JP2022071390A - Signal transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書中に開示されている発明は、信号伝達装置に関する。 The invention disclosed herein relates to a signal transduction device.
従来、入力パルス信号を出力パルス信号として伝達する機能(信号伝達機能)を備えた信号伝達装置が実用化されている。 Conventionally, a signal transmission device having a function of transmitting an input pulse signal as an output pulse signal (signal transmission function) has been put into practical use.
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。
As an example of the prior art related to the above,
ところで、従来の信号伝達装置には、本来の信号伝達機能だけでなく、ホスト装置で検知が必要なパラメータ(電圧及び温度など)の監視機能を備えたものも存在する。 By the way, some conventional signal transmission devices have not only the original signal transmission function but also a monitoring function for parameters (voltage, temperature, etc.) that need to be detected by the host device.
しかし、信号伝達装置を用いたアプリケーション全体のコストダウンまたはロバスト性向上を鑑みると、信号伝達装置の監視機能については、更なる改善の余地があった。 However, in view of cost reduction or improvement of robustness of the entire application using the signal transmission device, there is room for further improvement in the monitoring function of the signal transmission device.
本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らにより見出された上記の課題に鑑み、アプリケーション全体のコストダウンまたはロバスト性向上に寄与し得る信号伝達装置を提供することを目的とする。 The invention disclosed in the present specification is an object of the present invention to provide a signal transmission device which can contribute to cost reduction or improvement of robustness of an entire application in view of the above-mentioned problems found by the inventors of the present application. And.
例えば、本明細書中に開示されている信号伝達装置は、入力パルス信号を出力パルス信号として伝達する信号伝達回路と、複数の監視対象信号を時分割で監視する監視回路と、を有する構成(第1の構成)とされている。 For example, the signal transmission device disclosed in the present specification includes a signal transmission circuit that transmits an input pulse signal as an output pulse signal, and a monitoring circuit that monitors a plurality of monitored signals in a time-division manner ( The first configuration).
なお、上記第1の構成から成る信号伝達装置において、前記信号伝達回路は、第1絶縁素子を介して一次回路系の前記入力パルス信号を二次回路系の前記出力パルス信号として伝達し、前記監視回路は、前記二次回路系における前記複数の監視対象信号を時分割で監視し、それぞれの監視結果を第2絶縁素子を介して前記二次回路系から前記一次回路系に伝達する構成(第2の構成)にしてもよい。 In the signal transmission device having the first configuration, the signal transmission circuit transmits the input pulse signal of the primary circuit system as the output pulse signal of the secondary circuit system via the first insulating element, and the signal transmission circuit is described. The monitoring circuit monitors the plurality of monitored signals in the secondary circuit system in a time-divided manner, and transmits each monitoring result from the secondary circuit system to the primary circuit system via the second insulating element ( The second configuration) may be used.
また、上記第2の構成から成る信号伝達装置において、前記監視回路は、前記複数の監視対象信号それぞれの信号値を単一の監視結果パルス信号に変換するパルス変換器を含む構成(第3の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having the second configuration, the monitoring circuit includes a pulse converter that converts the signal value of each of the plurality of monitored signals into a single monitoring result pulse signal (third configuration). Configuration) may be used.
また、上記第3の構成から成る信号伝達装置において、前記監視結果パルス信号は、前記複数の監視対象信号それぞれの信号値を示すデータパルスと、前記データパルスがどの監視対象信号の信号値を示しているかを知らせるための識別パルスを含む構成(第4の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having the third configuration, the monitoring result pulse signal indicates a data pulse indicating the signal value of each of the plurality of monitoring target signals, and the data pulse indicates the signal value of which monitoring target signal. It may be configured to include an identification pulse for informing the user (fourth configuration).
また、上記した第2~第4いずれかの構成から成る信号伝達装置において、前記監視回路は、前記複数の監視対象信号それぞれの信号値を格納しておくレジスタを含む構成(第5の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having any of the second to fourth configurations described above, the monitoring circuit includes a register for storing the signal values of each of the plurality of monitored signals (fifth configuration). You may do it.
また、上記第2~第5いずれかの構成から成る信号伝達装置は、前記一次回路系の回路素子を集積化した第1チップと、前記二次回路系の回路素子を集積化した第2チップと、前記第1絶縁素子及び前記第2絶縁素子を集積化した第3チップと、を単一のパッケージに封止した構成(第6の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having any of the second to fifth configurations, the first chip in which the circuit elements of the primary circuit system are integrated and the second chip in which the circuit elements of the secondary circuit system are integrated are integrated. And the third chip in which the first insulating element and the second insulating element are integrated may be sealed in a single package (sixth configuration).
また、上記第2~第6いずれかの構成から成る信号伝達装置において、前記信号伝達回路は、前記第1絶縁素子に相当する第1トランス及び第2トランスと、前記入力パルス信号が第1論理レベルである旨を通知するときに前記第1トランスの一次巻線に印加される第1送信パルス信号をパルス駆動し、前記入力パルス信号が第2論理レベルである旨を通知するときに前記第2トランスの一次巻線に印加される第2送信パルス信号をパルス駆動するパルス送信部と、前記第1送信パルス信号のパルス駆動を受けて前記第1トランスの二次巻線に現れる第1受信パルス信号の誘起パルスを検出したときに受信パルス信号を第1論理レベルとし、前記第2送信パルス信号のパルス駆動を受けて前記第2トランスの二次巻線に現れる第2受信パルス信号の誘起パルスを検出したときに前記受信パルス信号を第2論理レベルとするパルス受信部と、前記受信パルス信号に応じて前記出力パルス信号を生成するドライバと、を含む構成(第7の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having any of the second to sixth configurations, in the signal transmission circuit, the first transformer and the second transformer corresponding to the first insulating element and the input pulse signal are the first logic. The first transmission pulse signal applied to the primary winding of the first transformer is pulse-driven when notifying that the level is, and the first when notifying that the input pulse signal is the second logic level. A pulse transmission unit that pulse-drives the second transmission pulse signal applied to the primary winding of the two transformers, and a first reception that appears in the secondary winding of the first transformer after receiving the pulse drive of the first transmission pulse signal. Induction of pulse signal Induction of the second received pulse signal that appears in the secondary winding of the second transformer by receiving the pulse drive of the second transmission pulse signal with the received pulse signal as the first logic level when the pulse is detected. The configuration (seventh configuration) includes a pulse receiving unit that sets the received pulse signal as the second logic level when a pulse is detected, and a driver that generates the output pulse signal in response to the received pulse signal. May be good.
また、上記第1~第7いずれかの構成から成る信号伝達装置において、前記複数の監視対象信号は、それぞれ、監視対象電圧及び監視対象温度に関する情報を含む構成(第8の構成)にしてもよい。 Further, in the signal transmission device having any of the first to seventh configurations, the plurality of monitored signals may be configured to include information on the monitored voltage and the monitored temperature, respectively (eighth configuration). good.
