半导体装置，车载阀门系统以及螺线管驱动器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及半导体装置、车载阀门系统以及螺线管驱动器。输出驱动电路将输出电流通过输出端输出至整合入车辆中的螺线管。检测电阻器连接在输出端和输出驱动电路之间。放大单元构造为输出通过放大检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号。电流发生电路构造为输出参考电流。参考电阻器连接在电流发生电路和接地端之间并构造为根据参考电流输出参考电压。A/D转换器构造为利用参考电压作为参考将模拟检测信号转换成数字检测信号。控制电路构造为根据数字检测信号控制从输出驱动电路输出的输出电流。
【专利说明】
半导体装置，车载阀门系统以及螺线管驱动器
技术领域
[0001]本发明涉及半导体装置、车载阀门系统以及螺线管驱动器，且例如涉及控制安装在诸如汽车的车辆上的电磁阀的半导体装置、车载阀门系统以及螺线管驱动器。
【背景技术】
[0002]通常，电磁阀的打开/闭合通过为螺线管提供电流或切断电流而控制。因此，需要精确检测输入至螺线管的电流以适当控制电磁阀。因此，引入检测输入至螺线管的电流的电流控制半导体装置(日本未审专利公布N0.2011-97434)。
【发明内容】
[0003]用于汽车的半导体装置在温度广泛改变的环境下使用。因为半导体装置具有温度特性，因此难以精确检测输出至螺线管的电流。因此，存在输出至螺线管的电流不能被校正为所需值的情况。在这种情况下，由于温度改变而造成车内换档的易变性。因此导致换档冲击增大或退化行驶品质的情况。
[0004]从本说明书和附图的说明将使其他目的和新的特征变得显而易见。
[0005]根据一个实施例，提供一种半导体装置，包括，构造为将电流通过输出端子输出至整合于车辆内的螺线管的输出驱动电路;连接在输出端子和输出驱动电路之间的检测电阻器;构造为输出通过放大检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元;构造为输出参考电流的电流发生电路;连接在电流发生电路和接地端之间并构造为根据参考电流输出参考电压的参考电阻器;构造为利用参考电压作为参考将模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及构造为根据数字检测信号控制从输出驱动电路输出的输出电流的控制电路。
[0006]根据一个实施例，提供一种车载阀门系统，包括:包括螺线管并安装在车辆上的电磁阀；以及构造为控制螺线管的螺线管驱动器。螺线管驱动器包括:构造为为螺线管提供电力的半导体装置；以及构造为控制半导体装置的微计算机。半导体装置包括:构造为将输出电流通过输出端子输出至螺线管的输出驱动电路;连接在输出端子和输出驱动电路之间的检测电阻器;构造为输出通过放大检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元;构造为输出参考电流的电流发生电路;连接在电流发生电路和接地端之间并构造为根据参考电流输出参考电压的参考电阻器;构造为利用参考电压作为参考将模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及构造为根据数字检测信号控制从输出驱动电路输出的输出电流的控制电路。
[0007]根据一个实施例，提供一种螺线管驱动器，包括:构造为为安装在车辆上的电磁阀的螺线管提供电流的半导体装置；以及构造为控制半导体装置的微计算机。半导体装置包括:构造为将输出电流通过输出端子输出至螺线管的输出驱动电路;连接在输出端子和输出驱动电路之间的检测电阻器;构造为输出通过放大检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元;构造为输出参考电流的电流发生电路;连接在电流发生电路和接地端之间并构造为根据参考电流输出参考电压的参考电阻器;构造为利用参考电压作为参考将模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及构造为根据数字检测信号控制从输出驱动电路输出的输出电流的控制电路。
[0008]根据实施例，能在不受温度变化影响的情况下为安装在车辆上的螺线管提供电流。
【附图说明】
[0009]结合附图的某些实施例的以下说明中将使上述和其他方面、优点以及特征更加显而易见，其中:
[0010]图1是示意性说明整合有根据第一实施例的半导体装置的车辆的传动系的实例的示意图；
[0011]图2是示意性说明根据第一实施例的半导体装置的构造的框图；
[0012]图3是示意性说明根据第一实施例的半导体装置的输出驱动电路的构造的重要部分的电路图；
[0013]图4是说明当HSD(高压侧驱动器)接通且LSD(低压侧驱动器)断开时的根据第一实施例的半导体装置的输出驱动电路中流动的电流的电路图；
[0014]图5是说明当HSD(高压侧驱动器)断开且LSD(低压侧驱动器)接通时的根据第一实施例的半导体装置的输出驱动电路中流动的电流的电路图；
[0015]图6是说明根据第一实施例的半导体装置的输出电流以及控制信号的曲线图；
[0016]图7是说明根据第一实施例的半导体装置的放大单元的温度特性的曲线图；
[0017]图8是说明根据第一实施例的半导体装置的A/D转换器的温度特性的曲线图；
[0018]图9是说明根据第一实施例的半导体装置的数字检测信号的温度特性的实例的曲线图；
[0019]图10是示意性说明检测电阻器和参考电阻器的布局的实例的平面图；
[0020]图11是示意性说明根据第二实施例的半导体装置200的构造的框图；
[0021]图12是说明校正根据第二实施例的半导体装置中的温度特性的过程的流程图；
[0022]图13是说明根据第二实施例的初始测量中的数字检测信号的温度特性的示意图；
[0023]图14是说明步骤S2和S3中的温度特性的变化的调整的曲线图；
[0024]图15是说明由根据第二实施例的半导体装置的控制电路识别的输出电流值和实际输出电流值之间的差的实例的曲线图；
[0025]图16是示意性说明根据第三实施例的半导体装置的构造的框图；
[0026]图17是示意性说明根据第三实施例的半导体装置的放大单元的构造的电路图；
[0027]图18是示意性说明根据第四实施例的半导体装置的构造的框图；
[0028]图19是示意性说明根据第四实施例的半导体装置的输出驱动电路的构造的重要部分的电路图；以及
[0029]图20是示意性说明根据第四实施例的半导体装置的放大单元的构造的电路图。
【具体实施方式】
[0030]以下，将参考【附图说明】本发明的实施例。在相应附图中，相同组成元素由相同参考数字表示，且根据需要，将不再提供其赘述。
[0031 ] 第一实施例
[0032]将说明根据第一实施例的半导体装置100。这里将首先说明采用半导体装置100的一个方面的实例。半导体装置100被构造为安装在硅衬底以及化合物半导体衬底上的电路，且例如整合入驱动安装在车辆上的电磁阀的螺线管驱动器。螺线管驱动器整合入例如安装在车辆上的车载IC中。
[0033]图1是示意性说明整合了根据第一实施例的半导体装置100的车辆的传动系的实例的示意图。车辆传动系1000包括驱动轮1001和1002，轮1003和1004，轴1011至1014，变速器1020，差速齿轮1031和1032，发动机1040，离合器1050，电磁阀1060以及螺线管驱动器1070。螺线管驱动器1070构造为例如能整合入电子控制单元(EOT)。
[0034]产生驱动力的各种类型的发动机都可用作发动机1040。由发动机1040产生的驱动力通过离合器1050传输至变速器1020。变速器1020通过差速齿轮1031以及轴1011将驱动力传输至驱动轮1001且通过差速齿轮1031以及轴1012将驱动力传输至驱动轮1002。轮1003通过轴1013联锁。轮1004通过轴1014联锁。
[0035]ECU 1070是用于控制发动机1040以及电磁阀1060的装置。ECU 1070包括用作螺线管驱动器IC的半导体装置100以及控制半导体装置100的微计算机(MCU) 1071。半导体装置100通过控制提供至电磁阀1060的电流而控制电磁阀1060的打开/闭合。在这个实例中，离合器1050的位置可通过打开/闭合电磁阀1060而改变。即半导体装置100可通过控制电磁阀1060的打开/闭合而控制从发动机1040至变速器1020的驱动力的传输。
