[发明专利]内燃机点火用的半导体装置

说明书

一种内燃机点火用的半导体装置，通过使功率半导体开关元件接通、断开来使火花塞产生火花，该半导体装置具备：功率半导体开关元件，该功率半导体开关元件的集电极与点火线圈的初级绕组连接，该功率半导体开关元件根据从外部的控制电路输入到其栅极的控制信号来接通、断开；辅助电压电路，其将与功率半导体开关元件的集电极电压相应的辅助电压施加于该功率半导体开关元件的栅极；以及恒流电路，其设置于辅助电压电路与功率半导体开关元件的栅极之间，在高压浪涌从外部的电源侧经由初级绕组施加到辅助电压电路的情况下，该恒流电路对从该辅助电压电路流向功率半导体开关元件的栅极的电流进行限制。

技术领域

本发明涉及一种汽车等的内燃机点火用的半导体装置，更详细地说，涉及一种用于与功率半导体开关元件的接通、断开相应地在火花塞的电极之间产生火花的半导体装置。

背景技术

关于汽车等的内燃机的点火方式，以往，利用机械式机构来对各气缸的火花塞进行配电的分电器(distributor)方式曾为主流，但是近年来独立点火方式正在成为主流，该独立点火方式是以下的方式：对每个火花塞设置点火线圈和功率半导体开关元件，在每个气缸中根据点火时机来调整点火时期。在这种独立点火方式中，采用了被称为点火器(igniter)的模块化的点火用的半导体装置。例如在专利文献1和2中公开了在这种点火器中对功率半导体开关元件进行驱动的技术。另外，例如在专利文献3中公开了以下技术：对于对功率半导体开关元件进行驱动的驱动电路，在抑制谐振的影响的同时抑制驱动时的电力损耗。

专利文献1：日本特开2008-192738号公报

专利文献2：日本特开2015-005866号公报

专利文献3：日本特开2016-149632号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的点火器中，在功率半导体开关元件被损坏的情况下，汽车等难以行驶，因此寻求一种保护该功率半导体开关元件的技术。在此，作为功率半导体开关元件被损坏的情况的一例，能够想到以下情况：在发电机对车载电池等直流电源进行充电的过程中，该直流电源侧的端子由于某种原因而脱落，从而导致产生高电压/时间常数系统的浪涌(日文：高電圧·時定数系のサージ)，与该高电压的浪涌相应的过剩的电流流过功率半导体开关元件的栅极。

因此，本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制以下情况的内燃机点火用的半导体装置：在车载电池等电源侧产生的高电压/时间常数系统的浪涌所引起的过剩的电流流过功率半导体开关元件的栅极。

用于解决问题的方案

为了实现上述的目的，本发明的一个观点所涉及的半导体装置是通过使功率半导体开关元件接通、断开来使火花塞产生火花的内燃机点火用的半导体装置(2)，具备：功率半导体开关元件(23)，该功率半导体开关元件(23)的集电极与点火线圈的初级绕组(31)连接，该功率半导体开关元件(23)根据从外部的控制电路(1)输入到其栅极的控制信号来接通、断开；辅助电压电路(215)，其将与所述功率半导体开关元件(23)的集电极电压相应的辅助电压施加于该功率半导体开关元件(23)的栅极；以及恒流电路(219)，其设置于所述辅助电压电路(215)与所述功率半导体开关元件(23)的栅极之间，在高压浪涌从外部的电源(4)侧经由初级绕组(31)施加到所述辅助电压电路(215)的情况下，该恒流电路(219)对从该辅助电压电路(215)流向所述功率半导体开关元件(23)的栅极的电流进行限制。