[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)隔離供電電壓的方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480010282.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN105009531B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托馬斯·尤博克·李;魯?shù)稀そ芾茁?/a>;帕特里克·凱利·理查德茲;李·富瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 密克羅奇普技術(shù)公司
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L25/06;H01L25/16;H02M3/335
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

在初級(jí)集成電路裸片的一面上形成高額定電壓隔離電容器或電感器。所述隔離電容器或電感器將第一電壓域中的所述初級(jí)集成電路AC耦合到第二電壓域中的次級(jí)集成電路。所述隔離電容器或電感器使所述初級(jí)集成電路與所述次級(jí)集成電路裸片DC隔離。經(jīng)由所述高額定電壓隔離電容器或電感器與AC振蕩器或PWM產(chǎn)生器提供從所述第一電壓域到所述第二電壓域的隔離功率轉(zhuǎn)移。可經(jīng)由所述高額定電壓隔離電容器或電感器來使所述AC振蕩器的電壓幅度因功率增大而增大。

相關(guān)專利申請(qǐng)案

本申請(qǐng)案主張2013年3月10日由托馬斯尤步科李(Thomas Youbok Lee)、盧迪加拉米洛(Rudy Jaramillo)、帕克里特凱利理查茲(Patrick Kelly Richards)及李富里(LeeFurey)申請(qǐng)的題為“用于產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)隔離供電電壓的方法及設(shè)備(Method and Apparatusfor Generating Regulated Isolation Supply Voltage)”的共同擁有的第61/775,669號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)；且所述申請(qǐng)案為了所有目的以全文引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高電壓隔離，更特定來說，涉及用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)式供電電壓的集成高電壓隔離。

背景技術(shù)

許多應(yīng)用需要不同供電電壓的隔離，特定來說，不同電壓域中的參考電勢(例如，接地電勢等)的隔離。因此，對(duì)隔離供電電壓的需求日益增加。在新近工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)電隔離(卡法尼電流(Galvanic)及直流(DC)到DC兩者)的需要越來越多地用于數(shù)據(jù)通信及DC供電電壓(例如，以不同接地電勢)兩者。典型的隔離應(yīng)用已主要用于跨越隔離屏障的數(shù)據(jù)通信。但近年來，應(yīng)用迫切需要隔離裝置(用于數(shù)據(jù)通信)也包含隔離的DC到DC能量轉(zhuǎn)移的能力。

典型的電隔離方法可包含：光學(xué)、電感(例如，使用穿過變壓器的交流(AC)或電磁射頻)、電容器(電容器為非常好的電流隔離器)等等。光學(xué)耦合器已成為主要信號(hào)隔離裝置但受限于緩慢數(shù)據(jù)速率(小于1MHz)且體積較大不利于集成。此外，光學(xué)耦合器不能傳遞隔離DC功率。電感及電容性隔離實(shí)施方案提供高數(shù)據(jù)速率，給予電隔離功率轉(zhuǎn)移，且制造成本低廉。對(duì)不同電壓域中的裝置之間的電流隔離的需求非常高以具有(例如)1kVrms、2.5kVrms、4kVrms等等的隔離。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要在兩個(gè)不同電壓域之間的功率轉(zhuǎn)移，其維持所述兩個(gè)不同電壓域之間的隔離同時(shí)產(chǎn)生到那些電壓域中的一者中的裝置的調(diào)節(jié)式供電電壓。

根據(jù)實(shí)施例，一種用于在不同電壓域之間產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)隔離供電電壓的方法可包括以下步驟：提供耦合到第一電壓域的初級(jí)集成電路；提供耦合到第二電壓域的次級(jí)集成電路；在所述初級(jí)集成電路的一面的至少一部分上方提供第一絕緣層；提供定位于所述第一絕緣層上方的多個(gè)高額定電壓隔離電容器，其中所述多個(gè)高額定電壓隔離電容器中的每一者可包括在所述第一絕緣層上的第一導(dǎo)電層、在相應(yīng)第一導(dǎo)電層的一部分上的高額定電壓電介質(zhì)層及在所述相應(yīng)高額定電壓電介質(zhì)層上的第二導(dǎo)電層；在所述初級(jí)集成電路裸片中提供波形產(chǎn)生器，所述波形產(chǎn)生器具有耦合到所述第一導(dǎo)電層的相應(yīng)者的輸出；提供是在所述次級(jí)集成電路中且具有耦合到所述第二導(dǎo)電層的相應(yīng)者的輸入的交流(AC)到直流(DC)轉(zhuǎn)換器，借此可將AC功率從所述波形產(chǎn)生器轉(zhuǎn)移到所述AC到DC轉(zhuǎn)換器；提供耦合到所述AC到DC轉(zhuǎn)換器的電壓調(diào)節(jié)器，所述電壓調(diào)節(jié)器具有參考電壓反饋輸出；及提供具有耦合到所述電壓調(diào)節(jié)器參考電壓反饋輸出的輸入及耦合到另一第二導(dǎo)電層的輸出的脈沖寬度調(diào)制器，其中所述波形產(chǎn)生器可具有耦合到相應(yīng)另一第一導(dǎo)電層的控制輸入，借此所述脈沖寬度調(diào)制器可控制所述波形產(chǎn)生器的所述輸出。