信号传递电路以及具备该电路的电力变换装置制造方法及图纸

信号传递电路(1000)在与绝缘变压器(10)的第1线圈(110)连接的第1电路(100)、和与第2线圈(210)连接的第2电路(200)这两者中，具备发送电路(120、220)、接收电路(130、230)、线圈侧的切换电路(140、240)、输入输出侧的切换电路(150、250)、异常检测电路(160、260)、延迟电路(170、270)、以及方向控制部(180、280)。信号传递电路(1000)通过方向控制部(180、280)控制切换电路(150、250)而切换输入输出的信号方向，通过切换电路(140、240)切换发送和接收。使接收到的信号通过延迟电路(170、270)延迟而返回到发送侧，通过异常检测电路(160、260)进行异常检测而进行自诊断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号传递电路以及具备该电路的电力变换装置
本专利技术涉及具有自诊断功能并经由变压器传递信号的信号传递电路、以及具备该电路的电力变换装置。
技术介绍
例如，以下示出在对三相交流马达等进行驱动控制的逆变器中，在逆变器内的电力半导体开关元件的驱动电路装置中使用的以往的信号传递电路。作为以往的信号传递电路的信号传递电路装置具有主路径和自诊断功能，具备：信号输入端子，被输入控制输入信号；发送脉冲生成电路，生成与控制输入信号同步的发送脉冲信号；第1信号传递电路，将发送脉冲信号传递给后级；第1接收电路，接收从该第1信号传递电路输出了的发送脉冲信号，并且，恢复为与控制输入信号大致等价的信号；信号输出端子，将该恢复了的信号作为控制输出信号输出；反馈脉冲发送电路，生成与控制输出信号同步的反馈脉冲信号；第2信号传递电路，将反馈脉冲信号传递给后级；以及第2接收电路，接收控制输入信号以及反馈脉冲信号，并且，比较控制输入信号、和根据反馈脉冲信号进行了波形整形的信号。另外，主路径以及自诊断功能分别以上述第1信号传递电路以及上述第2信号传递电路为边界而分成发送侧和接收侧，上述第1信号传递电路以及上述第2信号传递电路的各主电路分别具备光耦合器、变压器(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2010-10762号公报
技术实现思路
以往的信号传递电路如以上那样构成，所以在主路径中使用的第1信号传递电路、和在自诊断功能中使用的第2信号传递电路中，分别需要利用光耦合器、变压器的绝缘元件。因此，对于实现电路结构的简化、电路面积、安装面积的降低化是有界限的，难以降低成本。本专利技术是为了消除上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种具备自诊断功能，促进了电路结构的简化以及电路面积、安装面积的降低化的低成本的信号传递电路、以及具备该电路的电力变换装置。本专利技术提供一种信号传递电路，具备具有第1线圈以及第2线圈的绝缘变压器、与所述第1线圈连接的第1电路、和与所述第2线圈连接的第2电路，传递对所述第1电路输入的第1输入信号而从所述第2电路作为第2输出信号来输出。所述第1电路具备：第1发送电路，根据输入的信号A的逻辑值的变化，生成并输出向所述第1线圈的发送信号；第1接收电路，接收来自所述第1线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第1切换电路，在所述第1发送电路与所述第1接收电路之间切换所述第1线圈的连接目的地；以及第1异常检测电路，将来自所述第1接收电路的输出信号与对所述第1发送电路输入的所述信号A进行比较，检测异常并输出第1异常信号。所述第2电路具备：第2发送电路，根据输入的信号B的逻辑值的变化，生成并输出向所述第2线圈的发送信号；第2接收电路，接收来自所述第2线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第2切换电路，在所述第2发送电路与所述第2接收电路之间切换所述第2线圈的连接目的地；以及第2延迟电路，输出使来自所述第2接收电路的输出信号延迟了设定时间而得到的延迟信号。并且，将对所述第1电路输入的所述第1输入信号作为所述信号A输入到所述第1发送电路，通过所述第2电路的所述第2接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第1发送电路的发送信号，将该第2接收电路的输出信号作为所述第2输出信号而从所述第2电路输出，并且将由所述第2电路的所述第2延迟电路延迟而得到的所述延迟信号作为所述信号B输入到所述第2发送电路，通过所述第1电路的所述第1接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第2发送电路的发送信号，根据所述第1接收电路的输出信号以及所述信号A从所述第1电路输出所述第1异常检测电路所输出的所述第1异常信号。本专利技术提供一种电力变换装置，具备：电力半导体开关元件；驱动电路，驱动所述电力半导体开关元件；控制部，生成控制所述电力半导体开关元件的控制信号；以及信号传递电路，连接于所述控制部与所述驱动电路之间，使所述控制部和所述驱动电路绝缘，将来自所述控制部的控制信号传递给所述驱动电路。所述信号传递电路具备：具有第1线圈以及第2线圈的绝缘变压器、与所述第1线圈连接的第1电路、和与所述第2线圈连接的第2电路。所述第1电路具备：第1发送电路，根据输入的信号A的逻辑值的变化，生成并输出向所述第1线圈的发送信号；第1接收电路，接收来自所述第1线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第1切换电路，在所述第1发送电路与所述第1接收电路之间切换所述第1线圈的连接目的地；以及第1异常检测电路，将来自所述第1接收电路的输出信号与对所述第1发送电路输入的所述信号A进行比较，检测异常并输出第1异常信号。所述第2电路具备：第2发送电路，根据输入的信号B的逻辑值的变化，生成并输出向所述第2线圈的发送信号；第2接收电路，接收来自所述第2线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第2切换电路，在所述第2发送电路与所述第2接收电路之间切换所述第2线圈的连接目的地；以及第2延迟电路，输出使来自所述第2接收电路的输出信号延迟了设定时间而得到的延迟信号。并且，将对所述第1电路输入的来自所述控制部的控制信号作为所述信号A输出到所述第1发送电路，通过所述第2电路的所述第2接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第1发送电路的发送信号，将该第2接收电路的输出信号从所述第2电路输出到所述驱动电路，并且将由所述第2电路的所述第2延迟电路延迟而得到的所述延迟信号作为所述信号B输入到所述第2发送电路，通过所述第1电路的所述第1接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第2发送电路的发送信号，根据所述第1接收电路的输出信号以及所述信号A，将所述第1异常检测电路所输出的所述第1异常信号从所述第1电路输出到所述控制部。本专利技术的信号传递电路如上述那样构成，所以能够提供能够使用公共的绝缘变压器来实现信号传递以及自诊断，是简略且降低了电路面积、安装面积的电路结构且具备自诊断功能的低成本的信号传递电路。另外，本专利技术的电力变换装置如上述那样构成，所以能够通过具备自诊断功能并且简略且小型的电路结构来实现从控制部对与控制部绝缘了的驱动电路传递控制信号的信号传递电路，能够促进控制信号的信号传递的可靠性高且控制性提高了的电力变换装置的小型化、低成本化。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的信号传递电路的概略结构的框图。图2是示出本专利技术的实施方式1的信号传递电路的第1电路的结构的图。图3是示出本专利技术的实施方式1的信号传递电路的第2电路的结构的图。图4是将本专利技术的实施方式1的电力变换装置应用于马达控制的结构图。图5是示出本专利技术的实施方式1的信号传递电路的动作波形的图。图6是示出本专利技术的实施方式1的发送电路内的上升沿边缘检测部的电路结构的图。图7是示出本专利技术的实施方式1的发送电路内的上升沿边缘检测部的动作波形的图。图8是示出本专利技术的实施方式1的发送电路内的下降沿边缘检测部的电路结构的图。图9是示出本专利技术的实施方式1的发送电路内的下降沿边缘检测部的动作波形的图。图10是示出本专利技术的实施方式1的异常检测电路的电路结构的图。图11是示出本专利技术的实施方式1的异常检测电路的动作波形的图。图12是示出本专利技术的实施方式1的接收电路的电路结构的图。图13是示出本专利技术的实施方式2的信号传递电路的概略结构的框图。图14是示出本专利技术的实施方式2的信号传递电路的第1电路的结构的图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号传递电路，具备具有第1线圈以及第2线圈的绝缘变压器、与所述第1线圈连接的第1电路、和与所述第2线圈连接的第2电路，传递对所述第1电路输入的第1输入信号而从所述第2电路作为第2输出信号来输出，所述信号传递电路的特征在于，所述第1电路具备：第1发送电路，根据输入的信号A的逻辑值的变化，生成并输出向所述第1线圈的发送信号；第1接收电路，接收来自所述第1线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第1切换电路，在所述第1发送电路与所述第1接收电路之间切换所述第1线圈的连接目的地；以及第1异常检测电路，将来自所述第1接收电路的输出信号与对所述第1发送电路输入的所述信号A进行比较，检测异常并输出第1异常信号，所述第2电路具备：第2发送电路，根据输入的信号B的逻辑值的变化，生成并输出向所述第2线圈的发送信号；第2接收电路，接收来自所述第2线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第2切换电路，在所述第2发送电路与所述第2接收电路之间切换所述第2线圈的连接目的地；以及第2延迟电路，输出使来自所述第2接收电路的输出信号延迟了设定时间而得到的延迟信号，将对所述第1电路输入的所述第1输入信号作为所述信号A输入到所述第1发送电路，通过所述第2电路的所述第2接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第1发送电路的发送信号，将该第2接收电路的输出信号作为所述第2输出信号而从所述第2电路输出，并且将由所述第2电路的所述第2延迟电路延迟而得到的所述延迟信号作为所述信号B输入到所述第2发送电路，通过所述第1电路的所述第1接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第2发送电路的发送信号，根据所述第1接收电路的输出信号以及所述信号A从所述第1电路输出所述第1异常检测电路所输出的所述第1异常信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.20 JP 2013-0574451.一种信号传递电路，具备具有第1线圈以及第2线圈的绝缘变压器、与所述第1线圈连接的第1电路、和与所述第2线圈连接的第2电路，传递对所述第1电路输入的第1输入信号而从所述第2电路作为第2输出信号来输出，所述信号传递电路的特征在于，所述第1电路具备：第1发送电路，根据输入的信号A的逻辑值的变化，生成并输出向所述第1线圈的发送信号；第1接收电路，接收来自所述第1线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第1切换电路，在所述第1发送电路与所述第1接收电路之间切换所述第1线圈的连接目的地；以及第1异常检测电路，将来自所述第1接收电路的输出信号与对所述第1发送电路输入的所述信号A进行比较，检测异常并输出第1异常信号，所述第2电路具备：第2发送电路，根据输入的信号B的逻辑值的变化，生成并输出向所述第2线圈的发送信号；第2接收电路，接收来自所述第2线圈的信号并解调为逻辑值的二值信号而输出；第2切换电路，在所述第2发送电路与所述第2接收电路之间切换所述第2线圈的连接目的地；以及第2延迟电路，输出使来自所述第2接收电路的输出信号延迟了设定时间而得到的延迟信号，将对所述第1电路输入的所述第1输入信号作为所述信号A输入到所述第1发送电路，通过所述第2电路的所述第2接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第1发送电路的发送信号，将该第2接收电路的输出信号作为所述第2输出信号而从所述第2电路输出，并且将由所述第2电路的所述第2延迟电路延迟而得到的所述延迟信号作为所述信号B输入到所述第2发送电路，通过所述第1电路的所述第1接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第2发送电路的发送信号，将所述第1异常检测电路根据所述第1接收电路的输出信号以及所述信号A输出的所述第1异常信号从所述第1电路输出。2.根据权利要求1所述的信号传递电路，其特征在于，根据所述信号A的逻辑值的变化，控制所述第1切换电路，根据所述信号B的逻辑值的变化，控制所述第2切换电路，在所述第1切换电路对所述第1发送电路进行切换选择的期间中，所述第2切换电路对所述第2接收电路进行切换选择，在所述第2切换电路对所述第2发送电路进行切换选择的期间中，所述第1切换电路对所述第1接收电路进行切换选择。3.根据权利要求1所述的信号传递电路，其特征在于，所述第1电路还具备：第1延迟电路，输出使来自所述第1接收电路的输出信号延迟了设定时间而得到的延迟信号；以及第3切换电路，在所述第1输入信号与来自所述第1延迟电路的所述延迟信号之间切换选择对所述第1发送电路输入的所述信号A，并且在选择该延迟信号时将来自所述第1接收电路的输出信号作为第1输出信号从所述第1电路输出，所述第2电路还具备：第2异常检测电路，将来自所述第2接收电路的输出信号与对所述第2发送电路输入的所述信号B进行比较，检测异常并输出第2异常信号；以及第4切换电路，在对所述第2电路输入的第2输入信号与来自所述第2延迟电路的所述延迟信号之间切换选择对所述第2发送电路输入的所述信号B，并且在选择该延迟信号时将来自所述第2接收电路的输出信号作为所述第2输出信号从所述第2电路输出，所述信号传递电路具有双向的信号传递功能，如果将对所述第2电路输入的所述第2输入信号作为所述信号B输入到所述第2发送电路，则通过所述第1电路的所述第1接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第2发送电路的发送信号，将该第1接收电路的输出信号作为所述第1输出信号从所述第1电路输出，并且将由所述第1电路的所述第1延迟电路延迟而得到的所述延迟信号作为所述信号A输入到所述第1发送电路，通过所述第2电路的所述第2接收电路经由所述绝缘变压器接收来自该第1发送电路的发送信号，将所述第2异常检测电路根据所述第2接收电路的输出信号以及所述信号B输出的所述第2异常信号从所述第2电路输出。4.根据权利要求3所述的信号传递电路，其特征在于，在所述第3切换电路选择所述第1输入信号的期间中，所述第4切换电路选择来自所述第2延迟电路的所述延迟信号，在所述第3切换电路选择来自所述第1延迟电路的所述延迟信号的期间中，所述第4切换电路选择所述第2输入信号。5.根据权利要求3所述的信号传递电路，其特征在于，根据所述信号A的逻辑值的变化，控制所述第1切换电路，根据所述信号B的逻辑值的变化，控制所述第2切换电路，在所述第1切换电路对所述第1发送电路进行切换选择的期间中，所述第2切换电路对所述第2接收电路进行切换选择，在所述第2切换电路对所述第2发送电路进行切换选择的期间中，所述第1切换电路对所述第1接收电路进行切换选择。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的信号传递电路，其特征在于，所述第1接收电路、所述第2接收电路分别在输入侧具备电容器，经由该各电容器接收来自所述第1线圈、所述第2线圈的信号。7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的信号传递电路，其特征在于，所述第1发送电路将还检测到检测所述信号A的上升沿、下降沿而生成了的各第1边缘检测信号中的上升沿而得到的2种信号分别发送到所述第1线圈的一端、另一端，所述第2发送电路将还检测到检测所述信号B的上升沿、下降沿而生成了的各第2边缘检测信号中的上升沿而得到的2种信号分别发送到所述第2线圈的一端、另一端，所述第1接收电路接收来自所述第1线圈的一端、另一端的各信号而生成二值信号，所述第2接收电路接收来自所述第2线圈的一端、另一端的各信号而生成二值信号。8.根据权利要求7所述的信号传递电路，其特征在于，所述第1发送电路生成的所述第1边缘检测信号控制所述第1切换电路，所述第2发送电路生成的所述第2边缘检测信号控制所述第2切换电路，不存在所述第1边缘检测信号和所述第2边缘检测信号重叠的期间。9.根据权利要求1或者2所述的信号传递电路，其特征在于，所述第1异常检测电路在来自所述第1接收电路的输出信号的上升沿、下降沿的各定时下，通过与所述信号A的比较，检测异常并输出各异常检测信号，并且输出所述第1异常信号，所述第1电路具备根据所述各异常检测信号生成异常修正信号而发送到所述第1线圈的第1辅助发送电路，从来自所述第1发送电路以及所述第1辅助发送电路这两者发送到所述第1线圈。10.根据权利要求9所述的信号传递电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸熊健一，富泽淳，内田哲也，西川和康，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP