(57)【要約】オプトカプラ回路１０は、フォトＬＥＤ２０と並列接続するスイッチ２２を含み、フォトＬＥＤ２０はアノード及びカソードを有する。アノードは減結合コンデンサ２８を介して電源に接続される。オプトカプラ回路は、スイッチが開放位置にあるときフォトＬＥＤをオンにするよう構成される。スイッチが閉じているときは、スイッチ２２は電流の流れの向きを、直列抵抗器３２を経由して接地へ向けるようにし、電流の流れを分流してフォトＬＥＤから離すことでフォトＬＥＤをオフにする。第２のコンデンサ３８は、フォトＬＥＤのカソードへ接続される。第２のコンデンサは、第２のスイッチ４０及び接地へ接続された電流制限抵抗器４２と直列に配線される。第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ４０は、カソードが接続されたコンデンサ３８の放電を回避するために相補状態で動作する。開示されるオプトカプラ回路１０は、より高レベルのコモンモード電圧過渡現象で機能する性能を提供する。
2013517740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスイッチとフォト発光ダイオード（ＬＥＤ）とを含み、前記第１のスイッチはフォトＬＥＤと並列接続され、
前記フォトＬＥＤのアノードは前記第１のスイッチへ接続され、前記第１のスイッチは、前記第１のスイッチが開いているとき前記フォトＬＥＤを作動するよう構成され、そして
前記フォトＬＥＤのカソードは第１の抵抗器を介して接地へ接続され、
前記フォトＬＥＤの前記カソードはさらに、第２のスイッチと第２のコンデンサと第２の抵抗器と直列に接地へ接続され、
ここで前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとは、前記第２のコンデンサが放電することを防止するために相補状態で動作するよう構成される、
オプトカプラ回路。
【請求項２】
前記第１のスイッチは、前記フォトＬＥＤを非作動するために、前記フォトＬＥＤからの電流の流れを分路するよう構成される、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項３】
前記第１のスイッチを流れる分路電流は、前記第１の抵抗器を流れて接地へ至る、請求項２記載のオプトカプラ回路。
【請求項４】
前記フォトＬＥＤの前記カソードへ直接接続される前記第２のコンデンサをさらに含む、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項５】
前記第２の抵抗器と直列で前記第２のスイッチへ接続される前記第２のコンデンサをさらに含み、前記第２の抵抗器は、前記第２のスイッチを経由して接地へ流れる電流を制限するよう構成される、請求項４記載のオプトカプラ回路。
【請求項６】
前記第２のコンデンサは、約０．１マイクロファラッド（μｆ）の静電容量を有する、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項７】
前記第２の抵抗器は、約１５オーム（Ω）の抵抗を有する、請求項６記載のオプトカプラ回路。
【請求項８】
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとが相補して動作する前記状態は、前記第２のコンデンサが充電と放電とを繰り返すことを防止するよう構成される、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項９】
前記第２のコンデンサは、前記第１のスイッチが開いており前記第２のスイッチが閉じているとき、前記フォトＬＥＤの最初の作動の間に充電し、
前記第２の抵抗器は、前記フォトＬＥＤの最初の作動の間に前記フォトＬＥＤと第２のコンデンサとを流れるピーク電流を制限するよう構成される、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項１０】
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチのそれぞれは、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの他方が切断する前に接触するよう構成される、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項１１】
