JP2014011708A - Bidirectional communication system, semiconductor driving device, and power conversion device - Google Patents

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航平 恩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transfer communication system that prevents the loss of information and generation of a short-circuit current at the interference of a transmission/reception pulse.SOLUTION: A bidirectional communication system performs communication between a first circuit and second circuit via a transformer. The first circuit includes: a first pulse driving unit that transmits a pulse to the second circuit; and a first pulse reception unit that receives a pulse from the second circuit. The second circuit includes: a second pulse driving unit that transmits a pulse to the first circuit; and a second pulse reception unit that receives a pulse from the first circuit. In addition, the first circuit or second circuit includes means that detects an interference of the transmission/reception pulse by determining a conductive current of the transformer or a terminal voltage.

Description

本発明は、トランスを介して双方向のパルス信号を送受信する双方向通信システムと、その双方向通信システムを用いた半導体駆動装置及びその半導体駆動装置を用いた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a bidirectional communication system that transmits and receives bidirectional pulse signals via a transformer, a semiconductor drive device using the bidirectional communication system, and a power conversion device using the semiconductor drive device.

一般に、大型の産業用機器で適用される双方向通信システムは、劣悪なノイズ環境の中で通信を行う必要がある。そのような大型産業機器として、例えば高速鉄道などの交通手段や、風力発電などの発電設備、その他の工場などで使用される電力変換装置が挙げられる。
このような機器で必要となるインバータなどの電力変換装置は、半導体スイッチング素子のスイッチング動作によって電力変換を実現している。
そのスイッチング動作を制御する半導体駆動装置は、半導体スイッチング素子のスイッチング時に発生するノイズ環境下に晒されながら、半導体スイッチング素子の駆動信号を発生する制御回路である上位論理部と半導体スイッチング素子との間で、高い絶縁性を確保して通信を行う必要がある。
この半導体駆動装置が伝送する信号としては、上位論理部側(1次側とする)から半導体スイッチング素子側(2次側とする)に送信する駆動指令信号がある。また、半導体スイッチング素子側から上位論理部側に送信する半導体スイッチング素子のオン・オフ状態信号がある。また、電源異常やインバータのアーム短絡を伝えるエラー信号等がある。そして、これらの信号は、絶縁を介して双方向に信号を送受信する必要がある。
このような絶縁を介した通信回路としては、磁気結合を用いた絶縁トランスを介して通信をする方法が知られている。この場合、単一の絶縁トランスで双方向の通信を実現することで、部品コストを削減することが可能である。例えば、特許文献1では、前記の駆動指令信号とオン・オフ状態信号の送受信を半二重通信で実現する方法が開示されている。
In general, a bidirectional communication system applied to a large-scale industrial device needs to perform communication in a poor noise environment. Examples of such large industrial equipment include transportation devices such as high-speed railways, power generation equipment such as wind power generation, and power converters used in other factories.
A power conversion device such as an inverter required for such a device realizes power conversion by a switching operation of a semiconductor switching element.
A semiconductor driving device that controls the switching operation is between a semiconductor switching element and a higher-order logic unit that is a control circuit that generates a driving signal for the semiconductor switching element while being exposed to a noise environment generated when the semiconductor switching element is switched. Therefore, it is necessary to ensure communication with high insulation.
As a signal transmitted by the semiconductor drive device, there is a drive command signal transmitted from the higher-order logic unit side (referred to as the primary side) to the semiconductor switching element side (referred to as the secondary side). In addition, there is an on / off state signal of the semiconductor switching element transmitted from the semiconductor switching element side to the higher-order logic unit side. In addition, there are error signals and the like that indicate power supply abnormality and inverter arm short circuit. These signals need to be transmitted and received bidirectionally through insulation.
As such a communication circuit via insulation, a method of communicating via an insulation transformer using magnetic coupling is known. In this case, it is possible to reduce component costs by realizing bidirectional communication with a single insulating transformer. For example, Patent Document 1 discloses a method for realizing transmission / reception of the drive command signal and the on / off state signal by half-duplex communication.

国際公開第2011/018835号パンフレットInternational Publication No. 2011/018835 Pamphlet

しかしながら、特許文献1に開示された方法では、より厳しいノイズ環境下で半二重通信の前提となる1次側と2次側のクロックの同期性が保たれなくなった場合に、送受信信号の干渉が発生し、正常な信号の受信も送信もできなくなる。また、さらに干渉時に発生する短絡電流によって素子破壊が発生する可能性がある。
また、非同期の任意のタイミングで信号を送信することができないため、異常時に送信するエラー信号等の優先的に送信すべき信号の伝達に遅延が発生する問題もある。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, when the synchronization of the clocks on the primary side and the secondary side, which are prerequisites for half-duplex communication under a more severe noise environment, cannot be maintained, interference between transmission and reception signals is caused. Occurs, and normal signal reception and transmission cannot be performed. Further, there is a possibility that element destruction may occur due to a short-circuit current generated at the time of interference.
In addition, since a signal cannot be transmitted at an arbitrary timing asynchronously, there is a problem that a delay occurs in transmission of a signal to be preferentially transmitted such as an error signal transmitted at the time of abnormality.

本発明は、前記した問題に鑑みて創案されたものであり、送受信パルスの干渉時に発生する情報の損失及び短絡電流の発生を防止する双方向通信システム、その通信システムを用いた半導体駆動装置及びその半導体駆動装置を用いた電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of the above-described problems, and is a bidirectional communication system that prevents the loss of information and the occurrence of a short-circuit current that occur at the time of interference between transmission and reception pulses, a semiconductor drive device using the communication system, and An object of the present invention is to provide a power converter using the semiconductor drive device.

前記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
即ち、本発明の双方向通信システムは、トランスと、該トランスを介して通信を行う第1の回路と第2の回路とを有し、前記第1の回路は、前記第2の回路へパルスを送信する第1のパルス駆動部と、前記第2の回路からのパルスを受信する第1のパルス受信部とを備え、前記第2の回路は、前記第1の回路へパルスを送信する第2のパルス駆動部と、前記第1の回路からのパルスを受信する第2のパルス受信部とを備え、さらに、前記第1の回路または前記第2の回路の少なくともどちらか一方に、前記トランスの導通電流または端子電圧を判定することで前記送受信パルスの干渉を検知する手段を備える。
また、本発明の半導体駆動装置は、上位論理部から出力された指令信号を、トランスの1次側に接続された第1の回路に入力信号として入力し、トランスの2次側の接続された第2の回路で復号した信号とする前記双方向通信システムを備え、前記指令信号に基づき半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する。
また、本発明の電力変換装置は、2個の半導体スイッチング素子を直列に接続して構成した複数の上下アームと、前記複数の半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する複数の前記半導体駆動装置とを備える。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, the present invention is configured as follows.
That is, the bidirectional communication system of the present invention includes a transformer, a first circuit that communicates via the transformer, and a second circuit. The first circuit applies a pulse to the second circuit. And a first pulse receiving unit for receiving a pulse from the second circuit, the second circuit transmitting a pulse to the first circuit. 2 pulse driving units and a second pulse receiving unit that receives pulses from the first circuit, and at least one of the first circuit and the second circuit includes the transformer. Means for detecting interference of the transmission / reception pulse by determining a conduction current or a terminal voltage.
In the semiconductor drive device of the present invention, the command signal output from the higher-order logic unit is input as an input signal to the first circuit connected to the primary side of the transformer, and connected to the secondary side of the transformer. The bidirectional communication system that uses the signal decoded by the second circuit is provided, and on / off of the semiconductor switching element is controlled based on the command signal.
The power conversion device of the present invention includes a plurality of upper and lower arms configured by connecting two semiconductor switching elements in series, and a plurality of the semiconductor drive devices that control on / off of the plurality of semiconductor switching elements. Is provided.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.

以上、本発明によれば、送受信パルスの干渉時に発生する情報の損失及び短絡電流の発生を防止する双方向通信システム、その通信システムを用いた半導体駆動装置及びその半導体駆動装置を用いた電力変換装置を提供することができる。   As mentioned above, according to this invention, the bidirectional | two-way communication system which prevents the loss of the information which generate | occur | produces at the time of interference of a transmission / reception pulse and generation | occurrence | production of a short circuit current, the semiconductor drive device using the communication system, and the power conversion using the semiconductor drive device An apparatus can be provided.

本発明の第1実施形態に係る双方向通信システムの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the bidirectional | two-way communication system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る双方向通信システムの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the bidirectional | two-way communication system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the bidirectional | two-way communication system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムで、トランスとパルス駆動回路に含まれるパルス出力段の具体的な構成の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the specific structure of the pulse output stage contained in a transformer and a pulse drive circuit in the bidirectional | two-way communication system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムで、トランスとパルス駆動回路に含まれるパルス出力段の具体的な構成の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the specific structure of the pulse output stage contained in a transformer and a pulse drive circuit in the bidirectional | two-way communication system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の双方向通信システムを用いた第4実施形態に係る半導体駆動装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor drive device which concerns on 4th Embodiment using the bidirectional | two-way communication system of this invention. 本発明の双方向通信システムを用いた第5実施形態に係る半導体駆動装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor drive device which concerns on 5th Embodiment using the bidirectional | two-way communication system of this invention. 本発明の半導体駆動装置を用いた第6実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power converter device which concerns on 6th Embodiment using the semiconductor drive device of this invention.