[0036]以下将说明半导体装置100。图2是示意性说明根据第一实施例的半导体装置100的构造的框图。半导体装置100包括控制电路I，输出驱动电路2，电流发生电路3以及电流检测电路4。
[0037]控制电路I被提供有来自装置侧电源VCC(也称为第一电源)的电力。控制电路I根据作为电流检测电路4的检测结果的数字检测信号IFB，利用控制信号CONl以及C0N2控制输出驱动电路2，以及利用控制信号C0N3控制电流发生电路3 ο具体地，控制电路I构造为能根据数字检测信号IFB控制从输出驱动电路2输出的输出电流1ut的值以及从电流发生电路3输出的参考电流Iref的值。
[0038]图3是示意性说明半导体装置100的输出驱动电路2的构造的重要部分的电路图。输出驱动电路2将输出电流1ut通过输出端子OUT输出至安装在车辆上的电磁阀的螺线管101。在本实例中，螺线管1I连接在输出端子OUT和动力系统接地端之间。
[0039]输出驱动电路2包括高压侧驱动器(HSD)21，低压侧驱动器(LSD)22以及检测电阻器Rs。在本实例中，高压侧驱动器(HSD)21以及低压侧驱动器(LSD)22都由NM0S(N沟道金属氧化物半导体)晶体管组成。构成HSD 21的NMOS晶体管的漏极连接至动力系统电源Vb(也称为第二电源)。构成HSD 21的NMOS晶体管的源极连接至构成LSD 22的NMOS晶体管的漏极。构成LSD 22的NMOS晶体管的源极连接至动力系统接地端PG，动力系统接地端PG连接至动力系统接地。来自控制电路I的控制信号CONl输入至构成HSD 21的NMOS晶体管的栅极。来自控制电路I的控制信号C0N2输入至构成LSD 22的NMOS晶体管的栅极。
[0040]HSD 21和LSD 22通过由控制电路I控制的PWM(脉冲宽度调制)被控制为互补开/关(接通ON/断开OFF)。图4是说明当HSD 21接通且LSD 22断开时的根据第一实施例的半导体装置10的输出驱动电路2中流动的电流的电路图。当HSD 21接通且LSD断开时，电流在流入螺线管101的方向上以电流值增加的方式从动力系统电源Vb输出。图5是说明当HSD 21断开且LSD 22接通时的根据第一实施例的半导体装置100的输出驱动电路2中流动的电流的电路图。当HSD 21断开且LSD接通时，电流在流入螺线管1I的方向上通过动力系统接地端PG以电流值降低的方式从动力系统接地输出。
[0041]图6是说明根据第一实施例的半导体装置100的输出电流和控制信号的曲线图。如下所述，控制电路I通过监视检测电阻器Rs两端的电压而监视输出驱动电路2的输出电流lout。随后，控制电路I根据监视结果对HSD 21和LSD 22执行PffM控制，因此HSD 21和LSD 22互补地接通/断开且输出电流1ut被控制为收敛于目标值。
[0042]电流发生电路3被提供有来自装置侧电源VCC的电力。电流发生电路3将对应于通过控制电路I控制值的参考电流Iref输出至电流检测电路4。在本实施例中，参考电流Iref是与温度无关的恒定值。
[0043]电流检测电路4检测输出驱动电路2的输出电流1ut并将检测结果输出至控制电路I。电流检测电路4包括放大单元41，A/D转换器42，检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref。检测电阻器Rs的一端连接至构成HSD 21的NMOS晶体管的漏极以及构成LSD 22的NMOS晶体管的源极。检测电阻器Rs的另一端连接至半导体装置100的输出端OUT。放大单元41的端子SP连接至检测电阻器Rs的高压侧端(即HSD 21和LSD 22—侧的端)。放大单元41的端子SM连接至检测电阻器Rs的低压侧端(即输出端一侧的端)。因此，放大单元41输出通过放大检测电阻器Rs两端之间的电压而产生的模拟检测信号VDET。
[0044]参考电阻器Rref连接在电流发生电路3和装置侧接地端GND之间。来自电流发生电路3的参考电流Iref流过参考电阻器Rref，因此参考电压Vref出现在参考电阻器Rref的高压侧端。A/D转换器42参考作为参考的参考电压Vref对模拟检测信号VDET执行A/D转换。A/D转换数字检测信号IFB输出至控制电路I。
