(57)【要約】【課題】過電流及び過熱状態を検出して適切な保護動作を行うことができる負荷駆動回路を提供すること。【解決手段】負荷駆動回路１００は、ゲートに印可される信号により電流が制御される出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１を有する。過電流検出回路１２は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の過電流の検出結果を過電流検出信号Ｓｉとして出力する。過熱検出回路１３は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の過熱状態の検出結果を過熱検出信号Ｓｔとして出力する。Ｓ−Ｒラッチ１５は、過電流検出信号Ｓｉを保持する。遮断回路１７は、Ｓ−Ｒラッチ１５で保持された過電流検出信号Ｓｉ及び過熱検出信号Ｓｔが入力され、過電流及び過熱状態の少なくとも一方が検出された場合に出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１をオフ状態とする。【選択図】図３Ａ
2014060581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御端子に印可される信号により電流が制御される出力トランジスタと、
前記出力トランジスタに流れる過電流を検出し、検出結果を過電流検出信号として出力する過電流検出回路と、
前記出力トランジスタの過熱状態を検出し、検出結果を過熱検出信号として出力する過熱検出回路と、
前記過電流検出信号に応じて過電流の検出を保持する保持回路と、
前記保持回路で保持された前記過電流検出信号及び前記過熱検出信号が入力され、過電流及び過熱状態の少なくとも一方が検出された場合に前記出力トランジスタをオフ状態とする遮断回路と、を備え、
前記保持回路は、前記出力トランジスタに流れる電流が予め設定された過電流判定値よりも大きい場合に過電流の検出を保持し、過電流の検出後に外部からの信号に応じて前記過電流検出信号の保持を解除し、
前記過熱検出回路は、前記出力トランジスタの温度が予め設定された過熱判定温度よりも大きい場合に過熱状態を検出し、前記過熱状態を検出した後に前記温度が前記過熱判定温度よりも小さくなった場合に過熱状態の検出を解除する、
負荷駆動回路。
【請求項２】
前記過熱検出回路が過熱状態を検出した後に前記過電流検出回路が過電流を検出した場合には、前記保持回路は前記過電流の検出結果を保持しない、
請求項１に記載の負荷駆動回路。
【請求項３】
前記遮断回路は、前記保持回路で保持された前記過電流検出信号及び前記過熱検出信号の論理積を出力する第１のＡＮＤゲートを備え、
前記過熱検出回路は、前記温度が前記過熱判定温度よりも大きい場合に、前記過熱検出信号としてロー信号を出力し、
前記保持回路は、前記過電流検出回路が過電流を検出した場合に、前記過電流検出信号としてハイ信号を保持し、
前記遮断回路は、前記論理積がロー信号の場合に前記出力トランジスタをオフ状態とする、
請求項１に記載の負荷駆動回路。
【請求項４】
前記過電流検出回路は、過電流を検出した場合に前記過電流検出信号としてロー信号を出力し、
前記保持回路は、セット端子に前記過電流検出信号の反転信号が入力され、リセット端子にリセット信号が入力され、反転出力端子が前記遮断回路と接続されるＳ−Ｒラッチである、
請求項３に記載の負荷駆動回路。
【請求項５】
前記過電流検出回路と前記Ｓ−Ｒラッチの前記セット端子との間に挿入されるＮＯＴゲートを更に備える、
請求項４に記載の負荷駆動回路。
【請求項６】
前記過熱検出回路は、前記温度が前記過熱判定温度よりも大きい場合に、前記過熱検出信号としてロー信号を出力し、
前記過電流検出回路が過電流を検出した場合に、前記保持回路は前記過電流検出信号としてハイ信号を保持し、
前記遮断回路は、前記保持回路で保持された前記過電流検出信号及び前記過熱検出信号の論理積を出力する第１のＡＮＤゲートを備え、
前記論理積がロー信号の場合に前記出力トランジスタをオフ状態とする、
請求項２に記載の負荷駆動回路。
【請求項７】
前記過電流検出信号の反転信号と前記過熱検出信号との論理積を出力する第２のＡＮＤゲートを更に備え、
前記過電流検出回路は、過電流を検出した場合に前記過電流検出信号としてロー信号を出力し、
前記保持回路は、セット端子が前記第２のＡＮＤゲートの出力端子と接続され、リセット端子にリセット信号が入力され、反転出力端子が前記遮断回路と接続されるＳ−Ｒラッチである、
請求項６に記載の負荷駆動回路。
【請求項８】
前記過電流検出回路と前記第２のＡＮＤゲートとの間に挿入されるＮＯＴゲートを更に備える、
請求項７に記載の負荷駆動回路。
【請求項９】
前記過熱検出回路と前記保持回路との間に挿入され、前記過熱検出信号を遅延させる遅延回路を更に有する、
請求項１に記載の負荷駆動回路。
【請求項１０】
前記出力トランジスタは、一端が第１の電源と接続され、他端が前記出力トランジスタから電流が供給される負荷を介して前記第１の電源よりも低い電圧を出力する第２の電源と接続される、
請求項１に記載の負荷駆動回路。
【請求項１１】
前記出力トランジスタは、一端が第１の電源と接続され、他端が前記出力トランジスタから電流が供給される負荷を介して前記第１の電源よりも高い電圧を出力する第２の電源と接続される、
請求項１に記載の負荷駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は負荷駆動回路に関し、例えば外部に接続される負荷に電流を供給する負荷駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路では、外部に接続される負荷に電流を供給する負荷駆動回路がよく用いられる。負荷駆動回路として、出力トランジスタを用いて負荷に電流を供給する構成が知られている。このような負荷駆動回路では、例えば負荷が短絡するなどの異常が生じた場合に、出力トランジスタに過電流が流れて熱破壊が起こる恐れがある。そのため、過電流を防止する機能を有する負荷駆動回路が提案されている。
【０００３】
特に高い安全性が要求される用途では、過電流検出回路及び過熱検出回路の２種類の異常検出回路を有する負荷駆動回路が知られている。過電流検出回路は、例えば検出用ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタを用いて出力トランジスタに流れる電流をモニタし、電流値が過電流判定値を超えた場合に過電流を検出する。過熱検出回路は、温度センサを用いて出力トランジスタの温度をモニタし、モニタした温度が過熱判定温度を超えた場合に過熱状態を検出する。そして、検出結果に基づいて電流を制限することにより、出力トランジスタの熱破壊を防止する。このような負荷駆動回路では、単に過電流検出回路と過熱検出回路とを冗長的に機能させるだけでなく、負荷に生じる様々な異常モードに対して、各々の長所を生かした最適な保護動作が望まれる。
【０００４】
このような負荷駆動回路の例として、過電流又は過熱状態の発生を検出して電流を遮断する構成が提案されている（特許文献１）。この構成では、過電流の発生が検出された場合、又は過熱状態が検出された場合に電流が遮断される。そして、一定時間の経過後に電流遮断が解除される。また、電流遮断の解除を自動的ではなく、外部からのリセット信号により行う構成も提案されている。
【０００５】
また、過電流を検出した場合、又は過熱状態を検出したときの電流値が一定値以上である場合に電流を遮断する構成が提案されている（特許文献２）。この構成では、電流値が過電流検出しきい値を超えた場合には電流を遮断し、その後電流値が過電流検出しきい値よりも小さくなった場合に電流遮断を解除する。しかしながら、過電流の原因が除去されないときは電流遮断及び遮断解除が繰り返され、大電流が繰り返し流れる。この場合、大電流による発熱が生じて回路の温度が上昇し、熱による故障につながる。そのため、この構成では、過熱状態を検出し、かつ電流値が過電流検出しきい値よりも小さな電流リミットしきい値よりも大きい場合には異常検出信号を保持し、所定の時間継続して電流を遮断する。これにより、回路の温度上昇を防止する。電流遮断は、所定の時間経過後、自動的に復帰する。
【０００６】
他にも、過電流検出回路と、過電流検出回路が故障等により正常に動作し得ない状況でのバックアップとしての過熱検出回路と、を有する構成も提案されている（特許文献３）。この構成では、過電流を検出したならば電流を遮断し、かつ電流遮断状態を維持することができる。しかし、過電流検出回路が故障等により過電流を検出できなくなる場合が想定される。この場合に保護機能喪失を防止するため、過電流検出回路が動作しない場合にバックアップ用の過熱検出回路で温度を検出し、過熱状態であれば電流を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５７５７３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２５４６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−９３４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、発明者らは、上述の負荷駆動回路には以下に示す問題点が有ることをを見出した。特許文献１及び２では、上記にて指摘したように、電流遮断と遮断解除が繰り返され、大電流が繰り返し流れる。その結果、大電流による発熱が生じて回路の温度が上昇し、熱による故障につながるおそれがある。
【０００９】
特許文献１では、リセット信号により電流遮断を解除する構成も提案されているが、過熱状態検出により電流が遮断されても、リセット信号を与えなければ復帰させることができない。温度は、負荷駆動回路が組み込まれる環境や周囲の温度の影響を受けることもあり、必ずしも出力トランジスタなどの故障が原因とは限らない。よって、明らかな異常と考え得る過電流と同等の電流遮断を行うのは過剰な保護であり、過熱状態が解消したならば電流遮断が自動的に解除されることが望ましい。
【００１０】
特許文献２では、過熱状態を検出し、かつ電流値が電流リミットしきい値よりも大きい場合には異常検出信号を保持し、所定の時間継続して電流を遮断することが提案されている。しかし、この場合でも、過熱検出までに不要な大電流が流れることになり温度上昇を招くことには変わりない。しかも、温度センサまで熱が伝導するには一定の時間を要するので、過熱状態を検出するまでの間、更に不要な電流が流れることとなる。
【００１１】
特許文献３では、電流遮断状態を維持できるので、大電流が繰り返し流れることを防止できる。但し、この構成では過熱検出回路は過電流検出回路のバックアップとして設けられたものであり、過熱検出回路が健全である場合には過熱検出回路は作動しない。よって、過電流検出回路と過熱検出回路とを冗長的に機能させることは、そもそもできない。
【００１２】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施の形態によれば、負荷駆動回路は、出力トランジスタと、前記出力トランジスタに流れる過電流を検出する過電流検出回路と、前記出力トランジスタの過熱状態を検出する過熱検出回路と、前記過電流検出信号に応じて過電流の検出を保持する保持回路と、過電流及び過熱状態の少なくとも一方が検出された場合に前記出力トランジスタをオフ状態とする遮断回路と、を備える。前記保持回路は、前記出力トランジスタに流れる電流が過電流判定値よりも大きい場合に過電流の検出を保持し、過電流の検出後に外部からの信号に応じて過電流の検出の保持を解除する。前記過熱検出回路は、前記出力トランジスタの温度が過熱判定温度よりも大きい場合に過熱状態を検出し、前記過熱状態を検出した後に前記温度が前記過熱判定温度よりも小さくなった場合に過熱状態の検出を解除する。
【発明の効果】
【００１４】
過電流及び過熱状態を検出して適切な保護動作を行うことができる負荷駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【図２】通常の負荷駆動状態における負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図３Ａ】過電流が検出された場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図３Ｂ】過電流検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図３Ｃ】過電流検出による通電遮断動作のリセット動作を行う場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図４】過電流が検出された場合の負荷駆動回路１００の動作を示すタイミングチャートである。
【図５Ａ】過熱状態が検出された場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図５Ｂ】過熱検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。
【図６】過熱が検出された場合の負荷駆動回路１００の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】負荷駆動回路１００における過電流及び過熱状態の検出と通電遮断状態との関係を示す真理値表である。
【図８】実施の形態２にかかる負荷駆動回路２００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【図９】実施の形態３にかかる負荷駆動回路３００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【図１０】実施の形態４にかかる負荷駆動回路４００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【図１１】実施の形態５にかかる負荷駆動回路５００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【図１２】通常の負荷駆動状態における負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１３Ａ】過電流が検出された場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１３Ｂ】過電流検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１３Ｃ】過電流検出による通電遮断動作のリセット動作を行う場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１４Ａ】過熱状態が検出された場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１４Ｂ】過熱検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１５Ａ】過熱状態検出後に誤って過電流を検出した場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１５Ｂ】逆起電力の発生が解消した場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。
【図１６】負荷駆動回路５００における過電流及び過熱状態の検出と通電遮断状態との関係を示す真理値表である。
【図１７】実施の形態６にかかる負荷駆動回路６００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１７】
実施の形態１
まず、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００について説明する。図１は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路１００は、外部のマイコン１０１からレベルシフト回路１０２を介して入力される制御信号ＣＳにより制御される。そして、負荷駆動回路１００は、外部の負荷１０３に電流を供給する。
【００１８】
レベルシフト回路１０２は、抵抗Ｒ２１及びＲ２２、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０２を有する。ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０２のドレインは、外部グランド電圧Ｖｓｓを出力する外部グランド電源（外部グランド電源Ｖｓｓとも称する）と接続される。ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０２のゲート（以下、ゲートを制御端子とも称する）には、マイコン１０１からの制御信号が入力される。抵抗Ｒ２１及びＲ２２は、電源電圧Ｖｃｃを出力する電源（電源Ｖｃｃとも称する）とＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０２のソースとの間に、この順で直列に接続される。抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２との間のノードからは、制御信号ＣＳが出力される。すなわち、マイコン１０１から出力される制御信号は、レベルシフト回路１０２によりレベルシフトされ、制御信号ＣＳとして出力される。
【００１９】
負荷駆動回路１００は、入力回路１１、過電流検出回路１２、過熱検出回路１３、ＮＯＴゲート１４、Ｓ−Ｒラッチ１５、ＡＮＤゲート１６、内部グランド回路１８、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１、電源端子Ｔｓ、入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔ及び外部グランド端子Ｔｇｒを有する。なお、Ｓ−Ｒラッチ１５は、単に保持回路とも称する。
【００２０】
入力端子Ｔｉｎは、レベルシフト回路１０２の抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２との間のノードと接続され、制御信号ＣＳが入力される。抵抗Ｒ１及びＲ２は、入力端子Ｔｉｎと出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートとの間に、この順で直列に接続される。なお、レベルシフト回路１０２は、図１のような構成に限られない。例えば、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０２に代えてＮＭＯＳトランジスタを用い、マイコン１０１から出力される制御信号の反転信号がＮＭＯＳトランジスタのゲートに印加されるような構成としてもよい。
【００２１】
入力回路１１には、入力端子Ｔｉｎから抵抗Ｒ１を介して制御信号ＣＳが入力される。そして入力回路１１は、出力端子Ｔ１からＳ−Ｒラッチ１５のリセット端子Ｒにリセット信号ＲＳを出力する。つまり、オペレータが所望のタイミングでマイコン１０１に入力信号Ｓｒを入力すると、リセット信号ＲＳを遷移させることができる。これにより、Ｓ−Ｒラッチ１５をリセットすることができる。また、出力端子Ｔ２は、外部グランド端子Ｔｇｒと接続される。外部グランド端子Ｔｇｒは、外部グランド電源Ｖｓｓと接続される。
【００２２】
内部グランド回路１８は、ダイオードＤ１及び電流源ＩＳを有する。ダイオードＤ１のカソードは、電源端子Ｔｓを介して電源Ｖｃｃと接続される。ダイオードＤ１のアノードは、電流源ＩＳを介して外部グランド端子Ｔｇｒと接続される。ダイオードＤ１のアノードと電流源ＩＳとの間のノードは、過電流検出回路１２及び過熱検出回路１３のグランド端子（不図示）と接続され、内部グランド電圧ＧＮＤを出力する。
【００２３】
過電流検出回路１２は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄを測定する手段（不図示）を有する。そして、過電流検出回路１２は、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈを超えた場合には、電流Ｉｄが過電流状態であることを検出する。過電流検出回路１２は、過電流状態の検出結果を過電流検出信号ＳｉとしてＮＯＴゲート１４の入力端子に出力する。ＮＯＴゲート１４は、過電流検出信号Ｓｉの反転信号をＳ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓに出力する。Ｓ−Ｒラッチ１５は、ラッチした信号の反転信号を、反転出力端子Ｑｂからラッチ出力信号ＳＬとして出力する。
【００２４】
過熱検出回路１３は、温度センサ（不図示）を有し、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄを測定する。また、過熱検出回路１３は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１だけでなく、負荷駆動回路１００の内部又は外部の素子などの温度を測定してもよい。そして、過熱検出回路１３は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが過熱判定温度Ｔｈを超えた場合には、過熱状態を検出する。過熱検出回路１３は、過熱状態の検出結果を過熱検出信号Ｓｔとして出力する。
【００２５】
ＡＮＤゲート１６は、２入力１出力のＡＮＤゲートである。ＡＮＤゲート１６の一方の入力端子はＳ−Ｒラッチ１５の反転出力端子Ｑｂと接続され、他方の入力端子は過熱検出回路１３の出力端子と接続される。つまり、ＡＮＤゲート１６は、ラッチ出力信号ＳＬと過熱検出信号Ｓｔとの論理積を示す遮断信号Ｓｃを出力する。
【００２６】
ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０のソースは電源端子Ｔｓを介して電源Ｖｃｃと接続され、ドレインは出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートと接続される。ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０のゲートはＡＮＤゲート１６の出力端子と接続され、遮断信号Ｓｃが入力される。
【００２７】
すなわち、ＡＮＤゲート１６及びＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０は、ラッチ出力信号ＳＬと過熱検出信号Ｓｔとに基づいて遮断信号Ｓｃを生成し、遮断信号Ｓｃに基づいて出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１をオン／オフさせる遮断回路１７を構成する。
【００２８】
出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のソースは電源端子Ｔｓを介して電源Ｖｃｃと接続され、ドレインは負荷１０３を介して外部グランド電源Ｖｓｓと接続される。出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートは抵抗Ｒ１及びＲ２を介して入力端子Ｔｉｎと接続される。つまり、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は負荷１０３に対してハイサイドスイッチとして機能する。
【００２９】
続いて、負荷駆動回路１００の保護動作について説明する。負荷駆動回路１００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の過電流及び過熱状態を検出し、過電流及び過熱故障を避けるため保護動作を行う。図２は、通常の負荷駆動状態における負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。通常の負荷駆動状態では、過熱検出信号Ｓｔ及び過電流検出信号Ｓｉは「Ｈ」（以下、ハイ信号とも称する）、リセット信号ＲＳは「Ｌ」（以下、ロー信号とも称する）に設定される。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号として「Ｈ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオフ状態となり、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はゲートに入力される制御信号ＣＳにより制御される。つまり、通常の負荷駆動状態では、制御信号ＣＳに応じて、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが制御される。なお、以下では、故障等が無い場合に出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流値をＩｒとする。
【００３０】
次に、負荷駆動回路１００が過電流を検出する場合について説明する。図３Ａは、過電流が検出された場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。図４は、過電流が検出された場合の負荷駆動回路１００の動作を示すタイミングチャートである。まず、制御信号ＣＳが「Ｈ」から「Ｌ」に遷移すると、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオン状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図４のタイミングＴ１０１）。その結果、負荷駆動回路１００は、上述の通常の負荷駆動状態となる。
【００３１】
その後、何らかの原因によって負荷１０３が短絡するなどの異状が生じ、電流Ｉｄが上昇した場合について検討する。過電流検出回路１２は、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈを超えると過電流を検出する。過電流を検出すると、過電流検出回路１２は、過電流検出信号Ｓｉを「Ｈ」から「Ｌ」に遷移させる。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｌ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｌ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態となり、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートには電源電圧Ｖｃｃが印加され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフとなる。つまり、過電流を検出した場合には、負荷駆動回路１００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄを遮断する通電遮断動作を行う（図４のタイミングＴ１０２）。これにより、過電流を防止し、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の破壊を防止することができる。
【００３２】
図３Ｂは、過電流検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが遮断され、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈを下回ると、過電流状態が解消されたものとして、過電流検出回路１２は過電流検出信号Ｓｉを「Ｌ」から「Ｈ」に遷移させる。この場合、Ｓ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓ及びリセット端子Ｒは、両方とも「Ｌ」となるので、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｌ」のままで保持される。その結果、ＡＮＤゲート１６は「Ｌ」を出力し、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態に維持される。よって、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフに維持され、通電遮断動作が継続する。
【００３３】
通電遮断動作を解除するには、オペレータが入力信号Ｓｒを用いてリセット動作を指令する必要が有る。図３Ｃは、過電流検出による通電遮断動作のリセット動作を行う場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。オペレータが入力信号Ｓｒとして「Ｈ」を入力すると制御信号ＣＳにＨパルスが発生して、リセット信号ＲＳは「Ｈ」となる。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｈ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０がオフ状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は制御信号ＣＳにより制御され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図４のタイミングＴ１０３）。つまり、リセット動作を行うことにより、通電遮断動作を中止し、通常の負荷駆動状態における動作（図２）に復帰させることができる。
【００３４】
すなわち、負荷駆動回路１００では、過電流検出に起因する通電遮断動作は自動的に開始するものの、外部から指令が与えらえるまでは通電遮断動作が解除されることはない。
【００３５】
次に、過熱状態が検出される場合について説明する。図５Ａは、過熱状態が検出された場合の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。図６は、過熱が検出された場合の負荷駆動回路１００の動作を示すタイミングチャートである。制御信号ＣＳが「Ｈ」から「Ｌ」に遷移すると、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオン状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図６のタイミングＴ１１１）。その結果、負荷駆動回路１００は、上述の通常の負荷駆動状態となる。
【００３６】
その後、何らかの原因によって負荷１０３が半短絡するなどの異状が生じ、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈよりは小さいものの通常電流値Ｉｒよりも大きい電流値Ｉｍまで上昇した場合について検討する。この場合、電流値Ｉｍの状態が継続することにより、過熱検出回路１３が計測する出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが過熱判定温度Ｔｈを超える事態が生じ得る。その結果、過熱検出回路１３は、過熱状態を検出し、過熱検出信号Ｓｔを「Ｈ」から「Ｌ」に遷移させる。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」であり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｌ」を出力するので、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態となる。よって、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートには電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフとなる。つまり、過熱状態を検出した場合には、負荷駆動回路１００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流を遮断する通電遮断動作を行う（図６のタイミングＴ１１２）。これにより、負荷駆動回路１００及び負荷駆動回路１００が組み込まれるシステムの熱暴走及び熱による破壊を防止することができる。
【００３７】
図５Ｂは、過熱検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路１００の各部の論理状態を示す図である。出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが遮断されると、過熱検出回路１３が計測する出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが低下し、過熱判定温度Ｔｈよりも小さくなる。その結果、過熱検出回路１３は、過熱状態が解消されたことを検出し、過熱検出信号Ｓｔを「Ｌ」から「Ｈ」に遷移させる。この場合、ＡＮＤゲート１６の２つの入力端子は両方とも「Ｈ」となるので遮断信号Ｓｃは「Ｈ」となり、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオフ状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は制御信号ＣＳにより制御され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる。つまり、負荷駆動回路１００では、過熱状態が解消されたならば通電遮断動作が自動的に解除され、通常の負荷駆動状態における動作に復帰することができる（図６のタイミングＴ１１３）。
【００３８】
負荷駆動回路１００では、過熱状態を検出したことによる通電遮断動作から自動的に復帰できるため、過熱状態の検出状態によっては、通電遮断動作と復帰動作とが繰り返される（図６の期間ＴＳ１）。その後、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが過熱判定温度Ｔｈよりも小さい範囲で安定したならば、負荷駆動回路１００は、通常の負荷駆動状態にて安定的に動作する（図６の期間ＴＳ２）。
【００３９】
すなわち、過熱状態検出に起因する通電遮断動作は、過電流検出に起因する通電遮断動作とは異なり、自動的に開始及び解除することが可能である。
【００４０】
以上説明したように、負荷駆動回路１００での通電遮断動作は、過電流検出と過熱状態検出との和論理により発動される。そのため、過電流及び過熱状態のいずれかが検出された時点で通電遮断動作が開始する。ところが、上述のように、過電流検出による通電遮断動作については、一度過電流状態が検出されたならば、外部からの指令がなければ解除することができない。
【００４１】
図７は、負荷駆動回路１００における過電流及び過熱状態の検出と通電遮断状態との関係を示す真理値表である。図７では、過電流及び過熱状態を検出した場合の論理を０とし、通電遮断動作の発動状態を０としている。図７に示すように、過熱状態のみが検出された場合のみ、通電遮断動作からの自動復帰が可能である。また、過電流状態が検出されたならば、過熱状態の検出の是非にかかわらず、外部からの指令が無い限り、通電遮断動作は解除されない。
【００４２】
以上、本構成によれば、過電流と過熱状態とを独立して検出し、通電遮断動作を行うことができる負荷駆動回路を実現することができる。本構成では、過電流を検出した場合には、リセット信号が供給されるまで、出力トランジスタに流れる電流を遮断するとことができる。これにより、検出感度が鋭敏な過電流検出により、短絡などの突発的な原因により生じる過電流に対する確実な保護動作を行うことができる。
【００４３】
また、本構成では、過電流検出のみでは保護しきれない過熱状態を検出して保護動作を行うことが可能である。具体的には、出力トランジスタに流れる電流Ｉｄは過電流判定値Ｉｈよりも小さい場合でも、一定の発熱が生じる状況が継続する場合が有る。発熱が継続して放熱が追い着かない場合には、熱が蓄積して温度が上昇する現象が生じる。この場合の温度上昇が大きければ、熱破壊が引き起こされることとなる。これに対し、本構成では、過熱状態を過電流と独立して検出するため、出力トランジスタに流れる電流値にかかわらず、過熱状態を検出することができる。
【００４４】
また、温度上昇は、負荷駆動回路の設置環境や、周辺の回路の発熱状況に依存する。なお、ここでいう負荷駆動回路の設置環境とは、例えば負荷駆動回路が自動車のエンジンルーム内などの設置場所や、設置場所における気温の上昇などの状況を指す。そのため、温度上昇は必ずしも負荷駆動回路の異常によるものとは限らず、ある程度の時間が経過したならば温度上昇が解消される場合がある。そのため、本実施の形態では過熱検出による電流遮断動作は、温度が所定値よりも低くなったならば自動的に解除されるように構成される。これにより、過熱状態の発生原因を考慮して、過剰な保護動作を防止し、負荷回路が組み込まれるシステムなどを円滑に運用することが可能となる。
【００４５】
上述のように、本構成では、過電流検出による通電遮断動作を、過熱状態検出による通電遮断動作よりも優先して継続させることができる。更に、過電流検出による通電遮断動作と過熱状態検出による通電遮断動作とでは、解除の態様が異なる。そのため、負荷駆動回路が組み込まれたシステムにおいて、過電流及び過熱状態のいずれが発生しているのかを判別することが可能となる。これにより、負荷駆動回路で発生している故障原因を特定できるので、復旧などの対策を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、過電流判定値を１つだけとしたが、これは例示に過ぎない。例えば、出力ＰＭＯＳトランジスタに印可される電圧Ｖｄの変化に伴って過電流判定値を切り替えてもよい。具体的には、電圧Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さければ過電流判定値Ｉｈ１を用い、電圧Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも大きければ過電流判定値Ｉｈ２（Ｉｈ２＜Ｉｈ１）を用いればよい。これにより、負荷駆動回路をより多くの負荷条件に適用することが可能となる。
【００４７】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる負荷駆動回路２００について説明する。図８は、実施の形態２にかかる負荷駆動回路２００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路２００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００の変形例である。負荷駆動回路２００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００と同様の構成を有する負荷駆動部２０１、マイコン１０１、レベルシフト回路１０２を１チップに集積して構成される。負荷駆動回路２００のその他の構成及び動作は、負荷駆動回路１００と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
本構成によれば、負荷駆動回路１００と同様の作用効果を奏することができる負荷駆動回路を提供することができる。
【００４９】
実施の形態３
次に、実施の形態３にかかる負荷駆動回路３００について説明する。図９は、実施の形態３にかかる負荷駆動回路３００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路３００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００の変形例である。負荷駆動回路３００は、実施の形態１にかかる出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１を出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３に、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０をＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０に置換した構成を有する。また、負荷駆動回路３００は、ＮＯＴゲート３１及び昇圧回路３０が追加されている。また、負荷駆動回路３００とマイコン１０１との間のレベルシフト回路１０２が除去されている。
【００５０】
ＮＯＴゲート３１の入力は、ＡＮＤゲート１６の出力と接続される。ＮＯＴゲート３１の出力は、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０のゲートと接続される。ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０のソースは出力端子Ｔｏｕｔと接続され、ドレインは出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３のゲートと接続される。
【００５１】
ＡＮＤゲート１６、ＮＯＴゲート３１及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０は、ラッチ出力信号ＳＬと過熱検出信号Ｓｔとに基づいて遮断信号Ｓｃを生成し、遮断信号に基づいて出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３をオン／オフさせる遮断回路３７を構成する。
【００５２】
出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３のドレインは電源Ｖｃｃと接続され、ソースは負荷１０３を介して外部のグランドと接続される。出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３のゲートは負荷駆動回路３００の出力端子Ｔｏｕｔと接続される。つまり、出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３は負荷１０３に対してハイサイドスイッチとして機能する。
【００５３】
昇圧回路３０は、抵抗Ｒ１とＲ２との間に挿入され、制御信号ＣＳを昇圧する。
【００５４】
以上のように、負荷駆動回路１００のＰＭＯＳトランジスタをＮＭＯＳトランジスタに置換することで、負荷駆動回路１００と同様の動作を行うことができる負荷駆動回路２００を実現することができる。
【００５５】
実施の形態４
次に、実施の形態４にかかる負荷駆動回路４００について説明する。図１０は、実施の形態４にかかる負荷駆動回路４００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路４００は、実施の形態３にかかる負荷駆動回路３００の変形例である。負荷駆動回路４００は、実施の形態３にかかる出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３を出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４に、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０をＮＭＯＳトランジスタＭＮ４０に置換した構成を有する。また、負荷駆動回路４００は、負荷駆動回路３００の昇圧回路３０及び内部グランド回路１８が除去されている。
【００５６】
ＮＯＴゲート３１の入力は、ＡＮＤゲート１６の出力と接続される。ＮＯＴゲート３１の出力は、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４０のゲートと接続される。ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４０のソースは外部グランド端子Ｔｇｒと接続され、ドレインは出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４のゲートと接続される。
【００５７】
ＡＮＤゲート１６、ＮＯＴゲート３１及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ４０は、ラッチ出力信号ＳＬと過熱検出信号Ｓｔとに基づいて遮断信号Ｓｃを生成し、遮断信号Ｓｃに基づいて出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４をオン／オフさせる遮断回路４７を構成する。
【００５８】
出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４のドレインは負荷１０３を介して電源Ｖｃｃと接続され、ソースは外部のグランドと接続される。出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４のゲートは抵抗Ｒ１及びＲ２を介して入力端子Ｔｉｎと接続される。つまり、出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４は負荷１０３に対してローサイドスイッチとして機能する。
【００５９】
以上のように、負荷駆動回路１００のＰＭＯＳトランジスタをＮＭＯＳトランジスタに置換し、出力トランジスタをローサイドスイッチとすることで、負荷駆動回路１００と同様の動作を行うことができる負荷駆動回路４００を実現することができる。また、負荷駆動回路４００は、内部グランド回路１８及び昇圧回路３０をを削除することができるので、負荷駆動回路１００、２００及び３００と比べて、回路面積を縮小することが可能である。
【００６０】
実施の形態５
次に、実施の形態５にかかる負荷駆動回路５００について説明する。上述の実施の形態では、前述のように、出力ＰＭＯＳトランジスタに印可される電圧Ｖｄの変化に伴って過電流判定値を切り替えてもよい。具体的には、電圧Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さければ過電流判定値Ｉｈ１を用い、電圧Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも大きければ過電流判定値Ｉｈ２（Ｉｈ２＜Ｉｈ１）を用いることができる。
【００６１】
一方、上述の実施の形態にかかる負荷駆動回路が過熱状態を検出して電流が遮断されると、出力トランジスタ（出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１、出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３及びＭＮ４）には電流遮断時に大きな逆起電力が生じる。そのため、一時的に出力トランジスタに印可される電圧Ｖｄが増大する。その結果、過電流判定値Ｉｈ１を用いて過電流検出を行っているにもかかわらず、電圧Ｖｄの増大により過電流判定値がＩｈ２に切り替わってしまう事態が生じる。すると、電流値が過電流判定値Ｉｈ１よりも小さく過電流を検出する必要が無い場合でも、電流値が過電流判定値Ｉｈ２よりも大きければ、過電流が誤って検出されてしまう。
【００６２】
過電流検出はＳ−Ｒラッチ１５で保持されるので、図７に示すように、過熱状態が解消しても電流遮断が継続してしまう。すなわち、本来不要な過電流検出による継続的な電流遮断が発生してしまい、保護動作が過剰に発動してしまう。過電流検出による継続的な電流遮断はリセット信号ＲＳによりリセットしなければ解消できないので、過電流を誤検出するたびにユーザーが復帰手順を行う必要がある。そのため、負荷駆動回路を組み込んだシステムの円滑な動作の妨げとなってしまう。負荷駆動回路５００は、こうした過熱状態検出による電流遮断時の過電流の誤検出を防止することができる。
【００６３】
図１１は、実施の形態５にかかる負荷駆動回路５００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路５００は、負荷駆動回路１００の変形例である。負荷駆動回路５００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００にＡＮＤゲート５０を追加した構成を有する。
【００６４】
ＡＮＤゲート５０は、２入力１出力のＡＮＤゲートである。ＡＮＤゲート５０の一方の入力端子はＮＯＴゲート１４の出力と接続され、他方の入力端子は過熱検出回路１３の出力端子と接続される。ＡＮＤゲート５０の出力端子は、Ｓ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓと接続される。つまり、ＡＮＤゲート５０は、過電流検出信号Ｓｉの反転信号と過熱検出信号Ｓｔとの論理積を、Ｓ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓへ出力する。負荷駆動回路５００のその他の構成は、負荷駆動回路１００と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
続いて、負荷駆動回路５００の保護動作について説明する。負荷駆動回路５００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の過電流及び素子の過熱状態を検出し、過電流及び過熱故障を避けるため保護動作を行う。図１２は、通常の負荷駆動状態における負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。通常の負荷駆動状態では、過熱検出信号Ｓｔ及び過電流検出信号Ｓｉは「Ｈ」、リセット信号ＲＳは「Ｌ」に設定され、ＡＮＤゲート５０は「Ｌ」を出力する。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｈ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオフ状態となり、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はゲートに入力される制御信号ＣＳにより制御される。つまり、通常の負荷駆動状態では、制御信号ＣＳに応じて、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが制御される。なお、以下では、故障等が無い場合に出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流値をＩｒとする。
【００６６】
次に、負荷駆動回路５００が過電流を検出する場合について説明する。図１３Ａは、過電流が検出された場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。なお、過電流が検出された場合の負荷駆動回路５００の動作を示すタイミングチャートは、図４と同様である。まず、制御信号ＣＳが「Ｈ」から「Ｌ」に遷移すると、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオン状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図４のタイミングＴ１０１）。その結果、負荷駆動回路５００は、上述の通常の負荷駆動状態となる。
【００６７】
その後、何らかの原因によって負荷１０３が短絡するなどの異状が生じ、電流Ｉｄが上昇した場合について検討する。過電流検出回路１２は、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈを超えると過電流を検出する。過電流を検出すると、過電流検出回路１２は、過電流検出信号Ｓｉを「Ｈ」から「Ｌ」に遷移させる。よって、ＡＮＤゲート５０は「Ｈ」を出力する。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｌ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｌ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態となり、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートには電源電圧Ｖｃｃが印加され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフとなる。つまり、過電流を検出した場合には、負荷駆動回路５００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄを遮断する通電遮断動作を行う（図４のタイミングＴ１０２）。これにより、過電流を防止し、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の破壊を防止することができる。
【００６８】
図１３Ｂは、過電流検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが遮断され、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈを下回ると、過電流状態が解消されたものとして、過電流検出回路１２は過電流検出信号Ｓｉを「Ｌ」から「Ｈ」に遷移させる。よって、ＡＮＤゲート５０は「Ｌ」を出力する。この場合、Ｓ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓ及びリセット端子Ｒは、両方とも「Ｌ」となるので、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｌ」のままで保持される。その結果、ＡＮＤゲート１６は「Ｌ」を出力し、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態に維持される。よって、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフに維持され、通電遮断動作が継続する。
【００６９】
通電遮断動作を解除するには、オペレータが入力信号Ｓｒを用いてリセット動作を指令する必要が有る。図１３Ｃは、過電流検出による通電遮断動作のリセット動作を行う場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。オペレータが入力信号Ｓｒとして「Ｈ」を入力すると制御信号ＣＳにＨパルスが発生して、リセット信号ＲＳは「Ｈ」となる。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｈ」を出力する。よって、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０がオフ状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は制御信号ＣＳにより制御され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図４のタイミングＴ１０３）。つまり、リセット動作を行うことにより、通電遮断動作を中止し、通常の負荷駆動状態における動作（図１２）に復帰させることができる。
【００７０】
すなわち、負荷駆動回路５００では、負荷駆動回路１００と同様に、過電流検出に起因する通電遮断動作は自動的に開始するものの、外部から指令が与えらえるまでは通電遮断動作が解除されることはない。
【００７１】
次に、過熱状態が検出される場合について説明する。図１４Ａは、過熱状態が検出された場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。なお過熱が検出された場合の負荷駆動回路５００の動作を示すタイミングチャートは、図６と同様である。制御信号ＣＳが「Ｈ」から「Ｌ」に遷移すると、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオン状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる（図６のタイミングＴ１１１）。その結果、負荷駆動回路５００は、上述の通常の負荷駆動状態となる。
【００７２】
その後、何らかの原因によって負荷１０３が半短絡するなどの異状が生じ、電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈよりは小さいものの通常電流値Ｉｒよりも大きい電流値Ｉｍまで上昇した場合について検討する。この場合、電流値Ｉｍの状態が継続することにより、過熱検出回路１３が計測する出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが過熱判定温度Ｔｈを超える事態が生じ得る。その結果、過熱検出回路１３は、過熱状態を検出し、過熱検出信号Ｓｔを「Ｈ」から「Ｌ」に遷移させる。ＡＮＤゲート５０は引き続き「Ｌ」を出力する。この場合、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」となり、ＡＮＤゲート１６は遮断信号Ｓｃとして「Ｌ」を出力するので、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオン状態となる。よって、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲートには電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１はオフとなる。つまり、過熱状態を検出した場合には、負荷駆動回路５００は、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流を遮断する通電遮断動作を行う（図６のタイミングＴ１１２）。これにより、負荷駆動回路５００及び負荷駆動回路５００が組み込まれるシステムの熱暴走及び熱による破壊を防止することができる。
【００７３】
図１４Ｂは、過熱検出による通電遮断動作後の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に流れる電流Ｉｄが遮断されると、過熱検出回路１３が計測する出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが低下し、過熱判定温度Ｔｈよりも小さくなる。その結果、過熱検出回路１３は、過熱状態が解消されたことを検出し、過熱検出信号Ｓｔを「Ｌ」から「Ｈ」に遷移させる。この場合、ＡＮＤゲート１６の２つの入力端子は両方とも「Ｈ」となるので遮断信号Ｓｃは「Ｈ」となり、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０はオフ状態となる。これにより、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は制御信号ＣＳにより制御され、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１には電流Ｉｄが流れる。つまり、負荷駆動回路５００では、過熱状態が解消されたならば通電遮断動作が自動的に解除され、通常の負荷駆動状態における動作に復帰することができる（図６のタイミングＴ１１３）。
【００７４】
負荷駆動回路５００では、過熱状態を検出したことによる通電遮断動作から自動的に復帰できるため、過熱状態の検出状態によっては、通電遮断動作と復帰動作とが繰り返される（図６の期間ＴＳ１）。その後、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１の温度Ｔｄが過熱判定温度Ｔｈよりも小さい範囲で安定したならば、負荷駆動回路５００は、通常の負荷駆動状態にて安定的に動作する（図６の期間ＴＳ２）。
【００７５】
なお、単に過熱状態又は過電流を検出したときの負荷駆動回路５００の保護動作は、負荷駆動回路１００と同様である。しかし、上述のように、過熱状態検出による電流遮断後に生じる逆起電力により、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に印可される電圧Ｖｄが上昇する場合の動作が負荷駆動回路１００とは異なる。以下、負荷駆動回路５００が過熱状態検出後に誤って過電流を検出した場合の保護動作について説明する。
【００７６】
図１５Ａは、過熱状態検出後に誤って過電流を検出した場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。図１５Ａでは、既に過熱状態が検出されているので、過熱検出信号Ｓｔは「Ｌ」である。図１４Ａで電流遮断後に生じる逆起電力により、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に印可される電圧Ｖｄが上昇すると、過電流検出回路１２の過電流判定値がＩｈ１からＩｈ２（Ｉｈ２＜Ｉｈ１）に切り替わる。このとき、電流遮断時に流れていた電流Ｉｄが過電流判定値Ｉｈ２よりも大きければ、過電流検出信号Ｓｉが「Ｈ」から「Ｌ」に遷移する。しかし、ＡＮＤゲート５０は、過熱検出信号Ｓｔと過電流検出信号Ｓｉの反転信号の論理積を出力するので、ＡＮＤゲート５０は「Ｈ」を出力することはない。よって、Ｓ−Ｒラッチ１５のセット端子Ｓには「Ｌ」が入力され、ラッチ出力信号ＳＬは「Ｈ」のままで維持される。すなわち、負荷駆動回路５００では、過熱状態を検出した場合には、過電流検出機能が無効化されることとなる。
【００７７】
その後、逆起電力の発生が解消されると、出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１に印可される電圧Ｖｄが降下する。図１５Ｂは、逆起電力の発生が解消した場合の負荷駆動回路５００の各部の論理状態を示す図である。電圧Ｖｄが降下すると、過電流検出回路１２の過電流判定値がＩｈ２からＩｈ１（Ｉｈ２＜Ｉｈ１）に切り替わる。その結果、電流Ｉｄは流れていないので、過電流検出信号Ｓｉが「Ｌ」から「Ｈ」に遷移する。よって、過電流非検出状態に復帰する。その後、過熱状態が解消されれば、負荷駆動回路５００は通常の負荷駆動状態（図１２）に復帰する。
【００７８】
なお、逆起電力の発生が解消した状態で過電流判定値がＩｈ１を超える過電流が検出されたとしても、過電流検出機能は無効化されているので、過電流検出がＳ−Ｒラッチ１５に保持されることはない。
【００７９】
図１６は、負荷駆動回路５００における過電流及び過熱状態の検出と通電遮断状態との関係を示す真理値表である。図１６では、図７と同様に、過電流及び過熱状態を検出した場合の論理を０とし、通電遮断動作の発動状態を０としている。図１６に示すように、過熱状態のみが検出された場合だけでなく、過熱状態検出後に過電流が検出された場合も、通電遮断動作からの自動復帰が可能である。その他は、図７と同様であるので説明を省略する。
【００８０】
以上で説明したように、過熱状態の検出による電流遮断時に出力トランジスタ逆起電力が生じても、過電流の誤検出を防止することができる。よって、過電流の誤検出による継続的な電流遮断の過剰な発生を防ぎ、負荷駆動回路５００を組み込んだシステムの円滑な動作を確保することが可能となる。
【００８１】
実施の形態６
次に、実施の形態６にかかる負荷駆動回路６００について説明する。図１７は、実施の形態６にかかる負荷駆動回路６００及びその周辺回路の構成を示す回路図である。負荷駆動回路６００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００の変形例である。負荷駆動回路６００は、実施の形態１にかかる負荷駆動回路１００に遅延回路６０を追加した構成を有する。
【００８２】
遅延回路６０は、過熱検出回路１３とＡＮＤゲート１６との間に挿入され、過熱検出信号Ｓｔの伝達を遅延させる。つまり、負荷駆動回路６００では、負荷駆動回路１００と比べて、ＡＮＤゲート１６への過熱検出信号Ｓｔの伝達が遅延する。遅延回路６０は、例えば従属接続された２個以上の偶数個のＮＯＴゲート６１により構成することができる。負荷駆動回路６００のその他の構成は、負荷駆動回路５００と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
本構成によれば、過熱状態の検出タイミングを遅らせることにより、適宜過電流検出と過熱状態検出のタイミングを調整することが可能である。
【００８４】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。以下、上述の実施に形態にかかる負荷駆動回路の構成転換例について説明する。例えば、負荷駆動回路１００、２００、５００及び６００の出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１は、ローサイドスイッチとして設けることも可能である。
【００８５】
負荷駆動回路２００、５００及び６００の出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０を、負荷駆動回路３００の出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ３及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ３０に置換することが可能である。また、負荷駆動回路２００、５００及び６００に接続されるレベルシフト回路１０２を除去し、負荷駆動回路３００の昇圧回路３０を追加することが可能である。
【００８６】
負荷駆動回路２００、５００及び６００の出力ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＰＭＯＳトランジスタＭＰ１０を、負荷駆動回路４００の出力ＮＭＯＳトランジスタＭＮ４及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ４０に置換することが可能である。この場合、内部グランド回路１８を削除できることは勿論である。
【００８７】
負荷駆動回路２００、３００、４００及び６００に、負荷駆動回路５００のＡＮＤゲート５０を追加することも可能である。
【００８８】
負荷駆動回路２００、３００、４００及び５００に、負荷駆動回路６００の遅延回路６０を追加することが可能である。
【００８９】
負荷駆動回路１００では、負荷駆動部（負荷駆動回路１００）及びマイコン１０１を１チップとして構成することも可能である。また、  負荷駆動回路１００では、負荷駆動部（負荷駆動回路１００）及びレベルシフト回路１０２を１チップとして構成することも可能である。
【００９０】
負荷駆動回路５００では、負荷駆動回路２００と同様に、負荷駆動部（負荷駆動回路５００）、マイコン１０１及びレベルシフト回路１０２を、１チップとして構成することも可能である。また、負荷駆動回路５００では、負荷駆動部（負荷駆動回路５００）及びマイコン１０１を１チップとして構成することも可能である。さらに、負荷駆動回路１００では、負荷駆動部（負荷駆動回路５００）及びレベルシフト回路１０２を１チップとして構成することも可能である。
【００９１】
負荷駆動回路６００では、負荷駆動回路２００と同様に、負荷駆動部（負荷駆動回路６００）、マイコン１０１及びレベルシフト回路１０２を、１チップとして構成することも可能である。また、負荷駆動回路５００では、負荷駆動部（負荷駆動回路６００）及びマイコン１０１を１チップとして構成することも可能である。さらに、負荷駆動回路１００では、負荷駆動部（負荷駆動回路６００）及びレベルシフト回路１０２を１チップとして構成することも可能である。
【００９２】
負荷駆動回路３００では、負荷駆動部（負荷駆動回路３００）及びマイコン１０１を、１チップとして構成することも可能である。負荷駆動回路４００では、負荷駆動部（負荷駆動回路４００）及びマイコン１０１を、１チップとして構成することも可能である。
【００９３】
マイコン１０１及びレベルシフト回路１０２は、１チップとして構成することも可能である。
【００９４】
上述の実施の形態における負荷駆動回路では、出力トランジスタと、出力トランジスタを除く部分の負荷駆動回路とがチップで構成される場合について説明したが、これは例示に過ぎない。すなわち、出力トランジスタと、出力トランジスタを除く部分の負荷駆動回路とは、異なるチップに分けて構成することが可能である。
【００９５】
以上で説明した負荷駆動回路の構成転換例は、適宜組み合わせて適用することができることは勿論である。
【００９６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００９７】
１１  入力回路
１２  過電流検出回路
１３  過熱検出回路
１４、３１、６１  ＮＯＴゲート
１５  Ｓ−Ｒラッチ
１６、５０  ＡＮＤゲート
１７、３７、４７  遮断回路
１８  内部グランド回路
３０  昇圧回路
３１  ＮＯＴゲート
６０  遅延回路
１００、２００、３００、４００、５００、６００  負荷駆動回路
１０１  マイコン
１０２  レベルシフト回路
１０３  負荷
２０１  負荷駆動部
ＣＳ  制御信号
Ｄ１  ダイオード
ＧＮＤ  内部グランド電圧
ＩＳ  電流源
ＭＮ３、ＭＮ４  出力ＮＭＯＳトランジスタ
ＭＮ３０、ＭＮ４０  ＮＭＯＳトランジスタ
ＭＰ１  出力ＰＭＯＳトランジスタ
ＭＰ１０、ＭＰ１０２    ＰＭＯＳトランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２１、Ｒ２２  抵抗
ＲＳ  リセット信号
Ｓｃ  遮断信号
Ｓｉ  過電流検出信号
ＳＬ  ラッチ出力信号
Ｓｒ  入力信号
Ｓｔ  過熱検出信号
Ｔ１、Ｔ２  出力端子
Ｔｇｒ  外部グランド端子
Ｔｉｎ  入力端子
Ｔｏｕｔ  出力端子
Ｔｓ  電源端子
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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