また、本明細書中に開示されている電子機器は、複数のパワートランジスタと、前記複数のパワートランジスタそれぞれのゲートを駆動する複数のゲートドライバICと、を有し、前記複数のゲートドライバICのうち、少なくとも一つは、上記第1~第8いずれの構成から成る信号伝達装置である構成(第9の構成)とされている。 Further, the electronic device disclosed in the present specification includes a plurality of power transistors and a plurality of gate driver ICs for driving the gates of the plurality of power transistors, and the plurality of gate driver ICs of the plurality of gate driver ICs. At least one of them has a configuration (nineth configuration) which is a signal transmission device having any of the first to eighth configurations.
また、本明細書中に開示されている車両は、上記第9の構成から成る電子機器を有する構成(第10の構成)とされている。 Further, the vehicle disclosed in the present specification has a configuration having an electronic device having the ninth configuration (tenth configuration).
本明細書中に開示されている発明によれば、アプリケーション全体のコストダウンまたはロバスト性向上に寄与し得る信号伝達装置を提供することが可能となる。 According to the invention disclosed in the present specification, it is possible to provide a signal transmission device that can contribute to cost reduction or robustness improvement of the entire application.
<信号伝達装置(基本構成)>
図1は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。本構成例の信号伝達装置100は、一次回路系100p(Vcc1-GND1系)と二次回路系100s(Vcc2-GND2系)との間を絶縁しつつ、一次回路系100pから二次回路系100sにパルス信号を伝達し、二次回路系100sに設けられたパワートランジスタ(不図示)のゲートを駆動する半導体集積回路装置(いわゆる絶縁ゲートドライバIC)である。
<Signal transmission device (basic configuration)>
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a signal transmission device. The
なお、信号伝達装置100は、装置外部との電気的な接続を確立する手段として、複数本の外部端子(本図では、VCC1ピン、INピン、MOピン、GND1ピン、VCC2ピン、OUTピン、MIピン、及び、GND2ピンを例示)を備えている。
The
一次回路系100pにおいて、VCC1ピン(一次側電源端子)は、一次回路系100pの電源ライン(=電源電圧Vcc1の印加端)に接続されている。INピン(パルス信号入力端子)は、不図示の入力パルス信号源(ECU[electric control unit]など)に接続されている。MOピン(モニタ出力端子)は、不図示のホスト装置(ECUなど)に接続されている。GND1ピン(一次側接地端子)は、一次回路系100pの接地ライン(=接地電圧GND1の印加端)に接続されている。
In the
二次回路系100sにおいて、VCC2ピン(二次側電源端子)は、二次回路系100sの電源ライン(=電源電圧Vcc2の印加端)に接続されている。OUTピン(パルス信号出力端子)は、図示しないパワートランジスタのゲートに接続されている。MIピン(モニタ入力端子)は、不図示の監視対象信号源に接続されている。GND2ピン(二次側接地端子)は、二次回路系100sの接地ライン(=接地電圧GND2の印加端)に接続されている。 In the secondary circuit system 100s, the VCS2 pin (secondary power supply terminal) is connected to the power supply line (= application end of the power supply voltage Vcc2) of the secondary circuit system 100s. The OUT pin (pulse signal output terminal) is connected to the gate of a power transistor (not shown). The MI pin (monitor input terminal) is connected to a signal source to be monitored (not shown). The GND2 pin (secondary side ground terminal) is connected to the ground line (= application end of the ground voltage GND2) of the secondary circuit system 100s.
なお、信号伝達装置100は、一次回路系100pと二次回路系100sとの間を絶縁しながら相互間の信号伝達を行う必要のあるアプリケーション全般(高電圧を取り扱うモータドライバまたはDC/DCコンバータなど)に広く適用することが可能である。
The
引き続き、図1を参照しながら、信号伝達装置100の内部構成について説明する。本構成例の信号伝達装置100は、コントローラチップ110(=第1チップに相当)と、ドライバチップ120(=第2チップに相当)と、トランスチップ130(=第3チップに相当)と、を有する。
Subsequently, the internal configuration of the
コントローラチップ110は、電源電圧Vcc1(例えばGND1基準で最大7V)の供給を受けて動作する一次回路系100pの回路素子を集積化した半導体チップである。ドライバチップ120は、電源電圧Vcc2(例えばGND2基準で最大30V)の供給を受けて動作する二次回路系100sの回路素子を集積化した半導体チップである。トランスチップ130は、コントローラチップ110とドライバチップ120との間を絶縁しつつ、双方向の信号伝達を行うためのトランスを集積化した半導体チップである。
The
このように、本構成例の信号伝達装置100は、コントローラチップ110及びドライバチップ120とは別に、トランスのみを搭載するトランスチップ130を独立に有しており、これら3つのチップを単一のパッケージに封止して成る。
As described above, the
このような構成とすることにより、コントローラチップ110、及び、ドライバチップ120については、いずれも一般の低耐圧~中耐圧プロセス(数V~数十V耐圧)で形成することができるので、専用の高耐圧プロセス(数kV耐圧)を用いる必要がなくなり、製造コストを低減することが可能となる。
With such a configuration, both the
また、コントローラチップ110、及び、ドライバチップ120については、いずれも実績のある既存プロセスで作成することが可能であり、新たに信頼性試験を行う必要がないので、開発期間の短縮及び開発コストの低減に貢献することができる。
Further, the
また、トランス以外の絶縁素子(例えばフォトカプラ)を用いる場合であっても、トランスチップ130のみを載せ換えることにより、容易に対応することが可能となるので、コントローラチップ110及びドライバチップ120まで開発し直す必要がなくなり、開発期間の短縮及び開発コストの低減に貢献することができる。
Further, even when an insulating element other than a transformer (for example, a photocoupler) is used, it is possible to easily deal with it by replacing only the
次に、主たる機能ブロックに着目すると、信号伝達装置100は、絶縁信号伝達回路10と、絶縁監視回路20と、を備えている。
Next, focusing on the main functional block, the
絶縁信号伝達回路10は、トランスチップ130に集積化された絶縁素子ISO1(トランスなど)を介して、一次回路系100pと二次回路系100sとの間を絶縁しつつ、一次回路系100pから二次回路系100sにパルス信号を伝達する。本図に即して述べると、絶縁信号伝達回路10は、一次回路系100pのINピンに入力される入力パルス信号S1を、二次回路系100sのOUTピンから出力される出力パルス信号S2として伝達する。
The isolated
絶縁監視回路20は、トランスチップ130に集積化された絶縁素子ISO2(トランスなど)を介して、一次回路系100pと二次回路系100sとの間を絶縁しつつ、ホスト装置(ECUなど)で検知が必要な二次回路系100sのパラメータ(電圧及び温度など)を監視し、その監視結果を二次回路系100sから一次回路系100pに伝達する。本図に即して述べると、絶縁監視回路20は、二次回路系100sのMIピンに入力される監視対象信号S3を監視し、一次回路系100pのMOピンから出力される監視結果パルス信号S4として伝達する。
The