前記第２の抵抗器は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを流れるピーク電流を所定のレベルに制限するためのあらかじめ選択される抵抗を有し、前記所定のレベルは、前記フォトＬＥＤの特定の電流定格の範囲内である、請求項１０記載のオプトカプラ回路。
【請求項１２】
前記フォトＬＥＤを流れる電流レベルは、前記第２のコンデンサが充電されるときに前記第１の抵抗器の抵抗値により決定される、請求項１記載のオプトカプラ回路。
【請求項１３】
前記第２のコンデンサは、低い漏れ電流タイプのコンデンサを含む、請求項１記載のオプトカプラ。
【請求項１４】
前記フォトＬＥＤの前記アノードへ接続され、電源と並列した第１のコンデンサをさらに含み、前記第１のコンデンサは、誘導される電流のための接地への分路を提供して、前記フォトＬＥＤの偶発的な作動又は非作動を防止するよう構成される、請求項１記載のオプトカプラ。
【請求項１５】
前記第１のコンデンサは、約０．１マイクロファラッド（μｆ）の静電容量を含む、請求項１４記載のオプトカプラ。
【請求項１６】
第１のスイッチと第２のスイッチとを含む相補スイッチ集積回路と、ここで前記第１のスイッチと前記第２のスイッチは相補状態で動作するよう構成され、
オプトカプラ回路と、とを含み、
前記オプトカプラ回路は、
フォト発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトトランジスタと、
前記第１のスイッチが開いているとき前記フォトＬＥＤを作動するように構成された前記第１のスイッチへ接続された前記フォトＬＥＤのアノードと、
第１の抵抗器を介して接地へ接続された前記フォトＬＥＤのカソードと、を含み、
前記フォトＬＥＤの前記カソードはさらに、第２のスイッチと第２のコンデンサと第２の抵抗器と直列に接地へ接続され、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチは、前記第２のコンデンサを放電から防止するために相補状態で動作するよう構成される、
ゲートドライバ回路。
【請求項１７】
前記相補スイッチ集積回路は、一対のブレークビフォメーク型の相補スイッチを含み、前記相補スイッチは、約３２ナノ秒の動作遅延を有する、請求項１６記載のゲートドライバ回路。
【請求項１８】
前記オプトカプラ回路は、単一チャネル高速オプトカプラを含む、請求項１６記載のゲートドライバ回路。
【請求項１９】
前記相補スイッチは、通常閉スイッチと通常開スイッチとをさらに含み、前記通常閉スイッチは前記フォトＬＥＤの両端間に接続され、前記通常開スイッチはカソードコンデンサと電流制限抵抗器との間に接続される、請求項１６記載のゲートドライバ回路。
【請求項２０】
電源をさらに含み、前記フォトＬＥＤの前記アノードは前記電源と接続される、請求項１６記載のゲートドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［0002］本出願は、一般に高電圧回路及び／又は高電力回路を有するアプリケーションでオプトカプラを用いることに関する。より詳細には、本出願は、オプトカプラの入出力間に大きなコモンモード電圧過渡現象を発生させる、変速駆動装置のゲートドライバ回路又は基板に、電気絶縁を提供するためにオプトカプラを用いるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連する出願に対する相互参照
［0001］本願は、２０１０年１月１９日に出願された「ゲートドライバのためのオプトカプラ回路（ＯＰＴＯＣＯＵＰＬＥＲ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＦＯＲ  ＧＡＴＥ  ＤＲＩＶＥＲ）」と題される米国特許仮出願番号第６１／２９６，２２０号の優先権とその利益を主張するものであり、その出願の内容全体を参照により援用する。
【０００３】
［0003］オプトカプラは、フォト発光ダイオード（ＬＥＤ）及び光検出器を含むか、又はＬＥＤ及び光検出器間にフォトトランジスタを含む。オプトカプラは、２つの回路を絶縁するために用いることができる。オプトカプラが高電圧回路及び／又は高電力回路のためのゲートドライバアプリケーションに用いられるときは、オプトカプラの絶縁側は高電圧のコモンモード過渡現象にさらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
［0004］オプトカプラは、マイクロ秒あたり数十キロボルト（ＫＶ／μｓ）の幅のコモンモード耐性定格（ｃｏｍｍｏｎ  ｍｏｄｅ  ｉｍｍｕｎｉｔｙ  ｒａｔｉｎｇ）を有する。コモンモード電圧過渡現象がコモンモード耐性定格を超えると、オプトカプラは故障する場合がある。オプトカプラが故障すると、フォトＬＥＤは意図せずにオン又はオフに切り替えられることがある。例えば変速駆動装置（ＶＳＤ）のゲートドライバなどの高感度のアプリケーションでは、オプトカプラが意図せずにスイッチングされると、ゲートされた絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のＤＣリンク電圧の破壊的なシュートスルーが生じることがある。
【０００５】
［0005］オプトカプラでは、フォトＬＥＤ及び光検出器は電気的に結合されてはいない。フォトＬＥＤ及び光検出器の間に容量性結合が生じ得る。結合容量は、フォトＬＥＤのアノード及びカソードのそれぞれ、並びにオプトカプラの出力の間に接続されたコンデンサとして表される。そのため、コモンモード電圧に大きな過渡現象があると、フォトＬＥＤのアノード又はカソードへの電流の流入又はそこからの電流の流出が生じ得る。コモンモード電圧過渡現象によるこの追加的な電流がフォトＬＥＤを誤動作させる可能性、例えば意図せずに光検出器をオン又はオフにする等、がある。
【０００６】
［0006］開示するシステム及び／又は方法の意図する利点は、これらの必要性の１又は複数を満たすか、又は他の有利な特徴を提供する。他の特徴及び利点は本明細書で明らかにする。開示する教示は、本請求項の範囲内にある実施形態にまで及び、これには該実施形態が前述した１又は複数の必要性を達成するものか否かは関係しない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［0007］本発明はオプトカプラ回路を対象とする。オプトカプラ回路は、フォト発光ダイオード（ＬＥＤ）が偶発的にオン又はオフの状態にされることを最小限に抑えるよう構成される。オプトカプラ回路は、フォトＬＥＤと並列接続された第１のスイッチを備える。フォトＬＥＤのアノードは電源に接続され、フォトＬＥＤは第１のスイッチが開いているときに作動する。フォトＬＥＤのカソードは第１の抵抗器を介して接地へ接続される。フォトＬＥＤのカソードも、第２のスイッチ、第２のコンデンサ、及び第２の抵抗器と直列で接地に接続される。第１のスイッチ及び第２のスイッチは、第２のコンデンサの放電を回避するために相補状態で動作するよう構成される。
【０００８】
［0008］本発明はさらに、相補型集積回路及びオプトカプラ回路を含むゲートドライバ回路を対象とする。オプトカプラ回路は、フォト発光ダイオード（ＬＥＤ）と並列接続された第１のスイッチを含む。フォトＬＥＤのアノードは電源へ接続され、フォトＬＥＤは第１のスイッチが開いているときに作動する。フォトＬＥＤのカソードは第１の抵抗器を介して接地へ接続される。フォトＬＥＤのカソードも、第２のスイッチ、第２のコンデンサ、及び第２の抵抗器と直列で接地に接続される。第１のスイッチ及び第２のスイッチは、第２のコンデンサの放電を妨げるために相補状態で動作するよう構成される。
【０００９】
［0009］さらに、オプトカプラ回路は、フォトＬＥＤと並列接続された第１のスイッチを含み、フォトＬＥＤはアノード及びカソードを有する。アノードは、減結合コンデンサを介して電源に接続される。オプトカプラ回路は、スイッチが開放位置にあるときにフォトＬＥＤをオンにするよう構成される。スイッチが閉じているときは、スイッチは電流の流れの向きを、直列抵抗器を経由して接地へ向けるようにし、電流の流れを分路してフォトＬＥＤから離すことでフォトＬＥＤをオフにする。第２のコンデンサは、カソードへ接続される。第２のコンデンサは、第２のスイッチ、及び接地へ接続された電流制限抵抗器と直列に配線される。第１のスイッチ及び第２のスイッチは、カソードが接続されたコンデンサの放電を回避するために、相補状態で動作する。
【００１０】
［0010］本明細書で述べる実施形態の利点の１つは、オプトカプラを定格のコモンモード耐性幅を超えて動作させることができることである。
［0011］本明細書で述べる実施形態の別の利点は、光ファイバデバイスをオプトカプラで置き換えることである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】オプトカプラ回路の例示的な実施形態を示す。
【図２】入出力間電圧過渡現象によりアノード端子へ入る又はアノード端子から出る電流を、識別するオプトカプラ回路を示す。
