IT202200000014A1 - Dispositivo di pilotaggio isolato e procedimento per trasmettere informazioni in un dispositivo di pilotaggio isolato - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:
?Dispositivo di pilotaggio isolato e procedimento per trasmettere informazioni in un dispositivo di pilotaggio isolato?
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo tecnico
La descrizione ? relativa ai dispositivi di pilotaggio (?driver?) isolati e ai procedimenti per trasmettere informazioni (per es., dati) in un dispositivo di pilotaggio isolato.
I dispositivi di pilotaggio isolati (per es., dispositivi di pilotaggio di gate) possono essere applicati, per esempio, negli invertitori (?inverter?) per trazione, nei convertitori DC/DC, nei caricatori di bordo (OBC, ?On-Board Charger?) e nei generatori d?avviamento a cinghia (BSG, ?Belt Starter Generator?) per veicoli elettrici (EV, ?Electric Vehicle?) e veicoli elettrici ibridi (HEV, ?Hybrid Electric Vehicle?).
Sfondo tecnologico
I dispositivi di pilotaggio di gate isolati tradizionali comprendono due die a semiconduttore disposti nello stesso package del dispositivo: un die a bassa tensione (LV, ?Low Voltage?) che scambia di solito segnali con un?unit? di controllo esterna (per es., un microcontrollore), e un die ad alta tensione (HV, ?High Voltage?) che include un circuito di pilotaggio. Il die a bassa tensione e il die ad alta tensione sono isolati elettricamente l?uno dall?altro da una barriera di isolamento galvanico che include di solito una o pi? capacit? con rating ad alta tensione (HVCap) disposte tra i due die.
La Figura 1 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un dispositivo di pilotaggio di gate isolato 10 accoppiato a un microcontrollore 20. Il dispositivo di pilotaggio 10 comprende un die a bassa tensione 10a e un die ad alta tensione 10b disposti nello stesso package. Il dispositivo di pilotaggio 10 comprende un canale di controllo CHPWM (per es., monodirezionale) per trasmettere un segnale modulato a larghezza di impulso (PWM, ?Pulse-Width Modulated?) di pilotaggio di gate dal die a bassa tensione 10a al die ad alta tensione 10b, e un canale di comunicazione CHDATA (per es., bidirezionale) per scambiare un segnale di informazione (per es., un segnale di dati) tra il die a bassa tensione 10a e il die ad alta tensione 10b.
Il canale di controllo CHPWM comprende un pin di ingresso 101 configurato per ricevere un segnale di ingresso modulato a larghezza di impulso PWMIN (per es., single-ended) dal microcontrollore 20. La frequenza del segnale di ingresso PWMIN pu? essere, per esempio, nell?intervallo da 15 kHz a 5 MHz. Nel die a bassa tensione 10a, la porzione a bassa tensione del canale di controllo CHPWM comprende un circuito trasmettitore 102 accoppiato al pin di ingresso 101 e configurato per convertire il segnale PWM PWMIN ricevuto in una coppia di segnali modulati a larghezza di impulso differenziali OUTP, OUTN. Per esempio, il segnale OUTP pu? essere prodotto da un circuito buffer non invertente che riceve in ingresso il segnale di ingresso PWMIN, e il segnale OUTN pu? essere prodotto da un circuito buffer invertente che riceve in ingresso il segnale di ingresso PWMIN. La porzione a bassa tensione del canale di controllo CHPWM comprende inoltre una prima capacit? con rating ad alta tensione 103P (per es., un condensatore di isolamento) avente un primo terminale accoppiato a una prima uscita del circuito trasmettitore 102 per ricevere il segnale OUTP, e una seconda capacit? con rating ad alta tensione 103N (per es., un condensatore di isolamento) avente un primo terminale accoppiato a una seconda uscita del circuito trasmettitore 102 per ricevere il segnale OUTN. I secondi terminali delle capacit? 103P e 103N forniscono i nodi di uscita della porzione a bassa tensione del canale di controllo CHPWM, che sono connessi (per es., mediante fili di bonding) ai nodi di ingresso della porzione ad alta tensione del canale di controllo CHPWM nel die ad alta tensione 10b. I segnali OUTP, OUTN sono filtrati dai condensatori di isolamento 103P, 103N in modo tale che un segnale differenziale a impulsi Vd raggiunga la porzione ad alta tensione del canale di controllo CHPWM. Il segnale differenziale Vd comprende un treno di impulsi (positivi e negativi) corrispondenti ai fronti (di salita e di discesa, rispettivamente) del segnale PWM di ingresso PWMIN.
La porzione ad alta tensione del canale di controllo CHPWM comprende un circuito ricevitore 104 accoppiato ai nodi di ingresso del die 10b per ricevere il segnale differenziale Vd, e configurato per produrre un segnale modulato a larghezza di impulso ricostruito PWMRX in funzione del segnale differenziale Vd ricevuto. Per esempio, il circuito ricevitore 104 pu? essere configurato per impostare il segnale PWMRX a un valore logico alto (?1?) come risultato del fatto che ? rilevato un impulso positivo nel segnale differenziale Vd, e a un valore logico basso (?0?) come risultato del fatto che ? rilevato un impulso negativo nel segnale differenziale Vd. Perci?, il segnale ricostruito PWMRX pu? corrispondere sostanzialmente a una copia (leggermente) ritardata del segnale trasmesso PWMIN. La porzione ad alta tensione del canale di controllo CHPWM comprende uno stadio di pilotaggio 105 comprendente un circuito di pre-pilotaggio (?pre-driver?) (per es., buffer 1051 e 1052) configurato per ricevere il segnale ricostruito PWMRX e pilotare un circuito di commutazione di uscita in funzione di esso. Per esempio, il circuito di commutazione di uscita pu? comprendere uno stadio di pilotaggio a semiponte (?half-bridge?) comprendente un transistore sul lato alto (?high-side?) e un transistore sul lato basso (?low-side?) disposti in serie tra un pin di alimentazione di alta tensione VH e un pin di riferimento di alta tensione VL (per es., la massa) del dispositivo di pilotaggio 10. Un nodo intermedio tra il transistore highside e il transistore low-side pu? essere accoppiato elettricamente a un pin di uscita 106 del dispositivo di pilotaggio 10. Il transistore high-side e il transistore low-side sono pilotati dal circuito di pre-pilotaggio in modo tale che sia prodotto un segnale di commutazione di uscita OUT nel pin di uscita 106 (per es., il transistore high-side ? in uno stato conduttivo quando PWMRX = 0 e il transistore low-side ? in uno stato conduttivo quando PWMRX = 1). Il segnale di commutazione di uscita OUT pu? essere usato, per esempio, per controllare uno o pi? transistori bipolari a gate isolato (IGBT, ?Insulated-Gate Bipolar Transistor?), transistori in carburo di silicio (MOSFET in SiC) e/o transistori in silicio (MOSFET in Si) nelle applicazioni di controllo motore ad alta tensione.