このように、信号伝達装置100には、本来的に一次回路系100pから二次回路系100sへの信号伝達に用いられる絶縁素子ISO1を集積化したトランスチップ130が内蔵されている。従って、上記のトランスチップ130に絶縁監視用の絶縁素子ISO2を追加で集積化することにより、信号伝達装置100の内部において、監視対象信号S3の監視結果を二次回路系100sから一次回路系100pに伝達することが可能となる。
As described above, the
なお、絶縁信号伝達回路10及び絶縁監視回路20それぞれの回路要素は、コントローラチップ110、ドライバチップ120、及び、トランスチップ130に分散して集積化されている(詳細は後述)。
The circuit elements of the insulation
<絶縁信号伝達回路>
図2は、絶縁信号伝達回路10の一構成例を示す図である。本構成例の絶縁信号伝達回路10は、シュミットバッファ11と、パルス送信部12と、パルス受信部13と、ドライバ14と、トランス15及び16(先出の絶縁素子ISO1に相当)と、を含む。
<Insulated signal transmission circuit>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the isolated
シュミットバッファ11は、波形整形手段の一例であり、INピンとパルス送信部12との間に接続されている。
The
パルス送信部12は、INピンからシュミットバッファ11を介して入力される入力パルス信号S1の論理レベルに応じて、送信パルス信号S1a及びS1bのいずれか一方をパルス駆動する。例えば、パルス送信部12は、入力パルス信号S1がハイレベルである旨を通知するときに、トランス15の一次巻線15pに印加される送信パルス信号S1aのパルス駆動(単発または複数発の送信パルス出力)を行い、入力パルス信号S1がローレベルである旨を通知するときに、トランス16の一次巻線16pに印加される送信パルス信号S1bのパルス駆動を行う。
The
なお、上記のシュミットバッファ11及びパルス送信部12は、いずれも一次回路系100p(Vcc1-GND1系)のコントローラチップ110に集積化されている。
The
パルス受信部13は、トランス15及び16からそれぞれ入力される受信パルス信号S2a及びS2bに応じて、受信パルス信号S2cを生成する。例えば、パルス受信部13は、送信パルス信号S1aのパルス駆動を受けてトランス15の二次巻線15sに現れる受信パルス信号S2aの誘起パルスを検出したときに、受信パルス信号S2cをローレベルに立ち下げる。一方、パルス受信部13は、送信パルス信号S1bのパルス駆動を受けてトランス16の二次巻線16sに現れる受信パルス信号S2bの誘起パルスを検出したときに、受信パルス信号S2cをハイレベルに立ち上げる。
The
ドライバ14は、パルス受信部13から入力される受信パルス信号S2cに応じて出力パルス信号S2(=図示しないパワートランジスタのゲート信号に相当)を生成する。例えば、ドライバ14としてインバータを用いた場合、受信パルス信号S2cがローレベルであるときに出力パルス信号S2がハイレベルとなり、受信パルス信号S2cがハイレベルであるときに出力パルス信号S2がローレベルとなる。すなわち、出力パルス信号S2の論理レベルは、入力パルス信号S1の論理レベルに応じて切り替わる。
The
なお、上記のパルス受信部13及びドライバ14は、いずれも二次回路系100s(Vcc2-GND2系)のドライバチップ120に集積化されている。
The
トランス15は、一次巻線15pに入力される送信パルス信号S1aに応じて、二次巻線15sから受信パルス信号S2aを出力する。一方、トランス16は、一次巻線16pに入力される送信パルス信号S1bに応じて、二次巻線16sから受信パルス信号S2bを出力する。
The
なお、上記のトランス15及び16は、いずれもトランスチップ130に集積化されている。トランスチップ130は、トランス15及び16を用いてコントローラチップ110とドライバチップ120との間を絶縁しつつ、パルス送信部12から入力される送信パルス信号S1a及びS1bをそれぞれ受信パルス信号S2a及びS2bとしてパルス受信部13に出力する。
Both the
このように、絶縁間通信に用いられるスパイラルコイルの特性上、入力パルス信号S1は、2本の送信パルス信号S1a及びS1b(=ライズ信号及びフォール信号に相当)に分離された後、2系統のトランス15及び16を介して一次回路系100pから二次回路系100sに伝達される。
As described above, due to the characteristics of the spiral coil used for inter-isolation communication, the input pulse signal S1 is separated into two transmission pulse signals S1a and S1b (= corresponding to the rise signal and the fall signal), and then two systems are used. It is transmitted from the
図3は、絶縁信号伝達回路10による絶縁信号伝達動作の一例を示す図であり、上から順に、入力パルス信号S1、送信パルス信号S1a及びS1b、受信パルス信号S2a~S2c、並びに、出力パルス信号S2が描写されている。本図では、説明の便宜上、信号遅延の描写が省略されている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an isolated signal transmission operation by the isolated
パルス送信部12は、時刻t1における入力パルス信号S1の立上りエッジで送信パルス信号S1aのパルス駆動を行う一方、時刻t2における入力パルス信号S1の立下りエッジで送信パルス信号S1bのパルス駆動を行う。パルス受信部13は、送信パルス信号S1aのパルス駆動により生じる受信パルス信号S2aの誘起パルスを検出して受信パルス信号S2cをローレベルに立ち下げる一方、送信パルス信号S1bのパルス駆動により生じる受信パルス信号S2bの誘起パルスを検出して受信パルス信号S2cをハイレベルに立ち上げる。その結果、入力パルス信号S1がハイレベルに立ち上がると、これに合わせて出力パルス信号S2もハイレベルに立ち上がり、逆に、入力パルス信号S1がローレベルに立ち下がると、これに合わせて出力パルス信号S2もローレベルに立ち下がる。
The
<絶縁監視回路(第1実施形態)>
図4は、絶縁監視回路20の第1実施形態を示す図である。本実施形態の絶縁監視回路20は、電流源21と、スイッチ22と、バッファ23と、パルス変換器24と、パルス送信部25と、パルス受信部26と、トランス27及び28(先出の絶縁素子ISO2に相当)と、を含む。
<Insulation monitoring circuit (first embodiment)>
FIG. 4 is a diagram showing a first embodiment of the
電流源21は、MIピンへのソース電流を生成する。
The
スイッチ22は、電流源21とMIピンとの間を導通/遮断する。すなわち、スイッチ22がオンしているときには、MIピンにソース電流が流れる状態となる。一方、スイッチ22がオフしているときには、MIピンにソース電流が流れない状態となる。
The
バッファ23は、MIピンに外部入力される監視対象信号S3を後段のパルス変換器24に伝達する。
The
パルス変換器24は、バッファ23を介して入力される監視対象信号S3の信号値に応じたデューティを持つPWM[pulse width modulation]信号S10を生成する。PWM信号S10は、例えば、監視対象信号S3の信号値が高いほど高デューティとなり、監視対象信号S3の信号値が低いほど低デューティとなる。なお、上記とは逆に、監視対象信号S3の信号値が高いほどPWM信号S10を低デューティとし、監視対象信号S3の信号値が低いほどPWM信号S10を高デューティとしてもよい。
The
パルス送信部25は、PWM信号S10の論理レベルに応じて、送信パルス信号S11a及びS11bのいずれか一方をパルス駆動する。例えば、パルス送信部25は、PWM信号S10がハイレベルである旨を通知するときに、トランス27の二次巻線27sに印加される送信パルス信号S11aのパルス駆動(単発または複数発の送信パルス出力)を行い、PWM信号S10がローレベルである旨を通知するときに、トランス28の二次巻線28sに印加される送信パルス信号S11bのパルス駆動を行う。
The
なお、上記の電流源21、スイッチ22、バッファ23、パルス変換器24及びパルス送信部25は、いずれも二次回路系100s(Vcc2-GND2系)のドライバチップ120に集積化されている。
The
パルス受信部26は、トランス27及び28からそれぞれ入力される受信パルス信号S12a及びS12bに応じて監視結果パルス信号S4を生成し、これをMOピンからホスト装置(ECUなど)に出力する。例えば、パルス受信部26は、送信パルス信号S11aのパルス駆動を受けてトランス27の一次巻線27pに現れる受信パルス信号S12aの誘起パルスを検出したときに、監視結果パルス信号S4をハイレベルに立ち上げる。一方、パルス受信部26は、送信パルス信号S11bのパルス駆動を受けてトランス28の一次巻線28pに現れる受信パルス信号S12bの誘起パルスを検出したときに、監視結果パルス信号S4をローレベルに立ち下げる。すなわち、監視結果パルス信号S4の論理レベルは、PWM信号S10の論理レベルに応じて切り替わる。
The
なお、上記のパルス受信部26は、一次回路系100p(Vcc1-GND1系)のコントローラチップ110に集積化されている。
The
トランス27は、二次巻線27sに入力される送信パルス信号S11aに応じて、一次巻線27pから受信パルス信号S12aを出力する。一方、トランス28は、二次巻線28sに入力される送信パルス信号S11bに応じて、一次巻線28pから受信パルス信号S12bを出力する。
The
なお、上記のトランス27及び28は、いずれもトランスチップ130に集積化されている。トランスチップ130は、トランス27及び28を用いてコントローラチップ110とドライバチップ120との間を絶縁しつつ、パルス送信部25から入力される送信パルス信号S11a及びS11bをそれぞれ受信パルス信号S12a及びS12bとしてパルス受信部26に出力する。
Both the
このように、絶縁間通信に用いられるスパイラルコイルの特性上、二次回路系100sで生成されるPWM信号S10は、2本の送信パルス信号S11a及びS11b(=ライズ信号及びフォール信号に相当)に分離された後、2系統のトランス27及び28を介して一次回路系100pに伝達される。
As described above, due to the characteristics of the spiral coil used for inter-isolation communication, the PWM signal S10 generated in the secondary circuit system 100s becomes the two transmission pulse signals S11a and S11b (= corresponding to the rise signal and the fall signal). After being separated, it is transmitted to the
以下では、第1実施形態の絶縁監視回路20を備えた信号伝達装置100を、他と区別するために「信号伝達装置GD1」と呼ぶ。
Hereinafter, the
<第1アプリケーション例>
図5は、信号伝達装置GD1を用いた電子機器の一構成例(第1アプリケーション例に相当)を示す図である。本構成例の電子機器Aは、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)と、下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)と、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)と、下側パワートランジスタ2L(u/v/w)と、ECU3と、モータ4と、抵抗5H(u/v/w)と、抵抗5L(u/v/w)と、を有する。
<Example of first application>
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example (corresponding to a first application example) of an electronic device using the signal transmission device GD1. The electronic device A of this configuration example includes an upper gate driver IC1H (u / v / w), a lower gate driver IC1L (u / v / w), an
上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)は、それぞれ、ECU3と上側パワートランジスタ2H(u/v/w)との間を絶縁しつつ、ECU3から入力される上側ゲート制御信号(=入力パルス信号S1)に応じて上側ゲート駆動信号(=出力パルス信号S2)を生成することにより、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)を駆動する。
The upper gate driver IC1H (u / v / w) insulates between the
下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)は、それぞれ、ECU3と下側パワートランジスタ2L(u/v/w)との間を絶縁しつつ、ECU3から入力される下側ゲート制御信号(=入力パルス信号S1)に応じて下側ゲート駆動信号(=出力パルス信号S2)を生成することにより、下側パワートランジスタ2L(u/v/w)を駆動する。
The lower
なお、本図では、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)として、いずれも第1実施形態の絶縁監視回路20を備えた信号伝達装置GD1(図4)が用いられている。
In this figure, the upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w) are both signal transmission devices GD1 provided with the
上側パワートランジスタ2H(u/v/w)は、それぞれ、3相(U相/V相/W相)のハーフブリッジ出力段を形成する上側スイッチとして、パワー系電源端(=モータ駆動電圧PVDDの印加端)とモータ4の各相入力端との間に接続されている。
The
下側パワートランジスタ2L(u/v/w)は、それぞれ、3相(U相/V相/W相)のハーフブリッジ出力段を形成する下側スイッチとして、モータ4の各相入力端とパワー系接地端との間に接続されている。
The
なお、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)と下側パワートランジスタ2L(u/v/w)は、それぞれ、周囲温度Taを検出するための温度センサTaD(例えばシリコンダイオード)を備えている。従って、周囲温度Taの情報を得る必要があれば、温度センサTaDにソース電流を流し込み、温度検出電圧V2(u/v/w)(例えば温度に依存して変動するシリコンダイオードの順方向降下電圧Vfに相当)を読み取ればよい。
The
また、本図では、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)及び下側パワートランジスタ2L(u/v/w)として、それぞれ、Nチャネル型のMOSFET[metal oxide semiconductor field effect transistor]が用いられているが、例えば、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)としては、Pチャネル型のMOSFETを用いてもよい。また、MOSFETに代えてIGBT[insulated gate bipolar transistor]を用いることも可能である。
Further, in this figure, N-channel MOSFETs [metal oxide semiconductor field effect transistors] are used as the
ECU3は、上側モータドライバIC1H(u/v/w)及び下側モータドライバIC1L(u/v/w)を介して、上側パワートランジスタ2H(u/v/w)及び下側パワートランジスタ2L(u/v/w)をそれぞれ駆動することにより、モータ4の回転駆動を制御する。また、ECU3は、上側モータドライバIC1H(u/v/w)及び下側モータドライバIC1L(u/v/w)それぞれの絶縁監視回路20(不図示)で得られた監視結果に基づいて、過電圧保護動作及び過熱保護動作を行う機能も備えている。
The
モータ4は、3相(U相/V相/W相)のハーフブリッジ出力段からそれぞれ入力される3相の駆動電圧U/V/Wに応じて回転駆動される3相モータである。
The
抵抗5H(u/v/w)と抵抗5L(u/v/w)は、それぞれ、パワー系電源端とパワー系接地端との間に直列接続されており、各相の接続ノードからモータ駆動電圧PVDD(例えば48V~700V)に応じた分圧電圧V1(u/v/w)を出力する。
The
本図の第1アプリケーション例において、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)には、それぞれ、分圧電圧V1(u/v/w)が入力されている。また、下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)には、それぞれ、温度検出電圧V2(u/v/w)が入力されている。すなわち、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)を用いてモータ駆動電圧PVDDを間接的に監視する一方、下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)を用いて周囲温度Taを監視するように、それぞれの絶縁監視回路20が使い分けられている。
In the first application example of this figure, the voltage dividing voltage V1 (u / v / w) is input to the upper gate driver IC1H (u / v / w), respectively. Further, a temperature detection voltage V2 (u / v / w) is input to each of the lower gate driver IC1L (u / v / w). That is, the upper gate driver IC1H (u / v / w) is used to indirectly monitor the motor drive voltage P VDD, while the lower gate driver IC1L (u / v / w) is used to monitor the ambient temperature Ta. In addition, each
図6は、第1アプリケーション例(図5)の1相のみを抽出して示す図である。なお、図示の便宜上、パルス変換器24の出力端がMOピンに直接接続されているかのように描写されているが、実際には、パルス変換器24とMOピンとの間にパルス送信部25、トランス27及びパルス受信部26が設けられている(先出の図4を参照)。
FIG. 6 is a diagram showing only one phase of the first application example (FIG. 5) extracted. For convenience of illustration, the output end of the
