TWM579758U - 電子裝置 - Google Patents

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梁承旭
林元碩
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美商半導體組件工業公司
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Abstract

一種電子裝置，其包括具有一第一接地之一第一電路，該第一電路接收第一控制信號及第二控制信號。一第三控制信號係藉由一第二電路產生。該第二電路使用一第二接地，且該第一接地相對於該第二接地浮接。該第一電路使用該第一控制信號的一值與該第二控制信號的一值之間的一差判定對應於該第三控制信號之一值的一值，該第三控制信號之該值係相對於該第二接地的一值。該第一電路根據對應於該第三控制信號的該值的該值控制該第一電路之一輸出信號的一值。

Description

電子裝置
本揭露係關於控制信號至具有浮接地之直流(direct current, DC)對DC轉換器之通訊。
一電路可具有多個獨立的接地，也就是，可相對於彼此變化的接地電位。該等接地充當用於在該電路的各別部分中流動之電流（包括電力電流及傳訊電流）的回傳路徑，且亦可充當該電路之該等各別部分中的參考電壓。
在此一電路中，一第一接地可相對於一第二接地浮接，也就是，該第一接地與該第二接地之間的一電壓差可隨時間推移而變化。該電路可能需要從該電路使用該第一接地的一部分傳達資訊至該電路使用該第二接地的一部分。也就是，當一第一接地相對於一第二接地浮接時，使用該第一接地的一第一電路可能需要相對於該第二接地判定由使用該第二接地之一第二電路所產生的一控制信號的一值。
本揭露係關於在具有分開之接地的電路之間傳達類比信號，其中該等接地相對於彼此浮接。
實施例包括一種電子裝置，其包含一第一電路及一第二電路，該第一電路具有一第一接地，該第二電路具有一第二接地，其中該第一接地相對於該第二接地浮接。該第一電路包括一切換模式電力供應控制器及一差動放大器。該切換模式電力供應控制器具有一電流感測輸入、一調光電壓輸入、及一閘極控制輸出，並根據該電流感測輸入的值及該調光電壓輸入的值控制該閘極控制輸出。該差動放大器具有第一與第二差動輸入及一放大器輸出，在該第一差動輸入上接收一第一控制信號，在該第二差動輸入上接收一第二控制信號，並根據該第一及第二差動輸入之間的一差產生該放大器輸出。該放大器輸出係耦接至該調光電壓輸入。該第一控制信號係使用耦接在該第一接地與一第二接地之間的一分壓器來產生。該第二控制信號係使用耦接在該第一接地與一第三控制信號之間的一分壓器來產生。該第三控制信號係藉由該第二電路產生。
在一實施例中，該調光電壓輸入相對於該第一接地的一值對應於該第三控制信號相對於該第二接地的一值。
在一實施例中，該第一電路進一步包含一取樣保持電路，其經耦接在該放大器輸出與該調光電壓輸入之間。當一偵測信號具有一第一值時，該取樣保持電路提供該放大器輸出的一值至該調光電壓輸入，並在該偵測信號具有一第二值時提供該放大器輸出的一先前取樣值至該調光電壓輸入。
在一實施例中，該偵測信號的該值係根據該切換模式電力供應控制器的一消隱區間來判定。
在一實施例中，該切換模式電力供應控制器電路能夠以一不連續導通模式操作。
在一實施例中，該消隱區間係操作以防止該電流感測輸入上的振鈴導致該閘極控制信號的一確立，且該偵測信號在該消隱區間期間具有該第二值。
在一實施例中，該電子裝置進一步包含一切換裝置，該切換裝置具有一控制端子、一第一傳導端子、及一第二傳導端子，該控制端子經耦接至該閘極控制輸出，該第一傳導端子經耦接至該第一接地，該第二傳導端子經耦接至使用該第二接地而提供的一輸入電壓。
在一實施例中，該電子裝置進一步包含一電流感測電阻器，其具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經耦接至該切換裝置的該第一傳導端子，該第二端子經耦接至一能量儲存電感器及該電流感測輸入。
在一實施例中，該電子裝置進一步包含一二極體，其經耦接在該第一接地與該第二接地之間。
在一實施例中，該第一電路係一調光直流對直流轉換器控制電路。
實施例係關於在一第一電路與一第二電路之傳達一信號，該第一電路具有一第一接地，該第二電路具有一第二接地，其中第二接地相對於該第一接地浮接。在實施例中，該信號係一類比信號。在一實施例中，該信號係在不使用電氣隔離（諸如可在相關技術的電路中藉由一光隔離器、一變壓器、或一電容器來提供）的情況下傳達。在一實施例中，該第一及第二電路兩者均係一第三電路的部分。
在下列的詳細描述中，已說明及描述某些說明性實施例。如所屬技術領域中具有通常知識者將理解的，此等實施例可在不偏離本揭露之範圍的情況下以各種不同方式修改。因此，圖式及描述的本質係欲視為係說明性而非限制性。相似的參考數字標定專利說明書中的相似元件。
在一實施例中，一電子裝置包括一第一電路，其具有一第一接地。該第一電路接收一第一控制信號，接收一第二控制信號，使用該第一控制信號的一值與該第二控制信號的一值之間的一差判定對應於一第三控制信號的一值之一值，以及根據對應於該第三控制信號的該值之該值控制該第一電路之一輸出信號的一值。該第三控制信號係由具有一第二接地的一第二電路產生。該第三控制信號的該值係相對於該第二接地的一值。該第一接地相對於該第二接地浮接。
實施例降低一電子裝置的成本，該電子裝置包括第一電路及一第二電路，該第一電路使用一第一接地，該第二電路使用一第二接地，當一信號在不使用電器隔離的情況下從該第二電路傳達至該第一電路時，該第一接地相對於該第二接地浮接。該信號可係一類比信號。該信號可對應於由包括在該第二電路中之一微控制器單元(micro-controller unit, MCU)所產生的一調光控制信號。
