CN110462924A - 电磁共振耦合器、采用该电磁共振耦合器的栅极驱动电路、以及信号传输装置 - Google Patents

电磁共振耦合器、采用该电磁共振耦合器的栅极驱动电路、以及信号传输装置 Download PDF

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CN110462924A CN201880020596.8A CN201880020596A CN110462924A CN 110462924 A CN110462924 A CN 110462924A CN 201880020596 A CN201880020596 A CN 201880020596A CN 110462924 A CN110462924 A CN 110462924A
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榎本真悟
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Abstract

电磁共振耦合器(100)在电介质层(112)的表面具备第一传输线路(300)并且在电介质层(113)的背面具备第二传输线路(400)。第一传输线路(300)具有共振布线(301、302)和输入输出布线(303、304)。第二传输线路(400)具有共振布线(401、402)和输入输出布线(403、404)。相互分离的罩接地部(501、502)设置于电介质层(113)的表面或者电介质层(112)的背面。经由连接部(503)使共振布线(301)与罩接地部(501)连接，经由连接部(504)使共振布线(402)与罩接地部(502)连接。

Description

电磁共振耦合器、采用该电磁共振耦合器的栅极驱动电路、以 及信号传输装置
技术领域
本发明涉及具有多个输入输出端子的电磁共振耦合器、采用该电磁共振耦合器的栅极驱动电路、以及信号传输装置。
背景技术
在各种电气设备中，需要确保电路间的电绝缘而进行信号传输。作为能够将电信号和电力同时进行绝缘传输的传输方式，提出了采用电磁共振耦合器的微波驱动技术(Drive－by－Microwave Technology)(例如参照专利文献1)。该技术例如被应用于输入侧和输出侧绝缘的绝缘栅极驱动电路等(例如参照专利文献2)。
另外，提出了这样的技术：在发送侧共振布线设置多个输入端子，在接收侧共振布线设置多个输出端子，使各个共振布线的中间部接地，从而能够用一个电磁共振耦合器将多个信号分离而进行收发(例如参照专利文献3、4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－067012号公报
专利文献2：国际公开2015/029363号
专利文献3：国际公开2013/065238号
专利文献4：日本特开2015－213304号公报
发明要解决的课题
但是，专利文献3、专利文献4所公开的现有的电磁共振耦合器中，在输入输出端子间的分离不充分的情况下，如果发送侧的高频信号的电力增大，则有可能信号泄漏到不希望的端子中。
发明内容
这里公开的技术是鉴于该情况而做出的，目的在于提供确保了输入输出端子间的分离的小型的电磁共振耦合器、以及采用该电磁共振耦合器的栅极驱动装置或者信号传输装置。
解决课题的手段
本发明的一个方式的电磁共振耦合器，是在多个传输线路间独立地传输多个信号的电磁共振耦合器，至少具备：第一传输线路、第二传输线路、表面设置有所述第一传输线路的第一电介质层、以及背面设置有所述第二传输线路并且在该第一电介质层的上方且与该第一电介质层分开地设置的第二电介质层，所述第一传输线路具有：具有第一开放部的环绕形状的第一共振布线、具有第二开放部的环绕形状的第二共振布线、从所述第一共振布线延伸的第一输入输出布线、以及从所述第二共振布线延伸的第二输入输出布线，所述第一共振布线和所述第二共振布线在所述第一电介质层的表面相互分开地设置，所述第二传输线路具有：具有第三开放部的环绕形状的第三共振布线、具有第四开放部的环绕形状的第四共振布线、从所述第三共振布线延伸的第三输入输出布线、以及从所述第四共振布线延伸的第四输入输出布线，所述第三共振布线和所述第四共振布线在所述第二电介质层的背面相互分开地设置，所述第一共振布线和所述第三共振布线以在平面视图中重合的方式配置，所述第二共振布线和所述第四共振布线以在平面视图中重合的方式配置，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第三接地部经由第三连接部而与所述第三共振布线连接，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第四接地部经由第四连接部而与所述第四共振布线连接，该第三接地部与该第四接地部相互分离。
发明效果
根据本发明，能够抑制电磁共振耦合器内的信号的泄漏，能够用一个电磁共振耦合器将不同的电力的信号各自独立地传输，并且能够维持所传输的信号的品质。
附图说明
图1是实施方式1的电磁共振耦合器的分解立体图。
图2是第一和第二传输线路的平面图。
图3是图2的III－III线的剖面图。
图4是比较例的电磁共振耦合器的电路框图。
图5是实施方式1的电磁共振耦合器的电路框图。
图6是表示比较例和实施方式1的电磁共振耦合器的传输特性和分离特性的频率依赖性的仿真结果的图。
图7是表示实施方式1的栅极驱动装置的结构的电路图。
图8是表示图7所示的栅极驱动电路中的半桥电路和功率半导体器件的电位变化的图。
图9是表示比较例的栅极驱动电路的输出特性的图。
图10是表示实施方式1的栅极驱动电路的输出特性的图。
图11是变形例1的电磁共振耦合器的分解立体图。
图12是变形例2的电磁共振耦合器的分解立体图。
图13是变形例3的电磁共振耦合器的平面图。
图14是图13所示的电磁共振耦合器的各层的布线结构的平面图。
图15是变形例4的电磁共振耦合器的电路框图的一例。
图16是变形例4的电磁共振耦合器的电路框图的另一例。
图17是实施方式2的信号传输装置的功能框图。
具体实施方式
本发明的一个方式的电磁共振耦合器，是在多个传输线路间独立地传输多个信号的电磁共振耦合器，至少具备：第一传输线路、第二传输线路、表面设置有所述第一传输线路的第一电介质层、以及背面设置有所述第二传输线路并且在该第一电介质层的上方且与该第一电介质层分开地设置的第二电介质层，所述第一传输线路具有：具有第一开放部的环绕形状的第一共振布线、具有第二开放部的环绕形状的第二共振布线、从所述第一共振布线延伸的第一输入输出布线、以及从所述第二共振布线延伸的第二输入输出布线，所述第一共振布线和所述第二共振布线在所述第一电介质层的表面相互分开地设置，所述第二传输线路具有：具有第三开放部的环绕形状的第三共振布线、具有第四开放部的环绕形状的第四共振布线、从所述第三共振布线延伸的第三输入输出布线、以及从所述第四共振布线延伸的第四输入输出布线，所述第三共振布线和所述第四共振布线在所述第二电介质层的背面相互分开地设置，所述第一共振布线和所述第三共振布线以在平面视图中重合的方式配置，所述第二共振布线和所述第四共振布线以在平面视图中重合的方式配置，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第三接地部经由第三连接部而与所述第三共振布线连接，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第四接地部经由第四连接部而与所述第四共振布线连接，该第三接地部与该第四接地部相互分离。
