專利名稱：變壓器隔離的模數轉換器(adc)反饋裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及變壓器隔離的功率開關電路，尤其涉及通過變壓器提供來自模數 轉換器(analog-to-digital converter, ADC)的數字反饋的方法和裝置，該變壓器由與 ADC電路隔離的繞組供給功率和/或時鐘信號。
背景技術：
用于控制和/或測量高功率/高電壓系統的功率開關電路和其他電路通常需要將 系統的高功率/高電壓部分與數字控制和/或測量電路隔離。通常使用變壓器構建這類系 統中的隔離電路。對于傳感電路，局部傳感電路電源通常源自隔離電路的高功率/高電壓 側，或使用單獨的電源。如果需要，可另外產生時鐘和控制信號，或將這些信號局部傳輸給 傳感電路。由于諸如電壓頻率(voltage-to-frequencyj/F)轉換器的電路成本低，且不需 要控制/時鐘信號，所以這些電路經常在這類應用中用于傳感。然而，在對高功率/高電壓電路進行數字控制的系統中，期望使用ADC進行傳感， 由此需承受位于變壓器的隔離(傳感)側的額外時鐘和電源的成本。因此，期望提供一種在變壓器的隔離傳感側無需時鐘或電源組件的變壓器隔離 ADC電路。

發(fā)明內容
通過變壓器隔離ADC電路及其操作方法，可實現上述提供在變壓器的傳感側無需 時鐘或電源組件的變壓器隔離ADC電路的目的。該變壓器隔離ADC電路可由變壓器和一組 集成電路構成，其中一個包括與變壓器的第一繞組耦合的ADC，另一個構成與變壓器的另一 繞組耦合的數字測量和/或控制電路。該變壓器隔離ADC電路包括用于接收模擬輸入信號的ADC、以及具有第一繞組且 可接收模數轉換器的調制輸出的變壓器。變壓器的第二繞組提供ADC的隔離數據輸出。解 調器與變壓器的第二繞組耦合，且解調隔離輸出，從而產生模擬輸入信號的數字表示。如果 ADC是一種delta-Sigma(A- Σ )ADC，且通過變壓器連接量化器的輸出端以作為變壓器的 數據輸出端，則解調器可以是抽取濾波器。可選將delta-sigma ADC連同抽取濾波器的被 抽取的輸出與變壓器耦合，通常在較低的數據傳輸率下作為調制串行數據。該變壓器隔離ADC電路還包括用于導入在變壓器的第二繞組處的時鐘信號和/或 電源波形的隔離電路，以使ADC電路具有隔離時鐘和/或隔離電源。通過下文結合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例所作的更具體的說明，本發(fā)明的前述和其 它目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。


圖1是本發(fā)明一實施例所述電路的方塊圖。圖2是本發(fā)明另一實施例所述電路的方塊詳圖。
圖3是本發(fā)明又一實施例所述電路的方塊詳圖。圖4是本發(fā)明一實施例所述的一對互連集成電路的方塊詳圖。圖5是本發(fā)明另一實施例所述的一對互連集成電路的方塊詳圖。圖6是本發(fā)明又一實施例所述的一對互連集成電路的方塊詳圖。圖7是圖1至圖6所示電路中信號的時序圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于向模數轉換器(ADC)電路提供功率和/或時鐘信號的電路和方 法，且該模數轉換器(ADC)電路通過變壓器與電路的其它部分隔離。通過變壓器從ADC傳 輸ADC的數字輸出，由此為高功率/高電壓應用提供隔離的數字反饋信號。ADC電路可以是 一種基于delta-sigma調制器的ADC，且可向變壓器的第一繞組提供調制器輸出，并可將抽 取濾波器與變壓器的第二繞組耦合，從而使delta-sigma調制器提供通過變壓器與ADC的 輸出耦合的調制信號?？蛇x將抽取濾波器直接與ADC電路耦合，且調制被抽取的輸出，以通 過變壓器耦合。也可選擇使用其它類型的ADC電路，且調制其數字輸出，以向變壓器的一繞 組提供變壓器隔離信號，并隨后在變壓器的另一繞組處解調該隔離信號。也可在調制信號 內提供控制信息，從而可通過使用單一變壓器操作變壓器的ADC側上的電路，例如功率開 關設備。圖1顯示本發(fā)明一實施例所述的電路?？刂?測量集成電路(integrated circuit，IC) 10 通過變壓器 Tl 與模數轉換器(analog-to-digitalconverter，ADC)集成電 路12耦合，且變壓器Tl使控制/測量集成電路10內的電路與ADC集成電路12所連接的 設備隔離。變壓器Tl也使與控制/測量集成電路10耦合的電源與ADC集成電路12所連 接的設備隔離。由ADC集成電路12提供的測量數據被嵌入在調制信號中，該調制信號攜帶 從ADC電路18通過變壓器Tl向控制/測量集成電路10傳輸的數字輸出信息。由控制/測 量集成電路10通過變壓器Tl提供時鐘信息和功率，以操作ADC集成電路12。在ADC集成 電路12內的整流器14對出現在變壓器Tl的次級繞組上的交流波形進行整流，且變壓器Tl 與ADC集成電路12連接。整流器14向ADC集成電路12的內部電路供電，但必要時也可用 于向外部設備供電。除在周期性的間隔期間外，由控制/測量集成電路10向Tl的初級繞 組提供交流功率，在該周期性的間隔期間通過信號控制/調制器電路19將來自ADC 18的 數據輸入到變壓器Tl的次級繞組上。通常包括鎖相環(huán)(phase-lockloop, PLL)或延遲鎖定環(huán)(delay-lockloop，DLL) 的時鐘提取器電路16可產生用于操作ADC 18和信號控制/調制器電路19的局部時鐘信 號，由此確保使ADC集成電路12和控制/測量集成電路10同步。該同步允許控制/測量 集成電路10向ADC集成電路12傳輸時鐘信息、功率和/或控制信息、以及同時在ADC集成 電路12向控制/測量集成電路10提供數字化測量數據的間隔期間消隱傳輸。圖2顯示本發(fā)明另一實施例所述的電路。該實施例是一種功率開關電路，它通過 變壓器Tl將控制器IC 10A與開關功率級局部隔離。如圖1中電路所示，從控制器IC 10A 向集成電路IC22A提供時鐘信息和功率，且從集成電路IC22A向控制器IC 10A提供ADC輸 出信息。直接從控制器IC 10A控制開關晶體管m的柵極，但從集成電路IC22A控制開關 晶體管N2的柵極，這樣可允許從低得多的電源電壓運行控制器IC 10A，且因此使用相對于用控制器IC IOA直接操作晶體管N2的柵極(即未使用由變壓器Tl提供的隔離)時的要 求電壓更低的電壓技術。集成電路IC22A包括從由控制器IC IOA通過變壓器Tl提供的調 制波形中提取柵極控制信息的柵極控制電路24A。在集成電路IC22A內產生的電源被視為 輸出正電源軌，從而也可在低壓技術中實現集成電路IC22A。對由控制器IC IOA向變壓器 Tl提供的調制信號中的信息進行編碼，以在調制信號周期的一部分期間向集成電路IC22A 提供柵極驅動控制信息。ADC電路26A通過提供數字輸出信息向控制器IC IOA提供信息， 該數字輸出信息在控制器IC IOA向變壓器Tl的輸出被“消隱”(禁用)的間隔期間與調制 f目號結合。電容器Cl過濾在集成電路IC22A中的整流器電路的輸出，該輸出源自變壓器Tl 的相同繞組，可作為調制時鐘/功率/ADC信息信號?？蓮囊换蚨鄠€源提供對ADC 26A的輸 入。如果測量多個源，ADC 26A將包括多工器/選擇器；除柵極控制信息外，還可通過在調 制信號內的控制信息操作該多工器/選擇器。電勢測量源包括在開關功率級的開關功率級 輸出端Out處的電流，可通過測量與開關功率級輸出端Out串聯耦合的感應電阻Rsense兩端 的電壓確定該電流。