以下、本発明を実施する形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
[双方向通信システムの構成]
まず、本発明の第1実施形態に係る双方向通信システムの基本構成について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る双方向通信システムSY1の基本構成を示す図である。
図1において、第1実施形態に係る双方向通信システムは、トランス8を挿んで1次側回路101(第1の回路)と2次側回路201(第2の回路)で構成される。
1次側回路101は、送信信号生成回路11、復号信号生成回路12、パルス駆動回路13(第1のパルス駆動部)、パルス受信回路14(第1のパルス受信部)、電流センサ15、干渉検知回路16(干渉を検知する手段)、出力段制御回路17を備えて構成される。
2次側回路201は、パルス駆動回路23(第2のパルス駆動部)、パルス受信回路24(第2のパルス受信部)、同期制御回路20(同期する手段)、送信信号生成回路21、復号信号生成回路22を備えて構成される。
また、トランス8の電磁結合した1次巻線N1と2次巻線N2を介して1次側回路101と2次側回路201とが連結されている。
<First Embodiment>
[Configuration of bidirectional communication system]
First, the basic configuration of the bidirectional communication system according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a bidirectional communication system SY1 according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the bidirectional communication system according to the first embodiment includes a primary circuit 101 (first circuit) and a secondary circuit 201 (second circuit) with a transformer 8 inserted.
The primary circuit 101 includes a transmission signal generation circuit 11, a decoded signal generation circuit 12, a pulse drive circuit 13 (first pulse drive unit), a pulse reception circuit 14 (first pulse reception unit), a current sensor 15, and an interference. A detection circuit 16 (means for detecting interference) and an output stage control circuit 17 are provided.
The secondary circuit 201 includes a pulse driving circuit 23 (second pulse driving unit), a pulse receiving circuit 24 (second pulse receiving unit), a synchronization control circuit 20 (synchronizing means), a transmission signal generating circuit 21, and a decoding circuit. A signal generation circuit 22 is provided.
Further, the primary side circuit 101 and the secondary side circuit 201 are connected via an electromagnetically coupled primary winding N1 and secondary winding N2 of the transformer 8.

1次側回路101では、信号SI1が入力されると、送信信号生成回路11でパルス信号列SDP1に変換し、パルス駆動回路13が所定の電圧レベル(パルス高)でトランス8を介して2次側回路201にパルス信号を送信する。このパルス信号は、一般には、複数の電圧レベル、幅、周期で送信することによって、情報を多重化して送信することができる。 In the primary side circuit 101, when the signal S I1 is input, the transmission signal generation circuit 11 converts the signal S I1 into a pulse signal sequence SDP1 , and the pulse driving circuit 13 passes through the transformer 8 at a predetermined voltage level (pulse high). A pulse signal is transmitted to the secondary side circuit 201. In general, this pulse signal can be transmitted by multiplexing information by transmitting it at a plurality of voltage levels, widths, and periods.

パルス駆動回路13がパルスを送信していない期間は、パルス受信回路14で2次側回路201から送信されたパルス信号を受信し、受信信号SRP1を生成する。生成された受信信号SRP1は、復号信号生成回路12によって、2次側回路201から伝送された情報を復号し、出力信号SO1を生成する。
なお、パルス駆動回路13で送信したパルス信号を、パルス受信回路14で直接受信することを防止するため、パルス駆動回路13からパルス受信回路14に受信回路制御信号SRE1を送信し、パルス送信期間中は受信機能を停止する。
なお、1次側回路101における電流センサ15、干渉検知回路16、出力段制御回路17の機能、動作については後記する。
During a period when the pulse driving circuit 13 is not transmitting a pulse, the pulse receiving circuit 14 receives the pulse signal transmitted from the secondary side circuit 201 and generates a reception signal S RP1 . The generated reception signal S RP1 is decoded by the decoded signal generation circuit 12 and the information transmitted from the secondary circuit 201 to generate an output signal S O1 .
In order to prevent the pulse signal transmitted by the pulse drive circuit 13 from being directly received by the pulse reception circuit 14, the reception circuit control signal SRE1 is transmitted from the pulse drive circuit 13 to the pulse reception circuit 14, and the pulse transmission period During reception, the reception function is stopped.
The functions and operations of the current sensor 15, the interference detection circuit 16, and the output stage control circuit 17 in the primary circuit 101 will be described later.

同様に、2次側回路201は、前記した構成であって、1次側回路101に備えられた回路に対応する送信信号生成回路21、復号信号生成回路22、パルス駆動回路23、パルス受信回路24を備えている。また、それら以外に、半二重通信を実現するための同期制御回路20を備えている。
同期制御回路20は、例えば、パルス受信回路24で生成した受信信号SRP2から1次側と同期したクロック信号SCK2を生成し、これによって送信信号生成回路21は、パルス駆動回路23がパルスを送信していないタイミングで送信するパルス信号列SDP2を生成することができる。
このパルス信号列SDP2を用いることにより、1次側回路の送信信号であるパルス信号列SDP1と2次側回路の送信信号であるパルス信号列SDP2とが重なり合うことなく、相互に信号を送れるので、半二重通信を行うことができる。
Similarly, the secondary side circuit 201 has the above-described configuration, and corresponds to the circuit included in the primary side circuit 101, the transmission signal generation circuit 21, the decoded signal generation circuit 22, the pulse drive circuit 23, and the pulse reception circuit. 24. In addition, a synchronization control circuit 20 for realizing half-duplex communication is provided.
The synchronization control circuit 20 generates, for example, a clock signal S CK2 synchronized with the primary side from the reception signal S RP2 generated by the pulse reception circuit 24, whereby the transmission signal generation circuit 21 causes the pulse drive circuit 23 to generate a pulse. It is possible to generate a pulse signal sequence S DP2 to be transmitted at a timing at which transmission is not performed.
By using this pulse signal sequence S DP2 , the pulse signal sequence S DP1 which is the transmission signal of the primary side circuit and the pulse signal sequence S DP2 which is the transmission signal of the secondary side circuit do not overlap with each other. Since it can be sent, half-duplex communication can be performed.

以上のように、1次側回路101における電流センサ15、干渉検知回路16、出力段制御回路17を含まない回路によっても、前記した方法によって、半二重通信は可能である。
しかしながら、このままの半二重通信では、以下の問題が発生する可能性を残す。
すなわち、ノイズによってパルス受信回路24が誤受信した場合、例えばクロック信号SCK2が1次側のクロックと非同期となり、1次側のパルス駆動回路13がパルスを送信している期間にパルス駆動回路23がパルスを送信することで、送受信パルスの干渉が発生する場合がある。
また、異常時のエラー信号などを1次側のクロックと非同期の任意のタイミング送信する場合も、同様に送受信パルスの干渉が発生する場合がある。
送受信パルスの干渉が発生している期間は、受信回路制御信号SRE1及び受信回路制御信号SRE2に基づいて、パルス受信回路14及びパルス受信回路24が受信機能を停止しているため、受信信号SRP1と受信信号SRP2の両方で情報の損失が発生する。
As described above, half-duplex communication is possible by the above-described method even with a circuit that does not include the current sensor 15, the interference detection circuit 16, and the output stage control circuit 17 in the primary circuit 101.
However, in the half duplex communication as it is, there is a possibility that the following problems occur.
That is, when the pulse receiving circuit 24 receives an error due to noise, for example, the clock signal SCK2 becomes asynchronous with the primary clock, and the pulse driving circuit 23 is in a period during which the primary pulse driving circuit 13 is transmitting a pulse. May cause interference between transmission and reception pulses.
Similarly, when an error signal or the like at the time of abnormality is transmitted at an arbitrary timing asynchronous with the primary side clock, interference of transmission and reception pulses may occur in the same manner.
During the period in which the transmission / reception pulse interference is occurring, the reception function of the pulse reception circuit 14 and the pulse reception circuit 24 is stopped based on the reception circuit control signal S RE1 and the reception circuit control signal S RE2. Information loss occurs in both S RP1 and received signal S RP2 .

あるいは、送受信パルスの振幅に差異を与える場合は、パルス送信期間中もパルス受信回路を動作させることは可能であるが、この場合も、パルスの干渉によってトランスの導通電流が増減するためにパルス振幅が変化し、パルス受信回路が信号を正しく判定できなくなる。
さらに、耐ノイズ性の向上を狙ってパルス駆動回路の駆動電流を大きくする場合は、パルス送信時は回路のインピーダンスが低くなるために、パルスの干渉時に短絡電流が発生する場合があり、素子破壊の可能性が生じることも問題となる。
Alternatively, if there is a difference in the amplitude of the transmission / reception pulse, it is possible to operate the pulse reception circuit even during the pulse transmission period, but in this case as well, the pulse amplitude is increased because the conduction current of the transformer increases or decreases due to pulse interference. Changes, and the pulse receiving circuit cannot correctly determine the signal.
Furthermore, when increasing the drive current of the pulse drive circuit with the aim of improving noise resistance, the impedance of the circuit will be low during pulse transmission, so a short-circuit current may occur during pulse interference, causing element destruction. It is also a problem that this possibility arises.

このような、パルス干渉時に発生する1次側と2次側の双方での情報損失や短絡電流を防止するため、第1実施形態の通信システムは、干渉を検知してパルスの送信を停止する手段をさらに備える。すなわち、この手段として、1次側回路101において、前記した電流センサ15、干渉検知回路16、出力段制御回路17を備える。
次に、その方法を説明する。
In order to prevent such information loss and short-circuit current on both the primary side and the secondary side that occur during pulse interference, the communication system according to the first embodiment detects interference and stops transmitting pulses. Means are further provided. That is, as this means, the primary side circuit 101 includes the current sensor 15, the interference detection circuit 16, and the output stage control circuit 17.
Next, the method will be described.

[双方向通信システムの特徴的な機能・動作]
図1に示す電流センサ15は、トランス8の1次巻線に流れる導通電流IPL1をモニタする手段である。干渉検知回路16は、電流センサ15に流れる電流(IPL1)の差異からパルスの干渉を検知し、干渉検知信号STI1を生成する。
この干渉検知信号STI1に基づいて、出力段制御回路17は、パルス駆動回路13に出力段停止信SBE1を送信し、1次側のパルスの送信を停止し、パルス受信回路14を受信可能な状態にすることで、2次側から送信された信号を、干渉なく受信できる。
したがって、1次側と2次側の双方で情報が損失することなく、エラー信号等のリアルタイム性が要求される情報や、より優先度の高い情報を優先的に受信することができる。
また、短絡電流の停止も実現することができる。
[Characteristic functions and operations of bidirectional communication system]
The current sensor 15 shown in FIG. 1 is a means for monitoring the conduction current IPL1 flowing through the primary winding of the transformer 8. The interference detection circuit 16 detects pulse interference from the difference in current (I PL1 ) flowing through the current sensor 15, and generates an interference detection signal STI1 .
Based on the interference detection signal S TI1, output stage control circuit 17 sends an output stage stop signal S BE1 to the pulse drive circuit 13, the transmission of the primary side of the pulse stops, capable of receiving a pulse receiving circuit 14 In this state, the signal transmitted from the secondary side can be received without interference.
Therefore, it is possible to preferentially receive information that requires real-time performance such as an error signal or information with higher priority without losing information on both the primary side and the secondary side.
In addition, the short circuit current can be stopped.

