度，则第一开关元件14的驱动再度停止。

这样，第一开关元件14反复进行驱动停止、重新驱动。在此期间，第二开关元件17由于始终驱动，因此即使第一开关元件14处于驱动停止状态也难以降低温度，随着时间的经过，温度渐渐地上升。例如，在第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度的时间点的、第二开关元件17的温度渐渐上升。最终，在定时t5第二开关元件17的温度也达到过热检测温度，第二开关元件17停止驱动。

图3示出本实施方式的半导体装置10的工作。在开关元件14、17驱动来向对应的负荷100、101供电的状态下，当在第一开关元件14侧产生负载短路(定时t1)时，从电源16向第一开关元件14流动过电流，第一开关元件14的温度急剧上升。另外，在定时t1的时间点，第一开关元件14的温度高于第二开关元件17的温度。第二开关元件17的温度也因受到来自第一开关元件14的热的影响而上升。

在定时t2第一开关元件14的温度达到过热检测温度(175℃)时，比较器22的输出信号成为H电平，或门35的输出信号OVT1成为H电平。由此，栅极驱动电路20作为gate1信号输出L电平信号，第一开关元件14的驱动停止。另一方面，由于第二开关元件17的温度未达到过热检测温度，因此保持第二开关元件17的驱动(接通)。

通过上述驱动停止，第一开关元件14的温度降低。在定时t3第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度(150℃)。然而，在定时t3，第二开关元件17的温度没有降低至第二恢复温度(135℃)。为此，比较器22的输出信号成为L电平，但比较器29的输出信号保持H电平，或门35的输出信号OVT1也保持H电平。

若温度进一步降低，在定时t4第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度，则比较器29的输出信号成为L电平。由此，或门35的输出信号OVT1成为L电平，栅极驱动电路20作为gate1信号输出H电平信号，第一开关元件14重新驱动。

在定时t4之后，第一开关元件14的温度再度上升。并且，当在定时t5达到过热检测温度时，第一开关元件14的驱动再次停止。第二开关元件17的温度未达到过热检测温度，因此保持第二开关元件17的驱动。

之后，第一开关元件14反复进行驱动停止、重新驱动。然而，在本实施方式中，直到第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度为止，不使第一开关元件14的驱动重启。因此，即使第一开关元件14反复进行驱动停止、重新驱动，第一开关元件14的温度降低至第一恢复温度为止的时间点的、第二开关元件17的温度也始终成为相同的温度(第二恢复温度)。

另外，当第二开关元件17处于驱动停止状态时，与第二开关元件17驱动(接通)的状态时相比，第二开关元件17的温度更早达到第二恢复温度(135℃)。因此，当第二开关元件17处于驱动状态时，与第二开关元件17的驱动停止时相比，能够延长因第一开关元件14的过热而引起的驱动停止开始至重新驱动为止的驱动停止时间(断开时间)。在本实施方式中，开关元件14、17的驱动状态表示接通状态，驱动停止状态表示断开状态。断开状态指开关元件14、17的驱动处于低负荷状态的情况，接通状态指比低负荷状态处于高负荷的高负荷状态。驱动状态也指向对应的负荷100、101通电的状态，驱动停止状态也指停止通电的状态。

其次，对本实施方式的半导体装置10(温度保护装置)的效果进行说明。

根据本实施方式，因过热而引起的第一开关元件14的重新驱动不仅取决于第一开关元件14温度与第一恢复温度(150℃)之间的比较，而且还取决于第二开关元件17的温度与第二恢复温度(135℃)之间的比较。在当第一开关元件14侧产生了负载短路时第二开关元件17处于驱动状态的情况下，与驱动停止状态相比，第二开关元件17的温度高。然而，等待第二开关元件17的温度降低至第二恢复温度之后，使第一开关元件14重新驱动。因此，当第二开关元件17处于驱动状态时，与第二开关元件17的驱动停止时相比，能够延长因第一开关元件14的过热而引起的驱动停止开始至重新驱动为止的驱动停止时间。

由此，能够抑制驱动状态中即正常工作中的第二开关元件17的温度因受到第一开关元件14产生负载短路而引起的影响而达到过热检测温度，第二开关元件17成为驱动停止状态。此外，在第二开关元件17侧产生负载短路的情况也与此相同。

