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公開番号2024051586
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157828
出願日2022-09-30
発明の名称信号伝達装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人 佐野特許事務所
主分類H04L 25/02 20060101AFI20240404BHJP(電気通信技術)
要約【課題】エッジ検出型の絶縁通信において出力デジタル信号のレベルの適正化等を図る。
【解決手段】入力デジタル信号(DIN)のレベルにおける第1及び第2エッジの検出を契機に第1及び第2検出パルスの生成を通じて第1及び第2メインパルスを第1及び第2ノード(ND1、ND2)に出力する。第1エッジの後、所定時間継続して第1及び第2エッジが非検出であるとき、周期的に第1更新パルスを第1ノードに対して出力し、且つ、第2エッジの後、所定時間継続して第1及び第2エッジが非検出であるとき、周期的に第2更新パルスを第2ノードに対して出力する。第1絶縁素子(1310)は第1ノードに対する出力信号の和信号にて駆動される。第2絶縁素子(1320)は第2ノードに対する出力信号の和信号にて駆動される。第1及び第2絶縁素子の駆動により生成される第1及び第2受信パルスに基づき出力デジタル信号(DOUT)を生成する。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項1】
入力デジタル信号のレベルが第1レベルから第2レベルへ切り替わる第1エッジ及び前記入力デジタル信号のレベルが前記第2レベルから前記第1レベルへ切り替わる第2エッジを検出するよう構成されたエッジ検出回路と、
前記第1エッジの検出を契機に第1検出パルスを生成し、前記第2エッジの検出を契機に第2検出パルスを生成するよう構成された検出パルス生成回路と、
前記第1検出パルスの生成を契機に第1メインパルスを第1ノードに対して出力し、前記第2検出パルスの生成を契機に第2メインパルスを第2ノードに対して出力するよう構成されたメインパルス出力回路と、
前記第1エッジの後、所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に第1更新パルスを前記第1ノードに対して出力し、且つ、前記第2エッジの後、前記所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に第2更新パルスを前記第2ノードに対して出力するよう構成された更新パルス出力回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第1ノードに対する前記メインパルス出力回路の出力信号と前記第1ノードに対する前記更新パルス出力回路の出力信号との第1和信号にて駆動されるよう構成された第1絶縁素子と、
前記第2ノードに接続され、前記第2ノードに対する前記メインパルス出力回路の出力信号と前記第2ノードに対する前記更新パルス出力回路の出力信号との第2和信号にて駆動されるよう構成された第2絶縁素子と、
前記第1絶縁素子の駆動により前記第1絶縁素子にて生成される第1受信パルス及び前記第2絶縁素子の駆動により前記第2絶縁素子にて生成される第2受信パルスに基づき、出力デジタル信号を生成するよう構成された受信回路と、を備える
、信号伝達装置。
続きを表示(約 2,500 文字)【請求項2】
各メインパルスにて各絶縁素子が駆動されるときの各受信パルスの強度は、各更新パルスにて各絶縁素子が駆動されるときの各受信パルスの強度よりも大きい
、請求項1に記載の信号伝達装置。
【請求項3】
前記受信回路は、前記第1受信パルス及び前記第2受信パルスを同時に受けたとき、前記第1受信パルス及び前記第2受信パルスの内、強度が大きい方の受信パルスに基づき前記出力デジタル信号のレベルを決定する
、請求項2に記載の信号伝達装置。
【請求項4】
前記メインパルス出力回路は、前記第1検出パルスの生成を契機に前記第1メインパルスを前記第1ノードに対して出力するよう構成された第1メインパルス用回路と、前記第2検出パルスの生成を契機に前記第2メインパルスを前記第2ノードに対して出力するよう構成された第2メインパルス用回路と、を有し、
前記更新パルス出力回路は、前記第1エッジの後、前記所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に前記第1更新パルスを前記第1ノードに対して出力するよう構成された第1更新パルス用回路と、前記第2エッジの後、前記所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に前記第2更新パルスを前記第2ノードに対して出力するよう構成された第2更新パルス用回路と、を有し、
各メインパルス用回路は、メインパルス用の定電流を用いて充電されるよう構成されたメインパルス用容量を有し、
各更新パルス用回路は、更新パルス用の定電流を用いて充電されるよう構成された更新パルス用容量を有し、
前記メインパルス出力回路は、前記第1メインパルス用回路における前記メインパルス用容量の蓄積電荷を前記第1ノードに向けて放出することで前記第1メインパルスを前記第1ノードに出力し、且つ、前記第2メインパルス用回路における前記メインパルス用容量の蓄積電荷を前記第2ノードに向けて放出することで前記第2メインパルスを前記第2ノードに出力し、
前記更新パルス出力回路は、前記第1更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を前記第1ノードに向けて放出することで前記第1更新パルスを前記第1ノードに出力し、且つ、前記第2更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を前記第2ノードに向けて放出することで前記第2更新パルスを前記第2ノードに出力する