根据该结构，使第三共振布线接地的第三接地部、和使第四共振布线接地的第四接地部相互分离地设置，因此能够抑制信号在第三输入输出布线和第四输入输出布线之间的泄露。
可以是，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第一接地部经由第一连接部而与所述第一共振布线连接，设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第二接地部经由第二连接部而与所述第二共振布线连接。
根据该结构，使第一共振布线接地的第一接地部、和使第二共振布线接地的第二接地部也相互分离地设置，因此能够抑制信号在第一输入输出布线和第二输入输出布线之间的泄露。
可以是，经由设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第一连接部及第二连接部的至少一方，将在所述第一电介质层的表面相互连接的所述第一共振布线及所述第二共振布线、与设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第五接地部进行了连接。
根据该结构，能够抑制输入输出布线间的信号的泄漏，并且低损耗地传输信号。
优选的是，所述第一连接部至第四连接部分别与所述第一共振布线至第四共振布线的一端连接。
优选的是，所述第一共振布线和所述第三共振布线的轮廓在平面视图中大致一致，所述第二共振布线和所述第四共振布线的轮廓在平面视图中大致一致。
根据该结构，第一共振布线和第三共振布线的电磁共振耦合效率以及第二共振布线和第四共振布线的电磁共振耦合效率分别提高，信号的传输效率提高。
优选的是，围绕所述第一共振布线和第二共振布线的轮廓而在所述第一电介质层的表面设置有第一接地布线，围绕所述第三共振布线和第四共振布线的轮廓而在所述第二电介质层的背面设置有第二接地布线。
根据该结构，第一和第二接地布线的电位稳定，在第一和第二传输线路中，对于第一～第四共振布线的屏蔽效应提高。
优选的是，所述第一接地布线经由第五连接部而与第一接地部和第二接地部的至少一方连接，所述第二接地布线经由第六连接部而与第三接地部和第四接地部的至少一方连接。
根据该结构，在第一和第二传输线路中，对于第一～第四共振布线的屏蔽效应进一步提高。
本发明的一个方式的栅极驱动电路，是对半导体开关元件进行驱动的绝缘型的栅极驱动电路，具备：调制电路，生成根据输入信号对高频信号进行了调制的第一被调制信号、和根据与所述输入信号不同的其他输入信号对所述高频信号进行了调制的第二被调制信号；第一电磁共振耦合器，对所述高频信号及所述第一被调制信号进行绝缘传输；第二电磁共振耦合器，对所述第二被调制信号进行绝缘传输；第一整流电路，对由所述第一电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述第一被调制信号进行整流从而生成第一信号；第二整流电路，对由所述第二电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述第二被调制信号进行整流从而生成第二信号；第三整流电路，对由所述第一电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述高频信号进行整流从而生成充电用电压；电容器，对应于所述充电用电压而被充电；以及输出电路，根据所述第一信号及所述第二信号的至少一方，选择是否将被充电到所述电容器中的电荷向所述半导体开关元件的栅极端子供给；所述第一电磁共振耦合器是上述的电磁共振耦合器。
根据该结构，可抑制第一电磁共振耦合器内的信号泄漏，在半导体开关元件中获得良好的输出特性。
优选的是，所述输出电路是在高侧配置有第一开关元件并在低侧配置有与该第一开关元件串联连接的第二开关元件的半桥电路，所述第一整流电路与所述第二开关元件的控制端子连接，所述第二整流电路与所述第一开关元件的控制端子连接。
根据该结构，对于接地侧的电位不定的第一开关元件，独立地连接电磁共振耦合器和整流电路，从而能够使第一开关元件的电位稳定化，维持半桥电路的工作特性。
本发明的一个方式的信号传输装置，具备：信号发送部，发送多个信号；信号传输部，将该多个信号分别独立地传输；以及信号接收部，接收被独立地传输的所述多个信号；所述信号传输部包含上述的电磁共振耦合器。
根据该结构，在电磁共振耦合器内抑制端子间的信号泄漏，能够在信号传输装置中良好地传输信号。
以下基于附图对本实施方式详细地进行说明。以下的优选实施方式的说明在本质上仅为例示，并非意图对本发明及其适用物或其用途进行限制。以下的实施方式所示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式等作为一例而非意欲对本发明进行限定。另外，以下实施方式的构成要素中的没有记载于表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素作为任意的构成要素进行说明。
此外，各图为示意图而未必严格地图示。另外，在各图中，对于实质上相同的结构标记相同符号而有时省略或简化重复的说明。
(实施方式1)
[电磁共振耦合器的整体结构]
图1表示本实施方式的电磁共振耦合器的分解立体图，图2表示本实施方式的电磁共振耦合器的第一传输线路和第二传输线路的平面图，图3 表示图2中的III－III线的剖面图。此外，为了便于说明，在图1、图2中省略了电介质层111～113的图示。
电磁共振耦合器100具备：电介质基板或者层叠有三层电介质层111～ 113的基板110；在电介质层112(第一电介质层)的表面设置的第一传输线路300；在电介质层113(第二电介质层)的背面设置的第二传输线路400。在电介质层112(第一电介质层)与电介质层113(第二电介质层)之间设置有电介质层111。
在基板110的背面，本实施方式中是电介质层112(第一电介质层)的背面，设置有背面接地部201(第一接地部)、202(第二接地部)，背面接地部201、202在X方向上相互离开地设置而两者分离
在基板110的表面，该情况下是电介质层113(第二电介质层)的表面，设置有罩接地部501(第三接地部)、502(第四接地部)，罩接地部501(第三接地部)、502(第四接地部)在X方向上相互离开地设置而两者分离。
