DE112016002572T5 - Signalübertragungsschaltung und energiewandlereinrichtung - Google Patents

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Kenichi Morokuma
Jun TOMISAWA
Tetsuya Uchida
Shoichi Orita
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Abstract

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Signalübertragungsschaltung anzugeben, die ein externes Ausgangssignal ausgibt, das ein externes Eingangssignal präzise widerspiegelt. Eine erste Schaltung (100) gemäß der vorliegenden Erfindung gibt Übertragungssignale (VS, VR) aus, die sich zwischen "H" und "L" in einer Periode eines Oszillationssignals (CLK) zusätzlich zu einer Übergangszeit eines Eingangssignals ändern (XIN), wenn es sich zwischen "H" oder "L" ändert. Die Steuerungs-Schutzelemente (23S, 23R) invalidieren induzierte Spannungssignale (RX1, RX2), die von den Transformatoren (10, 20) für erste und zweite Maskenperioden in Reaktion auf die Übertragungssignale (VS, VR) erhalten werden. Pufferschaltungen (24S, 24R) und Schmitt-Schaltungen (25S, 25R) erzeugen ein Signal (VS2) und ein Signal (VR2), die jeweils für eine relativ lange Periode, auf der Grundlage von "H" der induzierten Spannungssignale (RX1, RX2), "H" anzeigen. Eine Steuerschaltung (26) invalidiert das Signal (VS2) und das Signal (VR2), wenn sowohl das Signal (VS2) als auch das Signal (VR2) "H" anzeigen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalübertragungsschaltung, die ein Signal über einen Transformator überträgt und eine Energiewandlereinrichtung, die die Signalübertragungsschaltung aufweist.
  • Stand der Technik
  • Zum Beispiel weist bei einem Inverter, der einen Dreiphasenwechselstrommotor ansteuert, eine herkömmliche Signalübertragungsschaltung, die in einer Treiberschaltungsvorrichtung für ein Leistungshalbleiter-Schaltelement in dem Inverter verwendet wird, die folgende Anordnung auf.
  • Die herkömmliche Signalübertragungsschaltung überträgt erste und zweite Eingangssignale mit unterschiedlichen Signalgeschwindigkeiten, während sie elektrisch isoliert werden. Ferner weist sie eine Impulserzeugungseinheit, erste und zweite Übertragungseinheiten, eine Zwischenspeicherschaltung und eine Oszillationsbestimmungsschaltung auf. Die ersten und zweiten Übertragungseinheiten übertragen erste und zweite Impulssignale, die von der Impulserzeugungseinheit gemäß den Logikzuständen der ersten und zweiten Eingangssignale erzeugt werden, an die Zwischenspeicherschaltung und die Oszillationsbestimmungsschaltung, während die Signale elektrisch isoliert werden
  • Die Zwischenspeicherschaltung erhält ein erstes Wiederherstellungs-Ausgangssignal durch Wiederherstellen des ersten Eingangssignals in Abhängigkeit von ansteigenden Flanken der ersten und der zweiten Impulssignale. Die Oszillationsbestimmungsschaltung erhält ein zweites Wiederherstellungs-Ausgangssignal durch Wiederherstellen des zweiten Eingangssignals auf der Grundlage der Oszillationszustände der ersten und zweiten Impulssignale. Eine Signalübertragungsschaltung mit einer solchen Anordnung ist beispielsweise in dem Patentdokument 1 offenbart.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur
    • Dokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2014-7502 A
  • Zusammenfassung
  • Aufgabe der Erfindung
  • Wenn bei der obigen Anordnung bei einer herkömmlichen Signalübertragungsschaltung die EIN-Impulsbreite (aktiver Pegel) des ersten Eingangssignals kürzer als die Steuerzeiten der ersten und zweiten Impulssignale ist, die von der Impulserzeugungseinheit erzeugt werden, kann eine Zeitperiode auftreten, für die sowohl die ersten als auch die zweiten Impulssignale in den EIN-Zustand gesetzt sind. Wenn die obige Zeitperiode auftritt, werden beide Eingangssignale an die Zwischenspeicherschaltung in den EIN-Zustand versetzt.
  • In diesem Zustand kommen die Ausgangssignale von der Zwischenspeicherschaltung, das heißt die ersten und zweiten Wiederherstellungs-Ausgangssignale, in einen instabilen Zustand, in dem sich ihre Inhalte abhängig davon ändern, ob eines der Eingangssignale (erste und zweite Impulssignale) an die Zwischenspeicherschaltung früher ausgeführt wird. Dies führt zu einer Fehlfunktion. Alternativ tritt eine Verzögerungszeit auf, bis eines der ersten und zweiten Impulssignale in den AUS-Zustand gelangt (inaktiver Pegel).
  • Wie oben beschrieben, tritt bei der herkömmlichen Signalübertragungsschaltung das Problem auf, dass sie nicht in der Lage ist, externe Ausgangssignale (erste und zweite Wiederherstellungs-Ausgangssignale) auszugeben, die externe Eingangssignale (erste und zweite Eingangssignale) präzise widerspiegeln.
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzopüiert, um das obige Problem zu lösen, und hat die Aufgabe, eine Signalübertragungsschaltung anzugeben, die externe Ausgangssignale ausgibt, welche externe Eingangssignale präzise widerspiegeln, und eine Energiewandlereinrichtung anzugeben, welche die Signalübertragungsschaltung aufweist.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Eine Signalübertragungsschaltung gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
    eine erste Schaltung, die konfiguriert ist, um erste und zweite Übertragungssignale auf der Grundlage eines externen Eingangssignals auszugeben;
    erste und zweite Transformatoren, die konfiguriert sind, die ersten und zweiten Übertragungssignale auf einer Primärseite zu empfangen und erste und zweite Transformatorausgangssignale auf einer Sekundärseite zu erhalten; und
    eine zweite Schaltung, die konfiguriert ist, ein externes Ausgangssignal auf der Basis der ersten und zweiten Transformatorausgangssignale zu erzeugen, in denen das externe Eingangssignal erste und zweite Logikpegel aufweist, sich zu einer ersten Übergangszeit von dem zweiten Logikpegel zu dem ersten Logikpegel ändert und sich zu einer zweiten Übergangszeit von dem ersten Logikpegel zu dem zweiten Logikpegel ändert, wobei die erste Schaltung die ersten und zweiten Übertragungssignale derart ausgibt, dass sich das erste Übertragungssignal zwischen den ersten und zweiten Logikpegeln in einer ersten Periode ändert, wenn das externe Eingangssignal auf dem ersten Logikpegel ist, dass es ferner auf den zweiten Logikpegel festgelegt ist, wenn das externe Eingangssignal auf dem zweiten Logikpegel ist, und bei der ersten Übergangszeit des externen Eingangssignals für eine vorbestimmte Periode auf den ersten Logikpegel gesetzt ist, und wobei die erste Schaltung die ersten und zweiten Übertragungssignale derart ausgibt, dass sich das zweite Übertragungssignal zwischen den ersten und zweiten Logikpegeln in einer zweiten Periode ändert, wenn das externe Eingangssignal auf dem zweiten Logikpegel ist, dass es ferner auf den zweiten Logikpegel festgelegt ist, wenn das externe Eingangssignal auf dem ersten Logikpegel ist, und auf den ersten Logikpegel für eine vorbestimmte Periode bei der zweiten Übergangszeit des externe Eingangssignals gesetzt ist.
  • Ferner weist die zweite Schaltung Folgendes auf:
    erste und zweite Steuerungs-Schutzeinrichtungen, die konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Transformatorausgangssignale für erste und zweite Maskenperioden auf der Grundlage des ersten oder zweiten Logikpegels des externen Ausgangssignals zu invalidieren;
    eine erste Signalformungsschaltung, die konfiguriert ist, das erste Transformatorausgangssignal über die erste Steuerungs-Schutzeinrichtung zu empfangen und ein erstes Logik-Setz-Signal zu erzeugen, das einen aktiven Pegel für eine erste Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das erste Transformatorausgangssignal einen aktiven Pegel anzeigt;
    eine zweite Signalformungsschaltung, die konfiguriert ist, das zweite Transformatorausgangssignal über die zweite Steuerungs-Schutzeinrichtung zu empfangen und ein zweites Logik-Setz-Signal zu erzeugen, das einen aktiven Pegel für eine zweite Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das zweite Transformatorausgangssignal einen aktiven Pegel anzeigt;
    eine Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale zu empfangen und die Anzeige eines aktiven Pegels durch die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale zu invalidieren, wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Logik-Setz-Signale einen aktiven Pegel anzeigen; und
    eine Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung, die konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale über die Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung zu empfangen und das externe Ausgangssignal zu erzeugen, das auf den einen Logikpegel der ersten und zweiten Logikpegel gesetzt ist, wenn das erste Logik-Setz-Signal einen aktiven Pegel anzeigt und das auf den anderen Logikpegel gesetzt ist, wenn das zweite Logik-Setz-Signal einen aktiven Pegel anzeigt.
  • Wirkungen der Erfindung
  • In der Signalübertragungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gibt die erste Schaltung die ersten und zweiten Übertragungssignale aus, die sich zwischen den ersten und den zweiten Logikpegeln in den ersten und den zweiten Perioden zu dem Zeitpunkt ändern, wenn ein externes Eingangssignal an den ersten und zweiten Logikpegeln ist, zusätzlich zu den ersten und zweiten Übergangszeiten des externen Eingangssignals. Dies ermöglicht es der zweiten Schaltung, zuverlässig Änderungen des externen Eingangssignals von den zweiten und ersten Logikpegeln zu den ersten und zweiten Logikpegeln als die ersten und zweiten Transformatorausgangssignale zu detektieren.
  • Außerdem invalidieren die ersten und zweiten Steuerungs-Schutzeinrichtungen die ersten und zweiten Transformatorausgangssignale in den ersten und zweiten Maskenperioden auf der Grundlage des ersten oder zweiten Logikpegels eines externen Ausgangssignals. Dies ermöglicht es, die Zuverlässigkeit eines externen Ausgangssignals zu verbessern, das durch die Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung erzeugt wird, indem in der ersten Maskenperiode eine Periode eingestellt wird, in der es nicht notwendig ist, zu detektieren, ob sich das externe Eingangssignal auf den ersten Logikpegel geändert hat und auch eine Periode in der zweiten Maskenperiode einzustellen, in der es nicht notwendig ist zu detektieren, ob sich das externe Ausgangssignal auf den zweiten Logikpegel geändert hat.
