點火器用半導(dǎo)體裝置、點火器系統(tǒng)及點火線圈單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供不易受到向輸入端子輸入的導(dǎo)通信號電壓的電壓下降、浪涌電壓的影響，能夠使開關(guān)元件可靠地工作，防止點火不良的點火器用半導(dǎo)體裝置、點火器系統(tǒng)及點火線圈單元。點火器用半導(dǎo)體裝置，作為外部端子，至少具有輸入端子(2)、與點火線圈導(dǎo)電連接的輸出端子(3)、接地端子(4)、與點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接的電源端子(1)，上述點火器用半導(dǎo)體裝置具備用于控制流過上述點火線圈的電流的開關(guān)元件(5)和經(jīng)由上述電源端子(1)接收電源電力，基于從上述輸入端子輸入的信號驅(qū)動上述開關(guān)元件的驅(qū)動電路(7)。
【專利說明】
點火器用半導(dǎo)體裝置、點火器系統(tǒng)及點火線圈單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及與點火線圈的初級側(cè)連接，能夠?qū)?斷開流過初級側(cè)的電流的點火器用半導(dǎo)體裝置、具備該點火器用半導(dǎo)體裝置的點火器系統(tǒng)及具備該點火器用半導(dǎo)體裝置的點火線圈單元。
【背景技術(shù)】
[0002]作為內(nèi)燃機(jī)的點火裝置，利用半導(dǎo)體裝置將流過點火線圈的初級側(cè)的電流導(dǎo)通/斷開，利用通過電磁感應(yīng)而在點火線圈的次級側(cè)產(chǎn)生的高電壓而使火花塞產(chǎn)生火花的點火器系統(tǒng)。點火器系統(tǒng)有如下方式:在電控制單元(ECU:Electronic Control Unit)內(nèi)配置點火線圈和點火器用半導(dǎo)體裝置并利用機(jī)械性的機(jī)構(gòu)對各氣缸的火花塞進(jìn)行配電的分配器(distributor)方式和針對每個火花塞配置點火線圈和點火器用半導(dǎo)體裝置并針對每個氣缸調(diào)整點火正時的單獨點火方式。若采用單獨點火方式，則點火器用半導(dǎo)體裝置會暴露在溫度應(yīng)力、電應(yīng)力、振動引起的機(jī)械應(yīng)力等嚴(yán)酷的環(huán)境中，因此在耐熱性、可靠性方面尋求比分配器方式更優(yōu)異的方式。
[0003]以往，為了保護(hù)點火器用半導(dǎo)體裝置不受過熱、過電流和/或異常電流(浪涌電流)影響，使用將搭載了開關(guān)元件的芯片與搭載了保護(hù)電路的芯片組合而得到的混合型的點火器用半導(dǎo)體裝置，但最近，使用將開關(guān)元件和保護(hù)電路配置在同一芯片上而小型化了的的點火器用半導(dǎo)體裝置。
[0004]例如，在下述的專利文獻(xiàn)I中公開了將過熱保護(hù)電路和過電流保護(hù)電路配置在同一芯片上的點火器用半導(dǎo)體裝置(單芯片點火器)。
[0005]以下，使用附圖對現(xiàn)有的單芯片點火器進(jìn)行說明。
[0006]在圖7中示出點火器用半導(dǎo)體裝置103的電路構(gòu)成。點火器用半導(dǎo)體裝置103具有能夠與外部連接的輸入端子2、輸出端子3、接地端子4，具備搭載在單芯片上的開關(guān)元件5、過熱檢測電路8、過電流檢測電路9、下拉用NMOS 10、11、檢測電阻12、集電極-柵極間齊納二極管(CGZD)13、浪涌保護(hù)齊納二極管14、波形整形電路15、保護(hù)二極管D1、下拉電阻R1。在此，將開關(guān)元件5設(shè)置為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)。
[0007]輸入端子2與開關(guān)兀件5的柵極連接。輸出端子3與開關(guān)兀件5的集電極連接。另外，接地端子4與開關(guān)兀件5的發(fā)射極連接。在被輸入到輸入端子2的電壓比開關(guān)兀件5的閾值電壓高時，開關(guān)元件5導(dǎo)通而在輸出端子3與接地端子4之間流過電流，在比閾值電壓低時，開關(guān)元件5截止而在輸出端子3與接地端子4之間沒有電流流過。
[0008]在將輸入端子2與開關(guān)元件5的柵極連接的信號線連接有過熱檢測電路8和過電流檢測電路9，導(dǎo)通信號是用于導(dǎo)通開關(guān)元件5的信號，同時所述導(dǎo)通信號的電流本身被用作向過熱檢測電路8和過電流檢測電路9供電的電源。
[0009]在圖8中示出使用了點火器用半導(dǎo)體裝置103的點火器系統(tǒng)1003的電路構(gòu)成。點火器系統(tǒng)由電控制單元203、點火線圈單元303和火花塞40構(gòu)成。
[0010]電控制單元203具備穩(wěn)定電源電路50和信號控制電路20。穩(wěn)定電源電路50能夠由電池60的電池電壓VBAT產(chǎn)生控制電路用的電源電壓VCC，向信號控制電路20供電。信號控制電路20具有由PMOS 21、匪OS 22和串聯(lián)電阻23構(gòu)成的反相器電路，能夠?qū)㈦娫措妷篤CC作為電源來控制經(jīng)由布線L2連接的點火器用半導(dǎo)體裝置103。
[0011]點火線圈單元303具備點火器用半導(dǎo)體裝置103、點火線圈31和二極管32。點火線圈31的初級側(cè)的正極端子與電池60連接。點火線圈31的初級側(cè)的負(fù)極端子經(jīng)由布線L3與點火器用半導(dǎo)體裝置103的輸出端子3連接。點火線圈31的次級側(cè)的正極端子與電池60連接。點火線圈31的次級側(cè)的負(fù)極端子經(jīng)由二極管32與火花塞40連接。
[0012]當(dāng)導(dǎo)通信號從信號控制電路20經(jīng)由布線L2向輸入端子2輸送時，點火器用半導(dǎo)體裝置103導(dǎo)通，電流流過點火線圈31的初級側(cè)。接下來，當(dāng)從信號控制電路20經(jīng)由布線L2向輸入端子2輸送斷開信號時，點火器用半導(dǎo)體裝置103斷開，點火線圈31的初級側(cè)的電流被阻斷，在點火線圈31的次級側(cè)通過電磁感應(yīng)而產(chǎn)生高電壓，二極管32發(fā)生擊穿而對火花塞40施加高電壓，使火花塞40產(chǎn)生火花。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-207669號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]技術(shù)問題
[0017]如圖7所示，在現(xiàn)有的點火器用半導(dǎo)體裝置103中，在輸入端子2與開關(guān)元件5的柵極之間沒有設(shè)置驅(qū)動電路。另一方面，在輸入端子2連接有下拉電阻R1、過熱檢測電路8、過電流檢測電路9，在開關(guān)元件5導(dǎo)通期間繼續(xù)流過導(dǎo)通信號電流。由于繼續(xù)流過導(dǎo)通信號電流，所以配置在導(dǎo)通信號電流的路徑的PMOS 21、串聯(lián)電阻23、布線L2電壓下降，開關(guān)元件5的柵極電壓比電源電壓VCC低。在電源電壓VCC受到外部的環(huán)境影響而大幅降低時，可能導(dǎo)致柵極電壓低于閾值電壓，點火器用半導(dǎo)體裝置103不導(dǎo)通而導(dǎo)致點火不良。
[0018]因此，本發(fā)明的目的在于提供從點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供電，使開關(guān)元件穩(wěn)定工作而可靠地點火的點火器用半導(dǎo)體裝置、具備該點火器用半導(dǎo)體裝置的點火器系統(tǒng)及具備該點火器用半導(dǎo)體裝置的點火線圈單元。
[0019]技術(shù)方案
[0020]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的特征在于，作為外部端子，至少具有輸入端子、與點火線圈導(dǎo)電連接的輸出端子、接地端子、與點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接的電源端子，具備:開關(guān)元件，其用于控制流過上述點火線圈的電流;和驅(qū)動電路，其經(jīng)由上述電源端子接收電源電力，基于從上述輸入端子輸入的信號驅(qū)動上述開關(guān)元件。
[0021]由于本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置具有與點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接的電源端子，所以與使輸入信號的電壓作為電源電壓的以往的方式相比，工作范圍更廣，由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性，所以能夠可靠地進(jìn)行點火。
[0022]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選將上述開關(guān)元件和上述驅(qū)動電路配置在同一芯片上D
[0023]根據(jù)上述構(gòu)成，可以使點火器用半導(dǎo)體裝置小型化。
[0024]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選上述穩(wěn)定電源供給布線是電控制單元的穩(wěn)定電源供給布線。
[0025]根據(jù)上述構(gòu)成，能夠容易地確保穩(wěn)定電源的供電。
[0026]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選在上述芯片上配置電源電路，上述電源電路輸入側(cè)與上述電源端子連接，輸出側(cè)與上述驅(qū)動電路連接。
[0027]根據(jù)上述構(gòu)成，能夠使點火器系統(tǒng)小型化，使電源電壓更穩(wěn)定。
[0028]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置中，可以在上述芯片上配置保護(hù)電路，所述保護(hù)電路從上述電源電路接收電源電力而進(jìn)行工作，用于保護(hù)上述開關(guān)元件或上述點火線圈。
[0029]根據(jù)上述構(gòu)成，由于從點火器用半導(dǎo)體裝置的電源電路對保護(hù)電路供電，所以能夠防止輸入信號的電壓下降。另外，即使在輸入信號斷開時也能夠使保護(hù)電路工作。
[0030]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置中，可以在上述芯片上配置保護(hù)電路，上述保護(hù)電路從上述驅(qū)動電路接收電源電力而進(jìn)行工作，用于保護(hù)上述開關(guān)元件或上述點火線圈。
[0031]根據(jù)上述構(gòu)成，由于由點火器用半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動電路對保護(hù)電路供電，所以能夠防止輸入信號的電壓下降。另外，由于保護(hù)電路僅在接收驅(qū)動電路的輸出時工作，所以能夠降低保護(hù)電路誤動作的幾率。
[0032]在本發(fā)明的點火器系統(tǒng)中，優(yōu)選將上述點火器用半導(dǎo)體裝置內(nèi)置于電控制單元。
[0033]根據(jù)上述構(gòu)成，由于將點火器用半導(dǎo)體裝置設(shè)置在遠(yuǎn)離點火線圈的位置，所以不易受到浪涌的影響，能夠減小抵抗浪涌所需要的保護(hù)電路的尺寸。
[0034]在本發(fā)明的點火器系統(tǒng)中，可以將上述點火器用半導(dǎo)體裝置內(nèi)置于點火線圈單
J L ο
[0035]根據(jù)上述構(gòu)成，可以直接利用現(xiàn)有的將點火器用半導(dǎo)體裝置內(nèi)置于點火線圈中的點火線圈單元的設(shè)計資源。
[0036]本發(fā)明的點火線圈單元是內(nèi)置上述點火器用半導(dǎo)體裝置的點火線圈單元，其特征在于具備:電路基板;穩(wěn)定電源電路，其輸入側(cè)與上述點火線圈單元外部的電源布線導(dǎo)電連接，輸出側(cè)與穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接且配置于上述電路基板;上述點火器用半導(dǎo)體裝置，其與上述穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接;和樹脂部件，其將上述電路基板、上述穩(wěn)定電源電路和上述點火器用半導(dǎo)體裝置密封。
[0037]根據(jù)上述構(gòu)成，能夠相對于電控制單元的電源線獨立，因此不易在電控制單元產(chǎn)生噪聲。另外，通過將電路基板、穩(wěn)定電源電路、點火器用半導(dǎo)體裝置一體化且進(jìn)行樹脂密封，從而使得在發(fā)動機(jī)室內(nèi)進(jìn)行的安裝變得容易，可節(jié)省空間。
[0038]發(fā)明效果
[0039]由于本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置具有與點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接的電源端子，所以與使輸入信號的電壓為電源電壓的以往的方式相比，工作范圍更廣，由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性，所以能夠可靠地進(jìn)行點火。
【附圖說明】
[0040]圖1是表示本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的電路圖。
[0041]圖2是表示本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的另一個實施方式的電路圖。
[0042]圖3是表示本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的又一個實施方式的電路圖。
[0043]圖4是表示本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的一個實施方式的系統(tǒng)示意圖。
[0044]圖5是表示本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的另一個實施方式的系統(tǒng)示意圖。
[0045]圖6是表示本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的又一個實施方式和點火線圈單元的一個例子的系統(tǒng)示意圖。
[0046]圖7是表示現(xiàn)有的點火器用半導(dǎo)體裝置的一個例子的電路圖。
[0047]圖8是表示現(xiàn)有的點火器系統(tǒng)的一個例子的系統(tǒng)示意圖。
[0048]符號說明
[0049]1:電源端子
[0050]2:輸入端子
[0051]3:輸出端子
[0052]4:接地端子
[0053]5:開關(guān)元件
[0054]6:電源電路
[0055]7:驅(qū)動電路
[0056]8:過熱檢測電路
[0057]9:過電流檢測電路
[0058]10、11:下拉用NMOS
[0059]12:檢測電阻
[0060]13:集電極-柵極間齊納二極管(CGZD)
[0061]14:浪涌保護(hù)齊納二極管
[0062]15:波形整形電路
[0063]20:信號控制電路
[0064]21:PMOS
[0065]22:NMOS
[0066]23:串聯(lián)電阻
[0067]24:密封樹脂
[0068]31:點火線圈
[0069]32: 二極管
[0070]40:火花塞
[0071]50、51:穩(wěn)定電源電路
[0072]60:電池
[0073]70:電路基板
[0074]100、101、102、103:點火器用半導(dǎo)體裝置
[0075]200、201、202、203:電控制單元
[0076]300、301、302、303:點火線圈單元
[0077]1000、1001、1002、1003:點火器系統(tǒng)
[0078]D1、D2、D3:保護(hù)二極管
[0079]R1、R2、R3:下拉電阻
[0080]L1、L5、L6:穩(wěn)定電源供給布線
[0081]L2、L3、L4:布線
[0082]VBAT:電池電壓
[0083]VCC:控制電路用的電源電壓
【具體實施方式】
[0084]使用附圖對本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。應(yīng)予說明，對與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相同的部位標(biāo)注相同的符號。
[0085][第一實施方式]
[0086]在圖1中，作為一個例子，示出本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置100的電路圖。點火器用半導(dǎo)體裝置100至少具備能夠與外部連接的電源端子1、輸入端子2、輸出端子3、接地端子4，和搭載在單芯片上的開關(guān)元件5、電源電路6、驅(qū)動電路7、過熱檢測電路8、過電流檢測電路9、下拉用NMOS 10、11、檢測電阻12、集電極-柵極間齊納二極管(CGZD) 13、浪涌保護(hù)齊納二極管14、保護(hù)二極管01、02、03、下拉電阻1?1、1?2。
[0087]在上述中，連接到點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源的電源端子I與電源電路6的輸入端子連接。電源電路6的輸出端子與驅(qū)動電路7、過熱檢測電路8和過電流檢測電路9的電源端子連接。連接到點火器用半導(dǎo)體裝置外部的信號控制電路的輸入端子2與驅(qū)動電路7的輸入端子連接。驅(qū)動電路7的輸出端子與開關(guān)元件5的柵極連接。輸出端子3與開關(guān)元件5的集電極連接。接地端子4與開關(guān)元件5的發(fā)射極連接。另外，在將驅(qū)動電路7與開關(guān)元件5的柵極連接的布線，連接有在檢測到過熱檢測電路8過熱時導(dǎo)通的下拉用NMOS 10和在檢測到過電流檢測電路9流過過電流時導(dǎo)通的下拉用NMOS Ilo
[0088]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置100中使用的開關(guān)元件5沒有特別限定，可以使用高耐壓且能夠流通大電流的半導(dǎo)體元件，具體而言可以使用IGBT (Insulated GateBipolar Transistor:絕緣棚.雙極型晶體管)、功率M0S(Metal Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)等。然而，以下，使開關(guān)元件5為IGBT進(jìn)行說明。
[0089]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置10中使用的電源電路6沒有特別限定，例如可以使用通常的串聯(lián)穩(wěn)壓器、并聯(lián)穩(wěn)壓器。串聯(lián)穩(wěn)壓器可以由例如相對于負(fù)載以串聯(lián)的方式配置的電壓控制用MOS晶體管(也可以為電壓控制用雙極晶體管)、運(yùn)算放大電路、基準(zhǔn)電壓電路和電阻分壓器構(gòu)成。串聯(lián)穩(wěn)壓器的運(yùn)算放大電路能夠?qū)纳鲜鲭妷嚎刂朴肕OS晶體管的漏極電壓負(fù)反饋的電壓與在基準(zhǔn)電壓電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較來控制上述電壓控制用MOS晶體管的柵極電壓。基準(zhǔn)電壓可以由內(nèi)置于電源電路6的基準(zhǔn)電壓電路，例如帶隙基準(zhǔn)電路、ED型基準(zhǔn)電壓電路、利用齊納二極管的擊穿電壓的基準(zhǔn)電壓電路等供給，但也可以是從基準(zhǔn)電壓專用的外部端子(未圖示)輸入到點火器用半導(dǎo)體裝置100的方法。另一方面，并聯(lián)穩(wěn)壓器可以由例如相對于電源供給線以串聯(lián)的方式配置的電阻和相對于負(fù)載以并聯(lián)的方式配置的齊納二極管構(gòu)成。并聯(lián)穩(wěn)壓器的輸出電壓通過上述齊納二極管以不超過擊穿電壓的方式控制。應(yīng)予說明，除了上述穩(wěn)壓器以外，電源電路6還可以具備用于去除電源噪聲的低通濾波器，例如RC電路、LC電路等。
[0090]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置100中使用的驅(qū)動電路7由電源電路6供電，恢復(fù)從輸入端子2輸送來的輸入信號的電壓電平，增加驅(qū)動電流，能夠?qū)?斷開開關(guān)元件5。驅(qū)動電路7沒有特別限定，例如可以由CMOS反相器電路、TTL反相器電路構(gòu)成。通過這樣構(gòu)成，即使供給到電源端子I的電壓發(fā)生變動，從電源電路6向驅(qū)動電路7供給的電壓也穩(wěn)定，因此能夠使驅(qū)動電路7的輸出電壓穩(wěn)定而可靠地導(dǎo)通/斷開開關(guān)元件5。另外，驅(qū)動電路7能夠控制使開關(guān)元件5導(dǎo)通/斷開的驅(qū)動電流量，能夠省略以往所必需的波形整形電路15而減去與該部分對應(yīng)的面積。
[0091]在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置100中使用的過熱檢測電路8在開關(guān)元件5中流過過多的負(fù)載電流時和/或點火器用半導(dǎo)體裝置100因為周邊設(shè)備而過熱時，過熱檢測電路8的傳感器部對過熱進(jìn)行檢測，使NMOS 10導(dǎo)通而將柵極電壓下拉，能夠斷開開關(guān)元件5。過熱檢測電路8的傳感器部沒有特別限定，例如可以使用利用雙極晶體管的柵極-發(fā)射極間電壓的溫度依賴性的溫度傳感器。
[0092]對于在本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置100中使用的過電流檢測電路9而言，在開關(guān)元件5中流過過多的負(fù)載電流時，利用檢測電阻12將流過相對于開關(guān)元件5的主要的IGBT進(jìn)行電流鏡連接的小規(guī)模的IGBT的過電流轉(zhuǎn)換為過電壓而檢出，使匪OS 11導(dǎo)通而將柵極電壓下拉，能夠斷開開關(guān)元件5。
[0093]以往，存在供給到開關(guān)元件5的導(dǎo)通信號電流向過熱檢測電路8、過電流檢測電路9分流而損失的問題，但根據(jù)上述構(gòu)成，由于從電源電路6對過熱檢測電路8、過電流檢測電路9供電，所以能夠降低導(dǎo)通信號電流的損失，抑制導(dǎo)通信號的電壓下降。
[0094]另外，為了保護(hù)電路，在電源端子I連接有保護(hù)二極管Dl，在輸入端子2連接有保護(hù)二極管D2、D3，在開關(guān)元件5連接有集電極-柵極間齊納二極管13和浪涌保護(hù)齊納二極管14。另外，為了防止電位不定，在信號線配置有下拉電阻R1、R2。此處圖示的保護(hù)二極管、下拉電阻是一個例子，其配置位置和/或配置個數(shù)可以根據(jù)需要適當(dāng)變更。
[0095][第二實施方式]
[0096]在圖2中示出本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的另一個方式。圖2的點火器用半導(dǎo)體裝置101與圖1的點火器用半導(dǎo)體裝置100不同之處在于在驅(qū)動電路7的輸出端子連接有過熱檢測電路8和過電流檢測電路9的電源端子。由于可以用驅(qū)動電路7增加驅(qū)動電流，所以即使電流向過熱檢測電路8和過電流檢測電路9分流，也不會產(chǎn)生電壓下降等問題。另外，過熱檢測電路8和過電流檢測電路9不被供給常時電源，所以可防止誤動作。
[0097][第三實施方式]
[0098]在圖3中示出本發(fā)明的點火器用半導(dǎo)體裝置的又一個方式。圖3的點火器用半導(dǎo)體裝置102與圖2的點火器用半導(dǎo)體裝置101不同之處在于，將點火器用半導(dǎo)體裝置101變更為點火器用半導(dǎo)體裝置102，并且刪除二極管D3，加入在電源端子I與接地端子4之間連接的電阻R3。
[0099][第四實施方式]
[0100]接下來，根據(jù)圖4對本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的電路構(gòu)成進(jìn)行說明。點火器系統(tǒng)1000具備電控制單元200、點火線圈單元300和火花塞40。
[0101]電控制單元200具備穩(wěn)定電源電路50、點火器用半導(dǎo)體裝置100和信號控制電路
20。穩(wěn)定電源電路50可以由電池60的電池電壓VBAT產(chǎn)生控制電路用的電源電壓VCC，經(jīng)由信號控制電路20和穩(wěn)定電源供給布線LI對點火器用半導(dǎo)體裝置100供電。信號控制電路20具有由PMOS 21JMOS 22和串聯(lián)電阻23構(gòu)成的反相器電路，將電源電壓VCC作為電源，能夠控制經(jīng)由布線L2連接的點火器用半導(dǎo)體裝置100。
[0102]點火線圈單元300具備點火線圈31和二極管32。點火線圈31的初級側(cè)的正極端子與電池60連接。點火線圈31的初級側(cè)的負(fù)極端子經(jīng)由布線L3與點火器用半導(dǎo)體裝置100的輸出端子3連接。點火線圈31的次級側(cè)的正極端子與電池60連接?；鹁€圈31的初級側(cè)的負(fù)極端子經(jīng)由二極管32與火花塞40連接。
[0103]當(dāng)從信號控制電路20向輸入端子2發(fā)送導(dǎo)通信號時，點火器用半導(dǎo)體裝置100導(dǎo)通，電流流過點火線圈31的初級側(cè)。接下來，當(dāng)從信號控制電路20向輸入端子2發(fā)送斷開信號時，點火器用半導(dǎo)體裝置100斷開，點火線圈31的初級側(cè)的電流被阻斷，在點火線圈31的次級側(cè)通過電磁感應(yīng)而產(chǎn)生高電壓，二極管32發(fā)生擊穿而對火花塞40施加高電壓，火花塞40產(chǎn)生火花。
[0104]點火器用半導(dǎo)體裝置100內(nèi)置于電控制單元200，由于與點火線圈31隔離，所以傳輸輸入信號的布線L2等不易受到浪涌電壓的影響，能夠避免點火器用半導(dǎo)體裝置100的誤動作。并且，由于不易受到浪涌電壓的影響，所以能夠預(yù)計到可減小施加到集電極-柵極間齊納二極管13和浪涌保護(hù)齊納二極管14負(fù)荷，即使縮小它們的面積也能夠確保耐受量。
[0105]另外，通過使點火器用半導(dǎo)體裝置100內(nèi)置于電控制單元200，從而能夠容易地從電源電壓VCC經(jīng)由布線LI向電源端子I供給點火器用半導(dǎo)體裝置100所需要的電源。
[0106]另外，可以增厚與點火器用半導(dǎo)體裝置100的接地端子連接的布線L4以充分降低電阻。能夠防止開關(guān)元件5導(dǎo)通而流通大電流時的發(fā)射極的電壓上升。
[0107]可以使用點火器用半導(dǎo)體裝置101或102代替上述點火器用半導(dǎo)體裝置100。
[0108][第五實施方式]
[0109]根據(jù)圖5說明本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的另一個實施方式。點火器系統(tǒng)1001具備電控制單元201、點火線圈單元301和火花塞40。
[0110]電控制單元201具備穩(wěn)定電源電路50和信號控制電路20。穩(wěn)定電源電路50由電池電壓VBAT產(chǎn)生電源電壓VCC，能夠?qū)π盘柨刂齐娐?0供電。信號控制電路20具有由PMOS 21、匪OS 22和串聯(lián)電阻23構(gòu)成的反相器電路，將VCC作為電源電壓，能夠控制經(jīng)由布線L2連接的點火器用半導(dǎo)體裝置100。
[0111]點火線圈單元301具備點火器用半導(dǎo)體裝置100、點火線圈31和二極管32。在本實施方式中，從電控制單元201的穩(wěn)定電源電路50經(jīng)由穩(wěn)定電源供給布線L5而進(jìn)行電源電壓VCC的供給。根據(jù)這樣構(gòu)成，即使點火器用半導(dǎo)體裝置100內(nèi)置于點火線圈單元301也能夠接收穩(wěn)定的電壓。
[0112]可以使用點火器用半導(dǎo)體裝置101或102代替上述點火器用半導(dǎo)體裝置100。
[0113][第六實施方式]
[0114]根據(jù)圖6說明本發(fā)明的點火器系統(tǒng)的另一個實施方式和點火線圈單元的一個例子。點火器系統(tǒng)1002具備電控制單元202、點火線圈單元302和火花塞40。
[0115]電控制單元202的電路以與電控制單元201相同的方式構(gòu)成，但也可以不對點火器用半導(dǎo)體裝置100供電。
[0116]點火線圈單元302具備穩(wěn)定電源51、點火器用半導(dǎo)體裝置100、配置了穩(wěn)定電源51和點火器用半導(dǎo)體裝置100的電路基板70、點火線圈31和二極管32。在本實施方式中，穩(wěn)定電源電路51可以由電池電壓VBAT產(chǎn)生電源電壓VCC，對經(jīng)由穩(wěn)定電源供給布線L6連接的點火器用半導(dǎo)體裝置100供電。點火器用半導(dǎo)體裝置100的輸入端子2與電控制單元202的信號控制電路20連接。點火器用半導(dǎo)體裝置100的接地端子4通過布線L4接地。點火線圈31的初級線圈與電池60連接，點火器用半導(dǎo)體裝置100控制流過初級線圈的電流。通過控制流過初級線圈的電流來控制流過點火線圈31的次級線圈的電流。
[0117]并且，優(yōu)選穩(wěn)定電源電路51、點火器用半導(dǎo)體裝置100和電路基板70在點火線圈單元302內(nèi)進(jìn)行樹脂密封。根據(jù)這樣構(gòu)成，能夠與電控制單元的電源線獨立，因此不易在電控制單元產(chǎn)生噪聲。另外，通過將電路基板、穩(wěn)定電源電路、點火器用半導(dǎo)體裝置一體化并進(jìn)行樹脂密封，從而向點火線圈單元302內(nèi)的安裝變得容易，可節(jié)省空間。另外，由于點火器用半導(dǎo)體裝置與線圈的距離近，所以布線的電阻、L成分變少，遲延時間相對于導(dǎo)通信號或斷開信號減少，能夠進(jìn)行高精度的控制。