Come esemplificato nella Figura 1, il canale di comunicazione CHDATA comprende una linea di comunicazione bidirezionale 107 (per es., un bus di comunicazione) configurata per scambiare uno o pi? segnali tra il microcontrollore 20 e il die a bassa tensione 10a. Nel die a bassa tensione 10a, la porzione a bassa tensione del canale di comunicazione CHDATA comprende un circuito logico a bassa tensione 108 accoppiato al bus di comunicazione 107 per ricevere, trasmettere ed elaborare segnali dal/al microcontrollore 20. Il circuito logico 108 ? accoppiato a un circuito trasmettitore differenziale 109 configurato per trasmettere un segnale di informazione (per es., un segnale di dati) verso la porzione ad alta tensione del canale di comunicazione CHDATA, e un circuito ricevitore differenziale 110 configurato per ricevere un segnale di informazione (per es., un segnale di dati) dalla porzione ad alta tensione del canale di comunicazione CHDATA. L?uscita differenziale del circuito trasmettitore 109 e l?ingresso differenziale del circuito ricevitore 110 sono accoppiati ai primi terminali di una coppia di capacit? con rating ad alta tensione 111P e 111N (per es., condensatori di isolamento). I secondi terminali delle capacit? 111P e 111N forniscono i nodi di ingresso/uscita della porzione a bassa tensione del canale di comunicazione CHDATA, che sono connessi (per es., mediante fili di bonding) ai nodi di ingresso/uscita della porzione ad alta tensione del canale di comunicazione CHDATA nel die ad alta tensione 10b.
La porzione ad alta tensione del canale di comunicazione CHDATA comprende un circuito ricevitore differenziale 112 accoppiato ai nodi di ingresso/uscita del die 10b e configurato per ricevere il segnale di informazione dalla porzione a bassa tensione del canale di comunicazione CHDATA, e un circuito trasmettitore differenziale 113 accoppiato ai nodi di ingresso/uscita del die 10b e configurato per trasmettere un segnale di informazione verso la porzione a bassa tensione del canale di comunicazione CHDATA. Nel die ad alta tensione 10b, la porzione ad alta tensione del canale di comunicazione CHDATA comprende un circuito logico ad alta tensione 114 accoppiato al circuito ricevitore differenziale 112 e al circuito trasmettitore differenziale 113 per ricevere, trasmettere ed elaborare il segnale di informazione. Perci?, un canale di comunicazione bidirezionale CHDATA integrato completo include un?interfaccia differenziale di trasmissione-ricezione (TX-RX) e una barriera di isolamento (per es., una coppia di condensatori di isolamento 111P e 111N) tra i due die 10a e 10b.
Come esemplificato nella Figura 1, un canale di controllo CHPWM pu? essere impiegato principalmente per trasmettere un segnale di controllo di gate PWM tra le differenti sezioni di tensione del dispositivo di pilotaggio isolato 10. Similmente, un canale di comunicazione di dati CHDATA pu? essere impiegato principalmente per trasmettere un segnale di informazione tra le differenti sezioni di tensione del dispositivo di pilotaggio isolato 10. In alcuni casi, pu? essere fornita una pluralit? di canali di comunicazione (non visibili nella Figura 1) in un dispositivo di pilotaggio isolato per implementare funzioni aggiuntive.
Un protocollo di comunicazione bidirezionale, che consente lo scambio di dati tra i due die, pu? essere usato per una complessiva configurazione del dispositivo, la lettura dei registri e la gestione dei guasti. Una delle informazioni trasportate pu? quindi riguardare la rilevazione di guasti (?faults?).
In dispositivi noti, nello scenario di caso peggiore, se si verifica un evento di malfunzionamento (per es., un guasto) nella sezione ad alta tensione (die 10b), il sistema deve attendere la fine di una trasmissione di dati in corso da HV a LV e il successivo flusso di dati inverso da LV ad HV, prima di poter usare il canale di comunicazione CHDATA per comunicare il guasto rilevato all?unit? di controllo esterna 20. Nei sistemi ad alta tensione, il fatto di reagire rapidamente ai guasti rappresenta una caratteristica desiderabile e un ritardo della comunicazione come descritto in precedenza pu? essere indesiderabile.
Dispositivi di pilotaggio noti nella tecnica possono fornire un percorso pi? veloce per una rilevazione di guasti critici facendo ricorso all?uso di un canale di comunicazione da HV a LV aggiuntivo (per es., autonomo o dedicato), cos? da bypassare il protocollo di interfaccia del flusso di dati bidirezionale di un canale di comunicazione CHDATA classico. Tuttavia, tale approccio pu? comportare l?integrazione di una capacit? con rating ad alta tensione aggiuntiva (per es., un condensatore di isolamento aggiuntivo) e di una relativa circuiteria di TX-RX aggiuntiva, il che risulta in una maggiore occupazione di area di silicio.
Perci?, c?? una necessit? nella tecnica di fornire circuiti di pilotaggio isolati migliorati che facilitano una comunicazione veloce tra il die ad alta tensione e il die a bassa tensione (per es., a scopi di una rilevazione veloce dei guasti) senza aumentare l?occupazione di area di silicio (per es., senza fornire un canale di comunicazione monodirezionale dedicato).
