(57)【要約】  【課題】本発明は、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能な熱保護回路及びこれを備えた半導体集積回路装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明に係る熱保護回路１０において、第１比較器１２３は、第２比較器１２４の出力信号に基づいて、監視対象温度が第２閾値電圧Ｖｔｈ２で定められる第２閾値温度を上回っているときにのみ駆動され、かつ、第１直流電圧源１２１は、第１比較器１２３の駆動開始以後、第２閾値温度より高い第１閾値温度に相当する電圧レベルの第１閾値電圧Ｖｔｈ１を生成する一方、第１比較器１２３の出力信号に基づいて、監視対象温度が第１閾値温度に達したときに、第１閾値電圧Ｖｔｈ１の電圧レベルを第２閾値温度より低い第３閾値温度に相当する電圧レベルに遷移させる構成とされている。【選択図】      図２
2006261143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象温度に応じて電圧レベルが変動する発熱検出電圧を生成する発熱検出部と、可変の第１閾値電圧を生成する第１直流電圧源と、固定の第２閾値電圧を生成する第２直流電圧源と、前記発熱検出電圧と第１閾値電圧との高低に応じてその出力論理が変遷する第１コンパレータと、前記発熱検出電圧と第２閾値電圧との高低に応じてその出力論理が変遷する第２コンパレータと、を有して成り、第１コンパレータの出力信号を熱保護信号として保護対象回路に送出する熱保護回路であって、第１コンパレータは、第２コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第２閾値電圧で定められる第２閾値温度を上回っているときにのみ駆動されるものであり、かつ、第１直流電圧源は、第１コンパレータの駆動開始以後、第２閾値温度より高い第１閾値温度に相当する電圧レベルの第１閾値電圧を生成する一方、第１コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第１閾値温度に達したときに、第１閾値電圧の電圧レベルを第２閾値温度より低い第３閾値温度に相当する電圧レベルに遷移させるものであることを特徴とする熱保護回路。
【請求項２】
第１コンパレータの駆動電流より小さい定電流を生成する定電流源と；該定電流をミラー増幅することで第１コンパレータの駆動電流を生成するカレントミラー回路と；前記定電流源の出力端と接地端との間に接続され、第２コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第２閾値温度に達するまでオンされる一方、前記監視対象温度が第２閾値温度に達したときにオフされるスイッチ素子と；を有して成ることを特徴とする請求項１に記載の熱保護回路。
【請求項３】
スイッチング制御されるパワートランジスタと、該パワートランジスタの異常発熱を検知して保護対象回路に異常である旨を報知する熱保護回路と、を内蔵して成る半導体集積回路装置であって、前記熱保護回路として、請求項１または請求項２に記載の熱保護回路を有して成ることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
前記パワートランジスタは、スイッチング電源回路またはモータ駆動回路を構成することを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱保護回路を備えた半導体集積回路装置に関するものであり、特に、その熱保護機能の精度向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電源装置やモータ駆動装置など、パワートランジスタを駆動する半導体集積回路装置（以下、ＩＣ［Integrated Circuit］と呼ぶ）の多くは、ＩＣの異常温度上昇に起因するＩＣ（特に、そのパワートランジスタ）の破壊を防止するための熱保護回路（いわゆるサーマルシャットダウン回路）を搭載して成る（例えば、本願出願人による特許文献１、２を参照）。
【０００３】
なお、従来の熱保護回路は、一般に、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間の順方向降下電圧やダイオードの順方向降下電圧が周囲温度に依存して変動するという特性を利用して、熱保護信号を生成する構成とされていた。
【０００４】
