(57)【要約】【課題】アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路の信号伝達精度を向上させる。【解決手段】信号伝達回路２２０は、パルス生成部２２３と、第１および第２の伝達部２２５，２２７と、ラッチ回路２２８とを備える。パルス生成部２２３は、アナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいて、第１および第２のパルスを生成して出力する。第１および第２の伝達部２２５，２２７は、パルス生成部２２３により生成された第１および第２のパルスを、電気的に絶縁しながらそれぞれ伝達する。ラッチ回路２２８は、第１および第２の伝達部２２５，２２７で伝達された第１および第２のパルスにより、アナログ信号をデューティとして出力する。パルス生成部２２３は、基準波の振幅の増減が切換わるときに、第１および第２のパルスについての追加パルスを出力する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路であって、
前記アナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいて、第１および第２のパルスを生成して出力するパルス生成部と、
電気的に絶縁しながら、生成された前記第１および第２のパルスをそれぞれ伝達する第１および第２の伝達部と、
前記第１の伝達部により伝達された前記第１のパルスに従って出力信号をオンにセットするとともに、前記第２の伝達部により伝達された前記第２のパルスに従って前記出力信号をオフにリセットして、前記アナログ信号をデューティとして出力するように構成されたラッチ回路とを備え、
前記パルス生成部は、前記基準波の振幅の増減が切換わるときに、前記第１および第２のパルスについての追加パルスを出力する、信号伝達回路。
【請求項２】
前記パルス生成部は、前記基準波の振幅が増加している間に前記基準波の振幅と前記アナログ信号の大きさとが一致したときに前記第１のパルスを生成し、前記基準波の振幅が減少している間に前記基準波の振幅と前記アナログ信号の大きさとが一致したときに前記第２のパルスを生成する、請求項１に記載の信号伝達回路。
【請求項３】
前記パルス生成部は、前記基準波の振幅が増加から減少に切換わるときに、前記第１のパルスについての追加パルスを出力し、前記基準波の振幅が減少から増加に切換わるときに、前記第２のパルスについての追加パルスを出力する、請求項２に記載の信号伝達回路。
【請求項４】
前記基準波の振幅は、上限値および下限値で定められる所定範囲内で増減し、
前記基準波の振幅が前記上限値に到達した場合に、前記基準波の振幅が増加から減少に切換得られ、前記基準波の振幅が前記下限値に到達した場合に、前記基準波の振幅が減少から増加に切換得られる、請求項３に記載の信号伝達回路。
【請求項５】
前記パルス生成部は、前記アナログ信号の大きさが前記上限値を上回った場合には、前記基準波の振幅が増加から減少に切換わっても、前記第１のパルスについての追加パルスの出力を行なわない、請求項４に記載の信号伝達回路。
【請求項６】
前記パルス生成部は、前記アナログ信号の大きさが前記下限値を下回った場合には、前記基準波の振幅が減少から増加に切換わっても、前記第２のパルスについての追加パルスの出力を行なわない、請求項４または５に記載の信号伝達回路。
【請求項７】
前記第１および第２の伝達部の各々は、トランスまたはフォトカプラを含んで構成される、請求項１に記載の信号伝達回路。
【請求項８】
前記パルス生成部は、前記第１および第２のパルスとして連続した複数のパルスを出力する、請求項１に記載の信号伝達回路。
【請求項９】
前記パルス生成部は、前記基準波の振幅が減少している間は前記第１のパルスの出力を停止し、前記基準波の振幅が増加している間は前記第２のパルスの出力を停止する、請求項８に記載の信号伝達回路。
【請求項１０】
請求項１に記載の信号伝達回路が集積化された、集積回路。
【請求項１１】
請求項１に記載の信号伝達回路を含む、電気機器。
【請求項１２】
アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路であって、
前記アナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいて、第１および第２のパルスを生成して出力するパルス生成部と、
電気的に絶縁しながら、生成された前記第１および第２のパルスをそれぞれ伝達する第１および第２の伝達部と、
前記第１の伝達部により伝達された前記第１のパルスに従って出力信号をオンにセットするとともに、前記第２の伝達部により伝達された前記第２のパルスに従って前記出力信号をオフにリセットして、前記アナログ信号をデューティとして出力するように構成されたラッチ回路とを備え、
前記パルス生成部は、前記第１および第２のパルスとして連続した複数のパルスを出力し、
前記パルス生成部は、前記基準波の振幅が減少している間は前記第１のパルスの出力を停止し、前記基準波の振幅が増加している間は前記第２のパルスの出力を停止する、信号伝達回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝達回路、集積回路およびそれを含む電気機器に関し、より特定的には、アナログ信号の信号伝達技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号を電気的に絶縁しながら伝達する場合に、伝達すべき信号に基づいて生成されたパルス信号を、パルストランスやフォトカプラなどを用いて伝達する手法が知られている。
【０００３】
特開２０１０−１０７６２号公報（特許文献１）は、パワー半導体の駆動用回路装置に用いられる信号伝達回路装置について、パルストランスを用いて制御入力信号を伝達するとともに、伝達された信号が制御入力信号を忠実に復元しているか否かを検出、監視する自己診断機能を備える構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する場合、伝達すべきアナログ信号と所定の周期および振幅を有する基準波との比較に基づいてパルス信号を生成し、そのパルス信号をパルストランス等を用いて伝達して、デジタル的なデューティ信号として復元する場合がある。
【０００６】
このようなアナログ信号を伝達する構成においては、当該基準波の振幅は、一般的には、伝達すべきアナログ信号の定格の使用範囲に対応して適宜設定される。ところが、たとえば、アナログ信号を生成するセンサなどの故障や、センサから当該信号伝達回路までの信号線の短絡や断線などが生じた場合には、信号伝達回路に入力されるアナログ信号が、基準波の振幅範囲外となってしまう場合がある。
【０００７】
このように、入力されるアナログ信号が基準波の振幅範囲外となった状態となった際に、ノイズ等によってパルス信号の一時的な伝達不良があわせて生じた場合には、入力されたアナログ信号の状態と、出力されるデューティ信号とが一致しなくなる場合が生じ得る。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路において、信号伝達精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による信号伝達回路は、パルス生成部と、第１および第２の伝達部と、ラッチ回路とを備え、アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する。パルス生成部は、アナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいて、第１および第２のパルスを生成して出力する。第１および第２の伝達部は、パルス生成部により生成された第１および第２のパルスを、電気的に絶縁しながらそれぞれ伝達する。ラッチ回路は、第１の伝達部により伝達された第１のパルスに従って出力信号をオンにセットするとともに、第２の伝達部により伝達された第２のパルスに従って出力信号をオフにリセットして、アナログ信号をデューティとして出力するように構成される。パルス生成部は、基準波の振幅の増減が切換わるときに、第１および第２のパルスについての追加パルスを出力する。
【００１０】
好ましくは、パルス生成部は、基準波の振幅が増加している間に基準波の振幅とアナログ信号の大きさとが一致したときに第１のパルスを生成し、基準波の振幅が減少している間に基準波の振幅とアナログ信号の大きさとが一致したときに第２のパルスを生成する路。
【００１１】
好ましくは、パルス生成部は、基準波の振幅が増加から減少に切換わるときに、第１のパルスについての追加パルスを出力し、基準波の振幅が減少から増加に切換わるときに、第２のパルスについての追加パルスを出力する。
【００１２】
好ましくは、基準波の振幅は、上限値および下限値で定められる所定範囲内で増減する。基準波の振幅が上限値に到達した場合に、基準波の振幅が増加から減少に切換得られ、基準波の振幅が下限値に到達した場合に、基準波の振幅が減少から増加に切換得られる。
【００１３】
好ましくは、パルス生成部は、アナログ信号の大きさが上限値を上回った場合には、基準波の振幅が増加から減少に切換わっても、第１のパルスについての追加パルスの出力を行なわない。
【００１４】
好ましくは、パルス生成部は、アナログ信号の大きさが下限値を下回った場合には、基準波の振幅が減少から増加に切換わっても、第２のパルスについての追加パルスの出力を行なわない。
【００１５】
好ましくは、第１および第２の伝達部の各々は、トランスまたはフォトカプラを含んで構成される。
【００１６】
好ましくは、パルス生成部は、第１および第２のパルスとして連続した複数のパルスを出力する。
【００１７】
好ましくは、パルス生成部は、基準波の振幅が減少している間は第１のパルスの出力を停止し、基準波の振幅が増加している間は第２のパルスの出力を停止する。
【００１８】
本発明による集積回路は、上記の信号伝達回路が集積化されたものである。
本発明による電気機器は、上記の信号伝達回路を含む。
【００１９】
