[发明专利]变压器隔离的模数转换器(ADC)反馈装置和方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及变压器隔离的功率开关电路，尤其涉及通过变压器提供来自模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)的数字反馈的方法和装置，该变压器由与ADC电路隔离的绕组供给功率和/或时钟信号。

背景技术

用于控制和/或测量高功率/高电压系统的功率开关电路和其他电路通常需要将系统的高功率/高电压部分与数字控制和/或测量电路隔离。通常使用变压器构建这类系统中的隔离电路。对于传感电路，局部传感电路电源通常源自隔离电路的高功率/高电压侧，或使用单独的电源。如果需要，可另外产生时钟和控制信号，或将这些信号局部传输给传感电路。由于诸如电压频率(voltage-to-frequency，V/F)转换器的电路成本低，且不需要控制/时钟信号，所以这些电路经常在这类应用中用于传感。

然而，在对高功率/高电压电路进行数字控制的系统中，期望使用ADC进行传感，由此需承受位于变压器的隔离(传感)侧的额外时钟和电源的成本。

因此，期望提供一种在变压器的隔离传感侧无需时钟或电源组件的变压器隔离ADC电路。

发明内容

通过变压器隔离ADC电路及其操作方法，可实现上述提供在变压器的传感侧无需时钟或电源组件的变压器隔离ADC电路的目的。该变压器隔离ADC电路可由变压器和一组集成电路构成，其中一个包括与变压器的第一绕组耦合的ADC，另一个构成与变压器的另一绕组耦合的数字测量和/或控制电路。

该变压器隔离ADC电路包括用于接收模拟输入信号的ADC、以及具有第一绕组且可接收模数转换器的调制输出的变压器。变压器的第二绕组提供ADC的隔离数据输出。解调器与变压器的第二绕组耦合，且解调隔离输出，从而产生模拟输入信号的数字表示。如果ADC是一种delta-sigma(Δ-∑)ADC，且通过变压器连接量化器的输出端以作为变压器的数据输出端，则解调器可以是抽取滤波器。可选将delta-sigma ADC连同抽取滤波器的被抽取的输出与变压器耦合，通常在较低的数据传输率下作为调制串行数据。

该变压器隔离ADC电路还包括用于导入在变压器的第二绕组处的时钟信号和/或电源波形的隔离电路，以使ADC电路具有隔离时钟和/或隔离电源。

通过下文结合附图对本发明优选实施例所作的更具体的说明，本发明的前述和其它目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是本发明一实施例所述电路的方块图。

图2是本发明另一实施例所述电路的方块详图。

图3是本发明又一实施例所述电路的方块详图。

图4是本发明一实施例所述的一对互连集成电路的方块详图。

图5是本发明另一实施例所述的一对互连集成电路的方块详图。

图6是本发明又一实施例所述的一对互连集成电路的方块详图。

图7是图1至图6所示电路中信号的时序图。

具体实施方式

本发明涉及用于向模数转换器(ADC)电路提供功率和/或时钟信号的电路和方法，且该模数转换器(ADC)电路通过变压器与电路的其它部分隔离。通过变压器从ADC传输ADC的数字输出，由此为高功率/高电压应用提供隔离的数字反馈信号。ADC电路可以是一种基于delta-sigma调制器的ADC，且可向变压器的第一绕组提供调制器输出，并可将抽取滤波器与变压器的第二绕组耦合，从而使delta-sigma调制器提供通过变压器与ADC的输出耦合的调制信号。可选将抽取滤波器直接与ADC电路耦合，且调制被抽取的输出，以通过变压器耦合。也可选择使用其它类型的ADC电路，且调制其数字输出，以向变压器的一绕组提供变压器隔离信号，并随后在变压器的另一绕组处解调该隔离信号。也可在调制信号内提供控制信息，从而可通过使用单一变压器操作变压器的ADC侧上的电路，例如功率开关设备。