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公開番号2025168748
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073465
出願日2024-04-30
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H03K 17/51 20060101AFI20251105BHJP(基本電子回路)
要約【課題】信頼性を向上し、種々の入力方式に対応できる信号伝達装置を提供する。
【解決手段】信号伝達装置(10)において、駆動回路(2)は、整流回路(1)の第1出力端(Na)から出力される内部電源電圧(VCCa)の印加端と、前記整流回路の第2出力端(Nb)から出力される内部グランド電位(GNDa)の印加端との間に設けられる内部発振回路(22)と、1次側コイル(31)の第1端または第2端と、前記内部電源電圧の印加端または前記内部グランド電位の印加端との間に接続され、前記内部発振回路から出力される発振信号(OSC)に基づいてスイッチングされるように構成されるスイッチ(23)と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
１次側回路と、２次側回路と、トランスと、を備え、
前記１次側回路は、
共通電圧が入力されるように構成される第１入力端子と、
入力信号が入力されるように構成される第２入力端子と、
前記トランスに含まれる１次側コイルと、
前記１次側コイルを駆動するように構成される駆動回路と、
前記第１入力端子および前記第２入力端子と前記駆動回路の間に設けられる整流回路と、
を有し、
前記２次側回路は、
前記トランスに含まれる２次側コイルと、
前記２次側コイルから出力される電流をモニタするように構成される受信回路と、
前記受信回路によるモニタ結果に基づいて出力信号を出力するように構成される出力部と、
を有し、
前記駆動回路は、
前記整流回路の第１出力端から出力される内部電源電圧の印加端と、前記整流回路の第２出力端から出力される内部グランド電位の印加端との間に設けられる内部発振回路と、
前記１次側コイルの第１端または第２端と、前記内部電源電圧の印加端または前記内部グランド電位の印加端との間に接続され、前記内部発振回路から出力される発振信号に基づいてスイッチングされるように構成されるスイッチと、
を有する、信号伝達装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記スイッチは、前記１次側コイルの第１端と前記内部電源電圧の印加端との間に接続され、
前記第１次側コイルの第２端は、前記内部グランド電位の印加端に接続される、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項３】
前記スイッチは、前記１次側コイルの第２端と前記内部グランド電位の印加端との間に接続され、
前記第１次側コイルの第１端は、前記内部電源電圧の印加端に接続される、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項４】
複数の前記トランスを備え、
前記１次側回路は、
複数の入力チャネルに共通の前記第１入力端子と、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記第２入力端子と、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記整流回路と、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記駆動回路と、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記１次側コイルと、
を有し、
前記２次側回路は、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記２次側コイルと、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記受信回路と、
前記複数の入力チャネルに対応して設けられる複数の前記出力部と、
を有する、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項５】
前記複数のトランスを含むトランスチップを備える、請求項４に記載の信号伝達装置。
【請求項６】
前記複数の１次側コイルのそれぞれの第１端は、前記第１入力端子に共通接続される、請求項５に記載の信号伝達装置。
【請求項７】
前記複数の駆動回路のそれぞれは、コイル駆動部を有し、
前記コイル駆動部は、
前記１次側コイルの第２端と前記内部電源電圧の印加端との間に接続される第１スイッチと、
前記１次側コイルの第２端と前記内部グランド電位の印加端との間に接続される第２スイッチと、
を有し、
前記第１スイッチと前記第２スイッチは、前記発振信号に基づいて相補的にスイッチングされる、請求項６に記載の信号伝達装置。
【請求項８】
前記コイル駆動部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが接続されるノードと、前記１次側コイルの第２端との間に接続されるコンデンサを有する、請求項７に記載の信号伝達装置。
【請求項９】
前記２次側回路は、前記複数の入力チャネルに共通のグランド端子を有し、