此外，在本说明书中，有时将罩接地部501、502的配置方向称为X方向，将与X方向正交并且与基板110的上表面平行的方向称为Y方向，将与X方向和Y方向正交并且层叠电介质层111～113的方向称为Z方向，将Z方向上的配置罩接地部501、502的一侧称为“上”，将将Z方向上的配置背面接地部201、202的一侧称为“下”。另外，有时将罩接地部501、 502称为“最上层”，将后述的第三和第四共振布线401、402称为“第二层”，将第一和第二共振布线301、302称为“第一层”，将背面接地部201、202 称为“最下层”。
电介质层(电介质基板)111～113例如为蓝宝石基板。此外，也可以是包含填充有高介电常数无机填料的聚苯醚树脂(PPE树脂)的层。另外，作为电介质层111～113的构成材料，也可以是通常用于印刷基板的材料，并不限定于上述的材料。
第一传输线路300具有在电介质层112的表面设置的具有第一端部 301a和第二端部301b和第一开放部301c的大致矩形的第一共振布线301、以及具有第一端部302a和第二端部302b和第二开放部302c的大致矩形的第二共振布线302。另外，第一传输线路300具有从第一共振布线301的中途向Y方向且第一共振布线301的外侧延伸的第一输入输出布线(输入输出端子)303、以及从第二共振布线302的中途向Y方向且第二共振布线 302的外侧延伸、并与第一输入输出布线303分离地设置的第二输入输出布线(输入输出端子)304。
第一共振布线301的第一端部301a和第二端部301b在Y方向上分离并且彼此对置地配置。第二共振布线302的第一端部302a和第二端部302b 在Y方向上分离并且彼此对置地配置。第一共振布线301的第一端部301a 和第二共振布线302的第一端部302a在X方向上分离并且彼此对置地配置。第一共振布线301的第二端部301b和第二共振布线302的第二端部 302b在X方向上分离并且彼此对置地配置。在第一共振布线301中，第一端部301a与第二端部301b在Y方向上的间隔相当于第一开放部301c，在第二共振布线302中，第一端部302a与第二端部302b在Y方向上的间隔相当于第二开放部302c。
另外，在将第一共振布线301和第二共振布线302视为一个共振布线部300A的情况下，共振布线部300A是通过在第一端部301a和第一端部 302a之间设置开放部305、并且在第二端部301b和第二端部302b之间设置开放部306从而局部开放的环绕形状的布线。
第一共振布线301的第二端部301b和背面接地部201(第一接地部) 经由将电介质层112贯通的第一连接部203而被电连接。第一连接部203 是具有导电性的通孔，例如由铜等金属构成。第二共振布线302的第二端部302b和背面接地部202(第二接地部)经由将电介质层112贯通的第二连接部204而被电连接。第二连接部204是具有导电性的通孔，例如由铜等金属构成。
在电介质层112(第一电介质层)的表面，在第一和第二共振布线301、 302的周围，与第一和第二共振布线301、302分离地设置有第一共面接地部307(第一接地布线)，在第一输入输出布线303和第二输入输出布线304 之间，与这些布线303、304分离地设置有在X方向上延伸的第二共面接地部308。第一和第二共面接地部307、308也位于第一层。
第二传输线路400具有在电介质层113(第二电介质层)的背面设置的、具有第一端部401a和第二端部401b和第三开放部401c的大致矩形的第三共振布线401、以及具有第一端部402a和第二端部402b和第四开放部402c 的大致矩形的第四共振布线402。另外，第二传输线路400具有从第三共振布线401的中途向Y方向且第三共振布线401的外侧延伸的第三输入输出布线(输入输出端子)403、以及从第四共振布线402的中途向Y方向且第四共振布线402的外侧延伸、并与第三输入输出布线403分离地设置的第四输入输出布线(输入输出端子)404。
第三共振布线401的第一端部401a和第二端部401b在Y方向上分离并且彼此对置地配置。第四共振布线402的第一端部402a和第二端部402b 在Y方向上分离并且彼此对置地配置。第三共振布线401的第一端部401a 和第四共振布线402的第一端部402a在X方向上分离并且彼此对置地配置。第三共振布线401的第二端部401b和第四共振布线402的第二端部 402b在X方向上分离并且彼此对置地配置。在第三共振布线401中，第一端部401a与第二端部401b在Y方向上的间隔相当于第三开放部401c，在第四共振布线402中，第一端部402a与第二端部402b在Y方向上的间隔相当于第四开放部402c。
另外，在将第三共振布线401和第四共振布线402视为一个共振布线部400A的情况下，共振布线部400A是通过在第一端部401a和第一端部 402a之间设置开放部405、并且在第二端部401b和第二端部402b之间设置开放部406从而局部开放的环绕形状的布线。
第三共振布线401的第二端部401b和罩接地部501(第三接地部)经由将电介质层113贯通的第三连接部503而被电连接。第三连接部503是具有导电性的通孔，例如由铜等金属构成。第四共振布线402的第二端部 402b和罩接地部502(第四接地部)经由将电介质层113贯通的第四连接部504而被电连接。第四连接部504是具有导电性的通孔，例如由铜等金属构成。
在电介质层113(第二电介质层)的背面，在第三和第四共振布线401、 402的周围，与第三和第四共振布线401、402分离地设置有第三共面接地部407(第二接地布线)，在第三输入输出布线403和第四输入输出布线404 之间，与这些布线403、404分离地设置有在X方向上延伸的第四共面接地部408。第三和第四共面接地部407、408也位于第二层。
第一共振布线301的布线长度、即从第一端部301a到第二端部301b 的长度被设定为向第一输入输出布线303输入的、或者从第一输入输出布线303输出的高频信号(以下也称为传输信号)的波长(以下也称为工作波长)的1/4。布线长度与传输信号的工作波长的关系对于第二～第四共振布线302、401、402也是同样的。
另外，在从Z方向来看基板110的情况下，即进行平面观察的情况下，第一共振布线301的轮廓和第三共振布线401的轮廓以及第二共振布线302 的轮廓和第四共振布线402的轮廓分别大致一致。这里，将第一共振布线 301的轮廓用规定第一共振布线301的占有面积的最外侧形状来定义。
此外，所谓轮廓大致一致是指，考虑到与电介质层111～电介质层113 的制造公差或设置公差、第一～第四共振布线301、302，401、402的大小的偏差而实质上一致。也就是说，轮廓大致一致并不表示必须完全一致。
此外，在第一共振布线301和第三共振布线401的轮廓不一致的情况下，或者在第二共振布线302的轮廓和第四共振布线402的轮廓不一致的情况下，电磁共振耦合器100也能够工作。在第一共振布线301的轮廓和第三共振布线401的轮廓以及第二共振布线302的轮廓和第四共振布线402 的轮廓分别一致的情况下，电磁共振耦合器100更有效地工作。
另外，在本实施方式中，在进行平面观察的情况下，第一共振布线301 和第二共振布线302呈点对称(或线对称)的位置关系。同样地，第三共振布线401和第四共振布线402呈点对称(或线对称)的位置关系。