  • Ferner erzeugen die ersten und zweiten Signalformungsschaltungen die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale, die einen aktiven Pegel für die ersten und zweiten Logik-Setz-Perioden anzeigen, die Perioden überschreiten, für die die ersten und zweiten Transformatorausgangssignale einen aktiven Pegel anzeigen. Dies ermöglicht es der Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung, ein externes Ausgangssignal zu erzeugen, das die Befehlsinhalte der ersten und zweiten Logik-Setz-Signale zuverlässig widerspiegelt.
  • Ferner invalidiert die Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale, wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Logik-Setz-Signale einen aktiven Pegel anzeigen. Dies ermöglicht es, zuverlässig eine Situation zu vermeiden, in der sowohl die ersten als auch die zweiten Logik-Setz-Signale auf einen aktiven Pegel gesetzt sind, wenn die Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung ein externes Ausgangssignal erzeugt, so dass die Zuverlässigkeit des externen Ausgangssignals verbessert wird.
  • Daher gibt die Signalübertragungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ein externes Ausgangssignal ab, das ein externes Eingangssignal präzise widerspiegelt. Dies ermöglicht es, eine Signalübertragung mit hoher Zuverlässigkeit durchzuführen.
  • Weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Figuren zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm, dass die Anordnung einer Signalübertragungsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung einer Energiewandlereinrichtung zeigt, die die Signalübertragungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform aufweist;
  • 3 ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei der Signalübertragungsverarbeitung durch die Signalübertragungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau einer Impulswandlerschaltung als eine Komponente einer ersten Schaltung der Signalübertragungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei einem Impulsumwandlungsvorgang mittels der in 4 dargestellten Impulswandlerschaltung zeigt;
  • 6 ein Schaltbild, das den internen Aufbau einer in 4 dargestellten Detektionsschaltung für eine ansteigende Flanke zeigt;
  • 7 eine Wellenform, die Wellenformen im Betrieb bei der Detektionsverarbeitung mittels der Detektionsschaltung für eine ansteigende Flanke zeigt, die im Detail in 6 dargestellt ist;
  • 8 ein Schaltbild, das den internen Aufbau einer in 4 dargestellten Detektionsschaltung für eine abfallende Flanke zeigt;
  • 9 ist ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei der Detektionsverarbeitung mittels der Detektionsschaltung für eine abfallende Flanke zeigt, die im Detail in 8 dargestellt ist;
  • 10 ein Schaltbild, das den internen Aufbau eines in 1 dargestellten Steuerungs-Schutzelements zeigt;
  • 11 ein Schaltbild, das den internen Aufbau einer in 1 dargestellten Steuerschaltung zeigt;
  • 12 ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb zeigt, die Einzelheiten der Steuerung betreffen, die von der Steuerschaltung durchgeführt wird, die in 11 im Detail dargestellt ist;
  • 13 ein Schaltbild, das den internen Aufbau einer in 4 dargestellten Pufferschaltung zeigt;
  • 14 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem ersten Aspekt in einer Energiewandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem zweiten Aspekt in der Energiewandlereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem dritten Aspekt in der Energiewandlereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem ersten Aspekt in einer Energiewandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem zweiten Aspekt in der Energiewandlereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem dritten Aspekt in der Energiewandlereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • Gesamtanordnung der Signalübertragungsschaltung 6
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung einer Signalübertragungsschaltung 6 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In jeder nachstehend beschriebenen Ausführungsform bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Bestandteile, und redundante Beschreibungen werden nach Bedarf weggelassen.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist die Signalübertragungsschaltung 6 durch eine erste Schaltung 100, einen Transformator 10 (erster Transformator), einen Transformator 20 (zweiter Transformator) und eine zweite Schaltung 200 gebildet.
  • Der Transformator 10 weist eine Spule 110 als eine Primärspule und eine Spule 210 als eine Sekundärspule auf. Der Transformator 20 weist eine Spule 120 als eine Primärspule und eine Spule 220 als eine Sekundärspule auf.
  • Die erste Schaltung 100 ist elektrisch mit der Spule 110 des Transformators 10 und der Spule 120 des Transformators 20 verbunden. Die zweite Schaltung 200 ist elektrisch mit der Spule 210 des Transformators 10 und der Spule 220 des Transformators 20 verbunden.
  • Die erste Schaltung 100 überträgt ein Eingangssignal XIN (externes Eingangssignal), das extern über einen Eingangsanschluss 101 empfangen wird, über den Transformator 10 und den Transformator 20 an die zweite Schaltung 200.
  • Die erste Schaltung 100 gibt ferner ein Ausgangssignal XOUT (externes Ausgangssignal) von einem Ausgangsanschluss 201 der zweiten Schaltung 200 nach außen ab, das auf den induzierten Spannungssignalen RX1 und RX2 von den Transformatoren 10 und 20 basiert.
  • Dementsprechend führt die Signalübertragungsschaltung 6 die Signalübertragungsverarbeitung beim Empfangen des Eingangssignals XIN und des Ausgebens des Ausgangssignals XOUT durch, das die Signalinhalte des Eingangssignals XIN nach außen widerspiegelt. Das heißt, das Ausgangssignal XOUT ist ein Signal, das dem Eingangssignal XIN entspricht.
  • Der Zusammenhang der Verbindung zwischen dem Transformator 10 und der ersten und zweiten Schaltung 100 und 200 wird nachstehend beschrieben. Das erste Ende der Spule 110 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss (für ein Übertragungssignal VS) der ersten Schaltung 100 verbunden. Die erste Schaltung 100 setzt das zweite Ende der Spule 110 auf ein Referenzpotential VSS1. Das erste Ende der Spule 210 ist mit dem ersten Eingangsanschluss (für das induzierte Spannungssignal RX1) der zweiten Schaltung 200 verbunden. Die zweite Schaltung 200 setzt das zweite Ende der Spule 210 auf ein Referenzpotential VSS2.
  • Der Zusammenhang der Verbindung zwischen dem Transformator 20 und der ersten und zweiten Schaltung 100 und 200 wird beschrieben. Das erste Ende der Spule 120 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss (für ein Übertragungssignal VR) der ersten Schaltung 100 verbunden. Das zweite Ende der Spule 120 ist auf das Referenzpotential VSS1 der ersten Schaltung 100 gesetzt. Das erste Ende der Spule 220 ist mit dem zweiten Eingangsanschluss (für das induzierte Spannungssignal RX2) der zweiten Schaltung 200 verbunden. Die zweite Schaltung 200 setzt das zweite Ende der Spule 220 auf das Referenzpotential VSS2.
  • Die erste Schaltung 100 weist eine Impulswandlerschaltung 102 als eine Hauptkomponente auf. Die Impulswandlerschaltung 102 gibt das Übertragungssignal VS (erstes Übertragungssignal) und das Übertragungssignal VR (zweites Übertragungssignal), das auf der Grundlage des über den Eingangs-anschluss 101 empfangenen Eingangssignals XIN erhalten wird, an das erste Ende der Spule 110 und das erste Ende der Spule 120 aus, die jeweils mit den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen verbunden sind.
  • Obwohl später nochmals detailliert beschrieben, verwendet die Impulswandlerschaltung 102 ein erstes Taktsignal, das als ein UND-Ergebnis zwischen dem Eingangssignal XIN und einem Oszillationssignal von einem Oszillator erhalten wird, um als Übertragungssignal VS ein erstes Impulssignal an das erste Ende der Spule 110 auszugeben, das als ein ODER-Ergebnis zwischen dem Signal, welches durch Detektieren einer ansteigenden Flanke des Eingangssignals XIN erhalten wird, und dem ersten Taktsignal erhalten wird.
  • Ferner verwendet die Impulswandlerschaltung 102 ein zweites Taktsignal, das als ein UND-Ergebnis zwischen dem durch Invertieren des Eingangssignals XIN erhaltenen Signal und einem Oszillationssignal von dem Oszillator erhalten wird, um als Übertragungssignal VR ein zweites Impulssignal an das erste Ende der Spule 120 auszugeben, das als ein ODER-Ergebnis zwischen dem Signal, welches durch Detektieren einer abfallenden Flanke des Eingangssignals XIN erhalten wird, und dem zweiten Taktsignal erhalten wird.
  • Dementsprechend empfängt der Transformator 10 auf der Primärseite das Übertragungssignal VS (erstes Übertragungssignal) an dem ersten Ausgangsanschluss der ersten Schaltung 100 und erhält auf der Sekundärseite das induzierte Spannungssignal RX1 (erstes Transformatorausgangssignal) an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten Schaltung 200.
  • In gleicher Weise empfängt der Transformator 20 auf der Primärseite das Übertragungssignal VR (zweites Übertragungssignal) an dem zweiten Ausgangsanschluss der ersten Schaltung 100 und erhält auf der Sekundärseite das induzierte Spannungssignal RX2 (zweites Transformatorausgangssignal) an dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten Schaltung 200.
  • Die zweite Schaltung 200 ist mittels Steuerungs-Schutzelementen 23S und 23R, Pufferschaltungen 24S und 24R, Schmitt-Schaltungen 25S und 25R, einer Steuerschaltung 26 und einer Zwischenspeicherschaltung 27 gebildet. Die ersten und zweiten Eingangsanschlüsse der zweiten Schaltung 200 sind jeweils mit dem ersten Ende der Spule 210 des Transformators 10 und dem ersten Ende der Spule 220 des Transformators 20 verbunden.
  • Das Steuerungs-Schutzelement 23S weist einen Eingangsbereich IN, einen Ausgangsbereich OUT und einen Steuereingangsbereich SW auf. Der Eingangsbereich IN empfängt das induzierte Spannungssignal RX1 von dem ersten Eingangsanschluss der zweiten Schaltung 200. Der Steuereingangsbereich SW empfängt das Ausgangssignal XOUT von der Zwischenspeicherschaltung 27 als ein Steuersignal VSM.
