JP6428506B2 - Switching element drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング素子を駆動する駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit that drives a switching element.
従来、例えば下記特許文献1に見られるように、IGBT等のスイッチング素子を駆動する駆動回路が知られている。詳しくは、この駆動回路は駆動制御部を備え、駆動制御部は、入力された駆動信号に基づいて、スイッチング素子をオンオフ駆動する。この際、駆動制御部は、スイッチング素子に流れる電流の検出値に基づいて、スイッチング素子のスイッチング速度を変更する。 Conventionally, as can be seen, for example, in Patent Document 1 below, a drive circuit for driving a switching element such as an IGBT is known. Specifically, the drive circuit includes a drive control unit, and the drive control unit drives the switching element on and off based on the input drive signal. At this time, the drive control unit changes the switching speed of the switching element based on the detected value of the current flowing through the switching element.
上記駆動制御部が備えられる高圧システムと、駆動信号を生成する信号生成部が備えられる低圧システムとは、電気的に絶縁されている。このため、信号生成部から駆動制御部まで駆動信号を伝達するためには、駆動回路に絶縁素子を備える必要がある。絶縁素子は、低圧システムと高圧システムとの間を電気的に絶縁しつつ、低圧システムから高圧システムへと信号を伝達するフォトカプラ等の素子である。 The high-pressure system provided with the drive control unit is electrically insulated from the low-pressure system provided with a signal generation unit that generates a drive signal. For this reason, in order to transmit a drive signal from a signal generation part to a drive control part, it is necessary to provide an insulation element in a drive circuit. The insulating element is an element such as a photocoupler that transmits a signal from the low pressure system to the high pressure system while electrically insulating the low pressure system and the high pressure system.
ここで、駆動信号に加えて、駆動制御部に対して指示すべきスイッチング速度に関する情報も低圧システムにおいて生成される構成では、駆動信号を伝達する絶縁素子に加えて、スイッチング速度にかかわる情報を伝達する絶縁素子を駆動回路に備える必要がある。この場合、伝達すべき情報の種類が増加することにより絶縁素子の数が増加し、駆動回路の体格が大きくなる懸念がある。 Here, in addition to the drive signal, in the configuration in which the information regarding the switching speed to be instructed to the drive control unit is also generated in the low pressure system, in addition to the insulating element that transmits the drive signal, the information regarding the switching speed is transmitted. It is necessary to provide the drive circuit with an insulating element to be used. In this case, there is a concern that the number of insulating elements increases due to an increase in the types of information to be transmitted, and the size of the drive circuit increases.
なお、駆動信号やスイッチング速度にかかわる情報に限らず、スイッチング素子の駆動回路において低圧システムと高圧システムとの間で複数の情報を伝達する必要がある場合、絶縁素子の数が増加する問題が同様に生じ得る。 Not only the information related to the drive signal and switching speed, but also the problem that the number of insulating elements increases when a plurality of pieces of information need to be transmitted between the low voltage system and the high voltage system in the drive circuit of the switching element. Can occur.
本発明は、絶縁素子の数を減らすことができるスイッチング素子の駆動回路を提供することを主たる目的とする。 The main object of the present invention is to provide a switching element drive circuit capable of reducing the number of insulating elements.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
本発明は、スイッチング素子(Sup〜Swn)の駆動にかかわる複数の情報のそれぞれが互いに識別可能となる形で、前記複数の情報のそれぞれをパルス信号に変換して出力する送信側変換部(60a〜62a;70a,80a;90a)と、前記送信側変換部から出力されたパルス信号が入力される送信側コイル(60b〜62b;70b,70d,80b,80d;90b)と、前記送信側変換部及び前記送信側コイルのそれぞれが設けられた領域と電気的に絶縁された領域に設けられ、前記送信側コイルと磁気結合された受信側コイル(60c〜62c;70c,70e,80c,80e;90c)と、前記受信側コイルとともに前記電気的に絶縁された領域に設けられ、前記受信側コイルから出力されたパルス信号に基づいて、前記複数の情報のそれぞれを復元する受信側変換部(60d〜62d;70f,80f;90d)と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a transmission side conversion unit (60a) that converts each of the plurality of pieces of information into a pulse signal and outputs each of the pieces of information related to driving of the switching elements (Sup to Swn). To 62a; 70a, 80a; 90a), a transmission side coil (60b to 62b; 70b, 70d, 80b, 80d; 90b) to which the pulse signal output from the transmission side conversion unit is input, and the transmission side conversion Receiving coil (60c-62c; 70c, 70e, 80c, 80e; magnetically coupled to the transmitting coil) provided in a region electrically insulated from the region where each of the transmitter and the transmitting coil is provided. 90c) and a pulse signal provided in the electrically insulated region together with the receiving coil and output from the receiving coil. Recipient converting unit to restore each of the plurality of information (60d~62d; 70f, 80f; 90d), characterized in that it comprises a, a.
上記発明では、送信側変換部により、スイッチング素子の駆動にかかわる複数の情報のそれぞれがパルス信号に変換される。変換されたパルス信号は、送信側コイルに入力される。絶縁素子としての送信側コイル及び受信側コイルが互いに磁気結合されているため、送信側コイルに入力されたパルス信号は、受信側コイルから出力される。 In the above invention, each of a plurality of pieces of information related to driving of the switching element is converted into a pulse signal by the transmission side conversion unit. The converted pulse signal is input to the transmitting coil. Since the transmission side coil and the reception side coil as the insulating elements are magnetically coupled to each other, the pulse signal input to the transmission side coil is output from the reception side coil.
ここで、送信側変換部により、複数の情報のそれぞれが互いに識別可能となる形で、複数の情報のそれぞれがパルス信号に変換されている。このため、受信側変換部により、受信側コイルから出力されたパルス信号に基づいて、複数の情報のそれぞれを復元することができる。このように上記発明によれば、共通の送信側コイル及び受信側コイルを用いて、互いに電気的に絶縁された一方の領域から他方の領域へと複数の情報のそれぞれを伝達することができる。これにより、駆動回路に備えられる絶縁素子の数を減らすことができる。 Here, each of the plurality of pieces of information is converted into a pulse signal in such a manner that each of the pieces of information can be distinguished from each other by the transmission side conversion unit. Therefore, each of the plurality of pieces of information can be restored by the receiving side conversion unit based on the pulse signal output from the receiving side coil. Thus, according to the above-described invention, each of a plurality of pieces of information can be transmitted from one region electrically insulated from each other to the other region using a common transmitting coil and receiving coil. Thereby, the number of insulating elements provided in the drive circuit can be reduced.
(第1実施形態)
以下、本発明を、車載主機として回転電機(モータジェネレータ)を搭載した車両に適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a vehicle equipped with a rotating electrical machine (motor generator) as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、車両は、バッテリ10、インバータ20、モータジェネレータ30、及び制御装置40を備えている。
As shown in FIG. 1, the vehicle includes a
モータジェネレータ30は、車載主機であり、図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。モータジェネレータ30は、インバータ20を介してバッテリ10に電気的に接続されている。本実施形態では、モータジェネレータ30として、3相のものを用いている。モータジェネレータ30としては、例えば、永久磁石同期モータを用いることができる。また、バッテリ10は、例えば百V以上となる端子間電圧を有する蓄電池である。バッテリ10としては、例えば、リチウムイオン蓄電池や、ニッケル水素蓄電池を用いることができる。
The
インバータ20は、U,V,W相上アームスイッチング素子Sup,Svp,Swpと、U,V,W相下アームスイッチング素子Sun,Svn,Swnとの直列接続体を3組備えている。各直列接続体は、平滑コンデンサ21に並列接続されている。各直列接続体の接続点には、モータジェネレータ30のU,V,W相巻線の一端が接続されている。
The
ちなみに本実施形態では、各スイッチング素子とSup〜Swnして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはIGBTを用いている。各スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnには、各フリーホイールダイオードDup,Dun,Dvp,Dvn,Dwp,Dwnが逆並列に接続されている。 Incidentally, in this embodiment, a voltage-controlled semiconductor switching element is used as Sup to Swn with each switching element, and specifically, an IGBT is used. Each freewheel diode Dup, Dun, Dvp, Dvn, Dwp, Dwn is connected in antiparallel to each switching element Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn.
本実施形態にかかる制御システムは、電圧センサ41と、相電流センサ42とを備えている。電圧センサ41は、平滑コンデンサ21の端子間電圧を電源電圧VHとして検出する電圧検出部である。相電流センサ42は、モータジェネレータ30に流れる各相電流のうち、少なくとも2相分の電流を検出する相電流検出部である。
The control system according to the present embodiment includes a
電圧センサ41によって検出された電源電圧VH、及び相電流センサ42によって検出された相電流Ipcは、制御装置40に入力される。制御装置40は、モータジェネレータ30の制御量をその指令値に制御すべく、インバータ20を操作する。本実施形態では、制御量をトルクとし、指令値を指令トルクTrqとする。制御装置40は、インバータ20の各スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnをオンオフ駆動すべく、駆動信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを、各スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnに対して個別に設けられた駆動回路ICup,ICun,ICvp,ICvn,ICwp,ICwnに対して出力する。駆動信号gup〜gwnは、1スイッチング周期において波形の立ち上がり及び立ち下がりをそれぞれ1回ずつ有する2値の論理信号であり、1ビットの情報量を有する。制御装置40は、例えば、電気角で互いに位相が120°ずれた3相指令電圧とキャリア信号(例えば三角波信号)との大小比較に基づくPWM処理により、各駆動信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを生成する。駆動信号gup〜gwnは、各スイッチング素子Sup〜Swnのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。本実施形態において、駆動信号は、「H」によってオン指令を示し、「L」によってオフ指令を示す。上アーム側の駆動信号gup,gvp,gwpと、対応する下アーム側の駆動信号gun,gvn,gwnとは、互いに相補的な信号となっている。このため、上アームスイッチング素子Sup、Svp,Swpと、対応する下アームスイッチング素子Sun,Svn,Swnとは、交互にオン状態とされる。
The power supply voltage VH detected by the
