在電位隔離的裝置之間使用波導(dǎo)的通信制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)的各個實施例涉及在電位隔離的裝置之間使用波導(dǎo)的通信。在一個示例中，一種系統(tǒng)包括：一個或多個波導(dǎo)，該一個或多個波導(dǎo)被配置為引導(dǎo)射頻(RF)信號；控制器，該控制器包括發(fā)射器，該發(fā)射器被配置為經(jīng)由該一個或多個波導(dǎo)輸出代表控制信號的RF信號；以及功率模塊。在該示例中，該功率模塊包括：接收器，該接收器被配置為經(jīng)由該一個或多個波導(dǎo)，從控制器接收代表控制信號的RF信號；以及驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為基于控制信號而向負(fù)載輸出功率信號。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及一種跨電位隔離邊界進(jìn)行的通信。
技術(shù)介紹
諸如車輛中的電子驅(qū)動系統(tǒng)等電子系統(tǒng)通常包括電子控制單元(ECU)或者控制器、功率模塊以及負(fù)載。ECU可以被配置為向該功率模塊輸出控制信號，使得該功率模塊輸出功率信號以操作該負(fù)載。在一些示例中，該功率模塊可以由高電壓域被供電，而ECU可以從低電壓域被供電。為了避免對從低電壓域被供電的部件造成災(zāi)難性損壞，并且確保安全的可維修性，電子系統(tǒng)的從高電壓域被供電的部件可以與低電壓域進(jìn)行電位隔離。該隔離可以實施于ECU與功率模塊之間的任何地方。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個示例中，一種系統(tǒng)包括：一個或多個波導(dǎo)，該一個或多個波導(dǎo)被配置為引導(dǎo)射頻(RF)信號；控制器，該控制器包括發(fā)射器，該發(fā)射器被配置為經(jīng)由該一個或多個波導(dǎo)輸出代表控制信號的RF信號；以及功率模塊。在該示例中，該功率模塊包括：接收器，該接收器被配置為經(jīng)由該一個或多個波導(dǎo)，從控制器接收代表控制信號的RF信號；以及驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為基于控制信號而向負(fù)載輸出功率信號。在另一個示例中，一種方法包括：通過功率模塊的接收器，經(jīng)由一個或多個波導(dǎo)從控制器接收代表控制信號的RF信號，該一個或多個波導(dǎo)被配置為在控制器與功率模塊之間引導(dǎo)RF信號，其中功率模塊與控制器電位隔離；以及通過功率模塊的驅(qū)動器并且基于控制信號，向負(fù)載輸出功率信號。在另一個示例中，功率模塊包括：接收器，該接收器被配置為經(jīng)由一個或多個波導(dǎo)，從控制器接收代表控制信號的RF信號，該一個或多個波導(dǎo)被配置為在控制器到功率模塊之間引導(dǎo)RF信號，以使得功率模塊與控制器電位隔離；以及驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為基于控制信號而向負(fù)載輸出功率信號。在另一個示例中，一種功率模塊包括：用于經(jīng)由波導(dǎo)、從控制器接收代表控制信號的RF信號的裝置，該波導(dǎo)被配置為在控制器到功率模塊之間引導(dǎo)RF信號，以使得功率模塊與控制器電位隔離；以及用于基于控制信號而向負(fù)載輸出功率信號的裝置。本公開的一個或多個示例的詳細(xì)信息列舉于附圖以及以下說明中。其它特征、對象和優(yōu)勢將能夠從說明書、附圖以及權(quán)利要求書中顯而易見。附圖說明圖1是根據(jù)本公開的一個或多個示例性技術(shù)，示出了包括一個或多個波導(dǎo)的示例性系統(tǒng)的示意圖，該一個或多個波導(dǎo)被配置為使得在電位隔離的部件之間能夠進(jìn)行通信。圖2是根據(jù)本公開的一個或多個示例性技術(shù)，示出了圖1中的一個示例性系統(tǒng)2的詳細(xì)信息的示意圖，該示例性系統(tǒng)包括一個或多個波導(dǎo)，該一個或多個波導(dǎo)被配置為使得在電位隔離的部件之間能夠進(jìn)行通信。圖3是根據(jù)本公開的一個或多個示例性技術(shù)，示出了圖1中的系統(tǒng)2的另一個示例的詳細(xì)信息的示意圖，該系統(tǒng)包括一個或多個波導(dǎo)，該一個或多個波導(dǎo)被配置為使得在電位隔離的部件之間能夠進(jìn)行通信。圖4是根據(jù)本公開的一個或多個示例性技術(shù)，示出了圖1中的系統(tǒng)2的另一個示例的詳細(xì)信息的示意圖，該系統(tǒng)包括一個或多個波導(dǎo)，該一個或多個波導(dǎo)被配置為使得在電位隔離的部件之間能夠進(jìn)行通信。圖5是根據(jù)本公開的一個或多個技術(shù)，示出了示例性功率模塊的示例性操作的流程圖，該示例性功率模塊經(jīng)由一個或多個波導(dǎo)與控制器通信。圖6是根據(jù)本公開的一個或多個技術(shù)，示出了示例性控制器的示例性操作的流程圖，該示例性控制器經(jīng)由一個或多個波導(dǎo)與功率模塊通信。