  • Das Steuerungs-Schutzelement 23S gibt das induzierte Spannungssignal RX1 von dem Ausgangsbereich OUT ohne irgendeine Änderung in einer Periode außer einer ersten Maskenperiode ab, für die das Steuersignal VSM "H" anzeigt. Es ist jedoch festzuhalten, dass das Steuerungs-Schutzelement 23S zwangsweise das induzierte Spannungssignal RX1 in der ersten Maskenperiode invalidiert und der Ausgangsbereich OUT auf "L" festgelegt ist.
  • Gleichermaßen weist das Steuerungs-Schutzelement 23R einen Eingangsbereich IN, einen Ausgangsbereich OUT und einen Steuereingangsbereich SW auf. Der Eingangsbereich IN empfängt das induzierte Spannungssignal RX2 von dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten Schaltung 200. Der Steuereingangsbereich SW empfängt ein invertiertes Ausgangssignal XOUT von der Zwischenspeicherschaltung 27 als ein Steuersignal VRM.
  • Das Steuerungs-Schutzelement 23R gibt das induzierte Spannungssignal RX2 von dem Ausgangsbereich OUT ohne irgendeine Änderung in einer Periode außer einer zweiten Maskenperiode aus, für die das Steuersignal VRM "H" anzeigt. Es ist jedoch zu festzuhalten, dass das Steuerungs-Schutzelement 23R zwangsweise das induzierte Spannungssignal RX2 in der zweiten Maskenperiode invalidiert und der Ausgangsbereich OUT auf "L" festgelegt ist.
  • Auf diese Weise invalidieren die Steuerungs-Schutzelemente 23S und 23R die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 (erste und zweite Transformatorausgangssignale) in den ersten und zweiten Maskenperioden.
  • Die Pufferschaltung 24S erhält ein Signal VS1 durch Invertieren und Verstärken des induzierten Spannungssignals RX1, das über das Steuerungs-Schutzelement 23S erhalten wird. Die Schmitt-Schaltung 25S erhält ein Signal VS2 durch Formen der Wellenform des Signals VS1. Aufgrund des Erhaltens eines invertierten Signals des Signals VS1 als das Signal VS2 ist die obige Verarbeitung des Formens der Wellenform gleich der Verarbeitung des Erzeugens des Signals VS2 (erstes Logik-Setz-Signal), das "H" (aktiver Pegel) für eine Periode (erste Logik-Setz-Periode) anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das Signal VS1 "L" (aktiver Pegel) anzeigt.
  • Die Pufferschaltung 24R erhält ein Signal VR1 durch Invertieren und Verstärken des induzierten Spannungssignals RX2, das über das Steuerungs-Schutzelement 23R erhalten wird. Die Schmitt-Schaltung 25R erhält ein Signal VR2 durch Formen der Wellenform des Signals VR1. Aufgrund des Erhaltens eines invertierten Signals des Signals VR1 als das Signal VR2 ist die obige Verarbeitung des Formens der Wellenform gleich der Verarbeitung des Erzeugens des Signals VR2 (zweites Logik-Setz-Signal), das "H" (aktiver Pegel) für eine Periode (zweite Logik-Setz-Periode) anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das Signal VR1 "L" (aktiver Pegel) anzeigt.
  • Dementsprechend fungieren die Pufferschaltung 24S und die Schmitt- Schaltung 25S als eine erste Signalformungsschaltung. Die erste Signalformungsschaltung empfängt das induzierte Spannungssignal RX1 (erstes Transformatorausgangssignal) über das Steuerungs-Schutzelement 23S (erste Steuerungs-Schutzeinrichtung). Wenn das induzierte Spannungssignal RX1 nicht durch das Steuerungs-Schutzelement 23S invalidiert wird, erzeugt die Schaltung das Signal VS2 (erstes Logik-Setz-Signal), das "H" (aktiver Pegel) für die erste Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das induzierte Spannungssignal RX1 "H" (aktiver Pegel) anzeigt.
  • Gleichermaßen fungieren die Pufferschaltung 24R und die Schmitt-Schaltung 25R als eine zweite Signalformungsschaltung. Die zweite Signalformungsschaltung empfängt das induzierte Spannungssignal RX2 (zweites Transformatorausgangssignal) über das Steuerungs-Schutzelement 23R (zweite Steuerungs-Schutzeinrichtung). Wenn das induzierte Spannungssignal RX2 nicht durch das Steuerungs-Schutzelement 23R invalidiert wird, erzeugt die Schaltung das Signal VR2 (zweites Logik-Setz-Signal), das "H" (aktiver Pegel) für die zweite Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das induzierte Spannungssignal RX2 "H" (aktiver Pegel) anzeigt.
  • Die Steuerschaltung 26 empfängt die Signale VS2 und VR2 (erste und zweite Logik-Setz-Signale). Wenn beide Signale VS2 und VR2 "H" (aktiver Pegel) anzeigen, invalidiert die Steuerschaltung 26 "H" der Signale VS2 und VR2 und gibt "L" -Signale VS3 und VR3 aus.
  • Wenn im Gegensatz dazu mindestens eines der Signale VS2 und VR2 auf "L" gesetzt ist, gibt die Steuerschaltung 26 die Signale VS2 und VR2 als die Signale VS3 und VR3 ohne irgendeine Änderung an einen Setz-Eingangsbereich S und einen Rücksetz-Eingangsbereich R der Zwischenspeicherschaltung 27 ab.
  • Die Zwischenspeicherschaltung 27 als eine Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung empfängt die Signale VS3 und VR3 über die Steuerschaltung 26 (Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung). In diesem Fall, wenn die Steuerschaltung 26 keine Invalidierungssverarbeitung in Bezug auf die Signale VS2 und VR2 durchgeführt hat, werden die Signale VS3 und VR3 zu den Signalen VS2 und VR2 (erste und zweite Logik-Setz-Signale).
  • Dementsprechend empfängt die Zwischenspeicherschaltung 27 die Signale VS3 und VR3. Wenn das Signal VS3 (= VS2) "H" (aktiver Pegel) anzeigt, wird die Zwischenspeicherschaltung 27 auf "H" gesetzt (einer der Logikpegel "H" und "L"). Wenn das Signal VR3 (= VR2) "H" (aktiver Pegel) anzeigt, wird die Zwischenspeicherschaltung 27 auf "L" gesetzt (der andere der Logikpegel "H" und "L"). Die Zwischenspeicherschaltung 27 erzeugt das Ausgangssignal XOUT (externes Ausgangssignal) und gibt es von einem Ausgangsbereich Q aus. Ferner gibt die Zwischenspeicherschaltung 27 das invertierte Ausgangssignal XOUT als ein invertiertes Signal des Ausgangssignals XOUT zusammen mit dem Ausgangssignal XOUT von einem invertierenden Ausgangsbereich QB aus.
  • Energiewandlereinrichtung 60 einschließlich Signalübertragungsschaltung 6
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung der Energiewandlereinrichtung 60 einschließlich der Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Wie in 2 gezeigt ist, wird die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, um ein Steuersignal S4 zum Ausführen einer Treibersteuerung eines Leistungshalbleiter-Schaltelements 2 (Leistungshalbleiter-Schaltelement), wie etwa eines IGBT, in der Energiewandlereinrichtung 60, zu übertragen.
  • Das heißt, die Energiewandlereinrichtung 60, die zum Steuern eines Motors 1 vorgesehen ist, der in einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug oder dgl. verwendet wird, weist folgende Komponenten auf: das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, eine Treibereinheit 3 als eine Treiberschaltung, die das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 ansteuert, eine Steuerung 4, die ein Steuersignal S4 für die Treibereinheit 3 erzeugt, um die Treibereinheit 3 zu veranlassen, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 anzusteuern, und die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform, die das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 als das Eingangssignal XIN empfängt und es als Ausgangssignal XOUT an die Treibereinheit 3 überträgt.
  • Die Signalübertragungsschaltung 6 ist zwischen der Steuerung 4 und der Treibereinheit 3 angeordnet. Dies ermöglicht es der Signalübertragungsschaltung 6, das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 als das Eingangssignal XIN zu empfangen, das Ausgangssignal XOUT entsprechend dem Steuersignal S4 zu erzeugen, und es an die Treibereinheit 3 auszugeben, während die Steuerung 4 von Vorrichtungen isoliert wird, die durch hohe Spannungen gesteuert werden sollen, wie beispielsweise die Treibereinheit 3, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 und der Motor 1.
  • Signalübertragungsverarbeitung mittels der Signalübertragungsschaltung 6
  • 3 zeigt ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei der Signalübertragungsverarbeitung mittels der Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 zeigt die Wellenformen im Betrieb des Eingangssignals XIN, das in die Signalübertragungsschaltung 6 eingegeben wird, eines Oszillationssignals CLK in der ersten Schaltung 100, des Übertragungssignals VS, welches das erste Impulssignal ist, das von der ersten Schaltung 100 an das erste Ende der Spule 110 übertragen wird, und des Übertragungssignals VR, welches das zweite Impulssignal ist, das von der ersten Schaltung 100 an das erste Ende der Spule 120 übertragen wird. Diese Signale sind diejenigen, die der ersten Schaltung 100, einschließlich der Impulswandlerschaltung 102 zugeordnet sind.
  • Ferner zeigt 3 die Wellenformen im Betrieb des induzierten Spannungssignals RX1, das am ersten Ende der Spule 210 erzeugt und von der zweiten Schaltung 200 empfangen wird, des induzierten Spannungssignals RX2, das am ersten Ende der Spule 220 erzeugt und von der zweite Schaltung 200 empfangen wird, des Signals VS1, das ein Ausgangssignal von der Pufferschaltung 24S ist, des Signals VR1, das ein Ausgangssignal von der Pufferschaltung 24R ist, des Signals VS2, das ein Ausgangssignal von der Schmitt-Schaltung 25S ist, und des Signals VR2, das ein Ausgangssignal von der Schmitt-Schaltung 25R ist.