制御装置40は、電圧センサ41によって検出された電源電圧VHに基づいて、各スイッチング素子Sup〜Swnのスイッチング速度SWVを設定する。本実施形態において、制御装置40は、電源電圧VHが規定電圧Vα(>0)よりも低いと判断した場合、スイッチング速度SWVを高速度に設定し、電源電圧VHが規定電圧Vα以上であると判断した場合、スイッチング速度SWVを低速度に設定する。この設定は、スイッチング素子Sup〜Swnの信頼性を維持しつつ、スイッチング損失を低減させるためのものである。つまり、電源電圧VHが低いほど、スイッチング素子Sup〜Swnのオン状態及びオフ状態のうち一方から他方へと切り替えられる場合に生じるサージ電圧が低くなる。このため、電源電圧VHが低いほど、コレクタ及びエミッタ間電圧の許容上限値に対して、スイッチング素子Sup〜Swnのオン状態及びオフ状態のうち一方から他方へと切り替えられる場合のコレクタ及びエミッタ間電圧の余裕度が大きくなる。
The
本実施形態において、制御装置40は、車載システムのうち、低圧領域としての低圧システムに備えられている。一方、バッテリ10、インバータ20、及びモータジェネレータ30は、車載システムのうち、低圧システムと電気的に絶縁されたシステムであって、高圧領域としての高圧システムに備えられている。他方、駆動回路ICup〜ICwnは、低圧システム及び高圧システムの双方にまたがった状態で車載システムに備えられている。
In this embodiment, the
続いて、図2を用いて、上記駆動回路ICup〜ICwnの構成について説明する。本実施形態における各スイッチング素子Sup〜Swnに対応する各駆動回路ICup〜ICwnは、基本的には同じ構成である。このため、以降、インバータ20のU相上アームスイッチング素子Supに対応する駆動回路ICupを例にして説明する。
Next, the configuration of the drive circuits ICup to ICwn will be described with reference to FIG. The drive circuits ICup to ICwn corresponding to the switching elements Sup to Swn in the present embodiment have basically the same configuration. Therefore, hereinafter, the drive circuit ICup corresponding to the U-phase upper arm switching element Sup of the
<1.駆動回路の基本的構成>
図示されるように、駆動回路ICupは、1チップ化された半導体集積回路である1つのドライブIC50と、所定の出力電圧(例えば15V)を有する定電圧電源51とを備えている。ドライブIC50は、スイッチング素子Supを駆動対象とする。定電圧電源51には、ドライブIC50の第1高圧側端子PH1を介して、PチャネルMOSFET(以下「第1充電用スイッチ52a」という。)のドレインと、PチャネルMOSFET(以下「第2充電用スイッチ52b」という。)のドレインとのそれぞれが接続されている。第1充電用スイッチ52aのソースには、第1充電用抵抗体53aを介して、ドライブIC50の第2高圧側端子PH2が接続されている。第2充電用スイッチ52bのソースには、第2充電用抵抗体53bを介して、第2高圧側端子PH2が接続されている。本実施形態において、第1充電用抵抗体53aの抵抗値Rcaは、第2充電用抵抗体53bの抵抗値Rcbよりも小さく設定されている。
<1. Basic configuration of drive circuit>
As shown in the figure, the drive circuit ICup includes one
第2高圧側端子PH2には、スイッチング素子Supの開閉制御端子(ゲート)が接続されている。スイッチング素子Supのゲートには、ドライブIC50の第3高圧側端子PH3を介して、NチャネルMOSFET(以下「第1放電用スイッチ54a」という。)のドレインと、NチャネルMOSFET(以下「第2放電用スイッチ54b」という。)のドレインとのそれぞれが接続されている。第1放電用スイッチ54aのソースには、第1放電用抵抗体55aを介して、ドライブIC50の第4高圧側端子PH4が接続されている。第2放電用スイッチ54bのソースには、第2放電用抵抗体55bを介して、第4高圧側端子PH4が接続されている。第4高圧側端子PH4には、スイッチング素子Supの出力端子であるエミッタに接続されている。本実施形態において、第1放電用抵抗体55aの抵抗値Rdaは、第2放電用抵抗体55bの抵抗値Rdbよりも小さく設定されている。
An opening / closing control terminal (gate) of the switching element Sup is connected to the second high-voltage side terminal PH2. The gate of the switching element Sup is connected to the drain of the N-channel MOSFET (hereinafter referred to as “
スイッチング素子Supは、入力端子であるコレクタとエミッタとの間に流れる電流(以下「コレクタ電流」という。)と相関を有する微少電流を出力するセンス端子Stを備えている。センス端子Stには、センス抵抗体56を介してエミッタが接続されている。これにより、センス端子Stから出力される微少電流によってセンス抵抗体56に電圧降下が生じる。このため、センス抵抗体56のうちセンス端子St側の電位であるセンス電圧Vseを、コレクタ電流と相関を有する電気的な状態量とすることができる。なお、センス抵抗体56の両端のうちセンス端子St側は、ドライブIC50の第5高圧側端子PH5を介して、ドライブIC50の駆動制御部57に接続されている。
The switching element Sup includes a sense terminal St that outputs a minute current having a correlation with a current (hereinafter referred to as “collector current”) flowing between a collector and an emitter which are input terminals. An emitter is connected to the sense terminal St via a sense resistor 56. As a result, a voltage drop occurs in the sense resistor 56 due to the minute current output from the sense terminal St. For this reason, the sense voltage Vse, which is the potential on the sense terminal St side of the sense resistor 56, can be an electrical state quantity correlated with the collector current. The sense terminal St side of both ends of the sense resistor 56 is connected to the
スイッチング素子Sup付近には、スイッチング素子Sup及びフリーホイールダイオードDupを温度検出対象とする温度検出部58が設けられている。温度検出部58としては、例えば、感温ダイオードやサーミスタを用いることができる。温度検出部58によって検出された温度(以下「素子温度TD」という。)は、ドライブIC50の第6高圧側端子PH6を介して、駆動制御部57に入力される。
In the vicinity of the switching element Sup, there is provided a temperature detection unit 58 that uses the switching element Sup and the free wheel diode Dup as temperature detection targets. As the temperature detector 58, for example, a temperature sensitive diode or a thermistor can be used. The temperature detected by the temperature detector 58 (hereinafter referred to as “element temperature TD”) is input to the
駆動制御部57は、制御装置40から伝達された駆動信号gup及びスイッチング速度SWVに基づいて、充電処理及び放電処理を交互に行うことでスイッチング素子Supを駆動する。
The
図3に、本実施形態にかかる充放電処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部57によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお本実施形態にかかる駆動制御部57は、ハードウェアであるため、上記充放電処理は、実際にはロジック回路によって実行される。
In FIG. 3, the procedure of the charging / discharging process concerning this embodiment is shown. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、駆動信号gupがオフ指令からオン指令に切り替えられたか否かを判断する。ステップS10においてオン指令に切り替えられたと判断した場合には、ステップS11に進み、スイッチング速度SWVが高速度に設定されているか否かを判断する。 In this series of processing, first, in step S10, it is determined whether or not the drive signal gup has been switched from the off command to the on command. If it is determined in step S10 that the ON command has been switched, the process proceeds to step S11 to determine whether or not the switching speed SWV is set to a high speed.
ステップS11において高速度に設定されていると判断した場合には、ステップS12に進み、第1充電用スイッチ52aをオンし、第2充電用スイッチ52b、第1放電用スイッチ54a及び第2放電用スイッチ54bをオフする。これにより、ゲート充電速度が高速度とされる。
If it is determined in step S11 that the high speed is set, the process proceeds to step S12, the
一方、ステップS11において低速度に設定されていると判断した場合には、ステップS13に進み、第2充電用スイッチ52bをオンし、第1充電用スイッチ52a、第1放電用スイッチ54a及び第2放電用スイッチ54bをオフする。これにより、ゲート充電速度が低速度とされる。
On the other hand, if it is determined that the low speed is set in step S11, the process proceeds to step S13, the
第1充電用スイッチ52a又は第2充電用スイッチ52bがオンされることにより、エミッタに対するゲートの電位(ゲート電圧)が上昇する。これにより、スイッチング素子Supがオン状態に切り替えられる。
When the
ステップS10において否定判断した場合には、ステップS14に進み、駆動信号gupがオン指令からオフ指令に切り替えられたか否かを判断する。ステップS10においてオン指令に切り替えられたと判断した場合には、ステップS15に進み、スイッチング速度SWVが高速度に設定されているか否かを判断する。 If a negative determination is made in step S10, the process proceeds to step S14 to determine whether or not the drive signal gup is switched from the on command to the off command. If it is determined in step S10 that the ON command has been switched, the process proceeds to step S15 to determine whether or not the switching speed SWV is set to a high speed.
ステップS15において高速度に設定されていると判断した場合には、ステップS16に進み、第1放電用スイッチ54aをオンし、第2放電用スイッチ54b、第1充電用スイッチ52a及び第2充電用スイッチ52bをオフする。これにより、ゲート放電速度が高速度とされる。
When it is determined in step S15 that the high speed is set, the process proceeds to step S16, where the
一方、ステップS15において低速度に設定されていると判断した場合には、ステップS17に進み、第2放電用スイッチ54bをオンし、第1放電用スイッチ54a、第1充電用スイッチ52a及び第2充電用スイッチ52bをオフする。これにより、ゲート放電速度が低速度とされる。
On the other hand, if it is determined that the low speed is set in step S15, the process proceeds to step S17, where the second discharging
第1放電用スイッチ54a又は第2放電用スイッチ54bがオンされることにより、ゲート電圧が低下する。これにより、スイッチング素子Supがオフ状態に切り替えられる。
When the
ステップS14において否定判断した場合には、ステップS18に進み、第1充電用スイッチ52a、第2充電用スイッチ52b、第1放電用スイッチ54a及び第2放電用スイッチ54bのそれぞれのスイッチング状態をそのまま維持する。
If a negative determination is made in step S14, the process proceeds to step S18, and the switching states of the
先の図2の説明に戻り、駆動制御部57は、種々の異常判断処理を行う。本実施形態では、異常判断処理に、過電流判断処理及び過熱判断処理が含まれる。
Returning to the description of FIG. 2, the
過電流判断処理は、センス電圧Vseが上限電圧を超えたと判断された場合、スイッチング素子Supに過電流が流れている過電流異常が生じていると判断する処理である。駆動制御部57は、過電流異常が生じていると判断した場合、2値の論理信号である第1フェール信号FL2の論理を反転させる。本実施形態において、駆動制御部57は、過電流異常が生じていると判断した場合、第1フェール信号FL1の論理を「H」とし、過電流異常が生じていないと判断した場合、第1フェール信号FL1の論理を「L」とする。
The overcurrent determination process is a process of determining that an overcurrent abnormality in which an overcurrent flows through the switching element Sup occurs when the sense voltage Vse is determined to exceed the upper limit voltage. When the
過熱判断処理は、素子温度TDが上限温度を超えたと判断された場合、スイッチング素子Sup及びフリーホイールダイオードDupのうち少なくとも一方が過熱状態である過熱異常が生じていると判断する処理である。駆動制御部57は、過熱異常が生じていると判断した場合、2値の論理信号である第2フェール信号FL2の論理を反転させる。本実施形態において、駆動制御部57は、過熱異常が生じていると判断した場合、第2フェール信号FL2の論理を「H」とし、過熱異常が生じていないと判断した場合、第2フェール信号FL2の論理を「L」とする。第1フェール信号FL1及び第2フェール信号FL2は、スイッチング素子Supの駆動にかかわる異常の有無を示す信号である。なお本実施形態において、駆動制御部57がフェール信号生成部に相当する。
The overheat determination process is a process of determining that an overheat abnormality in which at least one of the switching element Sup and the free wheel diode Dup is in an overheat state has occurred when it is determined that the element temperature TD exceeds the upper limit temperature. If the
<2.駆動回路の特徴的構成>
次に、本実施形態にかかる特徴的構成について説明する。この特徴的構成は、低圧システムから高圧システムへと駆動信号gup及びスイッチング速度SWVを伝達する構成と、高圧システムから低圧システムへと情報伝達する構成とを含む。
<2. Characteristic configuration of drive circuit>
Next, a characteristic configuration according to the present embodiment will be described. This characteristic configuration includes a configuration for transmitting the drive signal gup and the switching speed SWV from the low pressure system to the high pressure system, and a configuration for transmitting information from the high pressure system to the low pressure system.
