JP2019129614A - 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 - Google Patents
半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019129614A JP2019129614A JP2018010234A JP2018010234A JP2019129614A JP 2019129614 A JP2019129614 A JP 2019129614A JP 2018010234 A JP2018010234 A JP 2018010234A JP 2018010234 A JP2018010234 A JP 2018010234A JP 2019129614 A JP2019129614 A JP 2019129614A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- circuit
- timing
- sample
- hold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 167
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 11
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 25
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 13
- 102100036109 Dual specificity protein kinase TTK Human genes 0.000 description 7
- 101000659223 Homo sapiens Dual specificity protein kinase TTK Proteins 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 101100024083 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MPH2 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100076863 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) mnh1 gene Proteins 0.000 description 4
- 101150077079 RDT1 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- KXLBZYRJOGUGLR-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(prop-2-enoyloxymethyl)butyl prop-2-enoate prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCC(COC(=O)C=C)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C KXLBZYRJOGUGLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
- F16H61/0006—Electronic control units for transmission control, e.g. connectors, casings or circuit boards
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
- F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
- G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/18—Modifications for indicating state of switch
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/13—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
- H03K5/14—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals by the use of delay lines
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K2005/00013—Delay, i.e. output pulse is delayed after input pulse and pulse length of output pulse is dependent on pulse length of input pulse
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0063—High side switches, i.e. the higher potential [DC] or life wire [AC] being directly connected to the switch and not via the load
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0072—Low side switches, i.e. the lower potential [DC] or neutral wire [AC] being directly connected to the switch and not via the load
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Description
《負荷駆動システム(比較例)の概略および問題点》
