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公開番号2025155227
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058916
出願日2024-04-01
発明の名称信号伝達装置、電子機器、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 20060101AFI20251006BHJP(基本電子回路)
要約【課題】絶縁素子を削減する。
【解決手段】信号伝達装置400は、第1ロジック411と、第2ロジック421と、第1ロジック411と第2ロジック421との間で複数組の第1信号ON_IN1/2及び第2信号OFF_IN1/2をそれぞれ絶縁伝達する複数の絶縁素子431～434と、第2ロジック421の指示に応じて複数の出力信号OUT1/2をそれぞれ生成する複数の出力回路422及び423と、を備える。第1ロジック411は、複数組の第1信号ON_IN1/2及び第2信号OFF_IN1/2のうち、相異なる組の信号を複数組み合わせて同時に送信可能である。第2ロジック421は、複数組の第1信号ON_IN1/2及び第2信号OFF_IN1/2のうち、複数の絶縁素子431～434を介して受信した信号の組み合わせに応じた動作を行う。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
第１ロジックと、
第２ロジックと、
前記第１ロジックと前記第２ロジックとの間で複数組の第１信号及び第２信号をそれぞれ絶縁伝達するように構成された複数の絶縁素子と、
前記第２ロジックの指示に応じて複数の出力信号をそれぞれ生成するように構成された複数の出力回路と、
を備え、
前記第１ロジックは、複数組の前記第１信号及び前記第２信号のうち、相異なる組の信号を複数組み合わせて同時に送信可能であり、
前記第２ロジックは、複数組の前記第１信号及び前記第２信号のうち、複数の前記絶縁素子を介して受信した信号の組み合わせに応じた動作を行う、信号伝達装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
複数組の前記第１信号及び前記第２信号は、第１組のオン信号及びオフ信号と、第２組のオン信号及びオフ信号と、を含み、
複数の前記出力回路は、前記第２ロジックからの指示に応じて第１出力信号を生成するように構成された第１出力回路と、前記第２ロジックからの指示に応じて第２出力信号を生成するように構成された第２出力回路と、を含む、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項３】
前記第２ロジックは、前記第１組のオン信号と前記第２組のオン信号を同時に受信したときに前記第１出力信号及び前記第２出力信号をいずれもオン時の論理レベルとし、前記第１組のオフ信号と前記第２組のオフ信号を同時に受信したときに前記第１出力信号及び前記第２出力信号をいずれもオフ時の論理レベルとするように、前記第１出力回路及び前記第２出力回路をそれぞれ制御する、請求項２に記載の信号伝達装置。
【請求項４】
前記第２ロジックは、前記第１組のオン信号と前記第２組のオフ信号を同時に受信したとき又は前記第１組のオフ信号と前記第２組のオン信号を同時に受信したときに、複数の前記絶縁素子を介してパルス駆動信号を受信する第１モードからシリアル通信信号を送受信する第２モードに切り替わる、請求項２に記載の信号伝達装置。
【請求項５】
前記第２ロジックは、前記第１組のオン信号を受信してその余の信号をいずれも受信しないときに前記第１出力信号をオン時の論理レベルとして前記第２出力信号を出力ハイインピーダンス状態とし、前記第１組のオフ信号を受信してその余の信号をいずれも受信しないときに前記第１出力信号をオフ時の論理レベルとして前記第２出力信号を出力ハイインピーダンス状態とし、前記第２組のオン信号を受信してその余の信号をいずれも受信しないときに前記第２出力信号をオン時の論理レベルとして前記第１出力信号を出力ハイインピーダンス状態とし、前記第２組のオフ信号を受信してその余の信号をいずれも受信しないときに前記第２出力信号をオフ時の論理レベルとして前記第１出力信号を出力ハイインピーダンス状態とするように、前記第１出力回路及び前記第２出力回路をそれぞれ制御する、請求項２に記載の信号伝達装置。
【請求項６】
前記第２ロジックは、
前記第１組のオン信号から第１主信号を生成するように構成された第１遅延回路と、
前記第１組のオン信号から第１副信号を生成するように構成された第２遅延回路と、
前記第１組のオフ信号から第２主信号を生成するように構成された第３遅延回路と、
前記第１組のオフ信号から第２副信号を生成するように構成された第４遅延回路と、
前記第２組のオン信号から第３主信号を生成するように構成された第５遅延回路と、
前記第２組のオン信号から第３副信号を生成するように構成された第６遅延回路と、
前記第２組のオフ信号から第４主信号を生成するように構成された第７遅延回路と、
前記第２組のオフ信号から第４副信号を生成するように構成された第８遅延回路と、
を含む、請求項２に記載の信号伝達装置。
【請求項７】
前記第２ロジックは、
前記第１主信号、前記第２副信号、前記第３副信号及び前記第４副信号から第１セット信号を生成するように構成された第１論理ゲートと、
前記第２主信号、前記第１副信号、前記第３副信号及び前記第４副信号から第１リセット信号を生成するように構成された第２論理ゲートと、
前記第３主信号、前記第１副信号、前記第２副信号及び前記第４副信号から第２セット信号を生成するように構成された第３論理ゲートと、
前記第４主信号、前記第１副信号、前記第２副信号及び前記第３副信号から第２リセット信号を生成するように構成された第４論理ゲートと、
前記第１主信号及び前記第３主信号から第３セット信号を生成するように構成された第５論理ゲートと、
前記第２主信号及び前記第４主信号から第３リセット信号を生成するように構成された第６論理ゲートと、
前記第１主信号及び前記第４主信号から又は前記第２主信号及び前記第３主信号から第４セット信号を生成するように構成された第７論理ゲートと、
を含む、請求項６に記載の信号伝達装置。
【請求項８】
前記第２ロジックは、
前記第１セット信号に応じて前記第１出力信号をオン時の論理レベルとして前記第２出力信号を出力ハイインピーダンス状態とし、前記第１リセット信号に応じて前記第１出力信号をオフ時の論理レベルとして前記第２出力信号を出力ハイインピーダンス状態とするように構成された第１フリップフロップと、
前記第２セット信号に応じて前記第２出力信号をオン時の論理レベルとして前記第１出力信号を出力ハイインピーダンス状態とし、前記第２リセット信号に応じて前記第２出力信号をオフ時の論理レベルとして前記第１出力信号を出力ハイインピーダンス状態とするように構成された第２フリップフロップと、
前記第３セット信号に応じて前記第１出力信号及び前記第２出力信号をいずれもオン時の論理レベルとし、前記第３リセット信号に応じて前記第１出力信号及び前記第２出力信号をいずれもオフ時の論理レベルとするように構成された第３フリップフロップと、
前記第４セット信号に応じて前記第２ロジックの動作モードを複数の前記絶縁素子を介してパルス駆動信号を受信する第１モードからシリアル通信信号を送受信する第２モードに切り替え、第４リセット信号に応じて前記第２ロジックの動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替えるように構成された第４フリップフロップと、
を含む、請求項７に記載の信号伝達装置。
【請求項９】
請求項１～８のいずれかに記載の信号伝達装置を備える、電子機器。
【請求項１０】
請求項９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】
本開示は、信号伝達装置、電子機器及び車両に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一次回路系と二次回路系との間を電気的に絶縁しつつ、一次回路系と二次回路系との間で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（電源装置又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、本願出願人による特許文献１及び２を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／０７０９４４号
特開２０１２－１３４６８６号公報
【０００５】
［概要］
しかしながら、従来の信号伝達装置では、絶縁素子を削減する余地があった。
【０００６】
本開示に係る信号伝達装置は、第１ロジックと、第２ロジックと、前記第１ロジックと前記第２ロジックとの間で複数組の第１信号及び第２信号をそれぞれ絶縁伝達するように構成された複数の絶縁素子と、前記第２ロジックの指示に応じて複数の出力信号をそれぞれ生成するように構成された複数の出力回路と、を備え、前記第１ロジックは、複数組の前記第１信号及び前記第２信号のうち、相異なる組の信号を複数組み合わせて同時に送信可能であり、前記第２ロジックは、複数組の前記第１信号及び前記第２信号のうち、複数の前記絶縁素子を介して受信した信号の組み合わせに応じた動作を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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、信号伝達装置の第１実施形態（比較例）を示す図である。
図１１は、第１実施形態における第２ロジックの一例を示す図である。
図１２は、第１実施形態における出力制御の一例を示す図である。
図１３は、ＣＭＴＩ［common mode transient immunity］ノイズキャンセリングの一例を示す図である。
図１４は、信号伝達装置の第２実施形態を示す図である。
図１５は、第２実施形態における第２ロジックの一例を示す図である。
図１６は、第２実施形態における出力制御の一例を示す図である。
図１７は、信号伝達装置のＳＰＩ通信モードを示す図である。
図１８は、車両の外観を示す図である。
【０００８】
［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。
【０００９】
コントローラチップ２１０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半導体チップである。コントローラチップ２１０には、例えば、パルス送信回路２１１と、バッファ２１２及び２１３が集積されている。
【００１０】
パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮに応じて送信パルス信号Ｓ１１及びＳ２１を生成するパルスジェネレータである。より具体的に述べると、パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮがハイレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号Ｓ１１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ＩＮがローレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号Ｓ２１のパルス駆動を行う。すなわち、パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮの論理レベルに応じて、送信パルス信号Ｓ１１及びＳ２１のいずれか一方をパルス駆動する。
（【００１１】以降は省略されています）

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