本発明による信号伝達回路は、パルス生成部と、第１および第２の伝達部と、ラッチ回路とを備え、アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する。パルス生成部は、アナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいて、第１および第２のパルスを生成して出力する。第１および第２の伝達部は、パルス生成部により生成された第１および第２のパルスを、電気的に絶縁しながらそれぞれ伝達する。ラッチ回路は、第１の伝達部により伝達された第１のパルスに従って出力信号をオンにセットするとともに、第２の伝達部により伝達された第２のパルスに従って出力信号をオフにリセットして、アナログ信号をデューティとして出力するように構成される。パルス生成部は、第１および第２のパルスとして連続した複数のパルスを出力する。パルス生成部は、基準波の振幅が減少している間は第１のパルスの出力を停止し、基準波の振幅が増加している間は第２のパルスの出力を停止する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路において、信号伝達精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に従った信号伝達回路が用いられるモータ駆動システムの全体ブロック図である。
【図２】図１における温度モニタ回路の詳細を示す機能ブロック図である。
【図３】基準波との比較によりアナログ信号を伝達する一般的な手法を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図３の信号伝達手法における問題点を説明するための図である。
【図５】実施の形態１に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第１の図である。
【図６】実施の形態１に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第２の図である。
【図７】実施の形態１に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第３の図である。
【図８】実施の形態１に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第４の図である。
【図９】実施の形態２に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第１の図である。
【図１０】実施の形態２に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第２の図である。
【図１１】実施の形態２に従う信号伝達回路を用いた場合の信号伝達手法を説明するための第３の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２３】
［信号伝達回路の基本構成］
図１は、本実施の形態に従う信号伝達回路を含む信号伝達装置２００が適用される、モータ駆動システム１００の全体ブロック図である。モータ駆動システム１００は、たとえば、家電製品や電気自動車などに用いられる。なお、モータ駆動システム１００は、本実施の形態の信号伝達回路が適用される電気機器の一例であり、アナログ信号を絶縁しながら伝達する必要のある用途であれば、モータ駆動システム以外に対しても当該信号伝達回路が適用可能である。
【００２４】
図１を参照して、モータ駆動システム１００は、電源１１０と、電力変換装置１２０と、モータ１３０と、信号伝達装置２００と、制御装置３００とを備える。
【００２５】
電源１１０は、商用電源のような交流電源、あるいはバッテリなどの直流電源で構成される。
【００２６】
電力変換装置１２０は、代表的には電力用スイッチング素子を有するインバータやコンバータを含んで構成され、電源１１０から供給される電力を変換してモータ１３０を駆動する。
【００２７】
制御装置３００は、モータ１３０を駆動するための駆動信号を生成するとともに、電力変換装置１２０およびモータ１３０の異常を検出するための機能を有する。制御装置３００は、信号伝達装置２００を通して、上記の駆動信号を電力変換装置１２０へ送信するとともに、電力変換装置１２０および／またはモータ１３０の状態を示す信号を受信する。
【００２８】
信号伝達装置２００は、駆動信号伝達回路２１０と、温度モニタ回路２２０とを含む。駆動信号伝達回路２１０は、制御装置３００において、たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で生成された、スイッチング素子を駆動するためのゲート信号（デジタル信号）を受け、その受信したゲート信号を電力変換装置１２０へ出力する。
【００２９】
温度モニタ回路２２０は、電力変換装置１２０に設けられる温度センサ１２５から、温度を示すアナログ信号を受け、受信したアナログ信号に対応する信号を制御装置３００へ出力する。
【００３０】
