[发明专利]用于开关元件的过流检测设备

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2008年12月12日提交的日本专利申请2008-316488的优先权。这里通过引用将日本专利申请2008-316488的全部公开包含于此。

技术领域

本发明一般涉及检测开关元件中的过流异常的过流检测设备。

背景技术

功率MOS晶体管典型地具有极大的导通电阻温度系数α。众所周知的是，为绝缘栅双极晶体管(IGBT)提供过流保护电路，以保护逆变器电路的IGBT以免在IGBT中出现过流。日本专利特开2002-26707已经提出，提供考虑了检测电压的温度特性的过流保护电路，以保护所述逆变器电路的IGBT以免在IGBT中出现过流。在这个公开的过流保护电路中，来自在半导体芯片内部提供的二极管的检测电压和参考电压被馈送到运算放大器(op-amp)。接着，所述运算放大器将所述检测电压和参考电压之间的差与过流检测参考值相比较。通过这种方式，所述晶体管的导通电阻温度系数影响过流检测电流值的程度被抑制了。

发明内容

然而，在上述传统的过流保护设备中，所述运算放大器的使用增大了所述过流检测设备的整体成本，并要求所述过流检测设备中额外的空间用于容纳所述运算放大器。所说明的实施例中，公开了一种不使用运算放大器的过流检测设备。因此，在所说明的实施例中，所述过流检测设备的整体成本与需要运算放大器的过流检测设备相比可减小。此外，在所说明的实施例中，所述过流检测设备与需要运算放大器的过流检测设备相比，能够更加紧凑。

考虑到已知技术的状态，提供了一种不使用运算放大器的过流检测设备。基本上，在所说明的实施例中，用于开关元件的所述过流检测设备配备有基准电源、比较电路、电流转换元件、第一电阻器和第二电阻器。所述比较电路包括接收对应于在所述开关元件中流动的电流的电压的第一输入端子、以及接收从所述基准电源提供的参考电压的第二输入端子。所述电流转换元件串联连接在所述基准电源和所述比较电路的第二输入端子之间。所述电流转换元件将检测所述开关元件的温度的温度检测元件的电压转换为对应于所述温度检测元件的电压的电流。所述第一电阻器串联连接到所述比较电路的第二输入端子的基准电源侧，即，位于所述基准电源和所述比较电路的第二输入端子之间。所述第二电阻器串联连接到所述比较电路的第二输入端子的接地侧，即，位于接地和所述比较电路的第二输入端子之间。

因此，通过向所述比较电路的输入端子提供用于检测过流的参考电压，这个过流检测设备不使用运算放大器。具体地，通过使用电流转换元件将所述开关元件的温度检测元件的电压值转换为电流、并使用电阻器来将所述电流转换为电压，而得到所述参考电压。换言之，所述电流转换元件被用于将具有温度特性的温度检测元件的电压值转换为对应的电流值。所述电流值具有与所述开关元件的感测电压相似(相同符号)的温度特性，且能够通过适当地设置所述电阻器的值，将所述电流值的温度特性修改为对应于所述感测电压的温度系数。所述温度特性的这个修改是通过使用电流转换元件完成的，因此，不需要使用昂贵且占用空间的运算放大器。

附图说明

下面参考组成这个原始公开的一部分的附图：

图1是显示了根据第一实施例的过流检测设备的电路图；

图2是显示了根据第二实施例的过流检测设备的电路图；

图3是显示了根据第三实施例的过流检测设备的电路图；

图4是显示了掩蔽比和参考电压对开关元件的结点温度的特性绘图的曲线图；以及

图5是显示了过流检测电平对开关元件的结点温度的绘图的曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图解释所选实施例。本领域的技术人员从这个公开可以显而易见，所述实施例的以下说明仅仅被提供用于示例，并不是为了限制如附加的权利要求和它们的等价物所定义的本发明。

首先参考图1，说明了根据第一实施例的过流检测设备的电路图。这个过流检测设备能够被用作检测诸如智能电源模块的开关元件的绝缘栅双极晶体管(IGBT)中的异常的设备。这个第一实施例将示例所述过流检测设备的这样的应用。然而，所述过流检测设备并不局限于这样的应用，并可以被应用到不同类型的开关元件。如下面解释的，由于所述过流检测设备在检测是否存在过流状况时不使用运算放大器，这个说明的实施例的过流检测设备能够相对便宜、相对紧凑。