对跨越隔离隔栅的通信中的瞬变进行抑制制造技术

通过使用与接收电路耦合的共模瞬变抑制电路来抑制使用光学、磁性、电感或其他机制而从隔离隔栅的发射侧传送并被接收电路接收的信号中的瞬变，可以改善隔离系统的共模瞬变免疫性。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请基于35U.S.C. § 119(e)要求享有2013年12月19日提交的美国临时申请 No. 61/918,416的优先权，其中在这里引入该申请以作为参考。
本申请涉及隔离隔栅，尤其涉及的是抑制跨越隔离隔栅的通信中的共模瞬变。
技术介绍
在诸如电压转换器之类的很多应用中都可以发现隔离隔栅（isolation barrier)。隔离隔栅指的是介于两个域之间的电隔离。由于两个域之间在正常工作过程中 会存在很大的DC或瞬变电压差，因此需要此类隔离。举例来说，其中一个域有可能被"接 地"在某个电压，该电压相对于大地接地而言正在发生数百或数千伏的转换。需要此类隔离 的另一个原因是基于安全性的考虑，即使正常工作过程中在域之间的预期电压差很小的时 候也有需要。这方面的一个示例出现在生物医学应用中，其中在病人的身体上贴有电极，尽 管测量设备应该是恰当接地的，然而出于安全性的考虑，在病人与测量设备之间需要具有 一个额外的保护层。 隔离隔栅通常由具有良好击穿属性的电介质层构成。通常，跨越隔离隔栅的通信 是用光学（光隔离器）、电感（变压器）解决方案进行的，或者是通过用电容隔离电路来跨 隔离隔栅传送信息来进行的。然而，此类通信易受共模瞬变的影响，并且该共模瞬变有可能 干扰跨通道传送的信息的精度。 因此，如果提供对于共模瞬变的免疫性更强的隔离技术，那么将会是非常理想的。
技术实现思路
相应地，在一个实施例中，提供了一种设备，包括：接收电路，用于从可用于执行跨 隔离隔栅的通信的隔离通信通道接收信号以及提供一个接收电路输出信号。在该接收电路 上耦合了一个共模瞬变抑制电路，以便抑制接收电路输出信号中的瞬变。 在另一个实施例中，提供了一种方法，包括：接收所传送的用于执行跨隔离隔栅的 通信的信号；以及抑制接收信号中事件长度小于预定时间长度的瞬变。 在另一个实施例中，提供了一种隔离设备，包括：发射电路，其耦合在隔离隔栅的 发射侧上，以便接收输入信号以及提供一个被传递至隔离隔栅的接收侧上的接收电路的信 号。该隔离设备还包括：接收电路，用于在隔离隔栅的接收侧接收信号，以及共模瞬变抑制 电路，其与接收电路相耦合，以便在接收电路所接收的信号中的瞬变的事件长度小于预定 时间量的情况下抑制所述瞬变。【附图说明】 通过参考附图，可以更好地理解本专利技术，对本领域技术人员来说，通过参考附图， 关于本专利技术的众多目标、特征和优点都是显而易见的。 图1示出的是具有隔离隔栅的栅极驱动器电路。 图2示出的是与图1中的栅极驱动器电路相关的时序图。 图3示出的是可能与图1的栅极驱动器电路相关联的瞬变的时序图。 图4示出的是光隔离器以及与之关联的瞬变的来源。 图5示出的是可以与瞬变事件相关联的定时。 图6示出的是带有瞬变抑制电路的栅极驱动器电路的例示实施例。 图7示出的是瞬变抑制电路的例示实施例。 图8示出的是图7中的瞬变抑制电路在面对瞬变时的操作。 图9示出的是根据一个实施例的具有瞬变抑制电路的光隔离器。 图10示出的是根据一个实施例的基于变压器的隔离系统，其中该系统可用于取 代带有瞬变抑制电流源的光隔离器。 图11示出的是根据一个实施例的基于电容性的隔离系统，其中该系统可用于取 代带有瞬变抑制电路的光隔离器。 图12示出的是根据一个实施例的带有瞬变抑制电路的可编程逻辑控制器。 在不同的附图中使用了相同的参考符号来指示相似或相同的项目。【具体实施方式】 在用于开关电源的隔离栅极驱动器电路中，具有高共模瞬变免疫性（CMTI)的电 路是非常必要的。逻辑高/低电平的CMTI是用于确保输出保持在有效的高/低电平状态 的随时间推移的共模电压的最大可容忍变化。在过去，大小为20-50kV/ys的CMTI电平即 已足够，但随着新的功率FET技术的出现，所需要的电平有可能高达200kV/ys。在开关电 源中，当如果发生高共模事件，那么共模瞬变有可能会显示为栅极驱动器中的瞬变。这个问 题是参考图1-图3示出的。参考图1，该图示出的是一个开关电源系统100。在系统100 中，功率MOSFET晶体管Ml和M2是在不同的时间接通的。节点OUT根据脉宽调制（PWM)信 号107而在400V与OV之间切换。栅极驱动器103使用栅极控制信号Gl来驱动M1，并且栅 极驱动器105使用栅极控制信号G2来驱动M2。为了接通M2,栅极电压G2被驱动至一个大 小为0UT+10V到0UT+30V的电压。此外，为了接通Ml，栅极电压Gl被驱动至一个通常介于 IOV与30V之间的电压。通过使用高压隔离隔栅111，可以使栅极驱动器105与输入PWM信 号相隔离。 高电压隔离技术可以采取不同的类型，例如光隔离器、变压器、电容性隔离或高压 晶体管。在施加了极快的共模瞬变时，这其中的每一种隔离技术都存在限制，并且有可能在 输出上产生不希望的瞬变。图2示出的是与图1中的电路关联的常规时序图。PWM信号107 被供应给输入电路109,该输入电路109向栅极驱动器103提供控制信号，并且通过高压隔 离隔栅111来将控制信号提供给栅极驱动器105。应该指出的是，在Gl变为低电平之后以 及在G2变为高电平之前，OUT会发生轻微的转变。此外还应该指出，对于下降沿而言，在G2 变为低电平之后以及在Gl变为高电平之前，OUT会发生当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：接收电路，用于接收从用以执行跨隔离隔栅的通信的隔离通信通道接收信号以及提供接收电路输出信号；以及共模瞬变抑制电路，其与所述接收电路耦合以便抑制所述接收电路输出信号中的瞬变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·J·米尔斯，蒂莫西·迪普伊，赖得·韦拜，悉达多·桑达，杰弗里·L·商塔格，
申请(专利权)人：硅谷实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US