(57)【要約】【課題】パワースイッチ素子および制御回路を天絡事故やサージ電圧のように短時間に急峻な変化をする高電圧に対して保護できるようにする。【解決手段】イグナイタ１は、入力端子ＩＮと制御回路１２の電源端子との間に第１の降圧回路１５を有し、入力端子ＩＮとＩＧＢＴ１１のゲートとの間に第２の降圧回路１６を有している。第１の降圧回路１５は、天絡事故により入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力されると、バッテリ電圧を制御回路１２の電源電圧まで降圧する。第１の降圧回路１５は、天絡事故により入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力されると、バッテリ電圧をＩＧＢＴ１１のゲート電圧まで降圧する。サージ電圧に対しては、ツェナーダイオード群１３と第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６との二段構成で減圧する。【選択図】図１
2020143643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワースイッチ素子と、前記パワースイッチ素子を制御するゲート電圧を電源電圧として使用する制御回路と、前記ゲート電圧が入力される入力端子に接続されて前記パワースイッチ素子および前記制御回路を静電気放電による破壊から保護する静電気放電保護デバイスと、天絡事故による高電圧が入力されたときに前記パワースイッチ素子および前記制御回路を前記高電圧による破壊から保護する天絡保護回路とを備えた半導体集積回路において、
前記天絡保護回路は、
前記ゲート電圧が入力される入力端子と前記制御回路との間に配置されて前記高電圧が入力されたときに前記高電圧を前記制御回路の前記電源電圧の電圧に近い電圧まで降圧する第１の降圧回路と、
前記入力端子と前記パワースイッチ素子のゲートとの間に配置されて前記高電圧が入力されたときに前記高電圧を前記ゲート電圧に近い電圧まで降圧する第２の降圧回路と、
を有している、半導体集積回路。
【請求項２】
前記第１の降圧回路および前記第２の降圧回路は、前記入力端子に入力された前記高電圧を順次降圧する複数段の降圧部を有している、請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記入力端子の側に配置される前記降圧部は、直列に接続された第１の抵抗、第２の抵抗および第１のツェナーダイオードを有している、請求項２記載の半導体集積回路。
【請求項４】
最終段に配置される前記降圧部は、直列に接続された第３の抵抗および第２のツェナーダイオードを有し、前段から受けた電圧を前記第２のツェナーダイオードの降伏電圧にクランプする、請求項３記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記静電気放電保護デバイスに並列に接続されたプルダウン抵抗を有する、請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記パワースイッチ素子がイグニッションコイルを通電または遮断するように制御するイグナイタである、請求項１記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用内燃機関の点火システムのイグニッションコイルのような負荷を駆動するパワースイッチ素子とこのパワースイッチ素子を保護する制御回路とを備えたイグナイタとする半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
イグナイタは、イグニッションコイルの一次コイルを通電または遮断することにより二次コイルにスパークプラグが電気放電を生じさせるだけの高電圧を発生させることができる半導体のパワースイッチ素子を備えている。パワースイッチ素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のような電圧制御型半導体素子が使用されている。また、パワースイッチ素子として、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）のような他の電圧制御型半導体素子を用いることもある。
【０００３】
イグナイタでは、入力端子にゲート電圧が印加されることによってパワースイッチ素子がターンオンし、ゲート電圧が印加されていないときパワースイッチ素子がターンオフする。このとき、このパワースイッチ素子を保護する制御回路は、入力端子に印加されるゲート電圧を電源として動作するものがあり、このタイプのイグナイタでは、ゲート電圧が印加されていないとき、制御回路の動作を停止している。
【０００４】