また、干渉検知回路16は、一度干渉を検知すると、トランス8の導通電流IPL1が流れなくなるまで、干渉検知信号STI1を発生し続ける。これにより、パルス駆動回路13の停止後も、2次側からパルスが送信されていること検知し、パルス駆動回路13の停止状態を維持することができる。
なお、電流センサ15の信号に基づき干渉検知回路16で判定する方法は、後記の図2に示す電圧判定回路18の信号に基づき干渉検知回路16で判定する方法よりも、一般的には耐ノイズ性を確保しやすいという特徴がある。
Also, the interference detection circuit 16, upon detecting a time interference, until no flow conduction current I PL1 of the transformer 8, continues to generate an interference detection signal S TI1. Thereby, even after the pulse drive circuit 13 is stopped, it can be detected that the pulse is transmitted from the secondary side, and the stop state of the pulse drive circuit 13 can be maintained.
Note that the method of determining by the interference detection circuit 16 based on the signal of the current sensor 15 is generally more resistant to noise than the method of determining by the interference detection circuit 16 based on the signal of the voltage determination circuit 18 shown in FIG. It is easy to ensure the sex.

また、1次側回路101に入力する信号SI1、1次側回路101から出力する信号SO1、2次側回路201に入力する信号SI2、2次側回路201から出力する信号SO2について、どのような用途、機能の信号とするかは、双方向通信システムSY1に接続される機器の用途によって、選択、設定される。 The signal S I1 input to the primary side circuit 101, the signal S O1 output from the primary side circuit 101, the signal S I2 input to the secondary side circuit 201, and the signal S O2 output from the secondary side circuit 201. The use and function signals are selected and set according to the use of the equipment connected to the bidirectional communication system SY1.

<第2実施形態>
[双方向通信システムの構成]
次に、本発明の第2実施形態に係る双方向通信システムの基本構成について説明する。
図2は、本発明の第2実施形態に係る双方向通信システムSY2の基本構成を示す図である。
図2において、2次側回路201は、図1に示した第1実施形態の2次側回路201と同じ構成である。重複する説明は省略する。
1次側回路102において、送信信号生成回路11、復号信号生成回路12、パルス駆動回路13、パルス受信回路14、出力段制御回路17の構成は、概ね第1実施形態の1次側回路101と同じ構成である。重複する説明は省略する。
Second Embodiment
[Configuration of bidirectional communication system]
Next, the basic configuration of the bidirectional communication system according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of a bidirectional communication system SY2 according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the secondary side circuit 201 has the same configuration as the secondary side circuit 201 of the first embodiment shown in FIG. A duplicate description is omitted.
In the primary side circuit 102, the configuration of the transmission signal generation circuit 11, the decoded signal generation circuit 12, the pulse drive circuit 13, the pulse reception circuit 14, and the output stage control circuit 17 is substantially the same as that of the primary side circuit 101 of the first embodiment. It is the same configuration. A duplicate description is omitted.

1次側回路102において、1次側回路101と異なるのは、電流センサ15がなく、その代わりに電圧判定回路18がトランス8の1次巻線N1の両端のトランス8の差動電圧VPL1を検出し、干渉検知回路16に電圧レベル信号SDV1を送って制御している点である。
すなわち、図1に示した第1実施形態に係る双方向通信システムSY1が、トランス8の導通電流IPL1をモニタすることで干渉を検知するのに対し、図2に示した本発明の第2実施形態に係る双方向通信システムSY2は、トランス8の差動電圧VPL1に基づいて、パルスの干渉を検知するものである。以下に、第1実施形態との差異点を中心に説明する。
The primary side circuit 102 differs from the primary side circuit 101 in that there is no current sensor 15, and instead, the voltage determination circuit 18 uses a differential voltage V PL1 of the transformer 8 at both ends of the primary winding N 1 of the transformer 8. Is detected and the voltage level signal SDV1 is sent to the interference detection circuit 16 for control.
That is, two-way communication system SY1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, while detecting the interference by monitoring the conduction current I PL1 of the transformer 8, the of the present invention shown in FIG. 2 2 two-way communication system SY2 according to the embodiment, on the basis of the differential voltage V PL1 of the transformer 8, which detects the interference pulse. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment.

[双方向通信システムの特徴的な機能・動作]
電圧判定回路18は、複数のレベルでトランス8の差動電圧VPL1を判定し、電圧レベル信号SDV1を生成する。
干渉検知回路16は、電圧レベル信号SDV1に基づき、トランス8の差動電圧VPL1の変化からパルスの干渉を検知し、干渉検知信号STI1を生成するものである。
この場合は、干渉検知回路16は、一度干渉を検知すると、パルス受信回路14がパルス信号を受信しなくなるまで、干渉検知信号STI1を発生し続ける。これにより、1次側でパルスの送信を停止し、2次側から送信されたパルス信号を優先的に受信する。
[Characteristic functions and operations of bidirectional communication system]
The voltage determination circuit 18 determines the differential voltage V PL1 of the transformer 8 at a plurality of levels, and generates a voltage level signal S DV1 .
Interference detection circuit 16, based on the voltage level signal S DV1, in which detecting interference pulses from the change of the differential voltage V PL1 of the transformer 8, and generates an interference detection signal S TI1.
In this case, once the interference detection circuit 16 detects interference, the interference detection circuit 16 continues to generate the interference detection signal STI1 until the pulse reception circuit 14 stops receiving the pulse signal. Thereby, the transmission of the pulse is stopped on the primary side, and the pulse signal transmitted from the secondary side is preferentially received.

以上、第2次実施形態における送受信信号の干渉の検知は、前記のとおりトランス8の差動電圧VPL1に基づくものであり、第1次実施形態のトランス8の導通電流IPL1のみの検知ではなく、様々な方法があることの一例を示したものである。
なお、図2に示した電圧判定回路18の信号に基づき干渉検知回路16で判定する方が、図1で示した電流センサ15の信号に基づき干渉検知回路16で判定する方法よりも、一般的には精度を高く確保できるという特徴がある。
As described above, the detection of interference between transmission and reception signals in the second embodiment is based on the differential voltage VPL1 of the transformer 8 as described above, and in the detection of only the conduction current IPL1 of the transformer 8 of the first embodiment. It is an example that there are various methods.
Note that the determination by the interference detection circuit 16 based on the signal of the voltage determination circuit 18 shown in FIG. 2 is more general than the determination by the interference detection circuit 16 based on the signal of the current sensor 15 shown in FIG. Has a feature of ensuring high accuracy.

<第3実施形態>
[双方向通信システムの構成]
次に、本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムの基本構成について説明する。
図3は、本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムSY3の基本構成を示す図である。
図3において、2次側回路201は、図1に示した第1実施形態の2次側回路201と同じ構成である。重複する説明は省略する。
1次側回路103において、送信信号生成回路11、復号信号生成回路12、パルス駆動回路13、パルス受信回路14、出力段制御回路17の構成は、概ね第2実施形態の1次側回路102や第1実施形態の1次側回路101と同じ構成である。重複する説明は省略する。
第3実施形態の図3における1次側回路103と、第2実施形態の図2における1次側回路102や第1実施形態の図1における1次側回路101との相異点は、干渉検知回路16が電圧判定回路18(図2、第2実施形態)や電流センサ15(図1、第1実施形態)を用いずに、送受信信号のパルスの干渉を検知することである。
<Third Embodiment>
[Configuration of bidirectional communication system]
Next, the basic configuration of a bidirectional communication system according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a bidirectional communication system SY3 according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 3, the secondary side circuit 201 has the same configuration as the secondary side circuit 201 of the first embodiment shown in FIG. A duplicate description is omitted.
In the primary side circuit 103, the configuration of the transmission signal generation circuit 11, the decoded signal generation circuit 12, the pulse drive circuit 13, the pulse reception circuit 14, and the output stage control circuit 17 is substantially the same as that of the primary side circuit 102 of the second embodiment. The configuration is the same as that of the primary side circuit 101 of the first embodiment. A duplicate description is omitted.
The difference between the primary side circuit 103 in FIG. 3 of the third embodiment and the primary side circuit 102 in FIG. 2 of the second embodiment and the primary side circuit 101 in FIG. 1 of the first embodiment is interference. The detection circuit 16 detects the interference of the pulse of the transmission / reception signal without using the voltage determination circuit 18 (FIG. 2, second embodiment) or the current sensor 15 (FIG. 1, first embodiment).

[干渉検知回路16の構成例と機能・動作]
以下に、図3における干渉検知回路16がどのように送受信信号のパルスの干渉を検知するかについて説明する。
干渉検知回路16は、パルス駆動回路13の出力段でトランス8の導通電流IPL1をモニタした情報SDI1を得て、その差異からパルスの干渉を検知して、干渉検知信号STI1を生成する。なお、出力段でトランス8の導通電流IPL1をモニタして情報SDI1を如何にして得るかの具体的手段は、図4、図5を参照して後記する。
この干渉検知回路16は、一度干渉を検知すると、パルス受信回路14がパルス信号を受信しなくなるまで、干渉検知信号STI1を発生し続ける。
これにより、1次側でパルスの送信を停止し、2次側から送信されたパルス信号を優先的に受信する。以下、パルス駆動回路3の出力段で、トランス8の導通電流IPL1をモニタする方法を例示する。
[Configuration example, function and operation of interference detection circuit 16]
Hereinafter, how the interference detection circuit 16 in FIG. 3 detects the interference of the pulses of the transmission / reception signal will be described.
Interference detection circuit 16 obtains the information S DI1 obtained by monitoring the conduction current I PL1 of the transformer 8 at the output stage of the pulse driving circuit 13, detects the interference pulses from the difference, to generate an interference detection signal S TI1 . The specific means or obtained by the how the information S DI1 conduction current I PL1 monitors the transformer 8 at the output stage, Fig. 4, described later with reference to FIG.
Once the interference detection circuit 16 detects interference, the interference detection circuit 16 continues to generate the interference detection signal STI1 until the pulse reception circuit 14 stops receiving the pulse signal.
Thereby, the transmission of the pulse is stopped on the primary side, and the pulse signal transmitted from the secondary side is preferentially received. Hereinafter, a method of monitoring the conduction current IPL1 of the transformer 8 at the output stage of the pulse drive circuit 3 will be exemplified.

《パルス出力段の第1例》
図4は、図3に示した本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムSY3で、トランス8とパルス駆動回路13に含まれるパルス出力段41、42の具体的な構成の第1例を示す図である。なお、パルス出力段41、42のみを明記し、他の表記を省略している。
図4において、パルス出力段41は、MOSFETからなるP型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM2と抵抗31との直列回路が直流電源VDD1とグランドとの間に接続されている。
また、P型の半導体スイッチM1のゲートには制御信号のゲート電圧VM1、N型の半導体スイッチM2のゲートには制御信号のゲート電圧VM2が入力している。
また、P型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM2とのそれぞれのドレインは互いに接続され、この接続点は、トランス8の1次側の一端に接続されている。
また、N型の半導体スイッチM2のソースと抵抗31の接続点から端子電圧VIF1の信号が出力される構成となっている。
<< First example of pulse output stage >>
FIG. 4 shows a first example of a specific configuration of pulse output stages 41 and 42 included in the transformer 8 and the pulse drive circuit 13 in the bidirectional communication system SY3 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. Only the pulse output stages 41 and 42 are clearly shown, and other notations are omitted.
In FIG. 4, in the pulse output stage 41, a series circuit of a P-type semiconductor switch M1, an N-type semiconductor switch M2, and a resistor 31, each composed of a MOSFET, is connected between a DC power supply V DD1 and the ground.
Further, to the gate of the P-type semiconductor switch M1 to the gate of the gate voltage V M1, N-type semiconductor switch M2 of the control signal is inputted the gate voltage V M2 of the control signal.
The drains of the P-type semiconductor switch M1 and the N-type semiconductor switch M2 are connected to each other, and this connection point is connected to one end on the primary side of the transformer 8.
Further, the signal of the terminal voltage V IF1 is output from the connection point between the source of the N-type semiconductor switch M2 and the resistor 31.

また、パルス出力段42は、MOSFETからなるP型の半導体スイッチM3とN型の半導体スイッチM4と抵抗32との直列回路が直流電源VDD1とグランド(グランド電位、シンク)との間に接続されている。
また、P型の半導体スイッチM3のゲートには制御信号のゲート電圧VM3、N型の半導体スイッチM4のゲートには制御信号のゲート電圧VM4が入力している。
また、P型の半導体スイッチM3とN型の半導体スイッチM4とのそれぞれのドレインは互いに接続され、この接続点は、トランス8の1次側の他端に接続されている。
また、N型の半導体スイッチM4のソースと抵抗32の接続点から端子電圧VIF2の信号が出力される構成となっている。
なお、N型の半導体スイッチM4のソースとN型の半導体スイッチM2のソースは、それぞれ抵抗32、31を介してグランド電位に接続されているので、半導体スイッチM4、M2をシンク側半導体スイッチング素子とも呼称する。
In the pulse output stage 42, a series circuit of a P-type semiconductor switch M3, an N-type semiconductor switch M4, and a resistor 32 made of MOSFETs is connected between the DC power supply V DD1 and the ground (ground potential, sink). ing.
Further, to the gate of the P-type semiconductor switch M3 in the gate of the gate voltage V M3, N-type semiconductor switch M4 control signals are input gate voltage V M4 control signals.
The drains of the P-type semiconductor switch M3 and the N-type semiconductor switch M4 are connected to each other, and this connection point is connected to the other end on the primary side of the transformer 8.
Further, a signal of the terminal voltage V IF2 is output from the connection point between the source of the N-type semiconductor switch M4 and the resistor 32.
Since the source of the N-type semiconductor switch M4 and the source of the N-type semiconductor switch M2 are connected to the ground potential via the resistors 32 and 31, respectively, the semiconductor switches M4 and M2 are both connected to the sink-side semiconductor switching element. Call it.

パルス出力段41とパルス出力段42とを用いて、1次側からパルスを送信する場合、例えば、P型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM4をオンさせるように、パルス出力段41では、P型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM2のそれぞれのゲートに印加する制御信号のゲート電圧VM1をLow(P型、ON)、制御信号のゲート電圧VM2をLow(N型、OFF)と制御する。
それと併せて、パルス出力段42では、P型の半導体スイッチM3とN型の半導体スイッチM4のそれぞれのゲートに印加する制御信号のゲート電圧VM3をHigh(P型、OFF)、制御信号のゲート電圧VM4をHigh(N型、ON)と制御する。
When a pulse is transmitted from the primary side using the pulse output stage 41 and the pulse output stage 42, for example, the pulse output stage 41 turns on the P-type semiconductor switch M1 and the N-type semiconductor switch M4. , Low gate voltage V M1 of the control signals applied to the gates of the P-type semiconductor switch M1 and the N-type semiconductor switch M2 (P-type, oN), Low (N-type gate voltage V M2 of the control signal, OFF).
At the same time, in the pulse output stage 42, the gate voltage V M3 of the control signal applied to the gates of the P-type semiconductor switch M3 and the N-type semiconductor switch M4 is set to High (P type, OFF), and the control signal gate is supplied. The voltage VM4 is controlled to be High (N type, ON).

この制御によって、パルス出力段41から概ねVDD1、パルス出力段42から概ねグランド電位が出力し、トランス8の1次側に電圧が印加されてパルスが出力する。
また、パルス出力段41のP型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM2、およびパルス出力段42のP型の半導体スイッチM3とN型の半導体スイッチM4に前記した電圧の逆の組み合わせの電圧で制御すれば、トランス8の1次側に逆の極性の電圧が印加されてパルスが出力する。
By this control, approximately V DD1 is output from the pulse output stage 41 and approximately ground potential is output from the pulse output stage 42, and a voltage is applied to the primary side of the transformer 8 to output a pulse.
In addition, the P-type semiconductor switch M1 and the N-type semiconductor switch M2 of the pulse output stage 41 and the P-type semiconductor switch M3 and the N-type semiconductor switch M4 of the pulse output stage 42 are voltages having a reverse combination of the above-described voltages. In this case, a reverse polarity voltage is applied to the primary side of the transformer 8 and a pulse is output.

以上のように、パルス出力段41とパルス出力段42を制御することによって、±の両極性のパルスとおよびパルスをトランス8の1次側の巻線N1に印加することができる。   As described above, by controlling the pulse output stage 41 and the pulse output stage 42, it is possible to apply the ± bipolar pulse and the pulse to the primary winding N1 of the transformer 8.

また、このとき、トランスの導通電流IPL1は、抵抗32の端子電圧VIF2、または抵抗31の端子電圧VIF1によってモニタする。
したがって、抵抗31(抵抗手段)と抵抗32(抵抗手段)は、パルス駆動回路(第1のパルス駆動部)13に流れる電流を検出する電流検出手段(31、32)である。
また、パルス出力段41とパルス出力段42を、2次側回路201のパルス駆動回路(第2のパルス駆動部)23に用いることもできる。
図3に示した干渉検知回路16は、前記した端子電圧VIF2によってモニタしたトランスの導通電流IPL1の情報SDI1に基づいて送受信信号のパルスの干渉を検知することができる。
また、ここで、短絡電流発生時は端子電圧VIF2が増加するため、N型の半導体スイッチM4の抵抗が増加することで、短絡電流がより高速に減少する効果も期待できる。
At this time, the conduction current IPL1 of the transformer is monitored by the terminal voltage V IF2 of the resistor 32 or the terminal voltage V IF1 of the resistor 31.
Therefore, the resistor 31 (resistor unit) and the resistor 32 (resistor unit) are current detectors (31, 32) that detect a current flowing through the pulse drive circuit (first pulse driver) 13.
The pulse output stage 41 and the pulse output stage 42 can also be used for the pulse drive circuit (second pulse drive unit) 23 of the secondary circuit 201.
FIG interference detection circuit 16 shown in 3, it is possible to detect an interference of transmit and receive signal pulses based on information S DI1 transformer conduction current I PL1 was monitored by the terminal voltage V IF2 described above.
Here, since the terminal voltage V IF2 increases when the short-circuit current is generated, the resistance of the N-type semiconductor switch M4 increases, so that the effect of reducing the short-circuit current more rapidly can be expected.

《パルス出力段の第2例》
図5は、図3に示した本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムSY3で、トランス8とパルス駆動回路3に含まれるパルス出力段51、52の具体的な構成の第2例を示す図である。なお、パルス出力段51、52のみを明記し、他の表記を省略している。
また、図5のパルス出力段51、52は、図4に示したパルス出力段41、42の変形例である。
図5において、パルス出力段51は、MOSFETからなるP型の半導体スイッチM1とN型の半導体スイッチM2とN型の半導体スイッチM5との直列回路が直流電源VDD1とグランドとの間に接続されている。
<< Second example of pulse output stage >>
FIG. 5 shows a second example of the specific configuration of the pulse output stages 51 and 52 included in the transformer 8 and the pulse driving circuit 3 in the bidirectional communication system SY3 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. Only the pulse output stages 51 and 52 are specified, and other notations are omitted.
Moreover, the pulse output stages 51 and 52 of FIG. 5 are modifications of the pulse output stages 41 and 42 shown in FIG.
In FIG. 5, a pulse output stage 51 is formed by connecting a series circuit of a P-type semiconductor switch M1, an N-type semiconductor switch M2, and an N-type semiconductor switch M5 made of MOSFETs between a DC power supply VDD1 and a ground. ing.