[0045]以下将说明半导体装置100的操作。图7是说明根据第一实施例的半导体装置100的放大单元41的温度特性的曲线图。如图7中所示，在温度增加的情况下，检测电阻器Rs的阻值相对于相同值(图7中的Ic)的输出电流增大。因此，从放大单元41输出的模拟检测信号VDET也增大。即，放大单元41具有正温度特性。
[0046]图8是说明根据第一实施例的半导体装置100的A/D转换器42的温度特性的曲线图。如图8中所示，在温度增加的情况下，参考电阻器Rref的阻值(图7中的Ic)增大，因此参考电压Vref也增大。如上所述，A/D转换器42参考作为参考的参考电压Vref执行A/D转换。因此，在这种情况下，数字检测信号IFB相对于相同值(图8中的Vc)的模拟检测信号VDET降低。即，A/D转换器42具有负温度特性。
[0047]图9是说明根据第一实施例的半导体装置100的数字检测信号IFB的温度特性的实例的曲线图。如上所述，因为放大单元41和A/D转换器42具有彼此相反的温度特性(其符号彼此不同)，因此可抵消其温度特性。因此，可减轻或消除数字检测信号IFB中出现的温度特性。
[0048]如上所述，根据本构造，在温度改变的情况下的输出电流的变化可通过抑制数字检测信号IFB的温度特性而避免。因此，能避免诸如车辆中的换档冲击增加或与温度变化关联的行驶品质的退化的车辆可控性的变化。
[0049]在本构造中，希望检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref是相同类型的电阻器以精确减轻或消除数字检测信号IFB中出现的温度变化。因此，因为能使放大单元41的温度特性的变化速率(梯度)的绝对值以及A/D转换器42的温度特性的变化速率(梯度)的绝对值接近，因此能期望精确抵消宽温度范围内的两个特性。
[0050]而且，希望检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref尽可能接近地设置在半导体装置100中，或优选彼此相邻设置。因此，因为相同的温度变化可施加至检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref，因此能期望精确抵消宽温度范围内的两个特性。图10是示意性说明检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref的布局的实例的平面图。图10中的各个小方块代表电阻器元件R。检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref都通过连接平行的多个电阻器R构造。电阻器R例如形成为半导体衬底上形成的多晶硅电阻器。在本实例中，检测电阻器Rs构造为宽面积且低阻的电阻器，从而致使流过检测电阻器Rs的输出电流1ut的值降低至尽可能小。因此，构成检测电阻器Rs的电阻器元件R的数量大于构成参考电阻器Rref的电阻器元件R的数量。因此，如图10中所示，能例如通过将参考电阻器Rref设置为由检测电阻器Rs围绕，而均化施加至检测电阻器Rs和参考电阻器Rref的温度变化。因此，能精确抵消宽温度范围内的放大单元41和A/D转换器42的温度特性。
[0051]注意到，图10中所示的检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref的布局仅为示例性的。例如，构成参考电阻器Rref的电阻器元件R可分成多组且以电阻器元件R的阵列形式分散设置多组。
[0052]第二实施例
[0053]将说明根据第二实施例的半导体装置200。图11是示意性说明根据第二实施例的半导体装置200的构造的框图。半导体装置200具有其中半导体装置100的电流发生电路3以电流发生电路5替代的构造。
[0054]电流发生电路5包括温度特性调整单元51以及电流值调整单元52。温度特性调整单元51根据来自控制电路I的控制信号C0N3为参考电流Iref提供温度特性。电流值调整单元52在其温度特性通过温度特性调整单元51调整之后调整参考电流Iref的值。因为半导体装置200的其他构造与半导体装置100相同，因此将省略其说明。
[0055]如第一实施例中所述，虽然放大单元41和A/D转换器42的温度特性彼此抵消，但是在放大单元41以及A/D转换器的温度特性的变化速率(梯度)彼此不同时，温度特性会保留在数字检测信号IFB中。半导体装置200可精确抵消放大单元41和A/D转换器42的温度特性并通过为参考电流Iref提供温度特性而消除数字检测信号IFB的温度特性。
