JP2022071390A - Signal transmission device - Google Patents

Signal transmission device Download PDF

Info

Publication number
JP2022071390A
JP2022071390A JP2020180322A JP2020180322A JP2022071390A JP 2022071390 A JP2022071390 A JP 2022071390A JP 2020180322 A JP2020180322 A JP 2020180322A JP 2020180322 A JP2020180322 A JP 2020180322A JP 2022071390 A JP2022071390 A JP 2022071390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pulse
pulse signal
signal transmission
circuit system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020180322A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
正人 西ノ内
Masato Nishinouchi
晃生 篠部
Akio Shinobe
健 菊池
Takeshi Kikuchi
功 丹羽
Isao Niwa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2020180322A priority Critical patent/JP2022071390A/en
Publication of JP2022071390A publication Critical patent/JP2022071390A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

To provide a signal transmission device that uses a signal transmission device to reduce the cost or improve the robustness of the entire application.SOLUTION: A signal transmission device (insulation gate driver IC) 100 includes an isolated signal transmission circuit 10 that transmits an input pulse signal as an output pulse signal, and an insulation monitoring circuit 20 that monitors a plurality of monitored signals in a time-division manner. Further, the isolated signal transmission circuit transmits the input pulse signal of a primary circuit system 100p as an output pulse signal of a secondary circuit system via a first insulating element (transformer). The insulation monitoring circuit monitors a plurality of monitored signals in the secondary circuit system 100s in a time-division manner, and transmits each monitoring result from the secondary circuit system to the primary circuit system via a second insulating element (transformer).SELECTED DRAWING: Figure 1

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, Patent Document 1 can be mentioned.

特開2018-011108号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-011108

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.

信号伝達装置の基本構成を示す図The figure which shows the basic structure of a signal transmission device 絶縁信号伝達回路の一構成例を示す図The figure which shows one configuration example of an isolated signal transmission circuit 絶縁信号伝達動作の一例を示す図The figure which shows an example of the insulation signal transmission operation 絶縁監視回路の第1実施形態を示す図The figure which shows the 1st Embodiment of the insulation monitoring circuit. 信号伝達装置の第1アプリケーション例を示す図The figure which shows the 1st application example of a signal transmission device. 第1アプリケーション例の1相のみを抽出して示す図The figure which extracts and shows only one phase of the 1st application example 絶縁監視回路の第2実施形態を示す図The figure which shows the 2nd Embodiment of the insulation monitoring circuit. 時分割制御の第1例を示す図The figure which shows the 1st example of the time division control 時分割制御の第2例を示す図The figure which shows the 2nd example of the time division control 信号伝達装置の第2アプリケーション例を示す図The figure which shows the 2nd application example of a signal transmission device. 第2アプリケーション例の1相のみを抽出して示す図The figure which shows only one phase of the 2nd application example is extracted. 信号伝達装置の第3アプリケーション例を示す図The figure which shows the 3rd application example of a signal transmission device. 電子機器が搭載される車両の外観を示す図Diagram showing the appearance of a vehicle equipped with electronic devices

<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 signal transmission device 100 of this configuration example has the primary circuit system 100p to the secondary circuit system 100s while insulating between the primary circuit system 100p (Vcc1-GND1 system) and the secondary circuit system 100s (Vcc2-GND2 system). It is a semiconductor integrated circuit device (so-called insulated gate driver IC) that transmits a pulse signal to and drives a gate of a power transistor (not shown) provided in the secondary circuit system 100s.

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 signal transduction device 100 has a plurality of external terminals (in this figure, a VCC1 pin, an IN pin, an MO pin, a GND1 pin, a VCS2 pin, an OUT pin, etc.) as means for establishing an electrical connection with the outside of the device. The MI pin and the GND2 pin are exemplified).