【図３】フォトＬＥＤがオン状態であり、入出力間電圧過渡現象により電流がカソード端子から引き出されている、オプトカプラ回路を示す。
【図４】フォトＬＥＤがオン状態であり、入出力間電圧過渡現象により電流がカソード端子に流れ込んでいる、オプトカプラ回路を示す。
【図５】フォトＬＥＤがオン状態であり、入出力間電圧過渡現象により電流がカソード端子に流入又はカソード端子から流出している、オプトカプラ回路の別の実施形態を示す。
【図６】ＶＳＤのゲートドライバ基板回路におけるオプトカプラの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［0018］図１は、フォトＬＥＤ２０を備えるオプトカプラ回路１０の回路図を示す。オプトカプラ回路１０は、オプトカプラ回路１０の入力部１６とオプトカプラ回路１０の出力部１８との間に接続された寄生コンデンサ１２、１４を含むものとして示すことができる。線３０は、絶縁バリアを示し、これを越えて電気的接触は行われない。
【００１３】
［0019］次に図２を参照する。オプトカプラ回路１０は、フォトＬＥＤ２０と並列接続されたスイッチ（ＳＷ１）２２により制御することができる。一実施形態では、スイッチ２２がフォトＬＥＤ２０と並列接続されているとき、フォトＬＥＤ２０を制御するためにスイッチ２２を用いることでコモンモード過渡現象への耐性及び／又は防御を提供する。オプトカプラ回路１０は、減結合コンデンサ２８（Ｃｄｅｃｏｕｐｌｅｒ）を介して電源２６へ接続されるフォトＬＥＤ２０のアノード２４を含む。一実施形態では、減結合コンデンサ２８は、約０．１マイクロファラッド（μｆ）の静電容量を有する。スイッチ２２を開放することにより、電流がフォトＬＥＤ２０及び直列抵抗器３２へ流れ込んで接地３４に至り、フォトＬＥＤ２０が作動すなわち「オン」状態になる。スイッチ２２を閉成することにより、電流はスイッチ２２及び直列抵抗器３２（Ｒｓｅｒｉｅｓ）を通り接地３４へ流れ、電流の流れを分路してフォトＬＥＤ２０から離すため、フォトＬＥＤ２０はオフ状態になる。一実施形態では、電流がフォトＬＥＤ２０を経由せずに直列抵抗器３２に向けられるとすれば、直列抵抗器３２は約１６９オームの抵抗値を有し得るが、直列抵抗器３２はより高い又はより低い抵抗値を用いてもよい。
【００１４】
［0020］過度のコモンモード電圧過渡現象によりアノード２４へ誘導された任意の電流は、スイッチ２２がオン及びオフのいずれの状態であっても、電源２６及び減結合コンデンサ２８への直接経路が与えられる。このようにして、フォトＬＥＤ２０の偶発的な作動又は非作動が回避される。
【００１５】
［0021］過度のコモンモード電圧過渡現象によりカソード３６へ誘導された任意の電流は、オプトカプラ１０に誤動作を生じさせる可能性がある。オプトカプラ回路１０を異なる２つの状況下で分析することができる。ひとつは電流がフォトＬＥＤ２０のカソード３６に流入する場合、そしてもうひとつは電流がフォトＬＥＤ２０のカソード３６から流出する場合である。図３を参照すると、電圧過渡現象は、フォトＬＥＤ２０のカソード３６から電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍを誘導する。スイッチ２２が開いていれば、フォトＬＥＤ２０は導電状態にあり、電流がフォトＬＥＤ２０を流れる。カソード３６から結合コンデンサ１４へ流れる電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍは、電流をフォトＬＥＤ２０に加えるが、フォトＬＥＤ２０はすでに導電状態にある。したがって、カソード３６から結合コンデンサ１４へ流れる電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍが、オプトカプラ回路１０を偽トリガすることはない。しかし、スイッチ２２が閉成状態にあれば、フォトＬＥＤのカソード３６から引き出される電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍはスイッチ２２を流れることができる。スイッチ２２は数百ミリオームの幅の抵抗を有しており、これは電気スイッチに共通することである。閉成されたスイッチ２２の抵抗値が低いため、カソード３６から流れる電流は、フォトＬＥＤ２０をＩｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍにより作動させるほど大きくなってしまう。換言すれば、ｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍにより生じたスイッチ２２両端間の電圧降下が、フォトＬＥＤ２０の順方向バイアス電圧ＶＦと同程度に高くならなければ、意図に反してフォトＬＥＤ２０が作動することはない。オプトカプラ回路を偽トリガするには、すなわちスイッチ２２の電圧をフォトＬＥＤ２０のＶＦと同じ高さまで降下するには、寄生入出力コンデンサ１４を流れる電流は非常に高いもの、例えば数アンペアの幅にあるもの、でなければならない。オプトカプラの寄生入出力静電容量の典型的な値はｐＦの幅にある。したがって、フォトＬＥＤ２０の偶発的な偽トリガを発生させるには、コモンモード電圧過渡現象は、数千ＫＶ／μｓの幅になければならなくなる。
【００１６】
［0022］図４は、フォトＬＥＤ２０のカソード３６に流入する電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏを誘導する電圧過渡現象を示す。電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏは直列抵抗器３２に流入し、直列抵抗器３２両端間の電圧降下を増加させてフォトＬＥＤ２０両端間の電圧降下を低減し、フォトＬＥＤ２０をオフにすることがある。このように、オン状態のフォトＬＥＤ２０が意図せずにオフ状態に切り替わる傾向がある。例えば、直列抵抗器３２両端間で数十ボルトの幅で電圧降下が増大すると、フォトＬＥＤを意図せずオフにする可能性がある。寄生入出力コンデンサ１４を通る数ミリアンペアの幅の電流により、この追加的な電圧降下が直列抵抗器３２両端間で発生する。オプトカプラの寄生入出力静電容量の典型的な値は、数ピコファラド（ｐＦ）の幅にある。比較的小さな、例えば数ΚＶ／μｓのコモンモード電圧過渡現象が数ミリアンペアの電流を生じさせ、オンになっているフォトＬＥＤ２０を偶発的にオフにできる。フォトＬＥＤがオンのときに電流がフォトＬＥＤ２０のカソード３６に流入する状況は、比較的小さなコモンモード電圧過渡現象でもオプトカプラ１０を誤動作にするので問題である。スイッチ２２が閉じていれば、フォトＬＥＤ２０のカソード３６へ流入する電流は、スイッチ２２を流れて減結合コンデンサ２８に入ることができる。Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏにより誘導されたスイッチ２２両端間の電圧降下は、フォトＬＥＤ２０の逆バイアス電圧を増大させ、それにより、フォトＬＥＤ２０がオフにされている状態に影響を与えることはできない。
【００１７】
［0023］図５は、コモンモード電圧過渡現象に対する、追加的な又は向上した耐性又は保護を提供するオプトカプラ回路１０の実施形態を示す。第２のコンデンサすなわちカソードコンデンサ３８（Ｃｃａｔｈｏｄｅ）はフォトＬＥＤ２０のカソード３６へ接続される。コンデンサ３８は第２のスイッチ４０（ＳＷ２）及び接地３４に接続される電流制限抵抗器４２（Ｒｌｉｍｉｔ）と直列に配線される。例示的な一実施形態では、カソードコンデンサ３８は約０．１マイクロファラド（μｆ）の静電容量値を有し、電流制限抵抗器４２は約１５オーム（Ω）の抵抗値を有する。コンデンサ３８、第２のスイッチ４０及び電流制限抵抗器４２を使用することで、コモンモード電圧過渡現象によるオプトカプラ回路１０の意図しないターンオフを回避することができる。
【００１８】
［0024］フォトＬＥＤ２０がオンのときのオプトカプラ回路１０のコモンモード耐性を高めるためには、カソードコンデンサ３８は、フォトＬＥＤ２０のカソード端子３６と接地３４との間に直接接続することができない。これはフォトＬＥＤが状態を切り替えるたびに、カソードコンデンサ３８が充電と放電を繰り返すことになるからである。カソードコンデンサ３８が必要とされるのは、フォトＬＥＤ２０がオン状態にありスイッチ２２が開いているときにのみである。したがって、カソードコンデンサ３８は、スイッチ２２と相補的に動作するスイッチ４０と直列接続される、つまり、スイッチ２２が閉じている（フォトＬＥＤはオフ）ときスイッチ４０は開いており、スイッチ２２が開いている（フォトＬＥＤはオン）ときにはスイッチ４０は閉じており、これによりコンデンサの放電を回避する。スイッチ２２、４０は任意のタイプの機械的又は電気的スイッチであってよい。少なくとも１つの実施形態では、スイッチ２２、４０は、相補的なトランジスタ対であってよく、このトランジスタ対は、ひとつのトランジスタがオンのとき他方をオフにし、またその逆も可能にするような、共通の入力及び相互接続を有する。
【００１９】
［0025］追加的なスイッチトＲＣ直列回路、すなわちカソードコンデンサ３８及び制限抵抗器４２は、スイッチ４０が閉じているときに使用することができる。第１のスイッチングイベントの間は、スイッチ２２は開放位置にあり、スイッチ４０は閉成位置にある。カソードコンデンサ３８は、フォトＬＥＤ２０の最初の作動の間に充電する。この最初の充電時にフォトＬＥＤ２０及びカソードコンデンサ３８を流れるピーク電流を制限するために、制限抵抗器４２はカソードコンデンサ３８及び接地３４と直列に接続される。スイッチ２２、４０がブレークビフォメーク型のスイッチではない場合、制限抵抗器４２は、スイッチ２２、４０を流れるピーク電流を所望のレベルまで制限するように選択された抵抗値を有してもよい。カソードコンデンサ３８の初めの充電では、フォトＬＥＤ２０においてピーク電流が生じ、このピーク電流によりフォトＬＥＤ２０が誤動作又は故障する可能性がある。抵抗器４２の抵抗値は、フォトＬＥＤ２０におけるピーク電流を、フォトＬＥＤ２０の特定の定格に制限できるように選択しなければならない。カソードコンデンサ３８の充電後、引き続きカソードコンデンサ３８は充電することができる。それ以降は、フォトＬＥＤ２０の電流の流れは直列抵抗器３２により決定される。一実施形態では、カソードコンデンサ３８は、低い漏れ電流をもつコンデンサであってもよい。
【００２０】
［0026］スイッチ２２が開いているとき、電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｆｒｏｍは電源２６、減結合コンデンサ２８、及びカソードコンデンサ３８から寄生コンデンサ１４へ流れる。カソードコンデンサ３８から流れる電流は最小化される。これは、フォトＬＥＤ２０が経路に最も小さいインピーダンスを与えるので、電流のほとんどが電源２６及びコンデンサ２８から引き出されて、作動しているフォトＬＥＤ２０へ流れるからである。この場合、コモンモード耐性は直列ＲＣ回路４４から影響を受けることはなく、オプトカプラ回路１０は高いコモンモード過渡現象耐性定格を保持することになる。
【００２１】
［0027］これとは反対の場合には、電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏは寄生静電容量１４からカソード端子３６へ流入している。オプトカプラ回路１０は、スイッチ２２が開いて、電流がカソード３６に流入しているときに、スイッチ２２により作動されるフォトＬＥＤ２０を含む。図２から４に示すオプトカプラ回路は、カソード３６に電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏが流入するとき、コモンモード電圧過渡現象に対し耐性が低かった。すなわち、フォトＬＥＤ２０のカソード３６に電流が流入すれば、それは直列抵抗器３２を流れ、直列抵抗器３２両端間の電圧降下を増大し、フォトＬＥＤ２０をオフにする可能性がある。その場合、数ＫＶ／μｓのコモンモード電圧過渡現象であってもフォトＬＥＤ２０の偶発的なターンオフは生じ得る。
【００２２】
［0028］直列ＲＣ回路４４が追加されれば、フォトＬＥＤのカソード３６に流入する電流は接地３４への２つの経路を有する。つまり、直列抵抗器３２を通る経路と直列ＲＣ回路４４すなわちカソードコンデンサ３８、スイッチ４０、及び制限抵抗器４２を通る経路を有する。電流のほとんどは直列ＲＣ回路４４を流れるが、これはこの経路の方が、カソードコンデンサ３８、スイッチ４０、及び制限抵抗器４２により定められるインピーダンスが低いからである。直列ＲＣ回路４４は、直列抵抗器３２の約１／１００の特性インピーダンスを有することができる。したがって、図５に示すような直列抵抗器３２と並列に接続されたＲＣ回路４４は、同じ電圧降下を生成して誤動作を生じるには、図２から図４に示す元々の回路の電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏよりも１００倍大きな電流Ｉｃａｔｈｏｄｅ＿ｉｎｔｏが必要になる。このように、図５のオプトカプラ回路１０は、図２から図４に示した回路よりも約１００倍大きなコモンモード電圧過渡現象に対する耐性を提供する。カソード３６及び接地３４の間に接続された直列ＲＣ回路４４をもつオプトカプラ回路１０は、このようにしてコモンモード過渡現象耐性の向上、すなわち数ΚＶ／μｓから数百ΚＶ／μｓへの増大、を提供する。
【００２３】
［0029］このように、直列ＲＣ回路４４は、オプトカプラ回路１０が増大したレベルのコモンモード電圧過渡現象でも機能できるようにする。
［0030］次いで図６を参照する。ＶＳＤで使用するためのゲートドライバ基板回路５０は、直列ＲＣ回路４４をもつオプトカプラ回路１０の例示的な実施形態及び実装を示している。回路５０では、相補スイッチ集積回路（ＩＣ）５２、例えばマサチューセッツ州ノーウッド所在のアナログ・デバイス・インコーポレーテッド（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｉｎｃ．）の製品である＜１ΩＣＭＯＳ１．８Ｖ〜５．５Ｖ、デュアルＳＰＳＴスイッチ、型番ＡＤＧ８２３が用いられる。ＩＣ５２にあるスイッチは、非常に低いオン状態の抵抗を有し、３２ナノ秒（ｎｓ）程度の小さい遅延を有するブレークビフォメーク型のスイッチである。代替的な実施形態では、他のＲＣ相補スイッチＩＣ、例えば、アナログ・デバイス・インコーポレーテッドの製品であるＣＭＯＳ低電圧４ΩデュアルＳＰＳＴスイッチ、型番ＡＤＧ７２３や、カリフォルニア州サニーベール所在のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ（Ｍａｘｉｍ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）の製品である高速低電圧、４Ω、デュアルＳＰＳＴ  ＣＭＯＳアナログスイッチ、型番ＭＡＸ４６４３あるいは他の類似の相補スイッチＩＣを用いても良い。ＩＣ５２では、ピン５と６の間の通常閉スイッチがオプトカプラ回路１０のフォトＬＥＤ２０の両端に接続され、ピン１と２の間の通常開スイッチがカソードコンデンサ３８と制限抵抗器４２との間に接続される。少なくとも１つの例示的な実施形態では、オプトカプラ回路は、カリフォルニア州パロアルト所在のヒューレットパッカード・カンパニの製品である、単一チャネル高速オプトカプラ、型番ＨＣＮＷ４５０３であってもよいが、この開示は任意の１つのオプトカプラ回路に限定するものではなく、他の類似の装置を用いてもよい。少なくとも１つの例示的な実施形態では、直列抵抗器３２は（１６９オーム）であってもよく、制限抵抗器４２は１５オーム、減結合コンデンサ２８は０．１ｕＦ、そしてカソードコンデンサ３８は０．１ｕＦであってもよい。
【００２４】
［0031］本発明は以下の記載に述べた又は図に示した詳細又は方法論に制限するものではない。本明細書で使用された表現及び専門用語は説明のために用いられただけであり、制限するものと見なすべきではない。
【００２５】
［0032］図に示し本明細書で述べた例示的な実施形態が現在は好適であるが、これらの実施形態は例示のためのみに提供されている。したがって、本出願は特定の実施形態に限定するものではない。
【００２６】
［0033］さまざまな例示的な実施形態に示されたオプトカプラ回路の構成及び配置は単に例示である。少数の実施形態しかこの開示では説明していないが、この開示を読めば、この開示で述べた主題の新しい教示及び利点を本質的に逸脱することなしに、多くの修正（例えば、大きさ、寸法、構成、さまざまな要素の形状及び関係、パラメータの値、取り付け方法、材料の使用、色、方向、等の変更）が可能であることが容易に理解できるであろう。例えば、一体的に構成されて示された要素は複数の部分又は要素から構成されてもよく、要素の位置を入れ替える又は他の方法で変えてもよいし、個別要素の特性もしくは数又は位置を変更又は変化させてもよい。したがって、このような全ての修正は本出願の範囲に含まれるものとする。任意の工程又は方法のステップの順序又は順番は、別の実施形態に従って変更又は並べ替えてもよい。この開示では、任意のミーンズ・プラス・ファンクション・クローズは、記載した機能を行うものとして、本明細書に記載した構成、さらに構成上の相当物及び均等構造に及ぶことを意図している。例示的な実施形態の設計、動作条件及び構成における他の置換、修正、変更及び省略も、本出願の範囲を逸脱することなく行うことができる。
【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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【国際調査報告】
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