  • Ferner zeigt 3 die Wellenformen im Betrieb des Signals VS3, das ein Eingangssignal für den Setz-Eingangsbereich S der Zwischenspeicherschaltung 27 ist, des Signals VR3, das ein Eingangssignal für den Rücksetz-Eingangsbereich R der Zwischenspeicherschaltung 27 ist, des Ausgangssignals XOUT (= Steuersignal VSM) von der Signalübertragungsschaltung 6, das ein Ausgangssignal von einem (nicht invertierenden) Ausgangsbereich Q der Zwischenspeicherschaltung 27 ist, und des invertierten Ausgangssignals XOUT (= Steuersignal VRM), das ist ein Ausgangssignal von dem invertierenden Ausgangsbereich QB der Zwischenspeicherschaltung 27 ist.
  • Die detaillierte Anordnung und der Betrieb jeder Einheit in der Signalübertragungsschaltung 6 wird nachstehend näher beschrieben.
  • Anordnung jeder Einheit in der Signalübertragungsschaltung 6
  • 4 zeigt ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau der Impulswandlerschaltung 102 als einen Bestandteil der ersten Schaltung 100 der Signalübertragungsschaltung 6 darstellt. 5 zeigt ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei dem Impulswandlungsvorgang der Impulswandlerschaltung 102 darstellt. Es ist festzuhalten, dass die Anordnung der Impulswandlerschaltung 102, die in 4 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel darstellt und nicht erschöpfend oder einschränkend zu verstehen ist.
  • Wie in 4 gezeigt, weist die Impulswandlerschaltung 102 Folgendes auf: eine Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke, eine Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke, einen Oszillator 38, zwei UND-Gatter 34 und 35, zwei ODER-Gatter 36 und 37 und einen Inverter 39. Das Eingangssignal XIN, das in die Impulswandlerschaltung 102 eingegeben wird, wird der Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke, der Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke, dem einen Eingang des UND-Gatters 34 und dem Eingangsbereich des Inverters 39 zugeführt.
  • Das Oszillationssignal CLK von dem Oszillator 38 wird dem anderen Eingang des UND-Gatters 34 und dem einen Eingang des UND-Gatters 35 zugeführt. Ein Ausgangssignal von dem Inverter 39 wird dem anderen Eingang des UND-Gatters 35 zugeführt. Ein Ausgangssignal VA von der Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke wird dem einen Eingang des ODER-Gatters 36 zugeführt. Ein Ausgangssignal VC von dem UND-Gatter 34 wird dem anderen Eingang des ODER-Gatters 36 zugeführt. Ein Ausgangssignal VB von der Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke wird dem einen Eingang des ODER-Gatters 37 zugeführt. Ein Ausgangssignal VD von dem UND-Gatter 35 wird dem anderen Eingang des ODER-Gatters 37 zugeführt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, gibt in der Impulswandlerschaltung 102, wenn sich der Logikwert des Eingangssignals XIN von "L" zu "H" ändert (erste Übergangszeit), die Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke das Signal VA aus, das einen "H" Impuls mit einer dementsprechend vorbestimmten Periodenbreite aufweist. Wenn sich der Logikwert des Eingangssignals XIN von "H" auf "L" ändert (zweite Übergangszeit), gibt die Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke darüber hinaus das Signal VB aus, das einen "H" Impuls mit einer dementsprechend vorbestimmten Periodenbreite aufweist.
  • Der Oszillator 38 gibt das Oszillationssignal CLK mit einer vorbestimmten Periode aus. Das UND-Gatter 34 gibt das Signal VC aus, welches das UND-Ergebnis zwischen dem Eingangssignal XIN und dem Oszillationssignal CLK ist. Das UND-Gatter 35 gibt das Signal VD aus, welches das UND-Ergebnis zwischen dem Eingangssignal XIN und einem invertierten Signal des Oszillationssignals CLK ist. Die Signale VA und VC werden dem ODER-Gatter 36 zugeführt, und ein Ausgangssignal von dem ODER-Gatter 36 wird zum Übertragungssignal VS, das von der Impulswandlerschaltung 102 ausgegeben wird. Die Signale VB und VD werden dem ODER-Gatter 37 zugeführt. Ein Ausgangssignal von dem ODER-Gatter 37 wird zum Übertragungssignal VR, das von der Impulswandlerschaltung 102 ausgegeben wird.
  • Dementsprechend ist das Eingangssignal XIN (externes Eingangssignal) ein Signal mit "H" und "L" (erste und zweite Logikpegel), das sich zur ersten Übergangszeit von "L" zu "H", und von "H" zu "L" bei der zweiten Übergangszeit ändert.
  • Ferner ist das Übertragungssignal VS (erstes Übertragungssignal) ein Signal, das sich zwischen "H" und "L" in einer Periode (ersten Periode) des Oszillationssignals CLK ändert, wenn das Eingangssignal XIN auf "H" gesetzt ist. Ferner ist es auf "L" festgelegt, wenn das Eingangssignal XIN auf "L" gesetzt ist, und ist auf "H" für eine vorbestimmte Periode bei der ersten Übergangszeit des Eingangssignals XIN gesetzt.
  • Gleichermaßen ist das Übertragungssignal VR (zweites Übertragungssignal) ein Signal, das sich zwischen "H" und "L" in einer Periode (zweite Periode (= erste Periode)) des Oszillationssignals CLK ändert, wenn das Eingangssignal XIN auf "L" gesetzt ist. Ferner ist es auf "L" festgelegt, wenn das Eingangssignal XIN auf "H" gesetzt ist, und auf "H" für eine vorbestimmte Periode bei der zweiten Übergangszeit des Eingangssignals XIN gesetzt.
  • 6 zeigt ein Schaltbild, das den internen Aufbau der in 4 dargestellten Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke zeigt. 7 zeigt ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei einer Detektionsverarbeitung durch die Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke darstellt. Es ist festzuhalten, dass die Anordnung der Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke, die in 6 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel darstellt und nicht erschöpfend ist.
  • Wie in 6 gezeigt, ist die Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke durch eine Verzögerungsschaltung 311, einen Inverter 312 und ein UND-Gatter 313 gebildet. Ein Signal DIN1, das in die Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke eingegeben wird, wird dem Eingangsbereich der Verzögerungsschaltung 311 und dem einen Eingang des UND-Gatters 313 zugeführt. Das Signal DIN1, das in die Verzögerungsschaltung 311 eingegeben wird, wird um eine vorbestimmte Periode verzögert (in 7 mit "τ" bezeichnet) und an den anderen Eingang des UND-Gatters 313 über den Inverter 312 zugeführt. Ein Ausgangssignal von dem UND-Gatter 313 wird ein Ausgangssignal DOUT1 von der Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke.
  • Wie in 7 gezeigt, gibt die Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke das Signal DOUT1 mit einer "H"-Impulsbreite für die vorbestimmte Periode τ aus, wenn sich das Eingangssignal DIN1 von "L" zu "H" ändert.
  • Dementsprechend kann die in 4 gezeigte Detektionsschaltung 31 für eine ansteigende Flanke das Signal VA mit der "H"-Impulsbreite entsprechend der vorbestimmten Periode τ bei der ersten Übergangszeit ausgeben, wenn sich das Eingangssignal XIN von "L" zu "H" ändert.
  • 8 zeigt ein Schaltbild, das die interne Anordnung der in 4 dargestellten Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke zeigt. 9 zeigt ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bei der Detektionsverarbeitung durch die Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke darstellt. Es ist festzuhalten, dass die in 8 gezeigte Anordnung der Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke lediglich ein Beispiel darstellt und nicht erschöpfend ist.
  • Wie in 8 gezeigt ist, ist die Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke mittels einer Verzögerungsschaltung 321, einem Inverter 322 und einem UND-Gatter 323 gebildet. Ein der Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke zugeführtes Signal DIN2 wird an den Eingangsbereich der Verzögerungsschaltung 321 und den Eingangsbereich des Inverters 322 zugeführt. Ein Ausgangssignal von dem Inverter 322 wird dem einen Eingang des UND-Gatters 323 zugeführt.
  • Das Signal DIN2, das in die Verzögerungsschaltung 321 eingegeben wird, wird um die vorbestimmte Periode τ verzögert und an den anderen Eingang des UND-Gatters 323 zugeführt. Ein Ausgangssignal von dem UND-Gatter 323 wird ein Ausgangssignal DOUT2 von der Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke.
  • Wie in 9 gezeigt ist, gibt die Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke das Signal DOUT2 mit einer "H"-Impulsbreite für die vorbestimmte Periode τ aus, wenn sich das Eingangssignal DIN2 von "H" zu "L" ändert.
  • Demzufolge kann die in 4 gezeigte Detektionsschaltung 32 für eine abfallende Flanke das Signal VB mit einer "H"-Imulsbreite entsprechend der vorbestimmten Periode τ zu der oben beschriebenen zweiten Übergangszeit ausgeben, wenn sich das Eingangssignal XIN von "H" zu "L" ändert.
  • 10 zeigt ein Schaltbild, das den internen Aufbau eines Steuerungs-Schutzelements 23 (23S, 23R) darstellt. Es ist festzuhalten, dass das Steuerungs-Schutzelement 23 eine Schaltungsanordnung aufweist, die jedem der Steuerungs-Schutzelemente 23S und 23R gemeinsam ist. Ferner ist die Anordnung des Steuerungs-Schutzelements 23, die in 10 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel und ist nicht erschöpfend.
  • Wie in 10 gezeigt ist, weist das Steuerungs-Schutzelement 23 Folgendes auf: zwei NMOS-Transistoren 231 und 232 und einen PMOS-Transistor 233. Ein Eingangsbereich IN des Steuerungs-Schutzelements 23 ist bekanntermaßen mit dem Drain (Anschluss) des NMOS-Transistors 231, dem Drain des NMOS-Transistors 232 und dem Drain des PMOS-Transistors 233 verbunden. Ein Ausgangsbereich OUT des Steuerungs-Schutzelements 23 ist mit dem Eingangsbereich IN verbunden. Ein Steuereingangsbereich SW des Steuerungs-Schutzelements 23 ist mit dem Gate (Anschluss) des NMOS-Transistors 231 verbunden.
