扩展频谱隔离器制造技术

一种电路封装，包括包含功能电路系统的第一和第二单元。至少一个ＲＦ隔离链路将第一和第二单元互连并且在第一和第二单元之间提供电压隔离。该ＲＦ隔离链路使用在第一频率和第二频率之间摆动的ＲＦ载波信号在第一单元和第二单元之间提供数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字隔离器，尤其涉及提供电压读出和栅极驱动器的隔离的数字隔离器。
技术介绍
在功率转换产品中，存在对以低成本提供高隔离的高速数字链路的需求。功率转换产品中的典型数字链路需要每秒50-100兆比特的速度。功率转换产品的输入和输出之间的隔离需要在2,500-5,000V的范围内。提供高速数字隔离链路的现有解决方案集中在磁脉冲耦合器、磁阻耦合器、电容耦合器和光学耦合器的使用。现在参考图1，说明使用磁脉冲耦合器来隔离驱动器104和检测器106之间的数字链路102的系统的一般框图。驱动器104位于数字链路102的一侧，并且将信息通过数字链路102发送到位于数字链路另一侧的检测器106。位于驱动器104和检测器106之间的是脉冲变压器108。脉冲变压器108在驱动器104和检测器106之间提供电磁耦合变压器。脉冲变压器108如图2中所示响应来自驱动器的提供输入产生脉冲输出。来自驱动器104的输入包括两个脉冲202和204。每个脉冲202，204包括上升沿206和下降沿208。响应上升沿206，脉冲变压器108的输出产生正脉冲210。脉冲的下降沿208产生负脉冲212。关于图1和2说明的脉冲变压器电路遭受许多不足之处。这些包括起动，其中检测器106将不知道来自驱动器的输入在哪一点开始，是高还是低，直到检测到第一沿。另外，如果脉冲变压器108的脉冲输出中出现任何错误，检测器106将难以确定什么时候返回到正常状态，因为脉冲之间可能存在很长一段时间。现在参考图2，说明利用磁阻耦合器的备选现有技术解决方案。磁阻耦合器302包括电阻器304和关联变压器306。电阻器304具有响应电阻器周围的磁通量而变化的电阻值。变压器检测器306利用惠斯登电桥来检测电阻器的磁通量以及确定的发送数据。驱动器404和检测器406之间的另一种隔离方法在图4中说明。驱动器404和检测器406由电容器408隔离在数字链路402的相对侧。电容器408将驱动器404和检测器406电容耦合在一起以实现一定级别的隔离。使用电容耦合来隔离数字链路的问题在于电容耦合不提供共模抑制。一些隔离器设计的另一个问题涉及来自附近正在发送的GSM、DCS和CDMA蜂窝式电话的RF干扰的接收。该问题由用作GHz频率偶极天线的应用印刷电路板引起。这导致大的共模信号以RF频率在隔离器处看到。使GHz频率的这些大共模信号最小化的一些方法将非常期望。因此，非常期望在电源组件内的高速数字链路上提供隔离的一种改进方法。
技术实现思路
这里公开并要求的本专利技术，在其一方面，包括一种电路封装，该电路封装包括包含功能电路系统的第一单元和包含功能电路系统的第二单元。至少一个RF隔离链路将第一和第二单元互连。该至少一个RF隔离链路在第一单元和第二单元之间提供电压隔离，并且使得数据能够使用RF载波信号提供在第一和第二单元之间。RF载波信号在第一频率和第二频率之间摆动。附图说明为了更完全地理解本专利技术及其优点，现在参考结合附随附图而进行的下面的描述，其中图1说明现有技术磁脉冲耦合器隔离器的框图；图2说明图1的现有技术磁脉冲变压器的输入和输出信号；图3说明现有技术磁阻耦合器；图4说明现有技术电容耦合器；图5说明包括隔离电路系统的开关电源；图6说明本公开内容的RF隔离链路；图6a说明提供使用频率调制的RF隔离链路的电路系统的示意框图；图7说明提供使用振幅调制的RF隔离链路的电路系统的示意图；图8说明在图7的RF隔离链路的发送侧呈现的波形；图9说明在图7的RF隔离链路的接收侧呈现的波形；图10说明RF隔离链路的频率响应；图11说明包含在RF隔离链路内的变压器的一个的模型；图12说明RF隔离链路的一个变压器的频率响应；图13说明跨越包含在RF隔离链路内的每个变压器以及跨越整个RF隔离链路的电压；图14a是说明包含在用于提供多个隔离链路通道的RF隔离链路一侧上的芯片内的电路系统的框图；图14b是振荡器电路的示意图；图14c是图17a的逻辑电路的框图； 图15说明包括用于提供四个隔离数字数据链路的四个独立通道的单个封装内的一对芯片；图15a说明芯片封装内的RF隔离链路；图16说明包括两个单元片的单个封装中的集成RF隔离链路；图16a说明具有数字输入和数字输出的单个封装中的集成RF隔离链路；图16b说明包括数字输入/输出和模拟输入/输出的单个封装中的集成RF隔离链路；图16c说明包括模拟输入/输出和模拟输入/输出的单个封装中的集成RF隔离链路；图17a说明与微控制器集成在一起的RF隔离链路；图17b说明与互连到提供模拟输入和模拟输出的第二芯片的微控制器集成在一起的RF隔离链路；图18a说明RF隔离链路的变压器的一个线圈；图18b说明RF隔离链路的变压器的第二线圈；图19说明在图21a和21b中描述的变压器的覆盖图；图20是形成RF隔离链路的变压器的线圈的侧视图；图21说明金属层之间的偏移量以增加变压器内的击穿电压；图22说明线圈构造的透视剖面图；图23说明变压器线圈和电路系统将在利用RF隔离电路的芯片上实现的独立区域；以及图24说明集成在单个芯片上的RF隔离链路的结构；图25说明具有可能用作较高频率偶极天线的两个印刷电路板的隔离器芯片；图26说明较高频率时绕组之间的寄生电容；图27说明RF信号如何可以作为共模信号穿过变压器；图28说明包括差动输出的RF隔离器的示意图；图29是图28的RF隔离器的更详细示意图；图30是包括中间抽头的RF隔离器的变压器线圈的说明； 图31说明可以更改电压以维持最佳接收器/发送器增益的方法；图32是说明产生带隙参考电压的现有技术方法的示意图；图33是根据本公开内容产生带隙参考电压的方法的示意图；图34说明产生参考电压的现有技术方法；图35说明产生带隙参考电压的改进方法；图36说明包括PWM控制器和功率晶体管的开关电源；图37说明将开关电源初级侧的PWM控制器与次级侧的驱动器隔离的一种现有技术方法；图38说明将开关电源初级侧的PWM控制器与次级侧的驱动器电路隔离的第二种现有技术方法；图39说明将开关电源初级侧的PWM控制器与次级侧的驱动器隔离的最后现有技术实施方案；图40说明将PWM控制器与功率晶体管电路系统电压隔离的隔离栅极驱动器的框图；图41是隔离栅极驱动器的一般示意图；图42说明包括实现隔离栅极驱动器的两个独立单元片的电路封装；图43是实现隔离栅极驱动器的电路系统的详细示意图；图44是图41的电平移动器的示意图；图45说明将电压读出电路与PWM控制器隔离的现有技术方法；图46是用于隔离次级侧的输出电压与初级侧的PWM控制器之间的电压读出的方法的示意框图；图47说明包括将栅极驱动器与开关电源初级和次级侧的PWM控制器电压隔离以及将开关电源次级侧的电压读出功能与初级侧的PWM控制器电压隔离的电路系统的集成芯片；图48a说明与RF隔离器一起使用的单个RF频率的使用；图48b说明使用单个RF频率的RF隔离器的辐射发射；图49a说明在第一和第二频率之间分级的分级频率的使用； 图49b说明分级频率RF隔离器的辐射发射；图50说明产生分级RF载波信号的电路的第一实施方案的框图；图51是在图50的电路中使用的RF振荡器电路的示意图；图52说明图50的慢速振荡器电路的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路封装，包括：　　　　包含功能电路系统的第一单元；　　　　包含功能电路系统的第二单元；以及　　　　将第一和第二单元互连的至少一个ＲＦ隔离链路，该ＲＦ隔离链路在第一单元和第二单元之间提供电压隔离，其中该ＲＦ隔离链路还使用ＲＦ载波信号在第一单元和第二单元之间提供数据，该ＲＦ载波信号具有随着时间变化的频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西杜普伊斯，
申请(专利权)人：硅谷实验室公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]