、請求項1に記載の信号伝達装置。
【請求項5】
第1電流は第2電流よりも大きく、
前記第1電流は、前記第1メインパルスが前記第1ノードに出力されるときにおいて前記第1メインパルス用回路における前記メインパルス用容量から前記第1絶縁素子に供給される電流、又は、前記第2メインパルスが前記第2ノードに出力されるときにおいて前記第2メインパルス用回路における前記メインパルス用容量から前記第2絶縁素子に供給される電流であり、
前記第2電流は、前記第1更新パルスが前記第1ノードに出力されるときにおいて前記第1更新パルス用回路における前記更新パルス用容量から前記第1絶縁素子に供給される電流、又は、前記第2更新パルスが前記第2ノードに出力されるときにおいて前記第2更新パルス用回路における前記更新パルス用容量から前記第2絶縁素子に供給される電流である
、請求項4に記載の信号伝達装置。
【請求項6】
各メインパルス用容量の静電容量値が各更新パルス用容量の静電容量値よりも大きく設定されることで、前記第1電流が前記第2電流よりも大きくなる
、請求項5に記載の信号伝達装置。
【請求項7】
各メインパルス用容量を充電するための電源電圧が各更新パルス用容量を充電するための電源電圧よりも大きく設定されることで、前記第1電流が前記第2電流よりも大きくなる
、請求項5に記載の信号伝達装置。
【請求項8】
前記第1更新パルス用回路は、前記第1更新パルスを前記第1ノードに出力する際、前記第1更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を第1電流制限抵抗を介して前記第1ノードに放出し、
前記第2更新パルス用回路は、前記第2更新パルスを前記第2ノードに出力する際、前記第2更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を第2電流制限抵抗を介して前記第2ノードに放出し、
各電流制限抵抗での電圧降下により前記第2電流が前記第1電流より小さくなる
、請求項5に記載の信号伝達装置。
【請求項9】
前記第1更新パルス用回路は、前記第1更新パルスを前記第1ノードに出力する際、前記第1更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を前記第1ノードに向かう電路と他の電路とに分配して放出し、
前記第2更新パルス用回路は、前記第2更新パルスを前記第2ノードに出力する際、前記第2更新パルス用回路における前記更新パルス用容量の蓄積電荷を前記第2ノードに向かう電路と更に他の電路とに分配して放出し、
各更新パルス用回路における前記分配により前記第2電流が前記第1電流より小さくなる
、請求項5に記載の信号伝達装置。
【請求項10】
前記第1電流が前記第2電流よりも大きいことにより、各メインパルスにて各絶縁素子が駆動されるときの各受信パルスの強度は、各更新パルスにて各絶縁素子が駆動されるときの各受信パルスの強度よりも大きく、前記受信回路は、前記第1受信パルス及び前記第2受信パルスを同時に受けたとき、前記第1受信パルス及び前記第2受信パルスの内、強度が大きい方の受信パルスに基づき前記出力デジタル信号のレベルを決定する
、請求項5~9の何れかに記載の信号伝達装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、信号伝達装置に関する。
続きを表示(約 3,000 文字)【背景技術】
【0002】
絶縁素子を用いて信号を一次側から二次側に絶縁形式で伝達する信号伝達装置がある。当該信号伝達装置では、入力デジタル信号のレベルが第1レベルから第2レベルに変化したときに第1信号を二次側に送信し、且つ、入力デジタル信号のレベルが第2レベルから第1レベルに変化したときに第2信号を二次側に送信することで、二次側において入力デジタル信号を復元した出力デジタル信号を得ることができる(例えば下記特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017-188903号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この種の信号伝達装置において、入力デジタル信号のレベルが長時間にわたり第1レベル又は第2レベルに維持されることがあり、この際、ノイズ等の影響により出力デジタル信号のレベルが本来のレベルからずれることがある。このようなずれを是正して出力デジタル信号のレベルを適正にする技術が求められる(従来の技術には改善の余地がある)。
【0005】
本開示は、出力デジタル信号のレベルの適正化等に寄与する信号伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る信号伝達装置は、入力デジタル信号のレベルが第1レベルから第2レベルへ切り替わる第1エッジ及び前記入力デジタル信号のレベルが前記第2レベルから前記第1レベルへ切り替わる第2エッジを検出するよう構成されたエッジ検出回路と、前記第1エッジの検出を契機に第1検出パルスを生成し、前記第2エッジの検出を契機に第2検出パルスを生成するよう構成された検出パルス生成回路と、前記第1検出パルスの生成を契機に第1メインパルスを第1ノードに対して出力し、前記第2検出パルスの生成を契機に第2メインパルスを第2ノードに対して出力するよう構成されたメインパルス出力回路と、前記第1エッジの後、所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に第1更新パルスを前記第1ノードに対して出力し、且つ、前記第2エッジの後、前記所定時間継続して前記第1エッジ及び前記第2エッジの何れもが検出されないとき、周期的に第2更新パルスを前記第2ノードに対して出力するよう構成された更新パルス出力回路と、前記第1ノードに接続され、前記第1ノードに対する前記メインパルス出力回路の出力信号と前記第1ノードに対する前記更新パルス出力回路の出力信号との第1和信号にて駆動されるよう構成された第1絶縁素子と、前記第2ノードに接続され、前記第2ノードに対する前記メインパルス出力回路の出力信号と前記第2ノードに対する前記更新パルス出力回路の出力信号との第2和信号にて駆動されるよう構成された第2絶縁素子と、前記第1絶縁素子の駆動により前記第1絶縁素子にて生成される第1受信パルス及び前記第2絶縁素子の駆動により前記第2絶縁素子にて生成される第2受信パルスに基づき、出力デジタル信号を生成するよう構成された受信回路と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、出力デジタル信号のレベルの適正化等に寄与する信号伝達装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。
図2は、トランスチップの基本構造を示す図である。
図3は、2チャンネル型のトランスチップとして用いられる半導体装置の斜視図である。
図4は、図3に示す半導体装置の平面図である。
図5は、図3の半導体装置において低電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図6は、図3の半導体装置において高電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図7は、図6に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。
図8は、図7に示す領域XIIIの拡大図(分離構造)を示す図である。
図9は、トランスチップのレイアウト例を模式的に示す図である。
図10は、応用構成に係る信号伝達装置の構成図である。
図11は、図10の信号伝達装置の内部構成図である。
図12は、図10の信号伝達装置における幾つかの信号波形を示す図である。
図13は、図10の信号伝達装置においてハイレベル用のリフレッシュ動作が行われるときの波形図である。
図14は、図10の信号伝達装置においてローレベル用のリフレッシュ動作が行われるときの波形図である。
図15は、図10の信号伝達装置に係り、第1衝突ケースの説明図である。
図16は、図10の信号伝達装置に係り、第2衝突ケースの説明図である。
図17は、図10の信号伝達装置に係り、トランスがパルス駆動されたときに生じる受信パルスを示す図である。
図18は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_1に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図19は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_2に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図20は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_3に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図21は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_4に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図22は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_5に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図23は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_6に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図24は、本開示の第2実施形態に係り、信号伝達装置の一部回路図である。
図25は、本開示の第2実施形態との対比に供される参考構成に係る信号波形図である。
図26は、本開示の第2実施形態に係る信号波形図である。
図27は、本開示の第3実施形態に係る信号伝達装置の内部構成図である。
図28は、本開示の第3実施形態に係る信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
<信号伝達装置(基本構成)>
図1は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。本構成例の信号伝達装置200は、一次回路系200p(VCC1-GND1系)と二次回路系200s(VCC2-GND2系)との間を絶縁しつつ、一次回路系200pから二次回路系200sにパルス信号を伝達し、二次回路系200sに設けられたスイッチ素子(不図示)のゲートを駆動する半導体集積回路装置(いわゆる絶縁ゲートドライバIC)である。例えば、信号伝達装置200は、コントローラチップ210と、ドライバチップ220と、トランスチップ230と、を単一のパッケージに封止して成る。
【0010】
コントローラチップ210は、電源電圧VCC1(例えばGND1基準で最大7V)の供給を受けて動作する半導体チップである。コントローラチップ210には、例えば、パルス送信回路211と、バッファ212及び213が集積されている。
(【0011】以降は省略されています)

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