Scopo e sintesi
Uno scopo di una o pi? forme di attuazione ? contribuire a fornire tali dispositivi di pilotaggio isolati migliorati.
Secondo una o pi? forme di attuazione, tale scopo pu? essere raggiunto per mezzo di un dispositivo elettronico avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni che seguono.
Una o pi? forme di attuazione possono essere relative a un corrispondente procedimento per trasmettere informazioni in un dispositivo elettronico.
Le rivendicazioni sono parte integrante dell?insegnamento tecnico qui fornito con riferimento alle forme di attuazione.
In una o pi? forme di attuazione, un dispositivo elettronico comprende un primo die a semiconduttore (per es., un die a bassa tensione) e un secondo die a semiconduttore (per es., un die ad alta tensione) isolati galvanicamente l?uno dall?altro. Il secondo die a semiconduttore include un circuito modulatore di segnale configurato per modulare un segnale portante per produrre un segnale modulato che codifica informazioni. Un canale di comunicazione isolato galvanicamente implementato nel primo die a semiconduttore e nel secondo die a semiconduttore ? configurato per trasmettere il segnale modulato dal secondo die a semiconduttore al primo die a semiconduttore. Il secondo die a semiconduttore include un circuito di rilevazione di guasti configurato per rilevare guasti elettrici nel secondo die a semiconduttore. Il secondo die a semiconduttore include inoltre un circuito logico accoppiato al circuito di rilevazione di guasti e configurato per asserire un segnale di bypass della modulazione in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal circuito di rilevazione di guasti. Il secondo die a semiconduttore inoltre include una circuiteria di mascheratura della modulazione configurata per forzare il segnale modulato a un valore fisso per una pluralit? di periodi del segnale portante in risposta al fatto che il segnale di bypass della modulazione ? asserito. Il primo die a semiconduttore include un rispettivo circuito logico sensibile al segnale modulato e configurato per rilevare una condizione in cui il segnale modulato ha un valore fisso per una pluralit? di periodi del segnale portante, e per asserire un segnale di rilevazione di guasti in risposta al fatto che ? rilevata la condizione.
Una o pi? forme di attuazione facilitano cos? una rilevazione veloce dei guasti nel secondo die a semiconduttore senza fare ricorso a un canale di comunicazione dedicato per la rilevazione di guasti tra i due die a semiconduttore.
In una o pi? forme di attuazione, il segnale di bypass della modulazione pu? essere asserito alto, e la circuiteria di mascheratura della modulazione pu? comprendere un circuito inverter configurato per produrre il segnale negato del segnale di bypass della modulazione, e una porta logica AND configurata per combinare il segnale negato del segnale di bypass della modulazione e il segnale modulato per forzare il segnale modulato a un valore logico basso.
In una o pi? forme di attuazione, il segnale di bypass della modulazione pu? essere asserito basso, e la circuiteria di mascheratura della modulazione pu? comprendere una porta logica AND configurata per combinare il segnale di bypass della modulazione e il segnale modulato per forzare il segnale modulato a un valore logico basso.
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In una o pi? forme di attuazione, il segnale di bypass della modulazione pu? essere asserito alto, e la circuiteria di mascheratura della modulazione pu? comprendere una porta logica OR configurata per combinare il segnale di bypass della modulazione e il segnale modulato per forzare il segnale modulato a un valore logico alto.
In una o pi? forme di attuazione, il canale di comunicazione isolato galvanicamente pu? includere un circuito trasmettitore implementato nel secondo die a semiconduttore, almeno un condensatore di isolamento e un circuito ricevitore implementato nel primo die a semiconduttore, e mezzi elettricamente conduttivi che accoppiano il circuito trasmettitore all?almeno un condensatore di isolamento.
In una o pi? forme di attuazione, il primo die a semiconduttore pu? includere un rispettivo circuito di rilevazione di guasti configurato per rilevare guasti elettrici nel primo die a semiconduttore, e il rispettivo circuito logico pu? essere inoltre configurato per asserire il segnale di rilevazione di guasti in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal rispettivo circuito di rilevazione di guasti.
In una o pi? forme di attuazione, il segnale portante pu? essere modulato secondo una modulazione a larghezza di impulso per produrre il segnale modulato che codifica informazioni.
In una o pi? forme di attuazione, la circuiteria di mascheratura della modulazione pu? essere configurata per forzare il segnale modulato a un valore fisso per una durata di dieci o meno periodi del segnale portante, opzionalmente cinque o meno periodi del segnale portante, opzionalmente quattro periodi del segnale portante, tre periodi del segnale portante, o due periodi del segnale portante.
In una o pi? forme di attuazione, la circuiteria di mascheratura della modulazione pu? essere configurata per forzare il segnale modulato a un valore fisso fino a quando il segnale di rilevazione di guasti ? asserito dal rispettivo circuito logico.
In una o pi? forme di attuazione, il dispositivo elettronico pu? comprendere inoltre un nodo di ingresso configurato per ricevere un segnale di controllo modulato a larghezza di impulso, e un secondo canale di comunicazione isolato galvanicamente implementato nel primo die a semiconduttore e nel secondo die a semiconduttore e configurato per trasmettere il segnale di controllo modulato a larghezza di impulso dal primo die a semiconduttore al secondo die a semiconduttore. Il secondo die a semiconduttore pu? includere un circuito di pilotaggio configurato per ricevere il segnale di controllo modulato a larghezza di impulso e per produrre un segnale di commutazione di uscita. Il circuito di pilotaggio pu? includere un circuito a semiponte disposto tra un pin di tensione di alimentazione positiva e un pin di tensione di alimentazione di riferimento. Il segnale modulato pu? codificare un valore di una tensione di alimentazione sul pin di tensione di alimentazione positiva.
In una o pi? forme di attuazione, un sistema elettronico pu? comprendere un?unit? di elaborazione configurata per generare un segnale di controllo modulato a larghezza di impulso, un dispositivo elettronico secondo una o pi? forme di attuazione accoppiato all?unit? di elaborazione per ricevere da essa il segnale di controllo modulato a larghezza di impulso e per trasmettere a essa il segnale di rilevazione di guasti, e un circuito regolatore di tensione configurato per produrre la tensione di alimentazione sul pin di tensione di alimentazione positiva.
In una o pi? forme di attuazione, un sistema elettronico pu? comprendere inoltre un condensatore accoppiato al pin di tensione di alimentazione positiva.
In una o pi? forme di attuazione, un procedimento per trasmettere informazioni in un dispositivo elettronico, in cui il dispositivo elettronico comprende un primo die a semiconduttore e un secondo die a semiconduttore isolati galvanicamente l?uno dall?altro, pu? comprendere:
- modulare, in un circuito modulatore di segnale del secondo die a semiconduttore, un segnale portante per produrre un segnale modulato che codifica informazioni; - trasmettere il segnale modulato dal secondo die a semiconduttore al primo die a semiconduttore mediante un canale di comunicazione isolato galvanicamente implementato nel primo die a semiconduttore e nel secondo die a semiconduttore;
- rilevare, in un circuito di rilevazione di guasti del secondo die a semiconduttore, guasti elettrici nel secondo die a semiconduttore;
- asserire, in un circuito logico del secondo die a semiconduttore, un segnale di bypass della modulazione in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal circuito di rilevazione di guasti;
- forzare, in un circuito di mascheratura della modulazione del secondo die a semiconduttore, il segnale modulato a un valore fisso per una pluralit? di periodi del segnale portante in risposta al fatto che il segnale di bypass della modulazione ? asserito;
- rilevare, in un rispettivo circuito logico del primo die a semiconduttore, una condizione in cui il segnale modulato ha un valore fisso per una pluralit? di periodi del segnale portante; e
- asserire, nel rispettivo circuito logico del primo die a semiconduttore, un segnale di rilevazione di guasti in risposta al fatto che ? rilevata la condizione.
Breve descrizione delle figure
Una o pi? forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio, con riferimento alle figure annesse, nelle quali:
- la Figura 1 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un dispositivo di pilotaggio isolato che ? gi? stato descritto in precedenza;
- la Figura 2 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di canali di comunicazione in un dispositivo di pilotaggio isolato;
- la Figura 3 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un canale di comunicazione in un dispositivo di pilotaggio isolato secondo una o pi? forme di attuazione della presente descrizione;
- la Figura 4 ? un diagramma temporale esemplificativo di segnali in un canale di comunicazione di un dispositivo di pilotaggio isolato secondo una o pi? forme di attuazione della presente descrizione;
- la Figura 5 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un dispositivo di pilotaggio isolato per l?uso con un circuito regolatore di tensione, secondo una o pi? forme di attuazione della presente descrizione;
- la Figura 6 ? uno schema circuitale esemplificativo di un regolatore di tensione flyback per l?uso con un dispositivo di pilotaggio isolato secondo una o pi? forme di attuazione della presente descrizione; e
- la Figura 7 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un canale di comunicazione di retroazione in un dispositivo di pilotaggio isolato secondo una o pi? forme di attuazione della presente descrizione.
Descrizione dettagliata di esempi di forme di attuazione
Nella descrizione che segue, sono illustrati uno o pi? dettagli specifici, allo scopo di fornire una comprensione approfondita di esempi di forme di attuazione di questa descrizione. Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o pi? dei dettagli specifici o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, operazioni, materiali o strutture note non sono illustrate o descritte in dettaglio in modo tale che certi aspetti delle forme di attuazione non saranno resi poco chiari.
Un riferimento a ?una forma di attuazione? nel quadro della presente descrizione intende indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta con riferimento alla forma di attuazione ? compresa in almeno una forma di attuazione. Per cui, le frasi come ?in una forma di attuazione? o simili che possono essere presenti in uno o pi? punti della presente descrizione non fanno necessariamente riferimento proprio alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato qualsiasi in una o pi? forme di attuazione.
I riferimenti usati qui sono forniti semplicemente per convenienza e quindi non definiscono l?ambito di protezione o l?ambito delle forme di attuazione.
In tutte le figure qui annesse, a meno che il contesto indichi altrimenti, le parti o gli elementi simili sono indicati con riferimenti/numeri simili e una descrizione corrispondente non sar? ripetuta per brevit?.
A titolo di introduzione alla descrizione dettagliata di esempi di forme di attuazione, si pu? fare riferimento dapprima alla Figura 2, che ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di canali di comunicazione in un dispositivo di pilotaggio isolato. In particolare, la Figura 2 illustra certi componenti di un tradizionale dispositivo di pilotaggio isolato provvisto di un canale di comunicazione monodirezionale dedicato da HV a LV per una rilevazione veloce dei guasti nel die ad alta tensione 10b.
Il die a bassa tensione 10a comprende un circuito digitale a bassa tensione 108? (per es., comprendente il circuito logico a bassa tensione 108) accoppiato a un canale di comunicazione bidirezionale CHDATA. Il die ad alta tensione 10b comprende un circuito digitale ad alta tensione 114? (per es., comprendente il circuito logico ad alta tensione 114) accoppiato al canale di comunicazione bidirezionale CHDATA. Il canale di comunicazione bidirezionale CHDATA include un circuito trasmettitore 109, un circuito ricevitore 110, condensatori di isolamento 111P e 111N, un circuito ricevitore 112 e un circuito trasmettitore 113 come descritto con riferimento alla Figura 1. Si nota che il circuito trasmettitore e quello ricevitore 109, 110, 112 e 113 sono illustrati come circuiti single-ended puramente per facilit? di illustrazione, ma possono includere circuiti differenziali come descritto con riferimento alla Figura 1.
