[发明专利]使用感应耦合部的通信

说明书

描述了一种用于半导体开关的控制器，所述控制器包括使用感应耦合部来跨过电流隔离进行通信的发射器和接收器。一个示例性控制器包括：第一电路系统，所述第一电路系统参考第一参考电位；第二电路系统，所述第二电路系统参考第二参考电位并且与所述第一电路系统电流隔离；以及一个感应耦合部，所述感应耦合部将所述第一电路系统和所述第二电路系统电流隔离。所述感应耦合部包括参考第一参考电位的第一绕组和参考第二参考电位的第二绕组，其中所述第一电路系统包括耦合到所述感应耦合部的信号接收电路系统，其中所述信号接收电路系统包括耦合到所述第一绕组以接收通过所述感应耦合部发射的信号的一个或多个信号接收器。

技术领域

本发明总体涉及使用感应耦合部(inductive coupling)的通信。例如，用于半导体开关的控制器可以包括使用感应耦合部跨过电流隔离通信的发射器和接收器。

背景技术

在许多场景中的电气设备包括用于在电流隔离的并且因此参考不同的接地电位的发射器和接收器之间发送信息的通信系统。实施例包括功率转换器、医疗装备、船用装备等。这样的通信系统中的通信信道可以使用感应耦合部(比如信号变换器)来实施。与其他变换器一样，信号变换器可以跨过电流隔离转移电能。通常，信号变换器被设计成使漏电感和杂散电容最小化，并且从而改善高频响应。例如，信号变换器的绕组可以被分成段并且交错。

开关功率转换器通常通过控制跨过能量转移元件的功率转移来将输入转换为用于负载的经调节的输出。在操作中，控制一个或多个开关以提供期望的功率转移。已经描述了多种多样的方法，包括改变占空比(即，开关的接通时间与总开关周期的比率)、改变开关频率和/或改变每单位时间的电流传导脉冲的数目。

功率转换器可以具有彼此电流隔离的初级侧和次级侧。功率转换器还可以包括一个或多个控制器以控制一个或多个开关。所述一个或多个控制器可以跨过电流隔离通信。一个这样的通信系统使用感应耦合部的绕组来将信息从发射器发送到接收器。

附图说明

参考下面的图描述本发明的非限制性和非穷举性的实施方案，其中除非另有说明，否则在各个视图中相同的附图标记指代相同的部分。

图1例示了根据本公开内容的一个实施方案的利用在驱动器接口和驱动电路之间具有双向通信的控制器的示例性功率转换系统。

图2A例示了根据本公开内容的一个实施方案的在图1的驱动器接口和驱动电路之间具有双向通信的示例性控制器。

图2B是例示了用于根据本公开内容的一个实施方案的在图2A中示出的控制器的各种信号的示例性电流值。

图3A例示了根据本公开内容的一个实施方案的图2A的示例性数据发射器。

图3B例示了根据本公开内容的一个实施方案的图1、图2A和图3A的示例性感测信号。

图4例示了根据本公开内容的一个实施方案的图2A的示例性故障发射器。

图5例示了根据本公开内容的一个实施方案的图2A的示例性故障接收器和数据接收器。

图6A是例示了根据本公开内容的一个实施方案的图2A的驱动器接口和驱动电路之间的各种发射之间的优先级的表。

图6B是例示了根据本公开内容的一个实施方案的当数据发射、命令发射和故障发射之间存在冲突时的初级绕组电流的时序图。

图6C是例示了根据本公开内容的一个实施方案的当数据发射、命令发射和故障发射之间存在冲突时的初级绕组电流的另一个实施例的时序图。