本図で示すように、上側ゲートドライバIC1HのMIピンは、抵抗5H及び5L相互間の接続ノードにされている。従って、絶縁監視回路20には、監視対象信号S3として分圧電圧V1が入力される。なお、このとき、スイッチ22がオフされるので、電流源21からMIピンにソース電流が流れることはない。
As shown in this figure, the MI pin of the upper gate driver IC1H is a connection node between the
一方、下側ゲートドライバIC1LのMIピンは、下側パワートランジスタ2Lの温度センサTaDに接続されている。このとき、スイッチ22がオンされるので、電流源21からMIピン(延いては温度センサTaD)にソース電流が流れる。従って、絶縁監視回路20には、監視対象信号S3として温度検出電圧V2が入力される。
On the other hand, the MI pin of the lower
このような構成であれば、ECU3は、上側ゲートドライバIC1Hから入力される監視結果信号S4に基づいてモータ駆動電圧PVDDに関する情報を取得する一方、下側ゲートドライバIC1Lから入力される監視結果信号S4に基づいて周囲温度Taに関する情報を取得することができる。
With such a configuration, the
ただし、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)として、いずれも信号伝達装置GD1を用いた第1アプリケーション例では、コストダウン及び品質向上(ロバスト性向上)について検討の余地があった。 However, in the first application example in which the signal transmission device GD1 is used as the upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w), cost reduction and quality improvement (robust) are performed. There was room for consideration regarding (improvement of sex).
まず、コスト面を検討する。先出の第1アプリケーション例では、6つの信号伝達装置GD1全てに絶縁監視回路20が組み込まれている。しかしながら、瞬時的変動(数ms単位の変動)の無いDC電圧または温度などを監視する場合、6つの信号伝達装置GD1全てに絶縁監視回路20を設ける仕様は無駄があり、コストアップの要因となり得る。
First, consider the cost aspect. In the first application example described above, the
なお、いずれか1相のみ監視を行う場合でも、モータ駆動電圧PVDDと周囲温度Taの両方を監視するためには、少なくとも上下2つの信号伝達装置GD1にそれぞれ絶縁監視回路20を設けなければならず、更なるコストダウンの余地があった。
Even when monitoring only one of the phases, in order to monitor both the motor drive voltage P whether and the ambient temperature Ta, at least two signal transmission devices GD1 above and below must be provided with
次に、品質向上(ロバスト性向上)について検討する。第1アプリケーション例の電子機器Aは、6つの信号伝達装置GD1を有しているが、それぞれの信号伝達装置GD1では、分圧電圧V1(延いてはモータ駆動電圧PVDD)と温度検出電圧V2を同時に監視することができない。そのため、ECU3による電圧監視機能及び温度監視機能について高品質が求められるシステムにおいては、ロバスト性の向上に制限があった。
Next, we will consider quality improvement (improvement of robustness). The electronic device A of the first application example has six signal transmission devices GD1, and each signal transmission device GD1 has a voltage dividing voltage V1 (and thus a motor drive voltage P VDD) and a temperature detection voltage V2. Cannot be monitored at the same time. Therefore, in a system in which high quality is required for the voltage monitoring function and the temperature monitoring function by the
以下では、このような課題を解決し得る新規な実施形態を提案する。 In the following, we propose a new embodiment that can solve such a problem.
<絶縁監視回路(第2実施形態)>
図7は、絶縁監視回路20の第2実施形態を示す図である。本実施形態の絶縁監視回路20は、MI1ピンに入力される監視対象信号S3a(=電圧情報)と、MI2ピンに入力される監視対象信号S3b(=温度情報)を時分割で監視し、それぞれの監視結果をトランス27を介して二次回路系100sから一次回路系100pに伝達する機能(時分割監視機能)を備えている。
<Insulation monitoring circuit (second embodiment)>
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the
このような時分割監視機能を実現するために、本実施形態の絶縁監視回路20では、先出の第1実施形態(図4)を基本としつつ、スイッチ22が取り除かれるとともに、マルチプレクサ29及びコントローラ2Aが追加されている。さらに、MIピンは、1本から2本(MI1ピン及びMI2ピン)に増設されている。なお、電流源21は、MI2ピンに接続されている。
In order to realize such a time-division monitoring function, in the
マルチプレクサ29は、MI1ピン及びMI2にそれぞれ入力される監視対象信号S3a及びS3bのいずれか一方を監視対象信号S3としてバッファ23に選択出力する。なお、マルチプレクサ29を信号伝達装置100の外部に設ける場合には、MIピンを1入力とすることもできる。ただし、その場合には、マルチプレクサ制御用の外部端子が別途必要となる。また、スイッチ22を省略することもできなくなる。
The
コントローラ2Aは、監視対象信号S3a及びS3bを時分割で監視するように、マルチプレクサ29及びパルス変換器24を規定のタイミングで制御する。
The
例えば、コントローラ2Aは、監視対象信号S3aを監視すべき期間T1には、MI1ピンに入力される監視対象信号S3aを監視対象信号S3として選択出力するように、マルチプレクサ29を制御し、監視対象信号S3bを監視すべき期間T2には、MI2ピンに入力される監視対象信号S3bを監視対象信号S3として選択出力するように、マルチプレクサ29を制御する。従って、パルス変換器24では、監視対象信号S3a及びS3bそれぞれの信号値が時分割で単一のPWM信号S10(延いては監視結果パルス信号S4)に変換される(詳細は後述)。
For example, the
また、例えば、コントローラ2Aは、パルス変換器24で生成されるPWM信号S10が監視対象信号S3aの信号値(=電圧情報)を示しているのか、監視対象信号S3bの信号値(=温度情報)を示しているのかをECU3に知らせるための識別パルスを生成するように、パルス変換器24を制御する(詳細は後述)。
Further, for example, in the
なお、本図では、絶縁監視回路20からホスト3(不図示)に監視結果を通知する手段としてPWM出力を行う例を挙げたが、監視結果の通知手段は任意である。例えば、絶縁監視回路20に監視対象信号S3a及びS3bそれぞれの信号値を格納しておくレジスタを設け、I2C[inter-integrated circuit]またはUART[universal asynchronous receiver/transmitter]などのCPU[central processing unit]インタフェイス、或いは、LIN[local interconnect network]及びCAN[controller area network]などの車載向け通信規格に準拠したインタフェイスを使用して、ECU3に監視結果を通知しても構わない。
In this figure, an example of performing PWM output from the
<時分割制御>
図8は、第2実施形態の絶縁監視回路20による時分割制御の第1例を示す図である。本図で示すように、監視結果パルス信号S4は、ヘッダパルスHPとデータパルスDPを交互に含む。
<Time division control>
FIG. 8 is a diagram showing a first example of time division control by the
ヘッダパルスHPは、これに続くデータパルスDPが監視対象信号S3aの信号値(=電圧情報)を示しているのか、監視対象信号S3bの信号値(=温度情報)を示しているのかをECU3に知らせるための識別パルスに相当する。
The header pulse HP tells the
データパルスDPは、監視対象信号S3aまたはS3bの信号値に応じたデューティを持つPWM信号S10に相当する。 The data pulse DP corresponds to a PWM signal S10 having a duty corresponding to the signal value of the monitored signal S3a or S3b.
例えば、期間T1では、監視結果パルス信号S4として、データパルスDPの1周期よりも長く、一定時間だけローレベルに固定されたヘッダパルスHPが出力された後、監視対象信号S3aの信号値(=電圧情報)に応じたデューティを持つデータパルスDPが出力されている。なお、ローレベル固定のヘッダパルスHPは、これに続くデータパルスDPが監視対象信号S3aの信号値(=電圧情報)であることを示している。従って、ECU3は、期間T1における監視結果パルス信号S4から、二次回路系100sの電圧情報を取得することができる。
For example, in the period T1, after the header pulse HP, which is longer than one cycle of the data pulse DP and is fixed at a low level for a certain period of time, is output as the monitoring result pulse signal S4, the signal value of the monitoring target signal S3a (=). A data pulse DP having a duty according to the voltage information) is output. The low-level fixed header pulse HP indicates that the data pulse DP following this is the signal value (= voltage information) of the monitored signal S3a. Therefore, the
一方、期間T2では、監視結果パルス信号S4として、データパルスDPの1周期よりも長く、一定時間だけハイレベルに固定されたヘッダパルスHPが出力された後、監視対象信号S3bの信号値(=温度情報)に応じたデューティを持つデータパルスDPが出力されている。なお、ハイレベル固定のヘッダパルスHPは、これに続くデータパルスDPが監視対象信号S3bの信号値(=温度情報)であることを示している。従って、ECU3は、期間T2における監視結果パルス信号S4から、二次回路系100sの温度情報を取得することができる。
On the other hand, in the period T2, after the header pulse HP, which is longer than one cycle of the data pulse DP and is fixed at a high level for a certain period of time, is output as the monitoring result pulse signal S4, the signal value of the monitoring target signal S3b (=). A data pulse DP having a duty according to the temperature information) is output. The high-level fixed header pulse HP indicates that the data pulse DP following this is the signal value (= temperature information) of the monitored signal S3b. Therefore, the
このように、第2実施形態の絶縁監視回路20であれば、期間T1及びT2を周期的に繰り返すことにより、単一の監視結果信号S4を用いて監視対象信号S3a及びS3bそれぞれの信号値をECU3に時分割で出力することが可能となる。
As described above, in the case of the
図9は、第2実施形態の絶縁監視回路20による時分割制御の第2例を示す図である。本図で示すように、ヘッダパルスHPは、必ずしもハイレベル固定またはローレベル固定に限定されるものではなく、これに続くデータパルスDPが監視対象信号S3a及びS3bのうちいずれの信号値を示しているかを一義的に識別できればよい。
FIG. 9 is a diagram showing a second example of time division control by the
例えば、PWM信号をヘッダパルスHPとして採用する場合には、データパルスDPが監視対象信号S3aの信号値(=電圧情報)を示すときにヘッダパルスHPを高デューティとし、データパルスDPが監視対象信号S3bの信号値(=温度情報)を示すときにヘッダパルスHPを低デューティとすればよい。このとき、ヘッダパルスHPとデータパルスDPを明確に区別できるように、ヘッダパルスHPの1周期をデータパルスDPの1周期よりも短くするなど、それぞれの周期を不一致としておくことが望ましい。特に、第2例の時分割制御は、監視対象信号が3系統以上であるときに有効である。 For example, when the PWM signal is adopted as the header pulse HP, the header pulse HP is set to high duty when the data pulse DP indicates the signal value (= voltage information) of the monitoring target signal S3a, and the data pulse DP is the monitoring target signal. When the signal value (= temperature information) of S3b is shown, the header pulse HP may be set to low duty. At this time, it is desirable to make each cycle inconsistent, such as making one cycle of the header pulse HP shorter than one cycle of the data pulse DP so that the header pulse HP and the data pulse DP can be clearly distinguished. In particular, the time division control of the second example is effective when the number of monitored signals is three or more.
また、上記では、データパルスDPの前にヘッダパルスHPを付与する例を挙げたが、データパルスDPの後ろにフッタパルスを付与し、フレーム形式の出力を行ってもよい。 Further, in the above, the example in which the header pulse HP is added before the data pulse DP is given, but the footer pulse may be added after the data pulse DP to output in the frame format.
以下では、第2実施形態の絶縁監視回路20を備えた信号伝達装置100を、他と区別するために「信号伝達装置GD2」と呼ぶ。また、絶縁監視回路20を備えていない廉価な信号伝達回路100を、他と区別するために「信号伝達装置GD0」と呼ぶ。
Hereinafter, the
<第2アプリケーション例>
図10は、信号伝達装置GD2を用いた電子機器の一構成例(第2アプリケーション例に相当)を示す図である。
<Example of second application>
FIG. 10 is a diagram showing an example of a configuration (corresponding to a second application example) of an electronic device using the signal transmission device GD2.
本構成例の電子機器Aは、先出の第1アプリケーション例(図5)を基本としつつ、下側ゲートドライバIC1Lwとして信号伝達装置GD2(図7)が用いられる一方、その他の上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v)としては、いずれも廉価な信号伝達装置GD0が用いられている。 The electronic device A of this configuration example is based on the first application example (FIG. 5) described above, and the signal transmission device GD2 (FIG. 7) is used as the lower gate driver IC1Lw, while the other upper gate driver IC1H. As (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v), an inexpensive signal transmission device GD0 is used.
また、本構成例の電子機器Aでは、不要となる抵抗5H(u/v)及び抵抗5L(u/v)が取り除かれている。
Further, in the electronic device A of this configuration example,
本図の第2アプリケーション例において、下側ゲートドライバIC1Lwには、分圧電圧V1wと温度検出電圧V2wがいずれも入力されている。すなわち、下側ゲートドライバIC1Lwだけでモータ駆動電圧PVDDと周囲温度Taの双方を時分割監視するように、下側ゲートドライバIC1Lwに監視機能が集約されている。一方、その他5つのゲートドライバICについては、コストダウンのために単機能化されている。 In the second application example of this figure, both the voltage dividing voltage V1w and the temperature detection voltage V2w are input to the lower gate driver IC1Lw. That is, the monitoring functions are integrated in the lower gate driver IC1Lw so that both the motor drive voltage P VDD and the ambient temperature Ta are time-division-monitored only by the lower gate driver IC1Lw. On the other hand, the other five gate driver ICs have been integrated into a single function for cost reduction.
なお、信号伝達装置GD2は、必ずしもW相の下側ゲートドライバIC1Lwとして用いる必要はなく、6つの上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)のうち、いずれか1つを信号伝達装置GD2とすればよい。 The signal transmission device GD2 does not necessarily have to be used as the lower gate driver IC1Lw of the W phase, and of the six upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w). One of them may be a signal transmission device GD2.
図11は、第2アプリケーション例(図10)の1相のみを抽出して示す図である。なお、図示の便宜上、パルス変換器24の出力端がMOピンに直接接続されているかのように描写されているが、実際にはパルス変換器24とMOピンとの間にパルス送信部25、トランス27及びパルス受信部26が設けられている(先出の図7を参照)。
FIG. 11 is a diagram showing only one phase of the second application example (FIG. 10) extracted. For convenience of illustration, the output end of the
本図で示すように、上側ゲートドライバIC1Hとしては、絶縁監視回路20を持たない信号伝達装置GD0が用いられている。一方、下側ゲートドライバIC1Lとしては、時分割監視機能を備えた絶縁監視回路20が組み込まれている。
As shown in this figure, as the upper gate driver IC1H, a signal transmission device GD0 having no
下側ゲートドライバIC1LのMI1ピンは、抵抗5H及び5L相互間の接続ノードにされている。従って、絶縁監視回路20には、監視対象信号S3aとして分圧電圧V1が入力される。
The MI1 pin of the lower gate driver IC1L is a connection node between the
一方、下側ゲートドライバIC1LのMI2ピンは、下側パワートランジスタ2Lの温度センサTaDに接続されている。MI2ピンには電流源21が接続されているので、電流源21からMI2ピン(延いては温度センサTaD)にソース電流が流れる。従って、絶縁監視回路20には、監視対象信号S3bとして温度検出電圧V2が入力される。
On the other hand, the MI2 pin of the lower gate driver IC1L is connected to the temperature sensor TaD of the
コントローラ2Aは、先にも述べたように、監視対象信号S3a及びS3bを時分割で監視するように、マルチプレクサ29及びパルス変換器24を規定のタイミングで制御する。そして、監視対象信号S3a及びS3bそれぞれの監視結果が下側ゲートドライバIC1LからECU3に時分割で伝達される。
As described above, the
このような構成であれば、ECU3は、下側ゲートドライバIC1Lから入力される監視結果信号S4に基づいてモータ駆動電圧PVDDに関する情報と周囲温度Taに関する情報の双方を取得することができる。
With such a configuration, the
特に、6つの上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)のうち、1つだけを信号伝達装置GD2とし、その余を廉価な信号伝達装置GD0とすれば、アプリケーション全体のコストを大幅に削減することができる。 In particular, of the six upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w), only one is used as the signal transmission device GD2, and the rest is the inexpensive signal transmission device GD0. If so, the cost of the entire application can be significantly reduced.
<第3アプリケーション例>
図12は、信号伝達装置GD2を用いた電子機器の別の構成例(第3アプリケーション例に相当)を示す図である。先出の第2アプリケーション例(図10)は、コストダウンを重視した例であるが、第3アプリケーション例は、品質向上(ロバスト性向上)を重視して、6つの上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)がいずれも信号伝達装置GD2とされている。
<Example of third application>
FIG. 12 is a diagram showing another configuration example (corresponding to a third application example) of an electronic device using the signal transmission device GD2. The second application example (FIG. 10) mentioned above is an example that emphasizes cost reduction, while the third application example emphasizes quality improvement (improvement of robustness) and six upper gate drivers IC1H (u / / Both v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w) are referred to as a signal transmission device GD2.
すなわち、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)には、それぞれ、分圧電圧V1(u/v/w)と、温度検出電圧V2H及びV2L(u/v/w)の双方が入力されており、それぞれの監視結果(=電圧情報及び温度情報)がECU3に時分割で伝達される。
That is, the upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w) have a voltage dividing voltage V1 (u / v / w) and temperature detection voltages V2H and V2L, respectively. Both (u / v / w) are input, and each monitoring result (= voltage information and temperature information) is transmitted to the
このような構成であれば、ECU3は、上側ゲートドライバIC1H(u/v/w)及び下側ゲートドライバIC1L(u/v/w)からそれぞれ入力される監視結果信号S4に基づいて、6系統のモータ駆動電圧PVDDに関する情報と、同じく6系統の周囲温度Taに関する情報を取得することができる。
With such a configuration, the
従って、ECU3では、例えば、6系統の電圧情報または温度情報それぞれについて、各監視機能の品質向上処理(多数決法の採用、平均値の算出、または、その他の信号値から外れた乖離値の不採用など)を実施することができる。その結果、ECU3による電圧監視機能及び温度監視機能の品質向上(ロバスト性向上)を実現することが可能となる。
Therefore, in the
なお、複数の監視対象信号を時分割で監視することのできる監視回路については、絶縁型の信号伝達装置に限らず、非絶縁型の信号伝達装置にも適用することが可能である。 The monitoring circuit capable of monitoring a plurality of monitored signals in a time-division manner can be applied not only to an isolated signal transmission device but also to a non-isolated signal transmission device.
<車両への適用>
図13は、電子機器が搭載される車両の外観を示す図である。本構成例の車両Xは、不図示のバッテリから電力供給を受けて動作する種々の電子機器X11~X18を搭載している。なお、本図における電子機器X11~X18の搭載位置は、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。
<Application to vehicles>
FIG. 13 is a diagram showing the appearance of a vehicle on which an electronic device is mounted. The vehicle X of this configuration example is equipped with various electronic devices X11 to X18 that operate by receiving electric power from a battery (not shown). The mounting positions of the electronic devices X11 to X18 in this figure may differ from the actual mounting positions for convenience of illustration.
電子機器X11は、エンジンに関連する制御(インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など)を行うエンジンコントロールユニットである。 The electronic device X11 is an engine control unit that performs control related to the engine (injection control, electronic throttle control, idling control, oxygen sensor heater control, auto cruise control, etc.).
電子機器X12は、HID[high intensity discharged lamp]又はDRL[daytime running lamp]などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。 The electronic device X12 is a lamp control unit that controls turning on and off such as HID [high intensity discharged lamp] or DRL [daytime running lamp].
電子機器X13は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。 The electronic device X13 is a transmission control unit that performs control related to the transmission.
電子機器X14は、車両Xの運動に関連する制御(ABS[anti-lock brake system]制御、EPS[electric power steering]制御、電子サスペンション制御など)を行う制動ユニットである。 The electronic device X14 is a braking unit that performs control related to the motion of the vehicle X (ABS [anti-lock brake system] control, EPS [electric power steering] control, electronic suspension control, etc.).
電子機器X15は、ドアロック又は防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。 The electronic device X15 is a security control unit that controls drive such as a door lock or a security alarm.
電子機器X16は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー(ショックアブソーバー)、電動サンルーフ、及び、電動シートなど、標準装備品またはメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Xに組み込まれている電子機器である。 The electronic device X16 is an electronic device incorporated in the vehicle X at the factory shipment stage as a standard equipment or a manufacturer's option such as a wiper, an electric door mirror, a power window, a damper (shock absorber), an electric sunroof, and an electric seat. Is.
電子機器X17は、車載A/V[audio/visual]機器、カーナビゲーションシステム、及び、ETC[electronic toll collection system]など、ユーザオプション品として任意で車両Xに装着される電子機器である。 The electronic device X17 is an electronic device that is optionally mounted on the vehicle X as a user option such as an in-vehicle A / V [audio / visual] device, a car navigation system, and an ETC [electronic toll collection system].
電子機器X18は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。 The electronic device X18 is an electronic device provided with a high withstand voltage motor such as an in-vehicle blower, an oil pump, a water pump, and a battery cooling fan.
なお、電子機器X11~X18は、先に説明した電子機器Aの具体例として理解することができる。すなわち、先述の信号伝達装置100は、電子機器X11~X18のいずれにも組み込むことが可能である。
The electronic devices X11 to X18 can be understood as specific examples of the electronic device A described above. That is, the
<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other variants>
In addition to the above-described embodiments, the various technical features disclosed in the present specification can be modified in various ways without departing from the spirit of the technical creation. That is, it should be considered that the above embodiment is exemplary in all respects and is not restrictive, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment and is claimed. It should be understood that the meaning of scope and equality and all changes belonging to the scope are included.
1H(u/v/w) 上側ゲートドライバIC
1L(u/v/w) 下側ゲートドライバIC
2H(u/v/w) 上側パワートランジスタ
2L(u/v/w) 下側パワートランジスタ
3 ECU
4 モータ
5H(u/v/w) 抵抗
5L(u/v/w) 抵抗
10 絶縁信号伝達回路
11 シュミットバッファ
12 パルス送信部
13 パルス受信部
14 ドライバ
15、16 トランス
15p、16p 一次巻線
15s、16s 二次巻線
20 絶縁監視回路
21 電流源
22 スイッチ
23 バッファ
24 パルス変換器
25 パルス送信部
26 パルス受信部
27、28 トランス
27p、28p 一次巻線
27s、28s 二次巻線
29 マルチプレクサ
2A コントローラ
100 信号伝達装置(絶縁ゲートドライバIC)
100p 一次回路系
100s 二次回路系
110 コントローラチップ
120 ドライバチップ
130 トランスチップ
A 電子機器
DP データパルス
GD0、GD1、GD2 信号伝達装置
HP ヘッダパルス
TaD 温度センサ
X 車両
X11~X18 電子機器
1H (u / v / w) Upper gate driver IC
1L (u / v / w) Lower gate driver IC
2H (u / v / w)
4
100p primary circuit system 100s
Claims (10)
複数の監視対象信号を時分割で監視する監視回路と、
を有する、信号伝達装置。 A signal transmission circuit that transmits an input pulse signal as an output pulse signal,
A monitoring circuit that monitors multiple monitored signals in a time-division manner,
A signal transduction device.
前記監視回路は、前記二次回路系における前記複数の監視対象信号を時分割で監視し、それぞれの監視結果を第2絶縁素子を介して前記二次回路系から前記一次回路系に伝達する、請求項1に記載の信号伝達装置。 The signal transmission circuit transmits the input pulse signal of the primary circuit system as the output pulse signal of the secondary circuit system via the first insulating element.
The monitoring circuit monitors the plurality of monitored signals in the secondary circuit system in a time-division manner, and transmits each monitoring result from the secondary circuit system to the primary circuit system via the second insulating element. The signal transmission device according to claim 1.
前記二次回路系の回路素子を集積化した第2チップと、
前記第1絶縁素子及び前記第2絶縁素子を集積化した第3チップと、
を単一のパッケージに封止した、請求項2~5のいずれか一項に記載の信号伝達装置。 The first chip, which integrates the circuit elements of the primary circuit system,
The second chip, which integrates the circuit elements of the secondary circuit system,
A third chip in which the first insulating element and the second insulating element are integrated,
The signal transduction device according to any one of claims 2 to 5, wherein the signal transduction device is sealed in a single package.
前記第1絶縁素子に相当する第1トランス及び第2トランスと、
前記入力パルス信号が第1論理レベルである旨を通知するときに前記第1トランスの一次巻線に印加される第1送信パルス信号をパルス駆動し、前記入力パルス信号が第2論理レベルである旨を通知するときに前記第2トランスの一次巻線に印加される第2送信パルス信号をパルス駆動するパルス送信部と、
前記第1送信パルス信号のパルス駆動を受けて前記第1トランスの二次巻線に現れる第1受信パルス信号の誘起パルスを検出したときに受信パルス信号を第1論理レベルとし、前記第2送信パルス信号のパルス駆動を受けて前記第2トランスの二次巻線に現れる第2受信パルス信号の誘起パルスを検出したときに前記受信パルス信号を第2論理レベルとするパルス受信部と、
前記受信パルス信号に応じて前記出力パルス信号を生成するドライバと、
を含む、請求項2~6のいずれか一項に記載の信号伝達装置。 The signal transmission circuit is
The first transformer and the second transformer corresponding to the first insulating element,
When notifying that the input pulse signal is at the first logic level, the first transmission pulse signal applied to the primary winding of the first transformer is pulse-driven, and the input pulse signal is at the second logic level. A pulse transmission unit that pulse-drives the second transmission pulse signal applied to the primary winding of the second transformer when notifying the effect.
When the induced pulse of the first received pulse signal appearing in the secondary winding of the first transformer is detected by receiving the pulse drive of the first transmission pulse signal, the received pulse signal is set to the first logic level and the second transmission is performed. A pulse receiving unit that sets the received pulse signal as the second logic level when the induced pulse of the second received pulse signal appearing in the secondary winding of the second transformer is detected by receiving the pulse drive of the pulse signal.
A driver that generates the output pulse signal in response to the received pulse signal,
The signal transmission device according to any one of claims 2 to 6, comprising the above.
Priority Applications (1)
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JP2020180322A JP2022071390A (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Signal transmission device |
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2020
- 2020-10-28 JP JP2020180322A patent/JP2022071390A/en active Pending
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