また、P型の半導体スイッチM1のゲートにはゲート電圧VM1の制御信号、N型の半導体スイッチM2のゲートにはゲート電圧VM2の制御信号が入力している。また、N型の半導体スイッチM5のゲートとドレインは互いに接続されている。
また、抵抗33と抵抗34とN型の半導体スイッチM6との直列回路が直流電源VDD1とグランドとの間に接続されている。
N型の半導体スイッチM6のゲートは、N型の半導体スイッチM5のゲートに接続されている。
また、抵抗33と抵抗34との接続点から端子電圧VIF3の信号が出力される構成となっている。
このパルス出力段51の構成は、トランス8の導通電流IPL1をカレントミラー回路(半導体スイッチM1、M2、M5、M6、抵抗34、33)で転写し、端子電圧VIF3、によってモニタしている点が異なる。
Also inputs the control signal of the gate voltage V M2 is the gate control signal, N-type semiconductor switch M2 gate voltage V M1 to the gate of the P-type semiconductor switch M1. The gate and drain of the N-type semiconductor switch M5 are connected to each other.
In addition, a series circuit of a resistor 33, a resistor 34, and an N-type semiconductor switch M6 is connected between the DC power supply VDD1 and the ground.
The gate of the N-type semiconductor switch M6 is connected to the gate of the N-type semiconductor switch M5.
Further , the signal of the terminal voltage V IF3 is output from the connection point between the resistor 33 and the resistor 34.
The configuration of the pulse output stage 51, to transfer the conduction current I PL1 of the transformer 8 by the current mirror circuit (semiconductor switches M1, M2, M5, M6, resistors 34 and 33), the terminal voltage V IF3, is monitored by The point is different.

また、パルス出力段52は、MOSFETからなるP型の半導体スイッチM3とN型の半導体スイッチM4とN型の半導体スイッチM7との直列回路が直流電源VDD1とグランドとの間に接続されている。
また、P型の半導体スイッチM3のゲートにはゲート電圧VM3の制御信号、N型の半導体スイッチM4のゲートにはゲート電圧VM4の制御信号が入力している。また、N型の半導体スイッチM7のゲートとドレインは互いに接続されている。
また、抵抗35と抵抗36とN型の半導体スイッチM8との直列回路が直流電源VDD1とグランドとの間に接続されている。
N型の半導体スイッチM8のゲートは、N型の半導体スイッチM7のゲートに接続されている。
また、抵抗35と抵抗36との接続点から端子電圧VIF4の信号が出力される構成となっている。
In the pulse output stage 52, a series circuit of a P-type semiconductor switch M3, an N-type semiconductor switch M4, and an N-type semiconductor switch M7 made of MOSFETs is connected between the DC power supply V DD1 and the ground. .
Also inputs the control signal of the gate voltage V M4 is the gate of the control signal, N-type semiconductor switch M4 of the gate voltage V M3 to the gate of the P-type semiconductor switch M3. The gate and drain of the N-type semiconductor switch M7 are connected to each other.
In addition, a series circuit of a resistor 35, a resistor 36, and an N-type semiconductor switch M8 is connected between the DC power supply VDD1 and the ground.
The gate of the N-type semiconductor switch M8 is connected to the gate of the N-type semiconductor switch M7.
Further, a signal of the terminal voltage V IF4 is output from the connection point between the resistor 35 and the resistor 36.

このパルス出力段52の構成は、トランス8の導通電流IPL1をカレントミラー回路(半導体スイッチM3、M4、M7、M8、抵抗35、36)で転写し、端子電圧VIF4、によってモニタしている点が異なる。
図5のパルス出力段51、52に付随した送受信信号のパルスの干渉を検知する機能は、図4のパルス出力段41、42に付随した送受信信号のパルスの干渉を検知する機能と比較して、検出感度が高いという効果がある。
The configuration of the pulse output stage 52 is to transfer the conduction current I PL1 of the transformer 8 by the current mirror circuit (semiconductor switches M3, M4, M7, M8, resistors 35 and 36), the terminal voltage V IF4, are monitored by The point is different.
The function of detecting the pulse interference of the transmission / reception signal associated with the pulse output stages 51 and 52 of FIG. 5 is compared with the function of detecting the interference of the pulse of the transmission / reception signal associated with the pulse output stages 41 and 42 of FIG. There is an effect that the detection sensitivity is high.

<第4実施形態>
[半導体駆動装置の構成]
次に、本発明の双方向通信システムを用いた第4実施形態に係る半導体駆動装置について説明する。
図6は、本発明の双方向通信システムを用いた第4実施形態に係る半導体駆動装置GD1の構成を示す図である。
図6において、1次側回路103は、図3に示した第3実施形態の1次側回路103と同じ構成である。重複する説明は省略する。
2次側回路204において、送信信号生成回路21、復号信号生成回路22、パルス駆動回路23、パルス受信回路24、同期制御回路20の構成は、概ね第3実施形態の2次側回路201と同じ構成である。重複する説明は省略する。
<Fourth embodiment>
[Configuration of semiconductor drive device]
Next, a semiconductor drive device according to a fourth embodiment using the bidirectional communication system of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a semiconductor drive device GD1 according to the fourth embodiment using the bidirectional communication system of the present invention.
In FIG. 6, the primary side circuit 103 has the same configuration as the primary side circuit 103 of the third embodiment shown in FIG. A duplicate description is omitted.
In the secondary side circuit 204, the configuration of the transmission signal generation circuit 21, the decoded signal generation circuit 22, the pulse drive circuit 23, the pulse reception circuit 24, and the synchronization control circuit 20 is substantially the same as the secondary side circuit 201 of the third embodiment. It is a configuration. A duplicate description is omitted.

異なるのは、2次側回路204に状態判定回路28とゲート駆動回路29が新たに備えられたことである。
1次側回路103と2次側回路204およびトランス8を備えて、半導体駆動装置GD1が構成されている。
半導体駆動装置GD1には、半導体スイッチング素子Q1(スイッチング素子)を介して負荷R1と直流電源(電圧V)39が直列に接続されている。
つまり、図6に示した半導体駆動装置GD1は、図3に示した本発明の第3実施形態に係る双方向通信システムSY3を、半導体スイッチング素子Q1を制御するための駆動指令信号と半導体スイッチング素子Q1の動作状態を示す状態信号とを双方向通信するための通信手段に適用したものである。
The difference is that the secondary side circuit 204 is newly provided with a state determination circuit 28 and a gate drive circuit 29.
The semiconductor drive device GD1 is configured by including the primary side circuit 103, the secondary side circuit 204, and the transformer 8.
A load R1 and a DC power supply (voltage V B ) 39 are connected in series to the semiconductor drive device GD1 via a semiconductor switching element Q1 (switching element).
That is, the semiconductor drive device GD1 shown in FIG. 6 uses the two-way communication system SY3 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3 in the drive command signal and the semiconductor switching element for controlling the semiconductor switching element Q1. This is applied to a communication means for two-way communication with a status signal indicating the operating state of Q1.

図6に示すように、半導体駆動装置GD1は、マイクロコンピュータなどの上位論理部(図示せず)で生成された半導体スイッチング素子Q1のオン・オフを指令する駆動指令信号をパルス信号列に変換して2次側に送信し、ゲート駆動回路29に出力される。
この回路の制御により、半導体スイッチング素子Q1のオン・オフを制御することができる。
更に、半導体駆動装置GD1は、半導体スイッチング素子Q1のオン状態を状態判定回路28で判定し、その状態信号はパルス信号列に変換して1次側に送信され、復号信号生成回路12を介して、上位論理部(図示せず)に送信される。
As shown in FIG. 6, the semiconductor drive device GD1 converts a drive command signal for commanding on / off of the semiconductor switching element Q1 generated by a high-order logic unit (not shown) such as a microcomputer into a pulse signal sequence. To the secondary side and output to the gate drive circuit 29.
By controlling this circuit, on / off of the semiconductor switching element Q1 can be controlled.
Further, the semiconductor drive device GD1 determines the ON state of the semiconductor switching element Q1 by the state determination circuit 28, converts the state signal into a pulse signal sequence, and transmits it to the primary side, via the decoded signal generation circuit 12 , To a higher-order logic unit (not shown).

すなわち、半導体駆動装置GD1として、2次側回路204に状態判定回路28とゲート駆動回路29を新たに備えたことによって、半導体駆動装置GD1の1次側回路103に入力する信号SI1は、駆動指令信号入力であり、また1次側回路103から出力する信号SO1は、状態信号出力の信号として使用される。
上位論理部は、その状態信号によって、適切な処置(指令)をとることができる。
なお、図6に示した例では、半導体スイッチング素子Q1は、直流電源(電圧V)39から負荷R1への電力の供給のオン・オフを制御するスイッチとして用いられている。
図6において、半導体スイッチング素子Q1として、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いた場合の例を示している。
That is, as the semiconductor drive device GD1, the state determination circuit 28 and the gate drive circuit 29 are newly provided in the secondary side circuit 204, so that the signal SI1 input to the primary side circuit 103 of the semiconductor drive device GD1 is a drive command. A signal S O1 that is a signal input and that is output from the primary side circuit 103 is used as a status signal output signal.
The higher-order logic unit can take an appropriate action (command) according to the status signal.
In the example shown in FIG. 6, the semiconductor switching element Q1 is used as a switch for controlling on / off of power supply from the DC power supply (voltage V B ) 39 to the load R1.
FIG. 6 shows an example in which an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used as the semiconductor switching element Q1.

<第5実施形態>
[半導体駆動装置の構成]
次に、本発明の双方向通信システムを用いた第5実施形態に係る半導体駆動装置について説明する。
図7は、本発明の第5実施形態に係る半導体駆動装置GD2の構成を示す図である。
図7に示した半導体駆動装置GD2は、図6に示す半導体駆動装置GD1に、異常検知回路30を2次側回路205に加えたものである。2次側回路205において、異常検知回路30以外の他の構成は同じである。重複する説明は適宜省略する。
また、1次側回路104の構成は、図6に示した1次側回路103の構成と同じであるが、復号信号生成回路72(図7)の出力が状態信号出力と異常状態信号出力の2本となっていることが図6の復号信号生成回路12(出力信号は1本)と異なっている。他の構成は同じであるので重複する説明は適宜省略する。
<Fifth Embodiment>
[Configuration of semiconductor drive device]
Next, a semiconductor drive device according to a fifth embodiment using the bidirectional communication system of the present invention will be described.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a semiconductor drive device GD2 according to the fifth embodiment of the present invention.
The semiconductor drive device GD2 shown in FIG. 7 is obtained by adding an abnormality detection circuit 30 to the secondary side circuit 205 to the semiconductor drive device GD1 shown in FIG. The configuration of the secondary side circuit 205 other than the abnormality detection circuit 30 is the same. The overlapping description will be omitted as appropriate.
The configuration of the primary side circuit 104 is the same as the configuration of the primary side circuit 103 shown in FIG. 6, but the output of the decoded signal generation circuit 72 (FIG. 7) is a state signal output and an abnormal state signal output. It is different from the decoded signal generation circuit 12 (one output signal) of FIG. Since other configurations are the same, redundant description will be omitted as appropriate.

図7において、異常検知回路30は、2次側の電源電圧VDD2の異常を検知するものであり、その異常状態信号は、送信信号生成回路21に送られて半導体駆動装置GD2の制御に参照される。
より詳しくは、異常状態信号は、送信信号生成回路21からさらに、パルス駆動回路23、トランス8、パルス受信回路14、復号信号生成回路72を経由する。
そして、復号信号生成回路72から異常状態信号出力SE1として、上位論理部(図示せず)に送信される。図7の例では、異常状態信号は、1次側のクロックと非同期で優先的に送信する場合を示している。
In FIG. 7, the abnormality detection circuit 30 detects an abnormality in the power supply voltage V DD2 on the secondary side, and the abnormality state signal is sent to the transmission signal generation circuit 21 and referred to the control of the semiconductor drive device GD2. Is done.
More specifically, the abnormal state signal further passes from the transmission signal generation circuit 21 via the pulse drive circuit 23, the transformer 8, the pulse reception circuit 14, and the decoded signal generation circuit 72.
Then, the decoded signal generation circuit 72 transmits the abnormal state signal output S E1 to the higher-order logic unit (not shown). In the example of FIG. 7, the abnormal state signal is preferentially transmitted asynchronously with the primary side clock.

なお、前記の場合には、異常検知回路30は、電源電圧VDD2の異常を検知し、異常を判定するので電圧異常判定回路(30)とも称する。
また、半導体駆動装置GD2は半導体駆動装置GD1に異常検知回路30を加えた構成であるので、電源電圧VDD2の異常検知以外の機能は同一である。したがって、1次側回路103に入力する信号SI1は、駆動指令信号入力であり、また1次側回路103から出力する信号SO1は、状態信号出力の信号として使用される。また、前記したように、信号SE1は、異常状態信号出力として使用される。
In the above case, the abnormality detection circuit 30 is also referred to as a voltage abnormality determination circuit (30) because it detects an abnormality in the power supply voltage VDD2 and determines the abnormality.
Further, since the semiconductor drive device GD2 has a configuration in which the abnormality detection circuit 30 is added to the semiconductor drive device GD1, functions other than the abnormality detection of the power supply voltage VDD2 are the same. Therefore, the signal S I1 input to the primary side circuit 103 is a drive command signal input, and the signal S O1 output from the primary side circuit 103 is used as a status signal output signal. Further, as described above, the signal S E1 is used as an abnormal state signal output.

<第6実施形態>
[電力変換装置]
次に、本発明の半導体駆動装置を用いた第6実施形態に係る電力変換装置について説明する。
図8は、本発明の第6実施形態に係る電力変換装置PT1の構成を示す図である。
第6実施形態の電力変換装置PT1は、前記した第4実施形態に係る半導体駆動装置GD1、又は第5実施形態に係る半導体駆動装置GD2を、電力変換装置における半導体スイッチング素子の駆動装置として適用したものである。
図8に示すように、第6実施形態に係る電力変換装置PT1は、IGBTからなる半導体スイッチング素子Q11〜Q16、ダイオードD11〜D16、半導体駆動装置GD11〜GD16、及び半導体駆動装置GD11〜GD16を介して、半導体スイッチング素子Q11〜Q16に対してスイッチング動作の制御信号である駆動指令信号を発生する上位論理部L1を備えて構成されている。
<Sixth Embodiment>
[Power converter]
Next, a power conversion device according to a sixth embodiment using the semiconductor drive device of the present invention will be described.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a power conversion device PT1 according to the sixth embodiment of the present invention.
In the power conversion device PT1 of the sixth embodiment, the semiconductor drive device GD1 according to the fourth embodiment described above or the semiconductor drive device GD2 according to the fifth embodiment is applied as a drive device for a semiconductor switching element in the power conversion device. Is.
As shown in FIG. 8, the power conversion device PT1 according to the sixth embodiment includes semiconductor switching elements Q11 to Q16 made of IGBT, diodes D11 to D16, semiconductor driving devices GD11 to GD16, and semiconductor driving devices GD11 to GD16. Thus, the semiconductor switching elements Q11 to Q16 are configured to include a higher-order logic unit L1 that generates a drive command signal that is a control signal for switching operation.

なお、電力変換装置PT1は、電圧Vの直流電源69の直流電力を交流電力に変換するインバータ装置である。
電力変換装置PT1は、直流電源69の正負の端子間に、2個の半導体スイッチング素子(Q11及びQ12、Q13及びQ14、Q15及びQ16)が極性を揃えて直列に接続された上下アームが3組接続されている。
また、各半導体スイッチング素子Q11〜Q16のエミッタ−コレクタ間には、負荷電流を還流させるためのダイオードD11〜D16が逆極性かつ並列に、それぞれ接続されている。
また、各半導体スイッチング素子Q11〜Q16のゲート端子には、スイッチングの駆動指令信号を出力する半導体駆動装置GD11〜GD16がそれぞれ接続されている。
The power conversion device PT1 is an inverter device that converts the DC power of the DC power source 69 having the voltage V B into AC power.
The power conversion device PT1 includes three sets of upper and lower arms in which two semiconductor switching elements (Q11 and Q12, Q13 and Q14, Q15 and Q16) are connected in series between the positive and negative terminals of the DC power supply 69 with the same polarity. It is connected.
Further, diodes D11 to D16 for circulating the load current are connected in reverse polarity and in parallel between the emitters and collectors of the semiconductor switching elements Q11 to Q16, respectively.
In addition, semiconductor drive devices GD11 to GD16 that output switching drive command signals are connected to the gate terminals of the semiconductor switching elements Q11 to Q16, respectively.

また、直列接続された2個の半導体スイッチング素子(Q11及びQ12、Q13及びQ14、Q15及びQ16)の接続点は、それぞれ交流の出力端子となり、負荷である三相交流モータMOに接続されている。
そして、電力変換装置PT1は、上位論理部L1によって、半導体駆動装置GD11〜GD16を介して、それぞれ半導体スイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を制御して、交流端子に接続された三相交流モータMOに交流電力を供給する。
ここで、電力変換装置PT1は、上位論理部L1によって、各半導体スイッチング素子Q11〜Q16に対する駆動指令信号を発生し、この半導体駆動装置GD11〜GD16を介して、この駆動指令信号を半導体スイッチング素子Q11〜Q16のゲート端子(制御端子)に送信することで電力変換動作を行う。
このとき、電力変換装置PT1は、半導体駆動装置GD11によって駆動指令信号を絶縁通信によって送信するため、半導体スイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング時に発生するノイズの影響が低減される。このため、電力変換装置PT1は、高い信頼性で電力変換を行うことができる。
The connection points of the two semiconductor switching elements (Q11 and Q12, Q13 and Q14, Q15 and Q16) connected in series are AC output terminals, and are connected to the three-phase AC motor MO as a load. .
The power conversion device PT1 controls the switching operation of the semiconductor switching elements Q11 to Q16 via the semiconductor driving devices GD11 to GD16 by the higher-order logic unit L1, respectively, and the three-phase AC motor MO connected to the AC terminal. To supply AC power.
Here, the power conversion device PT1 generates a drive command signal for each of the semiconductor switching elements Q11 to Q16 by the higher-order logic unit L1, and passes this drive command signal to the semiconductor switching device Q11 via the semiconductor drive devices GD11 to GD16. The power conversion operation is performed by transmitting to the gate terminal (control terminal) of Q16.
At this time, since power conversion device PT1 transmits a drive command signal by insulated communication by semiconductor drive device GD11, the influence of noise generated during switching of semiconductor switching elements Q11 to Q16 is reduced. Therefore, the power conversion device PT1 can perform power conversion with high reliability.

<その他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明はこれら実施形態およびその変形に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもよく、以下にその例をあげる。
<Other embodiments>
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, this invention is not limited to these embodiment and its deformation | transformation, There exists a design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention. Well, here are some examples:

《電流センサ・パルス受信回路》
図1で示した第1実施形態においては、パルス受信回路14はトランス8の差動電圧VPL1を判定する場合を想定したものであった。したがって、駆動電流であるトランス8の導通電流IPL1を判定する場合は、電流センサ15を用いた例を示した。
しかしながら、パルス受信回路14が、駆動電流であるトランス8の導通電流IPL1を判定する場合は、パルス受信回路14に含まれる電流センサ(不図示)を用いて、干渉検知回路16に信号を送ることによって、干渉状態を検知することができる。したがって、電流センサ15を省略することが可能となる。
また、パルス受信回路14は、トランスの差動電圧VPL1とトランス8の導通電流IPL1の両方を判定するものであってもよい。
<Current sensor / pulse receiving circuit>
In the first embodiment shown in FIG. 1, the pulse receiving circuit 14 is assumed to determine the differential voltage VPL1 of the transformer 8. Therefore, in the case of determining the conduction current IPL1 of the transformer 8 that is the drive current, an example using the current sensor 15 is shown.
However, when the pulse reception circuit 14 determines the conduction current IPL1 of the transformer 8 that is a drive current, a signal is sent to the interference detection circuit 16 using a current sensor (not shown) included in the pulse reception circuit 14. Thus, the interference state can be detected. Therefore, the current sensor 15 can be omitted.
Further, the pulse receiving circuit 14 may determine both the transformer differential voltage VPL1 and the transformer 8 conduction current IPL1 .

