使用磁耦合電流隔離引線框架通信的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】一種供用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的集成電路封裝件包括包封部和引線框架。該引線框架的一部分被布置在包封部中。該引線框架包括第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體具有被大體布置在包封部中的第一導(dǎo)電回路。該引線框架還包括與第一導(dǎo)體電流隔離的第二導(dǎo)體。該第二導(dǎo)體包括第二導(dǎo)電回路，該第二導(dǎo)電回路被大體布置在包封部?jī)?nèi)，靠近且磁耦合至第一導(dǎo)電回路，以提供第一和第二導(dǎo)體之間的通信鏈路。包括第一控制電路的第一控制芯片被耦合至第一導(dǎo)體。包括第二控制電路的第二控制芯片被耦合至第二導(dǎo)體。一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)通過通信鏈路在第一控制芯片和第二控制芯片之間被傳送。
【專利說明】使用磁耦合電流隔離引線框架通信的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)涉及Balakrishnan等人于2012年11月14日提交的、名稱為“Magnetically Coupled Galvanically Isolated Communication Using Lead Frame (使用引線框架的磁耦合電流隔離式通信)”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.##/###, ###，該美國(guó)專利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。
[0003]本申請(qǐng)還涉及Kung等人于2012年11月14日提交的、名稱為“NoiseCancellation For A Magnetically Coupled Communication Link Utilizing A LeadFrame (使用引線框架用于磁耦合通信鏈路的噪聲消除)”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.##/###，###,該美國(guó)專利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明總體涉及要求電流隔離(galvanic isolation)的電路之間的通信。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器例如電源和功率逆變器中跨隔離勢(shì)壘(isolation barrier)的通信。
【背景技術(shù)】
[0005]開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器廣泛用于需要經(jīng)調(diào)節(jié)的直流(dc)源來供其運(yùn)行的家用器具或工業(yè)器具，例如像在電子移動(dòng)設(shè)備中普遍使用的電池充電器。離線ac-dc轉(zhuǎn)換器將低頻(例如，50Hz或60Hz)高壓ac (交流)輸入電壓轉(zhuǎn)換成所要求電平的dc輸出電壓。一些類型的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器由于其良好的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出、高效率和小尺寸以及其安全和保護(hù)特征而普及。普及的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浒ǚ醇な?flyback)、前向、升壓、降壓、半橋和全橋拓?fù)?，以及包括諧振類型的許多其他拓?fù)洹?br> [0006]除了輸出處的電壓電平變化，隔離式(isolated)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的安全需求還通常要求使用高頻變壓器以提供開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出之間的電流隔離。
[0007]開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的市場(chǎng)中的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是，降低開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的尺寸和成本，同時(shí)維持高性能運(yùn)行規(guī)范。在已知的隔離式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中，對(duì)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的感測(cè)以及對(duì)用于調(diào)節(jié)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器輸出參數(shù)(例如，電流或電壓)的反饋信號(hào)的傳送通常使用外部隔離部件(例如像光耦合器)來完成。這些已知方法為開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器增加了不想要的附加尺寸以及成本。此外，光耦合器運(yùn)行緩慢，且在許多情形中，會(huì)限制開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的反饋帶寬和瞬態(tài)響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種供用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的集成電路封裝件，該集成電路封裝件包括:
[0009]一個(gè)包封部；
[0010]一個(gè)引線框架，所述引線框架的一部分被布置在所述包封部?jī)?nèi)，所述引線框架包括第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體具有被大體布置在所述包封部?jī)?nèi)的第一導(dǎo)電回路，其中所述引線框架還包括與所述第一導(dǎo)體電流隔離的第二導(dǎo)體，其中所述第二導(dǎo)體包括被大體布置在所述包封部?jī)?nèi)的第二導(dǎo)電回路，所述第二導(dǎo)電回路靠近所述第一導(dǎo)電回路且磁耦合至所述第一導(dǎo)電回路，以提供所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體之間的通信鏈路；
[0011]第一控制芯片，包括被耦合至所述第一導(dǎo)體的第一控制電路；以及
[0012]第二控制芯片，包括被耦合至所述第二導(dǎo)體的第二控制電路，其中一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)通過所述通信鏈路在所述第一控制芯片和第二控制芯片之間被傳送。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，該開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括:
[0014]一個(gè)開關(guān)電路，被耦合至能量傳遞元件的輸入和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸A ；
[0015]所述能量傳遞元件被耦合在所述開關(guān)電路和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出之間；
[0016]一個(gè)控制電路，被耦合至所述開關(guān)電路，以控制所述開關(guān)電路的開關(guān)，從而調(diào)節(jié)從所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞；
[0017]第一導(dǎo)體，包括被耦合至所述控制電路的第一導(dǎo)電回路，其中所述第一導(dǎo)體被包括在集成電路封裝件的引線框架中；以及
[0018]第二導(dǎo)體，被包括在所述集成電路封裝件的所述引線框架中，且與所述第一導(dǎo)體電流隔離，其中所述第二導(dǎo)體包括第二導(dǎo)電回路，所述第二導(dǎo)電回路被布置為靠近所述第一導(dǎo)電回路且被磁耦合至所述第一導(dǎo)電回路，從而提供所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的通信鏈路，其中所述控制電路被耦合以響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)來開關(guān)所述開關(guān)電路，所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)通過所述第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路之間的磁耦合從所述第二導(dǎo)電回路接收。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]參照下列附圖描述本發(fā)明的非限制性和非窮舉性的實(shí)施方案，其中在各個(gè)視圖中，相同的參考數(shù)字指代相同的部分，除非另有規(guī)定。
[0020]圖1A出于本公開內(nèi)容的目的示出了發(fā)射和接收信號(hào)以傳送數(shù)字或模擬信息的磁耦合導(dǎo)電回路的構(gòu)思運(yùn)行。
[0021]圖1B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的適于雙向運(yùn)行的導(dǎo)電回路的另一構(gòu)思實(shí)施例。
[0022]圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路的集成電路封裝件(integrated circuit package)的一個(gè)實(shí)施例的外部視圖,所述電流隔離式磁稱合導(dǎo)電回路由所述集成電路封裝件的包封部分(encapsulated portion)內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0023]圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)的內(nèi)部視圖，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路由圖2A的示例集成電路封裝件內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0024]圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路的集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例的外部視圖，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0025]圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)的內(nèi)部視圖，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路由圖2C的示例集成電路封裝件內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0026]圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例的外部視圖，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0027]圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件的內(nèi)部的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部視圖，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的磁耦合導(dǎo)電回路形成。
[0028]圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的多芯片(mult1-die)隔離式控制器集成電路封裝件的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部視圖，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件在控制器芯片之間具有磁耦合通信鏈路，所述鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的磁耦合導(dǎo)電回路形成。
[0029]圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的跨接鍵合線(jumper bond wire)的一個(gè)示例側(cè)視圖，所述跨接鍵合線被耦合至一個(gè)集成電路芯片和集成電路封裝件內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的一個(gè)導(dǎo)電回路。
[0030]圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部視圖的傾斜3D (三維)視圖，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的磁耦合導(dǎo)電回路形成。
[0031]圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部視圖的傾斜3D視圖，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件在控制器芯片之間具有由磁耦合導(dǎo)電回路形成的通信鏈路，所述磁耦合導(dǎo)電回路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0032]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有次級(jí)控制的同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述次級(jí)控制利用在控制器芯片之間具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0033]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器利用多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件在所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部在控制器芯片之間包括雙向磁耦合通信鏈路，其中輸出信息通過所述磁耦合通信鏈路被傳遞至初級(jí)側(cè)，以及AC線路零交叉檢測(cè)信號(hào)通過所述磁耦合通信鏈路被傳遞至次級(jí)側(cè)。
[0034]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的降壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述降壓轉(zhuǎn)換器利用具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0035]圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括半橋轉(zhuǎn)換器的一部分的一個(gè)實(shí)施例，所述半橋轉(zhuǎn)換器利用具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0036]圖SB示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括半橋轉(zhuǎn)換器的一部分的另一實(shí)施例，所述半橋轉(zhuǎn)換器利用具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0037]圖SC示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括半橋轉(zhuǎn)換器的一部分的又一實(shí)施例，所述半橋轉(zhuǎn)換器利用具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成；圖8C為通過自舉電容器的高側(cè)電源的一個(gè)實(shí)施例，或者可以利用變壓器繞組的電流隔離或者從高側(cè)開關(guān)的漏極供應(yīng)。
[0038]圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括利用一個(gè)示例磁耦合通信鏈路的半橋轉(zhuǎn)換器的一部分的一個(gè)實(shí)施例，所述示例磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0039]圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括利用一個(gè)示例磁耦合通信鏈路的半橋轉(zhuǎn)換器的一部分的另一實(shí)施例，所述示例磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0040]在附圖的各個(gè)視圖中，相應(yīng)的參考符號(hào)指示相應(yīng)的部件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，附圖中的元件出于簡(jiǎn)化和清楚的目的被示出，未必按比例繪制。例如，附圖中的一些元件的尺寸可相對(duì)于其他元件被夸大，以幫助提高對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案的理解。此外，通常未描繪在商業(yè)可行的實(shí)施方案中有用或必要的、常見但容易理解的元件，以便于較不受妨礙地查看本發(fā)明的這些實(shí)施方案。
【具體實(shí)施方式】
[0041]在下文的描述中，闡明了眾多具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明了，實(shí)施本發(fā)明無需采用所述具體細(xì)節(jié)。在其他情況下，為了避免模糊本發(fā)明，沒有詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法。
[0042]本說明書全文提到“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意指，關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅木唧w特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，本說明書全文多處出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“在一實(shí)施方案中”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”未必全都指相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├?。再者，所述具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├幸匀魏魏线m的組合和/或子組合結(jié)合。具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在集成電路、電子電路、組合邏輯電路或其他提供所描述的功能的合適的部件中。此外，應(yīng)理解，隨本文提供的圖出于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且附圖未必按比例繪制。
[0043]在一些應(yīng)用中，多個(gè)控制器可被容納在單個(gè)集成電路封裝件中。每一個(gè)控制器被制作成半導(dǎo)體芯片。本申請(qǐng)公開了這樣一種集成電路封裝件結(jié)構(gòu)，該集成電路封裝件結(jié)構(gòu)使用引線框架的多個(gè)部分之間的磁耦合，使得能夠在具有電流隔離的控制器之間通信，同時(shí)對(duì)總體封裝而言增加很少的成本或者不增加成本。
[0044]集成電路封裝件一般包括一個(gè)弓I線框架。弓丨線框架為可被容納在集成電路封裝件中的單個(gè)芯片或多個(gè)芯片提供機(jī)械支撐。通常，引線框架一般包括半導(dǎo)體芯片可被附接至的一個(gè)芯片附接焊區(qū)(pad)。此外，引線框架通常還包括用作與集成電路封裝件外部的電路的電氣連接的引線。引線框架通常由扁平的金屬片構(gòu)成。所述扁平的金屬片可被沖壓、蝕亥IJ、沖孔等形成有一個(gè)圖案，所述圖案限定引線框架的芯片附接焊區(qū)和多個(gè)引線。
[0045]如上面所提及的，在已知的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中，通常使用外部隔離部件(例如像光耦合器)或者通過使用變壓器芯上磁耦合至次級(jí)繞組的額外的偏置(例如，反饋)繞組來提供隔離。這些已知的方法為開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器增加了不想要的附加尺寸以及總體成本。在根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的實(shí)施例中，利用磁耦合導(dǎo)電回路提供隔離，所述磁耦合導(dǎo)電回路由集成電路封裝件結(jié)構(gòu)的包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體形成，這在隔離電路之間提供了磁耦合通信鏈路。在多個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，由集成電路封裝件的引線框架的隔離導(dǎo)體形成的磁耦合通信鏈路所提供的隔離可被用于多種應(yīng)用，包括要求在其初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間具有電流隔離的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，利用集成電路封裝件——該集成電路封裝件具有由其引線框架的隔離導(dǎo)體形成的磁耦合通信鏈路一的一些示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括但不限于，同步反激式拓?fù)?、隔離反激式拓?fù)?、隔離同步反激式拓?fù)洹⒔祲和負(fù)?、前向拓?fù)?、半橋拓?fù)浜腿珮蛲負(fù)洹?br> [0046]出于本公開內(nèi)容的目的，電流的一個(gè)物理閉合路徑稱為一個(gè)回路。一個(gè)回路可包括處于循環(huán)電流的路徑中的不同元件，例如導(dǎo)體(在該公開內(nèi)容的實(shí)施例中，導(dǎo)體可由IC封裝件內(nèi)部的引線框架和鍵合線形成)以及電氣部件?；芈分械拿恳粋€(gè)元件形成該回路的一部分，該回路中的一個(gè)或多個(gè)元件的組合稱為部分回路(partial loop)。在磁場(chǎng)稱合的情況下，一個(gè)包圍(enclose)磁場(chǎng)的回路通常被認(rèn)為具有一匝(turn)或多匝。每一匝相應(yīng)于對(duì)磁場(chǎng)的一個(gè)包圍物。
[0047]圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的例如開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的控制器IC中的發(fā)射和接收信號(hào)以傳送運(yùn)行信息的磁耦合導(dǎo)電回路的構(gòu)思運(yùn)行。在圖1A中，磁耦合通信鏈路100包括耦合至發(fā)射電路110的外導(dǎo)電回路102和耦合至接收電路130的內(nèi)導(dǎo)電回路105。在一個(gè)實(shí)施例中，所述外導(dǎo)電回路102包括脈沖電流源114，所述脈沖電流源114將脈沖電流120注入至導(dǎo)電回路102。在一些實(shí)施方案中，所述發(fā)射電路110可利用發(fā)射機(jī)電流Ιτ120傳送信息。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射電路110中的電路可控制發(fā)射機(jī)電流Ιτ120的多個(gè)性質(zhì)，從而將信息傳送至所述接收電路130。當(dāng)所述發(fā)射機(jī)電流Ιτ120隨時(shí)間在幅度上變化或改變時(shí)，它在內(nèi)導(dǎo)電回路105的導(dǎo)體附近產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。由于電磁感應(yīng)法則，在導(dǎo)體兩端生成一個(gè)受制于變化的磁場(chǎng)的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖電流Ιτ120具有其上升時(shí)的時(shí)間、其下降時(shí)的時(shí)間以及一個(gè)振幅。由于發(fā)射機(jī)電流Ιτ120而引起的外導(dǎo)電回路102所生成的變化的磁通具有進(jìn)入頁面的方向。標(biāo)記108示出了穿過發(fā)射機(jī)回路102和接收機(jī)回路105的總磁場(chǎng)。通常，如示出的用于標(biāo)記108的“X”符號(hào)指示進(jìn)入頁面的磁場(chǎng)或磁通，而用于標(biāo)記符號(hào)的點(diǎn)(dot)符號(hào)指示離開頁面的磁場(chǎng)或磁通。
[0048]因而，在該實(shí)施方案中，由于由電流Ιτ120的變化而生成的變化的磁場(chǎng)，感生了接收機(jī)電壓VK140，并且接收機(jī)電壓VK140可導(dǎo)致圖1A中示出的方向上的接收機(jī)電流Ικ138。
[0049]接收電路130可包括能接收由發(fā)射電路110所感生的電壓和/或電流的電路，并且將所述電壓和/或電流解釋為信息。可被控制以傳送信息的所述發(fā)射機(jī)電流Ιτ120的性質(zhì)可包括發(fā)射機(jī)電流Ιτ120的幅度和變化率。在所描繪的發(fā)射機(jī)電流Ιτ120的實(shí)施例中，由脈沖波形120所限定的上升斜率和下降斜率在發(fā)射機(jī)電流脈沖波形120的上升時(shí)間期間感生具有正振幅的脈動(dòng)電壓VK140，在發(fā)射機(jī)電流脈沖波形120的下降時(shí)間期間感生具有負(fù)振幅的脈動(dòng)電壓VK140。在一個(gè)實(shí)施例中，接收電路130可包括一個(gè)比較器132，所述比較器132響應(yīng)于接收電路130的感生電壓脈沖VK140的振幅與閾值電壓VTh134的比較。
[0050]所傳送的信號(hào)可采用數(shù)字信息或模擬信息的形式。在數(shù)字信息的情形中，通信可以是二進(jìn)制信號(hào)的形式，或者是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)已知的更復(fù)雜的編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式。應(yīng)理解，可使用其他通信技術(shù)。在一些實(shí)施例中，可使用利用發(fā)射機(jī)電流Ιτ120與由接收電路130接收的、所得到的感生接收機(jī)電壓VK140和接收機(jī)電流Ικ138之間的關(guān)系的通信技術(shù)。
[0051]圖1B示出了磁耦合通信鏈路150的另一實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，通信鏈路150可適于雙向通信，且包括兩個(gè)導(dǎo)電回路。第一回路152和第二回路155被定位為包圍最大限度的公共磁場(chǎng)區(qū)域。與圖1A的實(shí)施例——圖1A的實(shí)施例會(huì)更好地適于單向通信——相對(duì)照，圖1B的雙向?qū)嵤├幕芈?52和154具有大約相同的尺寸。為了最佳的雙向運(yùn)行，回路的物理對(duì)稱性是重要的，導(dǎo)致近似相同的雙向行為。第一回路152和第二回路155中的磁場(chǎng)或磁通具有進(jìn)入頁面的方向。
[0052]圖1A和圖1B之間的運(yùn)行/功能差別在于，在圖1B中，第一回路152和第二回路155被分別耦合至收發(fā)機(jī)(發(fā)射/接收)電路160和180。通過選擇開關(guān)S1163，收發(fā)機(jī)電路1160可將發(fā)射電路162或接收電路165耦合至第一回路152。
[0053]通過選擇開關(guān)S2183，收發(fā)機(jī)電路2180可將發(fā)射電路182或接收電路185耦合至第二回路155。
[0054]如果收發(fā)機(jī)電路1160被耦合作為發(fā)射電路將電流脈沖ΙΤΚ1170注入至第一回路，則通過第二回路155和開關(guān)S2183，收發(fā)機(jī)電路2180將被耦合作為接收電路以接收電流脈沖ΙΤΚ2190或電壓脈沖VTK2187形式的被傳送的信號(hào)。
[0055]另一方面，如果收發(fā)機(jī)電路2180被耦合作為發(fā)射電路將電流脈沖ITK2190注入至第二回路，則通過第一回路152并且通過開關(guān)S1163的受控功能，收發(fā)機(jī)電路1160將被耦合作為接收電路以接收電流脈沖ITK1160或者電壓脈沖VTK1167形式的被傳送的信號(hào)。
[0056]收發(fā)機(jī)電路160和180中的發(fā)射電路162和182可分別包括脈沖電流源164和184，并且收發(fā)機(jī)電路160和180中的接收電路165和185可分別包括具有閾值電壓168和188的比較器電路166和186。
[0057]為了示出IC行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例，圖2A和圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的一個(gè)示例集成電路封裝件210，所述示例集成電路封裝件210具有電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體形成。在圖2A和圖2B示出的實(shí)施例中，在集成電路封裝件210的兩側(cè)存在外部引腳201,202,203和204以及外部引腳205,206,207和208。在該實(shí)施例中，所有外部引腳都是包括內(nèi)部導(dǎo)電元件296和297的引線框架298的一部分，并且都如所示從集成電路封裝件210的包封部299延伸出，所述內(nèi)部導(dǎo)電元件296和297是集成電路封裝件210的在引入任何鍵合線(例如，鍵合線295)之前的基礎(chǔ)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，引線框架298可由已知的用于集成電路封裝件的引線框架的導(dǎo)電材料(例如像銅)構(gòu)成，并且是大體扁平的且被嵌入在集成電路封裝件210的模塑料(molding compound)中。在該實(shí)施例中，除了為鍵合線295的連接部提供機(jī)械支撐外，引線框架298還提供至耦合至封裝件210的引腳201至208的電路系統(tǒng)的電氣連接性以及自耦合至封裝件210的引腳201至208的電路系統(tǒng)的電氣連接性。
[0058]圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包封部299內(nèi)部的視圖，顯示了電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路215和211的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)，該電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路215和211由圖2A的示例集成電路封裝件210的引線框架298的隔離的第一和第二導(dǎo)體296和297形成。具體地，如所示的實(shí)施例中示出的，引線框架298包括第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296，所述第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296被包封在包封部299內(nèi)的絕緣模塑料材料中。在一個(gè)實(shí)施例中，引線框架298的第一和第二導(dǎo)體297和296可由扁平的金屬片通過蝕刻、沖壓、沖孔等形成，從而形成第一導(dǎo)體297中的第一導(dǎo)電部分回路215，以及第二導(dǎo)體296中的第二導(dǎo)電部分回路211。在圖2B所描繪的實(shí)施例中，如所示出的，鍵合線295被耦合至第二導(dǎo)體296，從而將第二導(dǎo)電部分回路211的多個(gè)部分耦合在一起。在所描繪的實(shí)施例中，第二導(dǎo)體296與第一導(dǎo)體297電流隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，鍵合線295具有足夠的路徑長(zhǎng)度，以提供與第一導(dǎo)體297足夠的隔離間距，從而維持第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296之間的電流隔離。在未示出的另一實(shí)施例中，應(yīng)理解，一個(gè)或多個(gè)附加的鍵合線可被包括，將第一導(dǎo)電回路215和/或第二導(dǎo)電回路211的多個(gè)部分耦合在一起。應(yīng)理解，連接在引腳201、202之間和引腳203、204之間的電路元件是需要的，以完成所示出的部分導(dǎo)電回路215，從而通過通信鏈路發(fā)射或接收信號(hào)。同樣，應(yīng)理解，連接在引腳205、206之間和引腳207、208之間的電路元件是需要的，以真正完成所示出的部分導(dǎo)電回路211，從而通過通信鏈路發(fā)射或接收信號(hào)。然而，出于描述的目的，部分導(dǎo)電回路211和215可被稱作導(dǎo)電回路。應(yīng)理解，該評(píng)述還擴(kuò)展至隨后在下文對(duì)圖1C和圖1D的討論。
[0059]如該實(shí)施例中所示出的，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，第二導(dǎo)電回路211被布置在包封部299內(nèi)，靠近第一導(dǎo)電回路215并且磁耦合至第一導(dǎo)電回路215，以提供電流隔離的第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296之間的通信鏈路。在一個(gè)實(shí)施例中,第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路215和211的磁耦合部分是大體扁平的，且大體布置在相同的平面中。如所示的實(shí)施例中不出的，第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路215和211中的每一個(gè)都由一阻組成。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，由第二導(dǎo)電回路211和第一導(dǎo)電回路215之間的磁耦合所提供的通信鏈路被用于在引線框架298的電流隔離的第二導(dǎo)體296和第一導(dǎo)體297之間傳送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射信號(hào)被施加在第一端子Tl的引腳205和206與第二端子T2的引腳207和208之間。有時(shí)可期望的是，為便于電路板上的組裝，使不止一個(gè)外部引腳共用一個(gè)端子。
[0060]繼續(xù)所示的實(shí)施例，由第一導(dǎo)電回路215通過磁耦合在第一端子Rl的引腳201和202與第二端子R2的引腳203和204之間接收來自第二導(dǎo)電回路211的信號(hào)。在另一實(shí)施例中，應(yīng)理解，還可在相反的方向上傳送信號(hào)，從而提供雙向通信。
[0061]如該實(shí)施例中所示出的，第一端子Rl的引腳201和202通過引線框架連接部216被耦合至第一導(dǎo)電回路215，第二端子R2的引腳203和204通過引線框架連接部218被耦合至第一導(dǎo)電回路215。根據(jù)磁耦合和感應(yīng)法則，在該實(shí)施例中，端子Tl和Rl處的信號(hào)是同相的。在一個(gè)實(shí)施例中，如上面所描述的，每一個(gè)端子T1214、T2212、R1216和R2218與對(duì)應(yīng)的成對(duì)外部弓I腳205/206、207/208、201/202和203/204的連接，通過提供多個(gè)組裝選項(xiàng)，簡(jiǎn)化了集成電路封裝件210被安裝至的電路板上的物理連接。
[0062]圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的集成電路封裝件250的一個(gè)實(shí)施例的外部視圖，所述集成電路封裝件250具有電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路由所述集成電路封裝件250的包封部分內(nèi)部的引線框架298的隔離導(dǎo)體形成。應(yīng)理解，圖2C的集成電路封裝件250與圖2A的集成電路封裝件210具有許多相似之處。例如，圖2C的集成電路封裝件250包括包封部299，在所述包封部299中布置有引線框架298。然而，一個(gè)不同之處在于，代替將外部引腳布置在集成電路封裝件的兩側(cè)，集成電路封裝件250包括布置在集成電路封裝件250的一側(cè)的外部引腳252、254、256和258。在該實(shí)施例中，如所示，所有的外部引腳都是集成電路封裝件250的引線框架298的一部分，且從集成電路封裝件250的包封部299的單側(cè)延伸出。
[0063]圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路215和211的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)的包封部299內(nèi)部的視圖，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路215和211由圖2C的示例集成電路封裝件的引線框架298的隔離的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體297和296形成。應(yīng)理解，集成電路封裝件250的包封部299內(nèi)部的視圖與集成電路封裝件210的包封部299內(nèi)部的視圖具有許多相似之處。例如，如圖1D中所示，引線框架298包括被包封在包封部299內(nèi)的絕緣材料中的第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296。在所描繪的實(shí)施例中，第二導(dǎo)體296與第一導(dǎo)體297電流隔離。如該實(shí)施例中示出的，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，第二導(dǎo)體298的第二導(dǎo)電回路260被布置在包封部298中，靠近包括在第一導(dǎo)體297中的第一導(dǎo)電回路255并且磁耦合至第一導(dǎo)電回路255，以提供電流隔離的第一導(dǎo)體297和第二導(dǎo)體296之間的通信鏈路。與圖2B中所示的實(shí)施例的一個(gè)不同之處在于，在圖2D中所示的實(shí)施例中，在第一導(dǎo)電回路255和/或第二導(dǎo)電回路260中不包括鍵合線295。
[0064]在圖2D中所示的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，由第二導(dǎo)電回路260和第一導(dǎo)電回路255之間的磁耦合所提供的通信鏈路被用于在引線框架298的電流隔離的第二導(dǎo)體296和第一導(dǎo)體297之間傳送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。在該實(shí)施例中，發(fā)射信號(hào)被施加在第一端子Tl的引腳258和第二端子T2的引腳252之間。如該實(shí)施例中所示出的，第一端子Tl的引腳258和第二端子T2的引腳252被稱合至第二導(dǎo)電回路260。由第一導(dǎo)電回路255通過磁耦合在第一端子Rl的引腳256和第二端子R2的引腳254之間接收來自第二導(dǎo)電回路260的信號(hào)。在另一實(shí)施例中，應(yīng)理解，還可在相反的方向上傳送信號(hào)，以提供雙向通信。
[0065]圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件315的一個(gè)實(shí)施例的外部視圖，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件315的包封部399內(nèi)部的引線框架398的隔離的導(dǎo)電回路形成。在圖3A中示出的實(shí)施例中，如所示具有外部引腳301、302、303、304、305、306、307、309、310、311和312。在該實(shí)施例中，如所示出的，所有外部引腳都是集成電路封裝件315的引線框架398的一部分，并且從集成電路封裝件315的包封部399延伸出。在一個(gè)實(shí)施例中，引線框架398可由已知的用于集成電路封裝件的引線框架的導(dǎo)電材料(例如像銅)構(gòu)成，并且是大體扁平的且被包封在模塑料中。在該實(shí)施例中，除了為封裝件315內(nèi)的集成電路和鍵合線提供機(jī)械支撐，弓I線框架398還提供至集成電路封裝件315的包封部分中的內(nèi)部電路系統(tǒng)的電氣連接性，以及自集成電路封裝件315的包封部分中的內(nèi)部電路系統(tǒng)的電氣連接性。
[0066]圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包封部399內(nèi)部的視圖，顯示了電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路337和335的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例，所述電流隔離式磁耦合導(dǎo)電回路337和335由圖3A的示例多芯片隔離式控制器集成電路封裝件315的引線框架398的隔離的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體397和396形成。具體地，如該示出的實(shí)施例中所示，引線框架398包括包封在包封部399內(nèi)的絕緣材料中的第一導(dǎo)體397和第二導(dǎo)體396。如所描繪的實(shí)施例中所示出的，第一導(dǎo)體397包括第一導(dǎo)電回路337，第二導(dǎo)體396包括第二導(dǎo)電回路335。如該實(shí)施例中所示出的，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，第二導(dǎo)電回路335被布置在包封部399內(nèi)，靠近第一導(dǎo)電回路337并且磁耦合至第一導(dǎo)電回路337，以提供電流隔離的第一導(dǎo)體397和第二導(dǎo)體396之間的通信鏈路。在一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)體397還包括一個(gè)可選的第三導(dǎo)電回路338，所述可選的第三導(dǎo)電回路338在一個(gè)實(shí)施例中可被用于噪聲消除且附接至連接條(tie bar)339，如所示出的。在一個(gè)實(shí)施例中，在封裝件315的制造期間，在用包封部399包封引線框架398之前，連接條339提供機(jī)械支撐連接。在一個(gè)實(shí)施例中，包封部399由模塑料注射模制而成。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，使用由第二導(dǎo)電回路335和第一導(dǎo)電回路337之間的磁耦合所提供的通信鏈路，在引線框架398的電流隔離的第二導(dǎo)體396和第一導(dǎo)體397之間傳送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
[0067]在圖3B中，來自發(fā)射電路367的電流信號(hào)從發(fā)射電路367的節(jié)點(diǎn)341通過鍵合線344被注入，所述發(fā)射電路367在一個(gè)實(shí)施例中被包括在控制器芯片360中，該控制器芯片360被組裝在芯片焊區(qū)334上。該電流信號(hào)流至鍵合線344的端部節(jié)點(diǎn)343，然后完成第二回路335，流經(jīng)引線框架，通過鍵合線361返回至發(fā)射電路367。所注入的信號(hào)生成一個(gè)變化的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在第一導(dǎo)電回路337中感生一個(gè)電壓信號(hào)，并且導(dǎo)致一個(gè)電流信號(hào)，該電流信號(hào)通過鍵合線377和357從第一導(dǎo)電回路338至接收電路335閉合。接收電路335可被包括在第一控制器芯片355中，所述第一控制器芯片355被組裝在為初級(jí)接地(primaryground)的芯片焊區(qū)333上。
[0068]圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包封部399內(nèi)部的另一視圖，在所述包封部399中，第一控制芯片350被安裝在第一導(dǎo)體397上且被耦合至第一導(dǎo)體397，第二控制芯片360被安裝在第二導(dǎo)體396上且被耦合至第二導(dǎo)體396。在所示的實(shí)施例中，第一控制芯片350被安裝在芯片焊區(qū)333上，第二控制芯片360被安裝在芯片焊區(qū)334上，如所示出的。在所示的實(shí)施例中，芯片焊區(qū)333和334被分別用作初級(jí)接地焊區(qū)和次級(jí)接地焊區(qū)。在圖3C中不出的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，第一控制芯片350和第二控制芯片360之間的磁耦合通信鏈路由第一導(dǎo)電回路337和第二導(dǎo)電回路335之間的磁耦合通信鏈路形成。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，多芯片隔離式控制器集成電路封裝件315可被用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，例如像具有次級(jí)控制的同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器。
[0069]需要低輸出電壓(例如，5V以及5V以下)的產(chǎn)品和應(yīng)用在一些情況中使用同步整流，以實(shí)現(xiàn)高效率和緊湊形狀因素。同步整流利用被開關(guān)以表現(xiàn)得如同整流器的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，替代輸出整流器二極管，從而減小電壓降和功率損耗。通過受良好控制的選通信號(hào)(gating signal)，輸出MOSFET整流器的開關(guān)動(dòng)作與主功率開關(guān)同步。在一個(gè)實(shí)施例中，第一控制芯片350包括供用于同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的一個(gè)初級(jí)控制電路和一個(gè)開關(guān)(在一個(gè)實(shí)施例中，為MOSFET)，第二控制芯片369包括供用于同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的一個(gè)次級(jí)控制電路。在多個(gè)實(shí)施例中，所述初級(jí)控制電路和開關(guān)/MOSFET可利用用于第一控制芯片350的單塊結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0070]如圖3C中所示的實(shí)施例示出的，初級(jí)開關(guān)(或MOSFET)被包括在第一控制芯片350中。在一個(gè)實(shí)施例中，MOSFET的漏極端子D340通過鍵合線342被耦合至引腳301。MOSFET的源極端子S345通過鍵合線347被耦合至初級(jí)接地芯片焊區(qū)333，通過源極引腳302可接入所述初級(jí)接地芯片焊區(qū)333。在所示的實(shí)施例中，在漏極引腳301和源極引腳302之間存在一個(gè)寬的間隙(即，丟失引腳(missing pin))。在所示的實(shí)施例中，源極引腳302的寬焊區(qū)被內(nèi)部耦合至初級(jí)接地焊區(qū)333，所述初級(jí)接地焊區(qū)333還可用作散熱器。在一個(gè)實(shí)施例中，引腳303和304分別通過鍵合線352和354被耦合至第一控制芯片350，從而將第一控制芯片350連接至外部電路系統(tǒng)，例如像線路欠電壓(圖5中的UV536的實(shí)施例)和供應(yīng)旁路電容器(圖5中的BP531的實(shí)施例)。
[0071]鍵合線336將第三導(dǎo)電回路338耦合至第一控制芯片350。由于在第二導(dǎo)電回路335中流動(dòng)的變化的電流所生成的變化的磁場(chǎng)，在第一導(dǎo)電回路337中感生了電壓信號(hào)。在圖3C的實(shí)施例中，第一導(dǎo)電回路337被耦合至第三導(dǎo)電回路338 (為第一導(dǎo)電回路的擴(kuò)展的可選的噪聲消除回路)。所感生的電壓信號(hào)通過鍵合線336和347耦合至接收電路，該接收電路在一個(gè)實(shí)施例中被包括在初級(jí)接地芯片焊區(qū)333上的初級(jí)芯片350中。
[0072]在該實(shí)施例中，引腳305被附接至第二導(dǎo)體396的第二導(dǎo)電回路335，用于機(jī)械支撐。從第二控制芯片360傳送的信號(hào)通過鍵合線344和361被耦合至第二導(dǎo)電回路335，這完成了第二導(dǎo)電回路335。如在該實(shí)施例中示出的，鍵合線344是將點(diǎn)343處的第二導(dǎo)電回路335耦合至點(diǎn)341處的第二控制芯片360的一個(gè)連接部。在一個(gè)實(shí)施例中，引腳312通過電流感測(cè)鍵合線371被耦合至次級(jí)接地焊區(qū)334，所感測(cè)的鍵合線371上的電壓降通過鍵合線370和372被耦合至第二控制芯片360，且被用于次級(jí)電流測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，鍵合線362、364、365和366被分別耦合在第二控制芯片360與引腳306、307、308、309、310之間，且被用于次級(jí)信號(hào)的輸入/輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，引腳311提供到次級(jí)接地焊區(qū)334的接入，如所示出的。
[0073]在一個(gè)實(shí)施例中，第二控制芯片360下面的次級(jí)接地焊區(qū)334上的槽通過迫使電流通過第二導(dǎo)電回路335至接地焊區(qū)334從而更接近且平行于第一導(dǎo)電回路337流動(dòng)，使得第二導(dǎo)電回路335更長(zhǎng)，從而改進(jìn)磁耦合。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，靠近第二導(dǎo)電回路335且被第二導(dǎo)電回路335環(huán)繞的較小的第一導(dǎo)電回路337提供第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路的強(qiáng)的磁耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，引線框架398是扁平的，但是在一些實(shí)施例中，引線框架398的一些部分可被上移設(shè)置和/或下移設(shè)置，用于最優(yōu)豎直定位以適應(yīng)芯片厚度，優(yōu)化鍵合線輪廓，以及對(duì)準(zhǔn)至集成電路封裝件315的連接條和外部引腳。
[0074]圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的鍵合線336的示例側(cè)視圖，所述鍵合線336如上所述是電氣連接部，且在點(diǎn)341處被耦合至第二控制芯片360，在第二導(dǎo)電回路335的點(diǎn)343處被耦合至第二導(dǎo)電回路335。如該實(shí)施例中所示出的，鍵合線336處于比引線框架398的第二導(dǎo)電回路335和引腳焊區(qū)334的水平更高的水平處。如所示出的，鍵合線336具有足夠的跨度以完成第二導(dǎo)電發(fā)射機(jī)回路335，并且與第一導(dǎo)電回路337隔離。
[0075]圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部視圖的傾斜3D (三維)視圖，所述磁耦合通信鏈路利用所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的磁耦合導(dǎo)電回路形成。圖4A示出，所示出的引線框架結(jié)構(gòu)與圖3B和圖3C的引線框架398結(jié)構(gòu)具有相似性。具體地，在圖4A的實(shí)施例中，引線框架結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體包括初級(jí)芯片焊區(qū)433和第一導(dǎo)電回路437以及第三導(dǎo)電回路438，它們分別對(duì)應(yīng)于圖3B和圖3C的芯片焊區(qū)333、第一導(dǎo)電回路337以及第三導(dǎo)電回路338。此外，在圖4A的實(shí)施例中，引線框架結(jié)構(gòu)還包括第二導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體包括次級(jí)芯片焊區(qū)434和第二導(dǎo)電回路435，它們分別對(duì)應(yīng)于圖3B和圖3C的芯片焊區(qū)334和第二導(dǎo)電回路335。在圖4A和圖4B中，支撐第三導(dǎo)電回路438的連接條連接部439A處在不同于圖3B和圖3C中支撐第三導(dǎo)電回路338的連接條連接部339的位置處，圖4A和圖4B的連接條連接部439B在圖3B和圖3C的引線框架398中不存在。因此，圖3A、圖3B和圖3C中示出的引線框架設(shè)計(jì)在包封部的頂部和底部不具有連接條連接部，這將引線框架的初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體之間的外部爬電距離增大至以下兩者中的較小者:沿著包封部的外表面測(cè)量的外部引腳304和305之間的最短距離、沿著包封部的外表面測(cè)量的外部引腳301和312之間的最短距離。