イグナイタは、また、内燃機関の近傍に設置され、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）とはワイヤハーネスによって接続されていて、エンジン制御ユニットから供給されるゲート電圧によって制御される。このため、イグナイタには、エンジン制御ユニットからゲート電圧しか供給されない。しかし、エンジン制御ユニット側のワイヤハーネスにおいて、他の回路装置のための電源供給用のワイヤがイグナイタの入力端子に接続されるゲート電圧用の信号ワイヤと接触してしまう場合がある。このような場合、イグナイタの入力端子には、バッテリの電圧が直接印加されるといった天絡事故が発生する可能性がある。
【０００５】
イグナイタでは、パワースイッチ素子および制御回路は、たとえば、５ボルト（Ｖ）程度の低いゲート電圧で動作しているが、天絡事故があると、バッテリ電圧である高電圧が印加されることになるので、場合によっては、破壊されることがある。
【０００６】
このため、たとえ天絡事故があってもパワースイッチ素子および制御回路が破壊から保護されるようにしたイグナイタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１によれば、ゲート電圧が入力される入力端子と、パワースイッチ素子のゲートおよびパワースイッチ素子のゲート電圧を電源電圧として動作する制御回路との間に天絡保護回路を設置している。この天絡保護回路は、入力端子に印加された電圧を分圧して低い電圧にする第１分圧回路と、この第１分圧回路に直列に接続されて第１分圧回路を有効または無効にするスイッチ素子と、入力端子に印加された電圧を検出する第２分圧回路とを有している。ここで、入力端子に印加された電圧が通常のゲート電圧である場合、第２分圧回路がスイッチ素子をオフにし、第１分圧回路は、パワースイッチ素子のゲートに接続されるゲート抵抗の一部として機能するだけになっている。一方、入力端子に印加された電圧が所定の電圧以上になったことを第２分圧回路が検出すると、スイッチ素子がオンされて第１分圧回路は有効になる。これにより、入力電圧は、ゲート電圧に近い値にまで分圧されるので、天絡事故があったとしても、イグナイタは、パワースイッチ素子および制御回路が高電圧の印加による破壊から保護される。
【０００７】
また、特許文献１のイグナイタでは、ゲート電圧が入力される入力端子に、静電気放電（ＥＳＤ：Electro-Static Discharge）に代表されるサージ電圧に対して保護する回路が設けられている。この保護回路は、ツェナーダイオードによって構成され、入力端子にツェナーダイオードの降伏電圧を超えるようなサージ電圧が印加されると導通してサージ電圧を吸収するようにしている。
【０００８】
このようにして、特許文献１のイグナイタは、入力端子に天絡保護回路およびサージ電圧保護用のツェナーダイオードが備えられている。これにより、パワースイッチ素子および制御回路は、天絡保護回路によって比較的直流的な高電圧から保護され、かつ、ツェナーダイオードによってパルス状のサージ電圧から保護されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１８−００７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のイグナイタは、サージ電圧に対してツェナーダイオードによりある程度の保護はされる。しかしながら、そのときのツェナーダイオードの動作抵抗などを考慮すると、天絡保護回路には、ツェナーダイオードの降伏電圧にツェナーダイオードの動作抵抗による電圧降下が加えられる。この電圧は、天絡事故が起きたときの電圧より高くて天絡保護回路の保護動作が追従できない急峻に変化する電圧であるため、このような電圧が天絡保護回路に入力されることになる。天絡保護回路では、第２分圧回路が急峻に変化する高電圧を検出してスイッチ素子をオンし、その後、第１分圧回路を有効にするので、どうしても能動素子による動作遅れが生じ、その間、高電圧が内部にまで伝播されてしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、パワースイッチ素子および制御回路をサージ電圧のように短時間に急峻な変化をする高電圧に対しても保護することができる天絡保護回路を備えた半導体集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、上記の課題を解決するために、１つの案では、パワースイッチ素子と、パワースイッチ素子を制御するゲート電圧を電源電圧として使用する制御回路と、ゲート電圧が入力される入力端子に接続されてパワースイッチ素子および制御回路を静電気放電による破壊から保護する静電気放電保護デバイスと、天絡事故による高電圧が入力されたときにパワースイッチ素子および制御回路を高電圧による破壊から保護する天絡保護回路とを備えた半導体集積回路が提供される。この半導体集積回路の天絡保護回路は、ゲート電圧が入力される入力端子と制御回路との間に配置されて高電圧が入力されたときに高電圧を制御回路の電源電圧の電圧に近い電圧まで降圧する第１の降圧回路と、入力端子とパワースイッチ素子のゲートとの間に配置されて高電圧が入力されたときに高電圧をゲート電圧に近い電圧まで降圧する第２の降圧回路と、を有している。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の半導体集積回路では、第１の降圧回路および第２の降圧回路が天絡事故による高電圧のみならず、静電気放電保護デバイスによりクランプされた急峻に変化する高電圧についても同様に降圧するので、印加されたサージ電圧が内部に伝搬することがないという利点がある。また、第１の降圧回路が制御回路への電源電圧を保護し、第２の降圧回路がパワースイッチ素子へのゲート電圧を保護するので、パワースイッチ素子および制御回路のそれぞれに適した降圧回路の設計が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るイグナイタを含む点火システムの構成例を示す図である。
【図２】第１の降圧回路の一例を示す図である。
【図３】第１の降圧回路の高電圧入力時における降圧状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、半導体集積回路を車両用内燃機関の点火システムのイグナイタに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。なお、図示の例では、イグナイタのパワースイッチ素子にＩＧＢＴを用いた場合について説明するが、パワーＭＯＳＦＥＴを用いることもできる。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係るイグナイタを含む点火システムの構成例を示す図、図２は第１の降圧回路の一例を示す図、図３は第１の降圧回路の高電圧入力時における降圧状態を説明する説明図である。
【００１７】
点火システムは、イグナイタ１と、イグニッションコイル２と、スパークプラグ３とを備え、イグニッションコイル２の一次コイルおよび二次コイルの一方の端子には、バッテリ４の正極端子が接続されている。バッテリ４は、たとえば１２Ｖの電圧を出力する自動車用バッテリである。イグナイタ１は、エンジン制御ユニットから供給されるゲート電圧に基づいてイグニッションコイル２を通電または遮断するように制御する。イグニッションコイル２は、通電時にバッテリ４から供給される電流が一次コイルを流れることによって一次コイルが電磁石になり、一次コイルが巻回されたコアの内部に磁力線の束が発生する。所定の点火タイミングでイグナイタ１がイグニッションコイル２を遮断すると、コアの内部の磁束が急になくなり、これにより同じコアに巻回されている二次コイルに電磁誘導による高電圧が発生する。この高電圧がスパークプラグ３に印加されると、スパークプラグ３は、そのギャップに放電を発生させ、エンジンの燃焼室内の混合気を点火して燃焼させる。
【００１８】
イグナイタ１は、パワースイッチ素子とするＩＧＢＴ１１と、このＩＧＢＴを保護する制御回路１２とを備えているが、この実施の形態では、ＩＧＢＴ１１を制御するゲート電圧が制御回路１２の電源として働くよう構成している。このため、このイグナイタ１は、ゲート電圧が印加される入力端子ＩＮ、イグニッションコイル２の一次コイルに接続される出力端子ＯＵＴおよび車両のシャシに接続されるグランド端子ＧＮＤを有し、制御回路１２のための電源端子は有していない。
【００１９】
イグナイタ１の入力端子ＩＮは、３つのツェナーダイオードを直列に接続したツェナーダイオード群１３のカソードに接続され、ツェナーダイオード群１３のアノードは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。このツェナーダイオード群１３は、入力端子ＩＮに組立装置などが接触することによって生じる静電気放電からイグナイタ１を保護する静電気放電保護デバイスである。ツェナーダイオード群１３を構成するツェナーダイオードは、たとえば、降伏電圧が６Ｖ程度のものであり、したがって、ツェナーダイオード群１３は、入力端子ＩＮに印加されたサージ電圧を１８Ｖ程度にクランプすることができる。
【００２０】
入力端子ＩＮは、また、プルダウン抵抗１４の一方の端子に接続され、プルダウン抵抗１４の他方の端子は、グランド端子ＧＮＤに接続されている。このプルダウン抵抗１４は、エンジン制御ユニットにおける駆動回路の出力回路を構成するトランジスタがシングルである場合に有用である。つまり、駆動回路の出力回路が１つのトランジスタで構成されている場合、ＩＧＢＴ１１をターンオフするとき、ゲートには、単に電圧を供給しなくなるだけで、出力回路のインピーダンスが高くなる。この場合、プルダウン抵抗１４は、ＩＧＢＴ１１のゲート容量に蓄積された電荷を放電させることができるので、ゲート電圧を迅速にＩＧＢＴ１１の閾値電圧以下に低減することができる。なお、エンジン制御ユニットにおける駆動回路の出力回路がプッシュプルの回路構成を採っている場合、プルダウン抵抗１４の役割の寄与度は小さい。これは、ＩＧＢＴ１１をターンオフするとき、プッシュプルの低電位側のトランジスタがＩＧＢＴ１１のゲート容量に蓄積された電荷をシンク電流として引き抜くので、プルダウン抵抗１４による放電を必要としないからである。
【００２１】
入力端子ＩＮは、さらに、天絡保護回路を構成する第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６の入力に接続されている。第１の降圧回路１５の出力は、制御回路１２の電源端子に接続され、第２の降圧回路１６の出力は、ゲート抵抗１７の一方の端子およびスピードアップダイオード１８のカソードに接続されている。第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６の低電位側端子は、それぞれグランド端子ＧＮＤに接続されている。これら第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６は、それぞれ、入力端子ＩＮにバッテリ電圧またはサージ電圧が印加されたときだけ動作し、正常なゲート電圧が印加されているときには、何ら動作することはない。
【００２２】
ゲート抵抗１７の他方の端子およびスピードアップダイオード１８のアノードは、ＩＧＢＴ１１のゲートに接続され、ＩＧＢＴ１１のコレクタは、出力端子ＯＵＴに接続され、ＩＧＢＴ１１のエミッタは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。スピードアップダイオード１８は、ＩＧＢＴ１１をターンオフするとき、ＩＧＢＴ１１のゲートから入力端子ＩＮへ向かう電流がゲート抵抗１７をショートカットすることで、ＩＧＢＴ１１のターンオフ時の動作を高速化する。
【００２３】
制御回路１２の出力端子は、スイッチ素子１９のゲートに接続されている。このスイッチ素子１９は、たとえば、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴとすることができ、そのドレインは、ＩＧＢＴ１１のゲートに接続され、スイッチ素子１９のソースは、ＩＧＢＴ１１のエミッタに接続されている。この制御回路１２およびスイッチ素子１９は、ＩＧＢＴ１１の過電流状態または過熱またはタイマによる入力信号のハイロック状態を検出する図示しない回路からの異常検出信号に基づいてＩＧＢＴ１１のゲート電圧を強制的に低下させてＩＧＢＴ１１をその破壊から保護するためのものである。
【００２４】
以上の構成のイグナイタ１によれば、エンジン制御ユニットからたとえば５Ｖのゲート電圧が印加されると、そのゲート電圧は、第２の降圧回路１６およびゲート抵抗１７を介してＩＧＢＴ１１のゲートに印加される。これにより、ＩＧＢＴ１１のゲート容量が充電されてＩＧＢＴ１１がターンオンすると、バッテリ４から供給される電流がイグニッションコイル２の一次コイルおよびＩＧＢＴ１１を介してグランドに流れ、イグニッションコイル２のコアの内部に磁束が発生する。
【００２５】
その後、エンジン制御ユニットから０Ｖのゲート電圧が印加されると、ＩＧＢＴ１１のゲート容量に蓄積された電荷は、スピードアップダイオード１８および第２の降圧回路１６を介してプルダウン抵抗１４により消費される。または、ゲート容量に蓄積された電荷は、スピードアップダイオード１８および第２の降圧回路１６を介してエンジン制御ユニットへ引き抜かれる。これにより、ＩＧＢＴ１１がターンオフされるので、イグニッションコイル２のコアの内部の磁束がなくなるよう急変するので、イグニッションコイル２の二次コイルに電磁誘導により高電圧が発生し、スパークプラグ３のギャップに放電を発生させる。
【００２６】
以上のように、ＩＧＢＴ１１がターンオンおよびターンオフを繰り返すことで、スパークプラグ３に周期的に放電を連続して発生させることができる。ＩＧＢＴ１１がターンオンおよびターンオフを繰り返しているときに、制御回路１２が何らかの異常を検出すると、制御回路１２は、スイッチ素子１９をオンすることで、ＩＧＢＴ１１のゲート電圧を強制的に下げてＩＧＢＴ１１をターンオフする。これにより、イグナイタ１は、異常発生によるＩＧＢＴ１１の素子破壊から保護される。
【００２７】
次に、天絡保護回路としての第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６の具体例について説明する。第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６は、それぞれ同じ回路構成を有しているので、ここでは代表して第１の降圧回路１５について説明する。
【００２８】
第１の降圧回路１５は、図２に示した構成例では、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃおよびツェナーダイオードＤ１１，Ｄ１２を有している。抵抗Ｒ１ａの一方の端子は、入力端子ＩＮに接続され、抵抗Ｒ１ａの他方の端子は、抵抗Ｒ１ｂの一方の端子に接続され、抵抗Ｒ１ｂの他方の端子は、ツェナーダイオードＤ１１のカソードに接続され、ツェナーダイオードＤ１１のアノードは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。抵抗Ｒ１ａの他方の端子は、また、抵抗Ｒ１ｃの一方の端子に接続され、抵抗Ｒ１ｃの他方の端子は、ツェナーダイオードＤ１２のカソードに接続され、ツェナーダイオードＤ１２のアノードは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。ここで、制御回路１２に常時接続される抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｃは、制御回路１２による消費電流を考慮して必要な電圧降下が得られるような値に設定され、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂは、バッテリ電圧に対して降圧するときの分圧比を決めている。
【００２９】
まず、第１の降圧回路１５は、入力端子ＩＮにツェナーダイオードＤ１１，Ｄ１２の降伏電圧より低いゲート電圧が入力されている場合、ツェナーダイオードＤ１１，Ｄ１２が導通することはない。このため、ゲート電圧は、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｃの直列回路を介して制御回路１２に給電される。一方、入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力された場合、第１の降圧回路１５は、１段目の降圧部で入力電圧Ｖ０を電圧Ｖ１１まで降圧し、２段目の降圧部で電圧Ｖ１１を電圧Ｖ１２まで降圧して制御回路１２に給電することになる。このときの電圧Ｖ１２は、ツェナーダイオードＤ１２の降伏電圧に等しく、制御回路１２の電源電圧に近い電圧になっている。
【００３０】
ここで、ツェナーダイオードＤ１１，Ｄ１２は、それぞれツェナーダイオード群１３を構成するツェナーダイオードと同じく降伏電圧が６Ｖ程度のものである。このため、第１の降圧回路１５の最終段である２段目の降圧部は、ツェナーダイオードＤ１２だけで制御回路１２の電源電圧に近い６Ｖまで直接降圧できるので、１段目の抵抗Ｒ１ｂに相当する抵抗のように分圧比を稼ぐための抵抗は使用していない。
【００３１】
この第１の降圧回路１５は、また、トランジスタのようにサージ電圧を受けてから保護動作を開始するまで遅延が生じるような素子の使用はなく、実質的に遅延動作を無視できる応答性のよい素子のみで構成している。したがって、この第１の降圧回路１５は、バッテリ電圧に対する天絡保護はもちろんサージ電圧のように短時間に急峻な変化をする高電圧に対しても保護することができる。
【００３２】
次に、イグナイタ１の入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力された場合に第１の降圧回路１５の中でどのようにエネルギを吸収して制御回路１２に供給する電圧を低下させていくかについて図２および図３を参照しながら説明する。図２において、電圧Ｖ０は、入力端子ＩＮに入力される電圧であり、電圧Ｖ１１は、第１の降圧回路１５の１段目の降圧部によって降圧される電圧であり、電圧Ｖ１２は、２段目の降圧部によって降圧される電圧である。電流Ｉ０は、ツェナーダイオード群１３を流れる電流であり、電流Ｉ１１は、１段目の降圧部の抵抗Ｒ１ｂおよびツェナーダイオードＤ１１を流れる電流であり、電流Ｉ１２は、２段目の降圧部のツェナーダイオードＤ１２を流れる電流である。また、図３において、横軸は電圧、縦軸は電流を示しており、電圧Ｖｚは、ツェナーダイオード群１３の各ツェナーダイオードおよび第１の降圧回路１５のツェナーダイオードＤ１１，Ｄ１２の降伏電圧である。
【００３３】
イグナイタ１の入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力されたとき、バッテリ電圧は、まず、ツェナーダイオード群１３に印加される。ツェナーダイオード群１３は、３個のツェナーダイオードを直列接続して構成しているので、全体の降伏電圧は、３×Ｖｚ（３×６＝１８Ｖ）になる。バッテリ電圧は、１２Ｖであり、オルタネータが発電していて充電しているときで１４Ｖであるので、高くても、１６Ｖである。したがって、入力端子ＩＮにバッテリ電圧が入力されても、ツェナーダイオード群１３に電流が流れることはない。ただし、入力端子ＩＮにサージ電圧が入力されたときには、ツェナーダイオード群１３に電流Ｉ０が流れ、そのとき、ツェナーダイオード群１３の両端の電圧は、電圧Ｖ０になる。ツェナーダイオード群１３は、動作抵抗を有しているので、その電圧降下と電流との関係は、３×Ｖｚの電圧を起点に動作抵抗に応じた傾きを有する直線で表される。
【００３４】
次に、第１の降圧回路１５では、１段目の降圧部の抵抗Ｒ１ａの負荷線は、電圧Ｖ０を起点とした直線で表され、ツェナーダイオードＤ１１の動作抵抗および抵抗Ｒ１ｂの合計の抵抗に対する電圧降下と電流との関係は、Ｖｚの電圧を起点にした直線で表される。したがって、１段目の降圧部で降圧される電圧は、電圧Ｖ０からこれらの直線の交点の電圧Ｖ１１になり、このとき、抵抗Ｒ１ｂおよびツェナーダイオードＤ１１を流れる電流は、電流Ｉ１１となる。
【００３５】
次に、２段目の降圧部では、抵抗Ｒ１ｃの負荷線は、電圧Ｖ１１を起点とした直線で表され、ツェナーダイオードＤ１２の動作抵抗に対する電圧降下と電流との関係は、Ｖｚの電圧を起点にした直線で表される。したがって、２段目の降圧部で降圧される電圧は、電圧Ｖ１１からこれらの直線の交点の電圧Ｖ１２になり、このとき、ツェナーダイオードＤ１２を流れる電流は、電流Ｉ１２となる。すなわち、バッテリ電圧が入力されたときに第１の降圧回路１５が出力する電圧Ｖ１２は、ツェナーダイオードＤ１２の降伏電圧にツェナーダイオードＤ１２の動作抵抗による電圧降下を加えた電圧となる。ツェナーダイオードＤ１２の降伏電圧は、６Ｖ程度であり、ツェナーダイオードＤ１２の動作抵抗による電圧降下は、かなり小さいので、入力端子ＩＮに入力されたバッテリ電圧は、６Ｖ程度の電圧にクランプされ、天絡保護されることになる。
【００３６】
また、入力端子ＩＮにサージ電圧が入力されたときにも、第１の降圧回路１５には、ツェナーダイオード群１３の動作抵抗により３×Ｖｚの電圧より高い電圧Ｖ０が入力されるが、これも電圧Ｖ１１にクランプされる。これにより、制御回路１２へ印加されたサージ電圧が伝播されることが確実に阻止される。
【００３７】
第２の降圧回路１６についても、第１の降圧回路１５と同じ回路構成を有しているが、抵抗値に関しては、印加されたサージ電圧をＩＧＢＴ１１のゲートに印加されるべき電圧に近い電圧まで降圧するようにそれぞれ最適化されている。第２の降圧回路１６は、第１の降圧回路１５と同じ回路構成であるため、入力端子ＩＮにバッテリ電圧またはサージ電圧が入力されたときの動作は、上述の第１の降圧回路１５の動作と同じである。
【００３８】
このように、このイグナイタ１が転落保護回路として同じ機能の第１の降圧回路１５および第２の降圧回路１６を備えているのは、入力端子ＩＮに入力されるゲート電圧の用途に違いがあるからである。すなわち、制御回路１２は、ゲート電圧が入力されている間、そのゲート電圧を電源として保護動作をしているのに対し、ＩＧＢＴ１１では、ゲートにソース電流が供給されたりゲートからシンク電流が引き抜きされたりしている。このため、このイグナイタ１では、特に制御回路１２の消費電流による電圧降下がＩＧＢＴ１１のゲート電圧の低下に直接影響を与えることを回避するために、制御回路１２のための第１の降圧回路１５およびＩＧＢＴ１１のための第２の降圧回路１６を設けている。
【００３９】
なお、この図２に示した構成例では、第１の降圧回路１５を、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂおよびツェナーダイオードＤ１１による降圧部と抵抗Ｒ１ｃおよびツェナーダイオードＤ１２による降圧部との２段で構成している。しかし、この第１の降圧回路１５の段数は、この２段に限定されるものではなく、たとえばバッテリ電圧に応じて３段以上の降圧部で構成することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１  イグナイタ
２  イグニッションコイル
３  スパークプラグ
４  バッテリ
１１  ＩＧＢＴ
１２  制御回路
１３  ツェナーダイオード群
１４  プルダウン抵抗
１５  第１の降圧回路
１６  第２の降圧回路
１７  ゲート抵抗
１８  スピードアップダイオード
１９  スイッチ素子
Ｄ１１，Ｄ１２  ツェナーダイオード
ＧＮＤ  グランド端子
ＩＮ  入力端子
ＯＵＴ  出力端子
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃ  抵抗
【図１】
2020143643.tif 000003
【図２】
2020143643.tif 000004
【図３】
2020143643.tif 000005