通信系统、栅极驱动器系统和用于栅极驱动器通信的方法技术方案

公开了一种通信系统、栅极驱动器系统和用于栅极驱动器通信的方法。该通信系统包括：电源发生器，其被配置成根据数据传输生成调制电源；发光二极管(LED)仿真器，其包括耦接至电源发生器的仿真器输入端和被配置成输出感测电压的仿真器输出端，其中，仿真器输入端被配置成接收从调制电源得到的正向电流并将该正向电流转换为感应电压；电压比较器，其耦接至仿真器输出端，并且被配置成接收感测电压并基于通信电压阈值将感测电压转换为调制输出信号；以及发送器，其耦接至比较器输出端，并且被配置成接收调制输出信号并基于该调制输出信号、根据数据传输生成通信信号。根据数据传输生成通信信号。根据数据传输生成通信信号。

【技术实现步骤摘要】
通信系统、栅极驱动器系统和用于栅极驱动器通信的方法


[0001]本专利技术一般地涉及电子学领域，并且具体地涉及用于隔离式栅极驱动器通信的封装中的隔离阻挡通信系统。

技术介绍

[0002]高电压(HV)栅极驱动器电路可以包括用于驱动低侧晶体管开关的低电压(LV)栅极驱动器和用于驱动高侧晶体管开关的HV栅极驱动器。LV栅极驱动器被布置在低电压域中，而HV栅极驱动器被布置在高电压域中。实际上，栅极驱动器还包括端接区，该端接区将高电压域与低电压域隔离并且可以被称为隔离端接区。因此，端接区在两个电压域之间提供高电压隔离阻挡。
[0003]通常，HV栅极驱动器从位于低电压域中的电路系统接收控制信号以及可能的其他通信信号。因此，这些信号从低电压域通过端接区传输到高电压域。发光二极管(LED)光电耦合器可以用于将信号从低电压域传输到高电压域。具体地，调制电流通过位于低电压域中的LED传输。电流的幅度基于要传输的数据被调制。然后，LED基于调制电流将调制光作为通信信号传输。接收器，包括光电晶体管或解调器，位于高电压域中以用于接收光调制的通信信号。因此，LED光耦合器通过使用光在两个隔离电路之间传输电信号。
[0004]LED光耦合器仿真器也可以被用于在两个隔离电路之间传输信号。LED光耦合器仿真器不包括LED，而是替代地“仿真”光耦合器LED的输入行为。然而，这些解决方案仍在开发中。

技术实现思路

[0005]一个或更多个实施方式提供一种通信系统，该通信系统包括：电源发生器，其被配置成根据数据传输来生成调制电源；发光二极管(LED)仿真器，其包括耦接至电源发生器的仿真器输入端以及被配置成输出感测电压的仿真器输出端，其中，仿真器输入端被配置成接收根据调制电源得到的正向电流，其中，LED仿真器被配置成将正向电流转换为感测电压；电压比较器，其包括耦接至仿真器输出端的比较器输入端并且包括比较器输出端，其中，电压比较器被配置成接收感测电压并基于通信电压阈值将感测电压转换为调制输出信号，其中，电压比较器在感测电压等于或大于通信电压阈值的第一条件下生成具有第一值的调制输出信号，并且在感测电压小于通信电压阈值的第二条件下生成具有第二值的调制输出信号；以及发送器，其耦接至比较器输出端，并且被配置成接收调制输出信号并基于该调制输出信号根据数据传输生成通信信号。
[0006]一个或更多个实施方式还提供一种栅极驱动器系统，该栅极驱动器系统包括：第一区，其在第一电压域中操作；第二区，其在低于第一电压域的第二电压域中操作；端接区，其将第一区与第二区电隔离；栅极驱动器，其被布置在第一区中并且被配置成驱动晶体管；以及通信系统，其被配置成跨端接区传输通信信号。通信系统包括：电源发生器，其被配置成根据数据传输来生成调制电源；发光二极管(LED)仿真器，其包括耦接至电源发生器的仿
真器输入端以及被配置成输出感测电压的仿真器输出端，其中，仿真器输入端被配置成接收根据调制电源得到的正向电流，其中，LED仿真器被配置成将正向电流转换为感测电压；电压比较器，其包括耦接至仿真器输出端的比较器输入端并且包括比较器输出端，其中，电压比较器被配置成接收感测电压并基于通信电压阈值将感测电压转换为调制输出信号，其中，电压比较器在感测电压等于或大于通信电压阈值的第一条件下生成具有第一值的调制输出信号，并且在感测电压小于通信电压阈值的第二条件下生成具有第二值的调制输出信号；发送器，其耦接至比较器输出端，并且被配置成接收调制输出信号并基于该调制输出信号根据数据传输生成通信信号；以及接收器，其被配置成接收通信信号并对通信信号进行解调。
[0007]一个或更多个实施方式还提供一种栅极驱动器通信的方法，该方法包括：根据数据传输生成调制电源以产生正向电流；向发光二极管(LED)仿真器的仿真器输入端提供正向电流；由LED仿真器将正向电流转换为在LED仿真器的仿真器输出端处生成的感测电压；由电压比较器基于通信电压阈值将感测电压转换为调制输出信号，其中，在感测电压等于或大于通信电压阈值的第一条件下，调制输出信号具有第一值，并且在感测电压小于通信电压阈值的第二条件，调制输出信号具有第二值；以及由发送器基于调制输出信号根据数据传输生成通信信号。
附图说明
[0008]在本文中参照附图描述实施方式。
[0009]图1是示出根据一个或更多个实施方式的功率半导体装置的控制致动器的示意性框图；
[0010]图2是根据一个或更多个实施方式的功率模块的示意性框图；
[0011]图3示出根据一个或更多个实施方式的在用于隔离式栅极驱动器通信的栅极驱动器封装中实现的无芯变压器(CT)通信系统；以及
[0012]图4示出根据一个或更多个实施方式的通信协议的各种信号图。
具体实施方式
[0013]在下文中，阐述细节以提供对示例性实施方式的更透彻的说明。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践实施方式。在其他实例中，为了避免使实施方式模糊，公知的结构和装置以框图形式或以示意图示出而不是详细示出。另外，除非另外特别指出，否则下文描述的不同实施方式的特征可以彼此组合。
[0014]此外，在下面的描述中，等效或相似的元件或者具有等效或相似的功能的元件用等效或相似的附图标记来表示。由于在附图中相同或功能等效的元件被给予相同的附图标记，因此可以省略对设置有相同附图标记的元件的重复描述。因此，对具有相同或相似附图标记的元件提供的描述是可以相互交换的。
[0015]在这方面，方向性术语例如“顶部”、“底部”、“下方”、“上方”、“前面”、“后面”、“背面”、“前部”、“尾部”等可以参照所描述的附图的取向来使用。因为实施方式的部件可以以多个不同的取向定位，所以方向性术语用于说明的目的。应当理解，在不脱离权利要求所限定的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑改变。因此，下面的详
细描述不应当被理解为限制性的意义。权利要求中使用的方向性术语可以帮助定义一个元件与另一元件或特征的空间或位置关系，而不限于特定取向。
[0016]应当理解，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时，其可以直接连接或耦接至另一元件或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词应当以同样的方式解释(例如，“在
……
之间”与“直接在
……
之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
[0017]在本文描述的或附图中示出的实施方式中，任何直接的电连接或耦接——即没有另外的中间元件的任何连接或耦接——也可以通过间接的连接或耦接——即具有一个或更多个另外的中间元件的连接或耦接——来实现，反之亦然，只要基本上保持连接或耦接的通用目的例如发送某种信号或发送某种信息即可。来自不同实施方式的特征可以被组合以形成另外的实施方式。例如，除非相反地指出，否则关于实施方式之一描述的变化或修改也可以适用于其他实施方式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信系统，包括：电源发生器，其被配置成根据数据传输生成调制电源；发光二极管LED仿真器，其包括耦接至所述电源发生器的仿真器输入端以及被配置成输出感测电压的仿真器输出端，其中，所述仿真器输入端被配置成接收从所述调制电源得到的正向电流，其中，所述LED仿真器被配置成将所述正向电流转换为所述感测电压；电压比较器，其包括耦接至所述仿真器输出端的比较器输入端并且包括比较器输出端，其中，所述电压比较器被配置成接收所述感测电压并且基于通信电压阈值将所述感测电压转换为调制输出信号，其中，所述电压比较器在所述感测电压等于或大于所述通信电压阈值的第一条件下生成具有第一值的调制输出信号，并且在所述感测电压小于所述通信电压阈值的第二条件下生成具有第二值的调制输出信号；以及发送器，其耦接至所述比较器输出端，并且被配置成接收所述调制输出信号并且基于所述调制输出信号、根据所述数据传输生成通信信号。2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述发送器是开/关键控发送器，其被配置成响应于具有所述第一值的调制输出信号而生成载波作为所述通信信号，并且被配置成响应于具有所述第二值的调制输出信号而生成没有所述载波的通信信号。3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，在所述仿真器输入端处产生正向电压，并且所述通信系统还包括：电源提取器，其耦接至所述仿真器输入端，并且被配置成接收所述正向电压并且将从所述正向电压得到的电源电压提供至所述发送器以向其供电。4.根据权利要求3所述的通信系统，其中：所述电源提取器包括振荡器，所述振荡器被配置成生成时钟信号并且将所述时钟信号发送至所述发送器，以及所述发送器被配置成接收所述时钟信号并且基于所述时钟信号生成所述载波。5.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述电压比较器被配置成持续地监测所述感测电压并持续地生成所述调制输出信号。6.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述电压比较器是ΔVgs比较器。7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述LED仿真器包括：第一电流路径，其耦接在所述仿真器输入端与所述仿真器输出端之间以传导所述正向电流的至少第一部分；以及有源分路调节钳位电路，其耦接在所述仿真器输入端与所述仿真器输出端之间，与所述第一电流路径并联，其中，在所述正向电流小于正向电流阈值的第三条件下，所述有源分路调节钳位电路被禁用，以及其中，在所述正向电流等于或大于所述正向电流阈值的第四条件下，所述有源分路调节钳位电路被启用。8.根据权利要求7所述的通信系统，还包括：感测电阻器，其耦接至所述仿真器输出端，并且被配置成接收流经所述第一电流路径的电流和流经所述有源分路调节钳位电路的电流，其中，流经所述第一电流路径的电流和流经所述有源分路调节钳位电路的电流的总和产生流经所述感测电阻器的信令电流，所述
感测电阻器在所述仿真器输出端处生成所述感测电压。9.根据权利要求7所述的通信系统，其中：响应于满足所述第四条件，满足所述第一条件，以及响应于满足所述第三条件，满足所述第二条件。10.根据权利要求9所述的通信系统，其中，所述正向电流阈值与所述通信电压阈值具有预定关系。11.根据权利要求7所述的通信系统，其中，所述有源分路调节钳位电路包括：第二电流路径，其包括与所述第一电流路径并联连接的、多个二极管的二极管链；以及第三电流路径，其包括与所述第一电流路径并联连接的钳位晶体管，所述钳位晶体管包括与耦接在所述多个二极管中的二极管对之间的节点相耦接的控制端子。12.根据权利要求11所述的通信系统，其中，响应于满足所述第四条件，所述二极管链被完全正向偏置。13.根据权利要求11所述的通信系统，其中：在所述仿真器输入端处产生正向电压，所述有源分路调节钳位电路被配置成响应于满足所述第四条件而将所述正向电压钳位至固定正向电压，以及响应于满足所述第三条件，所述正向电压与所述正向电流成比例地变化。14.一种栅极驱动器系统，包括：第一区，其在第一电压域中工作；第二区，其在低于所述第一电压域的第二电压域中工作；端接区，其将所述第一区和所述第二区电隔离；栅极驱动器，其被布置在所述第一区中并且被配置成驱动晶体管；以及通信系统，其被配置成跨所述端接区传输通信信号，所述通信系统包括：电源发生器，其被配置成根据数据传输生成调制电源；发光二极管LED仿真器，其包括耦接至所述电源发生器的仿真器输入端以及被配置成输出感测电压的仿真器输出端，其中，所述仿真器输入端被配置成接收从所述调制电源得到的正向电流，其中，所述LED仿真器被配置成将所述正向电流转换为...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：