図１に示すようなモータ駆動システムにおいては、比較的高電圧が用いられるモータ駆動部（電力変換装置１２０，モータ１３０）と、比較的低電圧が用いられる制御装置３００との間は、電気的に絶縁した状態で信号伝達を行なうことが望ましい。そのため、信号伝達装置２００に含まれる駆動信号伝達回路２１０および温度モニタ回路２２０において、受信側と送信側とを電気的に絶縁することが必要とされる場合がある。
【００３１】
電気的に絶縁しながら信号を伝達する手法としては、パルストランスやフォトカプラなどを用いて行なうことが知られている。この場合、一般的には、パルス状のデジタル信号によって信号が伝達される。
【００３２】
上述のように、温度モニタ回路２２０は、温度センサ１２５からアナログ信号を受信するので、パルストランスやフォトカプラなどを用いた信号伝達の場合には、受信したアナログ信号と予め定められた基準波との比較に基づいてデューティ信号を生成し、デジタル的に伝達する手法が用いられる場合がある。
【００３３】
図２は、本実施の形態の信号伝達回路の一例である、図１における温度モニタ回路２２０の詳細を説明するための機能ブロック図を示す。
【００３４】
図２を参照して、温度モニタ回路２２０は、比較部２２１と、基準波生成部２２２と、パルス生成部２２３と、励磁回路２２４，２２６と、伝達部２２５，２２７と、ラッチ回路２２８とを含む。
【００３５】
比較部２２１は、図１の温度センサ１２５から、電力変換装置１２０の温度を示すアナログ信号ＴＥＭＰを受ける。また、比較部２２１は、基準波生成部２２２で生成された基準波ＣＲを受ける。
【００３６】
基準波生成部２２２で生成される基準波ＣＲは、図３等で後述するように、たとえば、所定の周期および振幅を有する三角波の電圧信号である。基準波ＣＲは、たとえば、最高電圧ＶＨと最低電圧ＶＬとの間で振動する。この最高電圧ＶＨおよび最低電圧ＶＬは、比較部２２１において比較されるべきアナログ信号の定格範囲に対応する電圧に応じて設定される。
【００３７】
比較部２２１は、受信した温度信号ＴＥＭＰと基準波ＣＲとを比較し、その比較結果ＣＭＰをパルス生成部２２３へ出力する。
【００３８】
パルス生成部２２３は、比較部２２１からの比較結果ＣＭＰに基づいて、アナログ信号に対応するデューティ信号を生成するためのパルス信号を生成する。より具体的には、デューティ信号の立上がりを生成するための駆動信号ＰＬＳ＿Ａと、デューティ信号の立下がりを生成するための駆動信号ＰＬＳ＿Ｂとを生成する。パルス生成部２２３は、生成したパルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂを、それぞれ励磁回路２２４，２２６へ出力する。
【００３９】
励磁回路２２４，２２６は、パルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂに基づいて、伝達部２２５，２２７に含まれるパルストランスをそれぞれ励磁するための回路である。伝達部２２５，２２７においては、パルストランスにより、入力側と出力側とを電気的に絶縁しながらパルス信号を伝達することができる。
【００４０】
なお、伝達部は、電気的に絶縁しながらパルス信号を伝達することができれば、パルストランス以外の構成とすることもできる。たとえば、伝達部は、フォトカプラを用いて構成することも可能である。その場合には、励磁回路は省略されてもよいし、あるいは励磁回路に代えて増幅回路等が設けられてもよい。
【００４１】
伝達部２２５，２２７の出力側に伝達されたパルス信号は、ラッチ回路２２８へ出力される。
【００４２】
ラッチ回路２２８は、代表的にはフリップフロップで構成される。ラッチ回路２２８のセット入力（Ｓ）は、伝達部２２５によって伝達されたパルス信号ＰＬＳ＿Ａを受ける。また、ラッチ回路２２８のリセット入力（Ｒ）は、伝達部２２７によって伝達されたパルス信号ＰＬＳ＿Ｂを受ける。
【００４３】
ラッチ回路２２８は、セット入力（Ｓ）で受けたパルスの立上がりエッジにて、出力（Ｑ）から出力される出力信号ＳＩＧを論理ハイの状態に設定して保持する。一方、ラッチ回路２２８は、リセット入力（Ｒ）で受けたパルスの立上がりエッジにて、出力（Ｑ）から出力される出力信号ＳＩＧを論理ローの状態に設定して保持する。
【００４４】
ラッチ回路２２８は、パルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂに基づいて生成した出力信号ＳＩＧを制御装置３００へ出力する。
【００４５】
このように、温度モニタ回路２２０は、温度センサ１２５から受けたアナログ信号ＴＥＭＰを、電気的に絶縁しながらデジタル的なデューティ信号に変換して制御装置３００へ伝達する。
【００４６】
なお、図２で説明した信号伝達回路は集積回路として構成されてもよい。
［実施の形態１］
図３は、図２のような信号伝達回路において一般的に行なわれる信号伝達手法を説明するためのタイムチャートである。図３および以降の図４〜図１１においては、横軸には時間が示され、縦軸には、基準波と伝達すべきアナログ信号の電圧、パルス生成部２２３で生成されるパルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂ、およびラッチ回路２２８）の出力信号ＳＩＧが示される。
【００４７】
図２および図３を参照して、図３の最上段の図における波形Ｗ１０は基準波生成部２２２で生成される基準波ＣＲである。本実施の形態においては、基準波ＣＲは、最高電圧ＶＨおよび最低電圧ＶＬの間で所定の周期で振幅が増減する三角波の場合を例として説明するが、基準波ＣＲの他の例としては、たとえば正弦波や鋸波などを使用することも可能である。
【００４８】
波形Ｗ１１は、伝達すべきアナログ信号であり、図２の温度モニタ回路の例においては、温度センサ１２５（図１）で検出された電力変換装置１２０（図１）の温度ＴＥＭＰである。
【００４９】
上述のように、基準波ＣＲの最高電圧ＶＨおよび最低電圧ＶＬは、伝達すべきアナログ信号の定格使用電圧範囲に基づいて定められている。そのため、通常の場合であれば、検出された温度ＴＥＭＰは、基準波ＣＲの最高電圧ＶＨおよび最低電圧ＶＬの間で変動する。
【００５０】
そして、基準波ＣＲ（Ｗ１０）が最低電圧ＶＬから最高電圧ＶＨへと増加中に、温度ＴＥＭＰ（Ｗ１１）と一致するとき（図３中の時刻ｔ１１，ｔ１３，ｔ１５）において、パルス生成部２２３によってパルス信号ＰＬＳ＿Ａが生成される。
【００５１】
パルス生成部２２３から出力されたパルス信号ＰＬＳ＿Ａが、伝達部２２５を介してラッチ回路２２８へと伝達されると、ラッチ回路２２８にて出力信号ＳＩＧが論理ハイ（ＯＮ）に設定される。
【００５２】
一方、基準波ＣＲ（Ｗ１０）が最高電圧ＶＨから最低電圧ＶＬへと減少中に、温度ＴＥＭＰ（Ｗ１１）と一致するとき（図３中の時刻ｔ１２，ｔ１４，ｔ１６）において、パルス生成部２２３によってパルス信号ＰＬＳ＿Ｂが生成される。
【００５３】
そして、パルス生成部２２３から出力されたパルス信号ＰＬＳ＿Ｂが、伝達部２２７を介してラッチ回路２２８へと伝達されると、ラッチ回路２２８にて出力信号ＳＩＧが論理ロー（ＯＦＦ）に設定される。
【００５４】
このように、基準波ＣＲと伝達すべきアナログ信号との比較によって、アナログ信号の大きさに応じて論理ハイの持続時間が変化する出力信号ＳＩＧが生成される。すなわち、出力信号ＳＩＧは、基準波ＣＲの電圧が伝達すべきアナログ信号の電圧よりも大きくなる時間だけ論理ハイの状態となるデューティ信号であり、アナログ信号の電圧が大きくなるにつれてデューティが小さくなり、逆に、アナログ信号の電圧が小さくなるにつれてデューティが大きくなる。なお、アナログ信号の電圧の大小関係と温度ＴＥＭＰの大小関係については、使用する温度センサの特性に依存する。すなわち、温度が高くなるにつれて電圧が大きくなる場合、および温度が低くなるにつれて電圧が大きくなる場合の双方があり得、使用する温度センサの特性に合わせて適宜適合される。
【００５５】
制御装置３００は、温度モニタ回路２２０からの出力信号ＳＩＧのデューティを検出することによって、温度ＴＥＭＰを認識することができる。
【００５６】
このような信号伝達手法において、たとえば、温度センサの故障や配線の断線等によってアナログ信号の伝達経路がオープン状態となる異常が生じた場合を考える。一般的には、センサ信号を取込む場合には信号取込側の機器から電圧が供給されるため、伝達経路がオープン状態となると、入力電圧は図４の波形Ｗ２１のように、基準波ＣＲの変動範囲よりも大きい状態となり得る。
【００５７】
伝達経路がオープン状態となる時刻ｔ２４において入力信号が変化するときに、基準波ＣＲと点Ｐ２において交差するので、パルス生成部２２３からはパルス信号ＰＬＳ＿Ｂが出力される。
【００５８】
このとき、正常にパルス信号ＰＬＳ＿Ｂがラッチ回路２２８に伝達された場合には、図４中の破線の波形Ｗ２３のように、出力信号ＳＩＧが論理ロー（ＯＦＦ)、すなわちデューティ０％となるので、実際の入力電圧を適切に表わした状態となる。
【００５９】
ところが、たとえばノイズ等の影響によって、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂの伝達不良があわせて生じたような場合には、ラッチ回路２２８による出力信号ＳＩＧのリセットがされない。そして、異常発生以降は、基準波ＣＲと入力信号の電圧とが一致する状態が生じないため、出力信号ＳＩＧが論理ハイ（ＯＮ）の状態、すなわちデューティ１００％の状態が継続される（図４中の波形Ｗ２２）。これは、入力電圧が最低電圧ＶＬ以下である状態を示しており、実際の入力電圧の状態とは逆の傾向が示されることになる。
【００６０】
なお、入力電圧が正常な状態において、パルス信号の伝達不良が偶発した場合には、一時的に出力信号ＳＩＧが不正確な状態を示す場合がある。しかしながら、この場合には、基準波ＣＲの次の周期のパルス信号によって出力信号ＳＩＧが正常な状態に戻される。
【００６１】
また、図示はしないが、アナログ信号の伝達経路が短絡してクローズ状態となった場合には、入力電圧が基準波ＣＲの最低電圧ＶＬよりも小さくなるが、この場合にも、パルス信号が正しく伝達されない異常が併発した場合には、図４の場合と同様に、実際の入力電圧とは逆の傾向を示す出力信号ＳＩＧが、制御装置３００へ出力される場合が生じ得る。
【００６２】
このように伝達経路の異常とパルス信号の伝達不良が併発したような場合には、制御装置３００で検出される温度状態が実際とは大きく異なってしまい、それによって制御上の不具合が発生してしまうおそれがある。
【００６３】
そこで、本発明の実施の形態１においては、基準波ＣＲの振幅の増減の切換わりのタイミングで、追加的なパルス信号（以下、「追加パルス」とも称する。）を出力することによって、伝達経路の異常とパルス信号の伝達不良が併発した場合の信号伝達の信頼性を向上する。
【００６４】
図５は、実施の形態１に従った信号伝達手法を説明するためのタイムチャートである。以下、上述の図３と比較しながら図５を説明する。
【００６５】
図３および図５を参照して、図５において、基準波ＣＲ（Ｗ３０）の電圧の増加中に基準波ＣＲとアナログ信号（Ｗ３１）とが一致すると（図５中の時刻ｔ３１，ｔ３５，ｔ３９）パルス信号ＰＬＳ＿Ａが生成され、基準波ＣＲの電圧の減少中に基準波ＣＲとアナログ信号とが一致すると（図５中の時刻ｔ３３，ｔ３７，ｔ４１）パルス信号ＰＬＳ＿Ｂが出力されるのは、図３の場合と同様である。
【００６６】
図５においては、上記のタイミングに加えて、基準波ＣＲの電圧振幅が増加から減少に切換わるとき（図５中の時刻ｔ３２，ｔ３６，ｔ４０）には、パルス生成部２２３から追加パルスとしてパルス信号ＰＬＳ＿Ａが追加的に出力される。また、基準波ＣＲの電圧振幅が減少から増加に切換わるとき（図５中の時刻ｔ３４，ｔ３８）には、パルス生成部２２３から追加パルスとしてパルス信号ＰＬＳ＿Ｂが追加的に出力される。
【００６７】
たとえば、図５の時刻ｔ３５において、パルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良が発生した場合には、この時点において出力信号ＳＩＧが論理ハイに変化されないので、図３のような本実施の形態１の手法を適用しない場合であれば、次の周期のパルス信号ＰＬＳ＿Ａの出力タイミングである時刻ｔ３９まで、出力信号ＳＩＧは論理ローの状態が継続される。そのため、時刻ｔ３４からｔ３８までの１周期では、出力信号ＳＩＧのデューティは０％となるので、制御装置３００においては、アナログ信号の電圧が最高電圧ＶＨと等しい状態、すなわち温度センサ１２５で検出可能な最大温度として認識される。
【００６８】
一方で、本実施の形態１の手法を適用した場合には、時刻ｔ３５においてパルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良が生じても、基準波ＣＲの同一周期内の時刻ｔ３６においてパルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスが出力される。これによって、時刻ｔ３４からｔ３８までの１周期においては、時刻ｔ３６から時刻ｔ３７の間で出力信号ＳＩＧが論理ハイになり、デューティは０％よりも大きくなる。
【００６９】
このように、入力アナログ信号が正常範囲で変動している場合に、パルス信号の一時的な伝達不良が発生した場合でも、基準波ＣＲの同じ周期内で出力信号ＳＩＧの状態を正常な状態に戻すことができる。したがって、パルス信号の伝達不良が生じた場合でも、伝達される信号の誤差量を低減することができる。
【００７０】
次に、実施の形態１において、アナログ信号の伝達経路の異常とパルス信号の伝達不良とが併発した場合を、図６，図７を用いて説明する。図６はアナログ信号の伝達経路がオープン状態となった場合を示し、図７はアナログ信号の伝達経路がクローズ状態となった場合を示す。
【００７１】
まず、図６を参照して、図４における説明と同様に、時刻ｔ５７においてアナログ信号の伝達経路がオープン状態となり（図６中の波形Ｗ５１）、その際にパルス生成部２２３から出力されたパルス信号ＰＬＳ＿Ｂの伝達不良が生じた場合、出力信号ＳＩＧを論理ローとすることができず、出力信号ＳＩＧは論理ハイの状態のままとなる。
【００７２】
図４の場合には、その後にパルス信号が出力されないために、それ以降出力信号ＳＩＧは論理ハイの状態が継続される。しかしながら、実施の形態１の図６においては、基準波ＣＲの電圧振幅が次に減少から増加に切換わる時刻ｔ５８において、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂの追加パルスがパルス生成部２２３から出力され、これによって、出力信号ＳＩＧが正しい状態を示す論理ローに復帰する。
【００７３】
なお、実施の形態１においては、入力電圧が基準波ＣＲの最高電圧ＶＨを上回っている場合には、パルス生成部２２３は、さらに、パルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスの出力を停止する（図６中の時刻ｔ５９）。これは、パルス信号ＰＬＳ＿Ａおよびパルス信号ＰＬＳ＿Ｂの双方によって出力信号ＳＩＧの論理状態が不必要に切換わらないようにするためである。
【００７４】
より具体的には、上記のようにパルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスの出力を停止しなかった場合には、パルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスで出力信号ＳＩＧが論理ハイに切換わり、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂの追加パルスで出力信号ＳＩＧが論理ローに切換わるので、結果としてデューティ５０％の出力信号ＳＩＧが出力されてしまうことになる。そのため、入力電圧が基準波ＣＲの最高電圧ＶＨを上回っているデューティが０％となるべき状態であるときには、出力信号ＳＩＧを論理ローにするパルス信号の追加パルスのみを出力するようにする。
【００７５】
次に、図７を参照して、アナログ信号の伝達経路がクローズ状態となり、それとともにパルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良が生じた場合（図７中の時刻ｔ６５）、通常であれば出力信号ＳＩＧが論理ハイになるはずが、パルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良のために論理ローのままとなる。しかしながら、実施の形態１を適用することで、基準波ＣＲが次に増加から減少に切換わるタイミングである時刻ｔ６６にて、パルス生成部２２３からパルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスが出力されて、出力信号ＳＩＧが正しい状態を示す論理ハイの状態に切換わる。
【００７６】
さらに、入力電圧が基準波ＣＲの最低電圧ＶＬを下回っているため、パルス生成部２２３は、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂの追加パルスの出力を停止する（時刻ｔ６７，ｔ６９）。
【００７７】
このように、本実施の形態１を適用することで、システム動作中にアナログ信号の伝達経路の異常とパルス信号の伝達不良とが併発した場合に、伝達される信号の信頼性を向上することができる。
【００７８】
また、実施の形態１の手法を適用しない場合において、システムを最初に起動したタイミングで、すでにアナログ信号の伝達経路に異常が生じていると、パルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂのいずれも出力されないので、出力信号ＳＩＧは不定となり、システム起動時のデフォルトの状態のままとなる。
【００７９】
たとえば、図８のように、時刻ｔ７０においてシステムが起動された際に、すでにアナログ信号（Ｗ７１）が基準波ＣＲ（Ｗ７０）の最低電圧ＶＬを下回っていた場合、出力信号ＳＩＧのデフォルト状態が論理ローのときには、本来、出力信号ＳＩＧのデューティは１００％（論理ハイ）となるべきところが、デフォルトの論理ローの状態のままとなる。
【００８０】
このような状態において、実施の形態１の手法を適用しない場合には、論理ローの状態が継続し、実際の入力電圧の状態と出力信号ＳＩＧの状態とが不一致となる。
【００８１】
実施の形態１の手法を適用した場合には、入力電圧が基準波ＣＲの最低電圧ＶＬを下回っているので、基準波ＣＲの電圧振幅が増加から減少に切換わるタイミングでパルス信号ＰＬＳ＿Ａの追加パルスが出力される（図８中の時刻ｔ７１，ｔ７３，ｔ７５）。これによって、出力信号ＳＩＧが正しい状態を示す論理ハイの状態に切換わる。
【００８２】
以上のように、実施の形態１に従う信号伝達回路においては、基準波の振幅の増減が切換わるタイミングで追加パルスが追加的に出力されるとともに、入力信号が基準波の振幅の変動範囲外となる場合には、振幅の最大値を上回っているか、あるいは最小値を下回っているかに応じて、対応する一方の追加パルスの出力を停止するように動作する。これによって、パルス信号の伝達不良、および／または、伝達すべきアナログ信号の伝達経路の異常が生じた場合の、信号伝達精度を向上することができる。
【００８３】
［実施の形態２］
実施の形態２においては、パルス信号の一時的な伝達不良による影響を低減するために、パルス信号を出力するタイミングにおいて、１つ以上の追加パルス（以下、「バックアップパルス」とも称する。）を連続的に出力する信号伝達手法について説明する。
【００８４】
図９は、実施の形態２の従う信号伝達手法を説明するためのタイムチャートである。図９を参照して、実施の形態２においては、基準波ＣＲの電圧（Ｗ８０）とアナログ信号の電圧（Ｗ８１)とが一致する時点において、パルス生成部２２３から複数のパルス信号ＰＬＳ＿Ａ，ＰＬＳ＿Ｂが出力される。これによって、パルス信号の一時的な伝達不良が発生した場合でも、その後に連続的に出力されるバックアップパルスによって、出力信号ＳＩＧを正しい状態に復帰させることができる。
【００８５】
より具体的には、たとえば、図９の時刻ｔ８３において出力されるパルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良が生じた場合でも、直後の時刻ｔ８４に出力されるバックアップパルスによって、出力信号ＳＩＧを論理ハイの正しい状態にすることができる。
【００８６】
一方で、このようなバックアップパルスを用いて、パルス信号の伝達不良を補償する手法においては、次のような課題が生じる可能性がある。
【００８７】
たとえば、図１０に示されるように、入力されるアナログ信号の電圧が基準波ＣＲの最高電圧ＶＨに近接したような場合、パルス信号ＰＬＳ＿Ａを出力後、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂを出力するまでの期間が非常に短くなる。そうすると、パルス信号ＰＬＳ＿Ａのバックアップパルスが出力されている間に、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂの出力タイミングが到来してしまう。そうすると、パルス信号ＰＬＳ＿Ａのバックアップパルスの出力完了後のパルス信号ＰＬＳ＿Ｂのバックアップパルスで出力信号ＳＩＧが論理ローに切換えられる。
【００８８】
すなわち、本来であれば、出力信号ＳＩＧは、時刻ｔ９１から時刻ｔ９２までの間だけ論理ハイとなるべきところが、時刻ｔ９２から時刻ｔ９３までの間は、互いのバックアップパルスの状態により論理状態が変動し得るので、かえって出力信号ＳＩＧのデューティが不正確となってしまう場合がある。
【００８９】
なお、図示しないが、アナログ信号の電圧が基準波の最低電圧ＶＬに近接した場合も同様であり、この場合には、パルス信号ＰＬＳ＿Ｂを出力後、パルス信号ＰＬＳ＿Ａを出力するまでの期間が短くなり、出力信号ＳＩＧが論理ハイになるタイミングが影響される。
【００９０】
このような状態に対処するために、実施の形態２においては、図１１に示されるように、基準波ＣＲの電圧振幅の増減状態に応じたバックアップパルスのマスク処理がさらに実行される。より具体的には、基準波ＣＲの電圧振幅が増加している場合はパルス信号ＰＬＳ＿Ｂのバックアップパルスが出力されないようにマスク処理が行なわれ、電圧振幅が減少している場合はパルス信号ＰＬＳ＿Ａのバックアップパルスが出力されないようにマスク処理が行なわれる。
【００９１】
図１１は、図１０に示した場合に、上記のマスク処理機能を付加した場合のタイムチャートである。時刻ｔ１においてパルス信号ＰＬＳ＿Ａが出力されて、出力信号ＳＩＧが論理ハイに切換えられる。その後、引き続いてパルス信号ＰＬＳ_Ａのバックアップパルスが出力されるはずであるが、基準波ＣＲ（Ｗ１００）の電圧振幅が減少しはじめるために、パルス信号ＰＬＳ_Ａのバックアップパルスのマスク処理が実行される。これによって、パルス信号ＰＬＳ＿Ａのバックアップパルスの出力が停止される。
【００９２】
その後、時刻ｔ２においてパルス信号ＰＬＳ＿Ｂ、およびそれに引き続いてパルス信号ＰＬＳ＿Ｂのバックアップパルスが出力される。これによって、出力信号ＳＩＧのデューティが正しい状態となる。
【００９３】
なお、図１１の状態において、仮にパルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良が生じた場合、出力信号ＳＩＧが論理ハイに切換わらず、デューティが０％となるおそれがある。しかしながら、このようにバックアップパルスがマスク処理によって出力されなくなる場合は、もともとアナログ信号の電圧が、基準波ＣＲの最高電圧に近接している状態、すなわちデューティが０％に近い状態であるため、パルス信号ＰＬＳ＿Ａの伝達不良による影響は比較的小さくなる。
【００９４】
以上のように、図２で示したような、アナログ信号を電気的に絶縁しながら伝達する信号伝達回路において、パルス信号を連続する１つ以上のバックアップパルスとともに出力し、さらに、基準波の増減に応じて適宜バックアップパルスのマスク処理を実行することによって、パルス信号の伝達不良による影響を低減し、出力信号の信号伝達精度を向上させることができる。
【００９５】
なお、実施の形態２は単独で用いられてもよいし、実施の形態１と組み合わせて用いられてもよい。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべ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る。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１００  モータ駆動システム、１１０  電源、１２０  電力変換装置、１２５  温度センサ、１３０  モータ、２００  信号伝達装置、２１０  駆動信号伝達回路、２２０  温度モニタ回路、２２１  比較部、２２２  基準波生成部、２２３  パルス生成部、２２４，２２６  励磁回路、２２５，２２７  伝達部、２２８  ラッチ回路、３００  制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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