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 primary circuit system 100p, the VCC1 pin (primary side power supply terminal) is connected to the power supply line (= application end of the power supply voltage Vcc1) of the primary circuit system 100p. The IN pin (pulse signal input terminal) is connected to an input pulse signal source (ECU [electric control unit] or the like) (not shown). The MO pin (monitor output terminal) is connected to a host device (ECU or the like) (not shown). The GND1 pin (primary side ground terminal) is connected to the ground line (= application end of the ground voltage GND1) of the primary circuit system 100p.

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 signal transmission device 100 is used for all applications (motor drivers or DC / DC converters that handle high voltage, etc.) that need to transmit signals between the primary circuit system 100p and the secondary circuit system 100s while insulating them from each other. ) Can be widely applied.

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 signal transmission device 100 will be described with reference to FIG. The signal transmission device 100 of this configuration example includes a controller chip 110 (= corresponding to the first chip), a driver chip 120 (= corresponding to the second chip), and a transformer chip 130 (= corresponding to the third chip). Have.

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 controller chip 110 is a semiconductor chip in which circuit elements of a primary circuit system 100p that operate by receiving a supply of a power supply voltage Vcc1 (for example, a maximum of 7V based on GND1) are integrated. The driver chip 120 is a semiconductor chip in which circuit elements of the secondary circuit system 100s that operate by being supplied with a power supply voltage Vcc2 (for example, a maximum of 30V based on GND2) are integrated. The transformer chip 130 is a semiconductor chip in which a transformer for bidirectional signal transmission is integrated while insulating between the controller chip 110 and the driver chip 120.

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 signal transmission device 100 of this configuration example independently has a transformer chip 130 on which only a transformer is mounted, in addition to the controller chip 110 and the driver chip 120, and these three chips are packaged in a single package. It is sealed in.

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 controller chip 110 and the driver chip 120 can be formed by a general low withstand voltage to medium withstand voltage process (withstand voltage of several V to several tens of V), and thus are dedicated. It is not necessary to use a high withstand voltage process (withstand voltage of several kV), and the manufacturing cost can be reduced.

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 controller chip 110 and the driver chip 120 can be created by an existing process with a proven track record, and there is no need to perform a new reliability test, so that the development period can be shortened and the development cost can be reduced. It can contribute to the reduction.

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 transformer chip 130, so the controller chip 110 and the driver chip 120 have been developed. There is no need to redo, which can contribute to shortening the development period and reducing the development cost.

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 signal transmission device 100 includes an insulation signal transmission circuit 10 and an insulation monitoring circuit 20.

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 signal transmission circuit 10 is isolated from the primary circuit system 100p and the secondary circuit system 100s via an insulating element ISO1 (transformer or the like) integrated in the transformer chip 130, and is connected to the primary circuit system 100p to the secondary circuit system 100p. A pulse signal is transmitted to the next circuit system 100s. Speaking in accordance with this figure, the isolated signal transmission circuit 10 uses the input pulse signal S1 input to the IN pin of the primary circuit system 100p as the output pulse signal S2 output from the OUT pin of the secondary circuit system 100s. introduce.

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 insulation monitoring circuit 20 is a host device (ECU or the like) while insulating between the primary circuit system 100p and the secondary circuit system 100s via an insulating element ISO2 (transformer or the like) integrated in the transformer chip 130. The parameters (voltage, temperature, etc.) of the secondary circuit system 100s that need to be detected are monitored, and the monitoring result is transmitted from the secondary circuit system 100s to the primary circuit system 100p. According to this figure, the insulation monitoring circuit 20 monitors the monitoring target signal S3 input to the MI pin of the secondary circuit system 100s, and the monitoring result pulse signal output from the MO pin of the primary circuit system 100p. It is transmitted as S4.

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 signal transmission device 100 includes a transformer chip 130 in which the insulating element ISO1 originally used for signal transmission from the primary circuit system 100p to the secondary circuit system 100s is integrated. Therefore, by additionally integrating the insulation element ISO2 for insulation monitoring on the transformer chip 130, the monitoring result of the monitored signal S3 can be obtained from the secondary circuit system 100s to the primary circuit system 100p inside the signal transmission device 100. It becomes possible to transmit to.

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 signal transmission circuit 10 and the insulation monitoring circuit 20 are dispersed and integrated in the controller chip 110, the driver chip 120, and the transformer chip 130 (details will be described later).

<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 signal transmission circuit 10. The isolated signal transmission circuit 10 of this configuration example includes a Schmid buffer 11, a pulse transmitting unit 12, a pulse receiving unit 13, a driver 14, and transformers 15 and 16 (corresponding to the above-mentioned insulating element ISO1). ..

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 Schmidt buffer 11 is an example of waveform shaping means, and is connected between the IN pin and the pulse transmission unit 12.

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 pulse transmission unit 12 pulse-drives either one of the transmission pulse signals S1a and S1b according to the logic level of the input pulse signal S1 input from the IN pin via the Schmidt buffer 11. For example, the pulse transmission unit 12 may drive a pulse signal S1a (single or multiple transmission pulses) applied to the primary winding 15p of the transformer 15 when notifying that the input pulse signal S1 is at a high level. Output) is performed to notify that the input pulse signal S1 is at a low level, and the transmission pulse signal S1b applied to the primary winding 16p of the transformer 16 is pulse-driven.

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 Schmidt buffer 11 and the pulse transmission unit 12 are both integrated in the controller chip 110 of the primary circuit system 100p (Vcc1-GND1 system).

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 pulse receiving unit 13 generates a received pulse signal S2c according to the received pulse signals S2a and S2b input from the transformers 15 and 16, respectively. For example, when the pulse receiving unit 13 receives the pulse drive of the transmitting pulse signal S1a and detects the induced pulse of the received pulse signal S2a appearing in the secondary winding 15s of the transformer 15, the received pulse signal S2c stands at a low level. Lower. On the other hand, when the pulse receiving unit 13 receives the pulse drive of the transmitting pulse signal S1b and detects the induced pulse of the received pulse signal S2b appearing in the secondary winding 16s of the transformer 16, the received pulse signal S2c stands at a high level. increase.

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 driver 14 generates an output pulse signal S2 (= corresponding to a gate signal of a power transistor (not shown)) according to the received pulse signal S2c input from the pulse receiving unit 13. For example, when an inverter is used as the driver 14, the output pulse signal S2 becomes high level when the received pulse signal S2c is low level, and the output pulse signal S2 becomes low level when the received pulse signal S2c is high level. Become. That is, the logic level of the output pulse signal S2 is switched according to the logic level of the input pulse signal S1.

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 pulse receiving unit 13 and the driver 14 are both integrated in the driver chip 120 of the secondary circuit system 100s (Vcc2-GND2 system).

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 transformer 15 outputs the received pulse signal S2a from the secondary winding 15s in response to the transmission pulse signal S1a input to the primary winding 15p. On the other hand, the transformer 16 outputs the received pulse signal S2b from the secondary winding 16s in response to the transmission pulse signal S1b input to the primary winding 16p.

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 transformers 15 and 16 are integrated in the transformer chip 130. The transformer chip 130 uses transformers 15 and 16 to insulate between the controller chip 110 and the driver chip 120, and uses the transmission pulse signals S1a and S1b input from the pulse transmission unit 12 as the reception pulse signals S2a and S2b, respectively. It is output to the pulse receiving unit 13.

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 primary circuit system 100p to the secondary circuit system 100s via the transformers 15 and 16.

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 signal transmission circuit 10, in order from the top, an input pulse signal S1, a transmission pulse signal S1a and S1b, a reception pulse signal S2a to S2c, and an output pulse signal. S2 is depicted. In this figure, the description of the signal delay is omitted for convenience of explanation.

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 pulse transmission unit 12 drives the transmission pulse signal S1a at the rising edge of the input pulse signal S1 at time t1, while driving the transmission pulse signal S1b at the falling edge of the input pulse signal S1 at time t2. The pulse receiving unit 13 detects the induced pulse of the received pulse signal S2a generated by the pulse drive of the transmitted pulse signal S1a and lowers the received pulse signal S2c to a low level, while the received pulse signal generated by the pulse drive of the transmitted pulse signal S1b. The induced pulse of S2b is detected and the received pulse signal S2c is raised to a high level. As a result, when the input pulse signal S1 rises to a high level, the output pulse signal S2 also rises to a high level, and conversely, when the input pulse signal S1 falls to a low level, the output pulse signal is matched accordingly. S2 also falls to the low level.

<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 insulation monitoring circuit 20. The insulation monitoring circuit 20 of the present embodiment includes a current source 21, a switch 22, a buffer 23, a pulse converter 24, a pulse transmission unit 25, a pulse reception unit 26, and transformers 27 and 28 (the above-mentioned insulation). (Equivalent to element ISO2) and.

電流源21は、MIピンへのソース電流を生成する。 The current source 21 generates a source current to the MI pin.

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 switch 22 conducts / disconnects between the current source 21 and the MI pin. That is, when the switch 22 is on, the source current flows through the MI pin. On the other hand, when the switch 22 is off, the source current does not flow to the MI pin.

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 buffer 23 transmits the monitored signal S3 externally input to the MI pin to the pulse converter 24 in the subsequent stage.

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 pulse converter 24 generates a PWM [pulse width modulation] signal S10 having a duty corresponding to the signal value of the monitored signal S3 input via the buffer 23. For example, the higher the signal value of the monitored signal S3, the higher the duty of the PWM signal S10, and the lower the signal value of the monitored signal S3, the lower the duty. Contrary to the above, the higher the signal value of the monitored signal S3, the lower the duty of the PWM signal S10, and the lower the signal value of the monitored signal S3, the higher the duty of the PWM signal S10.

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 pulse transmission unit 25 pulse-drives either one of the transmission pulse signals S11a and S11b according to the logic level of the PWM signal S10. For example, the pulse transmission unit 25 may drive the transmission pulse signal S11a (single-shot or multiple-shot transmission pulse) applied to the secondary winding 27s of the transformer 27 when notifying that the PWM signal S10 is at a high level. Output) is performed to notify that the PWM signal S10 is at a low level, and the pulse drive of the transmission pulse signal S11b applied to the secondary winding 28s of the transformer 28 is performed.

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 current source 21, switch 22, buffer 23, pulse converter 24, and pulse transmission unit 25 are all integrated in the driver chip 120 of the secondary circuit system 100s (Vcc2-GND2 system).

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 pulse receiving unit 26 generates a monitoring result pulse signal S4 according to the received pulse signals S12a and S12b input from the transformers 27 and 28, respectively, and outputs the monitoring result pulse signal S4 from the MO pin to a host device (ECU or the like). For example, when the pulse receiving unit 26 receives the pulse drive of the transmitting pulse signal S11a and detects the induced pulse of the received pulse signal S12a appearing in the primary winding 27p of the transformer 27, the monitoring result pulse signal S4 stands at a high level. increase. On the other hand, when the pulse receiving unit 26 receives the pulse drive of the transmitting pulse signal S11b and detects the induced pulse of the received pulse signal S12b appearing in the primary winding 28p of the transformer 28, the monitoring result pulse signal S4 stands at a low level. Lower. That is, the logic level of the monitoring result pulse signal S4 is switched according to the logic level of the PWM signal S10.

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 pulse receiving unit 26 is integrated in the controller chip 110 of the primary circuit system 100p (Vcc1-GND1 system).

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 transformer 27 outputs the received pulse signal S12a from the primary winding 27p in response to the transmission pulse signal S11a input to the secondary winding 27s. On the other hand, the transformer 28 outputs the received pulse signal S12b from the primary winding 28p in response to the transmission pulse signal S11b input to the secondary winding 28s.

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 transformers 27 and 28 are integrated in the transformer chip 130. The transformer chip 130 uses transformers 27 and 28 to insulate the controller chip 110 and the driver chip 120, and uses the transmission pulse signals S11a and S11b input from the pulse transmission unit 25 as reception pulse signals S12a and S12b, respectively. It is output to the pulse receiving unit 26.