可將在感應電阻Rsense的接線端處的兩電壓從ADC 26A傳輸到控制器 IC 10A，或可在集成電路22A中使用差動放大器，用于向ADC 26A指示感應電阻兩端的電 壓。也可使用ADC 26A選擇和測量開關功率級的輸出電壓以及晶體管N2的柵極電壓，由此 可通過由ADC 26A所作的測量(可將該測量結果輸入到控制器IC IOA內的開關控制電路 中)對開關功率輸出級的特性作全面表征，以及向其它設備提供數字輸出，以監(jiān)測開關功 率級的狀態(tài)。圖3顯示本發(fā)明另一實施例所述的電路。所示實施例是一種功率開關電路，它通 過變壓器T2將控制器IC IOB與開關功率級完全隔離。圖3中的電路與圖2中的電路在操 作和結構方面相似，因此下文將只描述它們之間的差異。如圖2中電路所示，從控制器IC IOB向集成電路IC22B和IC22C提供時鐘信息和功率，且從集成電路IC22B和IC22C向控 制器IC IOB提供ADC輸出信息。集成電路IC22B和IC22C分別向控制開關功率晶體管Pl 和W提供柵極控制信號。在集成電路IC22B內產生的電源被視為輸出正電源軌，在集成 電路IC22C內產生的電源類似地被視為輸出負電源軌，從而在低壓技術中可實現集成電路 IC22B和IC22C。對由控制器IC IOC向變壓器T2提供的調制控制信號中的信息單獨編碼， 用于集成電路IC22B和集成電路IC22C。均在單獨的間隔期間對應于ADC電路26B和26C 的輸出提供由ADC電路26B和26C給出的信號的各部分，且在這些間隔期間消隱控制器IC IOB向變壓器T2的輸出。電容器Cl和C2過濾集成電路IC22B和IC22C中整流器電路的輸出，這些輸出是 由產生調制時鐘/功率/ADC信息信號的相同繞組產生的。向ADC 26B和26C提供的測量 源包括由相應的電流鏡Ml和M2測得的流經晶體管Pl和m的電流、開關功率級的輸出電 壓、以及每個晶體管W和Pl的柵極電壓?？蓪D2中所示的一或多個電流傳感電阻用作 電流鏡Ml和M2的選項，且可使用ADC 26B和26C中的一或兩個測量感應電阻兩端的差動 電壓，以確定負載電流、以及檢測在功率開關輸出級中的任何短路電流?，F參見圖4，在本發(fā)明一實施例所述的各種組件的方塊詳圖中顯示使用控制器IC 30和遠程IC 40的“兩芯片”解決方案?？刂破鱅C 30包括用于檢測嵌入在調制信號中的 ADC輸出位的接收器31，且該調制信號存在于與控制器IC 30連接的變壓器T3的第一繞組上。在該實施例中，ADC 41是一位de lta-sigma ADC 41，且每調制周期從遠程IC 40向控制 器IC 30傳輸一位?？刂破鱅C 30包括采樣抽取器32，該采樣抽取器32累積delta-sigma 調制ADC輸出，且給出數字輸出ADC out，該輸出可由控制器IC 30內的控制電路使用和/ 或作為測量輸出，且所述控制器IC 30內的控制電路例如可以是基于delta-sigma調制器 (delta-sigma modulator,DSM)的脈沖寬度調制器(pulse-width modulator,PWM)控制器 33。由于調制方案簡單(每調制周期插入一個ADC位)，且在由遠程IC 40提供最終ADC輸 出的方案中ADC電路41在遠程IC 40中的復雜性/功率要求降低，所以圖4中的結構是有 利的。由使間隔(調制周期的一部分)同步的狀態(tài)機43的輸出啟用緩沖器B2和B3，且在 所述間隔中啟用控制器IC 30接收ADC輸出數據。類似地，控制器IC 30中的時鐘產生器 35產生信號/BLNK，且當遠程IC 40提供ADC輸出數據時，該信號/BLNK “消隱”從調制器 34向變壓器T3提供的控制器IC 35的輸出。邏輯異-或門XOR提供雙極脈沖，該雙極脈沖 取決于周期中delta-sigma ADC 41的輸出狀態(tài)可以是負-正或正-負。整流器電路44通過被動或主動整流從調制波形向遠程IC 40內的電路提供功率， 且如果使用主動整流，可在ADC信息傳輸期間禁用整流器44。通過主動或被動整流，調制波 形的相當大部分是由控制器IC 30提供的，從而可由整流器44得到足夠大的功率，用于操 作在遠程IC 40內的所有電路、以及由遠程IC 40提供功率的任何外部電路。Schmidt反相 器Il向狀態(tài)機43和鎖相環(huán)42提供輸入，以得到時鐘和同步信息，用于操作delta-sigma ADC 41、以及使控制信息的接收同步，該控制信息用于控制Gate Drive (柵極驅動)信號， 該Gate Drive信號用于控制外部開關晶體管。通過高壓緩沖器B4提供Gate Drive信號， 高壓緩沖器B4的輸入由狀態(tài)機43控制。狀態(tài)機43通過啟用緩沖器B2和B3進一步控制 delta-sigma ADC電路41的輸出在調制信號內的應用。電阻Rl提供在變壓器T3的輸出端 處的控制負載阻抗。在控制器IC 30內，基于DSM的PWM控制器33向調制器34提供輸出，以設定通過 變壓器T3向遠程IC 40提供的柵極驅動控制信息的脈沖寬度。由時鐘產生器電路35在間 隔期間啟用緩沖器Bi，在該間隔期間不期望由遠程IC 40返回信息。當啟用緩沖器Bl時， 調制器34從而通過變壓器T3向遠程IC 40提供時鐘信息、柵極控制信息、以及功率波形； 當禁用緩沖器Bl時，接收器31從遠程IC 40中的delta-sigma ADC 41接收數據?？捎赏?過變壓器T3的信號的各部分提供功率和/或時鐘信息，這些信號部分攜帶來自基于DSM的 PWM控制器33的柵極驅動控制信息；或可通過由變壓器攜帶的信號給出用于提供功率和/ 或時鐘信息的另外間隔?，F參考圖5，在本發(fā)明另一實施例所述的各種組件的方塊詳圖中顯示使用控制器 IC 30A和遠程IC 40A的另一“兩芯片”解決方案。圖5中的電路與圖4中的電路在結構和 操作方面相似，因此下文將只描述它們之間的差異。在遠程IC 40A中的ADC 41A包括抽取 濾波器或采樣抽取器32A，而不是提供單一的位輸出。在所述實施例中，根據由邏輯異_或 門XOR提供的相同極性反轉方案，每調制周期通過緩沖器B2和B3傳輸單一采樣抽取器輸 出位；然而，也可使用其它機制傳輸采樣抽取器32A的串行輸出。無論如何，遠程IC 40A的 ADC輸出率降低超過圖4中所示的ADC輸出率，由此增加復雜性和耗電量。然而，在實施中 優(yōu)選圖5中所示的電路，在該電路中期望提供突發(fā)的ADC數據，而不是連續(xù)的單一位的DSM 輸出，以使通過變壓器T3的調制信號主要用于控制，且使ADC數據偶而返回向控制器IC
840A傳輸?？刂破鱅C40A包括移位寄存器36或其它串行接口，而不是包括采樣抽取器，用 于接收和解碼由遠程IC 40A中的ADC 41A提供的數據。另外，如果在遠程IC 40A中使用 除delta-sigma ADC以外的ADC類型，則在圖5中所示的結構可直接適用。例如，如果ADC 41A是一種閃爍型ADC，則通常無需采樣抽取器，且可將串行數據通過變壓器T3直接傳輸給 控制器IC 30A接收?，F參考圖6，在本發(fā)明另一實施例所述的各種組件的方塊詳圖中顯示使用控制器 IC 30B和遠程IC 40B的又一“兩芯片”解決方案。圖6中的電路與圖4中的電路在結構 和操作方面相似，因此下文將只描述它們之間的差異。在所述實施例中以及在圖4所示的 電路中，根據由邏輯異-或門XOR提供的相同極性反轉方案，每調制周期從delta-sigma ADC 41通過緩沖器B2和B3傳輸單一采樣抽取器輸出位?？刂破鱅C 40B中的數模轉換器 (DAC) 52而非采樣抽取器用于接收由遠程IC 40B中的ADC 41提供的delta-sigma位流。 由模擬低通濾波器54過濾DAC 52的輸出，以除去delta-sigma位流的高頻分量，提供與由 ADC 41測量的數值對應的平均電壓，所述由ADC 41測量的數值例如可以是在GateDrive輸 出端處的平均電流?？蓪⒌屯V波器54的輸出作為反饋信號，該反饋信號在實施例中可作 為電動機控制電路50的輸入信號，電動機控制電路50是對由低通濾波器54提供的輸入電 壓Vin和反饋信號作出響應的模擬電路。電動機控制電路50的輸出是對基于DSM的PWM 控制器33的模擬輸入，且該基于DSM的PWM控制器33通過變壓器T3提供控制信息，以控 制與Gate Drive輸出端耦合的電動機。相對于將采樣抽取器作為模數轉換器路徑一部分 的系統，所述實施例所提供的閉環(huán)電動機控制系統可具有更高的響應性。雖然所述實施例 所顯示的是一種基于PWM的電動機控制解決方案，也可在其它實施例中使用具有DAC 52和 低通濾波器54的電路，例如通過路徑而不是變壓器T3提供對電動機或其它設備控制的系 統，其中包括變壓器T3只向遠程ADC集成電路提供時鐘和/或功率且只返回delta-sigma 測量位流的系統。圖7是顯示上述電路內信號關系的時間圖。時鐘信號SFs顯示可由鎖相環(huán)或延遲 鎖定環(huán)在ADC集成電路處再現的信號，且該ADC集成電路與變壓器的初級繞組連接；PWM控 制電路工作在由信號Fs所示的采樣率下工作，且與變壓器的次級繞組連接。當啟用ADC的 輸出時，例如當PWM控制電路的輸出被消隱時，信號ADCO和大體上相同的信號BLANK是激 活的。信號MS是存在于變壓器繞組上的信號，且在實施例中每采樣周期由三位字節(jié)雙極脈 沖組成。第一脈沖位于由時間Tl及其后的固定間隔確定的固定位置，且可用于使在ADC處 的時鐘提取PLL/DLL電路同步。第一雙極脈沖由PWM控制電路產生(如果PWM控制電路和 相關的柵極驅動未如圖1中的電路所示，也可由其它時鐘電路產生第一雙極脈沖)。第二 雙極脈沖也由PWM控制電路(或其它時鐘電路)產生，且指示gate drive信號的下降沿。 因此，由第一雙極脈沖內沿與第二雙極脈沖內沿之間的時間控制脈沖寬度，例如gatedrive 信號pw 1禾口 pw2。第三雙極脈沖在ADCO信號的有效期間是激活的，且是由ADC產生的。在完成第 二雙極脈沖之后開始第三雙極脈沖的前沿，且在第三雙極脈沖的兩半之間的沿的極性是由 ADC data(ADC數據)信號的數值設定的，從而由極性指示單一位的ADC量化器樣品、或當在 ADC電路中使用采樣抽取器時由極性指示一位被抽取的ADC數值?？墒褂昧硗獾拿}沖表示 另外的量化器位、或傳輸在給定周期內被抽取的ADC數值的較長部分。所示波形顯示一種
9可用于雙向數據傳輸、同時在變壓器上保持凈余零磁化的技術?？墒褂闷渌{制技術和位 組合格式，包括在更高的時鐘速率下對控制信息編碼、使用脈沖寬度變化指示gate drive 信號的開始和結束、以及采用允許改變ADC采樣率的頻率以適應更寬范圍的控制脈沖寬度 的技術。 已結合優(yōu)選實施例對本發(fā)明作出具體說明。本領域技術人員可理解的是，無需脫 離本發(fā)明的精神和保護范圍，即可作出前述以及其他在形式和細節(jié)方面的變化。
權利要求
一種電路，包括模數轉換器，用于接收模擬輸入信號；變壓器，具有至少一個用于接收所述模數轉換器的調制輸出的第一繞組、以及至少一個用于提供隔離數據輸出的第二繞組；解調器，與所述變壓器的所述至少一個第二繞組耦合，用于解調所述隔離輸出，以產生所述模擬輸入信號的數字表示；以及隔離電路，與所述變壓器的所述至少一個第二繞組耦合，用于通過所述變壓器將至少時鐘信號或電源之一與所述模數轉換器耦合，由此使所述模數轉換器具有至少隔離時鐘或隔離電源之一。
2.根據權利要求1所述的電路，其中所述隔離電路對所述變壓器的所述至少一個第二 繞組施加交流電；所述模數轉換電路還包括整流器，該整流器用于調整由所述隔離電路施 加在所述至少一個第一繞組上的電壓，以向所述模數轉換器提供所述隔離電源。
3.根據權利要求2所述的電路，其中所述隔離電路還對所述變壓器的所述至少一個第 二繞組施加時鐘信號；所述模數轉換電路還包括與所述至少一個第一繞組耦合的時鐘提取 電路，用于通過從所述至少一個第一繞組中提取所述時鐘信號向所述模數轉換器提供所述 隔離時鐘。
4.根據權利要求1所述的電路，其中所述隔離電路對所述變壓器的所述至少一個第二 繞組施加時鐘信號；所述模數轉換電路還包括與所述至少一個第一繞組耦合的時鐘提取電 路，用于通過從所述至少一個第一繞組中提取所述時鐘信號向所述模數轉換器提供所述隔 離時鐘。
5.根據權利要求1所述的電路，其中所述模數轉換器包括delta-sigma調制器；所述 模數轉換器的所述調制輸出是所述delta-sigma調制器的量化器的輸出；所述解調器包括 用于抽取所述隔離數據輸出的采樣抽取器。
6.根據權利要求1所述的電路，其中所述模數轉換器包括delta-sigma調制器；所述 模數轉換器的所述調制輸出是由所述模數轉換器的抽取濾波器提供的數據流，且所述模數 轉換器的輸出端與所述至少一個第一繞組耦合。
7.根據權利要求1所述的電路，其中所述模數轉換器包括delta-sigma調制器；所述 模數轉換器的所述調制輸出是所述delta-sigma調制器的量化器的輸出；所述解調器與模 數轉換器耦合，以提供用于指示所述模擬輸入信號數值的模擬輸出。
8.根據權利要求1所述的電路，還包括開關功率級控制電路，其調制器輸出與所述至少一個第二繞組耦合，用于在所述至少 一個第一繞組處提供隔離驅動信號，其中所述調制器的輸出速率大體上高于所述開關功率 級控制電路的控制速率；另一解調器，其輸入端與所述變壓器的所述第一繞組耦合，用于解調所述隔離驅動信 號；以及開關晶體管，其柵極與所述另一解調器的輸出端耦合，由此在所述開關功率級控制速 率下控制所述開關晶體管。
9.一種用于測量模擬輸入信號的方法，包括使用模數轉換器電路將所述模擬輸入信號轉換為數值；首先向變壓器的第一繞組提供作為調制信息的所述數值；在所述變壓器的第二繞組處解調所述調制信息；其次向所述變壓器的所述第二繞組提供至少時鐘信號或電源波形之一；在所述變壓器的所述第一繞組處接收至少所述時鐘信號或所述電源波形之一；以及向所述模數轉換器電路供應所述接收到的時鐘信號或電源波形，由此使所述模數轉換 器電路具有至少工作時鐘或功率之一。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述其次提供者提供所述電源波形，且所述接收 者接收所述電源波形；所述方法還包括整流所述電源波形，以向所述模數轉換器電路提供 工作功率。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述其次提供者還提供所述時鐘信號，且所述 接收者接收所述時鐘信號；所述方法還包括從所述變壓器的所述第一繞組處的信號中提取 所述時鐘信號、以及根據所述時鐘信號向所述模數轉換器電路提供時鐘信息。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述其次提供者提供所述時鐘信號，且所述接收 者接收所述時鐘信號；所述方法還包括從所述變壓器的所述第一繞組處的信號中提取所述 時鐘信號、以及根據所述時鐘信號向所述模數轉換器電路提供時鐘信息。
13.根據權利要求9所述的方法，其中所述模數轉換器電路包括delta-sigma調制器； 所述首先提供者向所述變壓器的所述第一繞組提供所述delta-sigma調制器的量化器的 輸出值；所述接收者還包括抽取在所述變壓器的所述第一繞組處接收到的所述變壓器的所 述輸出值。
14.根據權利要求9所述的方法，其中所述模數轉換器電路包括delta-sigma調制器； 所述方法還包括抽取所述delta-sigma調制器的量化器的所述輸出；所述首先提供者向所 述變壓器的所述第一繞組提供所述抽取的結果。
15.根據權利要求9所述的方法，其中所述模數轉換器電路包括delta-sigma調制器； 所述首先提供者向所述變壓器的所述第一繞組提供delta-sigma調制器的量化器的輸出 值；所述方法還包括將在所述變壓器的所述第一繞組處接收到的所述輸出值轉換為用于指 示所述模擬輸入信號的數值的模擬輸出信號。
16.根據權利要求9所述的方法，還包括在所述變壓器的所述第二繞組處提供調制開關功率級控制信號，該信號的速率大體上 高于開關功率級的控制速率；以及解調在所述變壓器的所述第一繞組處的所述調制開關功率級控制信號，以產生所述開 關功率級的控制信號。
17.一集成電路，包括一對接線端，用于與變壓器的第二繞組連接，以將來自模數轉換器集成電路的數字輸 出信息與所述變壓器的第一繞組連接；以及調制器，用于產生至少功率波形或時鐘波形之一，其中所述調制器的所述輸出端與所 述接線端對耦合；該調制器通過所述變壓器與所述至少一個功率波形或時鐘波形耦合，以 向所述模數轉換器提供所述至少一個功率波形或時鐘波形。
18.根據權利要求17所述的集成電路，還包括開關功率級控制電路，其輸出端與所述 調制器耦合，用于向所述接線端對進一步提供調制開關功率級控制信息，以控制與模數轉換器集成電路耦合的開關功率級。
19.一集成電路，包括模數轉換器電路；一對接線端，用于與變壓器的第一繞組連接，且與所述模數轉換器電路的輸出端耦合， 以向與所述變壓器的第二繞組連接的接收器集成電路提供數值；以及時鐘或功率接收電路，用于從所述變壓器的所述第一繞組獲得至少時鐘信號或功率之 一；且該時鐘或功率接收電路的輸出端與所述模數轉換器電路耦合，以向所述模數轉換器 電路提供至少功率或時鐘信息之一。
20.根據權利要求19所述的集成電路，還包括開關功率級控制解調器，其輸入端與所述接線端對耦合，用于解碼由所述接收器集成 電路提供的調制開關功率級控制信息；以及至少一個開關功率級輸出接線端與所述開關功率級控制解調器的輸出端耦合，以向至 少一個功率開關設備提供開關功率控制信號。
21.根據權利要求19所述的集成電路，還包括整流器，該整流器的輸入端與所述接線 端對耦合，其輸出端與所述模數轉換器電路的電源輸入端耦合，以向所述模數轉換器電路 提供功率。
22.根據權利要求21所述的集成電路，還包括時鐘提取器電路，該時鐘提取器電路的 輸入端與所述接線端對耦合，其輸出端與所述模數轉換器電路的時鐘輸入端耦合，以向所 述模數轉換器電路提供時鐘信息。
23.根據權利要求19所述的集成電路，還包括時鐘提取器電路，該時鐘提取器電路的 輸入端與所述接線端對耦合，其輸出端與所述模數轉換器電路的時鐘輸入端耦合，以向所 述模數轉換器電路提供時鐘信息。
全文摘要
本發(fā)明公開一種變壓器隔離模數轉換器(analog-to-digital converter，ADC)反饋裝置及方法，它可降低具有變壓器隔離傳感電路的高功率/高電壓系統的電路復雜性。所述反饋裝置是一種具有ADC和變壓器的電路，該ADC用于接收模擬輸入信號。所述變壓器的第一繞組可接收模數轉換器的調制輸出，第二繞組可提供ADC的隔離數據輸出。解調器與變壓器的第二繞組耦合，且解調隔離輸出，以產生模擬輸入信號的數字表示。ADC可以是delta-sigma轉換器，且解調器可以是相應的抽取濾波器。所述電路還包括用于導入在變壓器的第二繞組處的時鐘信號和/或電源波形的隔離電路，以使ADC電路具有隔離時鐘和/或隔離電源。
文檔編號H03M1/08GK101965686SQ200980107015
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權日2008年2月26日
發(fā)明者約翰·L·梅安森 申請人:美國思睿邏輯有限公司