[發(fā)明專利]使用霍爾效應(yīng)傳感器的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811494071.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN109617414A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊森林;羅強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昂寶電子（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28;H02M3/335
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 林強(qiáng)

本公開涉及使用霍爾效應(yīng)傳感器的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器及其方法。本公開提供了用于發(fā)送和接收的系統(tǒng)和方法。例如，系統(tǒng)包括發(fā)送器、一根或多根導(dǎo)線、以及接收器，該接收器通過一根或多根導(dǎo)線連接到發(fā)送器。發(fā)送器被配置為產(chǎn)生第一電流，并且接收器被配置為接收第一電流。接收器包括線圈、霍爾效應(yīng)傳感器和比較器，并且霍爾效應(yīng)傳感器包括第一電極和第二電極。線圈與霍爾效應(yīng)傳感器電隔離，并且被配置為至少部分地基于流過線圈的第一電流來產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且霍爾效應(yīng)傳感器被配置為感測(cè)磁場(chǎng)并且在第一電極處產(chǎn)生第一電壓并在第二電極處產(chǎn)生第二電壓。比較器包括第一輸入端和第二輸入端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的某些實(shí)施例涉及集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供使用霍爾效應(yīng)傳感器(Hall effect sensor)的功率轉(zhuǎn)換器及其方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實(shí)施例已經(jīng)應(yīng)用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器。但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明具有更廣泛的適用范圍。

背景技術(shù)

功率轉(zhuǎn)換器廣泛用于諸如便攜式設(shè)備之類的消費(fèi)電子產(chǎn)品。作為示例，功率轉(zhuǎn)換器可以將電功率從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，例如從交流(AC)到直流(DC)、從DC到AC、從AC到AC、或從DC到DC。一些功率轉(zhuǎn)換器是開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器。

通常，AC-DC開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。初級(jí)側(cè)通常接收可能高達(dá)110伏或220伏的AC電壓，并且次級(jí)側(cè)通常產(chǎn)生DC電壓，該DC電壓通常落在人類安全范圍內(nèi)。為了確保AC-DC開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的安全性，初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)通常以避免初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的任何不期望的電連接的方式進(jìn)行通信。例如，初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)通過變壓器、光耦合器和/或高壓Y電容器進(jìn)行通信，但是諸如配置通常難以集成，導(dǎo)致高成本和/或提供低可靠性。

圖1是示出傳統(tǒng)AC-DC開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化圖。AC-DC開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器100包括控制器110、控制器120和變壓器。控制器110用于初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)(PSR)，并且控制器120用于次級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)(SSR)。另外，變壓器包括初級(jí)繞組130、次級(jí)繞組132和輔助繞組134。

如圖1所示，控制器110和控制器120通常通過變壓器進(jìn)行通信，以便執(zhí)行同步整流。如果控制器110和控制器120試圖同時(shí)控制變壓器，則變壓器可能遭受短路，因此降低了系統(tǒng)可靠性。

圖2是示出包括霍爾效應(yīng)傳感器(可簡(jiǎn)稱為“HALL傳感器”)的傳統(tǒng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖。系統(tǒng)200包括線圈210、導(dǎo)線212和214、電流源220、霍爾效應(yīng)傳感器230、電流源240、以及導(dǎo)線242和244。霍爾效應(yīng)傳感器230包括電極232、234、236和238。線圈210用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且霍爾效應(yīng)傳感器230用于感測(cè)磁場(chǎng)。線圈210與霍爾效應(yīng)傳感器230和導(dǎo)線242和244電隔離(例如，通過一個(gè)或多個(gè)介電層)。

如圖2所示，電流源220提供電流222，該電流222通過線圈210從導(dǎo)線212流到導(dǎo)線214并產(chǎn)生磁場(chǎng)(例如，垂直于霍爾效應(yīng)傳感器230的磁場(chǎng))。導(dǎo)線212直接連接到線圈210，并且線圈210直接連接到導(dǎo)線214。磁場(chǎng)穿過霍爾效應(yīng)傳感器230，并且霍爾效應(yīng)傳感器230位于磁場(chǎng)內(nèi)。

另外，電流源240提供電流246，該電流246通過霍爾效應(yīng)傳感器230從導(dǎo)線242流到導(dǎo)線244。導(dǎo)線242直接連接到霍爾效應(yīng)傳感器230的電極232，并且霍爾效應(yīng)傳感器230的電極236直接連接到導(dǎo)線244。導(dǎo)線244被偏置到地電壓。更詳細(xì)地，在霍爾效應(yīng)傳感器230內(nèi)，電流246在磁場(chǎng)下從電極232流到電極236，在電極234和238之間產(chǎn)生電壓。產(chǎn)生的電壓等于電極238的電壓電平減去電極234的電壓電平，并且產(chǎn)生的電壓取決于由流過線圈210的電流222產(chǎn)生的磁場(chǎng)。