[发明专利]一种用于反激式转换器的接收器及其控制方法

说明书

本公开涉及具有基于边沿的隔离通信的反激式转换器。提供了一种包括一对电容器的反激式转换器通信信道。反激式转换器的变压器的第一侧上的发送器通过第一电容器发送发送器信号。发送器还通过第二电容器发送发送器信号的补码。变压器的第二侧上的接收器响应于来自该对电容器的接收信号的高通滤波差异来控制开关晶体管。

技术领域

本申请涉及反激式转换器(flyback converter)，并且更具体地，涉及具有通过接地隔离信道的基于边沿的通信的反激式转换器。

背景技术

反激式开关功率转换器通常设置有用于电池充电的移动设备，因为其变压器提供与AC家庭电流的安全隔离。这种隔离引入了一个问题，即功率开关可以由初级侧控制器控制，该初级侧控制器进而需要协调次级侧上的同步整流器晶体管的循环。初级侧控制器不能通过导线或引线直接控制同步整流器晶体管，因为接地隔离会被破坏。对于必须控制功率开关晶体管的次级侧控制器，会出现类似的问题。

为了适应从初级侧到次级侧或者从次级侧到初级侧的控制信号流，通常使用光隔离器。但是光电隔离器的使用由于其电流传输比和其他操作参数的广泛变化而是复杂的。替代方式是使用数字隔离器来以高电压隔离和精确时序传输控制信号。数字隔离器使用高频载波信号来调制发送侧的栅极驱动器信号。例如，载波信号的频率可以是1GHz或更高，具有小于10 ns的脉冲宽度失真和50V/ns的共模瞬变抗扰度。

为了解调接收侧的发送信号，数字隔离器通常需要低通滤波器和相对快速的比较器。这种数字隔离器对于典型的反激式转换器应用是昂贵的并且质量过高，其中，共模瞬态抗扰度通常小于1v/ns且脉冲宽度失真大于 50ns。

因此，本领域需要具有变压器的初级侧和次级侧之间的改进的控制信号通信的反激式转换器。

发明内容

反激式转换器包括接地隔离通信通道，脉冲信号可以通过该接地隔离通信通道在反激式转换器的变压器的初级侧和次级侧之间交换。脉冲信号的发送器可以位于变压器的初级侧或次级侧上。接收器处于变压器与接收器的相对侧。接地隔离通信信道包括正电容器和负电容器。发送器将脉冲发送器信号驱动到正电容器的发送器端子中。另外，发送器将脉冲发送器信号反相以形成补码发送器信号，该补码发送器信号被驱动到负电容器的发送器端子中。

接收器耦合到两个电容器的接收端子以接收发送器信号和补码发送器信号。另外，接收器对所接收到的发送器信号进行高通滤波以形成正滤波信号。类似地，接收器对接收到的补码发送器信号进行高通滤波以形成负滤波信号。正滤波信号和负滤波信号之间的差异形成边沿触发信号，该边沿触发信号响应于发送器信号的上升沿而被临时脉冲为正电压，并且响应于发送器信号的下降沿而被临时脉冲为负电压。

为了生成与发送器信号被共同脉冲的接收信号，接收器包括比较器，该比较器将正滤波信号与负滤波信号进行比较以便响应边沿触发信号。为了对抗噪声，比较器可以包括滞后，使得比较器不将接收信号设置为电源电压，直到边沿触发信号电压超过正阈值为止。类似地，当边沿触发信号电压低于负阈值时，比较器将接收器信号接地。

通过考虑以下具体实施方式，可以更好地理解这些有利特征。

附图说明

图1示出了根据本公开的方面的反激式转换器，其包括用于传输边沿触发信号的接地隔离信道。

图2示出了根据本公开的方面的用于传输边沿触发信号的示例发送器和用于接收边沿触发信号的示例接收器。

图3示出了图2的发送器和接收器的一些波形。

图4示出了根据本公开的方面的用于边沿触发信号的发送器和接收器，其中，接收器包括检测电路，该检测电路用于响应于共模噪声的变化率超过阈值而迫使接收器信号变低。

图5示出了图4的发送器和接收器的一些波形。