尤其在本实施方式中，检测没有产生负载短路的第二开关元件17的温度，以该温度降低至比第一恢复温度低的规定第二恢复温度为依据，来决定第一开关元件14的驱动停止时间。因此，能够更有效地抑制因第一开关元件14侧的负载短路的影响而导致第二开关元件17的温度达到过热检测温度，进而驱动停止。此外，在第二开关元件17侧产生负载短路的情况也与此相同。

上述的过热检测温度、第一恢复温度、第二恢复温度仅为一例。只要满足过热检测温度＞第一恢复温度＞第二恢复温度的条件，就可以设定为与上述不同的温度。

示出了第一开关元件14和第二开关元件17的过热检测温度、第一恢复温度、第二恢复温度彼此相等的例子，但也可以将过热检测温度、第一恢复温度、第二恢复温度的至少一个设定成相互不同的温度。

(第二实施方式)

在本实施方式中，对与第一实施方式中示出的半导体装置10(温度保护装置)相同的部分省略说明。

在第一实施方式中，示出了如下的例子，例如在第一开关元件14重新驱动时，考虑第二开关元件17的温度，以使得第二开关元件17在驱动状态下与驱动停止状态相比驱动停止时间更长的方式，控制重新驱动的定时。

而在本实施方式中，特征在于利用栅极驱动信号，而不是利用第二开关元件17的温度。图4示出本实施方式的半导体装置10中的第一开关元件14侧的结构。以下，示出在第一开关元件14侧产生负载短路的例。此外，第二开关元件17侧的结构也与图4中示出的第一开关元件14侧相同，在第二开关元件17侧产生负载短路时也能够发挥相同的效果。在图4中，用第一SW栅极驱动信号来表示第一开关元件14的栅极驱动信号，用第二SW栅极驱动信号来表示第二开关元件17的栅极驱动信号。在本实施方式中，同样，开关元件14、17单纯地被接通/断开控制。

半导体芯片13作为第一开关元件14侧的电路元件，与第一实施方式同样包括栅极驱动电路20、恒定电流源21及比较器22。此外，半导体芯片13包括电阻60～63、非门64、65、传输门66～69。因此，控制装置具备形成在半导体芯片13的各个电路元件20～22、60～69。通过电路元件60～69，来决定比较器22的参照电压。

电阻60～63相互被串联连接在电源与地之间。进而，从电源侧依次配置有电阻60、电阻61、电阻62、电阻63。通过这些电阻60～63，来分压电源电压。

非门64与比较器22的输出端子相连接，反转输出比较器22的输出信号。在非门65，与未图示的栅极驱动电路40同样，输入有对于第二开关元件17的栅极驱动信号，反转输出该信号。

传输门66～69为CMOS型的传输门。在传输门66的p沟道侧栅极输入有比较器22的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门64反转的信号。传输门66的输入端子与电阻62、63的连接点相连接，输出端子与比较器22的非反转输入端子相连接。

在传输门67的n沟道侧栅极输入有比较器22的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门64反转的信号。传输门67的输入端子与传输门68、69的输出端子相连接，输出端子与比较器22的非反转输入端子相连接。

在传输门68的p沟道侧栅极输入有对于第二开关元件17的栅极驱动信号，在n沟道侧栅极输入有由非门65反转的信号。传输门68的输入端子与电阻61、62的连接点相连接，输出端子与传输门67的输入端子相连接。

在传输门69的n沟道侧栅极输入有对于第二开关元件17的栅极驱动信号，在p沟道侧栅极输入有由非门65反转的信号。传输门69的输入端子与电阻60、61的连接点相连接，输出端子与传输门67的输入端子相连接。

在通过这种方式形成的半导体装置10(温度保护装置)中，第一开关元件14的温度达到过热检测温度(175℃)为止，比较器22的输出信号OVT1成为L电平。由此，非门64的输出成为H电平，传输门66接通，传输门67断开。因此，电阻62、63的连接点的电压作为参照电压输入于比较器22的非反转输入端子。电阻62、63的连接点的电位设定在与过热检测温度(175℃)相对应的电压。

比较器22的输出信号OVT1输入于栅极驱动电路20。达到过热检测温度为止，如上所述，输出信号OVT1为L电平。当作为输出信号OVT1输入有L电平信号时，栅极驱动电路20根据栅极驱动信号，输出gate1信号。在本实施方式中，由于第一开关元件14是单纯的接通/断开控制，因此在负荷100驱动时，输出使第一开关元件14断开的信号(H电平信号)。

当第一开关元件的温度达到过热检测温度时，比较器22的输出信号成为H电平。由此，非门64的输出成为L电平，传输门66断开，传输门67接通。

此时，第二开关元件17为驱动停止状态，即在栅极驱动信号为L电平时，非门65的输出成为H电平，传输门68接通，传输门69断开。因此，比较器22的参照电压切换成电阻61、62的连接点的电压。电阻61、62的连接点的电压被设定为与第三恢复温度相对应的电压。在本实施方式中，第三恢复温度为150℃。

另一方面，在第二开关元件17为驱动状态，即在栅极驱动信号为H电平时，非门65的输出成为L电平，传输门68断开，传输门69接通。因此，比较器22的参照电压切换成电阻60、61的连接点的电压。电阻60、61的连接点的电压被设定为与第四恢复温度相对应的电压。第四恢复温度被设定为低于第三恢复温度的温度。在本实施方式中，第四恢复温度为135℃。

例如，当在第一开关元件14侧产生负载短路时，如第一实施方式所示，在第一开关元件14中流动过电流，其温度急剧上升。当第二开关元件17的栅极驱动信号为表示驱动状态的H电平的情况下，若第一开关元件14的温度降低至第四恢复温度，则第一开关元件14重新驱动。另一方面，在第二开关元件17的栅极驱动信号为表示驱动停止状态的L电平的情况下，若第一开关元件14的温度降低至第三恢复温度，则第一开关元件14重新驱动。

这样，根据本实施方式，在第一开关元件14的温度达到过热检测温度的时间点，当第二开关元件17的栅极驱动信号为H电平时，作为比较器22的参照电压，能够设定与第四恢复温度(135℃)相对应的电压。另一方面，当第二开关元件17的栅极驱动信号为L电平时，作为比较器22的参照电压，能够设定与第三恢复温度(150℃)相对应的电压。因此，当第二开关元件17为驱动状态(高负荷状态)时，与驱动停止状态(低负荷状态)的情况相比，能够延长因第一开关元件14过热而引起的驱动停止开始至重新驱动为止的驱动停止时间(断开时间)。

由此，能够抑制驱动状态即正常工作中的第二开关元件17的温度因在第一开关元件14中产生负载短路而引起的影响而达到过热检测温度，第二开关元件17成为驱动停止状态。另外，在第二开关元件17侧中产生负载短路时也与此相同。

上述的过热检测温度、第三恢复温度、第四恢复温度仅为一例。只要满足过热检测温度＞第三恢复温度＞第四恢复温度的条件，就可以设定为与上述不同的温度。

第一开关元件14和第二开关元件17的过热检测温度、第三恢复温度、第四恢复温度既可以彼此相等，也可以将过热检测温度、第三恢复温度、第四恢复温度的至少一个设定成相互不同的温度。

(第三实施方式)

在本实施方式中，对与第二实施方式中示出的半导体装置10(温度保护装置)相同的部分省略说明。

在第二实施方式中，示出了如下的例子，例如，利用第二开关元件17的栅极驱动信号来切换比较器22的参照电压(换言之，恢复温度)，由此控制第一开关元件14的重新驱动的定时。

而在本实施方式中，其特征在于，例如基于第二开关元件17的栅极驱动信号，在第二开关元件17为驱动状态时和驱动停止状态时使时钟周期不同，由此控制第一开关元件14重新驱动的定时。

图5示出本实施方式的半导体装置10中的第一开关元件14侧的结构。以下，示出在第一开关元件14侧产生负载短路的例子。另外，第二开关元件17侧的结构与在图5中示出的第一开关元件14侧的结构相同，在第二开关元件17侧产生负载短路时也可以发挥相同的效果。在图5中，用第一SW栅极驱动信号来表示第一开关元件14的栅极驱动信号，用第二SW栅极驱动信号来表示第二开关元件17的栅极驱动信号。并且，用CLK来表示时钟。同样在本实施方式中，开关元件14、17单纯地被接通/断开控制。

半导体芯片13作为第一开关元件14侧的电路元件，与第一实施方式相同包括栅极驱动电路20、恒定电流源21、比较器22及基准电压源36。该基准电压源36具有滞后(Hysteresis)，与第一实施方式同样，能够切换设定与过热检测温度(例如175℃)相对应的电压和与恢复温度(例如150℃)相对应的电压。

此外，半导体芯片13包括时钟生成电路70、与门71、触发器72～75及与非门76。因此，控制装置包括形成在半导体芯片13的各个电路元件20～23、70～76。

时钟生成电路70为生成时钟的电路。在本实施方式中，根据第二开关元件17的栅极驱动信号的状态，生成周期彼此不同的时钟。具体地，在栅极驱动信号为H电平(驱动状态)时生成的时钟，比在L电平(驱动停止状态)时生成的时钟具有更长的周期。

与门71输入有由时钟生成电路70生成的时钟及与非门76的输出。在与非门76的输出为L电平的情况下，与门71的输出信号成为L电平。另一方面，在与非门76的输出为H电平的情况下，与门71的输出随从时钟。

触发器72～75为T型触发器，也称作反转触发器。在各个触发器72～75的清除端子(Clear terminal)上输入有比较器22的输出信号。在比较器22的输出信号为H电平的情况下，各个触发器72～75成为重置状态。当比较器22的输出信号为L电平时，解除重置。

在基准电压源36设定与过热检测温度相对应的电压的情况下，若第一开关元件14的温度低于过热检测温度，则比较器22的输出信号成为L电平，若高于过热检测温度则成为H电平。并且，在基准电压源36设定与恢复温度相对应的电压的情况下，若第一开关元件14的温度低于恢复温度，则比较器22的输出信号成为L电平，若高于恢复温度则成为H电平。因此，第一开关元件14的温度到达过热检测温度起到降低至恢复温度为止的期间，比较器22的输出信号成为H电平，各个触发器72～75成为重置状态。

在与门71从与非门76输入有H电平信号的情况下，在第一级的触发器72中，经由与门71输入有由时钟生成电路70生成的时钟，其输出输入于下一级的触发器73及与非门76。在第二级的触发器73中输入有第一级的触发器72的输出，其输出输入于下一级的触发器74及与非门76。在第三级的触发器74中，输入有第二级的触发器73的输出，其输出输入于下一级的触发器75及与非门76。在第四级的触发器75中，输入有第三级的触发器74的输出，其输出输入于与非门76。这样，通过四级的触发器72～75来形成计数器。

与非门76仅在各个触发器72～75的输出信号均为H电平的情况下，输出L电平信号，在除此之外的情况下，输出H电平信号。在与非门76的输出信号为L电平的情况下，栅极驱动电路20根据栅极驱动信号来输出gate1信号。

接着，基于图6及图7，对达到过热检测温度之后，第一开关元件14的温度降低至恢复温度为止时的驱动停止时间的设定方法进行说明。在图6及图7中，为了便于说明，用FF来表示触发器。并且，用CLK1来表示在第二开关元件17的驱动停止状态中生成的时钟，用CLK2来表示在驱动状态中生成的时钟。

在图6中，示出第二开关元件17处于驱动停止状态(断开状态)的情况。时钟生成电路70生成周期为T1的时钟。当第一开关元件14的温度降低至恢复温度时，比较器22的输出信号从H电平切换成L电平。并且，基准电压源36的参照电压从与恢复温度相对应的电压切换至与过热检测温度相对应的电压。若比较器22的输出电平切换成L电平，则各个触发器72～75的重置状态被解除。

各个触发器72～75在输入信号下降时反转。因此，比较器22的输出切换成L电平而最初的时钟下降的定时t1，触发器72上升，触发器72的输出信号的周期为时钟周期T1的2倍。第二级的触发器73在触发器72的输出信号最初下降的定时t2上升，触发器73的输出信号的周期为触发器72的周期的2倍，即时钟周期T1的4倍。

