[发明专利]用于跨越隔离屏障传输功率的系统和方法

说明书

通常希望在以相对高的电压操作的电路或组件与以相对低的电压操作的电路之间传输数据。可以通过使用隔离器来执行这样的任务。一些隔离器设计使用磁耦合来传输数据，因为这对于无意中传输高压瞬变比基于电容器的隔离器更加鲁棒。然而，通常希望对数据进行编码以便在隔离器的变压器之间进行交换，并在通过变压器传输之后进行解码。这需要为编码和解码电路供电。为了确保双方都通电，可以通过另一变压器传递电力。变压器初级由振荡信号驱动。在本文的一些实施例中公开的系统改变振荡信号的频率以减轻其干扰与隔离器相关联的其他电路或系统的风险。

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2016年10月13日根据代理人案卷号G0766.70130US00提交的题为“用于跨越隔离屏障传输功率的系统和方法”的美国临时申请序列号No.62/408,017的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于跨越隔离屏障传输功率并且修改用于传输功率的振荡信号的频谱分布的系统和方法。本公开还涉及包括数据隔离器通道和功率传输电路的集成电路，用于为数据隔离器通道中的电路供电，使得数据可以在第一和第二电压域之间通信。

背景技术

已知提供用于将电力从隔离屏障的第一侧传递到隔离屏障的第二侧的系统。例如，芯片级封装内部的组件可以在两个单独的电压域中起作用，每个电压域位于隔离屏障的不同侧。隔离器的第一侧上的电压域可以是相对低的电压域，并且因此可以设置有低压电源和接地连接。相反，隔离器第二侧上的电压域可能更高或可能未知。或者，即使它名义上与第一电压域操作考虑相同或对故障条件的响应仍然可以使电流隔离成为可取的。隔离器包含隔离屏障，以将第一侧与第二侧电隔离，使得隔离屏障第一侧上的电子元件不会被第二侧上的高、意外或未知电压和电流损坏，但是以这种方式两个独立电压域中的电路或系统可以通信。

例如，可能需要将功率从隔离屏障的第一侧传递到第二侧，以便为第二侧上的电子部件供电，例如用于在隔离屏障上传播数据的数据接收器和发射器。另外，可能需要在不同电压域之间传输数据或控制信号，以便启动和控制从隔离屏障的第一侧到第二侧的电力传输。

当从隔离屏障的第一侧向隔离屏障的第二侧上的部件提供电力时系统的操作可能导致产生不希望的电干扰或噪声。对于靠近电力传输系统的电气部件，该电噪声可能是有问题的。因此，一直希望开发用于处理在隔离屏障上传输电功率或电荷时产生的干扰的系统和方法。

发明内容

在本公开的第一方面，提供一种用于跨越隔离屏障传输电力的电力传输系统。电力传输系统包括变压器，在所述隔离屏障的第一侧具有初级绕组和在所述隔离屏障的第二侧具有次级绕组。电力传输系统还包括振荡器，被配置为在变压器的初级绕组中建立振荡功率信号，该信号转移到变压器的次级绕组。系统还包括构件，被配置为抖动振荡功率信号的参数以修改由系统产生的噪声的频谱分布。

还提供了一种包括在芯片级封装中并适于在第一和第二电压域之间传输数据的隔离器，其中具有电路的隔离器由电力传输系统供电，该电力传输系统可操作以向作为电力传输系统一部分的振荡器添加变化或扰动。

还提供了一种跨越隔离屏障传输电力的方法，该方法包括：在隔离屏障的第一侧产生振荡功率信号；将振荡功率信号从隔离屏障的第一侧传送到隔离屏障的第二侧；和抖动振荡功率信号以修改振荡功率信号的频谱分布。

还提供一种用于跨越隔离屏障传输电力的系统，该系统包括隔离器和跨越隔离屏障的第一和第二侧的变压器，变压器在所述隔离屏障的第一侧具有初级绕组和在所述隔离屏障的第二侧具有次级绕组。隔离屏障的第一侧上的振荡器被配置为向变压器的初级绕组提供振荡功率信号。在隔离屏障的第二侧上的功率接收器耦合到变压器的次级绕组并且被配置为在电荷存储装置中存储来自所传送的振荡功率信号的电荷。控制电路耦合到功率接收器以便确定电荷存储装置处的电压，并且被配置为产生伪随机数或序列，其以基于电压的速率改变值。振荡器驱动器通过隔离器耦合到控制器，以便接收伪随机数并控制振荡器以根据伪随机数或序列建立振荡功率信号。