《干渉検知手段》
また、図1で示した第1実施形態においては、1次側に干渉検知手段(干渉検知回路16)がある場合を示しているが、2次側に干渉検知手段(不図示)がある場合も同様である。
さらには、1次側と2次側の両方に干渉検知手段を備え、信号の種類やタイミングに応じて、1次側の信号と2次側の信号のうち優先する信号を切り替えることも可能である。
《Interference detection means》
Further, in the first embodiment shown in FIG. 1, the case where there is an interference detection means (interference detection circuit 16) on the primary side is shown, but the case where there is an interference detection means (not shown) on the secondary side. Is the same.
Furthermore, interference detection means are provided on both the primary side and the secondary side, and it is possible to switch the priority signal among the primary side signal and the secondary side signal according to the type and timing of the signal. is there.

《干渉の情報伝達手段》
また、図1で示した第1実施形態の構成において、前記したノイズによるクロックの非同期化が問題とならない場合は、つまり、ある程度、信号が干渉しても送受信に影響を与えない範囲において、意図的にパルス受信期間中にパルスを送信して干渉を発生させることで、送受信パルスの干渉を一つの情報伝達手段にすることができる。
つまり、通常の送受信の信号に加え、干渉検知回路16の干渉の有無の出力信号を第3の信号として、信号量、情報量を増加させることも可能である。
《Interference information transmission means》
In addition, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, when the clock desynchronization due to noise does not become a problem, that is, within a range that does not affect transmission and reception even if a signal interferes to some extent. In particular, by transmitting a pulse during the pulse reception period to generate interference, the interference of the transmission / reception pulse can be made into one information transmission means.
That is, in addition to the normal transmission / reception signal, the output signal indicating the presence or absence of interference of the interference detection circuit 16 can be used as the third signal to increase the signal amount and the information amount.

《異常検知回路》
図7に示した第5実施形態において、異常検知回路30を2次側の電源電圧VDD2の異常を検知し、異常を判定するものとして備えた例を示した。この場合には、前記したように異常検知回路30が電圧異常判定回路(30)となる。
しかしながら、異常を検知するものとしては2次側の電源電圧VDD2に限定されるものではない。
例えば、他の例として、半導体スイッチング素子Q1(図7)の異常を検知するものや、その他2次側回路の異常を検知するものとして備えてもよい。
なお、異常検知回路30が半導体スイッチング素子Q1の接続された主回路の負荷R1の短絡を検知するものとして用いられる場合には、短絡検知回路(30)となる。
また、異常検知回路30が半導体スイッチング素子Q1の電流、つまり2次側回路に流れる電流の異常を検知するものとして用いられる場合には、電流異常検知回路(30)となる。
また、異常検知回路30が、半導体スイッチング素子Q1が担う電圧の異常を検知するものとして用いられる場合には、電圧異常検知回路(30)となる。
また、前記した電圧異常判定回路(30)、短絡検知回路(30)、電流異常検知回路(30)、電圧異常検知回路(30)の機能を同時に異常検知回路30が備えてもよいし、また、それぞれ異なる機能の異常検知回路30を複数個、備えてもよい。
<Abnormality detection circuit>
In the fifth embodiment shown in FIG. 7, an example is shown in which the abnormality detection circuit 30 is provided for detecting an abnormality in the power supply voltage V DD2 on the secondary side and determining the abnormality. In this case, as described above, the abnormality detection circuit 30 becomes the voltage abnormality determination circuit (30).
However, the detection of abnormality is not limited to the power supply voltage V DD2 on the secondary side.
For example, as another example, it may be provided as one that detects an abnormality of the semiconductor switching element Q1 (FIG. 7) or another one that detects an abnormality of the secondary side circuit.
When the abnormality detection circuit 30 is used to detect a short circuit of the load R1 of the main circuit to which the semiconductor switching element Q1 is connected, a short circuit detection circuit (30) is provided.
When the abnormality detection circuit 30 is used to detect an abnormality in the current of the semiconductor switching element Q1, that is, the current flowing in the secondary circuit, the current abnormality detection circuit (30) is provided.
Further, when the abnormality detection circuit 30 is used to detect an abnormality of the voltage carried by the semiconductor switching element Q1, it becomes a voltage abnormality detection circuit (30).
Moreover, the abnormality detection circuit 30 may be provided with the functions of the voltage abnormality determination circuit (30), the short circuit detection circuit (30), the current abnormality detection circuit (30), and the voltage abnormality detection circuit (30) at the same time. A plurality of abnormality detection circuits 30 having different functions may be provided.

《他の電力変換装置への適用》
また、図8に示した第6実施形態において、本発明の半導体駆動装置の電力変換装置への適用例として、三相交流モータMOに交流電力を供給するインバータ装置(直流−三相交流)の場合について説明した。
しかしながら、適用例は半導体駆動装置の電力変換装置に限定されるものではなく、直流−直流コンバータや、交流−直流コンバータなど、他の電力変換装置に適用することもできる。
<< Application to other power converters >>
Further, in the sixth embodiment shown in FIG. 8, as an application example of the semiconductor drive device of the present invention to the power conversion device, an inverter device (DC-three-phase AC) for supplying AC power to the three-phase AC motor MO. Explained the case.
However, the application example is not limited to the power conversion device of the semiconductor drive device, and can be applied to other power conversion devices such as a DC-DC converter and an AC-DC converter.

《単方向の通信》
また、図8に示した第6実施形態における半導体駆動装置(GD11〜GD16)は、図6に示した双方向通信システム(SY3)を備えた半導体駆動装置GD1であると説明したが、通信システムとして双方向通信を行うものに限定されない。
すなわち、上位論理部L1から制御信号を入力し、半導体スイッチング素子Q11〜Q16に復号した制御信号を出力する単方向の通信を行うものであってもよい。
<One-way communication>
Moreover, although the semiconductor drive device (GD11-GD16) in 6th Embodiment shown in FIG. 8 demonstrated that it was semiconductor drive device GD1 provided with the bidirectional | two-way communication system (SY3) shown in FIG. It is not limited to what performs bidirectional communication.
That is, unidirectional communication may be performed in which a control signal is input from the higher-order logic unit L1 and the decoded control signal is output to the semiconductor switching elements Q11 to Q16.

《半導体スイッチング素子》
図6における半導体スイッチング素子Q1、および図8に示したとして半導体スイッチング素子Q11〜Q16は、図6、図8においてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)の一般的な記号で表記した。しかしながら、スイッチング素子としての機能を有していればよいので、IGBTに限定されない。例えば、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やBJT(Bipolar junction transistor)やBiCMOS(Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor)、または、他の適切なデバイスでもよい。さらには、半導体デバイスでなくとも前記したようにスイッチング機能を有するスイッチング素子であればよい。
<Semiconductor switching element>
The semiconductor switching element Q1 in FIG. 6 and the semiconductor switching elements Q11 to Q16 as shown in FIG. 8 are represented by general symbols of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) in FIGS. However, since it only needs to have a function as a switching element, it is not limited to IGBT. For example, MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), BJT (Bipolar junction transistor), BiCMOS (Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor), or other suitable devices may be used. Furthermore, it may be a switching element having a switching function as described above even if it is not a semiconductor device.

《半導体スイッチ》
また、図4、図5において、半導体スイッチ(M1〜M8)はMOSFETであるとして説明した。しかしながらMOSFETに限定されない。前記したような他のデバイスによるスイッチング素子であってもよい。
《Semiconductor switch》
In FIGS. 4 and 5, the semiconductor switches (M1 to M8) are described as MOSFETs. However, it is not limited to MOSFET. The switching element by other devices as described above may be used.

11、21 送信信号生成回路
12、22 復号信号生成回路
13 パルス駆動回路(第1のパルス駆動部)
14 パルス受信回路(第1のパルス受信部)
15 電流センサ
16 干渉検知回路(干渉を検知する手段)
17 出力段制御回路
18 電圧判定回路
101、102、103 1次側回路(第1の回路)
20 同期制御回路(同期する手段)
23 パルス駆動回路(第2のパルス駆動部)
24 パルス受信回路(第2のパルス受信部)
201、204、205 2次側回路(第2の回路)
28 状態判定回路
29 ゲート駆動回路
30 異常検知回路、電圧異常検知回路、短絡検知回路、電流異常検知回路
31、32 抵抗(抵抗手段)、電流検出手段
33〜36 抵抗
39、69 直流電源
41、42、51、52 パルス出力段
8 トランス
D11〜D16 ダイオード
GD1、GD2、GD11〜GD16 半導体駆動装置
L1 上位論理部
M1、M3 半導体スイッチ、P型の半導体スイッチ
M2、M4 半導体スイッチ、N型の半導体スイッチ、シンク側半導体スイッチング素子
M5〜M8 半導体スイッチ、N型の半導体スイッチ
MO モータ
N1 巻線、1次巻線
N2 巻線、2次巻線
PT1 電力変換装置
Q1、Q11〜Q16 半導体スイッチング素子(スイッチング素子)
R1 負荷
SY1、SY2、SY3 双方向通信システム
11, 21 Transmission signal generation circuit 12, 22 Decoded signal generation circuit 13 Pulse drive circuit (first pulse drive unit)
14 Pulse receiving circuit (first pulse receiving unit)
15 Current sensor 16 Interference detection circuit (means for detecting interference)
17 Output stage control circuit 18 Voltage determination circuit 101, 102, 103 Primary side circuit (first circuit)
20 Synchronization control circuit (means for synchronizing)
23 Pulse drive circuit (second pulse drive unit)
24 Pulse receiving circuit (second pulse receiving unit)
201, 204, 205 Secondary circuit (second circuit)
28 State determination circuit 29 Gate drive circuit 30 Abnormality detection circuit, voltage abnormality detection circuit, short circuit detection circuit, current abnormality detection circuit 31, 32 Resistance (resistance means), current detection means 33-36 Resistance 39, 69 DC power supply 41, 42 , 51, 52 Pulse output stage 8 Transformers D11 to D16 Diodes GD1, GD2, GD11 to GD16 Semiconductor drive device L1 Upper logic part M1, M3 Semiconductor switch, P-type semiconductor switch M2, M4 Semiconductor switch, N-type semiconductor switch, Sink-side semiconductor switching element M5 to M8 Semiconductor switch, N-type semiconductor switch MO motor N1 winding, primary winding N2 winding, secondary winding PT1 power conversion device Q1, Q11 to Q16 Semiconductor switching element (switching element)
R1 load SY1, SY2, SY3 bidirectional communication system

Claims (14)

トランスと、該トランスを介して通信を行う第1の回路と第2の回路とを有し、
前記第1の回路は、前記第2の回路へパルスを送信する第1のパルス駆動部と、前記第2の回路からのパルスを受信する第1のパルス受信部とを備え、
前記第2の回路は、前記第1の回路へパルスを送信する第2のパルス駆動部と、前記第1の回路からのパルスを受信する第2のパルス受信部とを備え、
さらに、
前記第1の回路または前記第2の回路の少なくともどちらか一方に、前記トランスの導通電流または端子電圧を判定することで前記送受信パルスの干渉を検知する手段を備えることを特徴とする双方向通信システム。
A transformer, and a first circuit and a second circuit that perform communication via the transformer,
The first circuit includes a first pulse driver that transmits a pulse to the second circuit, and a first pulse receiver that receives a pulse from the second circuit,
The second circuit includes a second pulse driver that transmits a pulse to the first circuit, and a second pulse receiver that receives a pulse from the first circuit,
further,
Two-way communication characterized in that at least one of the first circuit and the second circuit includes means for detecting interference of the transmission / reception pulse by determining a conduction current or a terminal voltage of the transformer. system.
請求項1に記載の双方向通信システムにおいて、
前記第1の回路または前記第2の回路が、パルスの送信期間中に、前記送受信パルスの干渉を検知する手段によって、送受信パルスの干渉を検知すると、前記第1の回路または前記第2の回路はパルスの送信を停止して、前記第1のパルス受信部または前記第2のパルス受信部を受信可能な状態にすることを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 1,
When the first circuit or the second circuit detects interference of the transmission / reception pulse by means for detecting interference of the transmission / reception pulse during the transmission period of the pulse, the first circuit or the second circuit Stops transmitting pulses, and makes the first pulse receiving unit or the second pulse receiving unit receivable.
請求項1に記載の双方向通信システムにおいて、
さらに、前記第1の回路と前記第2の回路の少なくともどちらか一方に、前記第1の回路と前記第2の回路の互いのクロックを同期する手段を備え、
前記第1のパルス駆動部が送信するパルス信号と、前記第2のパルス駆動部が送信するパルス信号とを、前記クロックを同期する手段を用いて、半二重で送受信することを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 1,
Furthermore, at least one of the first circuit and the second circuit includes means for synchronizing the clocks of the first circuit and the second circuit,
The pulse signal transmitted from the first pulse driver and the pulse signal transmitted from the second pulse driver are transmitted and received in half duplex using the means for synchronizing the clocks. Two-way communication system.
請求項1に記載の双方向通信システムにおいて、
前記第1の回路または前記第2の回路がパルス受信期間中にパルスを送信し、送受信パルスの干渉を発生させ、該干渉の有無を情報とすることを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 1,
A bidirectional communication system, wherein the first circuit or the second circuit transmits a pulse during a pulse reception period, generates interference between transmission and reception pulses, and uses the presence or absence of the interference as information.
請求項1に記載の双方向通信システムにおいて、
前記第1のパルス駆動部または前記第2のパルス駆動部の出力段に、前記パルス駆動部に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
該電流検出手段に基づいて、前記送受信パルスの干渉を検知することを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 1,
An output stage of the first pulse driving unit or the second pulse driving unit is provided with a current detection means for detecting a current flowing in the pulse driving unit;
A bidirectional communication system, wherein interference of the transmission / reception pulse is detected based on the current detection means.
請求項5に記載の双方向通信システムにおいて、
前記電流検出手段は、前記パルス駆動回路の出力段に備えたシンク側半導体スイッチング素子とグランド間に備えられた抵抗手段であることを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 5, wherein
The bidirectional communication system, wherein the current detection means is a resistance means provided between a sink-side semiconductor switching element provided in an output stage of the pulse drive circuit and a ground.
請求項5に記載の双方向通信システムにおいて、
前記パルス駆動回路の出力段にカレントミラー回路を備え、
該カレントミラー回路で転写した電流に基づいて、送受信パルスの干渉を検知することを特徴とする双方向通信システム。
The bidirectional communication system according to claim 5, wherein
A current mirror circuit is provided at the output stage of the pulse drive circuit,
A bidirectional communication system, wherein interference between transmission and reception pulses is detected based on a current transferred by the current mirror circuit.
上位論理部から出力された指令信号を、トランスの1次側に接続された第1の回路に入力信号として入力し、トランスの2次側の接続された第2の回路で復号した信号とする双方向通信システムを備え、
前記指令信号に基づきスイッチング素子のオン・オフを制御し、
前記双方向通信システムは請求項1に記載の双方向通信システムであることを特徴とする半導体駆動装置。
The command signal output from the higher-order logic unit is input as an input signal to the first circuit connected to the primary side of the transformer, and is decoded by the second circuit connected to the secondary side of the transformer. With a two-way communication system,
Based on the command signal to control the on / off of the switching element,
The semiconductor communication apparatus according to claim 1, wherein the bidirectional communication system is the bidirectional communication system according to claim 1.
請求項8に記載の半導体駆動装置において、
さらに前記双方向通信システムは前記スイッチング素子のオン・オフ状態を判定する状態判定回路を備え、
前記第2の回路は前記トランスを介して前記状態判定回路による判定結果を前記第1の回路に送信し、該第1の回路は前記判定結果を前記上位論理部に出力することを特徴とする半導体駆動装置。
The semiconductor drive device according to claim 8,
The bidirectional communication system further includes a state determination circuit that determines an on / off state of the switching element.
The second circuit transmits a determination result by the state determination circuit to the first circuit via the transformer, and the first circuit outputs the determination result to the higher-order logic unit. Semiconductor drive device.
請求項9に記載の半導体駆動装置において、
さらに前記双方向通信システムは前記第2の回路の電圧異常を判定する電圧異常判定回路を備え、
前記第2の回路は前記トランスを介して前記電圧異常判定回による判定結果を前記第1の回路に送信し、該第1の回路は前記判定結果を前記上位論理部に出力することを特徴とする半導体駆動装置。
The semiconductor drive device according to claim 9,
The bidirectional communication system further includes a voltage abnormality determination circuit that determines a voltage abnormality of the second circuit,
The second circuit transmits a determination result based on the voltage abnormality determination time to the first circuit via the transformer, and the first circuit outputs the determination result to the upper logic unit. A semiconductor drive device.
請求項9に記載の半導体駆動装置において、
さらに前記双方向通信システムは前記スイッチング素子が接続された主回路の負荷短絡を検出する短絡検知回路を備え、
前記第2の回路は前記トランスを介して前記短絡検知回路による判定結果を前記第1の回路に送信し、該第1の回路は前記判定結果を前記上位論理部に出力することを特徴とする半導体駆動装置。
The semiconductor drive device according to claim 9,
Further, the bidirectional communication system includes a short circuit detection circuit that detects a load short circuit of the main circuit to which the switching element is connected,
The second circuit transmits a determination result by the short-circuit detection circuit to the first circuit via the transformer, and the first circuit outputs the determination result to the higher-order logic unit. Semiconductor drive device.
請求項9に記載の半導体駆動装置において、
さらに前記スイッチング素子に流れる電流の異常を検出する電流異常検知回路を備え、
前記第2の回路は前記トランスを介して前記電流異常検知回路による判定結果を前記第1の回路に送信し、該第1の回路は前記判定結果を前記上位論理部に出力することを特徴とする半導体駆動装置。
The semiconductor drive device according to claim 9,
Furthermore, a current abnormality detection circuit for detecting an abnormality in the current flowing through the switching element is provided,
The second circuit transmits a determination result by the current abnormality detection circuit to the first circuit via the transformer, and the first circuit outputs the determination result to the higher-order logic unit. A semiconductor drive device.
請求項9に記載の半導体駆動装置において、
さらに前記スイッチング素子が担う電圧の異常を検出する電圧異常検知回路を備え、
前記第2の回路は前記トランスを介して前記電圧異常検知回路による判定結果を前記第1の回路に送信し、該第1の回路は前記判定結果を前記上位論理部に出力することを特徴とする半導体駆動装置。
The semiconductor drive device according to claim 9,
Furthermore, a voltage abnormality detection circuit for detecting an abnormality of the voltage carried by the switching element is provided,
The second circuit transmits a determination result by the voltage abnormality detection circuit to the first circuit via the transformer, and the first circuit outputs the determination result to the upper logic unit. A semiconductor drive device.
2個の半導体スイッチング素子を直列に接続して構成した複数の上下アームと、前記複数の半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する複数の半導体駆動装置とを備えた電力変換装置であって、
前記半導体駆動装置は請求項9乃至請求項13のいずれか一項に記載の半導体駆動装置であることを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device comprising a plurality of upper and lower arms configured by connecting two semiconductor switching elements in series, and a plurality of semiconductor drive devices for controlling on / off of the plurality of semiconductor switching elements,
14. The power conversion device according to claim 9, wherein the semiconductor drive device is the semiconductor drive device according to any one of claims 9 to 13.
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