  • Die Source (Anschluss) des NMOS-Transistors 231 ist auf ein Referenzpotential VSS eingestellt. Das Gate und die Source des NMOS-Transistors 232 sind ebenfalls auf das Referenzpotential VSS eingestellt. Auf der anderen Seite sind das Gate und die Source des PMOS-Transistors 233 auf ein Stromversorgungspotential VDD eingestellt. Es ist festzuhalten, dass das Steuerungs-Schutzelement 23 ein Überspannungsschutzelement ist, dessen Gatepotential festgelegt ist, und einen Teil (in diesem Fall den NMOS-Transistor 231) des Überspannungsschutzelements verwendet, während es seinen Betrieb steuert.
  • Wenn in dem Steuerungs-Schutzelement 23 ein Steuersignal (VSM, VRM), das von dem Steuereingangsbereich SW erhalten wird, "H" anzeigt, wird der NMOS-Transistor 231 eingeschaltet, um den Ausgangsbereich auf "L" festzulegen und ein von dem Eingangsbereich IN erhaltenes Signal zu invalidieren. Wenn das Steuersignal "L" anzeigt, wird der NMOS-Transistor 231 ausgeschaltet, um zu ermöglichen, dass ein von dem Eingangsbereich IN erhaltenes Signal ohne irgendeine Änderung von dem Ausgangsbereich OUT ausgegeben wird.
  • Dementsprechend kann das Steuerungs-Schutzelement 23S das induzierte Spannungssignal RX1 für eine Periode, als die erste Maskenperiode, invalidieren, für die das Steuersignal VSM (= Ausgangssignal XOUT), das von dem Steuereingangsbereich SW erhalten wird, "H" anzeigt (erster Logikpegel).
  • Gleichermaßen kann das Steuerungs-Schutzelement 23R das induzierte Spannungssignal RX2 für eine Periode, als die zweite Maskenperiode, invalidieren, für die das Steuersignal VRM (= invertiertes Ausgangssignal XOUT ), das von dem Steuereingangsbereich SW erhalten wird, "H" anzeigt. Das bedeutet, dass das Ausgangssignal XOUT "L" (zweiter Logikpegel) anzeigt.
  • Es ist festzuhalten, dass die Steuerungs-Schutzelemente 23S und 23R die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 ohne irgendeine Änderung an die Eingangsbereiche der Pufferschaltungen 24S und 24R in der nachfolgenden Stufe ausgeben, wenn die Steuersignale VSM und VRM auf "L" sind.
  • 11 zeigt ein Schaltbild, das den internen Aufbau der Steuerschaltung 26 darstellt. 12 zeigt ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen im Betrieb bezüglich Einzelheiten der von der Steuerschaltung 26 ausgeführten Steuerung darstellt. Es ist zu festzuhalten, dass die Anordnung der in 11 gezeigten Steuerschaltung 26 lediglich ein Beispiel darstellt und nicht erschöpfend ist.
  • Wie in 11 gezeigt, weist die Steuerschaltung 26 Folgendes auf: zwei UND-Gatter 261 und 262 und ein NAND-Gatter 263. Ein Eingangssignal I1 wird dem einen Eingang des UND-Gatters 261 und dem einen Eingang des NAND-Gatters 263 zugeführt. Ein Eingangssignal I2 wird dem einen Eingang des UND-Gatters 262 und dem anderen Eingang des NAND-Gatters 263 zugeführt. Der andere Eingang des UND-Gatters 261 und der andere Eingang des UND-Gatters 262 empfangen ein Ausgangssignal von dem NAND-Gatter 263.
  • Wie in 12 gezeigt, verhindert die Steuerschaltung 26 das Auftreten eines Zustands, in dem die Eingangssignale I1 und I2 gleichzeitig auf "H" gesetzt sind, und gibt Ausgangssignale O1 bzw. O2 entsprechend den Eingangssignalen I1 und I2 aus. Das heißt, die Steuerschaltung 26 gibt die Eingangssignale I1 und I2 als die Ausgangssignale O1 und O2 ohne irgendeine Änderung aus, wenn zumindest eines der Eingangssignale I1 und I2 auf "L" gesetzt ist, und legt die Ausgangssignale O1 und O2 auf "L" fest, wenn beide Eingangssignale I1 und I2 auf "H" gesetzt sind.
  • Auf diese Weise invalidiert die Steuerschaltung 26 beim Empfang der Signale VS2 und VR2 (erste und zweite Logik-Setz-Signale) als Eingangssignale I1 und I2 die Anzeige von "H" der Signale VS2 und VR2, wenn beide Signale VS2 und VR2 auf "H" (aktiver Pegel) sind und gibt die "L" -Signale VS3 und VR3 aus.
  • Es ist festzuhalten, dass dann, wenn mindestens eines der Signale VS2 und VR2 auf "L" gesetzt ist, die Signale VS2 und VR2 ohne irgendeine Änderung als die Signale VS3 und VR3 ausgegeben werden.
  • 13 zeigt ein Schaltbild, das den internen Aufbau einer Pufferschaltung 24 (24S und 24R) darstellt. Es ist festzuhalten, dass die Pufferschaltung 24 eine Schaltungsanordnung aufweist, die sowohl der Pufferschaltung 24S als auch der Pufferschaltung 24R gemeinsam ist. Ferner ist die Anordnung der Pufferschaltung 24, die in 13 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel und ist nicht erschöpfend.
  • Wie in 13 gezeigt ist, weist die Pufferschaltung 24 Folgendes auf: einen NMOS-Transistor 241, einen Widerstand 242 und einen Kondensator 243. Ein Eingangssignal IN wird dem Gate des NMOS-Transistors 241 zugeführt. Der Drain des NMOS-Transistors 241 ist mit dem zweiten Ende des Widerstands 242, und die Source ist mit dem Referenzpotential VSS verbunden. Das erste Ende des Widerstands 242 ist auf das Stromversorgungspotential VDD eingestellt.
  • Die eine Elektrode des Kondensators 243 ist mit dem zweiten Ende des Widerstands 242 und dem Drain des NMOS-Transistors 241 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 243 ist auf das Referenzpotential VSS eingestellt. Ein von einer Elektrode des Kondensators 243 erhaltenes Signal ist ein Ausgangssignal OUT.
  • Die Pufferschaltung 24 mit der obigen Anordnung ist ein Verstärker, der das Ausgangssignal OUT durch Invertieren des Eingangssignals IN ausgibt. Das Einstellen von Konstanten für den Widerstand 242 und den Kondensator 243 wird die Zeit bestimmen, die es dauert, bis das Ausgangssignal OUT auf das Stromversorgungspotential VDD zurückkehrt.
  • Betrieb der Signalübertragungsschaltung 6
  • Der Gesamtbetrieb der Signalübertragungsschaltung 6 wird als nächstes unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wie oben beschrieben, weist die Signalübertragungsschaltung 6 Folgendes auf: den Transformator 10 mit der Spule 110 und der Spule 210, den Transformator 20 mit der Spule 120 und der Spule 220, die erste Schaltung 100, die mit der Spule 110 und der Spule 120 verbunden ist, und die zweite Schaltung 200, die mit der Spule 210 und der Spule 220 verbunden ist. Die Signalübertragungsschaltung 6 überträgt das Eingangssignal XIN, das der ersten Schaltung 100 zugeführt wird, als die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 an die zweite Schaltung 200 über den Transformator 10 und den Transformator 20 und gibt das Ausgangssignal XOUT von der zweiten Schaltung 200 aus.
  • Die Zeit t1 ist die erste Übergangszeit, bei der sich das in die Impulswandlerschaltung 102 der ersten Schaltung 100 eingegebene Eingangssignal XIN von "L" zu "H" ändert. Die Impulswandlerschaltung 102 gibt das "H"-Impulsübertragungssignal VS an das erste Ende der Spule 110 aus, wenn sich das Eingangssignal XIN von "L" zu "H" ändert. Es ist zu festzuhalten, dass in der Periode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2, für den das Eingangssignal XIN auf "H" ist, das Übertragungssignal VS ausgegeben wird, das durch ODER-Verknüpfung des Signals, das durch Detektion einer ansteigenden Flanke des Eingangssignals XIN erhalten wird, und des Oszillationssignal CLK von der Steuerschaltung 26 erhalten wird.
  • Wenn sich das Übertragungssignal VS zum Zeitpunkt t1 als Startpunkt von "L" auf "H" ändert, tritt eine Stromänderung in der Spule 110 auf, und das durch die Stromänderung induzierte induzierte Spannungssignal RX1 wird an das erste Ende der Spule 210 ausgegeben. Es sei angenommen, dass das induzierte Spannungssignal RX1 dem Steuerungs-Schutzelement 23S zugeführt wird und das Steuersignal VSM (= Ausgangssignal XOUT), das dem Steuereingangsbereich SW des Steuerungs-Schutzelements 23S zugeführt wird, auf "L" ist. In diesem Fall wird das induzierte Spannungssignal RX1 an die Pufferschaltung 24S in der nachfolgenden Stufe ohne irgendeine Zustandsänderung ausgegeben.
  • Das induzierte Spannungssignal RX1, das über das Steuerungs-Schutzelement 23S in die Pufferschaltung 24S eingegeben wird, wird als das Signal VS1 als ein verstärktes invertiertes Signal ausgegeben. Das Ausgangssignal VS1 von der Pufferschaltung 24S wird in die Schmitt-Schaltung 25S eingegeben, und das wellenformartige Signal VS2 ändert sich von "L" zu "H".
  • Das Ausgangssignal VS2 von der Schmitt-Schaltung 25S wird in einen Eingangsanschluss I1 der Steuerschaltung 26 eingegeben. Da zu diesem Zeitpunkt das Eingangssignal VR2 an einem Eingangsanschluss I2 der Steuerschaltung 26 auf "L" ist, wird das Ausgangssignal VS3 von dem Ausgangsanschluss O1 der Steuerschaltung 26 in dem gleichen Zustand wie dem des Eingangssignals VS2 ausgegeben. Wenn das Ausgangssignal VS3 von der Steuerschaltung 26 (das Eingangs-signal zu dem Setz-Eingangsbereich S der Zwischenspeicherschaltung 27) sich von "L" zu "H" ändert, ändert sich ferner ein Ausgangssignal von dem (nicht-invertierenden) Ausgangsbereich Q der Zwischenspeicherschaltung 27 von "L" auf "H" und wird als das Ausgangssignal XOUT von der Signalübertragungsschaltung 6 ausgegeben.