該第一電路可使用該信號來控制一切換模式電力供應器的一輸出。該切換模式電力供應器可使用得自一AC電源供應器並具有100至400伏特的一峰值量值之一經整流電壓來產生該輸出。
圖1根據一實施例繪示電路100。電路100包括整流器電路104、DC電力供應電路(DC power supply circuit, DCPS) 106、調光電路110（也就是，產生一電流或電壓的一電路，且該電流或電壓具有根據一控制信號變化的一值）、及微控制器單元電路(MCU)114。MCU 114可包括一處理器、一微控制器、一電腦、及類似者的一或多者，並可執行儲存在一非暫態電腦可讀儲存媒體中的程式化指令。
電路100從AC電力供應器(AC power supply, ACPS)102接收交流(alternating current, AC)電壓V AC。整流器電路104從AC電壓V AC產生一DC輸出。該DC輸出可係一脈動DC輸出，諸如一經整流正弦波。在一實施例中，ACPS 102的一均方根(root-mean-square, RMS)電壓可介於80與280伏特之間。
DCPS 106接收整流器電路104的輸出。DCPS 106使用整流器電路104的輸出以產生用於調光電路110的一第一DC供應電壓V1以及用於MCU 114的一第二DC供應電壓V2。
電路100提供一輸出電壓Vout至負載108，輸出電壓Vout的一值係由調光電路110根據MCU 114所產生的一調光控制信號DIM來控制。MCU 114可藉由執行儲存在一非暫態電腦可讀儲存媒體中的電腦程式化指令來產生調光控制信號DIM。
在一實施例中，調光電路110使用一第一接地GND1，且MCU 114使用一第二接地GND2，且第一接地GND1相對於第二接地GND2浮接。因此，調光控制信號DIM係在具有第二接地GND2的MCU 114與具有相對於第二接地GND2浮接之第一接地GND1的調光電路110之間傳達。
在一實施例中，調光控制信號DIM係一類比信號，且係在不使用電流隔離（諸如可在相關技術的電路中藉由一光隔離器、一變壓器、或一電容器來提供）的情況下從MCU 114傳達至調光電路110。
圖2根據一實施例繪示電路200。電路200包括整流器電路204、調光DCPS 216、低壓降電壓調節器(low drop-out voltage regulator, LDO)電路212、及MCU 214。電路200提供圖1之電路100的功能性，其中調光DCPS 216及LDO電路212共同提供DCPS 106及調光電路110的功能性。在圖2所示的實施例中，調光DCPS216為一調光DC對DC轉換器電路，但其他實施例不以此為限。
電路200從AC電力供應器(ACPS) 202接收交流(AC)電壓V AC。整流器電路204從AC電壓V AC產生一DC電壓V HI，其中一高側接地Gnd係用於DC電壓V HI的回傳路徑且由此產生一些信號。在一實施例中，DC電壓V HI係具有100至400伏特之一峰值量值的一脈動DC電壓。
調光DCPS 216產生一輸出電壓Vout，該輸出電壓具有根據調光DCPS 216從MCU 214接收之一調光控制信號DIM變化的一值。調光DCPS 216使用一浮接地FGnd操作，該浮接地相對於高側接地Gnd浮接。浮接地FGnd可係一低側接地。
在一實施例中，調光控制信號DIM係一類比信號，且係在不使用電流隔離（諸如可在相關技術的電路中藉由一光隔離器、一變壓器、或一電容器來提供）的情況下從MCU 214傳達至調光DCPS 216。
由於調光控制信號DIM具有相對於高側接地Gnd而產生的一值，且調光DCPS 216使用浮接地FGnd操作，調光DCPS 216包括能夠判定相對於高側接地Gnd之調光控制信號DIM的值之電路。在一實施例中，調光DCPS 216不具有至高側接地Gnd的一直接連接。
圖3根據一實施例繪示電路300。電路300包括整流器電路304、調光DCPS 316、LDO電路312、及MCU 314。電路300提供圖1之電路100的功能性，其中調光DCPS 316及LDO 312共同提供DCPS 106及調光電路110的功能性。
整流器電路304包括橋式整流器322，其具有分別連接至第一AC輸入相位VAC1及第二AC輸入相位VAC2的第一輸入及第二輸入。橋式整流器322的一負輸出端子連接至高側接地GND。橋式整流器322的一正輸出端子產生一經整流電壓V RECT。
整流器電路304進一步包括第一二極體324、第一電感器326、及第一電容器328。第一二極體324具有一陽極，其連接至經整流電壓V RECT。第一電感器326具有一第一端子及一第二端子，該第一端子連接至第一二極體324之一陰極，該第二端子連接至第一電容器328的一第一端子。第一電容器328的一第二端子連接至高側接地GND。第一二極體324操作以防止來自第一電感器326之一電流干擾調光DCPS 316使用經整流電壓V RECT而執行之一零電流偵測(zero current detection, ZCD)功能。
第一電感器326及第一電容器328操作如一高頻濾波器以防止電磁干擾(electromagnetic interference, EMI)從電路300傳播至提供AC輸入相位VAC1及VAC2的AC電力供應器中。
整流器電路304在第一電感器326的第二端子處產生一高電壓V HI。高電壓V HI可係一經整流正弦波，具有對應於AC輸入相位VAC1及VAC2之峰值電壓的一峰值電壓。
調光DCPS 316包括調光DC對DC轉換器控制電路（下文稱為DCC）340、第二電感器342、電流感測(current sense, CS)電阻器344、第二二極體346、切換裝置348、第二電容器350、及第四電容器336。DCPS 316進一步包括第一電阻器352、第二電阻器354、第三電阻器356、及第四電阻器358。在一實施例中，切換裝置348係一n通道功率金氧半場效電晶體(n-channel power metal oxide semiconductor field effect transistor, nMOSFET)，但實施例並未受限於此，且任何合適的切換裝置均可用作切換裝置348。