这里，优选的是，上述共振布线部300A和共振布线部400A具有相同的轴(共振布线部的中心点一致)。此外，优选的是，在平面观察中，共振布线部300A和共振布线部400A的轮廓大致一致。此外，共振布线部300A 和共振布线部400A呈点对称(或线对称)的位置关系。通过这样进行配置，第一和第二传输线路300、400间的电磁共振耦合增强，能够高效地进行电力传输。
另外，第一传输线路300和第二传输线路400在层叠方向上的距离、即与电介质层111的厚度相当的距离为传输信号的工作波长的1/2以下。此时的波长是考虑了与第一和第二传输线路300、400相接的电介质层111的波长缩短率的波长。在这样的条件下，可以认为第一传输线路300与第二传输线路400在近场区域中电磁共振耦合。
此外，第一传输线路300和第二传输线路400在Z方向上的距离并不限定于工作波长的1/2以下。第一传输线路300和第二传输线路400在Z 方向上的距离大于工作波长的1/2的情况下，电磁共振耦合器100也能够工作。但是，第一传输线路300和第二传输线路400在Z方向上的距离为工作波长的1/2以下的情况下，电磁共振耦合器100更有效地工作。
此外，第一～第四共振布线301、302、401、402的形状在平面观察下设为了大致矩形，但是并非特别限定于此，圆环状、其它多边形也可以，只要是局部具有开放部的环绕形状的布线即可。
[电磁共振耦合器的工作]
以下，关于电磁共振耦合器100，说明将输入到第一传输线路300中的传输信号以非接触的方式向第二传输线路400传输而从第二传输线路400 进行输出的动作。此外，传输信号是进行了调制的高频信号，例如是1MHz 以上的频率的信号。
图4表示比较例的电磁共振耦合器的电路框图，图5表示本实施方式的电磁共振耦合器的电路框图。
如图5所示，输入到第一输入输出布线303中的传输信号利用第一共振布线301与第三共振布线401的电磁共振耦合而以非接触的方式从第一共振布线301向第三共振布线401传输，并从第三输入输出布线403输出。
另外，输入到第二输入输出布线304中的传输信号利用第二共振布线 302与第四共振布线402的电磁共振耦合而以非接触的方式从第二共振布线302向第四共振布线402传输，并从第四输入输出布线404输出。这样，电磁共振耦合器100具有两个系统的非接触传输系统。
另一方面，图4表示例如专利文献3所公开的现有结构的电磁共振耦合器的电路框图，传输信号的输入输出系统与图5所示的结构相同。
在图4所示的电磁共振耦合器101中，第一传输线路310中的第一和第二共振布线311、312是一体化的布线，局部具有开放部(未图示)。在第一和第二共振布线311、312的中点，经由第一连接部213而与背面接地部211连接。另外，第二传输线路410中的第三和第四共振布线411、412 也是一体化的布线，局部具有开放部(未图示)。在第三和第四共振布线411、 412的中点，经由第三连接部513而与罩接地部511连接。即，第一和第二共振布线311、312通过共用的连接部而与共用的背面接地部连接，第一和第二共振布线311、312通过共用的连接部而与共用的罩接地部连接。此外，第一和第二共振布线311、312的布线长度的总和是传输信号的波长的1/2，各自的布线长度被设定为传输信号的波长的1/4。第三和第四共振布线411、 412的布线长度的总和是传输信号的波长的1/2，各自的布线长度被设定为传输信号的波长的1/4。
在图4所示的电磁共振耦合器101中，例如，当大电力的传输信号向第一输入输出布线313输入时，从经由与第一共振布线311的电磁共振耦合而接收传输信号的第三共振布线411经由第三连接部513向罩接地部511 流入的电流增大。罩接地部511由于还与第四共振布线412连接，因此发生如下现象：由该电流引起的信号经由第三连接部513和第四共振布线412 泄漏到第四输入输出布线414。
另一方面，在图5所示的电磁共振耦合器100中，第一共振布线301 与第二共振布线302是分离的，并且，经由第一连接部203连接第一共振布线301的背面接地部201与经由第二连接部204连接第二共振布线302 的背面接地部202是分离的。因此，即使大电力的传输信号向第一输入输出布线303输入、从接收该信号的第三共振布线401经由第三连接部503 向罩接地部501流入电流，也能够避免该电流以最短距离向罩接地部502 流入，抑制信号向第四输入输出布线404的泄漏。
图6示出比较例和本实施方式的电磁共振耦合器的传输特性和分离特性的频率依赖性的仿真结果。此外，在比较例和本实施方式的电磁共振耦合器中，设计成在频率为2.4GHz的情况下表示传输特性的插入损耗最大。
如图6所示，在比较例的电磁共振耦合器101和本实施方式的电磁共振耦合器100中，2.4GHz时的插入损耗均示出1.0dB的相同值。另一方面，在2.2GHz到2.7GHz的范围(图6中的实线之间)中，表示分离特性的绝缘度在两者中较大地不同。在电磁共振耦合器101中，2.4GHz时的绝缘度为－18dB，而在电磁共振耦合器100中，绝缘度为－40dB以上从而大幅地提高了分离特性。
[栅极驱动电路的结构和工作特性]
图7表示本实施方式的栅极驱动装置的电路图，图8表示图7所示的栅极驱动电路的半桥电路和功率半导体器件的电位变化。栅极驱动电路 1000具备直流电源150和信号发生器3。另外，栅极驱动电路1000具备高频振荡电路10、调制电路30、第一电磁共振耦合器100和第二电磁共振耦合器20。另外，栅极驱动电路1000具备整流电路40a～40c、电容器50、半桥电路60(输出电路)、输出端子71和输出基准端子72。
栅极驱动电路1000是对功率半导体器件1(半导体开关元件)进行驱动的绝缘型的栅极驱动电路。
功率半导体器件1是栅极端子(控制端子)与栅极驱动电路1000的输出端子71连接、并且源极端子与输出基准端子72连接的半导体开关元件。具体而言，功率半导体器件1是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors：绝缘栅双极型晶体管)、SiC FET(FieldEffect Transistor：场效应晶体管)、氮化镓(GaN)晶体管这样的功率半导体器件。功率半导体器件1与负载2串联地连接。具体而言，负载2的一端与功率半导体器件1的源极端子连接。另外，直流电源160的正极端子与功率半导体器件1 的漏极端子连接，直流电源160的负极端子与负载2的另一端连接。
直流电源150是供给高频振荡电路10和调制电路30各自工作所需的电力的电源。此外，在图7所示结构中，直流电源150设置在栅极驱动电路1000的内部，但是也可以设置在栅极驱动电路1000的外部。
信号发生器3生成用于驱动功率半导体器件1的输入信号(控制信号) 并向调制电路30输出。信号发生器3例如由逻辑IC构成。输入信号是由高电平的信号和低电平的信号构成的二值信号。
此外，信号发生器3设置在栅极驱动电路1000的内部，但是也可以设置在栅极驱动电路1000的外部。该情况下，栅极驱动电路1000另外具有将来自信号发生器3的输入信号输入的输入端子(未图示)。
高频振荡电路10生成高频信号。高频振荡电路10具备至少两个系统的输出，将生成的高频信号分别向调制电路30和第一电磁共振耦合器100 输出。作为高频信号的频率，例如，若为低输出则使用不需要许可就能够使用的ISM频带的2.4GHz和5.8GHz，但也可以是其它频率。具体而言，高频振荡电路10是考毕兹振荡器(Colpitts oscillator)、哈特利振荡器 (Hartley oscillator)、或其它产生微波的振荡器。考虑到高频信号的频率变动的情况，高频振荡电路10优选具有频率调整机构(未图示)。此外，高频振荡电路10生成的高频信号原则上是规定的振幅和规定的频率的信号。此外，高频振荡电路10设置在栅极驱动电路1000的内部，但是也可以设置在栅极驱动电路1000的外部。该情况下，栅极驱动电路1000另外具有供高频信号输入的输入端子(未图示)。
调制电路30根据信号发生器3输出的输入信号而生成对高频信号进行了调制的第一被调制信号，并向第一电磁共振耦合器100输出。具体而言，调制电路30通过将上述的输入信号与高频信号混合而生成第一被调制信号。另外，调制电路30根据与信号发生器3输出、且生成了第一被调制信号的输入信号不同的信号，生成对高频信号进行了调制的第二被调制信号，并向第二电磁共振耦合器20输出。具体而言，调制电路30混合使来自信号发生器3的输入信号翻转而得到的信号和来自高频振荡电路10的高频信号，从而生成第二被调制信号。第一被调制信号和第二被调制信号保持互补的关系而被输出，但是也可以根据驱动条件来调整这些信号的波形。
调制电路30是所谓差动混合器(混合电路)。差动混合器能够低损耗地对高频信号进行调制，并且能够具备多个输入输出端子，因此适于栅极驱动电路1000。此外，调制电路30也可以是开关电路。在作为调制电路而采用开关电路的情况下，通过根据输入信号来切换是将高频信号向第一电磁共振耦合器100输出还是向第二电磁共振耦合器20输出，从而生成对该高频信号进行了调制的第一被调制信号以及对该高频信号进行了调制的第二被调制信号。另外，该情况下，输入信号例如是互补的信号。这样的信号可通过由使用Si－CMOS、化合物半导体制作的逻辑IC构成的信号发生器3来实现。此外，输入信号例如可以是占空比非固定的PWM信号。作为调制电路30而采用开关电路的情况下，调制电路30的各输出端子间的绝缘度提高。另外，由于不需要电感器等匹配电路，所以能够使栅极驱动电路1000的尺寸小型化。
第一电磁共振耦合器100与图1～3、图5所示的结构相同，从高频振荡电路10输入到第一输入输出布线303中的高频信号通过电磁共振耦合而以非接触的方式从第一共振布线301向第三共振布线401绝缘传输，并从第三输入输出布线403输出。另外，从调制电路30输入到第二输入输出布线304中的第一被调制信号通过电磁共振耦合而以非接触的方式从第二共振布线302向第四共振布线402绝缘传输，并从第四输入输出布线404输出。
第二电磁共振耦合器20具有一端分别被连接到背面接地部(未图示)、并且局部具有开放部的大致矩形的共振布线21、22，从调制电路30输入到第二电磁共振耦合器20的输入布线(未图示)中的第二被调制信号通过电磁共振耦合而以非接触的方式从共振布线21向共振布线22绝缘传输，并从输出布线(未图示)输出。此外，共振布线21、22各自的布线长度被设定为传输信号的波长的1/4。
整流电路40c(第三整流电路)由二极管41、电感器42和电容器43 构成。在整流电路40c中，在电感器42的一端与二极管41的阴极之间的连接点上连接第一电磁共振耦合器100的第三输入输出布线403，将高频信号输入。该高频信号是从高频振荡电路10经由第一电磁共振耦合器100传输的高频信号。所输入的高频信号被整流电路40c进行整流，作为第三信号而从电感器42与电容器43之间的连接点输出。所输出的第三信号将电容器50充电。电容器50作为供给后述的半桥电路60的驱动电力的电源发挥功能。另外，作为将电容器50充电的高频信号的电力，例如需要20dBm 以上的比较大的电力。
另一方面，在整流电路40a(第一整流电路)、40b(第二整流电路)中，内部的电路结构与整流电路40c(第三整流电路)是同样的。在整流电路 40a(第一整流电路)，连接有第一电磁共振耦合器100的第四输入输出布线404，第一被调制信号被输入，并在整流电路40a(第一整流电路)内被整流而作为第一信号向半桥电路60(输出电路)的晶体管62(第二开关元件)的栅极端子(控制端子)输入。第二被调制信号被从第二电磁共振耦合器20向整流电路40b(第二整流电路)输入，并在整流电路40b(第二整流电路)内被整流而作为第二信号向半桥电路60(输出电路)的晶体管 61(第一开关元件)的栅极端子(控制端子)输入。
此外，整流电路40a～40c的输出端子利用电感器42和电容器43而被调整，以成为高频的频率的短路点。因此，从整流电路40a～40c的输入端子输入的信号分别在整流电路40a～40c的输出端子附近被反射。因此，整流电路40a～40c的输入端子的信号振幅(电压值)成为从第一和第二电磁共振耦合器100、20输入的信号振幅(电压值)的约2倍。通过采用这样的结构，能够在整流电路40a～40c中用一个二极管41高效地对高频进行整流。
此外，整流电路40a～40c即使其输出端子没有正确地成为高频的频率的短路点，只要作为规定的频率的低通滤波器发挥作用，则也能够进行高效率的整流。
半桥电路60(输出电路)由晶体管61(第一开关元件)和晶体管62 (第二开关元件)构成。晶体管61根据从整流电路40b输出的第二信号，将被充电到电容器50中的电荷向功率半导体器件1的栅极端子(控制端子) 供给。晶体管62根据从整流电路40a输出的第一信号，使功率半导体器件 1的栅极端子的电荷抽取。即，半桥电路60根据输入信号，选择是否将被充电到电容器50中的电荷即驱动电力向功率半导体器件1的栅极端子(控制端子)供给。
此外，从与第一电磁共振耦合器100不同地设置的第二电磁共振耦合器20，经由整流电路40b，对半桥电路60的位于高侧的晶体管61输入第二信号，从第一电磁共振耦合器100经由整流电路40a，对位于低侧的晶体管62输入第一信号。这是由于，晶体管61的接地侧的电位不定，因此在位于低侧的晶体管62和位于高侧的晶体管61中需要将接地部分离。在本实施方式中，与晶体管61连接的第二电磁共振耦合器20和与晶体管62连接的第一电磁共振耦合器100各自分开。但是，即使晶体管61的接地侧的电位不定，只要对栅极驱动电路1000的输出特性没有大的影响，则例如也可以从第一电磁共振耦合器100经由整流电路40a向晶体管61输入第一信号，并且从第二电磁共振耦合器20经由整流电路40b向晶体管62输入第二信号。
在图8所示的期间I，从整流电路40b向晶体管61(第一开关元件) 的栅极端子(控制端子)输入第二信号、没有向晶体管62(第二开关元件) 的栅极端子(控制端子)输入第一信号的状态下，电荷被向电容器50充电，但由于晶体管61为截止状态，因此电流不向功率半导体器件1供给，功率半导体器件1不导通。
在期间II，当不向晶体管61的栅极端子输入第二信号、从整流电路40a 向晶体管62的栅极端子输入第一信号，则充电于电容器50的电荷被供给至功率半导体器件1的栅极端子，功率半导体器件1导通，向负载2流通电流。