  • In diesem Fall wird das Ausgangssignal von dem Ausgangsbereich Q der Zwischenspeicherschaltung 27 als das Steuersignal VSM für das Steuerungs-Schutzelement 23S an den Steuereingangsbereich SW zugeführt. Wenn sich das Steuersignal VSM von "L" zu "H" ändert, ist der Eingangsanschluss IN des Steuerungs-Schutzelements 23S mit dem Referenzpotential VSS2 verbunden. Infolgedessen wird das induzierte Spannungssignal RX1 auf das gleiche Potential wie das Referenzpotential VSS2 gesetzt und invalidiert.
  • Da der Zustand des invertierten Ausgangssignals XOUT , als ein Ausgangssignal vom invertierenden Ausgangsbereich QB der Zwischenspeicherschaltung 27, auf "H" ist, ist festzuhalten, dass in einer Periode bis zum Zeitpunkt t1 der Eingangsanschluss IN des Steuerungs-Schutzelements 23R mit dem Referenzpotential VSS2 verbunden ist, und zwar solange, bis das Steuersignal VRM, das dem Steuereingangsbereich SW des Steuerungs-Schutzelements 23R zugeführt wird, das heißt ein Ausgangssignal von dem invertierenden Ausgangsbereich QB der Zwischenspeicherschaltung 27 ist, sich von "L" zu "H" ändert. Infolgedessen wird das induzierte Spannungssignal RX2 auf das gleiche Potential wie das Referenzpotential VSS2 gesetzt und invalidiert.
  • Die Zeit t2 ist die zweite Übergangszeit, zu der sich das in die Impulswandlerschaltung 102 der ersten Schaltung 100 eingegebene Eingangssignal XIN von "H" auf "L" ändert. Wenn sich das Eingangssignal XIN von "H" auf "L" ändert, gibt die Impulswandlerschaltung 102 das "H" -Impulsübertragungssignal VR an das erste Ende der Spule 120 aus. Es ist festzuhalten, dass in einer Periode nach der Zeit t2, für die das Eingangssignal XIN auf "L" ist, die Impulswandlerschaltung 102 das Übertragungssignal VR ausgibt, das durch ODER-Verknüpfung des Signals, das durch Detektion einer abfallenden Flanke des Eingangssignals XIN erhalten wird, und des Oszillationssignal CLK von dem Oszillator 38 erhalten wird.
  • Wenn sich das Übertragungssignal VR von "L" auf "H" ändert, tritt eine Stromänderung in der Spule 120 auf, und das induzierte Spannungssignal RX2, das durch die Stromänderung induziert wird, wird an das erste Ende der Spule 220 ausgegeben. Es sei angenommen, dass das induzierte Spannungssignal RX2 in das Steuerungs-Schutzelement 23R eingegeben wird, und das Steuersignal VRM, das dem Steuereingangsbereich SW des Steuerungs-Schutzelements 23R zugeführt wird, auf "L" ist. In diesem Fall wird das induzierte Spannungssignal RX2 an die Pufferschaltung 24R in der nachfolgenden Stufe ohne irgendeine Zustandsänderung ausgegeben.
  • Das induzierte Spannungssignal RX2, das über das Steuerungs-Schutzelement 23R in die Pufferschaltung 24R eingegeben wird, wird als das Signal VR1 als ein verstärktes invertiertes Signal ausgegeben. Das Ausgangssignal VR1 von der Pufferschaltung 24R wird in die Schmitt-Schaltung 25R eingegeben, und das wellenformartige Signal VR2 ändert sich von "L" zu "H". Das Ausgangssignal VR2 von der Schmitt-Schaltung 25R wird in den Eingangsanschluss I2 der Steuerschaltung 26 eingegeben. Da das Eingangssignal VS2 zu dem Eingangsanschluss I1 der Steuerschaltung 26 zu diesem Zeitpunkt auf "L" ist, wird das Ausgangssignal VR3 von dem Ausgangsanschluss O2 der Steuerschaltung 26 in demselben Zustand wie dem des Eingangssignals VR2 ausgegeben.
  • Wenn sich das Ausgangssignal VR3 von der Steuerschaltung 26 (das Eingangssignal zu dem Rücksetz-Eingangsbereich R der Zwischenspeicherschaltung 27) von "L" zu "H" ändert, ändert sich ferner ein Ausgangssignal von dem Ausgangsbereich Q der Zwischenspeicherschaltung 27 von "H" zu "L" und wird als das Ausgangssignal XOUT von der Signalübertragungsschaltung 6 ausgegeben.
  • Es sei angenommen, dass das invertierte Ausgangssignal XOUT , das ein Ausgangssignal von dem invertierenden Ausgangsbereich QB der Zwischenspeicherschaltung 27 ist, als das Steuersignal VRM dem Steuereingangsbereich SW des Steuerungs-Schutzelements 23R zugeführt wird, und sich das Steuersignal VRM von "L" zu "H" ändert. In diesem Fall ist der Eingangsanschluss IN des Steuerungs-Schutzelements 23R mit dem Referenzpotential VSS2 verbunden, und das induzierte Spannungssignal RX2 ist auf das gleiche Potential wie das Referenzpotential VSS2 eingestellt und invalidiert.
  • Auf diese Weise gibt die erste Schaltung 100 in der Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform eine Vielzahl von Impulssignalen (Übertragungssignale VS und VR) an das erste Ende der Spule 110 und das erste Ende der Spule 120 entsprechend einer Änderung des Logikwerts des Eingangssignals XIN und des Oszillationssignals CLK von dem Oszillator aus. Dadurch kann die Signalübertragungsschaltung 6, selbst wenn die zweite Schaltung 200 aufgrund von Rauschen gestört ist, schnell wieder eingestellt werden, so dass Signale mit hoher Zuverlässigkeit übertragen werden.
  • Das heißt, die erste Schaltung 100 ermöglicht es der zweiten Schaltung 200, als die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 (erste und zweite Transformatorausgangssignale) zuverlässig eine Änderung des Eingangssignals XIN von "L" zu "H" oder von "H" zu "L" zu detektieren, wenn die Übertragungssignale VS und VR ausgegeben werden, die sich zwischen "H" und "L" in Perioden des Oszillationssignals CLK (erste und zweite Perioden) in Perioden ändern, für die das Eingangssignal XIN auf "H" und "L" gesetzt ist, zusätzlich zu den ersten und zweiten Übergangszeiten des Eingangssignals XIN.
  • Genauer gesagt, selbst wenn die zweite Schaltung 200 eine "H" ansteigende Flanke des induzierten Spannungssignals RX1 zum Zeitpunkt t1 nicht detektiert, weil das Signal RX1 zu einer Anstiegsflankenzeit des ersten Impulssignals VS unmittelbar nach der Zeit t1 wieder ansteigt (zum Beispiel eine Anstiegsflankenzeit t1a basierend auf dem Signal CLK), kann die zweite Schaltung 200 das fast normale Ausgangssignal XOUT ausgeben, selbst wenn seine Impulsbreite ein wenig verkürzt wird. Da in diesem Fall das Ausgangssignal XOUT (Steuersignal VSM) bis zum Zeitpunkt t1a auf "L" gehalten wird, invalidiert das Steuerungs- Schutzelement 23S das induzierte Spannungssignal RX1 nicht, das unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1a auftritt.
  • Ferner werden die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 jeweils an die Pufferschaltungen 24S und 24R in den nachfolgenden Stufen übertragen, während jede mit dem Referenzpotential VSS verbunden ist, um in ersten und zweiten Maskenperioden, die unnötige Detektionsperioden sind, unter Verwendung der Steuerungs-Schutzelemente 23S und 23R der zweiten Schaltung 200 invalidiert zu werden.
  • Das induzierte Spannungssignal RX1 von der Spule 210 und das induzierte Spannungssignal RX2 von der Spule 220 werden verstärkt und wellenformartig unter Verwendung der Pufferschaltungen 24S und 24R und der Schmitt-Schaltungen 25S und 25R ausgebildet, um die "H" (aktiver Pegel)-Impulsbreiten der Signale VS2 und VR2 zu erhöhen. Diese sind Eingangssignale an den Setz-Eingangsbereich S und den Rücksetz-Eingangsbereich R der Zwischenspeicherschaltung 27, verglichen mit den "H" (aktiver Pegel)-Impulsbreiten der induzierten Spannungssignale RX1 und RX2, so dass Signale mit hoher Zuverlässigkeit übertragen werden.
  • Das heißt, die erste Signalformungsschaltung, die mittels der Pufferschaltung 24S und der Schmitt-Schaltung 25S gebildet wird, und die zweite Signalformungsschaltung, die mittels der Pufferschaltung 24R und der Schmitt-Schaltung 25R gebildet wird, erzeugen die Signale VS2 und VR2 (erste und zweite Logik-Setz-Signale), die "H" (aktiver Pegel) in ersten und zweiten Logik-Setz-Perioden anzeigen, welche Perioden überschreiten, für welche die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 (erste und zweite Transformatorausgangssignale) "H" (aktiver Pegel) anzeigen.
  • Dies ermöglicht es der Zwischenspeicherschaltung 27, als eine Ausgangssignal- Erzeugungsschaltung zu fungieren, um das Ausgangssignal XOUT zu erzeugen, das zuverlässig die Befehlsinhalte des Signals VS2 (= VS3) und des Signals VR2 (= VR3) widerspiegelt.
  • Wenn ferner unter Verwendung der Steuerschaltung 26 verhindert wird, dass der Setz-Eingangsbereich S und der Rücksetz-Eingangsbereich R der Zwischenspeicherschaltung 27 gleichzeitig in den EIN-Zustand ("H"-Pegel) gesetzt werden, können Fehlfunktionen und Signalverzögerungen verhindert werden, die sonst durch den gleichzeitigen EIN-Zustand verursacht werden.