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 primary circuit system 100p via two systems of transformers 27 and 28.

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 signal transmission device 100 provided with the insulation monitoring circuit 20 of the first embodiment will be referred to as a “signal transmission device GD1” in order to distinguish it from the others.

<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 upper power transistor 2H (u / v / w), and a lower part. It has a side power transistor 2L (u / v / w), an ECU 3, a motor 4, a resistor 5H (u / v / w), and a resistor 5L (u / v / w).

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 ECU 3 and the upper power transistor 2H (u / v / w), respectively, and the upper gate control signal (= input pulse signal) input from the ECU 3. The upper power transistor 2H (u / v / w) is driven by generating the upper gate drive signal (= output pulse signal S2) according to S1).

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 gate driver IC 1L (u / v / w) insulates between the ECU 3 and the lower power transistor 2L (u / v / w), respectively, and the lower gate control signal (=) input from the ECU 3. The lower power transistor 2L (u / v / w) is driven by generating the lower gate drive signal (= output pulse signal S2) in response to the input pulse signal S1).

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 insulation monitoring circuit 20 of the first embodiment. (Fig. 4) is used.

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 upper power transistor 2H (u / v / w) serves as an upper switch forming a three-phase (U-phase / V-phase / W-phase) half-bridge output stage, respectively, as a power system power supply end (= motor drive voltage P VDD). It is connected between the application end) and each phase input end of the motor 4.

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 lower power transistor 2L (u / v / w) serves as a lower switch forming a three-phase (U-phase / V-phase / W-phase) half-bridge output stage, respectively, with each phase input end of the motor 4 and power. It is connected to the system grounding end.

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 upper power transistor 2H (u / v / w) and the lower power transistor 2L (u / v / w) each include a temperature sensor TaD (for example, a silicon diode) for detecting the ambient temperature Ta. .. Therefore, if it is necessary to obtain information on the ambient temperature Ta, a source current is passed through the temperature sensor TaD, and the temperature detection voltage V2 (u / v / w) (for example, the forward voltage drop of the silicon diode that fluctuates depending on the temperature). It suffices to read (corresponding to Vf).

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 upper power transistor 2H (u / v / w) and the lower power transistor 2L (u / v / w), respectively. However, for example, a P-channel type MOSFET may be used as the upper power transistor 2H (u / v / w). It is also possible to use an IGBT [insulated gate bipolar transistor] instead of the MOSFET.

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 ECU 3 has an upper power transistor 2H (u / v / w) and a lower power transistor 2L (u) via the upper motor driver IC1H (u / v / w) and the lower motor driver IC1L (u / v / w). By driving / v / w) respectively, the rotational drive of the motor 4 is controlled. Further, the ECU 3 has an overvoltage based on the monitoring results obtained by the insulation monitoring circuits 20 (not shown) of the upper motor driver IC1H (u / v / w) and the lower motor driver IC1L (u / v / w). It also has a function to perform protection operation and overheat protection operation.

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 motor 4 is a three-phase motor that is rotationally driven according to the three-phase drive voltage U / V / W input from each of the three-phase (U-phase / V-phase / W-phase) half-bridge output stages.

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 resistance 5H (u / v / w) and the resistance 5L (u / v / w) are connected in series between the power system power supply end and the power system grounding end, respectively, and are driven by a motor from the connection node of each phase. The voltage divider voltage V1 (u / v / w) corresponding to the voltage P VDD (for example, 48V to 700V) is output.

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 insulation monitoring circuit 20 is used properly.

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 pulse converter 24 is depicted as if it were directly connected to the MO pin, but in reality, the pulse transmitter 25 is located between the pulse converter 24 and the MO pin. A transformer 27 and a pulse receiving unit 26 are provided (see FIG. 4 above).

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 resistors 5H and 5L. Therefore, the voltage dividing voltage V1 is input to the insulation monitoring circuit 20 as the monitoring target signal S3. At this time, since the switch 22 is turned off, the source current does not flow from the current source 21 to the MI pin.

