提供一種電流控制用半導體元件和使用它的控制裝置，該電流控制用半導體元件能夠通過動態修正增益（a）和偏置（b）的變動，而在單芯片的IC內進行高精度的電流檢測。在同一半導體芯片上，具有晶體管（4）、電流-電壓轉換電路和AD轉換器。參考電流生成電路（6）在負載（2）的電流上疊加電流脈沖，使AD轉換器輸出的電壓數字值變動。增益偏置修正部（8）對參考電流生成電路（6）產生的電壓數字值的變動進行信號處理，動態取得AD轉換器輸出的電壓數字值與負載的電流數字值的線性關系式中的增益（a）和偏置（b）。電流數字值運算部（12）使用增益偏置修正部（8）取得的增益和偏置修正AD轉換器輸出的電壓值。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及電流控制用半導體元件和使用它的控制裝置，特別涉及適合在IC芯片中內置有電流檢測電路的電流控制用半導體元件和使用它的控制裝置。
技術介紹
隨著各種控制對象被電子控制，為了將電信號轉換為機械運動或油壓而廣泛使用電機和螺線管(so I eno i d )等電動致動器。這些電動致動器的改進需要高精度的電流控制。近年來，為了進行高精度的電流控制，一般使用數字反饋控制。為了進行電流的數字反饋控制，需要取得控制對象即負載電流值Iout的數字值IOUtd0為此，首先對于電流-電壓轉換電路的輸出Vout用AD轉換器進行數字轉換，得到AD轉換器的參考電壓Vref和相對數字值Voutd (=Vout/Vref )。接著，對于AD轉換器的輸出Voutd，進行與包括電流-電壓轉換電路和AD轉換器的電流檢測電路的輸入輸出特性對應的修正，得到電流的數字值Ioutd。電流檢測電路可以考慮各種結構，但從控制算法簡化的觀點出發，優選電流檢測電路的輸入輸出特性是線性的，該情況下，電流數字值Ioutd可以用增益a和偏置b按照(式I)求出。Ioutd=a · Voutd+b...... (I)按照式(I)測定電流值的情況下，如何使增益a和偏置b與實際的電流檢測電路的特性精度良好地一致，對于提高電流測定精度是重要的。此外，在高精度的電流控制以外，控制裝置的小型化、低價格化的需求也較高，通過將電流檢測電路內置在IC芯片內對應該需求。已知為了將電流檢測電路內置在IC芯片內，而在IC芯片內內置電流檢測用電阻的裝置(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2003-203805號公報專利文獻2 :日本特開2006-165100號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題將電流控制用電阻內置在IC芯片內，能夠削減用于電流檢測的外部安裝部件，是在裝置的小型化、低價格化方面優良的方法。但是，IC芯片內形成的電阻的值因為溫度而變動數十％，直接表現為式(I)的增益a的變動。此外，用于檢測到的電流值的數字轉換的AD轉換器的參考電壓Vref的變動也是使增益a變動數％的原因。進而，因為電流檢測電路中使用的運算放大器的輸入偏置，式(O的偏置b也變動數％。這樣，將電流檢測電路內置在IC芯片中的情況下，式(I)中的增益a和偏置b與設計值相比有較大變動，存在電流檢測誤差增大的問題。本專利技術的目的在于提供一種電流控制用半導體元件和使用它的控制裝置，該電流控制用半導體元件能夠通過動態地修正增益a和偏置b的變動，在單芯片的IC內進行高精度的電流檢測。用于解決課題的方案(I)為了達成上述目的，本專利技術的電流控制用半導體元件，其在同一半導體芯片上具有驅動負載的晶體管、將上述負載的電流轉換為電壓的電流-電壓轉換電路和將該電流-電壓轉換電路的輸出電壓轉換為數字值的AD轉換器，該電流控制用半導體元件包括:參考電流生成部，其在上述負載的電流上疊加電流脈沖，使上述AD轉換器輸出的電壓數字值變動；增益偏置修正部，其對該參考電流生成部產生的上述電壓數字值的變動進行信號處理，動態地取得上述AD轉換器輸出的電壓數字值與上述負載的電流數字值的線性關系式中的增益和偏置；和電流數字值運算部，其使用由該增益偏置修正部取得的增益和偏置修正上述AD轉換器輸出的電壓值。通過該結構，能夠通過動態地修正增益a和偏置b的變動，在單芯片的IC內進行高精度的電流檢測。(2)在上述(I)中，優選具備保存從外部高精度地測定的上述電流脈沖的電流值的修正用測定值保存部，上述增益偏置修正部使用該修正用測定值保存部保存的上述電流脈沖的電流值和上述電壓數字值的信號處理結果，動態地取得上述AD轉換器輸出的電壓數字值與上述負載的電流數字值的線性關系式中的增益。(3)在上述(2)中，優選上述電流脈沖的電流利用電阻和參考電壓生成。(4)在上述(2)中，優選上述電流脈沖的周期是上述AD轉換器的采樣周期的整數 倍。(5)在上述(2)中，優選在用PWM控制電流的情況下，上述電流脈沖的周期是PWM周期的整數倍。( 6 )此外，為了達成上述目的，本專利技術的具有電流控制用半導體元件和控制該電流控制用半導體元件的微控制器的控制裝置中，上述電流控制用半導體元件在同一半導體芯片上具有驅動負載的晶體管、將上述負載的電流轉換為電壓的電流-電壓轉換電路和將該電流-電壓轉換電路的輸出電壓轉換為數字值的AD轉換器，該電流控制用半導體元件包括 參考電流生成部，其在上述負載的電流上疊加電流脈沖，使上述AD轉換器輸出的電壓數字值變動；增益偏置修正部，其對該參考電流生成部產生的上述電壓數字值的變動進行信號處理，動態地取得上述AD轉換器輸出的電壓數字值與上述負載的電流數字值的線性關系式中的增益和偏置；和電流數字值運算部，其使用由該增益偏置修正部取得的增益和偏置修正上述AD轉換器輸出的電壓值。根據該結構，能夠通過動態修正增益a和偏置b的變動，在單芯片的IC內進行高精度的電流檢測，能夠提高控制裝置的控制精度。專利技術效果根據本專利技術，能夠通過動態修正增益a和偏置b的變動，在單芯片的IC內進行高精度的電流檢測。附圖說明圖1是表示本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件的結構的框圖。圖2是表示本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件中使用的電流檢測電路的結構的框圖。圖3是表示本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件中使用的參考電流生成電路的結構的框圖。圖4是本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件中的增益和偏置的修正方法的說明圖。圖5是本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件中的增益和偏置的其他修正方法的說明圖。圖6是表示本專利技術的其他實施方式的電流控制用半導體元件的結構的框圖。圖7是表示本專利技術的其他實施方式的電流控制用半導體元件中使用的參考電流生成電路的結構的框圖。圖8是表示使用本專利技術的各實施方式的電流控制用半導體元件的自動變速器控制裝置的結構的框圖。圖9是表示使用本專利技術的各實施方式的電流控制用半導體元件的制動控制裝置的結構的框圖。圖10是表示使用本專利技術的各實施方式的電流控制用半導體元件的無刷電機控制裝置的結構的框圖。圖11是表示本專利技術的其他實施方式的電流控制用半導體元件的結構的框圖。具體實施例方式以下用圖1 圖5說明本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件的結構和動作。首先用圖1說明本實施方式的電流控制用半導體元件的結構。圖1是表示本專利技術的一個實施方式的電流控制用半導體元件的結構的框圖。電流控制用半導體元件I由高側M0SFET4、低側M0SFET5、參考電流生成電路6、電流檢測電路7、增益偏置修正部8、修正用測定值保存寄存器9、IF電路10、測試模式控制部11構成。電流控制用半導體元件I與螺線管2和對螺線管2供給電壓的電池3連接，通過PWM (Pulse Width Modulation :脈沖寬度調制)使對螺線管2施加的電壓通斷，控制螺線管2中流過的電流，驅動螺線管5。高側M0SFET4是螺線管2與電池3之間的開關，高側M0SFET4的柵極信號Vg為高電平時接通，為低電平時斷開。高側M0SFET4接通時且低側M0SFET5斷開時，螺線管2中流過的電流上升，斷開時減少。關于低側M0SFET5，在高側M0SFET4斷開的期間中，低側M0SFE本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.31 JP 2010-1932601.一種電流控制用半導體元件，其在同一半導體芯片上具有驅動負載的晶體管、將所述負載的電流轉換為電壓的電流-電壓轉換電路和將該電流-電壓轉換電路的輸出電壓轉換為數字值的AD轉換器，該電流控制用半導體元件的特征在于，包括: 參考電流生成部，其在所述負載的電流上疊加電流脈沖，使所述AD轉換器輸出的電壓數字值變動； 增益偏置修正部，其對該參考電流生成部產生的所述電壓數字值的變動進行信號處理，動態地取得所述AD轉換器輸出的電壓數字值與所述負載的電流數字值的線性關系式中的增益和偏置；和 電流數字值運算部，其使用由該增益偏置修正部取得的增益和偏置修正所述AD轉換器輸出的電壓值。2.如權利要求1所述的電流控制用半導體元件，其特征在于: 具備保存從外部高精度地測定的所述電流脈沖的電流值的修正用測定值保存部， 所述增益偏置修正部使用該修正用測定值保存部保存的所述電流脈沖的電流值和所述電壓數字值的信號處理結果，動態地取得所述AD轉換器輸出的電壓數字值與所述負載的電流數字值的線性關系式中的增益。3....
【專利技術屬性】
技術研發人員：廣津鐵平，金川信康，田邊至，
申請(專利權)人：日立汽車系統株式會社，
類型：
國別省市：
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