  • Das heißt, die Steuerschaltung 26, die eine Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung ist, invalidiert die Signale VS2 und VR2, wenn beide Signale VS2 und VR2 "H" (aktiver Pegel) anzeigen, so dass zuverlässig eine Situation vermieden werden kann, in der beide Signale VS2 und VR2 auf "H" gesetzt sind, wenn die Zwischenspeicherschaltung 27 das Ausgangssignal XOUT erzeugt. Dies ermöglicht es, die Zuverlässigkeit des Ausgangssignals XOUT zu verbessern.
  • Ferner invalidieren die Steuerungs-Schutzelemente 23S und 23R (erste und zweite Steuerungs-Schutzeinrichtungen) die induzierten Spannungssignale RX1 und RX2 (erste und zweite Transformatorausgangssignale) in den ersten und zweiten Maskenperioden. Dies ermöglicht es, die Zuverlässigkeit des von der Zwischenspeicherschaltung 27 erzeugten Ausgangssignals XOUT zu verbessern, indem in der ersten Maskenperiode eine Periode eingestellt wird, in der keine Notwendigkeit besteht, zu detektieren, ob sich das Eingangssignal XIN auf "H" geändert hat (erster Logikpegel) und weiterhin eine Periode in der zweiten Maskenperiode einzustellen, in der es nicht notwendig ist zu detektieren, ob sich das Eingangssignal XIN in den Steuerungs-Schutzelementen 23S und 23R auf "L" (zweiter Logikpegel) geändert hat.
  • Genauer gesagt, es wird in dem Steuerungs-Schutzelement 23S eine Periode, in der das Ausgangssignal XOUT bereits "H" (erster Logikpegel) angezeigt hat, als die erste Maskenperiode eingestellt, so dass die Zuverlässigkeit von "H" des Ausgangssignals XOUT verbessert wird, das durch die Zwischenspeicherschaltung 27 erzeugt wird.
  • Gleichermaßen wird in dem Steuerungs-Schutzelement 23R eine Periode, in der das Ausgangssignal XOUT bereits "L" (zweiter Logikpegel) angezeigt hat, als die zweite Maskenperiode eingestellt, so dass die Zuverlässigkeit von "L" des Ausgangssignals XOUT verbessert wird, das durch die Zwischenspeicherschaltung 27 erzeugt wird.
  • Dementsprechend gibt die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform das Ausgangssignal XOUT aus, welches das Eingangssignal XIN präzise widerspiegelt, und kann daher Signale mit hoher Zuverlässigkeit übertragen.
  • Ferner, wie in 2 gezeigt ist, weist die Energiewandlereinrichtung 60 die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform auf, um das Rauschen bei der Signalübertragung besser zu unterdrücken, wenn die Steuerung 4 das Steuersignal S4 an die Treibereinheit 3 überträgt, so dass die Zuverlässigkeit verbessert wird und Fehlfunktionen und Signalverzögerungen vermieden werden. Dies ermöglicht eine langfristige Verwendung der Energiewandlereinrichtung 60.
  • Ausführungsform 2
  • 14 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, in der ein erster Aspekt einer Energiewandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Motorsteuerung verwendet wird. 14 zeigt die Anordnung einer Energiewandlereinrichtung 61 mit der Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Wie in 14 gezeigt, weist die Energiewandlereinrichtung 61, die zum Steuern eines Motors 1 vorgesehen ist, der in einem Hybridfahrzeug, Elektrofahrzeug oder dergleichen verwendet wird, Folgendes auf: eine Leistungsmodul- Einzeleinheit 81, die durch Integrieren eines oder mehrerer Leistungshalbleiter- Schaltelemente 2 (14 zeigt ein Leistungshalbleiter-Schaltelement 2) und einer Treibereinheit 3 durch Harzversiegelung erhalten wird, eine Steuerung 4, die ein Steuersignal S4 für die Treibereinheit 3 erzeugt, um die Treibereinheit 3 zu veranlassen, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 anzusteuern, und eine Signalübertragungsschaltung 6, die das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 an die Treibereinheit 3 überträgt.
  • Die Signalübertragungsschaltung 6 ist zwischen der Steuerung 4 und der Treibereinheit 3 ausgebildet. Die Signalübertragungsschaltung 6 isoliert die Steuerung 4 von Vorrichtungen, die durch hohe Spannungen gesteuert werden sollen, wie die Treibereinheit 3, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 und der Motor 1. Weiterhin empfängt sie das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 als ein Eingangssignal XIN und gibt das Signal als ein Ausgangssignal XOUT aus.
  • Die Energiewandlereinrichtung 61 gemäß der zweiten Ausführungsform weist Folgendes auf: die Signalübertragungsschaltung 6, welche die Präzision der Signalübertragung verbessert und das Verhindern von Fehlfunktionen und Signalverzögerungen fördert, und die Leistungsmodul-Einzeleinheit 81, die durch das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 und die Treibereinheit 3 gebildet ist. Dies kann die Präzision der Signalübertragung durch die Energiewandlereinrichtung 61 verbessern und das Verhindern von Fehlfunktionen und Signalverzögerungen fördern. Dies ermöglicht wiederum eine langfristige Verwendung der Energiewandlereinrichtung 61.
  • 15 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, in der ein zweiter Aspekt der Energiewandlereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf die Motorsteuerung angewendet wird. Wie in 15 gezeigt ist, ist es auch möglich, eine Energiewandlereinrichtung 62 zu verwenden, die eine Leistungsmodul-Einzeleinheit 82 aufweist, die durch Integrieren der Signalübertragungsschaltung 6 zusammen mit dem Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 und der Treibereinheit 3 durch Harzversiegeln erhalten wird. Dies ermöglicht es, die gleichen Wirkungen wie jene des ersten Aspekts der Erfindung zu erzielen.
  • 16 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, in der ein dritter Aspekt der Energiewandlereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf die Motorsteuerung angewendet wird. Wie in 16 gezeigt ist, kann eine Leistungsmodul-Einzeleinheit 83, die durch Integrieren der Steuerung 4 zusammen mit dem Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, der Treibereinheit 3 und der Signalübertragungsschaltung 6 durch Harzversiegeln erhalten wird, selbst eine Energiewandlereinrichtung 63 sein, welche die gleichen Wirkungen wie jene des ersten Aspekts der Erfindung erhalten kann.
  • Ausführungsform 3
  • 17 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß einem ersten Aspekt darstellt, in dem eine Energiewandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Motorsteuerung verwendet wird. Im Folgenden wird beispielhaft eine Energiewandlereinrichtung 71 erläutert, welche die Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform aufweist.
  • Wie in 17 gezeigt ist, weist die Energiewandlereinrichtung 71, die zum Steuern eines Motors 1 vorgesehen ist, der in einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug oder dergleichen verwendet wird, Folgendes auf: eine Leistungsmodul-Einzeleinheit 84, die durch Integrieren eines oder mehrerer Leistungshalbleiter-Schaltelemente 2, einer Treibereinheit 3 und eines Anomaliedetektors 5 durch Harzversiegelung erhalten wird, eine Steuerung 4, die ein Steuersignal S4 für die Treibereinheit 3 erzeugt, um die Treibereinheit 3 zu veranlassen, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 anzusteuern, eine Signalübertragungsschaltung 6A (erste Signalübertragungsschaltung), die das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 an die Treibereinheit 3 überträgt, und eine Signalübertragungsschaltung 6B (zweite Signalübertragungsschaltung), die ein von dem Anomaliedetektor 5 detektiertes Anomaliedetektionssignal S5 an die Steuerung 4 überträgt.
  • Der Anomaliedetektor 5 ist ein existierendes Komponentenelement, das einen Kurzschlusszustand oder einen erwärmten Zustand des Leistungshalbleiter- Schaltelements 2 oder einen Abfall der Stromversorgungsspannung der Treibereinheit 3 detektiert und dann das Anomaliedetektionssignal S5 ausgibt, das einen entsprechenden Anomaliezustand anzeigt, um einen Schutz gegen den Kurzschlusszustand oder den erwärmten Zustand des Leistungshalbleiter- Schaltelements 2 oder einen Abfall der Stromversorgungsspannung der Treibereinheit 3 zu ermöglichen.
  • Die Signalübertragungsschaltung 6A und die Signalübertragungsschaltung 6B weisen jeweils eine Anordnung mit einer Funktion auf, die im Wesentlichen derjenigen der Signalübertragungsschaltung 6 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht.
  • Die Signalübertragungsschaltung 6A ist zwischen der Steuerung 4 und der Treibereinheit 3 vorgesehen. Die Signalübertragungsschaltung 6A isoliert die Steuerung 4 von Vorrichtungen, die durch hohe Spannungen gesteuert werden sollen, wie die Treibereinheit 3, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, der Motor 1 und der Anomaliedetektor 5. Ferner empfängt sie das Steuersignal S4 von der Steuerung 4 als ein Eingangssignal XIN1 und gibt das Signal als ein Ausgangssignal XOUT1 aus.
  • Die Signalübertragungsschaltung 6B ist zwischen der Steuerung 4 und dem Anomaliedetektor 5 vorgesehen. Die Signalübertragungsschaltung 6B isoliert die Steuerung 4 von Vorrichtungen, die durch hohe Spannungen gesteuert werden sollen, wie die Treibereinheit 3, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, der Motor 1 und der Anomaliedetektor 5. Die Signalübertragungsschaltung 6B empfängt als ein Eingangssignal XIN2 das Anomaliedetektionssignal S5, das von dem Anomaliedetektor 5 ausgegeben wird, der einen anomalen Betrieb wie einen Spannungsabfall der Versorgungsspannung, einen Überstrom oder eine erhöhte Temperatur detektiert, die in der Leistungsmodul-Einzeleinheit 84 aufgetreten ist, die durch die Treibereinheit 3, das Leistungshalbleiter-Schaltelement 2 und dergleichen gebildet ist, und das Detektionssignal als ein Ausgangssignal XOUT2 ausgibt.
  • Die Energiewandlereinrichtung 71 gemäß der dritten Ausführungsform weist Folgendes auf: die Signalübertragungsschaltungen 6A und 6B (erste und zweite Signalübertragungsschaltungen), die die Präzision der Signalübertragung verbessern und das Verhindern von Fehlfunktionen und Signalverzögerungen fördern und die Leistungsmodul-Einzeleinheit 84, die durch Integrieren des Leistungshalbleiter-Schaltelements 2, der Treibereinheit 3 und des Anomaliedetektors 5 erhalten wird. Dies kann die Präzision der Signalübertragung durch die Energiewandlereinrichtung 71 verbessern und das Verhindern von Fehlfunktionen und Signalverzögerungen fördern. Dies ermöglicht wiederum eine Langzeitverwendung der Energiewandlereinrichtung 71 mit einer Anomaliedetektionsfunktion unter Verwendung des Anomaliedetektors 5.