図19は、本発明の比較例となる負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図20(a)および図20(b)は、図19における電流検出回路の模式的な構成例を示す概略図である。図19に示す負荷駆動システムは、例えば、一つの半導体チップで構成される半導体装置DEV’と、当該半導体装置DEV’によって駆動され負荷となるインダクタL1と、バッテリ電源電位VBを生成するバッテリ電源と、チップ用の電源電位VCCを生成するチップ用電源とを備える。バッテリ電源電位VBは、例えば、5V〜45V等であり、代表的には13V等である。チップ用の電源電位VCCは、例えば、数V程度であり、代表的には3.3V等である。
図1は、本発明の一実施の形態による負荷駆動システムの主要部の基本構成例を示す概略図である。図1に示す負荷駆動システムは、図19の構成例と比較して、半導体装置DEVがモニタ回路MNIおよびサンプルホールド回路SHを備える点が異なっている。モニタ回路MNIは、ハイサイドトランジスタQHのゲート(制御入力ノード)に印加されるゲート電位(制御入力電位)VGH、または出力端子PNoに生じる出力電位VOを監視する。モニタ回路MNIは、当該監視結果に基づいてハイサイドサンプルタイミングHSPLまたはハイサイドホールドタイミングHHLDのいずれか一方または両方を生成する。
図2は、本発明の実施の形態1による負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図2の負荷駆動システムでは、半導体装置DEVa内のモニタ回路MNIaは、出力端子PNoの出力電位VOを監視することでハイサイドクランプ信号HCLPaを生成する。ハイサイドサンプルタイミングHSPLおよびハイサイドホールドタイミングHHLDは、それぞれ、ハイサイドクランプ信号HCLPaの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジで定められる。
図3は、図2の負荷駆動システムの動作例を示す波形図である。時刻t10〜t11において、ハイサイドスイッチング信号HSは、‘L’レベル(オフレベル)からオンレベル(‘H’レベル)へ遷移する。これに応じて、図21で述べたように、出力電位VOは、ゲート・ソース間電圧VGSHが略一定の状態(ハイサイドトランジスタQHが弱オン状態)でバッテリ電源電位VBに向けて立ち上がる。
図4は、図2におけるモニタ回路周りの構成例を示す回路ブロック図である。図4において、サンプルホールド回路SHは、電流検出回路IDTからの検出電圧VISと、誤差検出器SUBへの検出電圧VISHaとの間に結合されるサンプルスイッチSWsと、検出電圧VISHaを保持するコンデンサChとを備える。モニタ回路MNIaは、出力電位検出回路VODTと、ロウサイドオン・オフ検出回路VGSLDTと、オアゲートOR1とを備える。
図6は、本発明の実施の形態1による負荷駆動システムにおいて、インダクタ電流の検出方法の一例を示すフロー図である。例えば、図2における電流検出回路IDT、サンプルホールド回路SHおよびモニタ回路MNIaは、インダクタ電流ILをサンプル動作とホールド動作で検出する電流検出部として機能する。図6には、当該電流検出部の処理内容の一例が示される。
図7は、本発明の実施の形態1による負荷駆動システムを適用した自動車の構成例を示す概略図である。図7に示す自動車は、タイヤTR、ディファレンシャルギアDG、トランスミッションTM、クラッチCL、エンジンEG、ソレノイドバルブSB、電子制御装置ECU等を備える。ソレノイドバルブSBは、インダクタL1を含み、インダクタL1に流れるインダクタ電流に応じてクラッチCLの油圧を制御する。
以上、実施の形態1の方式を用いることで、代表的には、インダクタ電流を高精度に検出することが可能になる。その結果、インダクタ電流を高精度に制御することが可能になる。また、特に、実施の形態1の方式を用いてソレノイドバルブの電流を制御することで、自動車の高性能化が図れる。
《負荷駆動システム(実施の形態2)の構成》
図10は、本発明の実施の形態2による負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図10に示す負荷駆動システムは、図2の構成例と比較して、半導体装置DEVb内のモニタ回路MNIbの構成が異なっている。モニタ回路MNIbは、図2の場合と同様に、出力端子PNoの出力電位VOを監視することでハイサイドクランプ信号HCLPaを生成し、ロウサイドトランジスタQLのゲート電位VGL(=ゲート・ソース間電圧VGSL)を監視することで、ロウサイドのオン・オフ検出信号LGSを生成する。これに加えて、モニタ回路MNIbは、図2の場合と異なり、ハイサイドトランジスタQHのゲート・ソース間電圧VGSHを監視することで、ハイサイドのオン・オフ検出信号HGSを生成する。
図11は、図10の負荷駆動システムの動作例を示す波形図である。図11において、時刻t20〜t23は、それぞれ、図3における時刻t10〜t13に対応する。ただし、時刻t22では、時刻t12の場合と異なり、ハイサイドのオン・オフ検出信号HGSの立ち下がりエッジでハイサイドホールドタイミングHHLDが定められる。ハイサイドトランジスタQHのゲート・ソース間電圧VGSH(=VGH−VO)は、ハイサイドスイッチング信号HSの‘H’レベルへの遷移に応じてゼロレベルから電源電位VCCレベルへ立ち上がり、‘L’レベルへの遷移に応じて電源電位VCCレベルからゼロレベルへ立ち下がる。
図12は、図10におけるモニタ回路周りの構成例を示す回路ブロック図である。図10に示すモニタ回路MNIbは、図4の構成例と比較して、さらに、ハイサイドオン・オフ検出回路VGSHDTと、立ち上がりエッジ検出回路RDT1と、立ち下がりエッジ検出回路FDT1と、セットリセットラッチ回路SRLT1とを備える。ハイサイドオン・オフ検出回路VGSHDTは、ハイサイドトランジスタQHのゲート・ソース間電圧VGSHを監視することでオン・オフ検出信号HGSを出力する。
図14は、本発明の実施の形態2による負荷駆動システムにおいて、インダクタ電流の検出方法の一例を示すフロー図である。図14に示すフローは、図6に示したフローと比較してステップS104がステップS204に置き換わっている。ステップS204において、電流検出部(すなわち、電流検出回路IDT、サンプルホールド回路SHおよびモニタ回路MNIb)は、ゲート・ソース間電圧VGSHの立ち下がりの監視結果に基づいて、インダクタ電流ILの検出動作をサンプル動作からホールド動作へ移行する。具体的には、電流検出部は、例えば、ゲート・ソース間電圧VGSHが振幅の中間レベルまで立ち下がったか否かを監視する。
