[发明专利]用于双向数据传输的电路装置及方法

说明书

本发明提供了一种用于信号传输的变压器装置，该变压器布置包括至少一个具有初级线圈和次级线圈的变压器以及控制器。该控制器被配置为在磁化阶段控制流经所述初级线圈第一电流增长直至达到预定标准，其中该磁化阶段持续时间长于至少一个变压器的初级线圈的时间常数。该控制器被配置在电压施加阶段施加电压到至少一个变压器以使第二电流流经初级线圈，其中该第二电流相对于该第一电流在电压施加阶段期间极性发生变换，其中所述电压施加阶段持续时间短于至少一个变压器的初级线圈的时间常数的两倍。

本申请是申请日为2014年06月16日、申请号为201710898225.7、发明名称为“用于双向数据传输的电路装置及方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请涉及2013年6月17日递交的美国临时专利申请并要求该申请的权益，该临时专利申请编号为No.61/835745，标题为“用于双向数据传输的电路装置及方法”，在此该临时申请通过引用被包含进本申请中。

技术领域

各种实施例通常涉及横穿电隔离接口的时钟信号和数据信号的传输。该电隔离接口可以是变压器，例如无芯变压器。该时钟信号可在一个方向上横穿该接口进行传输，而数据信号可在一个相同或者相反的方向上横穿该接口进行传输。该时钟信号和数据信号的传输可以是同步的。

背景技术

各种实施例可以用于通过另外的无芯变压器进行能量传输的产品中。由于能量传输的效率很低，这就要求接受时钟信号和发送数据信号的一侧的能耗较低。这种产品的例子可以是一个具有集成的电隔离电源的电隔离模数转换器(ADC)。被传输的时钟信号可以被用作该模数转换器中的时钟信号。该模数转换器可以是Sigma-delta变压器。将要在另一个方向上传输的数据信号可以是由一个或者两个Sigma-delta变压器所提供的数据。该在两个方向上的传输需相对于电隔离接口处的共模信号足够稳健。特别的是，该时钟信号需要以足够稳健的方式来传输，以使共模信号对其不附加额外的抖动。

发明内容

许多向接收机传输时钟信号边沿的实现方式可能在变压器的初级线圈(或一对初级线圈)处采用相反极性的边沿。反转的极性可被应用来得到被反转的时钟信号边沿。在传输时钟信号边沿之前，初级线圈可能已在相反方向上被磁化。磁化所需时间可能比所述初级线圈的L/R时间常数要长。在传输时钟信号边沿后，所述初级线圈可能已被退磁。具有对称阻抗的驱动器可以用于磁化和退磁该线圈，以避免共模信号在两个变压器之间被转换为差分信号。

不必要退磁到零；可以在一个很小的值时停止退磁。届时关闭驱动器，磁化就可以跳到零，这将在一对变压器中诱发其谐振频率上的振荡。该谐振频率可通过在谐振电路中增加一个额外的电容器来降低。谐振电路或者振荡的阻尼可以由具有负微分电阻的电路部分或全部补偿。该对变压器中的振荡则可以持续更长的时间或者不衰减。

谐振电路的阻尼可以从次级侧通过用于短路次级线圈的开关来增大。合成阻尼应该足够大以使所诱发的振荡即使当存在具有负差分电阻的电路存在时也能足够快的衰减。在初级侧，可以检测振荡是否衰减和振荡衰减的速度有多快，例如借助于振幅检测器，或者通过对超过一个给定幅度的振荡的数目进行计数。

打开和关闭所述开关可以以非常低的能耗来执行，且可允许与每个时钟信号边沿一起传输一个比特的数据。因此在一个时钟周期中可传输两个比特的数据。由于该对变压器具有对称结构和高的谐振频率，则传输会足够健壮来对抗共模信号的干扰。

附图说明

在附图中，相同的附图标记通常指代在所有不同的视图中的同一部件。附图不一定是按比例绘制的，而是将重点放在图解说明本发明的原理。在附图中，附图标记最左边的数字可以辨别出该附图标记首次出现的附图。相同的附图标记在整个附图中用于表示相同的特征和部件。在以下具体实施方式中，本发明的很多实施例都参照以下附图进行描述，其中：

图1示出了一种变压器装置的实施例；