[发明专利]半导体集成电路

说明书

本发明提供在点火器导通时即使电池侧的开关被切断也不使除开关控制下的点火器外的其他电路破损的半导体集成电路。感测IGBT(12)和电流检测电阻Rsns监视主IGBT(11)的集电极电流Ic，若检测到电压因开关切断而降低则迟滞比较器CMP输出电压Vcmp。逻辑电路(15)根据来自输入识别电路(16)的输入识别电压Vin1和电压而输出逻辑输出电压Vlogic。逻辑输出电压导通半导体开关(M1)而降低栅极电压Vgate，导通半导体开关(M2)而降低钳位二极管(D1a、D1b)的耐压。利用钳位二极管(D1a)对因降低栅极电压Vgate而上升的集电极电压Vc进行钳位，防止产生使其他电路破损的异常电压。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，其具备驱动车辆用内燃机的点火系统中的、如点火线圈那样的线圈负载的电压控制型半导体功率开关元件。

背景技术

在将汽油作为燃料的车辆用内燃机中使用有如下点火系统：通过将填充到内燃机的燃烧室的燃料与空气的混合气体在预定的时刻点火而使其燃烧。

图3是示出通常的点火系统的构成例的图。

点火系统具备点火器100、具有初级线圈L1和次级线圈L2的点火线圈200、以及火花塞300。点火线圈200的初级线圈L1和次级线圈L2一侧的端子经由开关400与电池500的正极端子连接，电池500的负极端子与车辆的底盘连接。应予说明，作为开关400，有附属开关、设置在包括点火器100的电装件的继电器开关、保险丝等。

点火线圈200的初级线圈L1的另一侧的端子与点火器100的输出端子OUT连接，点火器100的输入端子IN与发动机控制单元(ECU：Electronic Control Unit)600连接。另外，点火器100具有接地端子GND，并且与电池500的负极端子连接。点火线圈200的次级线圈L2的另一侧的端子与火花塞300的中心电极连接，火花塞300的接地电极与内燃机的罩盖螺合而电接地。

点火器100具有连接于输出端子OUT与接地端子GND之间而进行开关动作的电压控制型半导体功率开关元件。在图示的例子中，在电压控制型半导体功率开关元件中使用了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)101。应予说明，作为电压控制型半导体功率开关元件，也有使用如MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)那样的其他的电压控制型半导体功率开关元件的情况。IGBT101的集电极与输出端子OUT连接，栅极经由栅极电阻102与输入端子IN连接，并且发射极与接地端子GND连接。

点火器100还具有设置在IGBT101的栅极发射极之间而进行IGBT101的保护动作的控制电路103。该控制电路103将供给到IGBT101的栅极的输入电压Vin作为电源电压，并且仅在被输入将IGBT101导通控制时的输入电压Vin的期间进行动作。点火器100还具有设置在IGBT101的集电极栅极之间的点火线圈200的逆向电压保护用的钳位二极管104、以及设置在输入端子IN与IGBT101的发射极之间的静电放电保护用的二极管105。

发动机控制单元600具有与点火器100的输入端子IN连接而驱动IGBT101的IGBT驱动电路601。发动机控制单元600还具有控制内燃机所需要的多个IC(Integrated Circuit：集成电路)602、IC603。这些IC602、IC603是信号处理所使用的处理器，该信号处理为点火时期的控制、燃料喷射装置的控制、进气排气系统的控制、动阀机构的控制、启动马达或防盗系统等的启动控制的信号处理。