まず、低圧システムから高圧システムへと情報伝達する構成について説明する。駆動回路ICupは、第1磁気カプラ60を備えている。第1磁気カプラ60は、第1送信部60a、第1送信側コイル60b、第1送信側コイル60bと磁気結合された第1受信側コイル60c、及び第1受信部60dを備えている。第1送信側コイル60b及び第1受信側コイル60cは、例えばパルストランスを構成する。第1送信部60a及び第1送信側コイル60bは低圧システムに備えられ、第1受信側コイル60c及び第1受信部60dは高圧システムに備えられている。なお本実施形態において、第1送信部60aが駆動信号送信部に相当し、第1受信部60dが駆動信号受信部に相当する。また、第1送信側コイル60bが駆動信号送信コイルに相当し、第1受信側コイル60cが駆動信号受信コイルに相当する。
First, a configuration for transmitting information from the low pressure system to the high pressure system will be described. The drive circuit ICup includes a first
第1送信部60aは、ドライブIC50の第1低圧側端子PL1から入力された駆動信号gupと、ドライブIC50の第2低圧側端子PL2から入力されたスイッチング速度SWVとを、第1送信側コイル60b及び第1受信側コイル60cを介して第1受信部60dに伝達する。第1受信部60dは、伝達された駆動信号gup及びスイッチング速度SWVを駆動制御部57に出力する。
The first transmitter 60a uses the drive signal gup input from the first low-voltage side terminal PL1 of the
続いて、高圧システムから低圧システムへと情報伝達する構成について説明する。駆動回路ICupは、第2磁気カプラ61及び第3磁気カプラ62と、第1PWMコンパレータ63及び第2PWMコンパレータ64と、キャリア生成回路65とを備えている。第1PWMコンパレータ63、第2PWMコンパレータ64及びキャリア生成回路65は、高圧システムに備えられている。なお本実施形態において、第1PWMコンパレータ63、第2PWMコンパレータ64及びキャリア生成回路65が時比率信号生成部に相当する。
Next, a configuration for transmitting information from the high pressure system to the low pressure system will be described. The drive circuit ICup includes a second
第1PWMコンパレータ63の非反転入力端子には、第6高圧側端子PH6から素子温度TDが入力され、第2PWMコンパレータ64の非反転入力端子には、第5高圧側端子PH5からセンス電圧Vseが入力される。各PWMコンパレータ63,64の反転入力端子には、キャリア生成回路65から周期的に変動するキャリア信号CSが入力される。本実施形態では、キャリア信号CSとして三角波信号を用いる。
The element temperature TD is input from the sixth high-voltage side terminal PH6 to the non-inverting input terminal of the
各PWMコンパレータ63,64は、図4に示すように、非反転入力端子の入力信号と、キャリア信号CSとの大小比較により、非反転入力端子の入力信号をパルス幅変調して出力する。これにより、各PWMコンパレータ63,64の出力信号は、非反転入力端子の入力信号に応じて、キャリア信号CSの1周期に対する論理「H」の期間の比率である時比率Dutyが変化する信号となる。本実施形態において、時比率Dutyは、キャリア信号CSの1周期tcに対して出力信号の論理が「H」となる期間thの割合「th/tc」のことである。本実施形態では、第1PWMコンパレータ63の出力信号を温度時比率信号SigTとし、第2PWMコンパレータ64の出力信号を電流時比率信号SigIとする。本実施形態では、図5に示すように、各時比率信号SigT,SigIの時比率Dutyと、素子温度TD,センス電圧Vseとが一義的に関係付けられる。詳しくは、各時比率信号SigT,SigIの時比率Dutyが高いほど、素子温度TD,センス電圧Vseが大きくなる。
As shown in FIG. 4, each of the
先の図2の説明に戻り、第2磁気カプラ61は、第2送信部61a、第2送信側コイル61b、第2送信側コイル61bと磁気結合された第2受信側コイル61c、及び第2受信部61dを備えている。第2送信側コイル61b及び第2受信側コイル61cは、例えばパルストランスを構成する。第2送信部61a及び第2送信側コイル61bは高圧システムに備えられ、第2受信側コイル61c及び第2受信部61dは低圧システムに備えられている。
Returning to the description of FIG. 2, the second
第2送信部61aは、第1PWMコンパレータ63から出力された温度時比率信号SigTと、駆動制御部57から出力された第1フェール信号FL1とを、第2送信側コイル61b及び第2受信側コイル61cを介して第2受信部61dに伝達する。第2受信部61dは、伝達された温度時比率信号SigTを、ドライブIC50の第3低圧側端子PL3を介して制御装置40に出力し、伝達された第1フェール信号FL1を、ドライブIC50の第4低圧側端子PL4を介して制御装置40に出力する。
The second transmission unit 61a receives the temperature ratio signal SigT output from the
第3磁気カプラ62は、第3送信部62a、第3送信側コイル62b、第3送信側コイル62bと磁気結合された第3受信側コイル62c、及び第3受信部62dを備えている。第3送信側コイル62b及び第3受信側コイル62cは、例えばパルストランスを構成する。第3送信部62a及び第3送信側コイル62bは高圧システムに備えられ、第3受信側コイル62c及び第3受信部62dは低圧システムに備えられている。
The third
第3送信部62aは、第2PWMコンパレータ64から出力された電流時比率信号SigIと、駆動制御部57から出力された第2フェール信号FL2とを、第3送信側コイル62b及び第3受信側コイル62cを介して第3受信部62dに伝達する。第3受信部62dは、伝達された電流時比率信号SigIを、ドライブIC50の第5低圧側端子PL5を介して制御装置40に出力し、伝達された第2フェール信号FL2を、ドライブIC50の第5低圧側端子PL5を介して制御装置40に出力する。
The
なお本実施形態において、第2送信部61a及び第3送信部62aが物理量送信部に相当し、第2受信部61d及び第3受信部62dが物理量受信部に相当する。また、第2送信側コイル61b及び第3送信側コイル62bが物理量送信コイルに相当し、第2受信側コイル61c及び第3受信側コイル62cが物理量受信コイルに相当する。
In the present embodiment, the second transmission unit 61a and the
続いて、図6及び図7を用いて、第1送信部60a及び第1受信部60dの処理について説明する。詳しくは、図6(a),図7(a)は制御装置40から第1送信部60aに入力される駆動信号gupの推移を示し、図6(b),図7(b)は制御装置40から第1送信部60aに入力されるスイッチング速度SWVの推移を示し、図6(c),図7(c)は第1送信部60aから第1送信側コイル60bに出力されるパルス信号の推移を示す。また、図6(d),図7(d)は第1受信部60dから駆動制御部57へと出力される駆動信号gupの推移を示し、図6(e),図7(e)は第1受信部60dから駆動制御部57へと出力されるスイッチング速度SWVの推移を示す。
Subsequently, processing of the first transmission unit 60a and the
なお、図6及び図7では、スイッチング素子Supの1スイッチング周期をTswで示している。また、図6及び図7では、便宜上、第1送信部60aからパルス信号が出力されてから、このパルス信号が第1送信側コイル60b及び第1受信側コイル60cを介して第1受信部60dに入力されるまでの遅れ時間等を無視している。
6 and 7, one switching cycle of the switching element Sup is indicated by Tsw. 6 and 7, for the sake of convenience, after a pulse signal is output from the first transmitter 60a, the pulse signal is transmitted through the first transmitter coil 60b and the first receiver coil 60c to the
まず、図6を用いて説明する。図6には、第1送信部60aに入力される駆動信号gupが周期的にオン指令及びオフ指令に切り替えられる状況下、スイッチング速度SWVが高速度とされたままのタイムチャートを示す。 First, it demonstrates using FIG. FIG. 6 shows a time chart in which the switching speed SWV is kept at a high speed in a situation where the drive signal gup input to the first transmission unit 60a is periodically switched to the on command and the off command.
第1送信部60aは、入力される駆動信号gupがオフ指令からオン指令に切り替えられたと判断した場合、駆動信号gupの立ち上がりが検出されたと判断する。この場合、第1送信部60aは、第1パルス信号としての立ち上がりパルス信号の出力を決定し、図6(c)に示すように、立ち上がりパルス信号を第1送信側コイル60bに出力する。本実施形態において、立ち上がりパルス信号は、正の符号を有する複数のパルス信号であり、具体的には2つのパルス信号である。また本実施形態では、2つのパルス信号のそれぞれの立ち上がりエッジの時間間隔を遅れ時間Tlagとして表す。 When determining that the input drive signal gup is switched from the off command to the on command, the first transmission unit 60a determines that the rising of the drive signal gup has been detected. In this case, the first transmitter 60a determines the output of the rising pulse signal as the first pulse signal, and outputs the rising pulse signal to the first transmitting coil 60b as shown in FIG. 6C. In the present embodiment, the rising pulse signal is a plurality of pulse signals having a positive sign, specifically, two pulse signals. In this embodiment, the time interval between the rising edges of the two pulse signals is represented as a delay time Tlag.
また、第1送信部60aは、入力される駆動信号gupがオン指令からオフ指令に切り替えられたと判断した場合、駆動信号gupの立ち下がりが検出されたと判断する。この場合、第1送信部60aは、図6(c)に示すように、第2パルス信号としての立ち下がりパルス信号を第1送信側コイル60bに出力する。本実施形態において、立ち下がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号であり、2つのパルス信号である立ち上がりパルス信号と識別可能な信号である。 Further, when the first transmission unit 60a determines that the input drive signal gup is switched from the on command to the off command, the first transmission unit 60a determines that the falling of the drive signal gup has been detected. In this case, as shown in FIG. 6C, the first transmitter 60a outputs a falling pulse signal as the second pulse signal to the first transmitter coil 60b. In the present embodiment, the falling pulse signal is one pulse signal having a positive sign, and is a signal that can be distinguished from two rising pulse signals that are pulse signals.
第1受信部60dは、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジをカウントする機能を有している。第1受信部60dは、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回であると判断した場合、図6(d)に示すように、駆動制御部57に出力する駆動信号gupをオフ指令からオン指令に切り替える。ここで図6(d)には、第1受信部60dによって1回目のパルス信号の立ち上がりエッジがカウントされてから、第1受信部60dから出力される駆動信号gupがオフ指令からオン指令に切り替えられるまでの時間を上記遅れ時間Tlagとして示している。
The
また、第1受信部60dは、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が1回であると判断した場合、この判断タイミングから遅れ時間Tlag経過後において、駆動制御部57に出力する駆動信号gupをオン指令からオフ指令に切り替える。
Further, when the
ちなみに本実施形態において、第1受信部60dは、パルス信号の立ち上がりエッジが最初に検出されてから規定時間内にパルス信号の立ち上がりエッジが続けて検出されない場合、立ち上がり回数のカウント回数を0にリセットすることとしている。これにより、第1受信部60dは、パルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が1であるか2であるかを判別することができ、オフ指令への切り替えタイミング、及びオン指令への切り替えタイミングのそれぞれの情報を復元できる構成とされている。
By the way, in this embodiment, the
続いて、図7に、第1送信部60aに入力されるスイッチング速度SWVが高速度から低速度に切り替えられる場合のタイムチャートを示す。 Next, FIG. 7 shows a time chart when the switching speed SWV input to the first transmitter 60a is switched from a high speed to a low speed.
第1送信部60aは、入力されたスイッチング速度SWVが低速度であると判断した場合、その判断直後における2つのパルス信号である立ち上がりパルス信号に続けて、追加パルス信号としての速度パルス信号を出力する。本実施形態において、速度パルス信号は、1つのパルス信号である。このため、スイッチング速度SWVが低速度である場合、第1送信部60aは、駆動信号gupのオン指令への切り替え時において、立ち上がりパルス信号及び速度パルス信号として3つのパルス信号を連続して出力する。一方、第1送信部60aは、入力されたスイッチング速度SWVが高速度であると判断した場合、その判断直後における立ち上がりパルス信号に続けて、速度パルス信号を出力しない。このように、スイッチング速度SWVが低速度である場合、立ち上がりパルス信号に続けて出力されるパルス数は1つであり、スイッチング速度SWVが高速度である場合、立ち上がりパルス信号に続けて出力されるパルス数は0である。スイッチング速度SWVと、立ち上がりパルス信号に続けて出力されるパルス数とは、予め関係付けられている。 When it is determined that the input switching speed SWV is a low speed, the first transmission unit 60a outputs a speed pulse signal as an additional pulse signal following the rising pulse signal that is two pulse signals immediately after the determination. To do. In the present embodiment, the speed pulse signal is a single pulse signal. For this reason, when the switching speed SWV is a low speed, the first transmission unit 60a continuously outputs three pulse signals as the rising pulse signal and the speed pulse signal when the driving signal gup is switched to the ON command. . On the other hand, when the first transmission unit 60a determines that the input switching speed SWV is a high speed, the first transmission unit 60a does not output the speed pulse signal immediately after the rising pulse signal immediately after the determination. Thus, when the switching speed SWV is a low speed, the number of pulses output after the rising pulse signal is one, and when the switching speed SWV is a high speed, it is output following the rising pulse signal. The number of pulses is zero. The switching speed SWV and the number of pulses output following the rising pulse signal are related in advance.
第1受信部60dは、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回であると判断した場合、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを高速度とする。一方、第1受信部60dは、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が3回であると判断した場合、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを低速度に切り替える。
When the
続いて、図8を用いて、第2送信部61a及び第2受信部61dの処理について説明する。詳しくは、図8(a)は第1PWMコンパレータ63から第2送信部61aに入力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図8(b)は駆動制御部57から第2送信部61aに入力される第1フェール信号FL1の推移を示し、図8(c)は第2送信部61aから第2送信側コイル61bに出力されるパルス信号の推移を示す。また、図8(d)は第2受信部61dから制御装置40へと出力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図8(e)は第2受信部61dから制御装置40へと出力される第1フェール信号FL1の推移を示す。
Next, processing of the second transmission unit 61a and the second reception unit 61d will be described with reference to FIG. Specifically, FIG. 8A shows the transition of the temperature ratio signal SigT input from the
なお、図8では、第2送信部61aからパルス信号が出力されてから、このパルス信号が第2送信側コイル61b及び第2受信側コイル61cを介して第2受信部61dに入力されるまでの遅れ時間などを無視している。 In FIG. 8, after the pulse signal is output from the second transmitter 61a, the pulse signal is input to the second receiver 61d via the second transmitter coil 61b and the second receiver coil 61c. Ignoring the delay time.
第2送信部61aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち上がりエッジを検出したと判断した場合、第1パルス信号としての立ち上がりパルス信号を第2送信側コイル61bに出力する。本実施形態において、立ち上がりパルス信号は、正の符号を有する複数のパルス信号であり、具体的には2つのパルス信号である。なお本実施形態では、2つのパルス信号のそれぞれの立ち上がりエッジの時間間隔を、先の図6及び図7と同様に、遅れ時間Tlagとして表す。 If the second transmitter 61a determines that the rising edge of the input temperature ratio signal SigT has been detected, the second transmitter 61a outputs a rising pulse signal as the first pulse signal to the second transmitting coil 61b. In the present embodiment, the rising pulse signal is a plurality of pulse signals having a positive sign, specifically, two pulse signals. In the present embodiment, the time interval between the rising edges of the two pulse signals is expressed as a delay time Tlag, as in FIGS.
また、第2送信部61aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち下がりエッジを検出したと判断した場合、第2パルス信号としての立ち下がりパルス信号を第2送信側コイル61bに出力する。本実施形態において、立ち下がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号である。 Further, when the second transmission unit 61a determines that the falling edge of the input temperature ratio signal SigT is detected, the second transmission unit 61a outputs a falling pulse signal as the second pulse signal to the second transmission side coil 61b. In the present embodiment, the falling pulse signal is one pulse signal having a positive sign.
さらに、第2送信部61aは、入力される第1フェール信号FL1の論理が「L」から「H」に反転したと判断した場合、その判断直後における立ち上がりパルス信号に続けて、追加パルス信号としてのフェールパルス信号を第2送信側コイル61bに出力する。本実施形態において、フェールパルス信号は、複数のパルス信号であり、具体的には2つのパルス信号である。フェールパルス信号は、時間軸上において立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号との間に配置される。このため、フェールパルス信号が配置されることにより、第2送信側コイル61bに入力されてかつ第2受信側コイル61cから出力される立ち上がり,立ち下がりパルス信号の入出力特性に影響が及ぼされない構成とされている。なお、第2送信部61aは、入力される第1フェール信号FL1の論理が「H」から「L」に反転したと判断した場合、フェールパルス信号の出力を停止する。 Further, when the second transmitter 61a determines that the logic of the input first fail signal FL1 is inverted from “L” to “H”, the second transmitter 61a uses the rising pulse signal immediately after the determination as an additional pulse signal. Is output to the second transmitting coil 61b. In the present embodiment, the fail pulse signal is a plurality of pulse signals, specifically, two pulse signals. The fail pulse signal is arranged between the rising pulse signal and the falling pulse signal on the time axis. Therefore, the arrangement of the fail pulse signal does not affect the input / output characteristics of the rising and falling pulse signals that are input to the second transmitting coil 61b and output from the second receiving coil 61c. It is said that. If the second transmitter 61a determines that the logic of the input first fail signal FL1 is inverted from “H” to “L”, the second transmitter 61a stops outputting the fail pulse signal.
第2受信部61dは、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジをカウントする機能を有している。第2受信部61dは、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回になったと判断した場合、その判断時点において制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「L」から「H」に反転させる。ここで図8(c)には、第2受信部61dによって1回目のパルス信号の立ち上がりエッジがカウントされてから温度時比率信号SigTの論理が「H」に反転されるまでの時間を上記遅れ時間Tlagとして示している。
The second receiver 61d has a function of counting rising edges of the pulse signal output from the second receiver coil 61c. When the second receiver 61d determines that the number of rising edges of the pulse signal output from the second receiver coil 61c has been counted twice, the temperature ratio signal SigT output to the
また、第2受信部61dは、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が1回であると判断した場合、この判断タイミングから遅れ時間Tlag経過後において、制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「H」から「L」に反転させる。 Further, when the second receiving unit 61d determines that the number of rising edges of the pulse signal output from the second receiving coil 61c is one, the control device after the delay time Tlag has elapsed from this determination timing The logic of the temperature ratio signal SigT output to 40 is inverted from “H” to “L”.
さらに、第2受信部61dは、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると判断した場合、制御装置40に出力する第1フェール信号FL1の論理を「L」から「H」に反転させる。
Furthermore, when the second receiver 61d determines that the number of rising edges of the pulse signal output from the second receiver coil 61c is four, the logic of the first fail signal FL1 output to the
なお本実施形態において、第2受信部61dは、第1受信部60dと同様に、パルス信号の立ち上がりエッジが最初に検出されてから規定時間内にパルス信号の立ち上がりエッジが続けて検出されない場合、立ち上がり回数のカウント回数を0にリセットすることとしている。これにより、第2受信部61dは、温度時比率信号SigTの論理反転タイミング、及び第1フェール信号FL1の論理反転タイミングのそれぞれの情報を復元できる構成とされている。
In the present embodiment, the second receiving unit 61d, like the
ちなみに、第3磁気カプラ62における情報伝達手法も、第2磁気カプラ61における情報伝達手法と同様である。このため本実施形態では、第3磁気カプラ62における情報伝達手法の説明を省略する。
Incidentally, the information transmission method in the third
制御装置40は、第2受信部61dから入力された温度時比率信号SigTに基づいて、素子温度TDを算出する。制御装置40は、算出した素子温度TDが規定温度を超えたと判断した場合、指令トルクTrqを強制的に低下させるパワーセーブ処理を行う。
The
制御装置40は、第3受信部62dから入力された電流時比率信号SigIに基づいて、センス電圧Vseを算出する。制御装置40は、相電流センサ42によって検出された相電流Ipcと、センス電圧Vseとを比較することにより、相電流センサ42に異常が生じているか否かを判断する。
The
制御装置40は、第2受信部61dから入力された第1フェール信号FL1の論理が「H」であると判断した場合、過熱異常が生じている旨判断し、第3受信部62dから入力された第2フェール信号FL2の論理が「H」であると判断した場合、過電流異常が生じている旨判断する。制御装置40は、いずれかの異常が生じている旨判断した場合、インバータ20を構成するスイッチング素子Sup〜Swnの全てをオフしてインバータ20の駆動を停止させるシャットダウン処理を行う。
When it is determined that the logic of the first fail signal FL1 input from the second receiver 61d is “H”, the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
第1送信部60aにより、駆動信号が立ち上がりパルス信号及び立ち下がりパルス信号に変換され、スイッチング速度SWVが速度パルス信号に変換される。ここで、立ち上がりパルス信号のパルス数、立ち下がりパルス信号のパルス数、及び立ち下がりパルス信号と速度パルス信号との合計パルス数のそれぞれが互いに異なっている。このため、第1受信部60dにより、駆動信号の論理反転タイミング、及びスイッチング速度SWVのそれぞれを互いに識別することができる。これにより、共通の第1送信側コイル60b及び第1受信側コイル60cを用いて、低圧システムから高圧システムへと駆動信号及びスイッチング速度SWVのそれぞれを伝達することができる。これにより、駆動回路に備えられる磁気カプラの数を減らすことができ、ひいては駆動回路の体格を小さくしたり、駆動回路のコストを削減したりすることができる。
The drive signal is converted into a rising pulse signal and a falling pulse signal by the first transmission unit 60a, and the switching speed SWV is converted into a speed pulse signal. Here, the number of pulses of the rising pulse signal, the number of pulses of the falling pulse signal, and the total number of pulses of the falling pulse signal and the speed pulse signal are different from each other. For this reason, each of the logical inversion timing of the drive signal and the switching speed SWV can be distinguished from each other by the
第2送信部61aにより、温度時比率信号SigTが立ち上がりパルス信号及び立ち下がりパルス信号に変換され、第1フェール信号FL1がフェールパルス信号に変換される。ここで、立ち上がりパルス信号のパルス数、立ち下がりパルス信号のパルス数、及び立ち下がりパルス信号とフェールパルス信号との合計パルス数のそれぞれが互いに異なっている。このため、第2受信部61dにより、温度時比率信号SigTの論理反転タイミング、及び第1フェール信号FL1のそれぞれを互いに識別することができる。これにより、共通の第2送信側コイル61b及び第2受信側コイル61cを用いて、高圧システムから低圧システムへと温度時比率信号SigT及び第1フェール信号FL1のそれぞれを伝達することができる。これにより、駆動回路に備えられる磁気カプラの数を減らすことができ、ひいては駆動回路の体格を小さくしたり、駆動回路のコストを削減したりすることができる。なお、第3磁気カプラ62についても同様である。
The second transmitter 61a converts the temperature ratio signal SigT into a rising pulse signal and a falling pulse signal, and converts the first fail signal FL1 into a fail pulse signal. Here, the number of pulses of the rising pulse signal, the number of pulses of the falling pulse signal, and the total number of pulses of the falling pulse signal and the fail pulse signal are different from each other. For this reason, the second receiver 61d can identify the logic inversion timing of the temperature ratio signal SigT and the first fail signal FL1 from each other. Thereby, each of the temperature ratio signal SigT and the first fail signal FL1 can be transmitted from the high-voltage system to the low-pressure system using the common second transmission-side coil 61b and second reception-side coil 61c. As a result, the number of magnetic couplers provided in the drive circuit can be reduced, and as a result, the size of the drive circuit can be reduced, and the cost of the drive circuit can be reduced. The same applies to the third
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第1受信部60d、第2受信部61d及び第3受信部62dのそれぞれの処理を変更する。詳しくは、第1受信部60dは、時間軸上で連続した複数のスイッチング周期Tswのそれぞれにおいて、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回であると判断した場合、伝達すべきスイッチング速度SWVが高速度であることを確定し、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを高速度とする。一方、第1受信部60dは、時間軸上で連続した複数のスイッチング周期Tswのそれぞれにおいて、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が3回であると判断した場合、伝達すべきスイッチング速度SWVが低速度であることを確定し、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを低速度とする。なお本実施形態では、複数のスイッチング周期Tswとして、2つのスイッチング周期Tswを用いる。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In this embodiment, each process of the
第2受信部61dは、時間軸上で連続した複数のキャリア信号CSの周期のそれぞれにおいて、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると判断した場合、制御装置40に出力する第1フェール信号FL1の論理を「H」に反転させる。
The second reception unit 61d determines that the number of rising edges of the pulse signal output from the second reception side coil 61c is 4 times in each of the periods of the plurality of carrier signals CS continuous on the time axis. In this case, the logic of the first fail signal FL1 output to the
第3受信部62dは、時間軸上で連続した複数のキャリア信号CSの周期のそれぞれにおいて、第3受信側コイル62cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると判断した場合、制御装置40に出力する第2フェール信号FL2の論理を「H」に反転させる。
The third reception unit 62d determines that the number of rising edges of the pulse signal output from the third reception side coil 62c is 4 times in each of the periods of the plurality of carrier signals CS continuous on the time axis. In this case, the logic of the second fail signal FL2 output to the
以上説明した処理は、各受信側コイル60c,61c,62cから出力されるパルス信号にノイズが重畳することに起因して、情報伝達精度が低下するのを回避するためのものである。具体的には例えば、過熱異常が実際に生じていないにもかかわらず、第2受信側コイル61cから出力される立ち上がりパルス信号の後にノイズが重畳することにより、第2受信部61dによって立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると誤判断され得る。この場合、過熱異常が実際には生じていないにもかかわらず、制御装置40によってシャットダウン処理が行われてしまう懸念がある。
The processing described above is for avoiding a decrease in information transmission accuracy due to noise superimposed on the pulse signals output from the receiving coils 60c, 61c, and 62c. Specifically, for example, although the overheat abnormality does not actually occur, the rising edge of the rising edge is generated by the second receiving unit 61d by superimposing noise after the rising pulse signal output from the second receiving coil 61c. It may be erroneously determined that the number of counts is four. In this case, there is a concern that the shutdown process is performed by the
図9を用いて、第2受信部61dの処理を例にして説明する。なお図9は、先の図8に対応している。 The process of the second receiving unit 61d will be described as an example with reference to FIG. FIG. 9 corresponds to FIG.
時刻t1において、第2送信部61aに入力される第1フェール信号FL1の論理が「L」から「H」に反転される。このため、第2送信部61aから第2受信側コイル61cへと出力された立ち上がりパルス信号に続けて、時刻t2においてフェールパルス信号が出力される。そして、時刻t3において、時間軸上で連続したキャリア信号CSの2周期のそれぞれにおいて立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると判断される。このため、第2受信部61dから制御装置40に出力される第1フェール信号FL1の論理が「L」から「H」に反転される。
At time t1, the logic of the first fail signal FL1 input to the second transmitter 61a is inverted from “L” to “H”. For this reason, a fail pulse signal is output at time t2, following the rising pulse signal output from the second transmitter 61a to the second receiver coil 61c. Then, at time t3, it is determined that the number of rising edge counts is 4 in each of the two periods of the carrier signal CS continuous on the time axis. Therefore, the logic of the first fail signal FL1 output from the second receiver 61d to the
以上説明した本実施形態によれば、各受信側コイル60c,61c,62cから出力されるパルス信号にノイズが重畳する場合であっても、情報伝達精度が低下することを回避できる。 According to the present embodiment described above, it is possible to avoid a decrease in information transmission accuracy even when noise is superimposed on the pulse signals output from the receiving coils 60c, 61c, and 62c.
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、先の図2に示した第1〜第3磁気カプラ60〜62の構成を変更する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the configuration of the first to third
図10に、本実施形態にかかる第1磁気カプラ70を示す。
FIG. 10 shows a first
図示されるように、第1磁気カプラ70は、駆動信号送信部70a、第1駆動信号送信コイル70b、第1駆動信号受信コイル70c、第2駆動信号送信コイル70d、第2駆動信号受信コイル70e、及び駆動信号受信部70fを備えている。第1駆動信号送信コイル70bは第1駆動信号受信コイル70cと磁気結合され、第2駆動信号送信コイル70dは第2駆動信号受信コイル70eと磁気結合されている。駆動信号送信部70a、第1駆動信号送信コイル70b及び第2駆動信号送信コイル70dは低圧システムに備えられ、第1駆動信号受信コイル70c、第2駆動信号受信コイル70e及び駆動信号受信部70fは高圧システムに備えられている。
As illustrated, the first
駆動信号送信部70aは、第1低圧側端子PL1から入力された駆動信号gupを、第1駆動信号送信コイル70b及び第1駆動信号受信コイル70cを介して駆動信号受信部70fに伝達する。また、駆動信号送信部70aは、第2低圧側端子PL2から入力されたスイッチング速度SWVを、第2駆動信号送信コイル70d及び第2駆動信号受信コイル70eを介して駆動信号受信部70fに伝達する。駆動信号受信部70fは、伝達された駆動信号gup及びスイッチング速度SWVを駆動制御部57に出力する。
The drive signal transmission unit 70a transmits the drive signal gup input from the first low-voltage side terminal PL1 to the drive
図11に、本実施形態にかかる第2磁気カプラ80を示す。
FIG. 11 shows a second
図示されるように、第2磁気カプラ80は、温度信号送信部80a、第1温度信号送信コイル80b、第1温度信号受信コイル80c、第2温度信号送信コイル80d、第2温度信号受信コイル80e、及び温度信号受信部80fを備えている。第1温度信号送信コイル80bは第1温度信号受信コイル80cと磁気結合され、第2温度信号送信コイル80dは第2温度信号受信コイル80eと磁気結合されている。温度信号送信部80a、第1温度信号送信コイル80b及び第2温度信号送信コイル80dは高圧システムに備えられ、第1温度信号受信コイル80c、第2温度信号受信コイル80e及び温度信号受信部80fが低圧システムに備えられている。なお本実施形態において、温度信号送信部80aが物理量送信部に相当し、温度信号受信部80fが物理量受信部に相当する。また、第1,第2温度信号送信コイル80b,80dが第1,第2物理量送信コイルに相当し、第1,第2温度信号受信コイル80c,80eが第1,第2物理量受信コイルに相当する。
As illustrated, the second
温度信号送信部80aは、第1PWMコンパレータ63から入力された温度時比率信号SigTを、第1温度信号送信コイル80b及び第1温度信号受信コイル80cを介して温度信号受信部80fに伝達する。温度信号送信部80aは、駆動制御部57から入力された第1フェール信号FL1を、第2温度信号送信コイル80d及び第2温度信号受信コイル80eを介して温度信号受信部80fに伝達する。温度信号受信部80fは、伝達された温度時比率信号SigT及び第1フェール信号FL1を制御装置40に出力する。
The temperature signal transmission unit 80a transmits the temperature time ratio signal SigT input from the
なお、先の図2に示した第3磁気カプラの構成も、図11に示した磁気カプラの構成と同様である。このため本実施形態では、第3磁気カプラの説明を省略する。 The configuration of the third magnetic coupler shown in FIG. 2 is the same as the configuration of the magnetic coupler shown in FIG. For this reason, in the present embodiment, description of the third magnetic coupler is omitted.
続いて、図12を用いて、駆動信号送信部70a及び駆動信号受信部70fの処理について説明する。詳しくは、図12(a)は制御装置40から駆動信号送信部70aに入力される駆動信号gupの推移を示し、図12(b)は制御装置40から駆動信号送信部70aに入力されるスイッチング速度SWVの推移を示す。図12(c)は、駆動信号送信部70aから第1駆動信号送信コイル70bに出力されるパルス信号の推移を示し、図12(d)は、駆動信号送信部70aから第2駆動信号送信コイル70dに出力されるパルス信号の推移を示す。図12(e)は駆動信号受信部70fから駆動制御部57へと出力される駆動信号gupの推移を示し、図12(f)は駆動信号受信部70fから駆動制御部57へと出力されるスイッチング速度SWVの推移を示す。
Next, processing of the drive signal transmission unit 70a and the drive
駆動信号送信部70aは、入力される駆動信号gupがオフ指令からオン指令に切り替えられたと判断した場合、図12(c)に示すように、立ち上がりパルス信号を第1駆動信号送信コイル70bに出力する。本実施形態において、立ち上がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号である。
When it is determined that the input drive signal gup is switched from the off command to the on command, the drive signal transmission unit 70a outputs the rising pulse signal to the first drive
また、駆動信号送信部70aは、入力される駆動信号gupがオン指令からオフ指令に切り替えられたと判断した場合、図12(d)に示すように、立ち下がりパルス信号を第2駆動信号送信コイル70dに出力する。本実施形態において、立ち下がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号であり、第1パルス信号と同数のパルス数である。 When the drive signal transmission unit 70a determines that the input drive signal gup is switched from the on command to the off command, as shown in FIG. 12D, the drive signal transmission unit 70a sends the falling pulse signal to the second drive signal transmission coil. Output to 70d. In the present embodiment, the falling pulse signal is one pulse signal having a positive sign, and has the same number of pulses as the first pulse signal.
駆動信号送信部70aは、入力されたスイッチング速度SWVが低速度であると判断した場合、図12(d)に示すように、立ち下がりパルス信号に続けて、速度パルス信号を出力する。本実施形態において、速度パルス信号は、1つのパルス信号である。このため、スイッチング速度SWVが低速度である場合、駆動信号送信部70aは、駆動信号gupのオフ指令への切り替え時において、立ち下がりパルス信号及び速度パルス信号として2つのパルス信号を連続して出力する。一方、駆動信号送信部70aは、入力されたスイッチング速度SWVが高速度であると判断した場合、図12(d)に示すように、立ち下がりパルス信号に続けて速度パルス信号を出力しない。 When it is determined that the input switching speed SWV is a low speed, the drive signal transmission unit 70a outputs a speed pulse signal following the falling pulse signal as shown in FIG. 12 (d). In the present embodiment, the speed pulse signal is a single pulse signal. For this reason, when the switching speed SWV is a low speed, the drive signal transmission unit 70a continuously outputs two pulse signals as a falling pulse signal and a speed pulse signal when the drive signal gup is switched to the off command. To do. On the other hand, when it is determined that the input switching speed SWV is a high speed, the drive signal transmission unit 70a does not output the speed pulse signal following the falling pulse signal, as shown in FIG.
駆動信号受信部70fは、各駆動信号受信コイル70c,70eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジをカウントする機能を有している。駆動信号受信部70fは、第1駆動信号送信コイル70bから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジを検出した場合、図12(e)に示すように、駆動制御部57に出力する駆動信号gupをオフ指令からオン指令に切り替える。
The drive
駆動信号受信部70fは、第2駆動信号受信コイル70eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジを検出した場合、その検出時点において駆動制御部57に出力する駆動信号gupをオン指令からオフ指令に切り替える。
When detecting the rising edge of the pulse signal output from the second drive
駆動信号受信部70fは、第2駆動信号受信コイル70eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回であると判断した場合、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを低速度とする。一方、駆動信号受信部70fは、第2駆動信号受信コイル70eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が1回であると判断した場合、駆動制御部57に出力するスイッチング速度SWVを高速度とする。
When the
ちなみに本実施形態において、駆動信号受信部70fは、パルス信号の立ち上がりエッジが最初に検出されてから規定時間内にパルス信号の立ち上がりエッジが続けて検出されない場合、立ち上がり回数のカウント回数を0にリセットすることとしている。
Incidentally, in this embodiment, the drive
続いて、図13を用いて、温度信号送信部80a及び温度信号受信部80fの処理について説明する。詳しくは、図13(a)は第1PWMコンパレータ63から温度信号送信部80aに入力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図13(b)は駆動制御部57から温度信号送信部80aに入力される第1フェール信号FL1の推移を示す。図13(c)は温度信号送信部80aから第1温度信号送信コイル80bに出力されるパルス信号の推移を示し、図13(d)は温度信号送信部80aから第2温度信号送信コイル80dに出力されるパルス信号の推移を示す。図13(e)は温度信号受信部80fから制御装置40へと出力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図13(f)は温度信号受信部80fから制御装置40へと出力される第1フェール信号FL1の推移を示す。
Next, processing of the temperature signal transmission unit 80a and the temperature
温度信号送信部80aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち上がりエッジを検出したと判断した場合、立ち上がりパルス信号を第1温度信号送信コイル80bに出力する。本実施形態において、立ち上がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号である。 When the temperature signal transmission unit 80a determines that the rising edge of the input temperature ratio signal SigT has been detected, the temperature signal transmission unit 80a outputs a rising pulse signal to the first temperature signal transmission coil 80b. In the present embodiment, the rising pulse signal is a single pulse signal having a positive sign.
温度信号送信部80aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち下がりエッジを検出したと判断した場合、立ち下がりパルス信号を第2温度信号送信コイル80dに出力する。本実施形態において、立ち下がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号である。 When it is determined that the falling edge of the input temperature ratio signal SigT is detected, the temperature signal transmission unit 80a outputs a falling pulse signal to the second temperature signal transmission coil 80d. In the present embodiment, the falling pulse signal is one pulse signal having a positive sign.
温度信号送信部80aは、入力される第1フェール信号FL1の論理が「L」から「H」に反転したと判断した場合、立ち下がりパルス信号に続いて、フェールパルス信号を第2温度信号送信コイル80dに出力する。本実施形態において、フェールパルス信号は、複数のパルス信号であり、具体的には2つのパルス信号である。 When the temperature signal transmission unit 80a determines that the logic of the input first fail signal FL1 is inverted from "L" to "H", the fail pulse signal is transmitted to the second temperature signal following the falling pulse signal. Output to the coil 80d. In the present embodiment, the fail pulse signal is a plurality of pulse signals, specifically, two pulse signals.
温度信号受信部80fは、第1温度信号受信コイル80c及び第2温度信号受信コイル80eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジをカウントする機能を有している。温度信号受信部80fは、第1温度信号受信コイル80cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジを検出した場合、図13(e)に示すように、制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「L」から「H」に反転させる。
The temperature
温度信号受信部80fは、第2温度信号受信コイル80cから出力されたパルス信号の立ち下がりエッジを検出した場合、制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「H」から「L」に反転させる。
When the temperature
温度信号受信部80fは、第2温度信号受信コイル80eから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が3回であると判断した場合、制御装置40に出力する第1フェール信号FL1の論理を「L」から「H」に反転させる。
When the temperature
なお本実施形態において、温度信号受信部80fは、駆動信号受信部70fと同様に、パルス信号の立ち上がりエッジが最初に検出されてから規定時間内にパルス信号の立ち上がりエッジが続けて検出されない場合、立ち上がり回数のカウント回数を0にリセットすることとしている。
In this embodiment, the temperature
以上説明した本実施形態によっても、複数の情報を共通のコイルで伝達できるため、上記第1実施形態の効果に準じた効果を得ることはできる。 Also according to the present embodiment described above, since a plurality of information can be transmitted by a common coil, an effect similar to the effect of the first embodiment can be obtained.
(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、高圧システムから低圧システムへと情報伝達する磁気カプラの構成を変更する。詳しくは、図14に示すように、1つの磁気カプラにより、温度時比率信号SigT、第1フェール信号FL1及び第2フェール信号FL2のそれぞれを伝達する。ここで、第1フェール信号FL1及び第2フェール信号FL2のそれぞれは、2値の論理信号であり、1ビットの情報量を有する。このため、第1フェール信号FL1及び第2フェール信号FL2は、合わせて2ビットの情報量を有する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In this embodiment, the configuration of the magnetic coupler that transmits information from the high-pressure system to the low-pressure system is changed. Specifically, as shown in FIG. 14, each of the temperature ratio signal SigT, the first fail signal FL1, and the second fail signal FL2 is transmitted by one magnetic coupler. Here, each of the first fail signal FL1 and the second fail signal FL2 is a binary logic signal and has an information amount of 1 bit. Therefore, the first fail signal FL1 and the second fail signal FL2 have a 2-bit information amount in total.
図示されるように、磁気カプラ90は、高圧送信部90a、送信コイル90b、受信コイル90c、及び低圧受信部90dを備えている。送信コイル90bは受信コイル90cと磁気結合されている。高圧送信部90a及び送信コイル90bは高圧システムに備えられ、受信コイル90c及び低圧受信部90dは低圧システムに備えられている。
As illustrated, the
高圧送信部90aは、第1PWMコンパレータ63から入力された温度時比率信号SigTと、駆動制御部57から入力された第1フェール信号FL1及び第2フェール信号FL2とを、送信コイル90b及び受信コイル90cを介して低圧受信部90dに伝達する。低圧受信部90dは、伝達された温度時比率信号SigT、第1フェール信号FL1、及び第2フェール信号FL2を制御装置40に出力する。
The high voltage transmission unit 90a receives the temperature ratio signal SigT input from the
続いて、図15を用いて、高圧送信部90a及び低圧受信部90dの処理について説明する。詳しくは、図15(a)は第1PWMコンパレータ63から高圧送信部90aに入力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図15(b),(c)は駆動制御部57から高圧送信部90aに入力される第1,第2フェール信号FL1,FL2の推移を示す。図15(d)は高圧送信部90aから送信コイル90bに出力されるパルス信号の推移を示す。図15(e)は低圧受信部90dから制御装置40へと出力される温度時比率信号SigTの推移を示し、図15(f),(g)は低圧受信部90dから制御装置40へと出力される第1,第2フェール信号FL1,FL2の推移を示す。
Subsequently, processing of the high-voltage transmission unit 90a and the low-
高圧送信部90aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち上がりエッジを検出したと判断した場合、立ち上がりパルス信号を送信コイル90bに出力する。本実施形態において、立ち上がりパルス信号は、正の符号を有する複数のパルス信号であり、具体的には2つのパルス信号である。
When the high voltage transmission unit 90a determines that the rising edge of the input temperature ratio signal SigT has been detected, the high voltage transmission unit 90a outputs a rising pulse signal to the
高圧送信部90aは、入力される温度時比率信号SigTの立ち下がりエッジを検出したと判断した場合、第2パルス信号としての立ち下がりパルス信号を送信コイル90bに出力する。本実施形態において、立ち下がりパルス信号は、正の符号を有する1つのパルス信号である。
When the high voltage transmitter 90a determines that the falling edge of the input temperature ratio signal SigT has been detected, the high voltage transmitter 90a outputs a falling pulse signal as the second pulse signal to the
高圧送信部90aは、入力される第1フェール信号FL1の論理が「L」から「H」に反転したと判断した場合、図15(d)に示すように、立ち上がりパルス信号に続けて、第1フェールパルス信号を送信コイル90bに出力する。本実施形態において、第1フェールパルス信号は、1つのパルス信号である。
When the high-voltage transmitter 90a determines that the logic of the input first fail signal FL1 is inverted from "L" to "H", as shown in FIG. One fail pulse signal is output to the
また、高圧送信部90aは、入力される第1フェール信号FL1の論理が「H」であることを条件として、入力される第2フェール信号FL2の論理が「L」から「H」に反転したと判断した場合、図15(d)に示すように、第1フェールパルス信号に続けて、第2フェールパルス信号を送信コイル90bに出力する。本実施形態において、第2フェールパルス信号は、1つのパルス信号である。
Further, the high voltage transmission unit 90a reverses the logic of the input second fail signal FL2 from “L” to “H” on condition that the logic of the input first fail signal FL1 is “H”. If it is determined, as shown in FIG. 15D, the second fail pulse signal is output to the
低圧受信部90dは、受信コイル90cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジをカウントする機能を有している。低圧受信部90dは、受信コイル90cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が2回であると判断した場合、図15(e)に示すように、その判断時点において制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「L」から「H」に反転させる。
The low-
低圧受信部90dは、受信コイル90cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が1回であると判断した場合、この判断タイミングから遅れ時間Tlag経過後において、制御装置40に出力する温度時比率信号SigTの論理を「H」から「L」に反転させる。
When the low-
低圧受信部90dは、受信コイル90cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が3回であると判断した場合、制御装置40に出力する第1フェール信号FL1の論理を「L」から「H」に反転させる。低圧受信部90dは、受信コイル90cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジのカウント回数が4回であると判断した場合、制御装置40に出力する第2フェール信号FL2の論理を「L」から「H」に反転させる。
When the low-
なお本実施形態において、低圧受信部90dは、パルス信号の立ち上がりエッジが最初に検出されてから規定時間内にパルス信号の立ち上がりエッジが続けて検出されない場合、立ち上がり回数のカウント回数を0にリセットすることとしている。これにより、低圧受信部90dは、温度時比率信号SigTの論理反転タイミング、及び第1,第2フェール信号FL1,FL2の論理反転タイミングのそれぞれの情報を復元できる構成とされている。
In this embodiment, the low-
以上説明した本実施形態によれば、共通の送信コイル90b及び受信コイル90cにより、温度時比率信号SigTに加えて、2ビットの情報量を有する各フェール信号FL1,FL2を伝達することができる。
According to the present embodiment described above, it is possible to transmit the fail signals FL1 and FL2 having a 2-bit information amount in addition to the temperature ratio signal SigT by the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第1実施形態において、駆動信号は、「H」によってオフ指令を示し、「L」によってオン指令を示してもよい。この場合、第1送信部60aは、入力される駆動信号gupがオフ指令からオン指令に切り替えられたと判断した場合、駆動信号gupの立ち下がりが検出されたと判断し、立ち下がりパルス信号を第1送信側コイル60bに出力すればよい。 In the first embodiment, the drive signal may indicate an off command by “H” and an on command by “L”. In this case, when the first transmission unit 60a determines that the input drive signal gup has been switched from the off command to the on command, the first transmission unit 60a determines that the falling of the drive signal gup has been detected, and the first pulse signal is output to the first pulse signal. What is necessary is just to output to the transmission side coil 60b.
・上記第1実施形態において、第1受信側コイル60cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジではなく、立ち下がりエッジをカウントする機能を第1受信部60dが有していてもよい。この場合、第1受信部60dは、立ち下がりエッジのカウント回数が2回であると判断したときにオン指令に切り替え、立ち下がりエッジのカウント回数が1回であると判断したときにオフ指令に切り替えればよい。同様に、第2受信側コイル61cから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジではなく、立ち下がりエッジをカウントする機能を第2受信部61dが有していてもよい。
In the first embodiment, the
・上記第1実施形態において、第1送信部60aに入力されたスイッチング速度SWVが低速度の場合に第1送信側コイル60bに速度パルス信号を出力せず、スイッチング速度SWVが高速度の場合に速度パルス信号を出力してもよい。 In the first embodiment, when the switching speed SWV input to the first transmission unit 60a is a low speed, no speed pulse signal is output to the first transmission side coil 60b, and when the switching speed SWV is a high speed. A speed pulse signal may be output.
また、上記第1実施形態において、第1送信部60aに入力されたスイッチング速度SWVが低速度及び高速度のいずれの場合であっても、第1送信側コイル60bに速度パルス信号を出力してもよい。このとき、以下に説明する第1条件及び第2条件を満たす必要がある。第1条件は、低速度の場合における速度パルス信号のパルス数と、高速度の場合における速度パルス信号のパルス数とを相違させるとの条件である。この条件は、低速度と高速度とを識別するための条件である。第2条件は、立ち上がりパルス信号のパルス数と、立ち下がり信号及び速度パルス信号の合計パルス数とを相違させるとの条件である。この条件は、第1送信部60aに入力される駆動信号gupの立ち上がり及び立ち下がりのそれぞれを識別するための条件である。 In the first embodiment, a speed pulse signal is output to the first transmitting coil 60b regardless of whether the switching speed SWV input to the first transmitter 60a is a low speed or a high speed. Also good. At this time, it is necessary to satisfy the first condition and the second condition described below. The first condition is that the number of pulses of the speed pulse signal in the case of the low speed is different from the number of pulses of the speed pulse signal in the case of the high speed. This condition is a condition for distinguishing between a low speed and a high speed. The second condition is a condition that the number of pulses of the rising pulse signal is different from the total number of pulses of the falling signal and the speed pulse signal. This condition is a condition for identifying each of the rising edge and the falling edge of the drive signal gup input to the first transmitter 60a.
・上記第1実施形態において、過電流異常が生じている場合に第1フェール信号FL1の論理を「L」とし、過電流異常が生じていない場合に第1フェール信号FL1の論理を「H」としてもよい。なお、過熱異常についても同様である。 In the first embodiment, when the overcurrent abnormality occurs, the logic of the first fail signal FL1 is set to “L”, and when the overcurrent abnormality does not occur, the logic of the first fail signal FL1 is set to “H”. It is good. The same applies to overheating abnormalities.
また、上記第1実施形態において、第2送信部61aに入力された第1フェール信号FL1の論理が「H」,「L」のいずれの場合であっても、第1送信側コイル60bにフェールパルス信号を出力してもよい。このとき、以下に説明する第3条件及び第4条件を満たす必要がある。第3条件は、第1フェール信号FL1の論理「H」の場合におけるフェールパルス信号のパルス数と、論理「L」の場合におけるフェールパルス信号のパルス数とを相違させるとの条件である。この条件は、過電流異常が生じているか否かを識別するための条件である。第4条件は、立ち上がりパルス信号のパルス数と、立ち下がり信号及びフェールパルス信号の合計パルス数とを相違させるとの条件である。この条件は、第2送信部61aに入力される温度時比率信号SigTの立ち上がり及び立ち下がりのそれぞれを識別するための条件である。 In the first embodiment, the first transmission side coil 60b is failed regardless of whether the logic of the first fail signal FL1 input to the second transmission unit 61a is “H” or “L”. A pulse signal may be output. At this time, it is necessary to satisfy the third condition and the fourth condition described below. The third condition is a condition that the number of pulses of the fail pulse signal in the case of the logic “H” of the first fail signal FL1 is different from the number of pulses of the fail pulse signal in the case of the logic “L”. This condition is a condition for identifying whether or not an overcurrent abnormality has occurred. The fourth condition is a condition that the number of pulses of the rising pulse signal is different from the total number of pulses of the falling signal and the fail pulse signal. This condition is a condition for identifying each of the rise and fall of the temperature ratio signal SigT input to the second transmitter 61a.
・上記第1実施形態では、第1送信部60aから立ち上がりパルス信号に続けて速度パルス信号を出力したがこれに限らず、立ち下がりパルス信号に続けて速度パルス信号を出力してもよい。この場合、立ち下がりパルス信号及び速度パルス信号の合計パルス数と、立ち上がりパルス信号のパルス数とを相違させるようにすればよい。 In the first embodiment, the speed pulse signal is output following the rising pulse signal from the first transmission unit 60a. However, the present invention is not limited to this, and the speed pulse signal may be output following the falling pulse signal. In this case, the total number of falling pulse signals and velocity pulse signals may be different from the number of rising pulse signals.
同様に、第2送信部61aから立ち上がりパルス信号に続けてフェールパルス信号を出力したがこれに限らず、立ち下がりパルス信号に続けてフェールパルス信号を出力してもよい。 Similarly, the fail pulse signal is output from the second transmitter 61a following the rising pulse signal. However, the present invention is not limited to this, and the fail pulse signal may be output following the falling pulse signal.
・上記第1実施形態では、立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号とのそれぞれについて、符号を同一としつつパルス数を相違させることにより、立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号とを識別可能としたがこれに限らない。例えば、図16に示すように、立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号とのそれぞれについて、符号を互いに相違させることにより、立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号とを識別可能としてもよい。この場合、立ち上がりパルス信号と立ち下がりパルス信号とのパルス数を同一にすることができ、例えば1つにすることができる。なお図16は、先の図7に対応している。 In the first embodiment, the rising pulse signal and the falling pulse signal can be distinguished from each other by making the number of pulses different for each of the rising pulse signal and the falling pulse signal. Not limited to. For example, as shown in FIG. 16, the rising pulse signal and the falling pulse signal may be distinguished from each other by making the signs different from each other. In this case, the rising pulse signal and the falling pulse signal can have the same number of pulses, for example, one. FIG. 16 corresponds to FIG.
・上記第3実施形態の図12において、第2駆動信号送信コイル70dに代えて、第1駆動信号送信コイル70bに速度パルス信号を出力してもよい。また、図13において、第2温度信号送信コイル80dに代えて、第1温度信号送信コイル80bにフェールパルス信号を出力してもよい。
In FIG. 12 of the third embodiment, a speed pulse signal may be output to the first drive
・上記第1実施形態では、スイッチング速度SWVを算出する機能を制御装置40に持たせたがこれに限らず、駆動回路の低圧システム側に持たせてもよい。
In the first embodiment, the
・異常判断処理に、電圧判断処理を含んでもよい。電圧判断処理は、定電圧電源51の出力電圧Vomが下限電圧を下回ったと判断した場合、定電圧電源51が過度に低い低電圧異常が生じていると判断する処理である。駆動制御部57は、低電圧異常が生じていると判断した場合、2値信号である第3フェール信号FL3の論理を反転させる。この構成において、磁気カプラにより、高圧システムから低圧システムへと第3フェール信号FL3を伝達してもよい。
The voltage determination process may be included in the abnormality determination process. The voltage determination process is a process of determining that the low voltage abnormality of the constant
・上記第4実施形態において、低圧システムから高圧システムへと2ビット以上の情報量を有する情報を伝達してもよい。この情報としては、例えば、電源電圧VHと規定電圧Vαとの大小関係に応じて4段階以上に設定されたスイッチング速度SWVが挙げられる。 In the fourth embodiment, information having an information amount of 2 bits or more may be transmitted from the low pressure system to the high pressure system. As this information, for example, the switching speed SWV set in four or more stages according to the magnitude relationship between the power supply voltage VH and the specified voltage Vα can be cited.
・駆動回路に電源電圧VHを取得する機能を持たせ、高圧システムから低圧システムへと磁気カプラを介して電源電圧VHを伝達してもよい。また、高圧システムから低圧システムへと伝達する情報としては、上記電源電圧VHを時比率信号に換算した信号、電流時比率信号SigI、及び温度時比率信号SigTのうち少なくとも1つであってもよい。 The drive circuit may have a function of acquiring the power supply voltage VH, and the power supply voltage VH may be transmitted from the high voltage system to the low voltage system via the magnetic coupler. The information transmitted from the high voltage system to the low voltage system may be at least one of a signal obtained by converting the power supply voltage VH into a time ratio signal, a current ratio signal SigI, and a temperature ratio signal SigT. .
・低圧システムから高圧システムへと情報伝達する磁気カプラと、高圧システムから低圧システムへと情報伝達する磁気カプラとのうち、いずれか一方にのみを駆動回路に備えてもよい。 Only one of the magnetic coupler that transmits information from the low-pressure system to the high-pressure system and the magnetic coupler that transmits information from the high-pressure system to the low-pressure system may be provided in the drive circuit.
60〜62…第1〜第3磁気カプラ、ICup〜ICwn…駆動回路、Sup〜Swn…スイッチング素子。 60 to 62: first to third magnetic couplers, ICup to ICwn: drive circuit, Sup to Swn: switching element.
Claims (12)
前記送信側変換部から出力されたパルス信号が入力される送信側コイル(60b〜62b;70b,70d,80b,80d;90b)と、
前記送信側変換部及び前記送信側コイルのそれぞれが設けられた領域と電気的に絶縁された領域に設けられ、前記送信側コイルと磁気結合された受信側コイル(60c〜62c;70c,70e,80c,80e;90c)と、
前記受信側コイルとともに前記電気的に絶縁された領域に設けられ、前記受信側コイルから出力されたパルス信号に基づいて、前記複数の情報のそれぞれを復元する受信側変換部(60d〜62d;70f,80f;90d)と、を備え、
前記複数の情報は、1周期において波形の立ち上がり及び立ち下がりをそれぞれ1回ずつ有する2値の基準信号と、1ビット以上の情報量を有する追加信号とを含み、
前記送信側変換部は、前記基準信号の立ち上がりを検出することにより、第1パルス信号を出力し、前記基準信号の立ち下がりを検出することにより、前記第1パルス信号と識別可能な第2パルス信号を出力し、
前記受信側変換部は、前記受信側コイルから出力された前記第1パルス信号及び前記第2パルス信号のそれぞれに基づいて、前記基準信号を復元し、
時間軸上において前記第1パルス信号と前記第2パルス信号との間に配置され、前記第1パルス信号及び前記第2パルス信号のそれぞれと識別可能なパルス信号を追加パルス信号とし、
前記送信側変換部は、前記追加信号の情報に基づいて、前記送信側コイルへ出力する前記追加パルス信号のパルス数を決定し、
前記受信側変換部は、前記受信側コイルから出力された前記追加パルス信号のパルス数に基づいて、前記追加信号を復元することを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 Transmitting side converters (60a to 62a; 70a) that convert each of the plurality of pieces of information into pulse signals and output them in such a manner that each of the plurality of pieces of information relating to driving of the switching elements (Sup to Swn) can be distinguished from each other. , 80a; 90a),
A transmission side coil (60b to 62b; 70b, 70d, 80b, 80d; 90b) to which the pulse signal output from the transmission side conversion unit is input;
Receiving side coils (60c to 62c; 70c, 70e, 70c, 70e, 70c, 70e, 70c, 62c, 70c, 62e, 70c, 70e, 70c, 70c, 70c, 70e, 70c, 70e, and 70c) 80c, 80e; 90c),
A receiving side converter (60d to 62d; 70f) that is provided in the electrically insulated region together with the receiving side coil and restores each of the plurality of information based on a pulse signal output from the receiving side coil. , 80f; 90d) ,
The plurality of pieces of information include a binary reference signal having a waveform rising and falling once each in one cycle, and an additional signal having an information amount of 1 bit or more,
The transmission-side converter outputs a first pulse signal by detecting the rising edge of the reference signal, and detects a falling edge of the reference signal to detect a second pulse that can be distinguished from the first pulse signal. Output signal,
The reception side conversion unit restores the reference signal based on each of the first pulse signal and the second pulse signal output from the reception side coil,
A pulse signal that is arranged between the first pulse signal and the second pulse signal on the time axis and that can be distinguished from each of the first pulse signal and the second pulse signal is an additional pulse signal,
The transmission side conversion unit determines the number of pulses of the additional pulse signal to be output to the transmission side coil based on the information of the additional signal,
The switching element drive circuit, wherein the reception side conversion unit restores the additional signal based on the number of pulses of the additional pulse signal output from the reception side coil .
前記送信側変換部は、前記駆動信号の立ち上がりを検出することにより前記第1パルス信号を出力し、前記駆動信号の立ち下がりを検出することにより前記第2パルス信号を出力する駆動信号送信部(60a;70a)を含み、
前記送信側コイルは、前記駆動信号送信部から出力されたパルス信号が入力される駆動信号送信コイル(60b;70b,70d)を含み、
前記受信側コイルは、前記駆動信号送信コイルと磁気結合された駆動信号受信コイル(60c;70c,70e)を含み、
前記受信側変換部は、前記駆動信号受信コイルから出力された前記第1パルス信号及び前記第2パルス信号のそれぞれに基づいて、前記駆動信号を復元する駆動信号受信部(60d;70f)を含み、
前記駆動信号送信部は、前記追加信号の情報に基づいて、前記駆動信号送信コイルへ出力する前記追加パルス信号のパルス数を決定し、
前記駆動信号受信部は、前記駆動信号受信コイルから出力された前記追加パルス信号のパルス数に基づいて、前記追加信号を復元し、
前記駆動信号送信部及び前記駆動信号送信コイルのそれぞれは、低圧領域に設けられ、
前記駆動信号受信部及び前記駆動信号受信コイルのそれぞれは、前記低圧領域と電気的に絶縁された高圧領域に設けられ、
前記高圧領域に設けられ、前記駆動信号受信部によって復元された前記駆動信号に基づいて、前記スイッチング素子を駆動する駆動制御部(57)を備える請求項1に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The reference signal includes a driving signal for the switching element having an on command for instructing to turn on the switching element by one of two values and an off command for instructing to turn off the switching element by any one of the two values. ,
The transmission side conversion unit outputs the first pulse signal by detecting the rising edge of the driving signal, and outputs the second pulse signal by detecting the falling edge of the driving signal ( 60a; 70a),
The transmission side coil includes a drive signal transmission coil (60b; 70b, 70d) to which a pulse signal output from the drive signal transmission unit is input,
The receiving coil includes a driving signal receiving coil (60c; 70c, 70e) magnetically coupled to the driving signal transmitting coil,
The reception side conversion unit includes a drive signal reception unit (60d; 70f) that restores the drive signal based on each of the first pulse signal and the second pulse signal output from the drive signal reception coil. ,
The drive signal transmission unit determines the number of pulses of the additional pulse signal to be output to the drive signal transmission coil based on the information of the additional signal.