In aggiunta, il dispositivo di pilotaggio comprende un canale di comunicazione monodirezionale dedicato da HV a LV CHFAULT dal die ad alta tensione 10b al die a bassa tensione 10a, il canale CHFAULT comprendendo un rispettivo circuito trasmettitore 115 nel die ad alta tensione 10b, e un rispettivo condensatore (rispettivi condensatori) di isolamento 116 e un circuito ricevitore 117 nel die a bassa tensione 10a. Di nuovo, il circuito trasmettitore 115, il circuito ricevitore 117 e il condensatore (i condensatori) di isolamento 116 sono illustrati come circuiti singleended puramente per facilit? di illustrazione, ma possono includere circuiti differenziali come descritto con riferimento alla Figura 1.
Il circuito digitale ad alta tensione 114? pu? comprendere un circuito di diagnosi ad alta tensione 118 configurato per produrre un segnale di guasto indicativo del fatto che un guasto ? rilevato nel die ad alta tensione 10b (per es., il segnale di guasto essendo asserito in risposta a un guasto rilevato). Il segnale di guasto pu? essere trasmesso mediante il canale bidirezionale CHDATA e/o il canale monodirezionale dedicato CHFAULT. Il circuito digitale a bassa tensione 108? pu? comprendere un circuito di diagnosi a bassa tensione 119 configurato per produrre un rispettivo segnale di guasto indicativo del fatto che un guasto ? rilevato nel die a bassa tensione 10a (per es., il rispettivo segnale di guasto essendo asserito in risposta a un guasto rilevato).
Una prima uscita 120a del circuito digitale a bassa tensione 108? pu? fornire un segnale di uscita di dati seriale (SDO, ?Serial Data Output?) prodotto da un?interfaccia di periferica seriale (SPI, ?Serial Peripheral Interface?) 121 in funzione del segnale di dati ricevuto dal canale di comunicazione CHDATA e del segnale di diagnosi prodotto dal circuito di diagnosi 119, per es., come una combinazione OR (porta logica OR) del segnale di dati e del segnale di diagnosi. Una seconda uscita 120b del circuito digitale a bassa tensione 108? pu? fornire un segnale di rilevazione di guasti lento prodotto in funzione del segnale di dati ricevuto dal canale di comunicazione CHDATA e del segnale di diagnosi prodotto dal circuito di diagnosi 119, per es., come una combinazione NOR (porta logica NOR) del segnale di dati e del segnale di diagnosi. Una terza uscita 120c del circuito digitale a bassa tensione 108? pu? fornire un segnale di rilevazione di guasti veloce prodotto in funzione del segnale di dati ricevuto dal canale monodirezionale CHFAULT e del segnale di diagnosi prodotto dal circuito di diagnosi 119, per es., come una combinazione NOR (porta logica NOR) dei due segnali.
Perci?, in un dispositivo come rappresentato nella Figura 2, i guasti rilevati nel die ad alta tensione 10b possono essere comunicati a un?unit? di controllo esterna mediante un percorso di comunicazione pi? lento facendo ricorso a un canale di comunicazione bidirezionale CHDATA, e/o mediante un percorso di comunicazione pi? veloce facendo ricorso a un canale di comunicazione monodirezionale dedicato CHFAULT. In quest?ultimo caso, il tempo di rilevazione di un guasto pu? essere tanto breve quanto il ritardo di propagazione della catena di TX-RX. Tuttavia, il fatto di implementare un percorso CHFAULT pi? veloce per una rilevazione di guasti critici comporta l?uso di un canale da HV a LV dedicato al fine di bypassare il flusso di dati di interfaccia bidirezionale del canale CHDATA, avendo come risultato una grande occupazione di area di silicio a causa dell?integrazione di un grande condensatore (grandi condensatori) ad alta tensione 116 (per es., aventi rating ad tensione dell?ordine di alcuni kV) e della relativa circuiteria di TX-RX 115 e 117.
Invece di fornire un canale di comunicazione da HV a LV CHFAULT dedicato, aggiuntivo, una o pi? forme di attuazione possono fare affidamento sulla presenza di un altro canale (altri canali) di comunicazione che sono spesso integrati per funzioni specifiche per il dispositivo, diverse dalla comunicazione e dal controllo del dispositivo di pilotaggio.
Come esemplificato nella Figura 3, un dispositivo di pilotaggio isolato 10 secondo una o pi? forme di attuazione pu? comprendere un canale di comunicazione CH?DATA configurato per trasmettere un segnale modulato (per es., un segnale di retroazione, eventualmente modulato secondo una modulazione PWM) seguendo il flusso di dati da HV a LV, cio?, dal die ad alta tensione 10b al die a bassa tensione 10a. In una o pi? forme di attuazione, in risposta al fatto che un guasto ? rilevato nel die ad alta tensione 10b, pu? essere applicato un condizionamento logico al segnale modulato per ?mascherare? temporaneamente il segnale modulato trasmesso mediante il canale CH?DATA. Il circuito logico a bassa tensione 108 pu? essere configurato per rilevare la ?mascheratura? (per es., una perdita di informazioni) del segnale modulato, e per asserire di conseguenza un segnale di guasto FAULT (veloce) a un?uscita 120d del die a bassa tensione 10a.
In una o pi? forme di attuazione, un tale approccio per la rilevazione veloce di guasti pu? essere vantaggioso nella misura in cui la mascheratura temporanea del segnale modulato (per es., mancanza di informazioni nel segnale modulato) trasmesso mediante il canale CH?DATA non influisce sul funzionamento del dispositivo (per es., non influisce su altre specifiche del dispositivo). Una reazione trasparente a un transitorio di mascheratura veloce del canale CH?DATA pu? essere modellata (per es., implementata) come un filtraggio passa-basso nel percorso di flusso di segnale.
Perci?, in una o pi? forme di attuazione un dispositivo di pilotaggio isolato 10 pu? comprendere un die ad alta tensione 10b e un die a bassa tensione 10a isolati elettricamente da una barriera di isolamento, e un canale di comunicazione CH?DATA configurato per trasmettere un segnale modulato MOD (per es., un segnale di informazione o un segnale di retroazione) dal die ad alta tensione 10b al die a bassa tensione 10a. Il canale di comunicazione CH?DATA pu? essere monodirezionale (dal die ad alta tensione al die a bassa tensione) o bidirezionale, e pu? includere un circuito trasmettitore (differenziale) 113? nel die ad alta tensione 10b, cos? come un condensatore (condensatori) di isolamento 111P?, 111N? e un circuito ricevitore (differenziale) 110? nel die a bassa tensione 10a.
Come esemplificato nelle Figure 3 e 4, il die ad alta tensione 10b pu? comprendere un circuito modulatore di segnale 122 configurato per produrre un segnale modulato FB che trasporta qualche sorta di informazione (per es., una retroazione, un valore di lettura da un sensore, e simili). Il die ad alta tensione 10b pu? comprendere inoltre un circuito di diagnosi ad alta tensione 118 accoppiato a un circuito logico 114. Il circuito di diagnosi 118 pu? essere configurato per asserire un segnale di guasto ad alta tensione HV_FAULT indicativo del fatto che un guasto ? rilevato nel die ad alta tensione 10b, e il circuito logico 114 pu? essere configurato per asserire un segnale BP (per es., un segnale di bypass della modulazione) in risposta al fatto che il segnale di guasto ad alta tensione HV_FAULT ? asserito. Il segnale di bypass BP pu? essere tenuto asserito per un certo periodo di tempo (per es., fisso o programmabile) tbypass, e pu? essere de-asserito di nuovo alla fine del periodo di tempo tbypass. Il die ad alta tensione 10b pu? comprendere una circuiteria logica 123 configurata per mascherare (per es., impostare a un valore logico basso) il segnale modulato FB in risposta al fatto che il segnale di bypass BP ? asserito. Per esempio, se il segnale BP ? asserito alto, la circuiteria di mascheratura 123 pu? comprendere un circuito inverter 124 configurato per produrre il negato del segnale di bypass BP, e una porta logica AND 125 configurata per combinare il negato del segnale di bypass BP e il segnale modulato FB per produrre il segnale modulato MOD in uscita, dove il segnale modulato MOD in uscita ? ?mascherato? quando forzato a un valore logico basso su pi? periodi. In alternativa, la circuiteria di mascheratura 123 pu? comprendere una porta logica OR configurata per combinare il segnale di bypass BP e il segnale modulato FB per produrre il segnale modulato MOD in uscita, dove il segnale modulato MOD in uscita ? ?mascherato? quando forzato a un valore logico alto su pi? periodi.
Perci?, il segnale modulato MOD come ricevuto nel die a bassa tensione 10a (per es., segnale MOD_LV) pu? includere una porzione (si veda la Figura 4) in cui il contenuto di informazioni ? mascherato e il segnale ? tenuto allo stesso valore logico (per es., basso) per pi? periodi. Il circuito logico 108 nel die a bassa tensione 10a pu? essere configurato per rilevare tale perdita di informazioni nel segnale modulato MOD_LV, e per asserire di conseguenza il segnale di guasto FAULT in uscita dal nodo 120d per la trasmissione al microcontrollore 20. Al fine di non ostacolare il funzionamento del dispositivo 10, i valori dei segnali modulati MOD e MOD_LV possono essere mascherati per un breve periodo di tempo tbypass (per es., un periodo, due periodi, tre periodi, ecc. fino a cinque o dieci periodi). In aggiunta o in alternativa, i valori dei segnali modulati MOD e MOD_LV possono essere mascherati fino a quando il segnale di guasto FAULT prodotto dal circuito logico 108 e monitorato dal microcontrollore 20 ? asserito (per es., il segnale modulato MOD pu? essere smascherato non appena il microcontrollore 20 fornisce un riscontro (?acknowledge?) della rilevazione di un guasto). Complessivamente, pu? essere necessario un breve periodo di tempo tdetect per asserire il segnale di guasto FAULT dopo la rilevazione di un guasto nel die ad alta tensione 10b.
Le Figure 5 e 6 sono schemi a blocchi circuitali esemplificativi di una possibile applicazione di una o pi? forme di attuazione. In particolare, il dispositivo di pilotaggio isolato 10 esemplificato nella Figura 5 include un canale di comunicazione bidirezionale CHDATA e un canale di controllo CHPWM monodirezionale sostanzialmente come descritti con riferimento alla Figura 1. In aggiunta, il dispositivo di pilotaggio isolato 10 comprende un ulteriore canale di comunicazione CH?DATA (monodirezionale, nel presente esempio) configurato per trasmettere un segnale di retroazione dal die ad alta tensione 10b al die a bassa tensione 10a. In particolare, il canale di comunicazione CH?DATA ? configurato per regolare in un anello chiuso il rail di alimentazione positiva VH generato da una rete flyback 50 esterna isolata (o da un qualsiasi altro convertitore DC-DC adeguato) per lo stadio di pilotaggio ad alta tensione 105. L?uscita secondaria di un trasformatore incluso nella rete flyback 50, come esemplificato nella Figura 6, pu? essere rilevata nel die ad alta tensione 10b e le informazioni circa il livello di tensione del rail di alimentazione positiva VH possono essere codificate modulando il duty-cycle di un segnale PWM a frequenza fissa in un circuito di controllo flyback 502, producendo con ci? un segnale di retroazione modulato PWMFLY. Una circuiteria di rilevazione di guasti 118 e una circuiteria di mascheratura 123 (non visibile nella Figura 5 per semplicit? di illustrazione) possono essere fornite nel die ad alta tensione 10b per agire sul segnale di retroazione PWMFLY e per mascherare temporaneamente il suo valore come risultato del fatto che ? rilevato un guasto. Come discusso precedentemente, al fine di non ostacolare il funzionamento del dispositivo 10, il valore del segnale di retroazione PWMFLY pu? essere mascherato per un breve periodo di tempo (per es., un periodo, due periodi, tre periodi, ecc. fino a cinque o dieci periodi). In aggiunta o in alternativa, il valore del segnale di retroazione PWMFLY pu? essere mascherato fino a quando il segnale di guasto FAULT prodotto dal circuito logico 108 nel die a bassa tensione 10a e monitorato dal microcontrollore 20 ? asserito.