以上、実施の形態2の方式を用いることで、実施の形態1で述べた各種効果と同様の効果が得られる。また、実施の形態1の方式と比較して、インダクタ電流をより高精度に検出できる場合があり、ひいては、インダクタ電流をより高精度に制御できる場合がある。ただし、実施の形態2の方式では、出力電位検出回路VODTとハイサイドオン・オフ検出回路VGSHDTとが必要となるため、回路面積の観点では、実施の形態1の方式が望ましい。
《負荷駆動システム(実施の形態3)の構成》
図15は、本発明の実施の形態3による負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図15に示す負荷駆動システムは、図2の構成例と比較して、半導体装置DEVc内のモニタ回路MNIcの構成が異なっている。モニタ回路MNIcは、図2における出力電位VOの代わりにハイサイドトランジスタQHのゲート電位(制御入力電位)VGHを監視することで、図2の場合とほぼ同様のハイサイドクランプ信号HCLPbを生成する。
図16は、図15の負荷駆動システムの動作例を示す波形図である。図16において、時刻t30〜t33は、それぞれ、図3における時刻t10〜t13に対応する。ただし、時刻t31では、時刻t11の場合とは異なるハイサイドクランプ信号HCLPbの立ち上がりエッジでハイサイドサンプルタイミングHSPLが定められる。同様に、時刻t32では、時刻t12の場合とは異なるハイサイドクランプ信号HCLPbの立ち下がりエッジでハイサイドホールドタイミングHHLDが定められる。
以上、実施の形態3の方式を用いることで、実施の形態1で述べた各種効果と同様の効果が得られる。また、実施の形態1の方式と比較して、モニタ回路MNIcがより安定した監視動作を行える場合がある。すなわち、出力電位VOは、外部に露出する電位となるため、寄生容量、寄生インダクタ等によって、ある程度のノイズが含まれる場合がある。一方、ゲート電位VGHは、内部の電位となるため、ノイズが含まれ難い。その結果、モニタ回路MNIcでは、ノイズに伴う誤検知等が生じ難くなる。
《負荷駆動システム(実施の形態4)の構成》
図17は、本発明の実施の形態4による負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図17に示す負荷駆動システムは、実施の形態2の図10の構成例と比較して、半導体装置DEVdの構成が異なっている。半導体装置DEVdは、図10の構成例と比較して、アナログディジタル変換器ADCが設けられ、さらに、サンプルホールド回路SHが、ディジタル回路で構成されるディジタルサンプルホールド回路DSHに置き換わっている。
以上、実施の形態4の方式を用いることで、実施の形態2で述べた各種効果と同様の効果が得られる。さらに、ディジタルサンプルホールド回路DSHに加えて、誤差検出器SUB、補償器PICおよびPWM信号生成回路PWMG等もディジタル回路で構成可能となるため、設計の容易化や、回路面積や消費電力の低減等が図れる場合がある。なお、ここでは、図10の構成例を用いたが、勿論、図2の構成例や、図15の構成例を用いてもよい。
《負荷駆動システム(実施の形態5)の構成》
図18は、本発明の実施の形態5による負荷駆動システムの主要部の構成例を示す概略図である。図18に示す負荷駆動システムは、図10の構成例と比較して、半導体装置DEVe内に遅延回路DLYが設けられる点が異なっている。遅延回路DLYは、モニタ回路MNIbからの各サンプルタイミング(HSPL,LSPL)および各ホールドタイミング(HHLD,LHLD)に遅延を加えてサンプルホールド回路SHへ出力する。
以上、実施の形態5の方式を用いることで、実施の形態2で述べた各種効果と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態2の方式と比較して、検出電圧VISに含まれるノイズをより正確に除去することで、インダクタ電流をより高精度に検出できる場合があり、ひいては、インダクタ電流をより高精度に制御できる場合がある。なお、ここでは、図10の構成例を用いたが、勿論、図2の構成例や、図15の構成例や、図17の構成例を用いてもよい。
CTLU 制御回路
DCC DC/DCコンバータ
DEV 半導体装置
DLY 遅延回路
DSH ディジタルサンプルホールド回路
DVU ドライバ部
ECU 電子制御装置
GND 接地電源電位
HGS,LGS オン・オフ検出信号
HHLD ハイサイドホールドタイミング
HCLP ハイサイドクランプ信号
HSPL ハイサイドサンプルタイミング
IDT 電流検出回路
IL インダクタ電流
ISEN 電流センサ
L1 インダクタ
LHLD ロウサイドホールドタイミング
LSH レベルシフト回路
LSPL ロウサイドサンプルタイミング
MNI モニタ回路
MPH,MNH トランジスタ
PDVU プリドライバ部
PIC 補償器
PNo 出力端子
PWMG PWM信号生成回路
QH ハイサイドトランジスタ
QL ロウサイドトランジスタ
SB ソレノイドバルブ
SH サンプルホールド回路
SUB 誤差検出器
TGT 目標電圧
VB バッテリ電源電位
VCC 電源電位
VGH,VGL ゲート電位
VGSH,VGSL ゲート・ソース間電圧
VGSHDT ハイサイドオン・オフ検出回路
VGSLDT ロウサイドオン・オフ検出回路
VIS,VISH 検出電圧
VJ 判定電位
VO 出力電位
VODT 出力電位検出回路
Claims (20)
- 高電位側電源電位と出力端子との間に結合され、オンに制御された際に、前記出力端子を介してインダクタに電力を蓄積するハイサイドトランジスタと、
前記ハイサイドトランジスタのオン・オフを制御するためのPWM信号を生成するPWM信号生成回路と、
前記ハイサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるハイサイド制御入力電位または前記出力端子に生じる出力電位を監視し、当該監視結果に基づいてハイサイドサンプルタイミングまたはハイサイドホールドタイミングのいずれか一方または両方を生成するモニタ回路と、
前記インダクタに流れるインダクタ電流を検出し、前記インダクタ電流に比例する第1の検出電圧を生成する電流検出回路と、