また、従来の熱保護回路は、一般に、閾値温度にヒステリシスを有する自動復帰式とされていた。その際、従来の熱保護回路は、図５に示すように、監視対象温度に応じた発熱検出電圧Ｖａと第１、第２閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２とを各々比較する第１、第２コンパレータＡ４、Ａ５と、それらの出力信号によってセット／リセットされるラッチ回路Ａ７（ＲＳフリップフロップなど）と、を有して成り、ラッチ回路Ａ７の出力を熱保護信号Ｓｔｓｄとすることで、閾値温度にヒステリシスを持たせる構成とされていた。
【特許文献１】特開２００４−２５３９３６号公報
【特許文献２】特公平６−１６５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上記した従来の熱保護回路であれば、誤動作や過負荷によるＩＣの異常発熱を検知・遮断して、ＩＣの破壊を未然に防止することが可能である。
【０００６】
しかしながら、上記従来の熱保護回路は、先述のように、コンパレータの出力信号をラッチして熱保護信号を生成する構成とされており、ノイズ等の重畳によってコンパレータの出力論理に意図しない変遷が生じると、その出力論理変遷をラッチしてしまうおそれがあった。そのため、従来の熱保護回路では、過熱監視対象がノイズ源でもある場合、当該過熱監視対象の近傍に設けられる熱保護回路（特に、発熱検出部の電源電圧印加端や出力端）にノイズが重畳し、誤った熱保護信号を生成してしまう、という課題があった。
【０００７】
特に、近年では、スイッチング電源装置やモータ駆動装置において、ノイズ源となるパワートランジスタがＩＣに内蔵されることも多く、このようなＩＣでは、パワートランジスタのオン／オフに起因するパルスノイズが重畳し易いため、上記の課題が顕著であり、熱保護回路を過熱監視対象でもあるパワートランジスタの近傍に置きにくい、という課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能な熱保護回路、及び、これを備えた半導体集積回路装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱保護回路は、監視対象温度に応じて電圧レベルが変動する発熱検出電圧を生成する発熱検出部と、可変の第１閾値電圧を生成する第１直流電圧源と、固定の第２閾値電圧を生成する第２直流電圧源と、前記発熱検出電圧と第１閾値電圧との高低に応じてその出力論理が変遷する第１コンパレータと、前記発熱検出電圧と第２閾値電圧との高低に応じてその出力論理が変遷する第２コンパレータと、を有して成り、第１コンパレータの出力信号を熱保護信号として保護対象回路に送出する熱保護回路であって、第１コンパレータは、第２コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第２閾値電圧で定められる第２閾値温度を上回っているときにのみ駆動されるものであり、かつ、第１直流電圧源は、第１コンパレータの駆動開始以後、第２閾値温度より高い第１閾値温度に相当する電圧レベルの第１閾値電圧を生成する一方、第１コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第１閾値温度に達したときに、第１閾値電圧の電圧レベルを第２閾値温度より低い第３閾値温度に相当する電圧レベルに遷移させるものである構成（第１の構成）としている。このような構成とすることにより、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能となる。
【００１０】
なお、上記第１の構成から成る熱保護回路は、第１コンパレータの駆動電流よりも小さい定電流を生成する定電流源と；該定電流をミラー増幅することで第１コンパレータの駆動電流を生成するカレントミラー回路と；前記定電流源の出力端と接地端との間に接続され、第２コンパレータの出力信号に基づいて、前記監視対象温度が第２閾値温度に達するまでオンされる一方、前記監視対象温度が第２閾値温度に達したときにオフされるスイッチ素子と；を有して成る構成（第２の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、第１コンパレータ非駆動時における消費電力を極力低減することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る半導体集積回路装置は、スイッチング制御されるパワートランジスタと、該パワートランジスタの異常発熱を検知して保護対象回路に異常である旨を報知する熱保護回路と、を内蔵して成る半導体集積回路装置であって、前記熱保護回路として、上記第１または第２の構成から成る熱保護回路を有して成る構成（第３の構成）にするとよい。このような構成とすることにより、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことができ、半導体集積回路装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００１２】