  • 18 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, in der ein zweiter Aspekt der Energiewandlereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Motorsteuerung verwendet wird. Wie in 18 gezeigt ist, ist es auch möglich, eine Energiewandlereinrichtung 72 zu verwenden, die eine Leistungsmodul-Einzeleinheit 85 aufweist, die durch Integrieren der Signalübertragungsschaltung 6A und der Signalübertragungsschaltung 6B zusammen mit dem Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, der Treibereinheit 3 und des Anomaliedetektor 5 durch Harzversiegelung erhalten wird. Dies ermöglicht es, die gleichen Wirkungen wie die des ersten Aspekts der Erfindung zu erzielen.
  • 19 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, in der ein dritter Aspekt der Energiewandlereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Motorsteuerung verwendet wird. Wie in 19 gezeigt ist, kann eine Leistungsmodul-Einzeleinheit 86, die durch Integrieren der Steuerung 4 zusammen mit dem Leistungshalbleiter-Schaltelement 2, der Treibereinheit 3, dem Anomaliedetektor 5, der Signalübertragungsschaltung 6A und der Signalübertragungsschaltung durch Harzversiegelung erhalten wird, selbst eine Energiewandlereinrichtung 73 sein, die die gleichen Wirkungen wie die des ersten Aspekts der Erfindung erzielen kann.
  • Es ist festzuhalten, dass die jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung frei kombiniert werden können, und jede Ausführungsform nach Bedarf modifiziert werden kann oder dabei Merkmale weggelassen werden können.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung oben ausführlich beschrieben wurde, ist die obige Beschreibung in allen Aspekten nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es sollte klar sein, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht eigens dargestellt sind, denkbar sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    2
    Leistungshalbleiter-Schaltelement
    3
    Treibereinheit
    4
    Steuerung
    5
    Anomaliedetektor
    6
    Signalübertragungsschaltung
    6A, 6B
    Signalübertragungsschaltung
    10, 20
    Transformator
    23S, 23R
    Steuerungs-Schutzelement
    24S, 24R
    Pufferschaltung
    25S, 25R
    Schmitt-Schaltung
    26
    Steuerschaltung
    27
    Zwischenspeicherschaltung
    60–63
    Energiewandlereinrichtung
    71–73
    Energiewandlereinrichtung
    81–86
    Leistungsmodul
    100
    erste Schaltung
    102
    Impulswandlerschaltung
    200
    zweite Schaltung

Claims (10)

  1. Signalübertragungsschaltung, die Folgendes aufweist: – eine erste Schaltung (100), die konfiguriert ist, um erste und zweite Übertragungssignale (VS, VR) auf der Grundlage eines externen Eingangssignals (XIN) auszugeben; – erste und zweite Transformatoren (10, 20), die konfiguriert sind, die ersten und zweiten Übertragungssignale auf einer Primärseite zu empfangen und erste und zweite Transformatorausgangssignale (RX1, RX2) auf einer Sekundärseite zu erzeugen; und – eine zweite Schaltung (200), die konfiguriert ist, ein externes Ausgangssignal (XOUT) auf der Basis der ersten und zweiten Transformatorausgangssignale zu erzeugen, wobei das externe Eingangssignal erste und zweite Logikpegel aufweist, sich zu einer ersten Übergangszeit von dem zweiten Logikpegel zu dem ersten Logikpegel ändert und zu einer zweiten Übergangszeit von dem ersten Logikpegel zu dem zweiten Logikpegel ändert, wobei die erste Schaltung die ersten und zweiten Übertragungssignale derart ausgibt, dass sich das erste Übertragungssignal zwischen den ersten und zweiten Logikpegeln in einer ersten Periode ändert, wenn das externe Eingangssignal auf dem ersten Logikpegel ist, und derart, dass es auf den zweiten Logikpegel festgelegt ist, wenn das externe Eingangssignal auf dem zweiten Logikpegel ist, und bei der ersten Übergangszeit des externen Eingangssignals für eine vorbestimmte Periode auf den ersten Logikpegel gesetzt ist, und derart, dass sich das zweite Übertragungssignal zwischen den ersten und zweiten Logikpegeln in einer zweiten Periode ändert, wenn das externe Eingangssignal auf dem zweiten Logikpegel ist, und derart, dass es auf den zweiten Logikpegel festgelegt ist, wenn das externe Eingangssignal auf dem ersten Logikpegel ist, und auf den ersten Logikpegel für eine vorbestimmte Periode bei der zweiten Übergangszeit des externen Eingangssignals gesetzt ist, und die zweite Schaltung aufweist: – erste und zweite Steuerungs-Schutzeinrichtungen (23S, 23R), die konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Transformatorausgangssignale für erste und zweite Maskenperioden auf der Grundlage des ersten oder zweiten Logikpegels des externen Ausgangssignals zu invalidieren, – eine erste Signalformungsschaltung (24S, 25S), die konfiguriert ist, das erste Transformatorausgangssignal über die erste Steuerungs-Schutzeinrichtung zu empfangen und ein erstes Logik-Setz-Signal (VS2) zu erzeugen, das einen aktiven Pegel für eine erste Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das erste Transformatorausgangssignal einen aktiven Pegel anzeigt, – eine zweite Signalformungsschaltung (24R, 25R), die konfiguriert ist, das zweite Transformatorausgangssignal über die zweite Steuerungs-Schutzeinrichtung zu empfangen und ein zweites Logik-Setz-Signal (VR2) zu erzeugen, das einen aktiven Pegel für eine zweite Logik-Setz-Periode anzeigt, die eine Periode überschreitet, für die das zweite Transformatorausgangssignal einen aktiven Pegel anzeigt, – eine Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung (26), die konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale zu empfangen und die Anzeige eines aktiven Pegels durch die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale zu invalidieren, wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Logik-Setz-Signale einen aktiven Pegel anzeigen, und – eine Ausgangssignal-Erzeugungsschaltung (27), die konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Logik-Setz-Signale über die Logik-Setz-Signal-Steuerschaltung zu empfangen und das externe Ausgangssignal zu erzeugen, das auf einen Logikpegel der ersten und zweiten Logikpegel gesetzt ist, wenn das erste Logik-Setz-Signal einen aktiven Pegel anzeigt, und das auf den anderen Logikpegel gesetzt ist, wenn das zweite Logik-Setz-Signal einen aktiven Pegel anzeigt.
  2. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerungs-Schutzeinrichtung als erste Maskenperiode eine Periode vorgibt, für die das externe Ausgangssignal den ersten Logikpegel anzeigt, und wobei die zweite Steuerungs-Schutzeinrichtung als zweite Maskenperiode eine Periode vorgibt, für die das externe Ausgangssignal den zweiten Logikpegel anzeigt.
  3. Energiewandlereinrichtung, die Folgendes aufweist: – ein Leistungshalbleiter-Schaltelement (2); – eine Treiberschaltung (3), die konfiguriert ist, um das Leistungshalbleiter-Schaltelement anzusteuern; – eine Steuerung (4), die konfiguriert ist, um ein Steuersignal (S4) zu erzeugen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung das Leistungshalbleiter-Schaltelement ansteuert; und – eine Signalübertragungsschaltung (6) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalübertragungsschaltung zwischen der Steuerung und der Treiberschaltung ausgebildet ist, die Steuerung von der Treiberschaltung isoliert, das Steuersignal von der Steuerung als das externe Eingangssignal empfängt und das externe Ausgangssignal an die Treiberschaltung ausgibt.
  4. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Treiberschaltung und das Leistungshalbleiter-Schaltelement integral in einer Leistungsmodul-Einzeleinheit (81–83) ausgebildet sind.
  5. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Signalübertragungsschaltung ferner integral in dem Leistungsmodul (82, 83) ausgebildet ist.
  6. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerung ferner integral in dem Leistungsmodul (83) ausgebildet ist.
  7. Energiewandlereinrichtung, die Folgendes aufweist: – ein Leistungshalbleiter-Schaltelement (2); eine Treiberschaltung (3), die konfiguriert ist, um das Leistungshalbleiter-Schaltelement anzusteuern; – eine Steuerung (4), die konfiguriert ist, um ein Steuersignal (S4) zu erzeugen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung das Leistungshalbleiter-Schaltelement ansteuert; und – einen Anomaliedetektor (5), der konfiguriert ist, um einen anomalen Zustand zu detektieren, der in dem Leistungshalbleiter-Schaltelement oder der Treiberschaltung verursacht wird, und ein Anomaliedetektionssignal ausgibt (S5); und – erste und zweite Signalübertragungsschaltungen (6A, 6B), wobei die erste und die zweite Signalübertragungsschaltung jeweils eine Signalüber-tragungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweisen, wobei die erste Signalübertragungsschaltung zwischen der Steuerung und der Treiberschaltung ausgebildet ist, die Steuerung von der Treiberschaltung isoliert, das Steuersignal von der Steuerung als das externe Eingangssignal (XIN1) empfängt und das externe Ausgangssignal (XOUT1) an die Treiberschaltung ausgibt und wobei die zweite Signalübertragungsschaltung zwischen der Steuerung und dem Anomaliedetektor ausgebildet ist, die Steuerung von dem Anomaliedetektor isoliert, das Anomaliedetektionssignal von dem Anomaliedetektor als das externe Eingangssignal (XIN2) empfängt und das externe Ausgangssignal (XOUT2) an die Steuerung ausgibt.
  8. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Treiberschaltung, das Leistungshalbleiter-Schaltelement und der Anomaliedetektor integral in einer Leistungsmodul-Einzeleinheit (84–86) ausgebildet sind.
  9. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Signalübertragungsschaltung integral in dem Leistungsmodul (85, 86) ausgebildet sind.
  10. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung integral in dem Leistungsmodul (86) ausgebildet ist.
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