前記ハイサイドサンプルタイミングに応じて前記第1の検出電圧のサンプル動作を開始し、前記ハイサイドホールドタイミングに応じて前記第1の検出電圧のホールド動作を開始することで第2の検出電圧を出力するサンプルホールド回路と、
を有する、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記モニタ回路は、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位が、前記高電位側電源電位近辺の電位レベルとなる判定電位まで立ち上がった際に前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記判定電位まで立ち下がった際に前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
半導体装置。 - 請求項2記載の半導体装置において、
前記モニタ回路は、クランプ用トランジスタを備え、
前記クランプ用トランジスタは、一端に前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位が印加され、制御入力ノードに前記判定電位に対応する電位が印加されることで前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位を前記判定電位を下限値としてクランプする、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記モニタ回路は、さらに、前記ハイサイド制御入力電位と前記出力電位との電位差となるハイサイドオン・オフ制御電圧を監視し、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位の監視結果に基づいて前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記ハイサイドオン・オフ制御電圧の監視結果に基づいて前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
さらに、前記電流検出回路からの前記第1の検出電圧を前記PWM信号のPWM周波数よりも早いサンプリング周波数でディジタル変換するアナログディジタル変換器を有し、
前記サンプルホールド回路は、前記アナログディジタル変換器からのディジタル信号を入力とするディジタル回路で構成される、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
さらに、前記モニタ回路からの前記ハイサイドサンプルタイミングおよび前記ハイサイドホールドタイミングに遅延を加えて前記サンプルホールド回路へ出力する遅延回路を有する、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
さらに、前記出力端子と低電位側電源電位との間に結合され、前記ハイサイドトランジスタとは相補的にオン・オフが制御され、オンに制御された際に、前記インダクタ電流を還流させるロウサイドトランジスタを有し、
前記モニタ回路は、さらに、前記ロウサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるロウサイド制御入力電位と前記低電位側電源電位との電位差となるロウサイドオン・オフ制御電圧を監視し、当該監視結果に基づいてロウサイドサンプルタイミングおよびロウサイドホールドタイミングを生成し、
前記サンプルホールド回路は、さらに、前記ロウサイドサンプルタイミングに応じて前記第1の検出電圧のサンプル動作を開始し、前記ロウサイドホールドタイミングに応じて前記第1の検出電圧のホールド動作を開始する、
半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
さらに、前記サンプルホールド回路からの前記第2の検出電圧と予め定めた目標電圧との誤差をゼロに近づけるためのPWMデューティ比を定め、前記PWMデューティ比を前記PWM信号生成回路へ指示する補償器を有する、
半導体装置。 - 出力端子に結合され、負荷となるインダクタと、
高電位側電源電位と前記出力端子との間に結合され、オンに制御された際に、前記出力端子を介してインダクタに電力を蓄積するハイサイドトランジスタと、
前記ハイサイドトランジスタのオン・オフを制御するためのPWM信号を生成するPWM信号生成回路と、
前記ハイサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるハイサイド制御入力電位または前記出力端子に生じる出力電位を監視し、当該監視結果に基づいてハイサイドサンプルタイミングまたはハイサイドホールドタイミングのいずれか一方または両方を生成するモニタ回路と、
前記インダクタに流れるインダクタ電流を検出し、前記インダクタ電流に比例する第1の検出電圧を生成する電流検出回路と、
前記ハイサイドサンプルタイミングに応じて前記第1の検出電圧のサンプル動作を開始し、前記ハイサイドホールドタイミングに応じて前記第1の検出電圧のホールド動作を開始することで第2の検出電圧を出力するサンプルホールド回路と、
を有する、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
前記モニタ回路は、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位が、前記高電位側電源電位近辺の電位レベルとなる判定電位まで立ち上がった際に前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記判定電位まで立ち下がった際に前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
前記モニタ回路は、さらに、前記ハイサイド制御入力電位と前記出力電位との電位差となるハイサイドオン・オフ制御電圧を監視し、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位の監視結果に基づいて前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記ハイサイドオン・オフ制御電圧の監視結果に基づいて前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