DCC 340在一高電壓輸入HV處接收經整流電壓V RECT，並使用經整流電壓V RECT產生一內部供應電壓VCC。一VCC接腳耦接至第二電容器350的一第一端子，其提供用於內部供應電壓VCC之能量儲存。第二電容器350之一第二端子連接至一浮接地FGnd，其充當用於DCC 340之內部電路系統及用於調光DCPS 316之一些其他電路的一接地。
DCC 340接收第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S，並接收一電流感測信號ISEN。DCC 340根據第一調光信號DIM_G與第二調光信號DIM_S以及電流感測信號ISEN來控制閘極信號GATE，以根據第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S產生具有一電壓值的輸出電壓Vout，該電壓值係相對於高側接地GND測量。在一實施例中，DCC 340不具有至高側接地GND的直接連接。
在圖3的實施例中，DCPS 316係一降壓轉換器，且DCC 340控制閘極信號GATE以交替地導通及關斷切換裝置348。當切換裝置348導通時，DCPS 316從高電壓V HI提供電流至第二電感器342、LDO電路312、及負載308。當切換裝置348關斷時，DCPS 316使用儲存在第二電感器342中的能量並通過包括第二二極體346的一路徑提供電流至負載308及LDO電路312，使第二電感器342放電。
跨CS電阻器344的一電壓差與流過第二電感器342的電流成比例，並提供電流感測信號ISEN至DCC 340。
在圖3所描繪的實施例中，負載308包括一或多個發光二極體(light emitting diode, LED)。第四電容器336操作以減少通過負載308的漣波電流。
當DCC 340在第二電感器342完成放電之前回頭導通切換裝置348時，DCPS 316以連續導通模式(CCM)操作。當DCC 340在第二電感器342完成放電之後回頭導通切換裝置348時，DCPS 316以不連續導通模式(DCM)操作。
在一實施例中，DCC 340係併入一積體電路封裝中。在一實施例中，包括DCC 340的積體電路封裝不具有至高側接地GND的連接。由於DCC 340僅具有單一接地（浮接地FGnd），相較於若DCC 340具有至高側接地GND及浮接地FGnd兩者的連接，積體電路封裝可以降低的價格製造。
例如，具有至兩接地的連接之封裝可能由於兩接地之間潛在的大電壓差而必須具有分開的導線架，該分開的導線架將增加封裝的成本。同樣地，具有至兩接地的連接之封裝可能需要將使用各接地的各別電路併入分隔的矽晶粒中，其亦將增加成本。
LDO電路312包括LDO調節器裝置332及第三電容器334。LDO電路312接收輸出電壓Vout並產生一MCU供應電壓V MCU。在實施例中，MCU供應電壓V MCU的一電壓相對於高側接地GND測量係3.3或5伏特。在一實施例中，輸出電壓Vout的一最小值比MCU供應電壓V MCU大至少LDO調節器裝置332的一壓降電壓。
MCU 314產生具有一可變電壓的調光控制信號DIM。調光控制信號DIM的電壓可對應於來自一使用者或感測器的一控制輸入或者對應於可隨時間推移而變化之一程式化產生的值。調光控制信號DIM的值係相對於高側接地GND。在一實施例中，調光控制信號DIM係一類比信號。
第一電阻器352及第二電阻器354經組態作為一第一分壓器，該第一分壓器根據相對於浮接地FGnd之高側接地GND的一值提供第一調光信號DIM_G，以作為一輸出。相對於浮接地FGnd之第一調光信號DIM_G的值V DIM_G等於： 方程式1 其中R 352係第一電阻器352的電阻值，R 354係第二電阻器354的電阻值，V GND係高側接地GND的電壓值，而V FGnd係浮接地FGnd的電壓值，且V GND及V FGnd係相對於一相同電位測量。
第二電阻器356及第三電阻器358經組態作為一第二分壓器，其根據相對於浮接地FGnd之調光控制信號DIM的一值提供第二調光信號DIM_S作為一輸出。相對於浮接地FGnd之第二調光信號DIM_S的值V DIM_S等於： 方程式2 其中R 356係第三電阻器356的電阻值，R 358係第四電阻器358的電阻值，V DIM係調光控制信號DIM的電壓值，且V DIM及V FGnd係相對於一相同電位測量。
在第一電阻器352及第二電阻器354之電阻的一比率與第三電阻器356及第四電阻器358之電阻的一比率相同之一實施例中， 等於 。其中k = ，則針對第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S： 方程式3 方程式4 方程式5 使得第二調光信號DIM_S與第一調光信號DIM_G之間的差與調光控制信號DIM之相對於高側接地GND的電壓值成比例。
圖4根據一實施例繪示DC對DC轉換器控制電路（在下文中係DCC）440。DCC 440適於用作圖3之調光DCPS 316的DCC 340。DCC 440包括差動放大器442、切換模式電力供應(switch mode power supply, SMPS)控制器電路（在下文中係SMPS控制器）444、及電壓調節器電路446。
DCC 440接收高電壓信號HV、電流感測信號ISEN、以及第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S。DCC 440根據所接收的信號產生一閘極信號GATE。
DCC 440進一步包括一浮接地端子T FGnd及內部供應電壓端子T VCC。浮接地端子T FGnd提供由DCC 440使用的浮接地FGnd以供外部電路使用。電壓調節器電路446使用高電壓信號HV產生具有相對於浮接地FGnd之一預定電壓值的一內部供應電壓VCC。內部供應電壓端子T VCC可用以將一能量儲存組件（諸如圖3的第二電容器350）連接至內部供應電壓VCC。