第三级的触发器74在触发器73的输出信号最初下降的定时t3上升，触发器74的输出信号的周期为触发器73的周期的2倍，即时钟周期T1的8倍。第四级的触发器75在触发器74的输出信号最初下降的定时t4上升，触发器75的输出信号的周期为触发器74的周期的2倍，即时钟周期T1的16倍。并且，若所有触发器72～75的输出信号成为H电平(定时t5)，则与非门76的输出电平成为L电平。

若与非门76的输出信号成为L电平，即基于触发器72～75的计数结束(均为H电平)，则时钟的输入被屏蔽。并且，与门71的输出信号也成为L电平。当第一开关元件14的温度达到过热检测温度时，比较器22的输出信号从L电平切换到H电平。并且，基准电压源36的参照电压切换成与恢复温度相对应的电压。由于比较器22的输出电平切换到H电平，因此各个触发器72～75成为重置状态。

在重置状态下，各个触发器72～75的输出信号为L电平，与非门76的输出信号成为H电平。因此，栅极驱动电路20作为gate1信号输出L电平信号，第一开关元件14的驱动被停止。并且，向与门71输入H电平信号，与门71使从时钟生成电路70向触发器72的时钟输入有效。

这样，当第二开关元件17处于驱动停止状态时，比较器22的输出成为L电平，进而经过规定时间T2之后，第一开关元件14成为驱动状态。规定时间T2与后述的规定时间T4相比被设定为非常短的时间(例如，1msec)。

图7示出第二开关元件17为驱动状态(接通状态)的情况。时钟生成电路70生成周期为T3(＞T1)的时钟。各个触发器72～75及与非门76的工作与第二开关元件17为驱动停止状态的情况相同，因此省略其说明。当第二开关元件17处于驱动状态时，比较器22的输出成为L电平，进而经过规定时间T4之后，第一开关元件14成为驱动状态。作为规定时间T4，例如设定在14～15msec。

这样，根据本实施方式，基于第二开关元件17的栅极驱动信号，当第二开关元件17处于驱动状态(高负荷状态)时，生成周期长的时钟，当处于驱动停止状态(低负荷状态)时，生成周期短的时钟。因此，在第二开关元件17的驱动状态下，与驱动停止状态相比，能够延长因第一开关元件14过热而引起的驱动停止开始至重新驱动为止的驱动停止时间(断开时间)。

由此，能够抑制驱动状态即正常工作中的第二开关元件17的温度因第一开关元件14中产生负载短路而引起的影响而达到过热检测温度，第二开关元件17的驱动成为停止状态。另外，在第二开关元件17侧产生负载短路的情况下也与此相同。

虽然示出了利用触发器72～75来形成计数器的例子，但触发器的级数没有特别限制。并且，通过周期不同的时钟，来使驱动状态的驱动停止时间和驱动停止状态的驱动停止时间不同的结构，不局限于上述例。

(第四实施方式)

在本实施方式中，对与第三实施方式中示出的半导体装置10(温度保护装置)相同的部分省略说明。

在第三实施方式中示出了如下例子，例如在第二开关元件17的栅极驱动信号为L电平的情况下，生成周期为T1的时钟，在该栅极驱动信号为H电平的情况下，生成周期为T3(＞T1)的时钟。换而言之，示出了按照栅极驱动信号的电平，将时钟周期固定在规定值的例子。

而在本实施方式中，各个开关元件14、17受到PWM控制。并且，其特征在于，例如，时钟生成电路70利用第二开关元件17的栅极驱动信号的占空比和向第二开关元件17流动的电流(漏电流)来生成时钟。即，其特征在于，可根据上述占空比或电流来改变时钟。在本实施方式中，开关元件14、17如上所述受到PWM控制，因此驱动停止状态表示占空比0％的状态，驱动状态表示以规定占空比来驱动的状态。根据占空比，开关元件的负荷状态发生变化。例如与占空比30％相比，占空比60％的状态为高负荷状态。

图8与第三实施方式相同，表示本实施方式的半导体装置10的概要结构。半导体装置10是在第三实施方式记载的半导体装置10中追加传感元件80、81、电流检测用电阻82、83、运算放大器84、85而成的结构。在图8中省略了除运算放大器84、85以外的、半导体芯片13的电路元件的图示。

在半导体芯片11中，为了检测向第一开关元件14流动的电流，形成有传感元件80及电阻82。在传感元件80中流动与在第一开关元件14上流动的电流成比例的电流。电阻82相对于传感元件80，与接地侧相连接。电阻82以在其两端产生的电压成为与传感元件80中流动的电流相应的电压的方式设置。

在半导体芯片12中，为了检测向第二开关元件17流动的电流，形成有传感元件81及电阻83。在传感元件81中流动与在第二开关元件17上流动的电流成比例的电流。电阻83相对于传感元件81，与接地侧相连接。电阻83以在其两端上产生的电压成为与传感元件81中流动的电流相应的电压的方式设置。

半导体芯片13具有运算放大器84、85。运算放大器84对电阻82的两端上产生的电压进行放大并输出，以成为与第一开关元件14中流动的电流相应的电压。运算放大器84的输出输入于第二开关元件17侧的未图示的CLK生成电路。运算放大器85对电阻83的两端上产生的电压进行放大并输出，以成为与第二开关元件17上流动的电流相应的电压。运算放大器85的输出输入于图9中示出的第一开关元件14侧的时钟生成电路70。这样，利用传感元件80、81、电阻82、83、运算放大器84、85来形成电流检测装置。

图9示出本实施方式的半导体装置10中的第一开关元件14侧的时钟生成电路70。在图9中，用第二SW栅极驱动信号来表示第二开关元件17的栅极驱动信号。另外，第二开关元件17侧的时钟生成电路也具有与此相同的结构。

时钟生成电路70包括电阻86、电容87、94、运算放大器88、89、传输门90、95、98、比较器91、非门92、96、99及恒定电流源93、97。

通过电阻86和电容87来形成平滑滤波器。并且，通过运算放大器88、89来形成放大电路。并且，通过传输门90、95、98、比较器91、非门92、96、99及恒定电流源93、97来形成振荡电路。

第二开关元件17的栅极驱动信号(PWM信号)通过由电阻86及电容87形成的平滑滤波器被平滑化，并输入于放大电路。如图9所示，将平滑滤波器之后的电压设为V1。放大电路由两个运算放大器88、89形成。前级的运算放大器88基于上述的运算放大器85的输出，来放大平滑后的栅极驱动信号。即，将平滑之后的栅极驱动信号放大第二开关元件17中流动的电流I(相当的电压)倍。

由运算放大器88放大的信号为了成为容易处理的电压电平，进一步由运算放大器89放大α倍。并且，输入于传输门90。另外，运算放大器89根据需求使用即可，也可以采用没有运算放大器89的结构。

与第一实施方式相同，传输门90、95、98为CMOS型的传输门。在传输门90的p沟道侧栅极输入有比较器91的输出信号，在n沟道侧栅极输入有由非门92反转的信号。当比较器91的输出信号为L电平时，传输门90接通，将运算放大器89的输出输入于比较器91的反转输入端子。另一方面，当比较器91的输出信号为H电平时，传输门90断开，断开运算放大器89的输出端子与比较器91的反转输入端子之间的连接。将输入于比较器91的反转输入端子的电压设为V2。

在恒定电流源93与地之间，连接有电容94，电容94的正极侧端子与比较器91的非反转输入端子相连接。将输入于比较器91的非反转输入端子的电压设为V3。比较器91比较电压V2、V3，将其比较结果作为时钟来输出。如第三实施方式中所示，该时钟经由与门71输入于第一级的触发器72(参照图5)。

恒定电流源93供给规定电流I1。比较器91的非反转输入端子与传输门95相连接。在传输门95的n沟道侧栅极输入有比较器91的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门96反转的信号。当比较器91的输出信号为L电平时，传输门95断开，当比较器91的输出信号为H电平时，传输门95接通。

恒定电流源97连接于传输门95与地之间。该恒定电流源97供给恒定电流源93供给的电流I1的2倍的电流(2×I1)。当传输门95接通时，恒定电流源97与比较器91的非反转输入端子相连接。

在传输门98的n沟道侧栅极输入有比较器91的输出信号，在p沟道侧栅极输入有由非门99反转的信号。当比较器91的输出信号为L电平时，传输门98断开，当比较器91的输出信号为H电平时，传输门98接通。当传输门98接通时，比较器91的反转输入端子与地相连接。

