信号发射电路和包括该信号发射电路的装置制造方法及图纸

一种信号发射电路以及包括该信号发射电路的装置。所述信号发射电路包括：传导的发射线圈；第一电源；半导体开关，所述半导体开关用于将所述发射线圈可逆地耦接到所述第一电源；控制电路，所述控制电路用于通过所述半导体开关控制所述发射线圈到所述第一电源的耦接；第二电源，所述第二电源被耦接以给所述控制电路供电。

【技术实现步骤摘要】
信号发射电路和包括该信号发射电路的装置本申请是申请日为2016年7月25日、申请号为2016105928792、专利技术名称为“信号发射电路和包括该信号发射电路的装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大体上涉及利用电感耦合部跨越电流隔离在发射机和接收机之间的通信，例如，在电源架构的情况下用于在电流隔离的发射机和接收机之间的通信。
技术介绍
很多电子装置包括在电流隔离的并且参考不同地电位的发射机和接收机之间发送信息的通信系统。实例包括功率转换器、医疗装置、航海装置及其他。一种这样的通信系统采用磁性耦合线在发射机和接收机之间发送信息。另外还已知有电感耦合部，流动通过发射导体的变化的电流在接收导体端部之间感应出变化的电压。可以通过各种方法增强导体之间的耦合。例如，可以将导电线绕成具有或者不具有磁芯的线圈。电感耦合部的实例包括变压器和耦合电感器。尽管这些导体磁耦合，但是导体可以保持彼此电隔离，使得可以施加电压差而在导体之间没有显著的电传导。然而，只要导体之间的磁耦合足够强，就能够跨越该电隔离传递信息。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种信号发射电路和包括该信号发射电路的装置来实现上述目的至少之一。在一方面，本专利技术提供一种信号发射电路，包括：传导的发射线圈；第一电源；半导体开关，所述半导体开关用于将所述发射线圈可逆地耦接到所述第一电源；控制电路，所述控制电路用于通过所述半导体开关控制所述发射线圈到所述第一电源的耦接；第二电源，所述第二电源被耦接以用于为所述控制电路供电。在另一方面，本专利技术提供一种装置，包括：第一电路，所述第一电路以第一电位为参考，所述第一电路包括信号发射电路；第二电路，所述第二电路以第二电位为参考并且与所述第一电路电流性隔离，所述第二电路包括信号接收电路；以及磁耦合部，所述磁耦合部在第一电路和第二电路之间跨越电流隔离，所述磁耦合部包括传导的发射线圈以及传导的接收线圈；其中所述信号发射电路包括：第一供电电压，所述第一供电电压相对于所述第一电位具有第一极性，输出级开关，所述输出级开关被耦接在所述传导的发射线圈和所述第一供电电压之间用于切换它们之间的电流传导，以及控制电路，所述控制电路被耦接以在导通性较好的状态和导通性较差的状态之间间歇地切换所述输出级开关，并且由此越过所述发射线圈发射信号，所述控制电路被进一步耦接以响应于所述输出级开关从导通性较好的状态切换到导通性较差的状态而控制由所述发射线圈产生的电压，其中所述发射线圈产生的电压相对于所述第一电位具有相反的第二极性。附图说明参考以下附图描述本专利技术的非限制性且非穷举性的实施方案，其中，除非另有说明，贯穿各视图中的相似的参考数字指代相似的部件。图1示出了根据本专利技术的教导的开关控制器的一个实施例，该开关控制器包括在发射机和接收机之间通信的通信链路。图2示出了根据本专利技术的教导的驱动器接口电源的一个实施例。图3进一步示出了根据本专利技术的教导的驱动器接口电源的一个实现方式。图4示出了根据本专利技术的教导的驱动电路电源的一个实施例。图5进一步示出了根据本专利技术的教导的驱动电路电源的第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜和第四电流镜。图6进一步示出了根据本专利技术的教导的驱动器接口电源的电流阈值检测电路。图7进一步示出了根据本专利技术的教导的驱动器接口电源的放电电流镜。图8是示出根据本专利技术的教导的在集成电路封装件内的晶片(die)之间的另一示例耦合部的一个实施例。图9是根据本专利技术的教导的脉冲输出级的一个实施例。图10进一步示出了根据本专利技术的教导的脉冲输出级的漏极控制电路的一个实施例。图11进一步示出了根据本专利技术的教导的脉冲输出级的缓冲电路和栅极控制电路。贯穿附图的多个视图，相应的参考字符指示相应的部件。技术人员将认识到，附图中的元件是为了简洁和清楚而被例示的，并且附图中的元件不一定按比例画出。例如，附图中一些元件的尺寸相对于其他元件可能被扩大以便有助于提高对本专利技术的各个实施方案的理解。并且，通常不描述在商业上可行的实施方案中有用或必要的常见但是公知的元件，以便于较少妨碍对本专利技术的这些不同实施方案的观察。具体实施方式在以下描述中，阐述了很多具体的描述，这是为了提供对本专利技术的透彻全面的理解。然而，本领域普通技术人员将明了不必需使用所述具体的细节来实践本专利技术。在其他实例中，为了避免使本专利技术模糊不清，没有详细描述众所周知的材料或方法。整个本说明书中引用的“一个(one)实施方案”、“一个(an)实施方案”、“一个(one)实施例”或“一个(an)实施例”意味着结合所述实施方案或实施例所描述的具体的特征、结构或性质包含在本专利技术的至少一个实施方案或实施例中。因此，整个本说明书中多处出现的短语“在一个(one)实施方案中”、“在一个(an)实施方案中”、“一个(one)实施例”或“一个(an)实施例”不一定全都指相同的实施方案或实施例。而且，具体的特征、结构或性质可以任何合适的组合和/或子组合被组合在一个或多个实施方案或实施例中。具体的特征、结构或性质可包含于集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所述功能的其他合适的部件中。此外，认识到，随附本说明书提供的附图是用于对本领域的普通技术人员解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。如上所述，电子装置可以包括电感耦合部以在电流隔离的发射机和接收机之间发送信息。可以通过改变流经发射导体的电流向接收机发送信号。变化的电流在接收导体两个端部之间感应出电压。在一些情况下，通过发射机发送的信号可以是在接收机感应出电压脉冲波形的电流脉冲波形。在一些电子装置中，穿过发射导体的电流中的相对大的变化在接收导体的电压中产生相对小的变化，从这个意义上说，电感耦合部中的导体可能仅是弱耦接的。这在至少部分地由导体(例如，半导体芯片的引线框架、顶部金属化层，接合线或类似物)形成电感耦合部的情况下更是如此。特别地，尽管这样的导体尺寸小、便宜并且能够被布置在半导体封装件中，但通常用少量匝数(典型的是一匝)形成这样的导体并且通常它们不包括高磁导率的芯体。例如，发射导体和接收导体可以是具有50nH或者更小(例如20nH或者更小或者甚至10nH或者更少)的电感的线圈。因此在与穿过发射导体的电流的变化率相比时，接收导体中的振幅振荡相对小。如果接收导体中的感应电压相对小，可能很难将感应电压从噪声中区分开。这在噪声环境背景中更是如此，诸如在控制器的不同部分相互电流隔离的用于功率开关的控制器中。具体地，通过功率开关切换的功率可以比跨越电感耦合发射的信号功率大。例如，功率开关可以切换数百伏特或者数千伏特而接收信号可以是数百毫伏、数十毫伏或者甚至更小。在这样的条件下将信号电压从噪声中区分开通常是很困难的。一种增大接收电压幅度的途径是增加穿过发射导体的电流的变化率。例如，发射信号可以包括具有10纳秒或者更小(例如5纳秒或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关控制器，所述开关控制器在功率变换系统中控制功率开关，所述开关控制器包括：/n通信信号发射电路，包括：/n传导的发射线圈；/n第一电源；/n半导体开关，所述半导体开关用于将所述发射线圈可逆地耦接到所述第一电源；/n控制电路，所述控制电路用于通过所述半导体开关控制所述发射线圈到所述第一电源的耦接；以及/n第二电源，所述第二电源被耦接以给所述控制电路供电。/n

【技术特征摘要】
20150731 EP 15179318.91.一种开关控制器，所述开关控制器在功率变换系统中控制功率开关，所述开关控制器包括：
通信信号发射电路，包括：
传导的发射线圈；
第一电源；
半导体开关，所述半导体开关用于将所述发射线圈可逆地耦接到所述第一电源；
控制电路，所述控制电路用于通过所述半导体开关控制所述发射线圈到所述第一电源的耦接；以及
第二电源，所述第二电源被耦接以给所述控制电路供电。


2.根据权利要求1所述的开关控制器，其中所述第二本地电源包括：
供电电容器，所述供电电容器存储由所述第二本地电源提供的电荷；以及
可变电流源，所述可变电流源根据请求信号做出响应以提升提供给所述供电电容器的电流。


3.根据权利要求1至2中的任一项所述的开关控制器，其中所述第二电源包括跨导放大器，所述跨导放大器输出响应于所述第二电源的实际输出电压和期望的输出电压之间的差值的电流，例如，其中，跨导放大器包括第一放大级，所述第一放大级包括由放大的差值以线性模式驱动的第一晶体管。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的开关控制器，其中所述第二电源包括：
电流放大器，所述电流放大器用于放大待由所述第二本地电源输出的电流，其中所述电流放大器包括具有由所述第一电源供电的分支的电流镜，例如，其中所述电流放大器包括：
第一电流镜，所述第一电流镜具有第一、相对较高的上限截止频率；以及
第二电流镜，所述第二电流镜具有第二、相对较低的上限截止频率，
例如，其中所述第二上限截止频率在所述第一上限截止频率的1/30与1/2之间。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的开关控制器，其中所述第二电源包括阈值检测电路，所述阈值检测电路用于检测所述第二电源的输出电流是否超过阈值水平并且输出指示检测结果的信号，例如，其中，
所述信号发射电路包括所述可变电流源；并且
指示输出电流超过阈值电压水平的信号起作用以降低由所述可变电流源提供的电流的提升。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的开关控制器，其中所述通信信号发射电路进一步包括：
放电电路，所述放电电路被耦接以响应于指示所述第二电源的输出电压超过期望的电压的信号而将所述第二本地电源中的一个或多个节点放电，例如，其中所述放电电路被耦接到所述第二本地电源中的多个节点。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的开关控制器，其中所述第一电源为所述第二电源提供功率。


8.根据权利要求7所述的开关控制器，其中由所述本地电源供电的所述控制电路包括脉冲控制电路，所述脉冲控制电路用于控制用于传输通信信号的电流脉冲。


9.根据权利要求8所述的开关控制器，其中所述脉冲控制电路包括脉冲输出级，所述脉冲输出级被配置成在相对大的、快速的电流脉冲应用之后通过控制所述发射线圈的极性的反向来控制磁存储能量的消耗。


10.一种开关控制器，所述开关控制器在功率变换系统中控制功率开关，所述开关控制器包括：
第一电路，所述第一电路以第一电位为参考，所述第一电路包括通信信号发射电路；
第二电路，所述第二电路以第二电位为参考并且与所述第一电路电流性隔离，所述第二电路包括通信信号接收电路；以及
磁耦合部，所述磁耦合部在所述第一电路和所述第二电路之间跨越电流隔离，所述磁耦合部包括传导的发射线圈以及传导的接收线圈；
其中所述通信信号发射电路包括：
第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马提亚斯·彼得，简·塔尔海姆，
申请(专利权)人：电力集成瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH