[發明專利]越過隔離阻障接收數據的系統和方法

有效

• 申請號: 201010541278.1
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102142866A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: J·貝倫希恩;D·哈默施米德特
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;盧江

技術領域

本發明一般涉及電氣部件，且更具體而言涉及越過隔離阻障(isolation?barrier)接收數據的系統和方法。

背景技術

在很多電子應用中，例如在電源和安全系統中，必需在彼此電學隔離的電路之間交換數據。例如，在安全氣囊部署控制器中，兩個控制域并行地工作以遞送確認信號來打開氣囊。為了最小化這些控制域之間的故障耦合，每個域具有獨立的時鐘源和電源。而且，安全氣囊控制器的各部分與汽車的電子系統的其他部分隔離以確保即使在汽車的電子系統發生故障的情況下也可以部署安全氣囊。在一些系統中，發生越過隔離阻障的通信，隔離阻障諸如是氣隙、印刷電路板(PCB)或其他不傳遞直流(DC)的隔離材料。在一些系統中，在不參照相同接地電勢的電路之間發生通信。

用于越過隔離阻障的數據交換的常規系統包括例如越過隔離阻障發射能量的光耦合器、電容性耦合器和/或電感性耦合器。光耦合器的LED發射光學功率以驅動有源數據級，而電感性和電容性耦合器發射被隔離接收器檢測的重復電流和/或電壓脈沖。例如，用于電感性耦合器的發射器一般通過經過線圈和或變壓器傳遞電流脈沖而發送數據。另一方面，基于電荷泵原理的電容性耦合器通過從發射側的至少一個電容性存儲元件向接收側的隔離接收元件傳輸電荷而發送電流脈沖。因為隔離阻障一般不傳遞DC電流，所以即使靜態數據的傳輸通常也要求更新脈沖形式的連續傳輸能量以防止數據故障。

需要的是越過隔離阻障傳輸數據的可靠且功率高效的系統和方法。

發明內容

在一個實施例中，用于通信的系統具有接收器，該接收器用于從電容性耦合到該接收器的無源發射器接收數據。接收器具有電容性傳感器，該電容性傳感器具有多個端子，該多個端子配置成電容性耦合到無源發?射器和與無源發射器隔離的DC。

上面相當廣泛地概述了本發明的特征。此后，將描述本發明的附加特征，這些附加特征形成本發明的權利要求的主題。本領域技術人員應當意識到，公開的概念和特定實施例容易用作修改或設計用于實施本發明的相同目的的其他結構或過程的基礎。本領域技術人員還應當意識到，這種等價構造不偏離所附權利要求中闡明的本發明的精神和范圍。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在將結合附圖來參考下面的描述，在附圖中：

圖1a-1d示出隔離阻障傳輸系統的實施例；

圖2a-2d示出隔離阻障傳輸系統的實施例實現；

圖3a-3b示出集成電路基板上的隔離阻障傳輸系統的實施例；

圖4示出同步隔離阻障通信系統的實施例的框圖；

圖5示出接收器電路的實施例；

圖6示出接收器電路的另一實施例；

圖7示出使用兩個無芯變壓器(CT)線圈的系統的實施例；以及

圖8示出使用H橋配置的CT線圈的系統的實施例。

除非明確指明，不同附圖中的相應數字和符號一般表示相應的部件。附圖以清晰說明本發明的實施例的相關方面的方式繪制，且并不一定是按比例繪制的。為了更清晰地說明某些實施例，表示相同結構、材料或處理步驟的變型的字母可以跟在圖號之后。

具體實施方式

下面詳細討論實施例的形成和使用。不過，應當理解，本發明提供可以在各種特定情景中實施的很多可適用的發明概念。討論的特定實施例僅是形成和使用本發明的特定方式的說明，且并不限制本發明的范圍。

將結合特定情景中的實施例(即用于越過隔離阻障接收數據的系統和方法)來描述本發明。本發明的實施例還可應用于針對其他數據通信的系統和方法。

在本發明的實施例中，數據通過耦合到隔離阻障的第一側的無源發射器(諸如開關)而越過隔離阻障被發送。耦合到隔離阻障的第二側的?感測元件通過檢測在隔離阻障的第二側看到的阻抗的變化來接收無源發射器發送的數據。當開關打開和閉合時，通過感測元件看到的阻抗變化。因此，通過調制阻抗可以使用很小的發射功率或不使用發射功率來越過隔離阻障發送數據。系統實施例的接收器側上的功耗取決于阻抗測量的重復速率。為了進一步減小功耗，在一些實施例中，接收器活動可以通過僅在系統需要信息交換時執行阻抗測量來控制。例如，在一個實施例中，將傳輸與觸發信號或移位時鐘信號同步。