差動放大器442接收第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S，並根據彼等信號產生一調光電壓V DIMS。在一實施例中，調光電壓V DIMS的值對應於第二調光信號DIM_S與第一調光信號DIM_G之間的差。
SMPS控制器444接收調光電壓V DIMS、電流感測信號ISEN、及高電壓信號HV，並由此產生閘極信號GATE。在一實施例中，SMPS控制器444根據電流感測信號ISEN的值導通及關斷閘極信號GATE以控制提供至負載的平均電流，並能夠以連續導通模式(CCM)、不連續導通模式(DCM)、及類似者之一或多者操作。SMPS控制器444可產生一消隱信號，其具有等於一消隱區間的一持續時間，以防止由可發生在電流感測信號ISEN的值下降至零時之電流感測信號ISEN上的振鈴所導致的過早確立閘極信號GATE。
SMPS控制器444使用調光電壓V DIMS的值來判定欲提供至負載的平均電流，其對應於相對於圖3中之高側接地GND的調光控制信號DIM之值。
在一實施例中，SMPS控制器444偵測高電壓信號HV的零交叉以便提供功率因數校正(power factor correction, PFC)。
在一實施例中，SMPS控制器444偵測高電壓信號HV的零交叉，以便當跨由閘極信號GATE控制之一切換裝置的電壓降低於一預定臨限值（例如，實質上零伏特）時導通閘極信號GATE。
圖5A根據一實施例繪示圖3所示之電路在以一連續導通模式(CCM)操作時的波形。波形包括切換裝置348的汲-源極電流I DS、通過第二二極體346之二極體電流I D、高側接地GND與浮接地FGnd之間的接地差電壓V G_G、通過第二電感器342的電感器電流I LM、及閘極信號GATE的值，其中，閘極信號GATE的值具有對應於切換裝置348導通的一高值及對應於切換裝置348關斷的一低值。
圖5B繪示圖3所示之電路在圖5A所示之第一相位Phase1之時間期間的電流流動。電流流動係由灰色箭頭指示。
在第一相位Phase1中，切換裝置348導通且電流從高電壓V HI流入第二電感器342及負載308中，接著經由高側接地GND返回至高電壓V HI的來源。接地差電壓V G_G等於高電壓V HI之目前電壓值V in的負值。
圖5C繪示圖3所示之電路在圖5A所示之第二相位Phase2之時間期間的電流流動。電流流動係由灰色箭頭指示。
在第二相位Phase2中，切換裝置348關斷且由儲存在第二電感器342中的能量所產生的電流流過至負載308並通過第二二極體346返回至第二電感器342。接地差電壓V G_G等於第二二極體346的順向電壓降V f.diode。
圖6根據一實施例繪示圖3所示之電路在以CCM操作時的波形。波形包括在一傳播延遲之後對應於圖3的閘極信號GATE之一內部GATE信號的值、第一調光信號DIM_G的值、第二調光信號DIM_S的值、電流感測信號ISEN的值、內部消隱信號的值、及調光信號偵測信號的值。
內部消隱信號對應於一消隱週期，其防止由電流感測信號ISEN上的振鈴所導致的過早確立閘極信號GATE。調光信號偵測信號指示第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S何時可用以判定一調光電壓V DIM，該調光電壓相對於浮接地FGnd具有一值，該值對應於調光控制信號DIM相對於圖3中之高側接地GND的一值。
由於電路以CCM操作，通過圖3之第二電感器342的電流永不降為零，且因此電流感測信號ISEN的值永不下降至低於用以啟動消隱信號的臨限(Vref)。調光信號偵測信號係根據消隱信號而產生，且由於消隱信號在圖6中未經確立，調光信號偵測信號總是在圖6中經確立。
在第一相位Phase1期間，切換裝置348在一短暫延遲之後藉由內部GATE信號的確立而導通。在此時間期間，如針對圖5A及圖5B所述，高側接地GND與浮接地FGnd之間的電壓值之差係Vin，其中Vin係高電壓V HI的瞬時電壓值。當第一電阻器352及第二電阻器354的電阻（即，R 352及R 354）比率與第三電阻器356及第四電阻器358的電阻（即，R 356及R 358）比率相同且 時，第一調光信號DIM_G具有一電壓值，其為高電壓V HI之Vin的負值之k倍，且第二調光信號DIM_S具有一電壓值，其為Vin的負值與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim的總和之k倍。
在第二相位Phase2期間，切換裝置348在一短暫延遲之後藉由內部GATE信號的解除確立而關斷。在此時間期間，如針對圖5A及圖5C所述，高側接地GND與浮接地FGnd之間的電壓值之差係通過第二二極體346的順向電壓降V f.diode。當第一電阻器352及第二電阻器354的電阻（即，R 352及R 354）比率與第三電阻器356及第四電阻器358的電阻（即，R 356及R 358）比率相同且 時，第一調光信號DIM_G具有一電壓值，其為順向電壓降V f.diode之k倍，且第二調光信號DIM_S具有一電壓值，其為順向電壓降V f.diode與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim的總和之k倍。
結果，與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim成比例的一值可在Phase1及Phase2期間的任何時間藉由從第二調光信號DIM_S的值減去第一調光信號DIM_G的值來判定（諸如藉由圖4的差動放大器442來完成）。