さらに、前記電流検出回路からの前記第1の検出電圧を前記PWM信号のPWM周波数よりも早いサンプリング周波数でディジタル変換するアナログディジタル変換器を有し、
前記サンプルホールド回路は、前記アナログディジタル変換器からのディジタル信号を入力とするディジタル回路で構成される、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
さらに、前記出力端子と低電位側電源電位との間に結合され、前記ハイサイドトランジスタとは相補的にオン・オフが制御され、オンに制御された際に、前記インダクタ電流を還流させるロウサイドトランジスタを有し、
前記モニタ回路は、さらに、前記ロウサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるロウサイド制御入力電位と前記低電位側電源電位との電位差となるロウサイドオン・オフ制御電圧を監視し、当該監視結果に基づいてロウサイドサンプルタイミングおよびロウサイドホールドタイミングを生成し、
前記サンプルホールド回路は、さらに、前記ロウサイドサンプルタイミングに応じて前記第1の検出電圧のサンプル動作を開始し、前記ロウサイドホールドタイミングに応じて前記第1の検出電圧のホールド動作を開始する、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
さらに、前記サンプルホールド回路からの前記第2の検出電圧と予め定めた目標電圧との誤差をゼロに近づけるためのPWMデューティ比を定め、前記PWMデューティ比を前記PWM信号生成回路へ指示する補償器を有する、
負荷駆動システム。 - 請求項14記載の負荷駆動システムにおいて、
前記インダクタは、ソレノイドバルブに含まれる、
負荷駆動システム。 - 請求項9記載の負荷駆動システムにおいて、
前記ハイサイドトランジスタ、前記PWM信号生成回路、前記モニタ回路、前記電流検出回路、および前記サンプルホールド回路は、一つの半導体チップに搭載される、
負荷駆動システム。 - 出力端子に結合され、負荷となるインダクタと、
高電位側電源電位と前記出力端子との間に結合され、オンに制御された際に前記出力端子を介して前記インダクタに電力を蓄積し、PWM信号によってオン・オフが制御されるハイサイドトランジスタと、
前記インダクタに流れるインダクタ電流をサンプル動作とホールド動作で検出する電流検出部と、
を有する負荷駆動システムを用いたインダクタ電流の検出方法であって、
前記電流検出部は、
前記ハイサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるハイサイド制御入力電位または前記出力端子に生じる出力電位を監視する第1のステップと、
前記第1のステップの監視結果に基づいてハイサイドサンプルタイミングまたはハイサイドホールドタイミングのいずれか一方または両方を生成する第2のステップと、
前記ハイサイドサンプルタイミングに応じて前記サンプル動作を開始し、前記ハイサイドホールドタイミングに応じて前記ホールド動作を開始する第3のステップと、
を実行する、
インダクタ電流の検出方法。 - 請求項17記載のインダクタ電流の検出方法において、
前記電流検出部は、前記第2のステップにおいて、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位が、前記高電位側電源電位近辺の電位レベルとなる判定電位まで立ち上がった際に前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記判定電位まで立ち下がった際に前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
インダクタ電流の検出方法。 - 請求項17記載のインダクタ電流の検出方法において、
前記電流検出部は、
前記第1のステップにおいて、さらに、前記ハイサイド制御入力電位と前記出力電位との電位差となるハイサイドオン・オフ制御電圧を監視し、
前記第2のステップにおいて、前記ハイサイド制御入力電位または前記出力電位の監視結果に基づいて前記ハイサイドサンプルタイミングを生成し、前記ハイサイドオン・オフ制御電圧の監視結果に基づいて前記ハイサイドホールドタイミングを生成する、
インダクタ電流の検出方法。 - 請求項17記載のインダクタ電流の検出方法において、
前記負荷駆動システムは、さらに、前記出力端子と低電位側電源電位との間に結合され、前記ハイサイドトランジスタとは相補的にオン・オフが制御され、オンに制御された際に、前記インダクタ電流を還流させるロウサイドトランジスタを有し、
前記電流検出部は、
前記第1のステップにおいて、さらに、前記ロウサイドトランジスタの制御入力ノードに印加されるロウサイド制御入力電位と前記低電位側電源電位との電位差となるロウサイドオン・オフ制御電圧を監視し、
前記第2のステップにおいて、さらに、前記ロウサイドオン・オフ制御電圧の監視結果に基づいてロウサイドサンプルタイミングおよびロウサイドホールドタイミングを生成し、
前記第3のステップにおいて、さらに、前記ロウサイドサンプルタイミングに応じて前記サンプル動作を開始し、前記ロウサイドホールドタイミングに応じて前記ホールド動作を開始する、
インダクタ電流の検出方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018010234A JP6978952B2 (ja) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 |
US16/223,969 US10855266B2 (en) | 2018-01-25 | 2018-12-18 | Semiconductor device, load drive system and method of detecting inductor current |
CN201910037529.3A CN110082583B (zh) | 2018-01-25 | 2019-01-15 | 半导体器件、负载驱动***和检测电感器电流的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018010234A JP6978952B2 (ja) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019129614A true JP2019129614A (ja) | 2019-08-01 |
JP6978952B2 JP6978952B2 (ja) | 2021-12-08 |
Family
ID=67299366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018010234A Active JP6978952B2 (ja) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10855266B2 (ja) |
JP (1) | JP6978952B2 (ja) |
CN (1) | CN110082583B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022535476A (ja) * | 2019-11-26 | 2022-08-09 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Fet制御装置及び方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113225057B (zh) * | 2020-11-02 | 2023-04-07 | 杰华特微电子股份有限公司 | 开关电路的保护方法、保护电路及开关电路 |
CN113890312B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-02-15 | 芯洲科技(北京)有限公司 | 用于检测电流的装置和电子装置 |
US20230396141A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Psemi Corporation | Circuits and methods for generating a continuous current sense signal |
CN116505737B (zh) * | 2023-06-26 | 2023-12-29 | 艾科微电子(深圳)有限公司 | Dc-dc转换器的电流检测电路、方法、电力转换***和电源 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001132826A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-05-18 | Hitachi Ltd | 自動変速機の油圧制御装置 |
JP2002319505A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Sanken Electric Co Ltd | ソレノイド駆動装置 |
JP2008104285A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Ac Technologies Kk | スイッチング電源方式 |
JP2008304041A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Aisin Aw Co Ltd | 移動不良検出装置 |
JP2011097434A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電流制御用半導体素子およびそれを用いた制御装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8044644B2 (en) * | 2009-04-03 | 2011-10-25 | Texas Instruments Incorporated | Symmetric sample and hold over-current sensing method and apparatus |
JP5507216B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-05-28 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および電源装置 |
US8786266B2 (en) * | 2010-02-01 | 2014-07-22 | Microchip Technology Incorporated | Effective current sensing for high voltage switching regulators |
JP5942455B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2016-06-29 | 株式会社ソシオネクスト | スイッチングレギュレータ |
JP5814892B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2015-11-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電流検出回路及びそれを用いた電流制御装置 |
US9571075B1 (en) * | 2015-02-17 | 2017-02-14 | Altera Corporation | Input voltage clamp with signal splitting and cross-over capabilities |
JP6594810B2 (ja) * | 2016-03-23 | 2019-10-23 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電流検出回路及びそれを備えたdcdcコンバータ |
-
2018
- 2018-01-25 JP JP2018010234A patent/JP6978952B2/ja active Active
- 2018-12-18 US US16/223,969 patent/US10855266B2/en active Active
-
2019
- 2019-01-15 CN CN201910037529.3A patent/CN110082583B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001132826A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-05-18 | Hitachi Ltd | 自動変速機の油圧制御装置 |
JP2002319505A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Sanken Electric Co Ltd | ソレノイド駆動装置 |
JP2008104285A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Ac Technologies Kk | スイッチング電源方式 |
JP2008304041A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Aisin Aw Co Ltd | 移動不良検出装置 |
JP2011097434A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電流制御用半導体素子およびそれを用いた制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022535476A (ja) * | 2019-11-26 | 2022-08-09 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Fet制御装置及び方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110082583A (zh) | 2019-08-02 |
US10855266B2 (en) | 2020-12-01 |
JP6978952B2 (ja) | 2021-12-08 |
CN110082583B (zh) | 2024-05-24 |
US20190229717A1 (en) | 2019-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6978952B2 (ja) | 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法 | |
US9628072B2 (en) | Driving device and switching circuit control method | |
US7138786B2 (en) | Power supply driver circuit | |
US6954055B2 (en) | Switching device driving apparatus and DC/DC converter incorporating the same | |
US7292016B2 (en) | Buck/boost DC-DC converter control circuit with input voltage detection | |
JP2009207242A (ja) | 電源装置 | |
WO2021117821A1 (ja) | スイッチング回路のゲート駆動回路およびスイッチング電源の制御回路 | |
US10469057B1 (en) | Method for self adaption of gate current controls by capacitance measurement of a power transistor | |
US9722587B2 (en) | Power supply circuit | |
US10523189B2 (en) | Ringing peak detector module for an inductive electric load driver, related system and integrated circuit | |
WO2015008461A1 (ja) | 半導体素子の電流検出装置 | |
JP4360310B2 (ja) | 駆動装置 | |
US10243445B2 (en) | Semiconductor device and control method thereof | |
US7202652B2 (en) | Motor driving apparatus incorporating switch device driving apparatus | |
US9312848B2 (en) | Glitch suppression in an amplifier | |
US8692606B2 (en) | External power transistor control | |
US9660528B2 (en) | Adaptive controller for a voltage converter | |
US11482933B2 (en) | Switching power supply device | |
CN102299624B (zh) | 开关控制电路、电源电路 | |
JP2018007307A (ja) | 同期整流方式のスイッチングレギュレータ | |
US11539349B1 (en) | Integrated circuit and power module | |
JP6213381B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP7129366B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP6919920B2 (ja) | 電圧コンバータのためのアダプティブコントローラ | |
JP2021027611A (ja) | ハイサイドドライバ、スイッチング回路、モータドライバ、dc/dcコンバータのコントローラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200713 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210525 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210721 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6978952 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |