[发明专利]LC组合型高压隔离器件及隔离电路

说明书

本发明揭示了一种LC组合型高压隔离器件及隔离电路，所述高压隔离器件包括电性连接的第一隔离器件及第二隔离器件，所述第一隔离器件及第二隔离器件分别包括衬底、位于衬底上的下极板、位于下极板上的介质层、及位于介质层上的上极板，所述上极板为平板电极，下极板包括中心部及自中心部向外螺旋设置的螺旋部，所述第一隔离器件的上极板和第二隔离器件的上极板电性连接，第一隔离器件的下极板和第二隔离器件的下极板与外部芯片或系统电性连接以实现电气隔离。本发明可以实现背靠背的电容串接增强型高压隔离，大大节省芯片的面积和功耗，同时提高了信号传送的效率，降低了误码率。

技术领域

本发明属于隔离电路技术领域，具体涉及一种LC组合型高压隔离器件及隔离电路。

背景技术

隔离器尤其是高压隔离器，被越来越多地应用于处于不同电压域的芯片或系统间的信号传输，它可以提供两个或多个芯片或系统间高达几千伏的电气隔离，实现不同电压域之间的“地”隔离，提高芯片或系统的可靠性。

现有技术中的高压隔离器主要包括电容隔离器、光耦合器和磁隔离器三种。光耦合器是最古老的方法，采用LED发光二极管，功耗较大，速度较慢。电容隔离器和磁隔离器是现在数字隔离器的常用形式，这些隔离器内部需要数字电路以使数据越过隔离边界。

磁隔离也称为感应隔离，是数字隔离的一种形式。随着电感小型化集成技术，它需要一些数字逻辑来将内部信号调制为脉冲，这些脉冲可以跨隔离边界传输。这与变压器的工作原理相似，需要一种调制方案来对线圈上的电流施加脉冲以通过数据。与光耦合器相比，所需的功率要少得多，数据速率通常要高得多，但缺点是对磁场敏感。

电容隔离是与磁隔离一样，要求数字电路对输入信号进行编码和解码以通过隔离边界，隔离电容不能使直流信号通过，而只能使交流信号通过，此属性使其成为隔离器的理想选择，这些器件比光耦合器支持更高的数据速率，同时功耗更低。

参图1所示为现有技术中隔离电路的示意图，其包括第一芯片10’和第二芯片20’，第一芯片10’上集成有若干信号发送单元11’(或信号接收单元)及第一隔离电容31’，第二芯片20’上集成有若干信号接收单元21’(或信号发送单元)及第二隔离电容32’。参图2所示为高压隔离电容(第一隔离电容31’或第二隔离电容32’)的结构示意图，其由下而上依次包括衬底301’、下极板302’、介质层303’及上极板304’。

其中，不同电压域中的两个隔离电容(第一隔离电容31’和第二隔离电容32’)的上极板通过Bonding线电性连接，从而实现背靠背的电容串接增强型隔离，高压隔离电容则可通过增加下极板和上极板之间介质层303’的厚度来实现。

电容隔离器具有优于磁性解决方案的优势，它对磁场不敏感，一般采用开关键控(OOK)的调制方式，它在输入信号为低电平时将正弦波形通过电容器，当信号为高电平时，信号不会传输。解调电路寻找正弦波形，并根据通过隔离边界的载波信号来改变输出，但是缺点时传输时衰减很大，信号易淹没在噪声中。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种LC组合型高压隔离器件及隔离电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LC组合型高压隔离器件及隔离电路，以实现背靠背的电容串接增强型高压隔离。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种LC组合型高压隔离器件，所述高压隔离器件包括电性连接的第一隔离器件及第二隔离器件，所述第一隔离器件及第二隔离器件分别包括衬底、位于衬底上的下极板、位于下极板上的介质层、及位于介质层上的上极板，所述上极板为平板电极，下极板包括中心部及自中心部向外螺旋设置的螺旋部，所述第一隔离器件的上极板和第二隔离器件的上极板电性连接，第一隔离器件的下极板和第二隔离器件的下极板与外部芯片或系统电性连接以实现电气隔离。