La Figura 7 ? un ulteriore schema a blocchi circuitale che rappresenta, in maniera semplificata, la fornitura di una circuiteria di rilevazione di guasti e di una circuiteria di mascheratura in un canale di retroazione flyback CH?DATA come discusso con riferimento alle Figure 5 e 6. La caratteristica di regolazione flyback (per es., il circuito 502) e la caratteristica di rilevazione di guasti veloce (per es., i circuiti 118, 114, 123) possono condividere lo stesso canale di comunicazione CH?DATA.
In una o pi? forme di attuazione come esemplificate nella Figura 7, siccome il meccanismo di rilevazione di guasti e di asserimento pu? avere luogo in un breve tempo (per es., alcuni microsecondi), la mancanza temporanea di informazioni nel segnale di retroazione flyback non influisce sulla regolazione di uscita della batteria (cio?, la tensione nel rail VH), nella misura in cui un condensatore di raddrizzamento CF ? accoppiato all?avvolgimento secondario del trasformatore flyback.
Si comprender? che una o pi? forme di attuazione sono state descritte qui con riferimento al caso di un canale di retroazione di tensione flyback usato per la trasmissione del segnale di guasto puramente a titolo di esempio. Altre forme di attuazione possono basarsi sull?uso di canali di comunicazione forniti nel dispositivo di pilotaggio isolato 10 per scopi differenti. Puramente a titolo di ulteriore esempio, il canale CH?DATA pu? essere un canale di informazioni usato principalmente per trasmettere informazioni da un sensore al microcontrollore 20 mediante il die a bassa tensione 10a (per es., un sensore di temperatura o simili).
Perci?, una o pi? forme di attuazione possono basarsi sull?uso di uno stesso canale di comunicazione CH?DATA sia per una funzione del dispositivo dedicata (per es., regolazione di uscita flyback) sia per la rilevazione veloce di guasti HV, fornendo vantaggiosamente con ci? una rilevazione di guasti veloce senza aumentare l?occupazione di area di silicio (per es., perch? non deve essere implementato alcun condensatore ad alta tensione supplementare n? la relativa circuiteria di canale di TX-RX).
Fermi restando i principi di fondo, i dettagli e le forme di attuazione possono variare, anche in modo apprezzabile, rispetto a quanto ? stato descritto, puramente a titolo di esempio, senza uscire dall?ambito di protezione.
L?ambito di protezione ? definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (14)
1. Dispositivo elettronico (10), comprendente:
un primo die a semiconduttore (10a);
un secondo die a semiconduttore (10b) isolato galvanicamente da detto primo die a semiconduttore (10a), in cui il secondo die a semiconduttore (10b) include un circuito modulatore di segnale (122; 502) configurato per modulare un segnale portante per produrre un segnale modulato (FB) che codifica informazioni;
un canale di comunicazione isolato galvanicamente (113?, 111P?, 111N?, 110?) implementato in detto primo die a semiconduttore (10a) e in detto secondo die a semiconduttore (10b) e configurato per trasmettere detto segnale modulato (FB) dal secondo die a semiconduttore (10b) al primo die a semiconduttore (10a);
in cui il secondo die a semiconduttore (10b) include: un circuito di rilevazione di guasti (118) configurato per rilevare guasti elettrici nel secondo die a semiconduttore (10b);
un circuito logico (114) accoppiato al circuito di rilevazione di guasti (118) e configurato per asserire un segnale di bypass della modulazione (BP) in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal circuito di rilevazione di guasti (118); e
una circuiteria di mascheratura della modulazione (123) configurata per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore fisso per una pluralit? di periodi di detto segnale portante in risposta al fatto che detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito;
e in cui il primo die a semiconduttore (10a) include un rispettivo circuito logico (108) sensibile a detto segnale modulato (FB, MOD) e configurato per rilevare una condizione in cui detto segnale modulato (FB) ha un valore fisso per una pluralit? di periodi di detto segnale portante, e per asserire un segnale di rilevazione di guasti (FAULT) in risposta al fatto che ? rilevata detta condizione.
2. Dispositivo elettronico (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito alto, e in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) comprende:
un circuito inverter (124) configurato per produrre il segnale negato di detto segnale di bypass della modulazione (BP), e
una porta logica AND (125) configurata per combinare il segnale negato di detto segnale di bypass della modulazione (BP) e detto segnale modulato (FB) per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore logico basso.
3. Dispositivo elettronico (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito basso, e in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) comprende una porta logica AND (125) configurata per combinare detto segnale di bypass della modulazione (BP) e detto segnale modulato (FB) per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore logico basso.
4. Dispositivo elettronico (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito basso, e in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) comprende:
un circuito inverter (124) configurato per produrre il segnale negato di detto segnale di bypass della modulazione (BP), e
una porta logica OR configurata per combinare il segnale negato di detto segnale di bypass della modulazione (BP) e detto segnale modulato (FB) per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore logico alto.
5. Dispositivo elettronico (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito alto, e in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) comprende una porta logica OR configurata per combinare detto segnale di bypass della modulazione (BP) e detto segnale modulato (FB) per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore logico alto.
6. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto canale di comunicazione isolato galvanicamente (113?, 111P?, 111N?, 110?) include:
un circuito trasmettitore (113?) implementato in detto secondo die a semiconduttore (10b);
almeno un condensatore di isolamento (111P?, 111N?) e un circuito ricevitore (110?) implementato in detto primo die a semiconduttore (10a); e
mezzi elettricamente conduttivi che accoppiano detto circuito trasmettitore (113?) a detto almeno un condensatore di isolamento (111P?, 111N?).
7. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo die a semiconduttore (10a) include un rispettivo circuito di rilevazione di guasti (119) configurato per rilevare guasti elettrici nel primo die a semiconduttore (10a), e in cui detto rispettivo circuito logico (108) ? configurato inoltre per asserire detto segnale di rilevazione di guasti (FAULT) in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal rispettivo circuito di rilevazione di guasti (119).
8. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto segnale portante ? modulato secondo una modulazione a larghezza di impulso per produrre detto segnale modulato (FB) che codifica informazioni.
9. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) ? configurata per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore fisso per una durata (tbypass) di dieci o meno periodi di detto segnale portante, preferibilmente cinque o meno periodi di detto segnale portante, pi? preferibilmente quattro periodi di detto segnale portante, tre periodi di detto segnale portante, o due periodi di detto segnale portante.
10. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta circuiteria di mascheratura della modulazione (123) ? configurata per forzare detto segnale modulato (FB) a un valore fisso fino a quando detto segnale di rilevazione di guasti (FAULT) ? asserito da detto rispettivo circuito logico (108).
11. Dispositivo elettronico (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre:
un nodo di ingresso (101) configurato per ricevere un segnale di controllo modulato a larghezza di impulso (PWMIN); e
un secondo canale di comunicazione isolato galvanicamente (102, 103P, 103N, 104) implementato in detto primo die a semiconduttore (10a) e in detto secondo die a semiconduttore (10b) e configurato per trasmettere detto segnale di controllo modulato a larghezza di impulso (PWMIN) dal primo die a semiconduttore (10a) al secondo die a semiconduttore (10b);
in cui detto secondo die a semiconduttore (10b) include un circuito di pilotaggio (105) configurato per ricevere detto segnale di controllo modulato a larghezza di impulso (PWMIN) e per produrre un segnale di commutazione di uscita (OUT), il circuito di pilotaggio (105) comprendendo un circuito a semiponte disposto tra un pin di tensione di alimentazione positiva (VH) e un pin di tensione di alimentazione di riferimento (VL),
e in cui detto segnale modulato (FB) codifica un valore di una tensione di alimentazione su detto pin di tensione di alimentazione positiva (VH).
12. Sistema elettronico, comprendente:
un?unit? di elaborazione (20) configurata per generare un segnale di controllo modulato a larghezza di impulso (PWMIN);
un dispositivo elettronico (10) secondo la rivendicazione 11 accoppiato all?unit? di elaborazione (20) per ricevere da essa detto segnale di controllo modulato a larghezza di impulso (PWMIN) e per trasmettere a essa detto segnale di rilevazione di guasti (FAULT); e
un circuito regolatore di tensione (50) configurato per produrre detta tensione di alimentazione su detto pin di tensione di alimentazione positiva (VH).
13. Sistema elettronico secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre un condensatore (CF) accoppiato a detto pin di tensione di alimentazione positiva (VH).
14. Procedimento per trasmettere informazioni in un dispositivo elettronico (10), in cui il dispositivo elettronico (10) comprende un primo die a semiconduttore (10a) e un secondo die a semiconduttore (10b) isolati galvanicamente l?uno dall?altro, il procedimento comprendendo:
modulare, in un circuito modulatore di segnale (122; 502) di detto secondo die a semiconduttore (10b), un segnale portante per produrre un segnale modulato (FB) che codifica informazioni;
trasmettere detto segnale modulato (FB) dal secondo die a semiconduttore (10b) al primo die a semiconduttore (10a) mediante un canale di comunicazione isolato galvanicamente (113?, 111P?, 111N?, 110?) implementato in detto primo die a semiconduttore (10a) e in detto secondo die a semiconduttore (10b);
rilevare, in un circuito di rilevazione di guasti (118) di detto secondo die a semiconduttore (10b), guasti elettrici nel secondo die a semiconduttore (10b);
asserire, in un circuito logico (114) di detto secondo die a semiconduttore (10b), un segnale di bypass della modulazione (BP) in risposta al fatto che un guasto ? rilevato dal circuito di rilevazione di guasti (118);
forzare, in un circuito di mascheratura della modulazione (123) di detto secondo die a semiconduttore (10b), detto segnale modulato (FB) a un valore fisso per una pluralit? di periodi di detto segnale portante in risposta al fatto che detto segnale di bypass della modulazione (BP) ? asserito;
rilevare, in un rispettivo circuito logico (108) di detto primo die a semiconduttore (10a), una condizione in cui detto segnale modulato (FB) ha un valore fisso per una pluralit? di periodi di detto segnale portante; e
asserire, in detto rispettivo circuito logico (108) di detto primo die a semiconduttore (10a), un segnale di rilevazione di guasti (FAULT) in risposta al fatto che ? rilevata detta condizione.
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| US18/146,872 US12095603B2 (en) | 2022-01-03 | 2022-12-27 | Isolated driver device and method of transmitting information in an isolated driver device |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| US11539559B2 (en) | 2020-10-08 | 2022-12-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Demodulator for an isolation communication channel for dual communication |
| US11575305B2 (en) * | 2020-10-08 | 2023-02-07 | Skyworks Solutions, Inc. | Interface for passing control information over an isolation channel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3447798A2 (en) * | 2017-08-23 | 2019-02-27 | Semiconductor Components Industries, LLC | Circuits and methods for bi-directional data communication over isolation channels |
| EP3664270A1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Infineon Technologies Austria AG | Circuits and methods for secondary-side rectified voltage sensing in isolated switched-mode power converters |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9000675B2 (en) * | 2010-09-21 | 2015-04-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Transmitting and receiving digital and analog signals across an isolator |
| US9673809B1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-06-06 | Nxp Usa, Inc. | Replication of a drive signal across a galvanic isolation barrier |
-
2022
- 2022-01-03 IT IT102022000000014A patent/IT202200000014A1/it unknown
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3447798A2 (en) * | 2017-08-23 | 2019-02-27 | Semiconductor Components Industries, LLC | Circuits and methods for bi-directional data communication over isolation channels |
| EP3664270A1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Infineon Technologies Austria AG | Circuits and methods for secondary-side rectified voltage sensing in isolated switched-mode power converters |
Also Published As
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