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公開番号2025121693
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024017318
出願日2024-02-07
発明の名称半導体集積回路
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02H 7/20 20060101AFI20250813BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】適切なショート検出が可能な半導体集積回路を提供する。
【解決手段】ショート検出回路である地絡検出回路240は、ローサイドトランジスタMLおよびハイサイドトランジスタMHのうち、監視対象の一方MHがオンの期間にイネーブル状態となり、監視対象のトランジスタMHに流れる電流I_MHがしきい値電流I_THHを超えると、ショート状態と判定する。しきい値電流I_THHは、相対的に長い第1期間T_Hの間、相対的に大きい第1値I_TH1をとり、相対的に短い第2期間T_Lの間、相対的に小さい第2値I_TH2をとる変動を周期的に繰り返す。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電源ライン、出力ラインおよび接地ラインと、
前記電源ラインと出力ラインの間に接続されたハイサイドトランジスタおよび前記出力ラインと前記接地ラインの間に接続されたローサイドトランジスタを含む出力段と、
前記ローサイドトランジスタおよび前記ハイサイドトランジスタのうち、監視対象の一方がオンの期間にイネーブル状態となり、前記監視対象のトランジスタに流れる電流がしきい値電流を超えると、ショート状態と判定するショート検出回路と、
を備え、
前記しきい値電流は、相対的に長い第１期間の間、相対的に大きい第１値をとり、相対的に短い第２期間の間、相対的に小さい第２値をとる変動を周期的に繰り返す、半導体集積回路。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記出力段のスイッチング周期をＴｓとするとき、前記第２期間の長さは、１Ｔｓ～１０Ｔｓである、請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記第１期間と第２期間の合計は、０．５ｍｓ～１ｍｓである、請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記ショート検出回路は、
前記監視対象のトランジスタに流れる電流を検出電圧に変換する検出電圧生成回路と、
前記検出電圧を前記しきい値電流を規定するしきい値電圧と比較し、前記検出電圧が前記しきい値電圧を超えると、ショート検出信号を生成する判定回路と、
を含む、請求項１から３のいずれかに記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記第１期間において、第１電圧レベルをとり、前記第２期間において、第２電圧レベルをとるしきい値電圧を生成するしきい値電圧源をさらに備える、請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記監視対象のトランジスタはハイサイドトランジスタであり、前記ショート検出回路は、地絡検出を行う、請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
前記検出電圧生成回路は、
前記接地ラインと接続された第１端を有する第１抵抗と、
前記接地ラインと接続された第１端を有する第２抵抗と、
前記第１抵抗の第２端と前記出力ラインの間に接続され、前記ローサイドトランジスタがオンであるときにオンとなる第１スイッチと、
第１電流源と、
前記第１抵抗の前記第２端と接続された第１電極を有し、前記第１電流源と接続された制御電極および第２電極を有するＮ型の第１トランジスタと、
前記第２抵抗の前記第２端と接続された第１電極を有し、前記第１トランジスタの前記制御電極と接続された制御電極を有するＮ型の第２トランジスタと、
前記第２トランジスタに流れる電流に比例する検出電流の経路上に設けられた第３抵抗と、
を含み、前記第３抵抗の電圧降下が、前記検出電圧である、請求項６に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記検出電圧生成回路は、前記第１抵抗の第２端と前記接地ラインの間に接続され、前記ローサイドトランジスタがオフであるときにオンとなる第２スイッチをさらに含む、請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記監視対象のトランジスタはローサイドトランジスタであり、前記ショート検出回路は、天絡検出を行う、請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記検出電圧生成回路は、
前記電源ラインと接続された第１端を有する第５抵抗と、
前記電源ラインと接続された第１端を有する第６抵抗と、
前記第５抵抗の第２端と前記出力ラインの間に接続され、前記ハイサイドトランジスタがオンであるときにオンとなる第３スイッチと、
第３電流源と、
前記第５抵抗の前記第２端と接続された第１電極を有し、前記第３電流源と接続された制御電極および第２電極を有するＰ型の第３トランジスタと、
前記第６抵抗の前記第２端と接続された第１電極を有し、前記第３トランジスタの前記制御電極と接続された制御電極を有するＰ型の第４トランジスタと、
前記第４トランジスタに流れる電流に比例する検出電流の経路上に設けられた第７抵抗と、
を含み、前記第７抵抗の電圧降下が前記検出電圧である、請求項９に記載の半導体集積回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体集積回路に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
Ｄ級アンプやＤＣ／ＤＣコンバータ、モータドライバなどの半導体集積回路は、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタを含むスイッチング回路（インバータ）を備える。
【０００３】
スイッチング回路の出力ノードが天絡（電源ラインに対するショート）した状態で、ローサイドトランジスタがオンとなると、ローサイドトランジスタに過電流が流れてしまう。そのため、半導体集積回路には、天絡検出回路が設けられる場合がある。同様に、スイッチング回路の出力ノードが地絡（接地に対するショート）した状態で、ハイサイドトランジスタがオンとなると、ハイサイドトランジスタに過電流が流れてしまう。そのため、半導体集積回路には、地絡検出回路が設けられる場合がある。本明細書において、天絡検出と地絡検出をショート検出と総称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１９５５３５号公報
【０００５】
Ｄ級アンプやＤＣ／ＤＣコンバータでは、スイッチング回路の出力端子には、出力インダクタおよび出力キャパシタを含むＬＣフィルタが接続される。スイッチング回路の起動直後は、出力キャパシタの電圧はゼロであり、起動時にスイッチング回路がＰＷＭ動作を行うと、ＬＣ共振を伴いながら出力キャパシタの充電が行われる。このときに流れるスイッチング回路に流れる電流Ｉ
ＳＴＡＲＴ
（たとえば６．５Ａ）は、通常動作時に流れる電流Ｉ
ＮＯＲＭ
（たとえば２．５Ａ）よりも大きい。
【０００６】
ボンディングワイヤの溶断電流は、連続印加時においてＩ
ＭＡＸ（ＣＯＮＴ）
、瞬時印加（たとえば１ｍｓ）においてＩ
ＭＡＸ（ＩＮＳ）
であるとする。たとえばＩ
ＭＡＸ（ＣＯＮＴ）
は５Ａ、Ｉ
ＭＡＸ（ＩＮＳ）
は１０Ａである。
【０００７】
本発明者は、起動直後の所定期間（起動期間、あるいはミュート期間ともいう）と、起動完了後の通常動作期間とにおいて、ショート検出の判定しきい値Ｉ
ＴＨ
を異なる電流値とすることを検討した。
【０００８】
具体的には、起動期間においては、ショート検出の判定しきい値Ｉ
ＴＨ（ＳＴＡＲＴ）
を、Ｉ
ＳＴＡＲＴ
＜Ｉ
ＴＨ（ＳＴＡＲＴ）
＜Ｉ
ＭＡＸ（ＩＮＳ）
）を満たすように高くしておき、通常動作期間においてはショート検出の判定しきい値Ｉ
ＴＨ（ＮＯＲＭ）
を、Ｉ
ＮＯＲＭ
＜Ｉ
ＴＨ（ＮＯＲＭ）
＜Ｉ
ＭＡＸ（ＣＯＮＴ）
）を満たすように定めたとする。
【０００９】
この場合、通常動作期間において、瞬間的に、Ｉ
ＭＡＸ（ＣＯＮＴ）
＜Ｉ＜Ｉ
ＭＡＸ（ＩＮＳ）
を満たす電流が流れたときに、ボンディングワイヤの溶断が起きないにもかかわらず、ショート異常と判定されることとなり、過保護となっている。
【００１０】
［概要］
本開示は係る状況においてなされたものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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