[發(fā)明專利]信號(hào)傳輸裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710005613.4
• 申請(qǐng)日: 2007-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN101051550A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安保正治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01F19/04
• 分類號(hào): H01F19/04;G01R33/02;H04L25/02
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)傳輸裝置，該信號(hào)傳輸裝置將輸入信號(hào)從輸入端子對(duì) 傳輸?shù)脚c該輸入端子對(duì)電絕緣的輸出端子對(duì)。具體地，本發(fā)明涉及在信號(hào) 傳輸過程中能夠降低外部噪聲磁場(chǎng)的影響的信號(hào)傳輸裝置。

背景技術(shù)

公知用于將信號(hào)從輸入端子對(duì)傳輸?shù)脚c該輸入端子電絕緣的輸出端子 對(duì)的信號(hào)傳輸裝置。其中一種這樣的信號(hào)傳輸裝置是一種使用線圈以及與 該線圈電絕緣但又與該線圈磁耦合的磁傳感器來傳輸信號(hào)的裝置。

這種裝置的代表性示例是變壓器。變壓器具有連接到輸入端子對(duì)的輸 入側(cè)線圈，和連接到輸出端子對(duì)的輸出側(cè)線圈。輸入側(cè)線圈和輸出側(cè)線圈 彼此電絕緣，但又彼此磁耦合。通過變壓器的電磁感應(yīng)，在輸入端子對(duì)和 輸出端子對(duì)之間沒有電連接的情況下，從輸入端子對(duì)輸入到輸入側(cè)線圈的 信號(hào)能夠傳輸?shù)捷敵龆俗訉?duì)。

存在其中輸出信號(hào)的電壓水平不同于輸入信號(hào)的電壓水平的變壓器。 也有諸如脈沖變壓器的變壓器，其中輸出信號(hào)的電壓水平和輸入信號(hào)的電 壓水平相同。

將信號(hào)從輸入端子對(duì)傳輸?shù)脚c輸入端子對(duì)電絕緣的輸出端子對(duì)的信號(hào) 傳輸裝置還能夠通過使用用于響應(yīng)于作用磁場(chǎng)而輸出信號(hào)的諸如霍耳元件 或者磁阻元件的元件，而不是使用變壓器的輸出側(cè)的線圈來實(shí)現(xiàn)。

在本說明書中，信號(hào)傳輸裝置中在電絕緣的狀態(tài)下經(jīng)由磁場(chǎng)傳輸信號(hào) 的部分稱為“信號(hào)傳輸部分”。變壓器是信號(hào)傳輸部分的示例。而且，在 信號(hào)傳輸裝置中，響應(yīng)于作用磁場(chǎng)而輸出信號(hào)的部分通稱為“磁傳感 器”。磁傳感器的示例是輸出側(cè)線圈和能夠代替輸出側(cè)線圈使用的霍耳元 件或者磁阻元件。輸出側(cè)線圈可以稱為“檢測(cè)線圈”。由磁傳感器輸出的 信號(hào)可以稱為“檢測(cè)信號(hào)”。在信號(hào)傳輸裝置中，基于由磁傳感器輸出的 檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)于輸入到輸入端子對(duì)的信號(hào)而輸出信號(hào)的部分稱為“信號(hào)輸 出部分”。

即使僅僅是諸如變壓器的信號(hào)傳輸部分也能夠?qū)⑿盘?hào)從輸入端子對(duì)傳 輸?shù)脚c輸入端子對(duì)電絕緣的輸出端子。然而，當(dāng)裝置經(jīng)由磁場(chǎng)傳輸信號(hào) 時(shí)，磁傳感器不僅檢測(cè)到由輸入側(cè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，還檢測(cè)到外部噪聲磁 場(chǎng)。外部噪聲磁場(chǎng)例如是由其它設(shè)備或者電路產(chǎn)生的磁場(chǎng)，或者由地磁引 起的磁場(chǎng)。由信號(hào)傳輸部分的磁傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)包括由輸入側(cè)線圈 產(chǎn)生的磁場(chǎng)所導(dǎo)致的信號(hào)(應(yīng)該被傳輸)，和由外部噪聲磁場(chǎng)導(dǎo)致的信號(hào) (不應(yīng)該被傳輸)。在其中使用線圈和磁傳感器(兩者彼此磁耦合但又彼 此電絕緣)傳輸信號(hào)的信號(hào)傳輸裝置中，降低由外部噪聲磁場(chǎng)引起的噪聲 信號(hào)是重要的。

在本說明書中，包含在由信號(hào)傳輸部分的磁傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)中 的“本質(zhì)上應(yīng)該傳輸?shù)男盘?hào)”以下稱為“基本信號(hào)”。包含在檢測(cè)信號(hào)中 并且由噪聲磁場(chǎng)引起的“不應(yīng)該傳輸?shù)男盘?hào)”以下稱為“噪聲信號(hào)”。

日本專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_No.2005-51021公開了一種降低包含在從變壓 器的輸出側(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)中的噪聲信號(hào)的信號(hào)傳輸裝置的示例。在 這信號(hào)傳輸裝置中，虛設(shè)線圈布置在變壓器的輸出側(cè)線圈附近。在從變壓 器的輸出側(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)中，噪聲信號(hào)疊加到基本信號(hào)中。虛設(shè)線 圈僅僅輸出由噪聲磁場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲信號(hào)。通過確定從變壓器的輸出側(cè)線圈 輸出的檢測(cè)信號(hào)和由虛設(shè)線圈輸出的噪聲信號(hào)之間的差，能夠從變壓器的 輸出側(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)中降低噪聲信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

在日本專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_No.2005-51021中公開的信號(hào)傳輸裝置中， 通過提供虛設(shè)線圈，降低了從變壓器的輸出側(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)中的噪 聲信號(hào)。

然而，如果將信號(hào)傳輸裝置置于存在強(qiáng)噪聲磁場(chǎng)的環(huán)境(例如，IGBT 附近)中，包含在輸出側(cè)線圈的檢測(cè)信號(hào)中的基本信號(hào)和噪聲信號(hào)之比 (通常稱為“S/N比”)會(huì)降低。當(dāng)S/N比降低時(shí)，由虛設(shè)線圈輸出的噪 聲信號(hào)和包含在由信號(hào)傳輸部分輸出的檢測(cè)信號(hào)中的噪聲信號(hào)之間的輕微 的差異變得明顯。因而，輸入到信號(hào)傳輸裝置的輸入端子對(duì)中的輸入信號(hào) 不能精確地傳輸?shù)捷敵龆俗訉?duì)。

因而，期望一種當(dāng)輸入到輸入端子對(duì)中的信號(hào)傳輸?shù)脚c輸入端子電絕 緣的輸出端子對(duì)時(shí)，有效地降低外部噪聲磁場(chǎng)影響的信號(hào)傳輸裝置。

本發(fā)明的信號(hào)傳輸裝置包括線圈對(duì)和分別與線圈電絕緣但又磁耦合的 磁傳感器對(duì)。每個(gè)線圈分別響應(yīng)于施加在輸入端子對(duì)之間的信號(hào)(輸入信 號(hào))產(chǎn)生磁場(chǎng)。線圈對(duì)布置成當(dāng)在輸入端子對(duì)之間施加輸入信號(hào)時(shí)，由其 中一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與由另一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反。