接着，根据图10，对图9中示出的时钟生成电路70产生的效果进行说明。

图10为示出时钟生成电路70的工作的时序图，示出第二开关元件17的栅极驱动信号(PWM信号)、上述的电压V1、V2、V3、以及时钟。另外，在图10中，用第二SW栅极驱动信号来表示第二开关元件17的栅极驱动信号，用CLK来表示时钟。在图10中，用单点划线来表示电压V3。

如图10所示，第二开关元件17的栅极驱动信号通过上述的电阻86及电容87来平滑化，成为如电压V1所示。在栅极驱动信号为高占空比的部分，电压V1的值变高。

当比较器91的输出信号为L电平时，传输门90接通，传输门95、98断开。由此，输入于比较器91的反转输入端子的电压V2成为电压V1由运算放大器88、89放大的值。另一方面，输入于比较器91的非反转输入端子的电压V3因传输门95断开、以及恒定电流源93及电容94而上升。并且，当电压V3达到电压V2(运算放大器89的输出)时，比较器91的输出信号切换至H电平。

当比较器91的输出信号成为H电平时，传输门90断开，传输门95、98接通。因此，运算放大器89和比较器91被断开，比较器91的反转输入端子经由传输门98与地相连接。即，电压V2成为地(GND)电位。另一方面，通过传输门95的接通，恒定电流源97与比较器91的非反转输入端子相连接，电压V3降低。在本实施方式中，由于恒定电流源97供给的电流成为恒定电流源93供给的电流I1的2倍的电流，如图10所示，电压V3从地至电压V2为止的变化的倾斜度与变化了的电压V3从电压V2至地为止的变化的倾斜度相同。

当电压V3低于电压V2(地电位)时，比较器91的输出信号再度成为L电平。这样，比较器91的输出信号在L电平与H电平之间反复交替。虽然比较器91的输出信号作为时钟输入于触发器72，但根据上述结构，第二开关元件17的栅极驱动信号越是高占空比，时钟周期就越长。并且，由于由运算放大器88将栅极驱动信号放大流动于第二开关元件17的电流倍，因此越是高电流流动，即越是高负荷状态，时钟的周期就越长。

这样，在本实施方式中，在第三实施方式中设定的第一开关元件14的驱动停止时间T4(T2)由第二开关元件17的栅极驱动信号的占空比、运算放大器88的放大率I及运算放大器89的放大率α的乘法值来决定。换而言之，驱动停止时间为与第二开关元件17的占空比和在第二开关元件17中流动的电流的乘法值成比例的时间。因此，在第二开关元件17为驱动状态的情况下，与第二开关元件17为驱动停止状态的情况相比，能够延长第一开关元件14的驱动停止时间。即，根据第二开关元件17的驱动的负荷状态，第一开关元件14的驱动停止时间发生变化。第二开关元件17为高负荷状态的驱动停止时间比低负荷状态的驱动停止时间长。

由此，能够抑制驱动状态即正常工作中的第二开关元件17因第一开关元件14中产生负载短路而引起的影响而导致其温度达到第二开关元件17的过热检测温度进而成为驱动停止状态。另外，在第二开关元件17侧产生负载短路的情况下也与此相同。

另外，在本实施方式中示出了电压V2被切换为由运算放大器88、89放大后的电压和地电位的例子。然而，不局限于地电位。只要是比由运算放大器88、89放大后的电压低的电压即可。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述任何实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够以多种变更的方式来实施。

本发明示出了半导体装置10包括3个半导体芯片11、12、13的例子。然而，半导体芯片11、12的元件可以形成在相同芯片上。并且，半导体芯片11、12、13的构成元件可以形成在相同芯片上。

本发明示出了半导体芯片13与半导体芯片11、12即开关元件14、17处于相同的封装件内的例子。然而，半导体芯片13可以在封装件的外部。只要开关元件14、17在相同的封装件内即可。

本发明示出了由半导体芯片13的电路元件(硬件)来形成控制装置的例子。然而，也可以由使用了微型计算机的软件来构成。

虽然本发明示出了两个开关元件14、17的例，但可以适用于3个以上的开关元件上。

可以在第一实施方式的或门35、55、第二实施方式的比较器22及第三实施方式的与非门76之后，配置应对噪声的滤波电路等。

虽然本发明示出了开关元件14、17相对于负荷100、101配置于高压侧的例，但也可以配置在低压侧。

作为温敏元件15、18，除二极管以外，可以采用热敏电阻等温敏元件。

在本发明中，根据实施方式进行了说明，但应理解为，本发明不局限于该实施方式或结构。本发明还包括多种变更例或等同范围内的变更。此外，对于包括多种组合或形式，或者这些中的一个要素，或更多更少的要素的其他组合或形式，也包括在本发明的范围或思想范围内。

Claims (6)

1.一种温度保护装置，用于同一封装件内所收容的多个开关元件(14、17)，其特征在于，包括：

温度检测装置(15、18)，检测各个开关元件的温度；以及

控制装置(20～36、40～55、60～69、70～76、86～99)，控制各个开关元件，按照每个上述开关元件具有用于检测过热状态的过热检测温度、以及用于使因过热而停止了驱动的上述开关元件再次驱动的恢复温度，若多个上述开关元件中的任意第一开关元件的温度上升至所对应的上述过热检测温度，则使上述第一开关元件停止驱动，若降低至所对应的上述恢复温度，则使上述第一开关元件重新驱动，

上述控制装置控制上述第一开关元件的重新驱动的定时，以使得在上述第一开关元件的温度达到了上述过热检测温度的时间点，除了上述第一开关元件以外的开关元件中的至少一个开关元件处于负荷比低负荷状态高的高负荷状态的情况下，与除了上述第一开关元件以外的所有开关元件处于上述低负荷状态的情况相比，从因过热而引起的驱动停止至重新驱动为止的驱动停止时间更长。

2.根据权利要求1所述的温度保护装置，其特征在于，

上述控制装置(20～35、40～45)作为上述恢复温度具有第一恢复温度和第二恢复温度，上述第一恢复温度是与上述第一开关元件的温度进行比较的温度，上述第二恢复温度被设定为比上述第一恢复温度低的温度，是与除了上述第一开关元件以外的开关元件的温度进行比较的温度，

若上述第一开关元件的温度为上述第一恢复温度以下，且除了上述第一开关元件以外的所有开关元件的温度为上述第二恢复温度以下，则使上述第一开关元件重新驱动。

3.根据权利要求1所述的温度保护装置，其特征在于，

上述控制装置(20～22、36、70～76)基于用于使除了上述第一开关元件以外的开关元件工作的驱动信号，控制上述第一开关元件的重新驱动的定时，以使得除了上述第一开关元件以外的开关元件中的至少一个开关元件处于上述高负荷状态的情况下的上述驱动停止时间与除了上述第一开关元件以外的所有开关元件处于上述低负荷状态的情况下的上述驱动停止时间不同。

4.根据权利要求3所述的温度保护装置，其特征在于，

上述控制装置在上述第一开关元件的温度降低至上述恢复温度，且进一步经过规定时间之后，使上述第一开关元件重新驱动。

5.根据权利要求4所述的温度保护装置，其特征在于，

还具备检测在各个开关元件中流动的电流的电流检测装置(80～85)，

上述控制装置对各个开关元件进行PWM控制，作为上述规定时间，设定与将除了上述第一开关元件以外的开关元件中流动的电流和该开关元件的栅极驱动信号的占空比相乘而得到的时间成比例的时间。

6.根据权利要求3所述的温度保护装置，其特征在于，

上述控制装置(20～22、60～69)作为上述恢复温度具有第三恢复温度和比该第三恢复温度低的第四恢复温度，上述第三恢复温度是除了上述第一开关元件以外的所有开关元件处于作为上述低负荷状态的断开状态的情况下所设定的温度，上述第四恢复温度是除了上述第一开关元件以外的开关元件中的至少一个开关元件处于作为上述高负荷状态的接通状态的情况下所设定的温度，

在除了上述第一开关元件以外的开关元件中的至少一个开关元件处于接通状态的情况下，若上述第一开关元件的温度降低至上述第四恢复温度，则上述控制装置使上述第一开关元件重新驱动。