The drive signal receiving unit restores the additional signal based on the number of pulses of the additional pulse signal output from the drive signal receiving coil,
Each of the drive signal transmission unit and the drive signal transmission coil is provided in a low pressure region,
Each of the drive signal receiving unit and the drive signal receiving coil is provided in a high voltage region electrically insulated from the low pressure region,
Wherein provided in the high pressure region, based on the restored the drive signal by said drive signal receiving unit, the driving circuit of the switching element according to claim 1, further comprising a drive control unit (57) for driving the switching element.
前記駆動信号送信部は、前記速度指示信号が指示する前記スイッチング速度に基づいて、前記追加パルス信号としての速度パルス信号のパルス数を決定し、
前記駆動信号受信部は、前記駆動信号受信コイルから出力された前記速度パルス信号のパルス数に基づいて、前記速度指示信号を復元し、
前記駆動制御部は、前記駆動信号受信部によって復元された前記速度指示信号に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング速度を設定する請求項2に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The additional signal includes a speed instruction signal indicating a switching speed of the switching element,
The drive signal transmission unit determines the number of pulses of the speed pulse signal as the additional pulse signal based on the switching speed indicated by the speed instruction signal,
The drive signal receiving unit restores the speed instruction signal based on the number of pulses of the speed pulse signal output from the drive signal receiving coil,
The switching element drive circuit according to claim 2 , wherein the drive control unit sets a switching speed of the switching element based on the speed instruction signal restored by the drive signal receiving unit.
前記第1パルス信号は、前記第2パルス信号とパルス数又は符号が異なる信号である請求項3に記載のスイッチング素子の駆動回路。 Each of the drive signal transmitting coil and the drive signal receiving coil is a single coil (60b, 60c),
4. The switching element drive circuit according to claim 3 , wherein the first pulse signal is a signal having a different pulse number or sign from the second pulse signal. 5.
前記駆動信号受信コイルは、前記第1駆動信号送信コイルと磁気結合された第1駆動信号受信コイル(70c)と、前記第2駆動信号送信コイルと磁気結合された第2駆動信号受信コイル(70e)とを含み、
前記駆動信号送信部(70a)は、前記駆動信号の立ち上がりを検出することにより、前記第1駆動信号送信コイルに前記第1パルス信号を出力し、前記駆動信号の立ち下がりを検出することにより、前記第2駆動信号送信コイルに前記第2パルス信号を出力し、
前記駆動信号送信部は、前記追加信号に基づいて、前記第1駆動信号送信コイル又は前記第2駆動信号送信コイルのいずれかへ出力する前記追加パルス信号のパルス数を決定し、
前記駆動信号受信部(70f)は、前記第1駆動信号受信コイルから出力された前記第1パルス信号と、前記第2駆動信号受信コイルから出力された前記第2パルス信号とのそれぞれに基づいて、前記駆動信号を復元し、
前記駆動信号受信部は、前記第1駆動信号受信コイル又は前記第2駆動信号受信コイルのいずれかから出力された前記速度パルス信号のパルス数に基づいて、前記速度指示信号を復元する請求項3に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The drive signal transmission coil includes a first drive signal transmission coil (70b) and a second drive signal transmission coil (70d),
The driving signal receiving coil includes a first driving signal receiving coil (70c) magnetically coupled to the first driving signal transmitting coil and a second driving signal receiving coil (70e) magnetically coupled to the second driving signal transmitting coil. ) And
The drive signal transmission unit (70a) detects the rising edge of the driving signal, outputs the first pulse signal to the first driving signal transmission coil, and detects the falling edge of the driving signal, Outputting the second pulse signal to the second drive signal transmission coil;
The drive signal transmission unit determines the number of pulses of the additional pulse signal to be output to either the first drive signal transmission coil or the second drive signal transmission coil based on the additional signal;
The drive signal receiver (70f) is based on each of the first pulse signal output from the first drive signal receiver coil and the second pulse signal output from the second drive signal receiver coil. , Restore the drive signal,
It said drive signal receiving unit, based on the number of pulses of the speed pulse signal outputted from one of said first driving signal receiving coil or said second drive signal receiver coil, according to claim 3 to restore the speed instruction signal A switching element driving circuit according to claim 1.
高圧領域に設けられ、前記時比率信号を生成する時比率信号生成部(63〜65)を備え、
前記送信側変換部は、前記時比率信号生成部によって生成された前記時比率信号の立ち上がりを検出することにより前記第1パルス信号を出力し、前記時比率信号の立ち下がりを検出することにより前記第2パルス信号を出力する物理量送信部(61a,62a;80a;90a)を含み、
前記送信側コイルは、前記物理量送信部から出力されたパルス信号が入力される物理量送信コイル(61b,62b;80b,80d;90b)を含み、
前記受信側コイルは、前記物理量送信コイルと磁気結合された物理量受信コイル(61c〜63c;80c,80e;90c)を含み、
前記受信側変換部は、前記物理量受信コイルから出力された前記第1パルス信号及び前記第2パルス信号のそれぞれに基づいて、前記物理量を復元する物理量受信部(61d,62d;80f;90d)を含み、
前記物理量送信部は、前記追加信号の情報に基づいて、前記物理量送信コイルへ出力する前記追加パルス信号のパルス数を決定し、
前記物理量受信部は、前記物理量受信コイルから出力された前記追加パルス信号のパルス数に基づいて、前記追加信号を復元し、
前記物理量受信部及び前記物理量受信コイルのそれぞれは、前記高圧領域と電気的に絶縁された低圧領域に設けられ、
前記物理量送信部、前記物理量送信コイル及び前記時比率信号生成部のそれぞれは、前記高圧領域に設けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The reference signal includes a time ratio signal having a time ratio related to a physical quantity related to driving of the switching element,
Provided in a high-pressure region, comprising a time ratio signal generation unit (63 to 65) for generating the time ratio signal;
The transmission side conversion unit outputs the first pulse signal by detecting the rising of the time ratio signal generated by the time ratio signal generation unit, and detects the falling of the time ratio signal by detecting the falling of the time ratio signal. Including a physical quantity transmitter (61a, 62a; 80a; 90a) for outputting the second pulse signal;
The transmission side coil includes a physical quantity transmission coil (61b, 62b; 80b, 80d; 90b) to which a pulse signal output from the physical quantity transmission unit is input,
The receiving coil includes physical quantity receiving coils (61c to 63c; 80c, 80e; 90c) magnetically coupled to the physical quantity transmitting coil,
The receiving side conversion unit includes a physical quantity receiving unit (61d, 62d; 80f; 90d) for restoring the physical quantity based on each of the first pulse signal and the second pulse signal output from the physical quantity receiving coil. Including
The physical quantity transmission unit determines the number of pulses of the additional pulse signal to be output to the physical quantity transmission coil based on the information of the additional signal,
The physical quantity receiving unit restores the additional signal based on the number of pulses of the additional pulse signal output from the physical quantity receiving coil,
Each of the physical quantity receiving unit and the physical quantity receiving coil is provided in a low voltage region electrically insulated from the high voltage region,
The physical quantity transmission portion, each of said physical quantity transmission coil and the time of the ratio signal generator, the drive circuit of the switching element according to any one of claims 1 to 5 is provided in the high pressure region.
前記高圧領域に設けられ、前記フェール信号を生成するフェール信号生成部(57)を備え、
前記物理量送信部は、前記異常の有無に基づいて、前記物理量送信コイルへ出力する前記追加パルス信号としてのフェールパルス信号のパルス数を決定し、
前記物理量受信部は、前記物理量受信コイルから出力された前記フェールパルス信号のパルス数に基づいて、前記フェール信号を復元する請求項6に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The additional signal includes a fail signal indicating whether there is an abnormality related to driving of the switching element,
A fail signal generator (57) that is provided in the high pressure region and generates the fail signal;
The physical quantity transmission unit determines the number of pulses of a fail pulse signal as the additional pulse signal to be output to the physical quantity transmission coil based on the presence or absence of the abnormality,
The switching element drive circuit according to claim 6 , wherein the physical quantity receiving unit restores the fail signal based on the number of pulses of the fail pulse signal output from the physical quantity receiving coil.
前記第1パルス信号は、前記第2パルス信号とパルス数又は符号が異なる信号である請求項7に記載のスイッチング素子の駆動回路。 Each of the physical quantity transmitting coil and the physical quantity receiving coil is a single coil (61b, 62b, 61c, 62c),
The switching element drive circuit according to claim 7 , wherein the first pulse signal is a signal having a different pulse number or sign from the second pulse signal.
前記物理量受信コイルは、前記第1物理量送信コイルと磁気結合された第1物理量受信コイル(80c)と、前記第2物理量送信コイルと磁気結合された第2物理量受信コイル(80e)とを含み、
前記物理量送信部(80a)は、前記時比率信号の立ち上がりを検出することにより、前記第1物理量送信コイルに前記第1パルス信号を出力し、前記時比率信号の立ち下がりを検出することにより、前記第2物理量送信コイルに前記第2パルス信号を出力し、
前記物理量送信部は、前記フェール信号に基づいて、前記第1物理量送信コイル又は前記第2物理量送信コイルのいずれかへ出力する前記フェールパルス信号のパルス数を決定し、
前記物理量受信部(80f)は、前記第1物理量受信コイルから出力された前記第1パルス信号と、前記第2物理量受信コイルから出力された前記第2パルス信号とのそれぞれに基づいて、前記時比率信号を復元し、
前記物理量受信部は、前記第1物理量受信コイル又は前記第2物理量受信コイルのいずれかから出力された前記フェールパルス信号のパルス数に基づいて、前記フェール信号を復元する請求項7に記載のスイッチング素子の駆動回路。 The physical quantity transmission coil includes a first physical quantity transmission coil (80b) and a second physical quantity transmission coil (80d),
The physical quantity receiving coil includes a first physical quantity receiving coil (80c) magnetically coupled to the first physical quantity transmitting coil, and a second physical quantity receiving coil (80e) magnetically coupled to the second physical quantity transmitting coil,
The physical quantity transmission unit (80a) outputs the first pulse signal to the first physical quantity transmission coil by detecting the rise of the time ratio signal, and detects the fall of the time ratio signal, Outputting the second pulse signal to the second physical quantity transmission coil;
The physical quantity transmission unit determines the number of pulses of the fail pulse signal to be output to either the first physical quantity transmission coil or the second physical quantity transmission coil based on the fail signal;
The physical quantity receiver (80f) is configured to generate the time based on each of the first pulse signal output from the first physical quantity receiver coil and the second pulse signal output from the second physical quantity receiver coil. Restore the ratio signal,
The switching according to claim 7 , wherein the physical quantity receiving unit restores the fail signal based on the number of pulses of the fail pulse signal output from either the first physical quantity receiving coil or the second physical quantity receiving coil. Element drive circuit.
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