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公開番号2025022527
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127198
出願日2023-08-03
発明の名称信号伝達装置、電子機器、及び車両
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 20060101AFI20250206BHJP(電気通信技術)
要約【課題】一次回路系と二次回路系を電気的に絶縁する信号伝達装置において、伝送系絶縁素子の個数を低減する。
【解決手段】信号伝達装置400は、互いに絶縁された送信部410及び受信部420を備える。送信部は、第1矩形波信号の第1レベルから第2レベルへの遷移を示すエッジを有する第1エッジ信号SR1と、第1矩形波信号S1の第2レベルから第1レベルへの遷移を示すエッジを有する第2エッジ信号SF1と、第2矩形波信号S2のレベル遷移を示すエッジを有する第3エッジ信号SE2と、を生成し、第1エッジ信号と第3エッジ信号との加減算信号及び第2エッジ信号に基づく信号を絶縁素子(トランス430)を用いて受信部へ送信する。受信部は、加減算信号及び第2エッジ信号に基づく信号の受信結果に基づき、第1矩形波信号に対応する第3矩形波信号S3と、第2矩形波信号に対応する第4矩形波信号S4と、を生成する。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
互いに絶縁された送信部及び受信部を備え、
前記送信部は、
第１レベル及び第２レベルを交互に持つ第１矩形波信号と、
第３レベル及び第４レベルを交互に持ち且つ前記第１矩形波信号の前記第１レベルから前記第２レベルへの遷移タイミングでレベルが遷移する第２矩形波信号と、を受け、
前記第１矩形波信号の前記第１レベルから前記第２レベルへの遷移を示すエッジを有する第１エッジ信号と、
前記第１矩形波信号の前記第２レベルから前記第１レベルへの遷移を示すエッジを有する第２エッジ信号と、
前記第２矩形波信号のレベル遷移を示すエッジを有する第３エッジ信号と、を生成し、
前記第１エッジ信号と前記第３エッジ信号との加減算信号、及び、前記第２エッジ信号に基づく信号を絶縁素子を用いて前記受信部へ送信するように構成されており、
前記受信部は、
前記加減算信号及び前記第２エッジ信号に基づく信号の受信結果に基づき、前記第１矩形波信号に対応する第３矩形波信号と、前記第２矩形波信号に対応する第４矩形波信号と、を生成するように構成されている、信号伝達装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記受信部は、
前記加減算信号を受け、第１検出感度で前記加減算信号のエッジを検出するように構成された第１エッジ検出回路と、
前記第２エッジ信号に基づく信号を受け、前記第２エッジ信号のエッジを検出するように構成された第２エッジ検出回路と、
前記加減算信号を受け、前記第１検出感度と異なる感度である第２検出感度で前記加減算信号のエッジを検出するように構成された第３エッジ検出回路と、を備え、
前記第１エッジ検出回路及び前記第２エッジ検出回路の検出結果に基づき、前記第３矩形波信号を生成するように構成され、
前記第３エッジ検出回路の検出結果に基づき、前記第４矩形波信号を生成するように構成されている、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項３】
前記受信部は、
前記加減算信号を受け、第１検出感度で前記加減算信号のエッジを検出するように構成された第１エッジ検出回路と、
前記第２エッジ信号に基づく信号を受け、前記第２エッジ信号のエッジを検出するように構成された第２エッジ検出回路と、
前記第１エッジ検出回路及び前記第２エッジ検出回路の検出結果をＡＤ変換して、前記第３矩形波信号及び前記第４矩形波信号を生成するように構成されたＡＤ変換器と、
を備える、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項４】
前記送信部は、
前記加減算信号に基づき電流能力を切り替えて前記絶縁素子に含まれる第１絶縁素子を駆動するように構成された第１ドライバと、
前記第２エッジ信号に基づき前記絶縁素子に含まれる第２絶縁素子を駆動するように構成された第２ドライバと、
を備える、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項５】
前記第２エッジ信号に基づく信号は、前記第２矩形波信号のレベルを識別可能な情報を含む、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項６】
前記第２矩形波信号が二つあり、二つの前記第２矩形波信号の一方のみのレベルが遷移したことを示す信号が前記送信部から前記受信部に伝達される、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の信号伝達装置を備える、電子機器。
【請求項８】
請求項７に記載の電子機器を備える、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている発明は、信号伝達装置、電子機器、及び車両に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一次回路系と二次回路系との間を電気的に絶縁しつつ、一次回路系と二次回路系との間で信号を伝達する信号伝達装置は、様々なアプリケーション（電源装置及びモータ駆動装置など）に用いられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５９２６００３号公報
【０００４】
［概要］
しかしながら、従来の信号伝達装置では、伝達する信号の数だけ送受信回路及び絶縁素子が必要となる。複数の送受信回路及び複数の絶縁素子が必要であれば、回路面積が大きくなり、複数の絶縁素子のばらつき等を考慮した設計も必要となる。また、複数の送受信回路及び複数の絶縁素子が必要であれば、消費電流も大きくなりノイズ増大の要因になる。
【０００５】
本明細書中に開示されている信号伝達装置は、互いに絶縁された送信部及び受信部を備え、前記送信部は、第１レベル及び第２レベルを交互に持つ第１矩形波信号と、第３レベル及び第４レベルを交互に持ち且つ前記第１矩形波信号の前記第１レベルから前記第２レベルへの遷移タイミングでレベルが遷移する第２矩形波信号と、を受け、前記第１矩形波信号の前記第１レベルから前記第２レベルへの遷移を示すエッジを有する第１エッジ信号と、前記第１矩形波信号の前記第２レベルから前記第１レベルへの遷移を示すエッジを有する第２エッジ信号と、前記第２矩形波信号のレベル遷移を示すエッジを有する第３エッジ信号と、を生成し、前記第１エッジ信号と前記第３エッジ信号との加減算信号、及び、前記第２エッジ信号に基づく信号を絶縁素子を用いて前記受信部へ送信するように構成されており、前記受信部は、前記加減算信号及び前記第２エッジ信号に基づく信号の受信結果に基づき、前記第１矩形波信号に対応する第３矩形波信号と、前記第２矩形波信号に対応する第４矩形波信号と、を生成するように構成されている。なお、前記第１エッジ信号と前記第３エッジ信号との加減算信号とは、前記第１エッジ信号と前記第３エッジ信号とを加算した信号、又は、前記第１エッジ信号及び前記第３エッジ信号の一方から他方を減算した信号を意味する。
【０００６】
本明細書中に開示されている電子機器は、上記構成の信号伝達装置を備える。
【０００７】
本明細書中に開示されている車両は、上記の構成の電子機器を備える。
【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、信号伝達装置の一実施形態を示す図である。
図１１は、図１０に示す信号伝達装置の第１構成例を示す図である。
図１２は、図１１に示す信号伝達装置における信号波形図である。
図１３は、図１０に示す信号伝達装置の第２構成例を示す図である。
図１４は、図１０に示す信号伝達装置の第３構成例を示す図である。
図１５は、図１０に示す信号伝達装置の第４構成例を示す図である。
図１６は、図１５に示す信号伝達装置における信号波形図である。
図１７は、図１０に示す信号伝達装置の変形例を示す図である。
図１８は、図１７に示す信号伝達装置における信号波形図である。
図１８は、車両の外観斜視図である。
【０００９】
［詳細な説明］
＜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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