なお、上記第３の構成から成る半導体集積回路装置において、前記パワートランジスタは、スイッチング電源回路またはモータ駆動回路を構成しているものとすればよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記の本発明に係る熱保護回路であれば、熱保護回路をノイズ発生源である過熱監視対象の近傍に置いた場合でも、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能となり、延いては、これを備えた半導体集積回路装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明に係る半導体集積回路装置として、スイッチング電源ＩＣを例示し、詳細な説明を行う。
【００１５】
図１は、本発明に係るスイッチング電源ＩＣの概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、スイッチング電源ＩＣ１は、熱保護回路１０と、スイッチング電源回路２０と、を内蔵して成る。
【００１６】
熱保護回路１０は、外部端子Ｔ１を介して供給される電源電圧Ｖｃｃを駆動電圧とし、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間の順方向降下電圧やダイオードの順方向降下電圧が周囲温度に依存して変動するという特性を利用して、熱保護信号Ｓｔｓｄを生成する構成とされている。
【００１７】
熱保護信号Ｓｔｓｄは、保護対象回路（図示しない内部回路やスイッチング電源回路２０）に対して、チップ温度が異常である旨を報知するための信号であり、ＩＣの異常温度上昇時におけるシャットダウン制御に利用される。
【００１８】
より具体的に述べると、熱保護信号Ｓｔｓｄは、異常発熱が生じているときにアサート（例えばローレベル遷移）され、異常発熱が生じていないときにネゲート（例えばハイレベル遷移）される２値信号である（図４を参照）。すなわち、熱保護回路１０から熱保護信号Ｓｔｓｄの入力を受けた保護対象回路は、そのアサート／ネゲートに応じて異常発熱が生じているか否かを認識し、内部動作の禁止／許可を制御することが可能となる。
【００１９】
このような熱保護回路１０を具備することにより、異常発熱に起因するスイッチング電源ＩＣ１の破壊（特にスイッチング電源回路２０を構成するパワートランジスタの破壊）を未然に防止することが可能となる。
【００２０】
なお、熱保護回路１０は、過熱監視対象であるスイッチング電源回路２０（特にそのパワートランジスタ）の近傍に設けられている。このような構成とすることにより、発熱源となるパワートランジスタの発熱温度を直接的に検出し、高精度の熱保護動作を実現することが可能となる。
【００２１】
また、熱保護回路１０は、閾値温度にヒステリシスを有する自動復帰式とされている。このような構成とすることにより、チップ温度が下がれば、外部からの復帰信号を待つことなく、迅速に保護対象回路の駆動を自発復帰させることが可能となる。また、閾値温度にヒステリシスを有する構成であれば、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理発振を抑制することが可能となる。
【００２２】
なお、熱保護回路１０の内部構成及び動作については、後ほど詳細な説明を行う。
【００２３】
スイッチング電源回路２０は、外部端子Ｔ１を介して供給される電源電圧Ｖｃｃを所望の出力電圧Ｖｏに変換して、不図示の内部回路に供給する直流変換手段である。
【００２４】
ここで、スイッチング電源回路２０を構成するパワートランジスタは、そのオン／オフに起因してスイッチングノイズ（パルスノイズ）を生じるノイズ源でもある。そのため、先述のように、スイッチング電源回路２０の近傍に配設された熱保護回路１０（特に、発熱検出部の電源電圧印加端や出力端などのハイインピーダンス部位）には、スイッチングノイズが重畳し易い状況となっている。
【００２５】
そこで、本実施形態の熱保護回路１０は、このようなスイッチングノイズの重畳に依らない高精度の熱保護動作を行うべく、図５の従来構成と異なり、ラッチ回路を用いずに、熱保護信号を生成する構成とされている。
【００２６】
まず、図２を参照しながら、熱保護回路１０の回路構成及び動作について、概念的な説明を行う。
【００２７】
図２は、熱保護回路１０の概念的構成例を示す回路図である。本図に示す通り、本実施形態の熱保護回路１０は、監視対象温度に応じて電圧レベルが変動する発熱検出電圧Ｖａを生成する発熱検出部１１と、発熱検出電圧Ｖａに基づいて熱保護信号Ｓｔｓｄを生成する熱保護信号生成部１２と、を有して成る。
【００２８】
熱保護信号生成部１２は、可変の第１閾値電圧Ｖｔｈ１を生成する第１直流電圧源１２１と、固定の第２閾値電圧Ｖｔｈ２を生成する第２直流電圧源１２２と、発熱検出電圧Ｖａと第１閾値電圧Ｖｔｈ１との高低に応じてその出力論理が変遷する第１コンパレータ１２３と、発熱検出電圧Ｖａと第２閾値電圧Ｖｔｈ２との高低に応じてその出力論理が変遷する第２コンパレータ１２４と、を有して成り、第１コンパレータ１２３の出力信号を熱保護信号Ｓｔｓｄとして保護対象回路に送出する手段である。
【００２９】
ここで、第１コンパレータ１２３は、第２コンパレータ１２４の出力信号に基づいて、監視対象温度が第２閾値電圧Ｖｔｈ２で定められる第２閾値温度（例えば１５０［℃］）を上回っているときにのみ駆動されるものであり、かつ、第１直流電圧源１２１は、第１コンパレータ１２３の駆動開始以後、第２閾値温度より高い第１閾値温度（例えば１７５［℃］）に相当する電圧レベルの第１閾値電圧Ｖｔｈ１を生成する一方、第１コンパレータ１２３の出力信号に基づいて、監視対象温度が第１閾値温度に達したときに、第１閾値電圧Ｖｔｈ１の電圧レベルを第２閾値温度より低い第３閾値温度（例えば１２５［℃］）に相当する電圧レベルに遷移するものである（図４を参照）。
【００３０】
このような構成とすることにより、図５の従来構成と異なり、ラッチ回路を要することなく、閾値温度にヒステリシスを持たせることができる。そのため、例えば、発熱検出電圧Ｖａにノイズが重畳し、第１コンパレータ１２３の出力論理に意図しない一時的変遷が生じた場合でも、それによって熱保護信号Ｓｔｓｄの論理状態が固定されることはない。従って、本実施形態の熱保護回路１０であれば、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能となる。
【００３１】
次に、図３及び図４を参照しながら、熱保護回路１０の回路構成及び動作について、より具体的かつ詳細な説明を行う。
【００３２】
図３は、熱保護回路１０の一実施形態を示す回路図である。先にも述べたように、熱保護回路１０は、その回路ブロックとして、発熱検出部１１と、熱保護信号生成部１２と、を有して成り、さらに、熱保護信号生成部１２は、第１、第２直流電圧源１２１、１２２と、第１、第２コンパレータ１２３、１２４と、を有して成る。
【００３３】
第２直流電圧源１２２は、定電流源Ｉ１と、抵抗Ｒ１と、を有して成る。抵抗Ｒ１の一端（第２閾値電圧Ｖｔｈ２を引き出す第２直流電圧源１２２の正極端に相当）は、定電流源Ｉ１を介して、電源電圧印加端に接続される一方、第２コンパレータ１２４の反転入力端（−）にも接続されている。抵抗Ｒ１の他端は接地されている。
【００３４】
発熱検出部１１は、定電流源Ｉ２と、ダイオードＤ１〜Ｄ２と、を有して成る。定電流源Ｉ２の一端は、電源電圧印加端に接続されており、他端は、ダイオードＤ１のアノード（発熱検出電圧Ｖａを引き出す発熱検出部１１の出力端に相当）に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、ダイオードＤ２のアノードに接続されており、ダイオードＤ２のカソードは接地されている。すなわち、発熱検出部１１は、ダイオードＤ１〜Ｄ２のＶｆ（順方向降下電圧）が周囲温度に依存して変動するという特性（約−２［ｍＶ／℃］の負の温度特性）を利用して、発熱検出電圧Ｖａ（監視対象温度が高いほど電圧レベルが低下していく電圧信号）を引き出す構成とされている。なお、発熱検出部１１の出力端は、第１、第２コンパレータ１２３、１２４の非反転入力端（＋）に各々接続されている。
【００３５】