具體實施方式總體而言，本公開涉及便于電位隔離的裝置(例如在電子系統(tǒng)中的裝置)之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)和方法。例如，與功率模塊電位隔離的電子控制單元(ECU)可以向功率模塊輸出控制信號，該控制信號使得該功率模塊輸出功率信號以操作負(fù)載。在一些示例中，該功率模塊可以從高電壓(例如，400伏(V))域被供電，而ECU可以從低電壓(例如，12V)域被供電。在一些示例中，一種系統(tǒng)可以包括將從高電壓域被供電的裝置與從低電壓域被供電的其他裝置電位隔離的裝置。例如，除了ECU和功率模塊之外，一種系統(tǒng)可以包括耦合至ECU和功率模塊兩者的驅(qū)動器板。例如，該驅(qū)動器板可以連接(例如，經(jīng)由一個或多個導(dǎo)電接線)至ECU、并且連接(例如，經(jīng)由一個或多個導(dǎo)電接線)至功率模塊。由于ECU可以從低電壓域被供電，并且功率模塊可以從高電壓域被供電，所以這種連接可能使得驅(qū)動器板暴露于低電壓域和高電壓域兩者中。在一些示例中，該驅(qū)動器板可以是集成電路(IC)。在一些示例中，該驅(qū)動器板可以包括將從高電壓域被供電的裝置與從低電壓域被供電的其他裝置電位隔離的一個或多個部件。作為一個示例，該驅(qū)動器板可以包括一個或多個無芯變壓器，該一個或多個無芯變壓器被配置為將從高電壓域被供電的功率模塊與從低電壓域被供電的ECU電位隔離。例如，無芯變壓器可以包括耦合至ECU的繞組、連接到功率模塊的第二繞組，以及將第一繞組與第二繞組隔開的絕緣材料。第一繞組可以將在低電壓域中的電信號轉(zhuǎn)換成穿過絕緣
材料的磁場，并且第二繞組可以將該磁場轉(zhuǎn)換成在高電壓域中的電信號。由于該絕緣材料將第一繞組與第二繞組隔開，所以ECU與功率模塊電位隔離。作為另一個示例，該驅(qū)動器板可以包括一個或多個光耦合器，該一個或多個光耦合器被配置為將從高電壓域被供電的裝置與從低電壓域被供電的裝置電位隔離。例如，光耦合器可以包括耦合至從低電壓域被供電的ECU的光發(fā)射器，以及耦合至從高電壓域被供電的功率模塊的光檢測器。光發(fā)射器可以基于在低電壓域中的電信號而輸出光信號，并且光檢測器可以將該光信號轉(zhuǎn)換成在高電壓域中的電信號。由于ECU與功率模塊之間的連接是光學(xué)的，因此ECU與功率模塊電位隔離。但是，在一些示例中，使用光耦合器或者無芯變壓器將高電壓域與低電壓域電位隔離可能是不合需要的。例如，對于無芯變壓器和光耦合器兩者，在許多情況下，無芯變壓器和光耦合器可能需要位于單個封裝體內(nèi)。電壓域之間的短的距離，可能要求使用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的材料和制造工藝。此外，無芯變壓器和光耦合器兩者仍需要在短距離內(nèi)(例如，封裝體的兩側(cè)，也就是說，至少幾厘米)具有高電壓和低電壓電源連接。此外，就價格和驅(qū)動器板面積兩者而言，光耦合器和無芯變壓器可能都成本高昂。在一些示例中，這些成本更高，因為針對每一個連接，可能需要單獨的光耦合器或者無芯變壓器。因此，為了緩和或者消除這些限制和問題，可能需要使得能夠?qū)⒏唠妷河蚺c低電壓域電位隔離“長”的距離(例如，大于25cm)。在一些示例中，ECU還可能需要與功率模塊傳遞附加的信息。例如，ECU可能需要接收關(guān)于功率模塊的輸出狀態(tài)和操作點(例如，操作值)的反饋，例如，以便提高負(fù)載控制的質(zhì)量、并且避免由于過熱而遭受損壞。一些示例性操作值可以包括，但是不一定受限于，輸出電壓、輸出電流和溫度。在一些示例中，ECU可以使用該反饋來調(diào)整功率模塊的操作。因此，可能需要最小化傳送反饋信息的等待時間，例如，以減小控制等待時間并且/或者減少錯誤的反應(yīng)次數(shù)。此外，可
能需要增加在ECU與功率模塊之間傳遞的信息量。除了使得能夠以高速率從功率模塊得到反饋之外，可能還需要使得ECU與功率模塊之間的通信信道可靠、并且允許足夠的冗余，以避免在電位隔離的高電壓域與低電壓域之間傳輸錯誤的測量數(shù)據(jù)之后、控制器或者安全機(jī)構(gòu)基于該數(shù)據(jù)做出錯誤的決策。因此，ECU需要能夠可靠地在電位隔離邊界上，以最小的延遲與功率模塊傳遞大量數(shù)據(jù)。根據(jù)本公開的一個或多個技術(shù)，可以使用一個或多個波導(dǎo)，以使得能夠在電位隔離的部件之間進(jìn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種系統(tǒng)，包括：一個或多個波導(dǎo)，所述一個或多個波導(dǎo)被配置為引導(dǎo)射頻(RF)信號；控制器，所述控制器包括：發(fā)射器，所述發(fā)射器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，輸出代表控制信號的RF信號；以及功率模塊，所述功率模塊包括：接收器，所述接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述控制信號的所述RF信號；以及驅(qū)動器，所述驅(qū)動器被配置為，基于所述控制信號而向負(fù)載輸出功率信號。

