(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波がパルス信号で変調された信号である入力信号を検波する高周波受信回路であって、
入力端子及び入力基準端子と、
出力端子及び出力基準端子と、
前記出力端子に接続された第１端子、前記出力基準端子に接続された第２端子、及び、制御端子を有するノーマリオン型のトランジスタと、
正側インダクタを備え、前記入力端子、前記出力端子、および前記出力基準端子に接続された第一検波回路と、
負側インダクタを備え、前記入力端子、前記トランジスタの前記制御端子、および前記出力基準端子に接続された第二検波回路と、
正側カップリングコンデンサと、
負側カップリングコンデンサと、
を備え、
前記第一検波回路は、前記入力端子及び前記入力基準端子の間に入力された入力信号を検波し、出力端子及び出力基準端子に出力信号を出力し、
前記第二検波回路は、前記入力端子及び前記入力基準端子の間に入力された前記入力信号を検波し、前記出力基準端子を基準として前記トランジスタの制御端子に負の電圧のパルス信号を出力し、
前記正側カップリングコンデンサは、前記入力端子と前記正側インダクタとをつなぐ経路に配置され、
前記負側カップリングコンデンサは、前記入力端子と前記負側インダクタとをつなぐ経路に配置され、
前記第一検波回路は、
前記入力端子に一端が接続された前記正側カップリングコンデンサの他端にカソードが接続され、前記出力基準端子にアノードが接続された正側ダイオードと、
前記正側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された前記正側インダクタの他端と前記出力基準端子との間に接続された正側平滑コンデンサとを含み、
前記第二検波回路は、
前記入力端子に一端が接続された前記負側カップリングコンデンサの他端にアノードが接続され、前記出力基準端子にカソードが接続された負側ダイオードと、
前記負側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された前記負側インダクタの他端と前記出力基準端子との間に接続された負側平滑コンデンサとを含み、
前記正側ダイオードの閾値電圧は、前記負側ダイオードの閾値電圧より高い、
高周波受信回路。
【請求項２】
前記入力信号は、第一の振幅と、第一の振幅よりも大きい第二の振幅を含む信号であり、
前記第二検波回路は、前記入力信号の前記第一の振幅を検波することによって、前記出力基準端子を基準として前記トランジスタの前記制御端子に、０または負の第一の電圧値を出力し、かつ、前記入力信号の前記第二の振幅を検波することによって、前記出力基準端子を基準として前記トランジスタの前記制御端子に、前記第一の電圧値よりも小さい第二の電圧値を出力することによって、前記第一の電圧値と前記第二の電圧値とを含む前記出力信号を出力し、
前記トランジスタは、前記制御端子に前記第二の電圧値が入力されるときにオフ状態となり、前記制御端子に前記第一の電圧値が入力されるときにオン状態となる、
請求項１に記載の高周波受信回路。
【請求項３】
前記第一検波回路は、前記出力信号として、前記出力基準端子を基準として前記出力端子に正の電圧のパルス信号を出力する
請求項１に記載の高周波受信回路。
【請求項４】
さらに、前記トランジスタの制御端子と前記出力基準端子との間に接続されたダイオードを備える
請求項１から３のいずれか１項記載の高周波受信回路。
【請求項５】
さらに、前記トランジスタの制御端子と前記出力基準端子との間に接続された抵抗を備える
請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波受信回路。
【請求項６】
前記第一検波回路は、
前記入力端子に一端が接続された前記正側カップリングコンデンサの他端にカソードが接続され、前記出力基準端子にアノードが接続された正側ダイオードと、
前記正側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された前記正側インダクタの他端と前記出力基準端子との間に接続された正側平滑コンデンサとを含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波受信回路。
【請求項７】
前記第二検波回路は、
前記入力端子に一端が接続された前記負側カップリングコンデンサの他端にアノードが接続され、前記出力基準端子にカソードが接続された負側ダイオードと、
前記負側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された前記負側インダクタの他端と前記出力基準端子との間に接続された負側平滑コンデンサとを含む
請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波受信回路。
【請求項８】
前記正側ダイオードのオン抵抗は、前記負側ダイオードのオン抵抗より低い、
請求項１に記載の高周波受信回路。
【請求項９】
前記入力基準端子と前記トランジスタの前記第２端子とが電気的に接続される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の高周波受信回路。
【請求項１０】
入力信号を絶縁伝送する絶縁型信号伝送装置であって、
搬送波を生成する発振器と、
前記発振器で生成された搬送波をパルス信号で変調する変調器と、
前記変調器で得られた被変調信号を電磁界共鳴によって絶縁伝送する電磁界共鳴結合器と、
前記電磁界共鳴結合器から出力された信号を入力信号として検波する請求項１から９のいずれか１項に記載の高周波受信回路と
を備える絶縁型信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体スイッチング素子のゲート端子を駆動するゲート駆動回路等として用いられる高周波受信回路、及び、絶縁型信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」ともいう。）のゲート駆動回路とは、スイッチング素子を駆動する回路である。ゲート駆動回路は、半導体スイッチング素子のゲート端子にゲート電圧を印加することによって、半導体スイッチング素子のオンオフを制御する回路である。高耐圧のスイッチング素子は、例えば、パワー半導体デバイスの一種であるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。典型的なゲート駆動回路は、出力部にＰ型トランジスタとＮ型トランジスタとが設けられる。スイッチング素子をオフからオンにするときにＰ型トランジスタが動作し、スイッチング素子をオンからオフにするときにＮ型トランジスタが動作する。つまり、スイッチング素子をオンからオフにするとき、スイッチング素子のゲート電流が引き抜かれる。【０００３】
このようなパワー半導体のゲート駆動回路は、半導体スイッチング素子と接続される出力側の基準電圧が非常に高い。このため、ゲート駆動回路への制御信号が入力される１次側と、スイッチング素子への駆動信号が出力される２次側との間で、直流成分が絶縁されている、すなわち信号グランドが絶縁されている必要がある。このようにゲート駆動回路の１次側と２次側との間で、直流成分の絶縁を実現できる電子回路素子は、信号絶縁素子、あるいは、非接触信号伝送器と呼ばれる。これらは、スイッチング素子を駆動するためには不可欠な素子である。また、このような信号絶縁機能を有する電子回路素子は、ロジック・グランドとＲＦグランドとを分離する。特にパワー半導体スイッチング素子を駆動するためには、別途、絶縁電源が必要である。しかし、絶縁電源は回路規模の増大を引き起こす。このため、ゲート駆動回路が、ゲート信号を絶縁するだけでなく、絶縁された電力をスイッチング素子のゲートに供給できるようになれば、外部絶縁電源が不要となり、ゲート駆動回路を小型化できる。【０００４】
特許文献１は、非接触信号伝送器にオープンリング型の電磁界共鳴結合器を用いた電力伝送システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０６７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高周波受信回路において、信号を高速に出力することが望まれていた。【０００７】
そこで、本開示は、信号を高速に出力することができる高周波受信回路、及び絶縁型信号伝送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る高周波受信回路は、搬送波がパルス信号で変調された信号である入力信号を検波する高周波受信回路であって、入力端子及び入力基準端子と、出力端子及び出力基準端子と、出力端子に接続された第１端子、出力基準端子に接続された第２端子、及び、制御端子を有するノーマリオン型のトランジスタと、正側インダクタを備え、入力端子、出力端子、および出力基準端子に接続された第一検波回路と、負側インダクタを備え、入力端子、トランジスタの制御端子、および出力基準端子に接続された第二検波回路と、正側カップリングコンデンサと、負側カップリングコンデンサと、を備え、第一検波回路は、入力端子及び入力基準端子の間に入力された入力信号を検波し、出力端子及び出力基準端子に出力信号を出力し、前記第二検波回路は、前記入力端子及び前記入力基準端子の間に入力された入力信号を検波し、出力基準端子を基準としてトランジスタの制御端子に負の電圧のパルス信号を出力し、前記正側カップリングコンデンサは、前記入力端子と前記正側インダクタとをつなぐ経路に配置され、前記負側カップリングコンデンサは、前記入力端子と前記負側インダクタとをつなぐ経路に配置される。
【０００９】
なお、本開示は、本開示の一態様に係る高周波受信回路を備える絶縁型信号伝送装置として実現することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る高周波受信回路及び絶縁型信号伝送装置によれば、信号を高速に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係る高周波受信回路の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る高周波受信回路がオン電圧を出力する時の動作例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る高周波受信回路がオフ電圧を出力する時の動作例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る高周波受信回路の出力電圧及び出力電流の時間波形の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態の変形例に係る大入力信号用の高周波受信回路の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る絶縁型信号伝送装置の一例を示す図である。
【図７】図７は、従来の電力伝送装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、従来技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１３】
図７は、特許文献１における電力伝送装置３００の構成を示すブロック図である。この電力伝送装置３００は、電源３１１、信号発生ユニット３１２及び第１のオープンリング共振器３１３から構成される送電装置３１０と、第２のオープンリング共振器３２１及び整流回路３２２から構成される受電装置３２０とを備える。
【００１４】
しかしながら、このような従来の電力伝送装置は、半導体スイッチング素子を高速に駆動することができないという問題がある。
【００１５】
つまり、電力伝送装置において、半導体スイッチング素子をオン状態に維持するための電力を半導体スイッチング素子に供給できるだけでなく、半導体スイッチング素子をオン状態からオフ状態に高速に切り替えさせる機構が望まれる。従来の電力伝送装置は、半導体スイッチング素子にゲート電流を供給することは可能であるが、半導体スイッチング素子のゲートに蓄積された電荷を能動的に引き抜くことができない。すなわち、従来の電力伝送装置は、半導体スイッチング素子をオフ状態からオン状態へと能動的に切り替えさせることができるが、オン状態からオフ状態へと能動的に切り替えさせることができない。そのため、半導体スイッチング素子を高速に立ち下げることができない。これは、従来の電力伝送装置を構成する電磁界共鳴結合器等の非接触信号伝送器が、受動的に電力を伝送するだけの素子であることに起因する。これに対して、例えば、電力伝送装置に、半導体スイッチング素子のゲートに負の電圧を供給できる構成を設けることで、半導体スイッチング素子を高速にオフ状態に変化させることができる。しかし、その場合、負の電圧を供給するための別系統の回路、および負の電圧を供給するための別系統の信号絶縁素子等が設けられる必要がある。
【００１６】
そこで、本開示は、立ち上がり時間だけでなく、立ち下がり時間も短い出力信号を出力可能な、高周波受信回路及び絶縁型信号伝送装置を提供する。例えば、これら高周波受信回路及び絶縁型信号伝送装置がゲート駆動回路に適用される場合、駆動対象である半導体スイッチング素子に対して、立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短い駆動信号を出力することができる。なお、本開示の高周波受信回路は、ゲート駆動回路以外にも適用されうる。
【００１７】
本開示の一態様（ａｓｐｅｃｔ）に係る高周波受信回路は、搬送波がパルス信号で変調された信号である入力信号を検波する高周波受信回路であって、入力信号を受け付けるための入力端子及び入力基準端子と、検波後の出力信号を出力するための出力端子及び出力基準端子と、入力信号を検波し、出力端子及び出力基準端子に出力信号を出力する第一検波回路と、出力端子に接続された第１端子、出力基準端子に接続された第２端子、及び、制御端子を有するノーマリオン型のトランジスタと、入力信号を検波し、出力基準端子を基準としてトランジスタの制御端子に負の電圧のパルス信号を出力する第二検波回路とを備える。
【００１８】
出力端子と出力基準端子との間に設けられたトランジスタの導通／非導通が、第二検波回路からの出力に応じて切り替えられる。これにより、高周波受信回路の出力を高速に切り替えることができる。例えば、高周波受信回路が半導体スイッチング素子に接続される場合、トランジスタが短絡されることにより、半導体スイッチング素子に蓄積された電荷を引き抜くことができる。
さらに、出力端子に出力される出力用の電圧パルスと、トランジスタの制御端子に出力される制御用の電圧パルスとが、１つの入力信号から生成される。そして、ノーマリオン型のトランジスタの制御端子に所定の負の電圧が入力された場合に、高周波受信回路が出力信号を出力できる。そのため、高周波受信回路は、出力用の電圧パルスが生成されるときに、当該電圧パルスが出力されるようにトランジスタを制御し、出力用の電圧パルスが生成されないときに、電圧パルスが出力されないように制御することを可能にする。
【００１９】
本開示の一態様に係る高周波受信回路において、例えば、入力信号は、第一の振幅と、第一の振幅よりも大きい第二の振幅を含む信号であり、第二検波回路は、入力信号の第一の振幅を検波することによって、出力基準端子を基準としてトランジスタの制御端子に、０または負の第一の電圧値を出力し、かつ、入力信号の第二の振幅を検波することによって、出力基準端子を基準としてトランジスタの制御端子に、第一の電圧値よりも小さい第二の電圧値を出力し、トランジスタは、制御端子に第二の電圧値が入力されるときにオフ状態となり、制御端子に第一の電圧値が入力されるときにオン状態となってもよい。
【００２０】
これにより、入力信号に含まれる第一の振幅と第二の振幅によって、トランジスタがオンオフされる。
【００２１】
本開示の一態様に係る高周波受信回路において、例えば、第一検波回路は、出力信号として、出力基準端子を基準として出力端子に正の電圧のパルス信号を出力してもよい。
【００２２】
本開示の一態様に係る高周波受信回路は、例えば、さらに、トランジスタの制御端子と出力基準端子との間に接続されたダイオードを備えてもよい。
【００２３】
これにより、トランジスタの制御端子の電位が調整される。例えば、第二検波回路から大きな負の電圧が出力された場合には、当該電圧が、トランジスタの制御端子に接続されたダイオードを介して、出力基準端子から出力される。これにより、第二検波回路の出力によって出力端子からの出力が小さくなる、あるは出力されなくなることを防止できる。
【００２４】
本開示の一態様に係る高周波受信回路は、例えば、さらに、高周波受信回路はトランジスタの制御端子と出力基準端子との間に接続された抵抗を備えてもよい。
【００２５】
この抵抗は、トランジスタの制御端子と出力基準端子との間でスピードアップ用の抵抗として機能するので、トランジスタが高速にオンされる。
【００２６】
本開示の一態様に係る高周波受信回路は、例えば、第一検波回路は、入力端子に一端が接続された正側カップリングコンデンサと、正側カップリングコンデンサの他端にカソードが接続され、出力基準端子にアノードが接続された正側ダイオードと、正側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された正側インダクタと、正側インダクタの他端と出力基準端子との間に接続された正側平滑コンデンサとを含んでもよい。本開示の一態様に係る高周波受信回路は、例えば、第二検波回路は、入力端子に一端が接続された負側カップリングコンデンサと、負側カップリングコンデンサの他端にアノードが接続され、出力基準端子にカソードが接続された負側ダイオードと、負側カップリングコンデンサの他端に一端が接続された負側インダクタと、負側インダクタの他端と出力基準端子との間に接続された負側平滑コンデンサとを含んでもよい。
【００２７】
これにより、第一検波回路及び第二検波回路は、ダイオードとインダクタを用いた簡単な復調回路によって、検波を行うことができる。
【００２８】
本開示の一態様に係る高周波受信回路は、例えば、正側ダイオードの閾値電圧は、負側ダイオードの閾値電圧より高い、又は、正側ダイオードのオン抵抗は、負側ダイオードのオン抵抗より低くてもよい。
【００２９】
例えば、入力信号が小さい場合、正側ダイオードの閾値電圧が負側ダイオードの閾値電圧よりも高いため、第二検波回路は大きな負の電圧を出力できる。そのため、トランジスタが確実にオフされる。例えば、入力信号が大きい場合、正側ダイオードのオン抵抗が負側ダイオードのオン抵抗よりも小さいため、第一検波回路は大きな正の電圧を出力できる。よって、入力信号の大きさに応じて適切に動作する高周波受信回路が実現される。
なお、正側ダイオードおよび負側ダイオードは、それぞれ単一の素子である必要はない。例えば、正側ダイオードは、複数の素子から構成されたダイオード機能を有する回路要素であってもよい。
【００３０】
本開示の一形態に係る絶縁型信号伝送装置は、例えば、入力信号を絶縁伝送する絶縁型信号伝送装置であって、搬送波を生成する発振器と、発振器で生成された搬送波をパルス信号で変調する変調器と、変調器で得られた被変調信号を電磁界共鳴によって絶縁伝送する電磁界共鳴結合器と、電磁界共鳴結合器から出力された信号を入力信号として検波する上記高周波受信回路とを備える。
【００３１】
これにより、絶縁型信号伝送装置には上記高周波受信回路が備えられているので、上記高周波受信回路と同様の効果が奏される。
【００３２】
さらに、高周波受信回路は、出力端子に出力する出力用の電圧パルスと、トランジスタの制御端子に出力する制御用の電圧パルスとを、１つの入力信号から生成できる。そのため、絶縁型信号伝送装置には、出力用の電圧パルスのための絶縁素子と、制御用の電圧パルスのための絶縁素子とを別個に設けられていなくてもよく、小型化が実現される。
【００３３】
（実施の形態）
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成として説明される。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係る高周波受信回路１００の一例を示す回路図である。この高周波受信回路１００は、半導体スイッチング素子のゲート駆動回路等に用いられる。高周波受信回路１００は、入力信号を検波する回路である。高周波受信回路１００は、入力信号を受けつけるための入力端子１０１及び入力基準端子１０２と、検波後のパルス信号を出力するための出力端子１０３及び出力基準端子１０４と、正側検波回路１０６と、トランジスタ１１０と、負側検波回路１０８と、ダイオード１５０と、抵抗１６０とを備える。入力信号は、搬送波がパルス信号で変調された信号である。なお、図１は、入力信号を生成し、高周波受信回路１００へ出力するための回路である、被変調信号生成回路１７０及び電磁界共鳴結合器１８０も併せて図示している。
【００３５】
被変調信号生成回路１７０は、高周波である搬送波をパルス信号で変調することによって被変調信号を生成する回路である。
【００３６】
電磁界共鳴結合器１８０は、被変調信号生成回路１７０で生成された被変調信号を電磁界共鳴によって絶縁伝送する非接触信号伝送器である。電磁界共鳴結合器１８０は、例えば、対向して設けられた２つのオープンリングで構成される。この電磁界共鳴結合器１８０から出力された被変調信号は、入力信号として、高周波受信回路１００に入力される。
入力信号は、例えば、搬送波である高周波の振幅をパルス信号に応じて変調した信号である。入力信号は、第一の振幅と、第一の振幅よりも大きい第二の振幅を有する。図１は、入力信号のうち電圧値が０Ｖ以上の成分の波形を示しているが、入力信号は、電圧値が０未満の成分の波形も有してもよい。入力信号は、例えば、その包絡線において、０Ｖを基準にして正負対称な波形を示す。図１に示される例では、第一の振幅は０であり、第二の振幅は０より大きい所定の値を有する。すなわち、図１に示される例では、入力信号の第二の振幅の期間は、搬送波である高周波と同程度の周波数を有し、かつ振幅が０でない波形が現われる期間であり、第一の期間は、振幅が０である期間である。本開示においては、説明の簡便のため、入力信号が第二の振幅を示す期間を、「入力信号に搬送波が現われるとき」と呼び、入力信号が第一の振幅を示す期間を、「入力信号に搬送波が現われないとき」と呼ぶ場合がある。よって、図１に示される例では、入力信号は、搬送波の有無によって表現される信号である。また、入力信号のうち第二の振幅を有する波形が入力されることを、「搬送波が入力される」と呼び、入力信号のうち第一の振幅を有する波形が入力されることを、「搬送波が入力されない」と呼ぶ場合がある。
【００３７】
正側検波回路１０６は、入力端子１０１及び入力基準端子１０２間に入力された入力信号を検波し、出力基準端子１０４を基準として出力端子１０３に正の電圧のパルス信号を出力する復調回路である。この正側検波回路１０６は、入力端子１０１に一端が接続された正側カップリングコンデンサ１２０と、正側カップリングコンデンサ１２０の他端にカソードが接続され、出力基準端子１０４にアノードが接続された正側ダイオード１２１と、正側カップリングコンデンサ１２０の他端に一端が接続された正側インダクタ１２２と、正側インダクタ１２２の他端と出力基準端子１０４との間に接続された正側平滑コンデンサ１２３とを含む。
【００３８】
トランジスタ１１０は、出力端子１０３に接続された第１端子、出力基準端子１０４に接続された第２端子、及び、制御端子を有するノーマリオン型のトランジスタである。例えば、トランジスタはＮ型のＦＥＴであってもよい。例えば、第１端子はドレイン端子であり、第２端子はソース端子であり、制御端子はゲート端子であってもよい。
【００３９】
負側検波回路１０８は、入力端子１０１及び入力基準端子１０２間に入力された入力信号を検波し、出力基準端子１０４を基準としてトランジスタ１１０の制御端子に負の電圧のパルス信号を出力する復調回路である。この負側検波回路１０８は、入力端子１０１に一端が接続された負側カップリングコンデンサ１３０と、負側カップリングコンデンサ１３０の他端と出力基準端子１０４との間に、負側カップリングコンデンサ１３０の他端にアノードが接続され、出力基準端子１０４にカソードが接続された負側ダイオード１３１と、負側カップリングコンデンサ１３０の他端に一端が接続された負側インダクタ１３２と、負側インダクタ１３２の他端と出力基準端子１０４との間に接続された負側平滑コンデンサ１３３とを含む。
【００４０】
ダイオード１５０は、トランジスタ１１０の制御端子と出力基準端子１０４との間に接続された１個以上の直列接続されたダイオードである。ダイオード１５０は、出力基準端子１０４からトランジスタ１１０の制御端子に向かって電流が流れる方向に接続される。
【００４１】
抵抗１６０は、トランジスタ１１０の制御端子と出力基準端子１０４との間に接続されたスピードアップ用の抵抗である。
【００４２】
このような構成を備える高周波受信回路１００によれば、負側検波回路１０８は、パルス信号をトランジスタ１１０の制御端子に出力する。このパルス信号は、入力信号に搬送波が現れるときに負の電圧となり、入力信号に搬送波が現れないときに基準電圧となる。その結果、トランジスタ１１０は、負側検波回路１０８から負の電圧が入力されているときにオフ状態となり、負側検波回路１０８から基準電圧が入力されているときにオン状態となる。これにより、高周波受信回路１００は、入力信号に搬送波が現れているときに、出力基準端子１０４を基準として出力端子１０３に正の電圧を出力し、入力信号に搬送波が現れていないときに、出力基準端子１０４と出力端子１０３の間を短絡し、出力基準端子１０４を基準として出力端子１０３にグランド電位を出力する。
なお、負側検波回路１０８が出力するパルス信号は、第一の電圧値と第二の電圧値とを含む。第一の電圧値は、例えば、負側検波回路１０８が入力信号の第一の振幅を検波することによって出力される。第二の電圧値は、例えば、負側検波回路１０８が入力信号の第二の振幅を検波することによって出力される。図１に示される例では、負側検波回路１０８が出力するパルス信号は、第一の電圧値が０であり、第二の電圧値が０より小さい所定の負の値を示す。なお、例えば、第一の電圧値は負の値であり、第二の電圧値は第一の電圧値よりも小さい負の値であってもよい。例えば、第一の電圧値は、トランジスタ１１０の閾値電圧よりも大きく、第二の電圧値は、トランジスタ１１０の閾値電圧よりも小さい。
【００４３】
以下、この高周波受信回路１００の構成及び動作の一例について、より詳しく説明する。
【００４４】
被変調信号生成回路１７０は、高周波を強度変調（振幅変調）することによって被変調信号を生成する。被変調信号は、電磁界共鳴結合器１８０によって非接触電力伝送される。高周波受信回路１００は、被変調信号を入力信号として、その入力信号を検波し、図１に示されるような出力信号を、出力基準端子１０４を基準電位として出力端子１０３から出力する。出力信号は、例えば、半導体スイッチング素子用のゲート駆動波形をもつ。
【００４５】
被変調信号生成回路１７０、電磁界共鳴結合器１８０、及び高周波受信回路１００を備える絶縁型信号伝送装置は、電磁界共鳴結合器１８０を用いて非接触電力伝送、つまり、絶縁伝送を行う。そのため、電磁界共鳴結合器１８０の送信側と受信側は、絶縁が確保されている。ここでいう絶縁とは、送信側の信号線と、受信側の信号線とが電気的に絶縁されており、送信側のグランドと受信側のグランドとが電気的に絶縁されていることをいう。また、高周波とは、搬送波として使用される信号であり、元信号の周波数よりも高い。元信号とは、搬送波を変調するためのパルス信号である。高周波は、例えば、１００ＭＨｚ以上の周波数をもつ。この絶縁型信号伝送装置は、高周波を搬送波として使用しているため、その高周波の周波数を共鳴周波数とする電磁界共鳴結合器１８０のサイズを小さくすることができる。さらに、電磁界共鳴結合器１８０は、遠い距離でも高効率の電力伝送ができるため、小さい損失で、電磁界共鳴結合器間の距離に応じた高い絶縁耐圧を実現できる。
【００４６】
高周波受信回路１００は、電磁界共鳴結合器１８０から入力信号を受信する入力端子１０１と、電磁界共鳴結合器１８０のグランドと接続される入力基準端子１０２と、信号を出力する出力端子１０３と、出力端子１０３の基準電圧となる出力基準端子１０４を備える。出力端子１０３から出力される信号は、例えば、パワーデバイス等の半導体スイッチング素子のゲート端子に供給するゲート信号である。
【００４７】
正側検波回路１０６を構成する正側ダイオード１２１、正側インダクタ１２２及び正側平滑コンデンサ１２３は、入力端子１０１から入力される入力信号を整流して、正側ダイオード１２１のカソードがそのアノードを基準として正の極性となるような電圧を生成する。
【００４８】
負側検波回路１０８を構成する負側ダイオード１３１、負側インダクタ１３２及び負側平滑コンデンサ１３３は、入力端子１０１から入力される入力信号を整流して、負側ダイオード１３１のアノードがそのカソードを基準として負の極性となるような電圧を生成する。
【００４９】
正側検波回路１０６では、入力端子１０１と正側ダイオード１２１のカソードとが正側カップリングコンデンサ１２０を介して接続されている。正側ダイオード１２１のカソードと、正側インダクタ１２２の一端とが接続されている。正側インダクタ１２２の他端と正側平滑コンデンサ１２３の一端及び出力端子１０３とが接続されている。正側平滑コンデンサ１２３の他端と正側ダイオード１２１のアノード及び出力基準端子１０４とが接続されている。なお、正側検波回路１０６は、被変調信号から正の電圧を生成する検波回路であれば、その他の構成であってもよい。
【００５０】
負側検波回路１０８では、入力端子１０１と負側ダイオード１３１のアノードとが負側カップリングコンデンサ１３０を介して接続されている。負側ダイオード１３１のアノードと負側インダクタ１３２の一端とが接続されている。負側インダクタ１３２の他端と負側平滑コンデンサ１３３の一端とが接続されている。負側平滑コンデンサ１３３の他端と負側ダイオード１３１のカソード及び出力基準端子１０４とが接続されている。入力基準端子１０２と電磁界共鳴結合器１８０のグランドとが接続されている。なお、負側検波回路１０８は、被変調信号から負の電圧を生成する検波回路であれば、その他の構成であってもよい。
【００５１】
さらに、出力端子１０３とトランジスタ１１０のドレインとが接続され、出力基準端子１０４とトランジスタ１１０のソースとが接続されている。トランジスタ１１０のゲートは、負側インダクタ１３２の一端と負側平滑コンデンサ１３３の一端とが接続されている配線、あるいは接続点に接続される。さらに、トランジスタ１１０のゲートとトランジスタ１１０のソースとの間にスピードアップ用の抵抗１６０とトランジスタ１１０のゲート電位を調整するためのダイオード１５０とが挿入されている。
【００５２】
なお、高周波受信回路１００は、このようなスピードアップ用の抵抗１６０、及び、ゲート電位調整用のダイオード１５０を備えなくてもよい。
【００５３】
ここで、トランジスタ１１０は、ノーマリオン型のトランジスタであって、ゲートの閾値電圧が０Ｖより低いトランジスタである。トランジスタ１１０は、例えば、ノーマリオン型のＧａＮトランジスタである。例えば、トランジスタ１１０は、閾値が−２．５Ｖである。この場合、ソースを基準としてゲート電圧が０Ｖのときは、ドレイン・ソース間がショートし、ソースを基準としてゲート電圧が−３．０Ｖのときは、ドレイン・ソース間がオープンとなるトランジスタである。
【００５４】
トランジスタ１１０は、例えばＮチャネルトランジスタである。
【００５５】
次に、高周波受信回路１００の動作の一例について、図２及び図３を用いて説明する。高周波受信回路１００は、入力端子１０１に入力される入力信号に含まれる搬送波の有無により、出力基準端子１０４と出力端子１０３間に正の電圧または、０Ｖの電圧を出力する。つまり、高周波受信回路１００は、入力信号に搬送波が現れたときには正の電圧を出力し、入力信号に搬送波が現れないときには０Ｖを出力する。特に、入力信号に搬送波が現れないときには、出力端子１０３と出力基準端子１０４が１Ω以下の低い抵抗で接続された状態と同等の状態となる。
【００５６】
なお、高周波受信回路１００に接続される負荷は、例えば、パワー半導体スイッチング素子である。この場合、例えば、出力端子１０３は、パワー半導体スイッチング素子のゲート端子に接続され、出力基準端子１０４は、パワー半導体スイッチング素子のソース端子に接続される。
【００５７】
また、高周波受信回路１００は、正側ダイオード１２１のアノードとカソードとを反対にした接続とすることで、負の電圧または、０Ｖの電圧を出力することもできる。
すなわち、高周波受信回路１００は、出力信号を出力する第一検波回路と、トランジスタの制御端子に負の電圧パルスを出力する第二検波回路とを備えればよい。第一検波回路は、図１に示される正側検波回路１０６のように正の電圧を出力する回路であってもよいし、あるいは、負の電圧を出力する回路であってもよい。すなわち、出力信号は、正の電圧パルスであってもよく、負の電圧パルスであってもよい。
【００５８】
図２は、入力端子１０１に入力された入力信号に搬送波が現れたときにおける高周波受信回路１００の各端子の電圧の一例を示す図である。図２に示される高周波受信回路１００は、出力端子１０３にオン電圧を出力する。オン電圧とは、駆動対象となるパワー半導体スイッチング素子をオン状態にさせるゲート電圧である。
つまり、搬送波が入力端子１０１に入力されたとき、正側検波回路１０６は、入力基準端子１０２を基準として、出力端子１０３に正の電圧を出力する。図２に示される例では、正側インダクタ１２２の一端から出力端子１０３に＋５Ｖの電圧を供給する。さらに、負側検波回路１０８は、入力基準端子１０２を基準として、トランジスタ１１０のゲート端子に負の電圧を出力する。図２に示される例では、負側インダクタ１３２の一端及びトランジスタ１１０のゲート端子は−３Ｖの電圧が供給される。ここで、負側インダクタ１３２とトランジスタ１１０のゲート端子とが接続されているので、出力基準端子１０４を基準として、トランジスタ１１０のゲート端子に負の電圧が供給される。図２に示される例では、トランジスタ１１０のゲート端子に−３Ｖが供給される。トランジスタ１１０のゲート端子に負の電圧が供給されることで、トランジスタ１１０はオフ状態となる。つまり、出力端子１０３と出力基準端子１０４との間がオープン、つまり非常に大きな高抵抗状態となる。そのため、出力基準端子１０４を基準として出力端子１０３から正の電圧が出力される。図２に示される例では、出力端子１０３から＋５Ｖが出力される。この正の電圧は、例えば、出力端子１０３及び出力基準端子１０４に接続されるパワー半導体スイッチング素子をオン状態にする。
【００５９】
次に、パワー半導体スイッチング素子をオフ状態にする時の動作の一例について図３を用いて説明する。図３は、入力端子１０１に入力された入力信号に搬送波が現れないときにおける高周波受信回路１００の各端子の電圧の一例を示す図である。図３に示される高周波受信回路１００は、出力端子１０３にオフ電圧を出力する。オフ電圧とは、駆動対象となるパワー半導体スイッチング素子をオフ状態にさせるゲート電圧である。
このとき、正側検波回路１０６及び負側検波回路１０８は、いずれも電圧を生成しない。このため、トランジスタ１１０のゲート端子に入力される電圧は０Ｖとなり、ノーマリオン型のトランジスタ１１０はオン状態となる。その結果、トランジスタ１１０のドレイン端子とソース端子の間は短絡し、出力端子１０３と出力基準端子１０４とは短絡する。すなわち、出力端子１０３及び出力基準端子１０４からの出力電圧は０Ｖである。オン状態のパワー半導体スイッチング素子のゲートにチャージされていた電荷は、出力端子１０３と出力基準端子１０４とが短絡する過程において、トランジスタ１１０を介して消滅する。このため、高周波受信回路１００は、パワー半導体スイッチング素子を高速にオフすることができる。
【００６０】
ここで、トランジスタ１１０が、ゲート幅の大きいトランジスタである場合、トランジスタ１１０がオン状態であるときのゲート抵抗は小さくなる。あるいは、トランジスタ１１０が、ゲート幅の小さいトランジスタである場合、トランジスタ１１０をオン状態からオフ状態にするための電力および時間を低減できる。例えば、トランジスタ１１０は、ゲート幅が５００ミクロン以下程度であってもよい。
【００６１】
以上のように、入力端子１０１に搬送波が入力されると、出力端子１０３から、パワー半導体スイッチング素子をオン状態にするためのゲート電圧が供給される。また、入力端子１０１に搬送波が入力されない場合には、出力端子１０３と出力基準端子１０４とはショートとなるため、パワー半導体スイッチング素子をオフすることができる。このように、入力信号の搬送波の有り無しで、出力信号のレベルを切り替えることができる。
【００６２】
このように、高周波受信回路１００は、トランジスタ１１０としてノーマリオン型のトランジスタを備えるため、１つの入力信号における搬送波の有無で、出力電圧の有無を切り替えることができる。また、絶縁型信号伝送装置は、信号絶縁素子に高周波を出力するための送信回路を１系統備えればよい。具体的には、電磁界共鳴結合器に被変調信号を出力するための被変調信号生成回路も１系統設けるだけでよい。そのため、このような高周波受信回路１００を備える絶縁型信号伝送装置は小型化が実現される。ただし、本開示は、信号絶縁素子や送信回路を複数系統設けることを排除するものではない。
また、高周波受信回路１００は、非接触電力伝送を使用するため、出力電圧に加えて、負の電圧も同時に形成できる。この負の電圧がノーマリオン型のトランジスタ１１０のゲート端子に供給されることによって、高周波受信回路１００の出力の制御が実現されうる。
【００６３】
また、高周波受信回路１００は、１つの入力信号で出力電圧の生成とトランジスタ１１０の制御とを同時に実現する。このメリットは以下の通りである。
【００６４】
例えば、トランジスタ１１０のオフ／オンの切り替えのみによって、高周波受信回路１００からの出力の有無を切り替える方式を想定する。このような方式では、トランジスタ１１０に出力電圧が常に供給される必要がある。そのため、トランジスタ１１０がオンしているとき、すなわち高周波受信回路１００からの出力がないときに、トランジスタ１１０に供給されている電力は、無駄である。したがって、この方式は、非効率であり、消費電力が大きくなってしまう。
【００６５】
例えば、ノーマリオフ型のトランジスタを用いた方式を想定する。このような方式では、高周波受信回路１００への入力がなく、したがって、高周波受信回路からの出力が無い場合に、トランジスタをオン状態とするための電圧が必要となる。そのために、高周波受信回路からの出力電圧を生成するための信号と、トランジスタを制御する信号との２系統の信号が必要になってしまう。
【００６６】
以上のことから、高周波受信回路１００は、上記他の方式とは異なり、１つの入力信号で出力電圧の生成とトランジスタ１１０の制御とを同時に実現できる。
【００６７】
トランジスタ１１０にノーマリオン型のトランジスタを使用しているため、トランジスタ１１０は高速にオンすることができる。トランジスタ１１０のゲート端子、ソース端子間にスピードアップ用の抵抗１６０を設置している場合、トランジスタ１１０を高速にオンすることができる。なお、トランジスタ１１０を高速にオンするために、抵抗１６０の抵抗値が小さくしてもよい。その場合、トランジスタ１１０をオフするために、負側検波回路１０８で大きな電力が生成されてもよい。
【００６８】
入力端子１０１には、正側検波回路１０６と、負側検波回路１０８が接続されている。入力端子１０１から入力された入力信号の電力が、正側検波回路１０６と負側検波回路１０８とにどのように配分されるかは、正側カップリングコンデンサ１２０と負側カップリングコンデンサ１３０の比率によって決定される。トランジスタ１１０をオフするための負側検波回路１０８に電力が多く分配されすぎると、正側検波回路１０６によって生成、出力される電圧が少なくなってしまう。そこで、正側カップリングコンデンサ１２０は、負側カップリングコンデンサ１３０と同じか、または、大きくてもよい。
【００６９】
さらに、トランジスタ１１０のゲート端子とソース端子の間にゲート電位調整用のダイオード１５０を挿入している場合、負側検波回路１０８から大きな負の電圧が出力されたときに、当該電圧は、ダイオード１５０を介して出力基準端子１０４に供給される。これにより、負側検波回路１０８に大きな電力が入力されて出力端子１０３から出力される電圧が小さくなること、あるいは、負側検波回路１０８に大きな電力が入力されて出力端子１０３から電圧が出力されなくなることが防がれる。
【００７０】
図４は、高周波受信回路１００の出力電圧４９０、及び、出力電流４９１の時間波形の一例である。図４に示されるように、入力信号における搬送波の有り無しに応じて、出力電圧が５Ｖと０Ｖとで切り替えられる。
【００７１】
なお、高周波受信回路１００は、１つの信号絶縁素子から入力される１つの入力信号における搬送波の有無に応じて、正の電圧と、グランド電位とを生成する。高周波受信回路１００は、信号絶縁素子として電磁界共鳴結合器１８０を備えることにより、これを単純な構成で実現できる。例えば、高周波受信回路が信号絶縁素子としてトランスを備える場合、高周波受信回路１００のような単純な構成では実現できない。
【００７２】
例えば、従来の絶縁型信号伝送装置が、パワー半導体スイッチング素子をオフ状態にするための負の電圧を、パワー半導体スイッチング素子のゲート端子に供給することを想定する。この場合、絶縁型信号伝送装置は、パワー半導体スイッチング素子をオン状態にするための電力を伝送する信号絶縁素子に加えて、さらに、パワー半導体スイッチング素子をオフ状態にするための電力を伝送する信号絶縁素子を必要とする。すなわち、絶縁型信号伝送装置は、信号絶縁素子を２つ備えることとなり、回路が複雑となり、サイズが大きくなってしまう。これに対し、本実施の形態に係る絶縁型信号伝送装置は信号絶縁素子を少なくとも１つ備えればよく、小型化を実現できる。
【００７３】
また、上記のように、パワー半導体スイッチング素子をオフ状態にするための負の電圧をパワー半導体スイッチング素子のゲートに供給した場合、当該負の電圧に応じて電流が流れる。しかし、従来の絶縁型信号伝送装置は、大きな電流を流すことが困難であるため、パワー半導体スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えるために、多くの時間が掛かる。これに対し、高周波受信回路１００は、トランジスタ１１０をオン状態にすることによって、出力端子１０３及び出力基準端子１０４間を短絡させることができる。そのため、トランジスタ１１０に、トランジスタ１１０の低いオン抵抗に応じた大きな電流を流すことができ、パワー半導体スイッチング素子を、オン状態からオフ状態に短時間で切り替えることができる。
【００７４】
図５は、本実施の形態の変形例に係る高周波受信回路５００の構成の一例を示す図である。高周波受信回路５００は、入力される搬送波が大きいとき、すなわち、入力信号の振幅が大きいときに、大きな出力電圧を出力できる高周波受信回路５００である。高周波受信回路５００は、図１に示された高周波受信回路１００に対して、正側ダイオード１２１を、直列及び並列に接続された複数のダイオードから構成される正側ダイオード５２１に置き換えた回路に相当する。つまり、正側検波回路５０６は、図１に示される正側検波回路１０６に対して、正側ダイオード１２１を、直列及び並列に接続された複数のダイオードから構成される正側ダイオード５２１に置き換えた回路に相当する。ここで、正側ダイオード５２１を構成する複数のダイオードのそれぞれは、例えば、負側ダイオード１３１と同等の閾値電圧およびオン抵抗を有する。これにより、正側ダイオード５２１の閾値電圧は、負側ダイオード１３１の閾値電圧より高い。また、正側ダイオード５２１のオン抵抗は、負側ダイオード１３１のオン抵抗より低い。
【００７５】
ところで、入力される搬送波が小さいとき、すなわち、入力信号の振幅が小さいとき、トランジスタを確実にオフさせるために、負側検波回路１０８から大きな負の電圧が出力されてもよい。入力される搬送波が大きいとき、すなわち、入力信号の振幅が大きいとき、高周波受信回路５００から出力電圧を適切に出力させるために、正側検波回路から大きな正の電圧を出力し、かつ負側検波回路から比較的小さい負の電圧を出力してもよい。
【００７６】
高周波受信回路５００のように、正側ダイオード５２１が直列及び並列に接続された複数のダイオードから構成される場合、正側ダイオード５２１は、例えば、負側ダイオード１３１に比べて、閾値電圧が高く、オン抵抗が小さい。ここで、正側ダイオード５２１の閾値電圧とは、正側ダイオード５２１に電圧が入力された場合に、正側検波回路５０６から正の電圧を出力できるような、最小の入力電圧を意味する。このようにすることで、入力信号の電圧が正側ダイオード５２１の閾値電圧を超えるまでは、正側検波回路５０６から信号が出力されないので、負側検波回路１０８のみが検波動作をすることとなる。すなわち、入力信号が小さい場合には、高周波受信回路５００は、出力信号を出力しない。一方、入力信号の電圧が大きくなると、入力信号が正側ダイオード５２１によって検波されるとともに、正側ダイオード５２１のオン抵抗が小さいことにより、正側検波回路５０６は大きな正の出力電圧を出力できる。すなわち、入力信号が大きい場合には、高周波受信回路５００は、出力信号を出力できる。よって、入力信号の大きさに応じて、適切に動作する高周波受信回路５００が実現される。
【００７７】
なお、この高周波受信回路５００では、正側ダイオード５２１の閾値電圧は、負側ダイオード１３１の閾値電圧より高く、かつ、正側ダイオード５２１のオン抵抗は、負側ダイオード１３１のオン抵抗より低かったが、いずれか一方だけが満たされてもよい。これにより、正側検波回路５０６の立ち上り電圧が大きくなる、又は、正側検波回路５０６からの正の出力電圧が大きくなる。
【００７８】
図６は、絶縁型信号伝送装置２００の回路図の一例である。
【００７９】
この絶縁型信号伝送装置２００は、例えば、半導体スイッチング素子のゲート駆動回路等として用いられる回路である。絶縁型信号伝送装置２００は、図１に示された絶縁型信号伝送装置に対して、被変調信号生成回路１７０が発振器１７１と変調器１７２とに置き換わった構成に相当する。つまり、この絶縁型信号伝送装置２００は、入力信号を絶縁伝送する装置であって、搬送波となる高周波を生成する発振器１７１と、発振器１７１で生成された搬送波をパルス信号で変調する変調器１７２と、変調器１７２で得られた被変調信号を電磁界共鳴によって絶縁伝送する電磁界共鳴結合器１８０と、電磁界共鳴結合器１８０から出力された信号を入力信号として検波する高周波受信回路１００とを備える。
【００８０】
発振器１７１は、搬送波として、例えば、１００ＭＨｚ以上の周波数をもつ高周波を生成する。
【００８１】
変調器１７２は、発振器１７１で生成された搬送波をパルス信号で変調し、被変調信号を生成する回路である。変調器１７２は、例えば、搬送波とパルス信号とを混合する混合器であってもよい。変調器１７２は、例えば、パルス信号に応じて、搬送波を通過させる、または遮断するが制御されるスイッチ等であってもよい。
なお、図６は、被変調信号のうち電圧値が０Ｖ以上の成分の波形を示しているが、入力信号は、電圧値が０未満の成分の波形も有してもよい。入力信号は、例えば、その包絡線において、０Ｖを基準にして正負対称な波形を示す。
【００８２】
このような構成を備える絶縁型信号伝送装置２００において、入力されたパルス信号は、変調器１７２で被変調信号に変換され、電磁界共鳴結合器１８０で非接触伝送され、高周波受信回路１００で検波され、例えばパワー半導体スイッチング素子用のゲート駆動信号として出力される。
【００８３】
なお、高周波受信回路１００および５００において、正側ダイオード１２１及び、負側ダイオード１３１は、高周波で動作する接合容量の小さなダイオードでもよい。そのようなダイオードは、例えば、ショットキーバリアダイオードである。
【００８４】
高周波受信回路１００および５００において、出力端子１０３および出力基準端子１０４に接続される負荷は、上記説明では、ゲート電圧３ＶでオンとなるＧａＮスイッチングデバイスであった。しかし、高周波受信回路１００および５００は、その他のパワー半導体スイッチング素子に接続されてもよい。
【００８５】
高周波受信回路１００および５００において、例えば、高周波が２．４ＧＨｚの場合、正側ダイオード１２１及び負側ダイオード１３１として、ＧａＮのショットキーバリアダイオードを用いてもよい。その場合、例えば、正側インダクタ１２２及び負側インダクタ１３２のインダクタンスを５．８ｎＨとし、正側カップリングコンデンサ１２０及び負側カップリングコンデンサ１３０のキャパシタンスを０．７ｐＦとすることにより、正側検波回路１０６及び負側検波回路１０８は、２．４ＧＨｚの検波回路として動作する。
【００８６】
このような絶縁型信号伝送装置２００は、電磁界共鳴結合器１８０を備えるので、入力信号を生成する１次側と、出力信号を生成する２次側とを絶縁でき、かつ、出力信号の立ち上がり時間を短くできる。さらに、絶縁型信号伝送装置２００は、高周波受信回路１００を備えるので、出力信号の立ち下がり時間を短くできる。よって、絶縁型信号伝送装置２００は、高速な信号を非接触で伝送し、半導体スイッチング素子を高速に駆動することができる。
【００８７】
さらに、高周波受信回路１００の入力側の変調器および信号絶縁素子は、正側検波回路１０６及び負側検波回路１０８の両方に対して共通した入力信号を出力することができる。そのため、絶縁型信号伝送装置２００は、変調器および信号絶縁素子を１系統の回路で済ませることができる。したがって、絶縁型信号伝送装置２００は、小型化される。
【００８８】
以上、本開示に係る高周波受信回路及び絶縁型信号伝送装置について、実施の形態に基づいて説明した。しかし、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００８９】
たとえば、図６に示された絶縁型信号伝送装置２００は、図１に示される高周波受信回路１００を備えるが、絶縁型信号伝送装置は、図５に示される高周波受信回路５００を備えてもよい。
【００９０】
また、絶縁型信号伝送装置２００は、信号絶縁素子として、電磁界共鳴結合器１８０を備えるが、電磁界共鳴結合器の代わりに、高周波を絶縁して伝送する他の素子を備えてもよい。
【００９１】
また、高周波受信回路１００及び５００において、トランジスタ１１０は、Ｎチャネルトランジスタであったが、Ｐチャネルトランジスタであってもよい。その場合、Ｐチャネルトランジスタのソース端子が出力端子１０３に接続され、ドレイン端子が出力基準端子１０４に接続され、ゲート端子が負側検波回路１０８に接続される。
【００９２】
例えば、高周波受信回路は、搬送波がパルス信号で変調された信号である入力信号を検波する高周波受信回路であって、入力信号を受け付けるための入力端子及び入力基準端子と、検波後のパルス信号を出力するための出力端子及び出力基準端子と、入力信号を検波し、出力基準端子を基準として出力端子に正の電圧のパルス信号を出力する正側検波回路と、出力端子に接続された第１端子、出力基準端子に接続された第２端子、及び、制御端子を有するノーマリオン型のトランジスタと、入力信号を検波し、出力基準端子を基準としてトランジスタの制御端子に負の電圧のパルス信号を出力する負側検波回路とを備える。
【００９３】
例えば、入力信号は、搬送波の有無によって表現される信号であり、負側検波回路は、入力信号に搬送波が現れたときに負の電圧となり、入力信号に搬送波が現れないときに基準電圧となるパルス信号をトランジスタの制御端子に出力し、トランジスタは、負側検波回路から負の電圧が入力されているときにオフし、負側検波回路から基準電圧が入力されているときにオンしてもよい。
【００９４】
なお、上記の説明及び図面に示される回路構成は、一例であり、本開示は上記回路構成に限定されない。つまり、上記回路構成と同様に、本開示の特徴的な機能を実現できる回路も本開示に含まれる。例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列または並列に、スイッチング素子（トランジスタ）、抵抗素子、または容量素子等の素子を接続したものも本開示に含まれる。言い換えれば、上記説明における「接続される」には、２つの端子（ノード）が直接接続される場合に限定されるものではなく、同様の機能が実現できる範囲において、当該２つの端子（ノード）が、素子を介して接続される場合が含まれる。
【００９５】
また、本開示において、信号の入出力に関する表現は、その信号が直接的に入出力される場合に限らず、間接的に入出力される場合をも含む。例えば「信号がＡからＢに出力される」、「信号がＡからＢに入力される」、「信号がＡから出力されＢに入力される」などの表現は、ＡとＢの間にその他の素子または回路を含む構成をも含む。また、それらの表現は、Ａから出力された信号が、その他の素子または回路を通って変化した後に、Ｂに入力されるものを含む。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本開示にかかる高周波受信回路及び絶縁型信号伝送装置は、半導体スイッチング素子を駆動するゲート駆動回路として有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１００，５００    高周波受信回路
１０１  入力端子
１０２  入力基準端子
１０３  出力端子
１０４  出力基準端子
１０６，５０６  正側検波回路
１０８  負側検波回路
１１０  トランジスタ
１２０  正側カップリングコンデンサ
１２１，５２１  正側ダイオード
１２２  正側インダクタ
１２３  正側平滑コンデンサ
１３０  負側カップリングコンデンサ
１３１  負側ダイオード
１３２  負側インダクタ
１３３  負側平滑コンデンサ
１５０  ダイオード
１６０  抵抗
１７０  被変調信号生成回路
１７１  発振器
１７２  変調器
１８０  電磁界共鳴結合器
２００  絶縁型信号伝送装置
４９０  出力電圧
４９１  出力電流
【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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