[0056]以下将说明半导体装置200的操作。图12是说明校正根据第二实施例的半导体装置200中的温度特性的过程的流程图。例如，在半导体装置200整合入系统之前，温度特性的校正执行为初始设定(例如预出货调谐)。
[0057]步骤S1:初始设定
[0058]首先，在初始设定中，在为参考电流Iref提供温度特性的准备时，在其中在输出电流1ut保持在恒定值的状态下温度改变的环境下测量A/D转换器42的数字检测信号IFB的温度特性。在这种情况下，电流发生电路5控制参考电流Iref以将其值保持为恒定(图13中的IrefO)。因此，可获得数字检测信号IFB中保留的温度特性。图13是说明根据第二实施例的初始测量中的数字检测信号IFB的温度特性的示意图。在本实例中，如图13中所示，数字检测信号IFB的温度特性具有正温度特性。
[0059]步骤S2:温度特性的变化的调整
[0060]随后，电流发生电路5的温度特性调整单元51校正参考电流Iref的温度特性，因此参考电流Iref具有与数字检测信号IFB相同的温度特性。图14是说明步骤S2和S3中的温度特性的变化的调整的曲线图。具体地，执行调整以使参考电流Iref的温度变化(梯度)与数字检测信号IFB(图14中的Iref)的温度变化(梯度)相同。
[0061 ] 步骤S3:温度特性的绝对值的调整
[0062]随后，电流发生电路5的电流值调整单元52校正参考电流Iref的温度特性的绝对值。代表参考电流Iref的温度特性的线(或曲线)的位置由于上述温度特性的校正而移位。因此，参考电流Iref的温度特性通过上移或下移而被校正，以致使在参考温度下的参考电流Iref的温度特性的绝对值为预定值。
[0063]因此，可消除保留在数字检测信号IFB中的温度特性，因此可避免由于温度造成的数字检测信号IFB的值的变化。
[0064]注意到，在补偿数字检测信号IFB时引起基于数字检测信号IFB被控制电路I识别的输出电流值以及实际输出电流值之间的差异。图15是说明通过根据第二实施例的半导体装置200的控制电路I识别的输出电流值Irec和实际输出电流值Iact之间的差异的实例的曲线图。如图15中所示，由控制电路I识别的输出电流值Irec与实际输出电流值Iact不一致。注意到，这里所述的实际输出电流值Iact代表例如通过半导体装置200外部的测量装置实际测量的输出电流值。
[0065]控制电路I基于控制电路I识别的输出电流值Irec和实际输出电流值Iact之间的差异而将控制电路I识别的输出电流值Irec的变化调整为与实际输出电流值Iact的变化一致。具体地，控制电路I从外部测量装置等接收实际输出电流值的测量结果，并根据测量结果计算实际输出电流值Iact的变化。随后，控制电路I计算与控制电路I识别的输出电流值Irec相乘的系数，以使控制电路I识别的输出电流值Irec的变化与实际输出电流值Iact的变化一致。因此，控制电路I识别的输出电流值I re c的变化通过将控制电路I识别的输出电流值Irec乘以计算的系数(增益调整)而与实际输出电流值Iact的变化一致。此后，调整控制电路I识别的输出电流值Irec的绝对值以使控制电路I识别的输出电流值Irec与实际输出电流值Iact—致(偏移调整)。
[0066]根据上述过程，在半导体装置200中，抵消了控制电路I识别的输出电流值Irec和实际输出电流值Iact之间的差异。因此，半导体装置200可输出具有指定值的电流。
[0067]第三实施例
[0068]将说明根据第三实施例的半导体装置300。图16是示意性说明根据第三实施例的半导体装置300的构造的框图。半导体装置300具有其中电流发生电路3和电流检测电路4分别由电流发生电路6和电流检测电路7替代的构造。
[0069]电流发生电路6不仅将参考电流Iref而且也将电流Imeas(称为第一电流)输出至电流检测电路7。注意到，电流发生电路6包括温度特性调整单元61以及电流值调整单元62。温度特性调整单元61以及电流值调整单元62分别对应于电流发生电路5的温度特性调整单元51以及电流值调整单元52。在电流发生电路6中，温度特性调整单元61构造为能控制参考电流Iref和电流Imeas的温度特性的变化。电流调整单元62构造为能在温度特性的变化调整之后控制参考电流Iref和电流Imeas的绝对值。
[0070]图17是示意性说明根据第三实施例的半导体装置300的放大单元71的构造。电流检测电路7具有其中电流检测电路4的放大单元41由放大单元71替代的构造。放大单元71包括电流镜72至74，运算放大器75，匪OS晶体管匪以及电阻器Rl至R5。以下，电阻器R5也称为第二电阻器。电阻器Rl也称为第二电阻器。电流镜74也称为第一电流镜。电流镜72也称为第二电流镜。电流镜73也称为第三电流镜。
[0071 ]运算放大器75的输出端连接至NMOS晶体管匪的栅极(控制端子)JMOS晶体管匪的漏极连接至电流镜74。电流镜74连接至输出端TOUT且通过电阻器R5连接至装置侧接地端GND。电流镜74被提供有来自电源VCC的电力，加倍流过NMOS晶体管匪的电流且将加倍电流输出至电阻器R5。因此，电阻器R5的高压侧端部的电压从输出端TOUT输出作为模拟检测信号VDET。
[0072]运算放大器75的非反相输入端(也称为第一输入)连接至电阻器Rl。电阻器R2连接在电阻器Rl和端子SP之间。运算放大器75的反相输入端(也称为第二输入)连接至电阻器R3以及NMOS晶体管NM的源极。
[0073]电流镜72被提供有来自电源V C C的电力且加倍从电流发生电路6输出的电流Imeas。电流镜73被提供有来自传动系侧电源Vb的电力且进一步加倍该加倍电流Imeas。电流镜73将请求的电流通过电阻器R2输出至端子SP而作为电流1fT。
[0074]在放大单元71中，因为电流1ff流过电阻器R2，因此产生偏移电压Voff。因此，补偿了运算放大器75的输入偏移。因为电阻器R2具有类似于检测电阻器Rs以及参考电阻器Rref的正温度特性，因此偏移电压Voff随温度改变而增大。因此，从放大单元71输出的模拟检测信号VDET的值在电流检测电路7没有输出时改变。因此，在本实施例中，通过为电流I off提供温度特性而稳定偏移电SVoff的值。
[0075]具体地，温度特性调整单元61为电流Imeas提供负温度特性且随后电流值调整单元62调整电流Imeas的绝对值，因此电流Imeas具备预定的负温度特性。因此，通过加倍电流Imeas而产生的电流1ff也具有预定的负温度特性。
[0076]S卩，1ff的值在电阻器R2的阻值随温度增加而增大时降低。因此，根据本构造，可保证提供至运算放大器75的偏移电压Voff的温度特性且值可保持为恒定。因此，避免在电流检测电路7没有输出时从放大单元71输出的模拟检测信号VDET的值变化。
[0077]第四实施例
[0078]将说明根据第四实施例的半导体装置400。半导体装置400是根据第三实施例的半导体装置300的替换形式。图18是示意性说明根据第四实施例的半导体装置400的构造的框图。半导体装置400具有其中电流检测电路7由电流检测电路8替代的构造。输出端OUT通过螺线管101连接至传动系电源Vb。
[0079]图19是示意性说明根据第四实施例的半导体装置400的输出驱动电路2的构造的主要部分的电路图。在本实施例中，因为输出端OUT通过螺线管101连接至传动系电源Vb，因此输出电流的方向相对于第一至第三实施例反向。当HSD 21断开且LSD 22接通时，输出电流从外部动力系统电源Vb通过输出端OUT以及动力系统接地端PG以电流值增大的方式流入动力系统电源中。
[0080]因为电流方向反向，例如，在采用第三实施例的电流检测电路7的情况下，因此运算放大器的极性反相且不能执行正常的放大操作。因此，在本实施例中，电流检测电路8构造为能在不管输出电流1ut的方向如何的情况下执行正常的放大操作。图20是示意性说明根据第四实施例的半导体装置400的放大单元81的构造的电路图。电流检测电路8具有其中将开关单元82加入根据第三实施例的电流检测电路7的构造。
[0081]开关单元82包括开关SWl至SW4(这些也分别称为第一至第四开关)且开关插入端子SP、SM与运算放大器75之间。开关SWl插入端子SP以及电阻器R2之间，或端子SP和运算放大器75的非反相端子之间。开关SW2插入端子SP以及电阻器R4之间，或端子SP和运算放大器75的反相端之间。开关SW3插入端子SM和电阻器R4之间，或端子SM和运算放大器75的反相端之间。开关SW4插入端子SM和电阻器R2之间，或端子SM和运算放大器75的非反相端之间。
[0082]开关SWl和SW3例如构造为相对于开关SW2和SW4互补地开路/闭合。在本实施例中，如图20中所示，开关SW2和SW4闭合且开关SWl和SW3开路。因此，检测电阻器Rs的高压侧端连接至运算放大器75的非反相端且检测电阻器Rs的低压侧端连接至运算放大器75的反相端。因此，可执行正常的放大操作。
[0083]另一方面，当电流检测电路8应用至上述半导体装置100、200和300时，开关SW2和SM开路且开关SWl和SW3闭合。因此，检测电阻器Rs的高压侧端连接至运算放大器75的反相端且检测电阻器Rs的低压侧端连接至运算放大器75的非反相端。因此可执行正常的放大操作。
[0084]如上所述，根据本构造，能提供半导体装置，其不管输出电流1ut的方向如何都能产生补偿运算放大器的输入偏移的偏移电压，并且不管温度变化如何都能保持偏移电压恒定。
[0085]其他实施例
[0086]本发明不限于上述实施例，而可在不脱离其精神的情况下适当改变。例如，在第二实施例的情况下，应认识到，参考电流Iref可具备第三实施例和第四实施例中的温度特性。
[0087]在第四实施例的情况下，应认识到，螺线管101连接在第一和第二实施例中的输出端OUT和动力系统电源Vb之间。
[0088]上述输出驱动电路2的构造仅为实例。因此，应认识到，可应用能为螺线管101提供输出电流的其他构造。
[0089]上述实施例中采用的所有或部分匪OS晶体管可适当由PMOS晶体管或其他类型的晶体管替换。
[0090]虽然已经基于实施例详细说明了的本发明人提出的本发明，但是本发明不限于上述实施例，且可在不脱离其精神的情况下进行各种改变。
[0091]本领域技术人员可根据需要组合第一至第四实施例。
[0092]虽然已经依据某些实施例说明了本发明，但是本领域技术人员将认识到可在随附权利要求的精神和范围内以各种变型例实施，且本发明不限于上述实例。
[0093 ]而且，权利要求的范围不由上述实施例限制。
[0094]而且，注意到，
【申请人】旨在涵盖所有权利要求要素的等同范围，即使在诉讼过程中之后进行修改。
【主权项】
1.一种半导体装置，包括: 构造为将输出电流通过输出端子输出至整合于车辆内的螺线管的输出驱动电路； 连接在所述输出端子和所述输出驱动电路之间的检测电阻器； 构造为输出通过放大所述检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元； 构造为输出参考电流的电流发生电路； 连接在所述电流发生电路和接地端之间并构造为根据所述参考电流输出参考电压的参考电阻器； 构造为利用所述参考电压作为参考将所述模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及 构造为根据所述数字检测信号控制从所述输出驱动电路输出的所述输出电流的控制电路。2.根据权利要求1的半导体装置，其中所述检测电阻器被提供以相邻于所述参考电阻器。3.根据权利要求2的半导体装置，其中 所述检测电阻器以及所述参考电阻器的每个都由多个电阻器元件组成，以及构成所述参考电阻器的多个所述电阻器元件被提供为由构成所述检测电阻器的多个所述电阻器元件围绕。4.根据权利要求2的半导体装置，其中所述电流发生电路为所述参考电流提供温度特性，其变化与在所述参考电流以及所述输出电流保持恒定的状态下测量的所述数字检测信号的温度特性相同。5.根据权利要求4的半导体装置，其中所述控制电路调整所述数字检测信号的增益和偏移，以致使外部测量的所述输出电流的测量值与由所述数字检测信号代表的所述输出电流的值一致。6.根据权利要求5的半导体装置，其中 所述放大单元包括: 运算放大器；以及 连接在所述检测电阻器的一端和第一输入之间的第一电阻器，所述第一输入为所述运算放大器的一个输入， 所述电流发生电路为所述第一电阻器和所述运算放大器的所述第一输入之间的节点提供第一电流， 作为所述运算放大器的另一输入的第二输入连接至所述检测电阻器的另一端，以及 所述放大单元基于来自所述运算放大器的输出的信号而输出所述模拟检测信号。7.根据权利要求5的半导体装置，其中 所述放大单元包括: 晶体管，所述晶体管的控制端子连接至所述运算放大器的所述输出，所述晶体管的一端连接至所述运算放大器的所述第二输入； 第二电阻器，所述第二电阻器的一端连接至所述接地端；以及 构造为将电流输出至所述第二电阻器的另一端以及所述晶体管的另一端的第一电流镜，以及 所述第二电阻器的所述第一电流镜一侧的一端的电压被输出作为所述模拟检测信号。8.根据权利要求7的半导体装置，其中 所述放大单元包括: 构造为被提供有来自第一电源的电力并加倍来自所述电流发生电路的所述第一电流的第二电流镜；以及 构造为被提供有来自不同于所述第一电源的第二电源的电力，加倍通过所述第二电流镜加倍的电流，并将加倍的电流输出至上述第一电阻器和所述运算放大器的所述第一输入之间的节点的第三电流镜， 所述输出驱动电路以及所述运算放大器被提供有来自所述第二电源的电力，以及所述电流发生电路、所述控制电路、所述A/D转换器以及所述第一电流镜被提供有来自所述第一电源的电力。9.根据权利要求8的半导体装置，其中 所述放大单元包括: 所述检测电阻器的一端和所述第一电阻器之间的第一端子； 所述检测电阻器的另一端和所述运算放大器的所述第二输入之间的第二端子； 插入在所述第一端子和所述第一电阻器之间的第一开关； 连接在所述第一端子和所述运算放大器的所述第二输入之间的第二开关； 连接在所述第二端子和所述运算放大器的所述第二输入之间的第三开关；以及 插入在所述第二端子和所述第一电阻器之间的第四开关，以及 所述第一开关和所述第三开关相对于所述第二开关和所述第四开关互补地开路/闭入口 ο10.根据权利要求9的半导体装置，其中 当所述螺线管连接至所述输出端和所述接地端之间的节点时，所述第一开关和所述第三开关闭合且所述第二开关和所述第四开关开路，以及 当所述螺线管连接至所述输出端和所述第二电源之间的节点时，所述第一开关和所述第三开关开路且所述第二开关和所述第四开关闭合。11.一种车载阀门系统，包括: 包括螺线管并安装在车辆上的电磁阀；以及 构造为控制所述螺线管的螺线管驱动器，其中 所述螺线管驱动器包括: 构造为为所述螺线管提供电力的半导体装置；以及 构造为控制所述半导体装置的微计算机， 所述半导体装置包括: 构造为将输出电流通过输出端子输出至所述螺线管的输出驱动电路； 连接在所述输出端子和所述输出驱动电路之间的检测电阻器； 构造为输出通过放大所述检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元； 构造为输出参考电流的电流发生电路； 连接在所述电流发生电路和接地端之间并构造为根据所述参考电流输出参考电压的参考电阻器； 构造为利用所述参考电压作为参考将所述模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及 构造为根据所述数字检测信号控制从所述输出驱动电路输出的所述输出电流的控制电路。12.—种螺线管驱动器，包括: 构造为为安装在车辆上的电磁阀的螺线管提供电流的半导体装置；以及 构造为控制所述半导体装置的微计算机，其中 所述半导体装置包括: 构造为将输出电流通过输出端子输出至所述螺线管的输出驱动电路； 连接在所述输出端子和所述输出驱动电路之间的检测电阻器； 构造为输出通过放大所述检测电阻器的两端之间的电压而产生的模拟检测信号的放大单元； 构造为输出参考电流的电流发生电路； 连接在所述电流发生电路和接地端之间并构造为根据所述参考电流输出参考电压的参考电阻器； 构造为利用所述参考电压作为参考将所述模拟检测信号转换成数字检测信号的A/D转换器；以及 构造为根据所述数字检测信号控制从所述输出驱动电路输出的所述输出电流的控制电路。
【文档编号】F16K31/06GK106051267SQ201610217188
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610217188.4, CN 106051267 A, CN 106051267A, CN 201610217188, CN-A-106051267, CN106051267 A, CN106051267A, CN201610217188, CN201610217188.4
【发明人】近藤智, 久保和昭, 板野宪行
【申请人】瑞萨电子株式会社