對跨越隔離隔柵的通信中的瞬變進(jìn)行抑制的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請基于35U.S.C. § 119(e)要求享有2013年12月19日提交的美國臨時(shí)申請 No. 61/918,416的優(yōu)先權(quán)，其中在這里引入該申請以作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及隔離隔柵，尤其涉及的是抑制跨越隔離隔柵的通信中的共模瞬變。
【背景技術(shù)】
[0004] 在諸如電壓轉(zhuǎn)換器之類的很多應(yīng)用中都可以發(fā)現(xiàn)隔離隔柵（isolation barrier)。隔離隔柵指的是介于兩個(gè)域之間的電隔離。由于兩個(gè)域之間在正常工作過程中 會存在很大的DC或瞬變電壓差，因此需要此類隔離。舉例來說，其中一個(gè)域有可能被"接 地"在某個(gè)電壓，該電壓相對于大地接地而言正在發(fā)生數(shù)百或數(shù)千伏的轉(zhuǎn)換。需要此類隔離 的另一個(gè)原因是基于安全性的考慮，即使正常工作過程中在域之間的預(yù)期電壓差很小的時(shí) 候也有需要。這方面的一個(gè)示例出現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，其中在病人的身體上貼有電極，盡 管測量設(shè)備應(yīng)該是恰當(dāng)接地的，然而出于安全性的考慮，在病人與測量設(shè)備之間需要具有 一個(gè)額外的保護(hù)層。
[0005] 隔離隔柵通常由具有良好擊穿屬性的電介質(zhì)層構(gòu)成。通常，跨越隔離隔柵的通信 是用光學(xué)（光隔離器）、電感（變壓器）解決方案進(jìn)行的，或者是通過用電容隔離電路來跨 隔離隔柵傳送信息來進(jìn)行的。然而，此類通信易受共模瞬變的影響，并且該共模瞬變有可能 干擾跨通道傳送的信息的精度。
[0006] 因此，如果提供對于共模瞬變的免疫性更強(qiáng)的隔離技術(shù)，那么將會是非常理想的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種設(shè)備，包括：接收電路，用于從可用于執(zhí)行跨 隔離隔柵的通信的隔離通信通道接收信號以及提供一個(gè)接收電路輸出信號。在該接收電路 上耦合了一個(gè)共模瞬變抑制電路，以便抑制接收電路輸出信號中的瞬變。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種方法，包括：接收所傳送的用于執(zhí)行跨隔離隔柵的 通信的信號；以及抑制接收信號中事件長度小于預(yù)定時(shí)間長度的瞬變。
[0009] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種隔離設(shè)備，包括：發(fā)射電路，其耦合在隔離隔柵的 發(fā)射側(cè)上，以便接收輸入信號以及提供一個(gè)被傳遞至隔離隔柵的接收側(cè)上的接收電路的信 號。該隔離設(shè)備還包括：接收電路，用于在隔離隔柵的接收側(cè)接收信號，以及共模瞬變抑制 電路，其與接收電路相耦合，以便在接收電路所接收的信號中的瞬變的事件長度小于預(yù)定 時(shí)間量的情況下抑制所述瞬變。
【附圖說明】
[0010] 通過參考附圖，可以更好地理解本發(fā)明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過參考附圖， 關(guān)于本發(fā)明的眾多目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)都是顯而易見的。
[0011] 圖1示出的是具有隔離隔柵的柵極驅(qū)動(dòng)器電路。
[0012] 圖2示出的是與圖1中的柵極驅(qū)動(dòng)器電路相關(guān)的時(shí)序圖。
[0013] 圖3示出的是可能與圖1的柵極驅(qū)動(dòng)器電路相關(guān)聯(lián)的瞬變的時(shí)序圖。
[0014] 圖4示出的是光隔離器以及與之關(guān)聯(lián)的瞬變的來源。
[0015] 圖5示出的是可以與瞬變事件相關(guān)聯(lián)的定時(shí)。
[0016] 圖6示出的是帶有瞬變抑制電路的柵極驅(qū)動(dòng)器電路的例示實(shí)施例。
[0017] 圖7示出的是瞬變抑制電路的例示實(shí)施例。
[0018] 圖8示出的是圖7中的瞬變抑制電路在面對瞬變時(shí)的操作。
[0019] 圖9示出的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有瞬變抑制電路的光隔離器。
[0020] 圖10示出的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的基于變壓器的隔離系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)可用于取 代帶有瞬變抑制電流源的光隔離器。
[0021] 圖11示出的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的基于電容性的隔離系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)可用于取 代帶有瞬變抑制電路的光隔離器。
[0022] 圖12示出的是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的帶有瞬變抑制電路的可編程邏輯控制器。
[0023] 在不同的附圖中使用了相同的參考符號來指示相似或相同的項(xiàng)目。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在用于開關(guān)電源的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器電路中，具有高共模瞬變免疫性（CMTI)的電 路是非常必要的。邏輯高/低電平的CMTI是用于確保輸出保持在有效的高/低電平狀態(tài) 的隨時(shí)間推移的共模電壓的最大可容忍變化。在過去，大小為20-50kV/ys的CMTI電平即 已足夠，但隨著新的功率FET技術(shù)的出現(xiàn)，所需要的電平有可能高達(dá)200kV/ys。在開關(guān)電 源中，當(dāng)如果發(fā)生高共模事件，那么共模瞬變有可能會顯示為柵極驅(qū)動(dòng)器中的瞬變。這個(gè)問 題是參考圖1-圖3示出的。參考圖1，該圖示出的是一個(gè)開關(guān)電源系統(tǒng)100。在系統(tǒng)100 中，功率MOSFET晶體管Ml和M2是在不同的時(shí)間接通的。節(jié)點(diǎn)OUT根據(jù)脈寬調(diào)制（PWM)信 號107而在400V與OV之間切換。柵極驅(qū)動(dòng)器103使用柵極控制信號Gl來驅(qū)動(dòng)M1，并且柵 極驅(qū)動(dòng)器105使用柵極控制信號G2來驅(qū)動(dòng)M2。為了接通M2,柵極電壓G2被驅(qū)動(dòng)至一個(gè)大 小為0UT+10V到0UT+30V的電壓。此外，為了接通Ml，柵極電壓Gl被驅(qū)動(dòng)至一個(gè)通常介于 IOV與30V之間的電壓。通過使用高壓隔離隔柵111，可以使柵極驅(qū)動(dòng)器105與輸入PWM信 號相隔離。
[0025] 高電壓隔離技術(shù)可以采取不同的類型，例如光隔離器、變壓器、電容性隔離或高壓 晶體管。在施加了極快的共模瞬變時(shí)，這其中的每一種隔離技術(shù)都存在限制，并且有可能在 輸出上產(chǎn)生不希望的瞬變。圖2示出的是與圖1中的電路關(guān)聯(lián)的常規(guī)時(shí)序圖。PWM信號107 被供應(yīng)給輸入電路109,該輸入電路109向柵極驅(qū)動(dòng)器103提供控制信號，并且通過高壓隔 離隔柵111來將控制信號提供給柵極驅(qū)動(dòng)器105。應(yīng)該指出的是，在Gl變?yōu)榈碗娖街笠?及在G2變?yōu)楦唠娖街?，OUT會發(fā)生輕微的轉(zhuǎn)變。此外還應(yīng)該指出，對于下降沿而言，在G2 變?yōu)榈碗娖街笠约霸贕l變?yōu)楦唠娖街?，OUT會發(fā)生