[发明专利]用于产生经调节隔离供电电压的方法及设备

说明书

在初级集成电路裸片的一面上形成高额定电压隔离电容器或电感器。所述隔离电容器或电感器将第一电压域中的所述初级集成电路AC耦合到第二电压域中的次级集成电路。所述隔离电容器或电感器使所述初级集成电路与所述次级集成电路裸片DC隔离。经由所述高额定电压隔离电容器或电感器与AC振荡器或PWM产生器提供从所述第一电压域到所述第二电压域的隔离功率转移。可经由所述高额定电压隔离电容器或电感器来使所述AC振荡器的电压幅度因功率增大而增大。

相关专利申请案

本申请案主张2013年3月10日由托马斯尤步科李(Thomas Youbok Lee)、卢迪加拉米洛(Rudy Jaramillo)、帕克里特凯利理查兹(Patrick Kelly Richards)及李富里(LeeFurey)申请的题为“用于产生经调节隔离供电电压的方法及设备(Method and Apparatusfor Generating Regulated Isolation Supply Voltage)”的共同拥有的第61/775,669号美国临时专利申请案的优先权；且所述申请案为了所有目的以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及高电压隔离，更特定来说，涉及用于产生调节式供电电压的集成高电压隔离。

背景技术

许多应用需要不同供电电压的隔离，特定来说，不同电压域中的参考电势(例如，接地电势等)的隔离。因此，对隔离供电电压的需求日益增加。在新近工业应用中，对电隔离(卡法尼电流(Galvanic)及直流(DC)到DC两者)的需要越来越多地用于数据通信及DC供电电压(例如，以不同接地电势)两者。典型的隔离应用已主要用于跨越隔离屏障的数据通信。但近年来，应用迫切需要隔离装置(用于数据通信)也包含隔离的DC到DC能量转移的能力。

典型的电隔离方法可包含：光学、电感(例如，使用穿过变压器的交流(AC)或电磁射频)、电容器(电容器为非常好的电流隔离器)等等。光学耦合器已成为主要信号隔离装置但受限于缓慢数据速率(小于1MHz)且体积较大不利于集成。此外，光学耦合器不能传递隔离DC功率。电感及电容性隔离实施方案提供高数据速率，给予电隔离功率转移，且制造成本低廉。对不同电压域中的装置之间的电流隔离的需求非常高以具有(例如)1kVrms、2.5kVrms、4kVrms等等的隔离。

发明内容

因此，需要在两个不同电压域之间的功率转移，其维持所述两个不同电压域之间的隔离同时产生到那些电压域中的一者中的装置的调节式供电电压。

根据实施例，一种用于在不同电压域之间产生经调节隔离供电电压的方法可包括以下步骤：提供耦合到第一电压域的初级集成电路；提供耦合到第二电压域的次级集成电路；在所述初级集成电路的一面的至少一部分上方提供第一绝缘层；提供定位于所述第一绝缘层上方的多个高额定电压隔离电容器，其中所述多个高额定电压隔离电容器中的每一者可包括在所述第一绝缘层上的第一导电层、在相应第一导电层的一部分上的高额定电压电介质层及在所述相应高额定电压电介质层上的第二导电层；在所述初级集成电路裸片中提供波形产生器，所述波形产生器具有耦合到所述第一导电层的相应者的输出；提供是在所述次级集成电路中且具有耦合到所述第二导电层的相应者的输入的交流(AC)到直流(DC)转换器，借此可将AC功率从所述波形产生器转移到所述AC到DC转换器；提供耦合到所述AC到DC转换器的电压调节器，所述电压调节器具有参考电压反馈输出；及提供具有耦合到所述电压调节器参考电压反馈输出的输入及耦合到另一第二导电层的输出的脉冲宽度调制器，其中所述波形产生器可具有耦合到相应另一第一导电层的控制输入，借此所述脉冲宽度调制器可控制所述波形产生器的所述输出。