【技術(shù)特征摘要】
2015.04.09 US 14/682,7661.一種系統(tǒng)，包括：一個或多個波導(dǎo)，所述一個或多個波導(dǎo)被配置為引導(dǎo)射頻(RF)信號；控制器，所述控制器包括：發(fā)射器，所述發(fā)射器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，輸出代表控制信號的RF信號；以及功率模塊，所述功率模塊包括：接收器，所述接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述控制信號的所述RF信號；以及驅(qū)動器，所述驅(qū)動器被配置為，基于所述控制信號而向負(fù)載輸出功率信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被供應(yīng)的電壓電平，至少是大于所述功率模塊被供應(yīng)的電壓電平的數(shù)量級。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述功率模塊進(jìn)一步包括：測量模塊，所述測量模塊被配置為，測量所述功率模塊的一個或多個操作值；以及發(fā)射器，所述發(fā)射器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，向所述控制器輸出代表所述一個或多個操作值的RF信號，其中所述控制器進(jìn)一步包括：接收器，所述接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)，從所述功率模塊接收代表所述一個或多個操作值的RF信號。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述功率模塊的所述接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)中的第一波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述控制信號的所述RF信號；其中所述功率模塊的所述發(fā)射器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)中的第二波導(dǎo)，向所述控制器輸出代表所述一個或多個操作值的信號。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述功率模塊的所述接收
\t器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)中的特定波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述控制信號的所述RF信號；其中所述功率模塊的所述發(fā)射器被配置為，經(jīng)由所述特定波導(dǎo)，向所述控制器輸出代表所述一個或多個操作值的信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述功率模塊的所述發(fā)射器以及所述功率模塊的所述接收器被配置為，經(jīng)由本地RF鏈路，與所述功率模塊的其他部件進(jìn)行通信。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述特定波導(dǎo)是所述一個或多個波導(dǎo)中的第一波導(dǎo)，并且其中所述本地RF鏈路的信號通過所述一個或多個波導(dǎo)中的第二波導(dǎo)被引導(dǎo)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述本地RF鏈路的信號不通過所述一個或多個波導(dǎo)被引導(dǎo)。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動器包括第一驅(qū)動器，所述第一驅(qū)動器被配置為，向所述負(fù)載輸出第一功率信號；所述功率模塊進(jìn)一步包括第二驅(qū)動器，所述第二驅(qū)動器被配置為，向所述負(fù)載輸出第二功率信號。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述功率模塊的所述接收器包括第一接收器，所述第一接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)中的第一波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述第一驅(qū)動器的控制信號的RF信號，所述功率模塊進(jìn)一步包括：第二接收器，所述第二接收器被配置為，經(jīng)由所述一個或多個波導(dǎo)中的第二波導(dǎo)，從所述控制器接收代表所述第二驅(qū)動器的控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·哈默施密特，H·威特施尼格，P·勒泰恩蒂里耶，
申請(專利權(quán))人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE