[實(shí)用新型]DC-DC轉(zhuǎn)換器電路和電流隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920048496.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN210075084U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·帕里西;N·格雷科;N·斯白納;E·拉哥奈瑟;G·帕爾米薩諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28;H02M3/335;H02M1/12
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 王茂華

本公開的實(shí)施例涉及DC?DC轉(zhuǎn)換器電路和電流隔離的DC?DC轉(zhuǎn)換器電路。DC?DC轉(zhuǎn)換器包括連接到第一變壓器繞組的功率振蕩器和通過功率信號(hào)調(diào)制來傳遞數(shù)據(jù)流通過電流隔離的通道。整流器產(chǎn)生DC電壓。比較器從DC電壓和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生誤差信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字功率控制值。復(fù)用器將數(shù)字功率控制值與數(shù)據(jù)流復(fù)用以獲得復(fù)用的比特流。由復(fù)用的比特流驅(qū)動(dòng)的發(fā)射器執(zhí)行功率信號(hào)的振幅調(diào)制。接收器解調(diào)經(jīng)振幅調(diào)制的功率信號(hào)。解復(fù)用器解復(fù)用數(shù)據(jù)流和數(shù)字功率控制值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字功率控制值轉(zhuǎn)換為用于功率振蕩器的模擬控制信號(hào)。實(shí)施例可以促進(jìn)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，同時(shí)維持通過電流隔離屏障的單個(gè)通道。

技術(shù)領(lǐng)域

本描述涉及電流隔離(galvanically isolated)的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用于具有使用專用工藝在獨(dú)立芯片上制造的隔離變壓器的實(shí)施例。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用于具有利用集成方案在包括轉(zhuǎn)換器的振蕩器的芯片上制造的隔離變壓器的實(shí)施例。

背景技術(shù)

大量應(yīng)用需要通過幾千伏的電流隔離屏障來傳送功率和數(shù)據(jù)。

這種系統(tǒng)的應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，例如工業(yè)(例如，高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器)、醫(yī)療(例如，可植入裝置)、隔離傳感器接口和照明。已經(jīng)開發(fā)了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)VDE 0884-10以明確考慮具有微尺寸隔離屏障的高度集成的半導(dǎo)體隔離器(使用磁或電容傳送技術(shù))的可用性。可以采用后處理或集成隔離電容器來執(zhí)行電流隔離的數(shù)據(jù)通信。

商用的隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器通常通過使用包括以下項(xiàng)的架構(gòu)來采用后處理的隔離變壓器：針對(duì)功率傳輸?shù)母綦x的鏈路(隔離的功率通道)，其通常包括VHF功率振蕩器、隔離變壓器和功率整流器；針對(duì)用于(通常通過功率振蕩器的PWM調(diào)制)控制輸出功率的反饋路徑的另一隔離的鏈路；以及多個(gè)專用隔離的鏈路，每個(gè)專用隔離的鏈路分別用于數(shù)據(jù)通道中的一個(gè)。

這些架構(gòu)需要至少三個(gè)隔離變壓器，一個(gè)用于功率通道、一個(gè)用于反饋控制通道、并且一個(gè)用于數(shù)據(jù)通道。

實(shí)用新型內(nèi)容

如上文所提及的，在現(xiàn)有架構(gòu)中，需要分別用于功率通道、反饋控制通道和數(shù)據(jù)通道的三個(gè)隔離變壓器。多通道的存在限制了集成水平、硅面積和系統(tǒng)成本等。因此，本領(lǐng)域需要通過促進(jìn)功率調(diào)節(jié)同時(shí)維持通過電流隔離屏障的單個(gè)通道來解決現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)方式的缺點(diǎn)。

在本公開的一個(gè)方面，提供了一種電流隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于，包括：功率振蕩器，連接到形成電流隔離屏障的隔離變壓器的第一繞組，功率信號(hào)跨電流隔離屏障傳輸，電流隔離屏障還支持?jǐn)?shù)據(jù)通信通道，數(shù)據(jù)流通過功率信號(hào)的調(diào)制而在數(shù)據(jù)通信通道上傳遞；第一發(fā)射器，被配置成響應(yīng)于復(fù)用的比特流而對(duì)在隔離變壓器的第二繞組處的功率信號(hào)進(jìn)行振幅調(diào)制；整流器，連接到隔離變壓器的第二繞組，并且被配置成通過對(duì)在第二繞組處的功率信號(hào)的整流來獲得輸出DC電壓；比較器，被配置成將輸出DC電壓與基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較并且產(chǎn)生電壓誤差信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，被配置成將電壓誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字功率控制值；復(fù)用器，被配置成將數(shù)字功率控制值與數(shù)據(jù)流復(fù)用，以生成施加到第一發(fā)射器的復(fù)用的比特流；接收器，連接到第一繞組，并且被配置成解調(diào)第一繞組處的經(jīng)振幅調(diào)制的功率信號(hào)；解復(fù)用器，被配置成解復(fù)用數(shù)據(jù)流和數(shù)字功率控制值；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，被配置成將數(shù)字功率控制值轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)，模擬控制信號(hào)將被供應(yīng)作為功率振蕩器的控制電壓以用于功率調(diào)節(jié)。