第１コンパレータ１２３は、抵抗Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ５と、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＮ１〜Ｎ６と、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＰ１〜Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１２と、スイッチ素子ＳＷ１（本実施形態ではＮチャネル電界効果トランジスタ）と、を有して成る。一方、第１直流電圧源１２１は、抵抗Ｒ３と、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＮ５と、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＰ９〜Ｐ１１と、を有して成る。すなわち、トランジスタＮ５及びトランジスタＰ１０は、第１コンパレータ１２３の構成要素でもあり、第１直流電圧源１２１の構成要素でもある。
【００３６】
トランジスタＳＷのゲートは、第２コンパレータ１２４の出力端に接続される一方、抵抗Ｒ２を介して接地もされている。トランジスタＳＷのドレインは、定電流源Ｉ３を介して電源電圧印加端に接続される一方、トランジスタＮ１のコレクタにも接続されている。トランジスタＳＷのソース及びバックゲートは、いずれも接地されている。トランジスタＮ１、Ｎ２のベースは互いに接続されており、その接続ノードはトランジスタＮ１のコレクタに接続されている。トランジスタＮ１、Ｎ２のエミッタはいずれも接地されている。トランジスタＮ２のコレクタは、トランジスタＰ１のコレクタに接続されている。トランジスタＰ１〜Ｐ４、及び、トランジスタＰ９のベースは互いに接続されており、その接続ノードは、トランジスタＰ１のコレクタに接続されている。トランジスタＰ１〜Ｐ４、及び、トランジスタＰ９のエミッタは、いずれも、電源電圧印加端に接続されている。
【００３７】
トランジスタＰ２のコレクタは、トランジスタＰ５のエミッタに接続される一方、トランジスタＰ６のベースにも接続されている。トランジスタＰ３のコレクタは、トランジスタＰ６、Ｐ７の各エミッタに接続されている。トランジスタＰ４のコレクタは、トランジスタＰ８のエミッタに接続される一方、トランジスタＰ７のベースにも接続されている。トランジスタＰ９のコレクタは、第１コンパレータ１２３の反転入力端（−）に相当するトランジスタＰ８のベースに接続される一方、抵抗Ｒ３を介して接地もされている。
【００３８】
トランジスタＰ５のベースは、第１コンパレータ１２３の非反転入力端（＋）として、発熱検出部１１の出力端に接続されている。トランジスタＰ５のコレクタは接地されている。トランジスタＰ６のコレクタは、トランジスタＮ３のコレクタに接続されている。トランジスタＮ３のエミッタは接地されている。トランジスタＮ３のベースは、トランジスタＮ５のベースに接続される一方、自身のコレクタにも接続されている。トランジスタＰ７のコレクタは、トランジスタＮ４のコレクタに接続されている。トランジスタＮ４のベースは、自身のコレクタに接続されている。トランジスタＮ４のエミッタは接地されている。トランジスタＰ８のコレクタは接地されている。
【００３９】
トランジスタＮ５のコレクタは、トランジスタＰ１０のコレクタに接続されている。トランジスタＮ５のエミッタは接地されている。トランジスタＰ１０〜Ｐ１２のゲートは、互いに接続されており、その接続ノードは、トランジスタＰ１０のコレクタに接続されている。トランジスタＰ１０〜Ｐ１２のエミッタは、いずれも電源電圧印加端に接続されている。トランジスタＰ１１のコレクタは、トランジスタＰ８のベースに接続されている。トランジスタＰ１２のコレクタは、トランジスタＮ６のベースに接続される一方、抵抗Ｒ４を介して接地もされている。トランジスタＮ６のコレクタは、抵抗Ｒ４を介して電源電圧印加端に接続される一方、第１コンパレータ１２３の出力端として、図示しない内部回路やスイッチング電源回路２０の熱保護信号入力端にも接続されている。トランジスタＮ６のエミッタは接地されている。
【００４０】
上記構成から成る熱保護回路１０の動作について、図３及び図４を参照しながら、詳細に説明する。図４は、熱保護回路１０の動作を説明するための図である。
【００４１】
上記構成から成る熱保護回路１０において、監視対象温度が第２閾値温度（例えば１５０［℃］）に達していない場合、発熱検出電圧Ｖａは、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高くなる。従って、第２コンパレータ１２４の出力はハイレベルとなり、スイッチ素子ＳＷはオン状態とされる。
【００４２】
このように、スイッチ素子ＳＷは、発熱検出電圧Ｖａが第２閾値電圧Ｖｔｈ２を下回るまで、言い換えれば、監視対象温度が第２閾値温度を上回るまでオン状態とされる。その間、定電流源Ｉ３で生成された定電流は、接地端に引き抜かれるので、第１コンパレータ１２３や第１直流電圧源の駆動電流を生成するカレントミラー回路（トランジスタＮ１〜Ｎ２、トランジスタＰ１〜Ｐ４、及び、トランジスタＰ９）に電流が流れることはない。
【００４３】
その結果、第１直流電圧源１２１及び第１コンパレータ１２３は、いずれも非駆動状態とされ、第１コンパレータ１２３の出力段を構成するトランジスタＮ６はオフ状態とされる。従って、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理は、ハイレベル（ネゲート状態）となる。
【００４４】
すなわち、熱保護回路１０は、当該論理の熱保護信号Ｓｔｓｄを送出することで、保護対象回路にチップ温度が正常である旨を報知する。熱保護回路１０から熱保護信号Ｓｔｓｄの入力を受けた保護対象回路は、その論理がハイレベルであることを検知して、異常発熱は生じていないことを認識し、通常動作を行うことが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態の熱保護回路１０では、定電流源Ｉ３で生成する定電流を第１コンパレータ１２３の駆動電流よりも小さく設定しておき、該定電流を上記のカレントミラー回路でミラー増幅することで、第１コンパレータ１２３の駆動電流を生成する構成としている。このような構成とすることにより、第１コンパレータ１２３の非駆動時における消費電力を極力低減することが可能となる。
【００４６】
一方、監視対象温度が上昇して第２閾値温度を上回った場合、発熱検出電圧Ｖａは、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低くなる。従って、第２コンパレータ１２４の出力はローレベルとなり、スイッチ素子ＳＷはオフ状態に遷移される。その結果、定電流源Ｉ３から先述のカレントミラー回路に定電流が供給され、トランジスタＰ２〜Ｐ４を介して、第１コンパレータ１２３の駆動電流が生成される。これにより、第１コンパレータ１２３の駆動が開始される。また、第１直流電圧源１２１の抵抗Ｒ３にも、トランジスタＰ９を介して、所定の電流が流れ込み、第１閾値電圧Ｖｔｈ１の生成が開始される。
【００４７】
なお、このとき、第１直流電圧源１２１では、第２閾値温度より高い第１閾値温度（例えば１７５［℃］）に相当する電圧レベル（すなわち、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低い電圧レベル）の第１閾値電圧Ｖｔｈ１（図４ではＶｔｈ１（Ａ）と表記）が生成される。従って、監視対象温度が当該第１閾値温度に達しない限り、発熱検出電圧Ｖａは、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高いままとなり、トランジスタＰ６からその後段のカレントミラー回路（トランジスタＮ３、トランジスタＮ５、及び、トランジスタＰ１０〜Ｐ１２）に対して電流が流されることはない。その結果、トランジスタＮ６はオフ状態のままとなり、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理は、それ以前のハイレベル（ネゲート状態）に維持される。
【００４８】
さらに監視対象温度が上昇して第１閾値温度に達した場合、発熱検出電圧Ｖａは、第１閾値電圧Ｖｔｈ１に達する。従って、トランジスタＰ６からその後段のカレントミラー回路を介して、所定の電流が抵抗Ｒ４に流れ込み、トランジスタＮ６のベース電位が上昇する。その結果、トランジスタＮ６はオン状態に遷移され、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理は、ローレベル（アサート状態）に変遷される。
【００４９】
すなわち、熱保護回路１０は、当該論理の熱保護信号Ｓｔｓｄを送出することで、保護対象回路にチップ温度が異常である旨を報知する。熱保護回路１０から熱保護信号Ｓｔｓｄの入力を受けた保護対象回路は、その論理がローレベルであることを検知して、異常発熱が生じたことを認識し、その動作を停止することが可能となる。
【００５０】
また、このとき、第１直流電圧源１２１の抵抗Ｒ３には、トランジスタＰ９を介して元々流れていた定電流に加えて、トランジスタＰ１１を介する電流が追加的に流れることになり、第１閾値電圧Ｖｔｈ１の電圧レベルは、第２閾値温度より低い第３閾値温度（例えば１２５［℃］）に相当する電圧レベル（すなわち、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高い電圧レベル、図４ではＶｔｈ１（Ｂ）と表記）まで引き上げられる。従って、熱保護信号ｔｓｄのアサート遷移によって保護対象回路の駆動がシャットダウンされた結果、監視対象温度が少々低下したとしても、発熱検出電圧Ｖａは、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低いままとなるため、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理がアサート状態から変動することはない。
【００５１】
さらに監視対象温度が低下して第２の閾値温度を下回った場合、発熱検出電圧Ｖａは、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高くなる。従って、第２コンパレータ１２４の出力はハイレベルとなり、スイッチ素子ＳＷはオン状態とされる。その結果、定電流源Ｉ３で生成された定電流は再び接地端へと引き抜かれ、第１直流電圧源１２１及び第１コンパレータ１２３は、いずれも、非駆動状態に戻されるので、第１コンパレータ１２３の出力段を構成するトランジスタＮ６はオフ状態となり、熱保護信号Ｓｔｓｄの論理は、ハイレベル（ネゲート状態）に復帰される。
【００５２】
以上の通り、本実施形態の熱保護回路１０において、第１コンパレータ１２３は、第２コンパレータ１２４の出力信号に基づいて、監視対象温度が第２閾値電圧Ｖｔｈ２で定められる第２閾値温度を上回っているときにのみ駆動されるものであり、かつ、第１直流電圧源１２１は、第１コンパレータ１２３の駆動開始以後、第２閾値温度より高い第１閾値温度に相当する電圧レベルの第１閾値電圧Ｖｔｈ１を生成する一方、第１コンパレータ１２３の出力信号に基づいて、監視対象温度が第１閾値温度に達したときに、第１閾値電圧Ｖｔｈ１の電圧レベルを第２閾値温度より低い第３閾値温度に相当する電圧レベルに遷移するものである。
【００５３】
このような構成とすることにより、図５の従来構成と異なり、ラッチ回路を要することなく、閾値温度にヒステリシスを持たせることができる。そのため、例えば、発熱検出電圧Ｖａにノイズが重畳し、第１コンパレータ１２３の出力論理に意図しない一時的変遷が生じた場合でも、それによって熱保護信号Ｓｔｓｄの論理状態が固定されることはない。従って、本実施形態の熱保護回路１０であれば、ノイズ等の重畳に依ることなく、高精度の熱保護動作を行うことが可能となる。
【００５４】
なお、上記の実施形態では、スイッチング電源ＩＣに本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、モータ駆動装置など、他の半導体集積回路装置にも広く適用することが可能である。
【００５５】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、半導体集積回路装置の熱保護精度を高める上で有用な技術であり、例えば、ノイズ源となるパワートランジスタをＩＣに内蔵して成り、他の半導体集積回路装置と比べて、熱が発生しやすく、かつ、高信頼性が要求されるスイッチング電源装置やモータ駆動装置について、好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】は、本発明に係るスイッチング電源ＩＣの概略を示すブロック図である。
【図２】は、熱保護回路１０の概念的構成例を示す回路図である。
【図３】は、熱保護回路１０の具体的構成例を示す回路図である。
【図４】は、熱保護回路１０の動作を説明するための図である。
【図５】は、熱保護回路１の一従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    スイッチング電源ＩＣ
１０    熱保護回路
２０    スイッチング電源回路
Ｔ１    電源端子
１１  発熱検出部
１２    熱保護信号生成部
１２１    直流電圧源（可変）
１２２    直流電圧源（固定）
１２３    第１コンパレータ（１７５℃検出用）
１２４    第２コンパレータ（１５０℃検出用）
Ｉ１〜Ｉ３    定電流源
Ｄ１〜Ｄ２    ダイオード
Ｒ１〜Ｒ５    抵抗
Ｎ１〜Ｎ６    ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
Ｐ１〜Ｐ１２    ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
ＳＷ    スイッチ素子（Ｎチャネル電界効果トランジスタ）
【図１】
2006261143.tif 000003
【図２】
2006261143.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006261143.tif 000007