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 gate driver IC 1L is connected to the temperature sensor TaD of the lower power transistor 2L. At this time, since the switch 22 is turned on, the source current flows from the current source 21 to the MI pin (and thus the temperature sensor TaD). Therefore, the temperature detection voltage V2 is input to the insulation monitoring circuit 20 as the monitoring target signal S3.

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 ECU 3 acquires information on the motor drive voltage P VDD based on the monitoring result signal S4 input from the upper gate driver IC1H, while the monitoring result signal S4 input from the lower gate driver IC1L. Information on the ambient temperature Ta can be obtained based on.

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 insulation monitoring circuit 20 is incorporated in all six signal transmission devices GD1. However, when monitoring DC voltage or temperature without instantaneous fluctuation (variation in units of several ms), the specification to provide the insulation monitoring circuit 20 in all six signal transmission devices GD1 is wasteful and may be a factor of cost increase. ..

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 insulation monitoring circuits 20. , There was room for further cost reduction.

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 ECU 3, there is a limitation in improving the robustness.

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 insulation monitoring circuit 20. The insulation monitoring circuit 20 of the present embodiment monitors the monitoring target signal S3a (= voltage information) input to the MI1 pin and the monitoring target signal S3b (= temperature information) input to the MI2 pin on a time-division basis, respectively. It has a function (time division monitoring function) of transmitting the monitoring result of the above from the secondary circuit system 100s to the primary circuit system 100p via the transformer 27.

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 insulation monitoring circuit 20 of the present embodiment, the switch 22 is removed, and the multiplexer 29 and the controller are used based on the first embodiment (FIG. 4) described above. 2A has been added. Further, the number of MI pins is increased from one to two (MI1 pin and MI2 pin). The current source 21 is connected to the MI2 pin.

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 multiplexer 29 selectively outputs one of the monitoring target signals S3a and S3b input to the MI1 pin and MI2 as the monitoring target signal S3 to the buffer 23. When the multiplexer 29 is provided outside the signal transmission device 100, the MI pin may be one input. However, in that case, an external terminal for controlling the multiplexer is required separately. Also, the switch 22 cannot be omitted.

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 controller 2A controls the multiplexer 29 and the pulse converter 24 at predetermined timings so as to monitor the monitoring target signals S3a and S3b in a time-division manner.

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 controller 2A controls the multiplexer 29 to selectively output the monitoring target signal S3a input to the MI1 pin as the monitoring target signal S3 during the period T1 in which the monitoring target signal S3a should be monitored, and the monitoring target signal. During the period T2 in which S3b should be monitored, the multiplexer 29 is controlled so that the monitoring target signal S3b input to the MI2 pin is selectively output as the monitoring target signal S3. Therefore, in the pulse converter 24, the signal values of the monitored signals S3a and S3b are converted into a single PWM signal S10 (and thus the monitoring result pulse signal S4) by time division (details will be described later).

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 controller 2A, whether the PWM signal S10 generated by the pulse converter 24 indicates the signal value (= voltage information) of the monitored signal S3a or the signal value (= temperature information) of the monitored signal S3b. The pulse converter 24 is controlled so as to generate an identification pulse for informing the ECU 3 of the above (details will be described later).

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、IC[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 insulation monitoring circuit 20 to the host 3 (not shown) as a means for notifying the monitoring result is given, but the means for notifying the monitoring result is arbitrary. For example, the insulation monitoring circuit 20 is provided with a register for storing the signal values of the monitored signals S3a and S3b, and the CPU [central processing] such as I 2C [inter-integrated circuit] or UART [universal asynchronous receiver / transmitter]. The monitoring result may be notified to the ECU 3 by using the unit] interface or the interface conforming to the communication standard for vehicles such as LIN [local interconnect network] and CAN [controller area network].

<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 insulation monitoring circuit 20 of the second embodiment. As shown in this figure, the monitoring result pulse signal S4 alternately includes the header pulse HP and the data pulse DP.

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 ECU 3 whether the data pulse DP following it indicates the signal value (= voltage information) of the monitored signal S3a or the signal value (= temperature information) of the monitored signal S3b. It corresponds to the identification pulse for notifying.

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 ECU 3 can acquire the voltage information of the secondary circuit system 100s from the monitoring result pulse signal S4 in the period T1.

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 ECU 3 can acquire the temperature information of the secondary circuit system 100s from the monitoring result pulse signal S4 in the period T2.

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 insulation monitoring circuit 20 of the second embodiment, by periodically repeating the periods T1 and T2, the signal values of the monitored signals S3a and S3b are set using the single monitoring result signal S4. It is possible to output to the ECU 3 in a time division manner.

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 insulation monitoring circuit 20 of the second embodiment. As shown in this figure, the header pulse HP is not necessarily limited to high level fixed or low level fixed, and the data pulse DP following it indicates any signal value of the monitored signals S3a and S3b. It suffices if it can be uniquely identified.

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 signal transmission device 100 provided with the insulation monitoring circuit 20 of the second embodiment will be referred to as a “signal transmission device GD2” in order to distinguish it from the others. Further, the inexpensive signal transmission circuit 100 not provided with the insulation monitoring circuit 20 is referred to as a "signal transmission device GD0" in order to distinguish it from others.

<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, unnecessary resistance 5H (u / v) and resistance 5L (u / v) are removed.

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 pulse converter 24 is depicted as if it were directly connected to the MO pin, but in reality, the pulse transmitter 25 and the transformer are located between the pulse converter 24 and the MO pin. 27 and a pulse receiving unit 26 are provided (see FIG. 7 above).

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 insulation monitoring circuit 20 is used. On the other hand, the lower gate driver IC1L incorporates an insulation monitoring circuit 20 having a time division monitoring function.

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 resistors 5H and 5L. Therefore, the voltage dividing voltage V1 is input to the insulation monitoring circuit 20 as the monitoring target signal S3a.

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 lower power transistor 2L. Since the current source 21 is connected to the MI2 pin, the source current flows from the current source 21 to the MI2 pin (and thus the temperature sensor TaD). Therefore, the temperature detection voltage V2 is input to the insulation monitoring circuit 20 as the monitoring target signal S3b.

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 controller 2A controls the multiplexer 29 and the pulse converter 24 at predetermined timings so as to monitor the monitored signals S3a and S3b in a time-division manner. Then, the monitoring results of the monitoring target signals S3a and S3b are transmitted from the lower gate driver IC1L to the ECU 3 in a time-division manner.

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 ECU 3 can acquire both the information regarding the motor drive voltage P whether and the information regarding the ambient temperature Ta based on the monitoring result signal S4 input from the lower gate driver IC1L.

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 ECU 3 in a time division.

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 ECU 3 has six systems based on the monitoring result signals S4 input from the upper gate driver IC1H (u / v / w) and the lower gate driver IC1L (u / v / w), respectively. It is possible to acquire information on the motor drive voltage P VDD and information on the ambient temperature Ta of the six systems.

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 ECU 3, for example, for each of the voltage information or temperature information of the 6 systems, the quality improvement processing of each monitoring function (adoption of the majority voting method, calculation of the average value, or non-adoption of the deviation value deviating from other signal values is adopted. Etc.) can be carried out. As a result, it becomes possible to improve the quality (improvement of robustness) of the voltage monitoring function and the temperature monitoring function by the ECU 3.

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 signal transmission device 100 described above can be incorporated into any of the electronic devices X11 to X18.