圖7A根據一實施例繪示以一不連續導通模式(DCM)操作之一電路的波形。波形包括切換裝置348的汲-源極電流I DS、通過第二二極體346之二極體電流I D、高側接地GND與浮接地FGnd之間的接地差電壓V G_G、通過第二電感器342的電感器電流I LM、及閘極信號GATE的值，該值具有對應於切換裝置348導通的一高值及對應於切換裝置348關斷的一低值。
圖7B繪示圖3所示之電路在圖7A所示之第一相位Phase1之時間期間的電流流動。電流流動係由灰色箭頭指示。
在第一相位Phase1中，切換裝置348導通且電流從高電壓V HI流入第二電感器342及負載308中，接著經由高側接地GND返回至高電壓V HI的來源。接地差電壓V G_G等於高電壓V HI之目前電壓值V in的負值。
圖7C繪示圖3所示之電路在圖7A所示之第二相位Phase2之時間期間的電流流動。電流流動係由灰色箭頭指示。
在第二相位Phase2中，切換裝置348關斷且由儲存在第二電感器342中的能量所產生的電流流過至負載308並通過第二二極體346返回至第二電感器342。接地差電壓V G_G等於第二二極體346的順向電壓降。
圖7D繪示圖3所示之電路在圖7A所示之第三相位Phase3之時間期間的電流流動。電流流動係由灰色箭頭指示。
在第三相位Phase3中，切換裝置348關斷，且儲存在第二電感器342中的能量已耗盡。因此，流過至負載308的電流（若有的話）發端並返回至第四電容器336。由於沒有電流流過第二電感器342，接地差電壓V G_G必須等於提供至負載308之輸出電壓V OUT的負值。
圖8根據一實施例繪示圖3所示之電路在以DCM操作時的波形。波形包括在一傳播延遲之後對應於圖3的閘極信號GATE之一內部GATE信號的值、第一調光信號DIM_G的值、第二調光信號DIM_S的值、電流感測信號ISEN的值、內部消隱信號的值、及調光信號偵測信號的值。
在一實施例中，內部消隱信號可對應於一消隱週期，其防止由電流感測信號ISEN上的振鈴而過早確立閘極信號GATE。調光信號偵測信號指示第一調光信號DIM_G及第二調光信號DIM_S何時可用以判定一調光電壓V DIM，該調光電壓相對於浮接地FGnd具有一值，該值對應於調光控制信號DIM相對於圖3中之高側接地GND的一值。
由於電路以DCM操作，通過圖3之第二電感器342的電流將偶爾降為零或接近零，其係藉由在電流感測信號ISEN下降至低於臨限(Vref)時之偵測來進行偵測。此導致針對一消隱持續時間T BNK.OFF之消隱信號的確立。調光信號偵測信號係根據消隱信號而產生，使得當消隱信號經確立時，調光信號偵測信號經解除確立，且當消隱信號經解除確立時，調光信號偵測信號經確立。
在第一相位Phase1期間，切換裝置348在一短暫延遲之後藉由內部GATE信號的確立而導通。在此時間期間，如針對圖7A及圖7B所述，高側接地GND與浮接地FGnd之間的電壓值之差係-Vin，其中Vin係高電壓V HI的瞬時電壓值。當第一電阻器352及第二電阻器354的電阻（即，R 352及R 354）比率與第三電阻器356及第四電阻器358的電阻（即，R 356及R 358）比率相同且 時，第一調光信號DIM_G具有k倍高電壓V HI之Vin的負值之一電壓值，且第二調光信號DIM_S具有k倍Vin的負值與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim的總和之一電壓值。
在第二相位Phase2期間，切換裝置348在一短暫延遲之後藉由內部GATE信號的解除確立而關斷。在此時間期間，如針對圖7A及圖7C所述，高側接地GND與浮接地FGnd之間的電壓值之差係通過第二二極體346的順向電壓降V f.diode。當第一電阻器352及第二電阻器354的電阻（即，R 352及R 354）比率與第三電阻器356及第四電阻器358的電阻（即，R 356及R 358）比率相同且 時，第一調光信號DIM_G具有k倍順向電壓降V f.diode之一電壓值，且第二調光信號DIM_S具有k倍順向電壓降V f.diode與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim的總和之一電壓值。
在第三相位Phase3期間，切換裝置348仍關斷。儲存在第二電感器342中的能量已耗盡，結果，電流感測信號ISEN的值下降至低於一參考電壓Vref。反應於電流感測信號ISEN下降至低於參考電壓Vref，消隱信號針對一消隱持續時間t BNK,OFF而經確立。在消隱信號經確立的同時，調光信號偵測信號經解除確立。
為了防止偵測到調光控制信號DIM的偽值，當調光信號偵測信號經解除確立時，可不使用第一調光信號DIM_G與第二調光信號DIM_S之間的差來判定對應於調光控制信號DIM之電壓值V dim的一值。取而代之地，對應於調光控制信號DIM之電壓值V dim之一先前經判定的值可用作對應於調光控制信號DIM之電壓值V dim的值。先前經判定的值可係當調光信號偵測信號經確立並由例如一取樣保持電路保持時所取樣的一值。
因此，在以DCM操作的一實施例中，與調光控制信號DIM相對於高側接地GND之電壓值V dim成比例的一值可在Phase1及Phase2期間的任何時間由DCPS 316判定，如由調光信號偵測信號經確立所指示者。與電壓值V dim成比例的值可藉由從第二調光信號DIM_S的值減去第一調光信號DIM_G的值來判定（諸如，藉由圖4的差動放大器442來完成）。
由於在Phase3期間發生振鈴，與相對於高側接地GND之電壓值V dim成比例的值可不在Phase3期間判定，如由調光信號偵測信號經解除確立所指示者。取而代之地，DCPS 316可包括一取樣保持電路，其係根據一調光信號偵測信號操作以在Phase3期間提供此一與相對於高側接地GND之電壓值V dim成比例的值。
圖9根據一實施例繪示調光DC對DC轉換器控制電路(DCC) 940。DCC 940適於用作圖3之調光DCPS 316的DCC 340。DCC 940包括差動放大器942、切換模式電力供應(SMPS)控制器電路（在下文中係SMPS控制器）944、電壓調節器電路946、及取樣保持(S/H)電路948。圖9具有9xx形式之參考字符之DCC 940的特徵對應於圖4具有4xx形式之參考字符之DCC 440的特徵（當存在時），且除了如下文所述者以外係類似的。
因此，SMPS控制器944具有先前針對圖4之SMPS控制器444所述的特性及功能。此外，SMPS控制器944產生一調光信號偵測信號DET，其在來自第二調光信號DIM_S的值之第一調光信號DIM_G的目前值欲用以判定對應於圖3之調光控制信號DIM之值的值時經確立，否則經解除確立。
S/H電路948接收調光電壓V DIMS及調光信號偵測信號DET。當調光信號偵測信號DET經確立時，S/H電路948使調光電壓V DIMS的值通過至SMPS控制器944。反應於調光信號偵測信號DET經解除確立，S/H電路948取樣調光電壓V DIMS的值。當調光信號偵測信號DET經解除確立時，S/H電路948保持調光電壓V DIMS之最新近取樣的值，並提供所保持的值至SMPS控制器944。
SMPS控制器944以與圖4的SMPS控制器444使用調光電壓V DIMS相同的方式使用S/H電路948的輸出。
在另一實施例中，由調光信號偵測信號DET控制的兩個S/H電路可用以取樣及保持以類似於S/H電路948的方式操作之差動放大器942的輸入而非輸出。
圖10根據一實施例繪示傳達一控制信號的程序1000。程序1000可由使用一第一接地之一第一電路執行，以判定由使用一第二接地之一第二電路所產生之一信號的一值，其中該第一接地相對於該第二接地浮接。例如，程序100可由圖1的調光電路110執行以從MCU 114接收調光控制信號DIM，或可由圖2的調光DCPS 216執行以從MCU 214接收調光控制信號DIM。
在一實施例中，由第二電路所產生的控制信號係一類比信號。在一實施例中，控制信號的通訊係在不使用電流隔離裝置的情況下執行。
在S1002處，程序1000接收第一信號及第二信號。在一實施例中，第一信號具有對應於第一接地與第二接地之間的一電壓差的一值。在一實施例中，第二信號具有對應於由第二電路（使用第二接地）所產生的控制信號與第一接地之間的一電壓差的一值。
在一實施例中，第一信號經產生作為一第一分壓器的一輸出，該第一分壓器具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦接至第一接地，該第二輸入耦接至第二接地。在一實施例中，第二信號經產生作為一第二分壓器的一輸出，該第二分壓器具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦接至第一接地，該第二輸入耦接至控制信號。
在S1004處，程序1000判定一偵測信號。在一實施例中，程序1000在可從第一信號及第二信號可靠地判定對應於控制信號之一值的一值的時間週期期間確立偵測信號，並在不可從第一信號及第二信號可靠地判定對應於控制信號之值的值的時間週期期間解除確立偵測信號。在作為實施例中，程序1000在包含第一及第二電路之一電路中的振鈴可干擾從第一信號及第二信號判定對應於控制信號之值的值的時間週期期間，解除確立偵測信號。
在其中第一電路包括一切換模式電力供應(SMPS)控制器之一實施例中，當SMPS控制器以一不連續導通模式(DCM)操作時，程序1000在一消隱區間期間解除確立偵測信號，否則確立偵測信號，消隱區間係防止由SMPS控制器控制以提供電流至一電感器之一切換裝置導通的一區間。在其中第一電路包括一切換模式電力供應(SMPS)控制器之一實施例中，當SMPS控制器以一連續導通模式(CCM)操作時，程序1000總是確立偵測信號。
在S1006處，當偵測信號經確立時，程序1000繼續進行至S1008，且當偵測信號未經確立時，程序1000繼續進行至S1010。
在S1008處，程序1000根據第一信號及第二信號的目前值判定對應於控制信號之值的一值，並接著退出。
在一實施例中，程序1000藉由從第二信號的一值減去第一信號的一值來判定對應於控制信號之值的值。在一實施例中，對應於控制信號之值的值與控制信號之值成比例。
在S1010處，程序1000根據第一信號及第二信號的過去值判定對應於控制信號之值的一值，並接著退出。
在一實施例中，程序1000可反應於偵測信號經解除確立而取樣對應於使用第一信號及第二信號判定之控制信號之值的一值，且在S1010處可在偵測信號經解除確立時使用經取樣的值作為對應於控制信號之值的值。
在另一實施例中，程序1000可反應於偵測信號經解除確立而取樣第一信號及第二信號的各別值，且在S1010處可在偵測信號經解除確立時使用經取樣的值判定對應於控制信號之值的值。對應於控制信號之值的值可以類似於在S1008處判定控制信號之值的方式來判定。
由程序1000所判定的控制信號之值可用以控制第一電路的操作。例如，由程序1000所判定的控制信號之值可用以判定在第一電路的控制下所產生之一電流或電壓的一量值。
本揭示的實施例包括電子裝置（諸如一或多個封裝半導體裝置），其等經組態以執行本文所述操作之一或多者。然實施例並非受限於此。
A1. 本揭露之一實施例包括一種電子裝置，其包含： 一第一電路，其具有一第一接地，並包括一差電路及一控制器電路，該第一電路經組態以： 接收一第一控制信號， 接收一第二控制信號， 透過該差電路使用該第一控制信號的一值與該第二控制信號的一值之間的一差判定對應於一第三控制信號之一值的一值；及 使用該控制電路根據對應於該第三控制信號的該值的該值控制該第一電路之一輸出信號的一值； 其中該第三控制信號係由具有一第二接地之一第二電路產生， 其中該第三控制信號之該值係相對於該第二接地的一值，且 其中該第一接地相對於該第二接地浮接。
A2. 如A1之電子裝置，其中該第一控制信號之一值對應於該第一接地與該第二接地之間的一差。
A3. 如A1之電子裝置， 其中該控制器電路包括一切換模式電力供應(SMPS)控制器；及 其中該輸出信號係一閘極信號，以控制一SMPS之一切換裝置。
A4. 如A1之電子裝置， 其中該第一控制信號對應於該第二接地與該第一接地之間的一電壓差；及 其中該第二控制信號對應於該第三控制信號與該第一接地之間的一電壓差。
A5. 如A4之電子裝置，其進一步包含： 一第一分壓器，其經組態以使用該第二接地及該第一接地產生該第一控制信號；及 一第二分壓器，其經組態以使用該第三控制信號及該第一接地產生該第二控制信號。
A6. 如A1之電子裝置，其中該第一電路進一步經組態以： 使用該控制器電路產生指示是否可使用該第一控制信號之該值與該第二控制信號之該值之間的該差可靠地判定該第三控制信號之該值之一偵測信號； 當該偵測信號指示可使用該第一控制信號之該值與該第二控制信號之該值之間的一差可靠地判定該第三控制信號之該值時，使用該第一控制信號之該值與該第二控制信號之該值之間的該差判定對應於該第三控制信號之該值的該值；及 當該偵測信號未指示可使用該第一控制信號之該值與該第二控制信號之該值之間的該差可靠地判定該第三控制信號之該值時，使用該第一控制信號之該值與該第二控制信號之該值之間的該差的一先前經取樣值判定對應於一第三控制信號之該值的該值。
A7. 如A6之電子裝置， 其中該控制器電路包括一切換模式電力供應(SMPS)控制器，其能夠以一不連續導通模式(DCM)操作，該SMPS控制器經組態以：接收一電流感測信號，使用該電流感測信號及該第三控制信號之該值產生該輸出信號，及產生一消隱信號以防止該輸出信號由該電流感測信號上的振鈴而經偽確立，且 其中該偵測信號係使用該消隱信號產生。
M13. 本揭露之一實施例包括一種在兩電路之間傳達一信號之方法，該方法包含： 藉由一第一電路接收一第一控制信號； 藉由該第一電路接收一第二控制信號； 使用該第一控制信號的一值及該第二信號的一值藉由該第一電路判定一控制值；及 根據該控制值藉由該第一電路控制該第一電路的一輸出， 其中該控制值對應於一第三控制信號的一值， 其中該第三控制信號係由一第二電路產生， 其中該第一電路使用一第一接地， 其中該第二電路使用一第二接地，且 其中該第一接地相對於該第二接地浮接。
M14. 如M13之方法，其進一步包含由該第一電路藉由判定該第一控制信號之該值與該第二信號之該值之間的一差來判定該控制值。
M15. 如M13之方法，其中該第一控制信號之該值對應於該第二接地與該第一接地之間的一電壓差。
M16. 如M13之方法，其中該第二控制信號之該值對應於該第三控制信號與該第一接地之間的一電壓差。
M17. 如M13之方法，其中該第一控制信號係使用一分壓器產生，該分壓器經耦接至該第二接地及該第一接地，且其中該第二控制信號係使用一分壓器產生，該分壓器經耦接至該第三控制信號及該第一接地。
M18. 如M13之方法，其中該第一電路包含一切換模式電力供應(SMPS)控制電路。
M19. 如M13之方法，其進一步包含： 由該第一電路判定一消隱信號，該消隱信號指示該控制信號不應確立； 由該第一電路根據該消隱信號判定一偵測信號； 當該偵測信號經確立時，由該第一電路使用該第一控制信號的一目前值及該第二信號的一目前值判定該控制值；及 當該偵測信號經解除確立時，由該第一電路使用該第一控制信號的一過去值及該第二信號的一過去值判定該控制值。
M20. 如M13之方法，其進一步包含： 由該第一電路接收一電流感測信號，該電流感測信號對應於流過一電感器的一電流；及由該第一電路根據該控制值及該電流感測信號的一值控制該第一電路的該輸出。
雖然本創作已經結合目前被認為是實際實施例之內容進行描述，但實施例不限於所揭示之實施例，而相反，可包括隨附申請專利範圍之精神及範圍內所包括的修改及等效配置。一程序中所描述之操作次序係說明性的，且一些操作可重新排序。此外，二或更多個實施例可相組合。
100‧‧‧電路/程序
102‧‧‧AC電力供應器(ACPS)
104‧‧‧整流器電路
106‧‧‧DC電力供應電路(DCPS)
108‧‧‧負載
110‧‧‧調光電路
114‧‧‧微控制器單元電路(MCU)
200‧‧‧電路
202‧‧‧AC電力供應器(ACPS)
204‧‧‧整流器電路
212‧‧‧低壓降電壓調節器(LDO)電路/LDO
214‧‧‧MCU
216‧‧‧調光DCPS
300‧‧‧電路
304‧‧‧整流器電路
308‧‧‧負載
312‧‧‧LDO電路
314‧‧‧MCU
316‧‧‧調光DCPS/DCPS
322‧‧‧橋式整流器
324‧‧‧第一二極體
326‧‧‧第一電感器
328‧‧‧第一電容器
332‧‧‧LDO電壓調節器裝置/LDO調節器裝置
334‧‧‧第三電容器
336‧‧‧第四電容器
340‧‧‧調光DC對DC轉換器控制電路(DCC)
342‧‧‧第二電感器
344‧‧‧電流感測(CS)電阻器
346‧‧‧第二二極體
348‧‧‧切換裝置
350‧‧‧第二電容器
352‧‧‧第一電阻器
354‧‧‧第二電阻器
356‧‧‧第三電阻器/第二電阻器
358‧‧‧第四電阻器/第三電阻器
440‧‧‧DC對DC轉換器控制電路(DCC)
442‧‧‧差動放大器
444‧‧‧切換模式電力供應(SMPS)控制器電路（SMPS控制器）
446‧‧‧電壓調節器電路
940‧‧‧調光DC對DC轉換器控制電路(DCC)
942‧‧‧差動放大器
944‧‧‧切換模式電力供應(SMPS)控制器電路（SMPS控制器）
946‧‧‧電壓調節器電路
948‧‧‧取樣保持(S/H)電路
1000‧‧‧程序
S1002‧‧‧步驟
S1004‧‧‧步驟
S1006‧‧‧步驟
S1008‧‧‧步驟
S1010‧‧‧步驟
DET‧‧‧調光信號偵測信號
DIM‧‧‧調光控制信號
DIM_G‧‧‧第一調光信號
DIM_S‧‧‧第二調光信號
FGnd‧‧‧浮接地
GATE‧‧‧閘極信號
GND、Gnd‧‧‧高側接地
GND1‧‧‧第一接地
GND2‧‧‧第二接地
HV‧‧‧高電壓輸入/高電壓信號
I D‧‧‧二極體電流
I DS‧‧‧汲-源極電流
I LM‧‧‧電感器電流
ISEN‧‧‧電流感測信號
Phase1‧‧‧第一相位
Phase2‧‧‧第二相位
Phase3‧‧‧第三相位
T BNK.OFF‧‧‧消隱持續時間
T FGnd‧‧‧浮接地端子
T VCC‧‧‧內部供應電壓端子
V1‧‧‧第一DC供應電壓
V2‧‧‧第二DC供應電壓
V AC‧‧‧交流(AC)電壓
VAC1‧‧‧第一AC輸入相位
VAC2‧‧‧第二AC輸入相位
VCC‧‧‧內部供應電壓
V DIMS‧‧‧調光電壓
V f.diode‧‧‧順向電壓降
V G_G‧‧‧接地差電壓
V HI‧‧‧DC電壓/高電壓
V in‧‧‧目前電壓值
V MCU‧‧‧MCU供應電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
V RECT‧‧‧經整流電壓
Vref‧‧‧參考電壓
在隨附圖式中，類似的元件符號在個別視圖，連同下文的實施方式各處均指向等同的或功能上相似的元件，並併入且形成本說明書的一部分以進一步說明包括所請創作之概念的實施例並解釋該等實施例的各種原理及優點。 圖1根據一實施例繪示提供一輸出電壓的一電路。 圖2根據另一實施例繪示提供一輸出電壓的一電路。 圖3根據另一實施例繪示提供一輸出電壓的一電路。 圖4根據一實施例繪示一調光DC對DC轉換器控制電路。 圖5A根據一實施例繪示以一連續導通模式(continuous conduction mode，CCM)操作之一電路的波形。 圖5B繪示在圖5A所示之第一模式的時間期間，在根據一實施例之一電路中的電流流動。 圖5C繪示在圖5A所示之第二模式的時間期間，在根據一實施例之一電路中的電流流動。 圖6根據一實施例繪示以CCM操作之一電路的波形。 圖7A根據一實施例繪示以一不連續導通模式(discontinuous conduction mode，DCM)操作之一電路的波形。 圖7B繪示在圖7A所示之第一模式的時間期間，在根據一實施例之一電路中的電流流動。 圖7C繪示在圖7A所示之第二模式的時間期間，在根據一實施例之一電路中的電流流動。 圖7D繪示在圖7A所示之第三模式的時間期間，在根據一實施例之一電路中的電流流動。 圖8根據一實施例繪示以一不連續導通模式(DCM)操作之一電路的波形。 圖9根據另一實施例繪示一調光DC對DC轉換器控制電路。 圖10根據一實施例繪示傳達一控制信號的一程序。

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，其包含：一第一電路，其具有一第一接地，該第一電路包括：一切換模式電力供應控制器，其具有一電流感測輸入、一調光電壓輸入、及一閘極控制輸出，該切換模式電力供應控制器根據該電流感測輸入之值及該調光電壓輸入之值控制該閘極控制輸出；以及一差動放大器，其具有一第一差動輸入、一第二差動輸入及一放大器輸出，該差動放大器在該第一差動輸入上接收一第一控制信號，在該第二差動輸入上接收一第二控制信號，並根據該第一差動輸入及該第二差動輸入之間的一差產生該放大器輸出；其中該放大器輸出耦接至該調光電壓輸入；其中該第一控制信號係使用耦接在該第一接地與一第二接地之間的一分壓器來產生；其中該第二控制信號係使用耦接在該第一接地與一第三控制信號之間的一分壓器來產生；其中該第三控制信號係由一第二電路產生，該第二電路具有該第二接地；以及其中該第一接地相對於該第二接地浮接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該調光電壓輸入相對於該第一接地的一值對應於該第三控制信號相對於該第二接地的一值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一電路進一步包含：一取樣保持電路，其經耦接在該放大器輸出與該調光電壓輸入之間，其中當一偵測信號具有一第一值時，該取樣保持電路提供該放大器輸出的一值至該調光電壓輸入，且在該偵測信號具有一第二值時提供該放大器輸出的一先前取樣值至該調光電壓輸入。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該偵測信號的該值係根據該切換模式電力供應控制器的一消隱區間來判定。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該切換模式電力供應控制器電路能夠以一不連續導通模式操作。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該消隱區間係操作以防止該電流感測輸入上的振鈴導致該閘極控制信號的一確立，且該偵測信號在該消隱區間期間具有該第二值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其進一步包含一切換裝置，該切換裝置具有一控制端子、一第一傳導端子、及一第二傳導端子，該控制端子耦接至該閘極控制輸出，該第一傳導端子耦接至該第一接地，該第二傳導端子耦接至使用該第二接地而提供的一輸入電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其進一步包含一電流感測電阻器，其具有一第一端子及一第二端子，該第一端子耦接至該切換裝置的該第一傳導端子，該第二端子耦接至一能量儲存電感器及該電流感測輸入。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其進一步包含一二極體，其耦接在該第一接地與該第二接地之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一電路係一調光直流對直流轉換器控制電路。
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