过热保护电路和过热保护方法
【专利摘要】提供一种用于保护开关元件(11)异常过热的过热保护电路，开关元件构造成将电力从电源供给到负载(22)侧，该过热保护电路包括中断功能部(12)，该中断功能部(12)构造成检测在开关元件内部的层短路，并且构造成检测开关元件的温度，其中中断功能部构造成当检测到层短路并且检测到温度超过预定值时，在开关元件的输入部处中断从电源供给到负载的电力。
【专利说明】过热保护电路和过热保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过热保护电路和一种过热保护方法，该过热保护电路和过热保护方法适于防止开关元件异常过热。
【背景技术】
[0002]传统地，在将电力从电源供给到负载侧的装置中，常使用诸如FET(场效应晶体管)这样的开关元件代替机械继电器。
[0003]作为避免在FET中产生异常过热的措施，在将电力从电源通过FET供给到负载侧，并且在FET的上游侧中设置有熔断器的电路组件中，典型的是，例如，当过电流流过时，熔断器熔化以中断过电流。
[0004]然而，当使用了作为半导体的FET代替传统的机械继电器时，可能由除了过电流而引起的一些故障而产生异常过热。即使FET具有过热中断功能，也可能同样发生这样的现象。
[0005]为防止这样的异常过热，在专利文献I中，提出了一种过热保护电路，其中电池的正端子连接到P沟道FET的源端子，功率放大器的电源端子连接到P沟道FET的漏端子，并且温度开关电路的检测输出连接到P沟道FET的门端子。当功率放大器的温度超过规定值时，来自温度开关电路的输出变为高，并且P沟道FET变成关断状态，使得中断从电池供给到功率放大器的供电。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利申请N0.2008-135820A
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]在上述专利文献I的过热保护电路中，由于当功率放大器的温度超过规定值时，根据来自温度开关电路的输出，P沟道FET变成关断状态，所以避免了功率放大器的异常过热。在该情况中，因为P沟道FET变成关断状态，还避免了 P沟道FET的异常过热。
[0011]然而，在这样的过热保护电路中，当例如，由于震荡的突发，P沟道FET的栅氧化层损坏时，在门端子与源端子之间或者在漏端子与源端子之间可能发生层短路(层间短路)电流。
[0012]因为当这样的层短(层间短路)发生时P沟道FET不变成关断状态，所以存在即使由于层短路(层间短路)引起的过热而超过了温度开关电路的规定值，P沟道FET也持续异常过热，并且P沟道FET损坏的问题。
[0013]鉴于这些情况做出本发明，并且本发明的目的是提供一种能够确实地防止开关元件异常过热的过热保护电路和过热保护方法。
[0014]解决问题的方案
[0015]根据本发明的一方面，提供一种过热保护电路，该过热保护电路用于防止开关元件异常过热，所述开关元件构造成将电力从电源供给到负载侧，所述过热保护电路包括:
[0016]中断功能部，该中断功能部构造成检测所述开关元件内部的层短路，并且构造成检测所述开关元件的温度，其中
[0017]所述中断功能部构造成当检测到所述层短路并且检测到所述温度超过预定值时，所述中断功能部在所述开关元件的输入部处中断从所述电源供给到所述负载侧的所述电力。
[0018]根据本发明的另一方面，提供一种用于防止开关元件异常过热的过热保护方法，所述开关元件构造成将电力从电源供给到负载侧，其中
[0019]设置了中断功能部，该中断功能部具有检测所述开关元件内部的层短的功能，以及检测所述开关元件的温度的功能，并且
[0020]当所述中断功能部检测到所述层短，并且检测到的温度超过规定值时，在所述开关元件的输入部处中断从所述电源供给到所述负载侧的所述电力。
[0021]在本发明的过热保护电路和过热保护方法中，当具有检测开关元件内部的层短路的功能以及检测开关元件的温度的功能的中断功能部检测到层短路时，并且检测到的温度超过规定值时，从电源供给到负载侧的电力在开关元件的输入部处被中断。
[0022]发明的有益效果
[0023]根据本发明的过热保护电路和过热保护方法，由于当具有检测开关元件内部的层短的功能以及检测开关元件的温度的功能的中断功能部检测到层短时，并且检测到的温度超过规定值时，从电源供给到负载侧的电力在开关元件的输入部处被中断，因此能够确实地防止在负载侧处的异常过热。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是示出本发明的过热保护电路的一个实施例的视图。
[0025]图2是详细示出图1的过热保护电路的视图。
[0026]图3是详细示出图1的过热保护电路的视图。
【具体实施方式】
[0027]下面参考图1到3详细描述本发明的过热保护电路的实施例。首先，如图1所示，过热保护电路包括中断功能部12，该中断功能部12布置成靠近FET (场效应晶体管)11，该FETll是安装在基板10上的开关元件。
[0028]在图中，参考标号20是FET驱动电路，该FET驱动电路切换FETl I的打开/关断；参考标号21是熔断器，当大于规定值的电流流过时，熔断器中断来自电源的电力；并且参考标号22示出负载电阻。MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)或者C-MOSFET (互补M0SFET)能够用作FET11。能够将P沟道型或者N沟道型用于MOSFET和C-MOSFET两者。
[0029]图1示出了连接方式，其中熔断器21、加载在基板10上的FETll以及中断功能部12设置在电源和负载电阻22之间，并且通过FET驱动电路20切换FETll的打开/关断。
[0030]如下文将描述的中断功能部12具有检测FETll的层短路(层间短路)电流、检测FETll的温度以及在FETll的输入部中断从电源供给到负载电阻22侧的电力的功能。
[0031]S卩，如图2和3所示，中断功能部12与FETll加载在基板10上。中断功能部12至少具有:第一中断功能部12a，该第一中断功能部12a检测FETll中的层短路(层间短路)电流；以及第二中断功能部12b，该第二中断功能部12b检测FETll的温度。
[0032]第一中断功能部12a设置在与基板10的安装表面相反的表面上，并且在与FETll正相反的位置中。第二中断功能部12b设置在基板10的安装表面上，并且在接近FETll的位置中。
[0033]第一中断功能部12a检测FETll中的层短路(层间短路)电流(例如，门电流的增大)。第二中断功能部12b检测FETll的温度。当由第一中断功能部12a检测层短路(层间短路)电流时，如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度不超过规定值，中断功能部12不中断从电源到负载电阻22侧的电力，但如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度超过规定值，中断功能部12在FETll的输入部处中断从电源到负载电阻22侧的电力。
[0034]虽然在该情况中，第一中断功能部12a设置在与基板10的安装表面相反的表面上，并且第二中断功能部12b设置在安装表面上，但是也能够相反地设置第一中断功能部12a和第二中断功能部12b。第二中断功能部12b不限于图2和3所示的布置，并且可以设置在靠近FETll并且能够检测FETll的温度的位置中。第一中断功能部12a也不限于图2和3的布置。
[0035]对于第一中断功能部12a和第二中断功能部12b，优选的是具有不发生层短路(层间短路)的结构。即，第一中断功能部12a和第二中断功能部12b的内部结构，优选的对于第一中断功能部12a与第二中断功能部12b的信号线之间的震荡具有足够的耐压性和绝缘性。
[0036]利用这样的结构，当因为震荡而在FETll中产生层短路(层间短路)电流时，由中断功能部12的第一中断功能部12a检测层短路(层间短路)电流。由第二中断功能部12b检测FETll的温度。
[0037]此时，当通过第一中断功能部12a检测到层短路(层间短路)时，如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度不超过规定值，中断功能部12将不中断从电源到负载电阻22侧的电力。另一方面，如果由第二中断功能部12b检测到的FETll的温度超过预定值时，中断功能部12将在FETll的输入部处中断从电源到负载电阻22侧的电力。
[0038]当产生了过电流时，上述熔断器21融化，使得在FETll的上游侧处中断从电源到负载电阻22侧的电力。
[0039]从而，在该实施例中，当在FETll中产生层短路(层间短路)电流，并且由第一中断功能部12a检测该层短路(层间短路)电流时，如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度不超过规定值，中断功能部12将不中断从电源到负载电阻22侧的电力，并且如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度超过规定值时，中断功能部12将在FETll的输入部处中断从电源到负载电阻22侧的电力。
[0040]从而，能够确实地防止由层短路(层间短路)电流引起的FETll的异常过热。因为避免了 FETll的持续的异常过热，所以能够确实地防止FETll被损坏。
[0041]在该实施例中，描述了如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度不超过规定值，中断功能部12将不中断从电源到负载电阻22侧的电力，并且如果由第二中断功能部12b检测的FETll的温度超过规定值时，中断功能部12将在FETll的输入部处中断从电源到负载电阻22侧的电力，但是本发明不限于此。当通过第一中断功能部12a检测到层短路(层间短路)电流时，可以由中断功能部12在FETll的输入部处中断电力。
[0042]在即使第一中断功能部12a没有检测到层短路(层间短路)电流，但当由第二中断功能部12b检测的FETll的温度超过规定值时，可以在FETll的输入部处中断从电源到负载电阻22侧的电力。在该情况中，能够避免由于除了层短路(层间短路)电流以外的原因引起的FETll的异常过热。
[0043]显然能够在不脱离本发明的精神的范围内，在本发明中做出多种修改。
[0044]本发明是基于2012年4月5日提交的日本专利申请N0.2012-086322，该专利申请的内容通过引用并入本文。
[0045]工业实用性
[0046]本发明能够应用于其中装载了通过开关元件而将电力从电源供给到负载侧的电路的所有装置。
【权利要求】
1.一种过热保护电路，该过热保护电路用于保护开关元件避免异常过热，所述开关元件构造成将电力从电源供给到负载侧，所述过热保护电路包括: 中断功能部，该中断功能部构造成检测所述开关元件内部的层短路，并且构造成检测所述开关元件的温度，其中 所述中断功能部构造成:当检测到层短路并且检测到所述温度超过预定值时，在所述开关元件的输入部处中断从所述电源供给到所述负载侧的所述电力。
2.一种用于保护开关元件避免异常过热的过热保护方法，所述开关元件构造成将电力从电源供给到负载侧，其中 设置中断功能部，该中断功能部具有检测所述开关元件内部的层短路的功能，以及检测所述开关元件的温度的功能，并且 当所述中断功能部检测到层短路，并且检测到的温度超过规定值时，在所述开关元件的输入部处中断从所述电源供给到所述负载侧的所述电力。
【文档编号】H02H3/08GK104205635SQ201380018579
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年4月5日
【发明者】山下刚, 花冈康隆 申请人:矢崎总业株式会社