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公開番号2025141190
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041010
出願日2024-03-15
発明の名称信号伝達装置および信号伝達装置を備えた電子機器、並びに電子機器を備えた車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H03K 19/0175 20060101AFI20250919BHJP(基本電子回路)
要約【課題】信号伝達装置は、スイッチ素子の駆動制御に関して、検討の余地があった。
【解決手段】信号伝達装置200Xは、送信回路410と駆動制御信号Gaを出力する受信回路420と、絶縁回路430と、を備え、送信回路410は、外部信号ACDに応じて、第1内部信号S1および第2内部信号S2の少なくとも一方を特定周期で駆動し、受信回路420は、第1内部信号S1および第2内部信号S2の少なくとも一方の周期が特定周期であることを検出可能な検出回路455と、検出回路455の検出結果に応じてスイッチ素子SW1のゲートをハイインピーダンス状態にするように構成された第1駆動回路426と、検出結果に応じて、ゲートに特定電圧Gbを入力してスイッチ素子SW1をオンするように構成された第2駆動回路502と、を備え、特定電圧Gbは、スイッチ素子SW1のオン閾値電圧以上の電圧値を有する構成である第1の構成。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
入力信号に応じて、パルス駆動する第１内部信号および第２内部信号を出力するように構成された送信回路と、
前記第１内部信号および前記第２内部信号に応じて駆動制御信号を出力するように構成された受信回路と、
前記送信回路と前記受信回路との間を絶縁しつつ前記第１内部信号および前記第２内部信号を伝達するように構成された絶縁回路と、
を備え、
前記送信回路は、前記入力信号とは異なる外部信号に応じて、前記第１内部信号および前記第２内部信号の少なくとも一方を、前記入力信号の周期とは異なる特定周期で駆動し、
前記受信回路は、
前記第１内部信号および前記第２内部信号の少なくとも一方の周期が前記特定周期であることを検出可能なように構成された検出回路と、
前記駆動制御信号によってスイッチ素子を駆動し、前記検出回路の検出結果に応じて前記スイッチ素子のゲートをハイインピーダンス状態にするように構成された第１駆動回路と、
前記検出結果に応じて、前記ゲートに特定電圧を入力して前記スイッチ素子をオンするように構成された第２駆動回路と、
を備え、
前記特定電圧は、前記スイッチ素子のオン閾値電圧以上の電圧値を有する信号伝達装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第２駆動回路は、
前記特定電圧を生成するように構成された電圧生成回路と、
前記特定電圧の印加端と前記ゲートの間に接続され、前記検出回路の検出結果に応じて前記印加端と前記ゲートとを導通／非導通状態とするように構成されたスイッチ回路と、
を含む請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項３】
前記送信回路は、
前記外部信号が第１論理レベルのときに、前記入力信号に応じて前記第１内部信号および前記第２内部信号を、第３論理レベルと第４論理レベルとの間でパルス駆動させ、
前記外部信号が第２論理レベルのときに、前記第１内部信号および前記第２内部信号のうちの一方を前記第３論理レベルで維持して他方を前記特定周期でパルス駆動させ、
前記検出回路は、
前記第２内部信号が前記特定周期でパルス駆動している継続期間が第１期間に達したことを検出可能なように構成されたタイマー回路と、
前記継続期間が前記第１期間に達したときから第２期間経過までの間、前記第２内部信号のパルス駆動に応じて前記スイッチ素子が駆動しないように前記第２内部信号をマスクするように構成されたマスク回路と、
を備える請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項４】
前記第１駆動回路は、前記駆動制御信号を前記オン閾値電圧よりも電圧値の低い第５論理レベルと、前記オン閾値電圧よりも電圧値の高い第６論理レベルとでパルス駆動し、
前記特定電圧は、前記第６論理レベルよりも電圧値が低い請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項５】
前記送信回路の回路素子を集積化した第１チップと、
前記受信回路の回路素子を集積化した第２チップと、
前記絶縁回路の回路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１から４のいずれかに記載の信号伝達装置。
【請求項６】
前記第２チップは、前記ゲートに電気的に接続された第１端子を備え、
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路は、前記第１端子を介して前記ゲートに信号を入力するように構成されている請求項５に記載の信号伝達装置。
【請求項７】
前記第２チップは、前記ゲートに電気的に接続された第１端子および第２端子を備え、
前記第１駆動回路は、前記第１端子を介して前記ゲートに信号を入力するように構成され、
前記第２駆動回路は、前記第２端子を介して前記ゲートに信号を入力するように構成されている請求項５に記載の信号伝達装置。
【請求項８】