<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) Upper power transistor 2L (u / v / w) Lower power transistor 3 ECU
4 Motor 5H (u / v / w) Resistance 5L (u / v / w) Resistance 10 Insulated signal transmission circuit 11 Schmidt buffer 12 Pulse transmitter 13 Pulse receiver 14 Driver 15, 16 Transformer 15p, 16p Primary winding 15s, 16s secondary winding 20 insulation monitoring circuit 21 current source 22 switch 23 buffer 24 pulse converter 25 pulse transmitter 26 pulse receiver 27, 28 transformer 27p, 28p primary winding 27s, 28s secondary winding 29 multiplexer 2A controller 100 Signal transmission device (insulated gate driver IC)
100p primary circuit system 100s secondary circuit system 110 controller chip 120 driver chip 130 transformer chip A electronic device DP data pulse GD0, GD1, GD2 signal transmission device HP header pulse TaD temperature sensor X vehicle X11 to X18 electronic device

Claims (10)

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、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、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、請求項2に記載の信号伝達装置。 The signal transmission device according to claim 2, wherein the monitoring circuit includes a pulse converter that converts a signal value of each of the plurality of monitored signals into a single monitoring result pulse signal. 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、請求項3に記載の信号伝達装置。 3. The monitoring result pulse signal includes a data pulse indicating a signal value of each of the plurality of monitoring target signals and an identification pulse for informing which monitoring target signal the data pulse indicates the signal value of which monitoring target signal. The signal transmission device according to. 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、請求項2~4のいずれか一項に記載の信号伝達装置。 The signal transmission device according to any one of claims 2 to 4, wherein the monitoring circuit includes a register for storing a signal value of each of the plurality of monitored signals. 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、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、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.
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、請求項1~7のいずれか一項に記載の信号伝達装置。 The signal transmission device according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the plurality of monitored signals includes information regarding a monitored voltage and a monitored temperature. 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、請求項1~8のいずれか一項に記載の信号伝達装置である、電子機器。 It has a plurality of power transistors and a plurality of gate driver ICs for driving the gates of the plurality of power transistors, and at least one of the plurality of gate driver ICs is any one of claims 1 to 8. An electronic device, which is the signal transmission device according to the first item. 請求項9に記載の電子機器を有する、車両。 A vehicle having the electronic device according to claim 9.
JP2020180322A 2020-10-28 2020-10-28 Signal transmission device Pending JP2022071390A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020180322A JP2022071390A (en) 2020-10-28 2020-10-28 Signal transmission device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020180322A JP2022071390A (en) 2020-10-28 2020-10-28 Signal transmission device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022071390A true JP2022071390A (en) 2022-05-16

Family

ID=81593926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020180322A Pending JP2022071390A (en) 2020-10-28 2020-10-28 Signal transmission device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022071390A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111435148B (en) Gate level triggered desaturation blanking
US9608623B1 (en) System and method for monitoring voltage across isolation barrier
JP3325697B2 (en) Power device control device and motor drive control device
US9112344B2 (en) Driver for switching element and control system for rotary machine using the same
US9240739B2 (en) Driving system for driving switching element
JP5573587B2 (en) Rotating electric machine for vehicles
US20140092653A1 (en) Electronic circuit operating based on isolated switching power source
US20040189219A1 (en) Gate driver ASIC for an automotive starter/alternator
WO2005104743A2 (en) Adaptive gate drive for switching devices of inverter
US8829836B2 (en) Driver for switching element and control system for rotary machine using the same
US10916933B2 (en) Power control device
US10587268B2 (en) Gate driver with serial communication
US9321369B2 (en) Power conversion system
US9088228B2 (en) Signaling method and device for impaired function of an electronic power system in a multiple-phase alternator
US7049862B2 (en) Semiconductor device
JP2022071390A (en) Signal transmission device
CN112039505B (en) Method for operating an electrical circuit, electrical circuit and motor vehicle
US7122984B2 (en) Method for identifying an overload current of an electric drive
JP2007027465A (en) Driving circuit for linear solenoid
US20230283266A1 (en) Signal transmission device, electronic device, vehicle
US7609016B2 (en) Systems and methods for driving a motor
WO2022018959A1 (en) Signal transmission device, electronic equipment, and vehicle
JP6666776B2 (en) Error protection circuit
CN117081372B (en) Intelligent power module IPM, control method thereof, chip and electronic equipment
US11661950B2 (en) Diagnostic system for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230906