[0118]可以使用點火器用半導(dǎo)體裝置101或102代替上述點火器用半導(dǎo)體裝置100。點火線圈31具備初級線圈、次級線圈、貫通各線圈內(nèi)而形成磁通量的閉合回路的金屬部件。初級線圈的一側(cè)的布線和次級線圈的一側(cè)的布線均與電池連接，初級線圈的另一側(cè)的布線與點火器用半導(dǎo)體裝置100的輸出端子3連接。次級線圈的另一側(cè)的布線經(jīng)由二極管32與火花塞40的一側(cè)的端子連接?；鸹ㄈ?0的另一側(cè)的端子接地。
[0119]與點火線圈單元302內(nèi)的點火器用半導(dǎo)體裝置100連接的布線通過焊接等熔接與點火線圈31的端子電連接，此外，通過用樹脂包覆，能夠確保與點火線圈31的耐壓，也能夠降低來自外部的影響。
【主權(quán)項】
1.一種點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 作為外部端子，至少具有輸入端子、與點火線圈導(dǎo)電連接的輸出端子、接地端子、與點火器用半導(dǎo)體裝置外部的穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接的電源端子，所述點火器用半導(dǎo)體裝置具備: 開關(guān)元件，其用于控制流過所述點火線圈的電流;和 驅(qū)動電路，其經(jīng)由所述電源端子接收電源電力，基于從所述輸入端子輸入的信號驅(qū)動所述開關(guān)元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 將所述開關(guān)元件和所述驅(qū)動電路配置在同一芯片上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述穩(wěn)定電源供給布線是電控制單元的穩(wěn)定電源供給布線。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備: 電源電路，其配置在所述芯片上，輸入側(cè)與所述電源端子連接，輸出側(cè)與所述驅(qū)動電路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備: 保護(hù)電路，其配置在所述芯片上，與所述電源電路的輸出部連接，用于保護(hù)所述開關(guān)元件或所述點火線圈。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的點火器用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述芯片上配置保護(hù)電路，所述保護(hù)電路從所述驅(qū)動電路接收電源電力而工作，用于保護(hù)所述開關(guān)元件或所述點火線圈。7.一種點火器系統(tǒng)，其特征在于， 將權(quán)利要求1?6中任一項所述的點火器用半導(dǎo)體裝置內(nèi)置于電控制單元。8.一種點火器系統(tǒng)，其特征在于， 將權(quán)利要求1?6中任一項所述的點火器用半導(dǎo)體裝置內(nèi)置于具備所述點火線圈的點火線圈單元。9.一種點火線圈單元，其特征在于， 在權(quán)利要求8所述的點火器系統(tǒng)的所述點火線圈單元中，具備: 電路基板； 穩(wěn)定電源電路，其輸入側(cè)與所述點火線圈單元外部的電源布線導(dǎo)電連接，輸出側(cè)與穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接，且配置于所述電路基板； 所述點火器用半導(dǎo)體裝置，其與所述穩(wěn)定電源供給布線導(dǎo)電連接；以及 樹脂部件，其將所述電路基板、所述穩(wěn)定電源電路和所述點火器用半導(dǎo)體裝置密封。
【文檔編號】H01F27/42GK105991118SQ201610078505
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】石井憲, 石井憲一
【申請人】富士電機(jī)株式會社