在期间III，当成为再次从整流电路40b向晶体管61的栅极端子输入第二信号、不向晶体管62的栅极端子输入第一信号的状态，则电容器50再次被充电，蓄积在功率半导体器件1的栅极端子中的电荷通过晶体管62向输出基准端子72放电，功率半导体器件1成为非导通状态，不再向负载2 流通电流。
如专利文献2公开的那样，应用微波驱动技术的绝缘栅极驱动电路由发送电路、接收电路以及电磁共振耦合器构成。另外，如专利文献2的图 13等所示，在栅极驱动信号和向充电用电容器的输入信号的发送中使用的电磁共振耦合器有时共用。此时，若要独立地传输各信号，则例如有时采用如专利文献3公开的具有多个输入输出端子的电磁共振耦合器。
但是，在该电磁共振耦合器中，在输入输出端子(布线)间的信号分离不充分的情况下，若发送侧的高频信号的电力增大，则信号有可能泄漏到不希望的端子中。另外，并不限于上述的栅极驱动电路，在要使用具有多个输入输出端子的电磁共振耦合器来传输多个系统的信号的情况下，同样地，信号有可能泄漏到不希望的端子中。
另一方面，在图7所示的本实施方式的栅极驱动电路中，即使在来自高频振荡电路10的高频信号的电力增大了的情况下，也能够抑制第一电磁共振耦合器100内的信号的泄漏，得到良好的输出特性。
图9示出了比较例的栅极驱动电路的输出特性，图10示出了本实施方式的栅极驱动电路的输出特性。此外，在比较例的栅极驱动电路中，除了采用图4所示的电磁共振耦合器101作为第一电磁共振耦合器以外，与图7 所示的结构相同，因此省略对结构和动作的说明。
如图9所示可知，在比较例的栅极驱动电路中，在半桥电路60的位于高侧的晶体管61中流过并向栅极驱动电路1000的输出端子71输出的峰值拉电流(peak source current)IOH，与在晶体管61的栅极端子上施加的电压成比例而线性地增加，相对于此，关于从输出端子71向位于低侧的晶体管62流动的峰值灌电流(peak sink current)IOL，在向晶体管62的栅极端子施加的电压为固定电压、该情况下约为1.5V以上时饱和，产生不能充分地将功率半导体器件1的栅极端子的电荷抽取的问题。
本发明人等对其原因进行了分析，结果发现原因在于：由于在第一电磁共振耦合器100中发生的上述的信号的泄漏，当晶体管62导通时，在栅极端子上叠加约－1V的电压。
另一方面，如图10所示，在本实施方式的栅极驱动电路1000中，峰值拉电流IOH、峰值灌电流IOL均相对于向晶体管61、62的栅极端子施加的电压呈线性地增加，消除了上述的问题。这是因为，在第一电磁共振耦合器100中，充分地抑制了信号向不希望的输入输出布线的泄漏。
[效果]
在本实施方式所示的电磁共振耦合器100中，相互分开地设置的第一共振布线301和第二共振布线302分别经由第一连接部203和第二连接部 204，与相互分离的背面接地部201和背面接地部202连接。另外，相互分开地设置的第三共振布线401和第四共振布线402分别经由第三连接部503 和第四连接部504，与相互分离的罩接地部501和罩接地部502连接。由此，即使向第一共振布线301的第一输入输出布线303输入大电力的传输信号、从接收该信号的第三共振布线401经由第三连接部503向罩接地部501流入电流，也能够抑制该电流以最短距离向罩接地部502流入，能够抑制信号向第四共振布线402的第四输入输出布线404的泄漏。
另外，根据本实施方式的栅极驱动电路1000，能够从具有多个输入输出布线303、304、403、404的一个电磁共振耦合器100，发送对半桥电路 60(输出电路)的晶体管61(第一开关元件)进行驱动的第一信号以及将成为半桥电路60的电源的电容器50进行充电的第三信号，并且抑制电磁共振耦合器100内的高频信号的泄漏，绝缘栅极驱动电路1000的输出电流特性提高。另外，通过使用输出多个信号的电磁共振耦合器100，能够实现绝缘栅极驱动电路1000的小型化。
＜变形例1＞
图11示出本变形例的电磁共振耦合器的分解立体图。此外，为了便于说明，在图11中省略了电介质层111～113的图示。
本变形例所示的电磁共振耦合器102与图1～图3所示的电磁共振耦合器100的区别在于，第一共振布线301的第二端部301b与第二共振布线302 的第二端部302b连接，第一共振布线301和第二共振布线302成为一体化的布线。即，在将第一共振布线301和第二共振布线302视为一个共振布线部300A的情况下，共振布线部300A是通过在两端部301a、302a之间设置开放部305而局部开放的环绕形状的布线。另外，背面接地部201和背面接地部202彼此连接，成为在电介质层112(第一电介质层)的整个背面设置的背面接地部205(第五接地部)，上述的共振布线部300A和背面接地部205经由将电介质层112(第一电介质层)贯通的第一连接部203 连接。此外，第一连接部203在平面观察中与共振布线部300A的大致中点连接，从共振布线部300A的第一端部301a到第一连接部203的布线长度以及从共振布线部300A的第二端部302a到第一连接部203的布线长度均被设定为传输信号的工作波长的1/4。
本发明人对图1～图3所示结构的电磁共振耦合器100进行了深入的研究，结果发现信号的泄漏主要发生在相当于传输信号的输出部的输入输出布线间。得知了在将第三和第四输入输出布线403、404作为传输信号的输出布线时，在相当于输入布线的第一和第二输入输出布线303、304之间，信号的泄漏较小。因此，如图12所示，能够将分别与设置有第一和第二输入输出布线303、304的第一和第二共振布线301、302连接的接地部一体化而作为背面接地部205，并且使第一共振布线301和第二共振布线302 相互一体化，从而得到共振布线部300A。通过采用这种结构，能够更低损耗地进行信号的绝缘传输。此外，共振布线部300A和背面接地部205可以用第二连接部204连接，也可以用第一连接部203和第二连接部204的双方进行连接。
此外，在将传输信号从第一和第二输入输出布线303、304输出的结构下，将分别与第三和第四共振布线401、402连接的罩接地部501、502一体化，并且使第三共振布线401和第四共振布线402相互一体化，从而得到共振布线部400A。此外，一体化的罩接地部和共振布线部400A通过第三连接部503连接。此外，共振布线部400A和一体化的罩接地部也可以用第四连接部504进行连接，也可以用第三连接部503和第四连接部504双方进行连接。
＜变形例2＞
图12示出了本变形例的电磁共振耦合器的分解立体图。此外，为了便于说明而在图12中省略了电介质层111～113的图示。
本变形例所示的电磁共振耦合器103与图1～图3所示的电磁共振耦合器100区别在于，围绕第一和第二共振布线301、302设置的第一共面接地部307(第一接地布线)与背面接地部201、202分别经由第五连接部206、 206···进行连接。此外，区别在于：围绕第三和第四共振布线401、402 设置的第三共面接地部407(第二接地布线)与罩接地部501、502分别经由第六连接部506、506···进行连接。
第一共面接地部307与第一和第二共振布线301、302彼此分离。第三共面接地部407与第三和第四共振布线401、402彼此分离。另外，第一共面接地部307的电位和背面接地部201、202的电位均为第一传输线路300 中的基准电位(地电位)。同样地，第三共面接地部407的电位和罩接地部 501、502的电位均为第二传输线路400中的基准电位(地电位)。
根据本变形例的结构，通过将第一共面接地部307和背面接地部201、 202经由第五连接部206、206···连接，从而第一共面接地部307的电位稳定。由此，对于第一和第二共振布线301、302提高对干扰电磁波等的屏蔽效应。同样地，通过将第三共面接地部407和罩接地部501、502经由第六连接部506、506···连接，从而第三共面接地部407的电位稳定。由此，对于第三和第四共振布线401、402提高对干扰电磁波等的屏蔽效应。另外，在电磁共振耦合器100中，在连接部203、204、503、504的附近电磁场集中的程度最大，但是由于与它们连接并且作为基准电位面的背面接地部201和202、罩接地部501和502彼此至少在同一平面上分离，因此不会发生信号的泄漏。
＜变形例3＞
图13示出了本变形例的电磁共振耦合器的平面图，图14示出了图13 所示的电磁共振耦合器的各层的布线结构的平面图。此外，为了便于说明，在图13、14中省略了电介质层111～113的图示。并且，在图13中，省略了背面接地部201、202、207和罩接地部501、502、505的图示。
图13所示的电磁共振耦合器104，是图7所示的栅极驱动电路1000 内的电磁共振耦合器20和电磁共振耦合器100设置于相同基板(电介质层) 的结构。电磁共振耦合器20具有在电介质层112(第一电介质层)的背面设置的位于最下层的背面接地部207、在表面设置的位于第一层的共振布线 21及共面接地部23、以及将电介质层112(第一电介质层)贯通而将背面接地部207和共振布线21连接的连接部208。另外，电磁共振耦合器20 具有在电介质层113(第二电介质层)的表面设置的位于最上层的罩接地部 505、在背面设置的位于第二层的共振布线22和共面接地部24、以及将电介质层113(第二电介质层)贯通而将罩接地部505和共振布线22连接的连接部507。电磁共振耦合器100的布线结构与图12所示的结构相同，电磁共振耦合器20、100都是在X方向左侧统一配置输入端子(输入布线) 并在X方向右侧统一配置输出端子(输出布线)。这样，信号在输入端子(输入布线)和输出端子(输出布线)之间可靠地分离。另外，电磁共振耦合器20的背面接地部207与电磁共振耦合器100的背面接地部202彼此连接而一体化。例如，在向第二输入输出布线304输入的信号的电力小的情况下，大致能够忽略在输入侧向电磁共振耦合器20的信号泄漏，所以能够如上述那样将背面接地部共通化。另外，可以是，背面接地部207和背面接地部202彼此分离。
根据本变形例，通过将电磁共振耦合器100和电磁共振耦合器20设置于相同的基板，能够抑制各端子间的信号泄漏并实现电磁共振耦合器的小型化，并且，关于传输信号，可获得良好的输入输出特性。
＜变形例4＞
图15示出本变形例的电磁共振耦合器的电路框图的一例，图16示出另一例。
如图15所示，罩接地部501(第三接地部)、502(第四接地部)可以设置于电介质层112(第一电介质层)的背面。该情况下，第三和第四连接部503、504将电介质层111、112贯通而分别与罩接地部501、502连接。另外，在电介质层112(第一电介质层)的背面，背面接地部201、202和罩接地部501、502这四方彼此分离。但是，例如，在如图11所示那样连接了共振布线301、302的情况下，可以将背面接地部201、202彼此连接而成为图11所示的背面接地部205。与相当于输出侧的输入输出布线连接的接地部彼此分离即可。另外，背面接地部201、202和罩接地部501、502 这四方可以设置于电介质层113(第二电介质层)的表面。该情况下，第一和第二连接部203、204将电介质层111、113贯通而分别与背面接地部201、 202连接。该情况下，例如也可以使背面接地部201、202彼此连接而成为图11所示的背面接地部205。
另外，可以如图16所示，在电介质层112(第一电介质层)内作为布线层而设置第0层，将背面接地部202配置于该第0层。同样地，可以将背面接地部201配置于该第0层。另外，虽然没有图示，但可以在电介质层113(第二电介质层)内作为布线层而设置第三层，并将罩接地部501、 502的至少任一方配置于该第三层。
此外，以上仅为一例，背面接地部201、202和罩接地部501、502这四方配置于电介质层112(第一电介质层)或电介质层113(第二电介质层) 的任一方即可，与在第一和第二传输线路300、400中的至少一方中设置的两个共振布线分别连接的接地部彼此分离即可。
(实施方式2)
上述的实施方式1的电磁共振耦合器不仅适用于绝缘型的栅极驱动装置，而且能够适用于能够以非接触的方式将多个信号独立地传输的信号传输装置全体。图17示出本实施方式的信号传输装置的功能框图。
信号发送部2100将多个独立的信号向信号传输部2200发送。信号传输部2200在内部例如包含实施方式1所示的电磁共振耦合器100，将从信号发送部2100发送的信号向信号接收部2200绝缘传输。信号接收部2200 接收从信号传输部2200绝缘传输的信号。
根据本实施方式，能够抑制电磁共振耦合器100内的端子间的信号泄漏，因此能够不降低所传输的信号的品质地进行良好的信号传输。此外，信号传输部2200中包含的电磁共振耦合器并不限定于实施方式1所示的电磁共振耦合器100，例如也可以是变形例1、2所示的电磁共振耦合器102、 103或者实施方式2所示的电磁共振耦合器104。另外，从信号发送部2100 发送的多个信号可以同时发送，也可以在不同时刻发送。
(其它实施方式)
如以上那样，作为本申请中公开的技术的例示，对实施方式进行了说明。但是本发明并不限定于此，也能够适用于适当地进行了变更、置换、添加、省略等的实施方式。另外，也可以对上述实施方式中说明的各构成要素进行组合而成为新的实施方式。
例如，在包含变形例在内的上述实施方式1、2中说明的电路结构是一个例子。也可以采用能够实现在上述实施方式1、2中说明的功能的其它电路结构。例如，在能够实现与上述电路结构同样的功能的范围内，对某个元件串联或并联地连接开关元件(晶体管)、电阻元件、或者电容元件等元件而得到的形态也包含于本发明。换言之，上述实施方式中的“连接”并不限定于直接连接两个端子(结点)的情况，包括在能够实现相同功能的范围内经由元件连接该两个端子(结点)的情况。
以上，基于实施方式对一个或多个形态的电磁共振耦合器和传输装置进行了说明，但是本发明并不限定于该实施方式。在不脱离本发明主旨的范围内，将本领域技术人员想到的各种变形对本实施方式进行实施、或者对不同实施方式中的构成要素进行组合而得到的方式也包含于一个或者多个形态的范围内。
本发明的电磁共振耦合器，端子间的信号分离特性良好，例如能够适用于电动机的驱动电路等中采用的绝缘栅极驱动电路。
符号说明
1 功率半导体器件(半导体开关元件)
2 负载
3 信号发生器
10 高频振荡电路
20 电磁共振耦合器
30 调制电路
40a～40c 整流电路
50 电容器
60 半桥电路(输出电路)
61 晶体管(第一开关元件)
62 晶体管(第二开关元件)
100、102、103、104 电磁共振耦合器
111 电介质层
112 电介质层(第一电介质层)
113 电介质层(第二电介质层)
201 背面接地部(第一接地部)
202 背面接地部(第二接地部)
203 第一连接部
204 第二连接部
205 背面接地部(第五接地部)
206 第五连接部
300 第一传输线路
301 第一共振布线
301c 开放部(第一开放部)
302 第二共振布线
302c 开放部(第二开放部)
303 第一输入输出布线(输入输出端子)
304 第二输入输出布线(输入输出端子)
307 第一共面接地部(第一接地布线)
400 第二传输线路
401 第三共振布线
401c 开放部(第三开放部)
402 第四共振布线
402c 开放部(第四开放部)
403 第三输入输出布线(输入输出端子)
404 第四输入输出布线(输入输出端子)
407 第三共面接地部(第二接地布线)
501 罩接地部(第三接地部)
502 罩接地部(第四接地部)
503 第三连接部
504 第四连接部
506 第六连接部
1000 栅极驱动电路
2000 信号传输装置

Claims (10)

1.一种电磁共振耦合器，在多个传输线路间将多个信号独立地传输，其特征在于，
至少具备：第一传输线路、第二传输线路、在表面设置有所述第一传输线路的第一电介质层、以及在背面设置有所述第二传输线路并且在该第一电介质层的上方且与该第一电介质层分开地设置的第二电介质层，
所述第一传输线路具有：具有第一开放部的环绕形状的第一共振布线、具有第二开放部的环绕形状的第二共振布线、从所述第一共振布线延伸的第一输入输出布线、以及从所述第二共振布线延伸的第二输入输出布线，
所述第一共振布线和所述第二共振布线在所述第一电介质层的表面相互分开地设置，
所述第二传输线路具有：具有第三开放部的环绕形状的第三共振布线、具有第四开放部的环绕形状的第四共振布线、从所述第三共振布线延伸的第三输入输出布线、以及从所述第四共振布线延伸的第四输入输出布线，
所述第三共振布线和所述第四共振布线在所述第二电介质层的背面相互分开地设置，
所述第一共振布线和所述第三共振布线以在平面视图中重合的方式配置，所述第二共振布线和所述第四共振布线以在平面视图中重合的方式配置，
设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第三接地部经由第三连接部而与所述第三共振布线连接，
设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第四接地部经由第四连接部而与所述第四共振布线连接，
该第三接地部与该第四接地部相互分离。
2.根据权利要求1所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第一接地部经由第一连接部而与所述第一共振布线连接，
设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第二接地部经由第二连接部而与所述第二共振布线连接，
该第一接地部与该第二接地部相互分离。
3.根据权利要求1所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
经由设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第一连接部及第二连接部的至少一方，将在所述第一电介质层的表面相互连接的所述第一共振布线及所述第二共振布线、与设置于所述第一电介质层或所述第二电介质层中的任一方的第五接地部进行了连接。
4.根据权利要求2或3所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
所述第一连接部至第四连接部分别与所述第一共振布线至第四共振布线的一端连接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
所述第一共振布线和所述第三共振布线的轮廓在平面视图中大致一致，
所述第二共振布线和所述第四共振布线的轮廓在平面视图中大致一致。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
围绕所述第一共振布线和第二共振布线的轮廓而在所述第一电介质层的表面设置有第一接地布线，
围绕所述第三共振布线和第四共振布线的轮廓而在所述第二电介质层的背面设置有第二接地布线。
7.根据权利要求6所述的电磁共振耦合器，其特征在于，
所述第一接地布线经由第五连接部而与第一接地部和第二接地部的至少一方连接，
所述第二接地布线经由第六连接部而与第三接地部和第四接地部的至少一方连接。
8.一种栅极驱动电路，是对半导体开关元件进行驱动的绝缘型的栅极驱动电路，其特征在于，
具备：
调制电路，生成根据输入信号对高频信号进行了调制的第一被调制信号、和根据与所述输入信号不同的其他输入信号对所述高频信号进行了调制的第二被调制信号；
第一电磁共振耦合器，对所述高频信号及所述第一被调制信号进行绝缘传输；
第二电磁共振耦合器，对所述第二被调制信号进行绝缘传输；
第一整流电路，对由所述第一电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述第一被调制信号进行整流从而生成第一信号；
第二整流电路，对由所述第二电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述第二被调制信号进行整流从而生成第二信号；
第三整流电路，对由所述第一电磁共振耦合器进行了绝缘传输的所述高频信号进行整流从而生成充电用电压；
电容器，对应于所述充电用电压而被充电；以及
输出电路，根据所述第一信号及所述第二信号的至少一方，选择是否将被充电到所述电容器中的电荷向所述半导体开关元件的栅极端子供给，
所述第一电磁共振耦合器是权利要求1～7中任一项所述的电磁共振耦合器。
9.根据权利要求8所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述输出电路是在高侧配置有第一开关元件并在低侧配置有与该第一开关元件串联连接的第二开关元件的半桥电路，
所述第一整流电路与所述第二开关元件的控制端子连接，
所述第二整流电路与所述第一开关元件的控制端子连接。
10.一种信号传输装置，其特征在于，
具备：
信号发送部，发送多个信号；
信号传输部，将该多个信号分别独立地传输；以及
信号接收部，接收被独立地传输的所述多个信号，
所述信号传输部包含权利要求1～7中任一项所述的电磁共振耦合器。
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