それぞれパワートランジスタである複数の前記スイッチ素子と、
前記複数のスイッチ素子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、
を備え、前記複数のゲートドライバＩＣのうち、少なくとも１つは、請求項１から４のいずれかに記載の信号伝達装置である電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器を備える車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている本開示は、信号伝達装置および信号伝達装置を備えた電子機器、並びに電子機器を備えた車両に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、入出力間を絶縁しつつパルス信号を伝達する信号伝達装置は、様々なアプリケーション（電源装置またはモータ駆動装置など）に用いられている。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１８８９０３号公報
【０００５】
［概要］
特許文献１で開示されている信号伝達装置は、スイッチ素子の駆動制御に関して、検討の余地があった。
【０００６】
本明細書中に開示されている信号伝達装置は、送信回路と、受信回路と、絶縁回路と、を備える。送信回路は、入力信号に応じて、パルス駆動する第１内部信号および第２内部信号を出力するように構成されている。受信回路は、第１内部信号および第２内部信号に応じて駆動制御信号を出力するように構成されている。絶縁回路は、送信回路と受信回路との間を絶縁しつつ第１内部信号および第２内部信号を伝達するように構成されている。送信回路は、入力信号とは異なる外部信号に応じて、第１内部信号および第２内部信号の少なくとも一方を、入力信号の周期とは異なる特定周期で駆動する。受信回路は、第１内部信号および第２内部信号の少なくとも一方の周期が特定周期であることを検出可能なように構成された検出回路と、駆動制御信号によってスイッチ素子を駆動し、検出回路の検出結果に応じてスイッチ素子のゲートをハイインピーダンス状態にするように構成された第１駆動回路と、検出結果に応じて、ゲートに特定電圧を入力してスイッチ素子をオンするように構成された第２駆動回路と、を備えている。特定電圧は、スイッチ素子のオン閾値電圧以上の電圧値を有する。
【０００７】
本明細書中に開示されている電子機器は、それぞれパワートランジスタである複数のスイッチ素子と、複数のスイッチ素子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、を備えている。複数のゲートドライバＩＣのうち、少なくとも１つは、上記構成の信号伝達装置である。
【０００８】
本明細書中に開示されている車両は、上記構成の電子機器を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。
図２は、トランスチップの基本構造を示す図である。
図３は、２チャンネル型のトランスチップとして用いられる半導体装置の斜視図である。
図４は、図３に示す半導体装置の平面図である。
図５は、図３の半導体装置において低電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図６は、図３の半導体装置において高電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図７は、図６に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。
図８は、図７に示す領域XIIIの拡大図（分離構造）を示す図である。
図９は、トランスチップのレイアウト例を模式的に示す図である。
図１０は、信号伝達装置２００Ｈ、Ｌの搭載される電子機器４００の基本構成を示す図である。
図１１は、本開示に係る信号伝達装置２００Ｘと、これを備える電子機器４００を示す図である。
図１２は、第２駆動回路５０２の詳細な構成を示す図である。
図１３は、ロジック回路４１５、４２５の詳細な構成を示す図である。
図１４は、信号伝達装置２００Ｘを用いたスイッチ素子ＳＷ１の駆動制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
図１５は、本構成例のディスチャージ機能の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
図１６は、本開示の信号伝達装置２００Ｘの実装例を示すブロック図である。
図１７は、電子機器４００を備える車両Ａを示す図である。
図１８は、本開示の信号伝達装置２００Ｘの変形例を示す図である。
【００１０】
［詳細な説明］
＜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２００は、一次回路系２００ｐ（ＶＣＣ１－ＧＮＤ１系）と二次回路系２００ｓ（ＶＣＣ２－ＧＮＤ２系）との間を絶縁しつつ、一次回路系２００ｐから二次回路系２００ｓにパルス信号を伝達し、二次回路系２００ｓに設けられたスイッチ素子（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。例えば、信号伝達装置２００は、コントローラチップ２１０と、ドライバチップ２２０と、トランスチップ２３０と、を単一のパッケージに封止して成る。
（【００１１】以降は省略されています）

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