前記複数の２次側コイルのそれぞれの第１端は、前記グランド端子に共通接続される、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の信号伝達装置。
【請求項１０】
第１主電極が前記第１入力端子または前記第２入力端子に接続され、ＭＯＳＦＥＴにより構成されるＥＳＤ保護素子を備える、請求項４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 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
産業機器などでは、サージによる影響を抑制するために絶縁された入力用の回路が必要となる。従来、フォトカプラを使用してロジック信号を絶縁しつつ伝達する回路が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－０９６０５１号公報
【０００４】
［概要］
しかしながら、フォトカプラのような光を用いた絶縁方式は、信頼性の点で課題があった。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、信頼性を向上し、種々の入力方式に対応できる信号伝達装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本開示の一態様に係る信号伝達装置は、１次側回路と、２次側回路と、トランスと、を備え、
前記１次側回路は、
共通電圧が入力されるように構成される第１入力端子と、
入力信号が入力されるように構成される第２入力端子と、
前記トランスに含まれる１次側コイルと、
前記１次側コイルを駆動するように構成される駆動回路と、
前記第１入力端子および前記第２入力端子と前記駆動回路の間に設けられる整流回路と、
を有し、
前記２次側回路は、
前記トランスに含まれる２次側コイルと、
前記２次側コイルから出力される電流をモニタするように構成される受信回路と、
前記受信回路によるモニタ結果に基づいて出力信号を出力するように構成される出力部と、
を有し、
前記駆動回路は、
前記整流回路の第１出力端から出力される内部電源電圧の印加端と、前記整流回路の第２出力端から出力される内部グランド電位の印加端との間に設けられる内部発振回路と、
前記１次側コイルの第１端または第２端と、前記内部電源電圧の印加端または前記内部グランド電位の印加端との間に接続され、前記内部発振回路から出力される発振信号に基づいてスイッチングされるように構成されるスイッチと、
を有する構成としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、比較例に係る信号伝達装置の構成を示す図である。
図２は、比較例に係る信号伝達装置に対して入力方式をソース型とした場合を示す図である。
図３は、本開示の第１実施形態に係る信号伝達装置の構成を示す図である。
図４は、図３に示す構成の動作例を示すタイミングチャートである。
図５は、本開示の第１実施形態に係る信号伝達装置に対して入力方式をソース型とした場合を示す図である。
図６は、図５に示す構成の動作例を示すタイミングチャートである。
図７は、第１実施形態の変形例に係る信号伝達装置の一部構成を示す図である。
図８は、本開示の第２実施形態に係る信号伝達装置の構成を示す図である。
図９Ａは、第２実施形態に係るトランスチップの平面図である。
図９Ｂは、第２実施形態に係るトランスチップの斜視図である。
図１０は、第３実施形態に係る信号伝達装置の構成を示す図である。
図１１Ａは、第３実施形態に係るトランスチップの平面図である。
図１１Ｂは、第３実施形態に係るトランスチップの斜視図である。
図１２は、コイル駆動部の構成例を示す図である。
図１３は、コイル駆動部の変形例を示す図である。
図１４は、信号伝達装置にＥＳＤ保護素子を設ける場合の構成例を示す図である。
図１５は、フローティングＮＭＯＳトランジスタの縦構造を示す図である。
図１６は、信号伝達装置にＥＳＤ保護素子を設ける場合の別の構成例を示す図である。
図１７は、信号伝達装置に設けられる整流回路の変形例を示す図である。
図１８は、図１７と同様の整流回路に対してＥＳＤ保護素子を設けた場合の構成を示す図である。
【０００８】
[詳細な説明]
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜比較例＞
まず、本開示の実施形態との対比のための比較例について説明する。図１は、比較例に係る信号伝達装置１００の構成を示す図である。信号伝達装置１００は、フォトカプラＰＣ、すなわち光を用いた絶縁方式で１次側回路１１０と２次側回路１２０との間を絶縁しつつ、１次側回路１１０から２次側回路１２０へロジック信号を伝達する。信号伝達装置１００（１次側回路１１０）の外部には、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２が接続される。抵抗Ｒａ１，Ｒａ２および信号伝達装置１００は、一例として産業機器１５０に搭載される。産業機器１５０の外部にスイッチＳＷ１が設けられる。
【００１０】
１次側回路１１０は、外部との電気的接続を確立するための外部端子として入力端子Ｔｃｏｍおよび入力端子Ｔｉ１を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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