[0076]圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的引線框架的一個(gè)實(shí)施例的包封部視圖內(nèi)部的另一傾斜3D視圖，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件在控制器芯片之間具有通信鏈路，所述通信鏈路利用所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體的磁耦合導(dǎo)電回路形成。圖4B示出了與圖4A中示出的引線框架結(jié)構(gòu)具有相似性的引線框架結(jié)構(gòu)。在圖4B中示出的實(shí)施例中，初級(jí)芯片和次級(jí)芯片被示為安裝在引線框架上。如所示的實(shí)施例中示出的，初級(jí)開關(guān)450和控制器451在不同的芯片上，這通常稱作混合結(jié)構(gòu)。在圖4B的實(shí)施例中，功率MOSFET具有高額定功率，這導(dǎo)致單獨(dú)的芯片450具有覆蓋大體整個(gè)初級(jí)接地芯片焊區(qū)433的大尺寸。在所示的實(shí)施例中，初級(jí)控制芯片451被安裝在第三導(dǎo)電回路438的一部分之上，如所示出的。次級(jí)控制芯片452被安裝在次級(jí)接地芯片焊區(qū)434上，如所示出的。
[0077]應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的集成電路封裝件——該集成電路封裝件在其包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體之間具有磁耦合通信鏈路——可被用在多種不同的應(yīng)用中。盡管本文描述了利用這樣的具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件的多種不同的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，但是?yīng)理解，本公開內(nèi)容中所描述的具體實(shí)施例被提供用于解釋的目的，其他應(yīng)用可利用根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的在集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體之間的磁耦合通信鏈路。
[0078]舉例而言，圖5用根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有次級(jí)控制的示例同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器500的示意圖示出了一個(gè)這樣的示例應(yīng)用，所述次級(jí)控制利用多芯片隔離式控制器集成電路封裝件560的一個(gè)實(shí)施例，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件560在控制器芯片之間具有磁耦合通信鏈路540，所述磁耦合通信鏈路540利用所述集成電路封裝件560的包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體形成。
[0079]應(yīng)理解，用于反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)控制具有如下優(yōu)點(diǎn):更嚴(yán)格的輸出調(diào)節(jié)和對(duì)負(fù)載瞬變的更快速的響應(yīng)。然而，如前面所討論的，次級(jí)控制的常規(guī)方法通常使用外部隔離設(shè)備(例如像光耦合器)，這增加了開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜性和成本。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，通過使用帶有隔離的初級(jí)控制芯片和次級(jí)控制芯片、具有磁耦合通信鏈路540的示例多芯片隔離式控制器集成電路封裝件560，不再需要外部增加的隔離部件(例如光耦合器)。此夕卜，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，由于如上所述集成電路封裝件560通過使用集成電路封裝件的引線框架來提供磁耦合通信鏈路，所以以近似零的附加成本維持開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的電流隔離，無須增加外部隔離部件。
[0080]在所述示例同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器500中，初級(jí)控制器和次級(jí)控制器彼此電流隔離，但是在初級(jí)控制器和次級(jí)控制器之間仍存在可靠的通信。應(yīng)理解，盡管圖5的實(shí)施例示出了 一個(gè)同步反激式轉(zhuǎn)換器，但是標(biāo)準(zhǔn)的反激式轉(zhuǎn)換器——其中同步M0SFET550被更換為二極管——也將受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0081]在圖5所示的實(shí)施例中，同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器500包括被耦合至ac線路505的輸入，如所示出的。全橋整流器510被耦合至ac線路505，以生成經(jīng)整流的ac515，該經(jīng)整流的ac515由電容器Cf517進(jìn)行濾波。經(jīng)整流的ac515被耦合，以被能量傳遞元件520接收，該能量傳遞元件520包括初級(jí)繞組521和次級(jí)繞組522，如所示出的。在示出的實(shí)施例中，箝位電路525被稱合在能量傳遞元件520的初級(jí)繞組521兩端,如所示出的。
[0082]在所描繪的實(shí)施例中，開關(guān)器件S1530在初級(jí)接地501處被耦合至同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器500的輸入，在初級(jí)繞組521處被耦合至能量傳遞元件520。在所示的實(shí)施例中，開關(guān)器件S1530可被包括在集成電路封裝件560中的單塊結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)中。如所描繪的實(shí)施例中示出的，開關(guān)器件SI由來自初級(jí)控制器芯片535的控制信號(hào)539控制，并且響應(yīng)于線路變化和負(fù)載變化來調(diào)節(jié)通過變壓器520的初級(jí)繞組521至次級(jí)繞組522的能量傳遞。箝位電路525——其在所示出的實(shí)施例中是一個(gè)二極管-電阻器-電容器電路一被耦合以對(duì)開關(guān)器件S1530兩端的斷開尖峰進(jìn)行箝位，所述斷開尖峰由源自初級(jí)繞組521的漏電感引起。
[0083]如圖5的實(shí)施例中所示，開關(guān)S2550和反向并聯(lián)(ant1-parallel) 二極管D2555在次級(jí)側(cè)被耦合至次級(jí)繞組522，且用作同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器500的同步整流器。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管D2555是外部連接的肖特基二極管。在一個(gè)實(shí)施例中，由來自次級(jí)控制器芯片565的SR引腳的信號(hào)控制開關(guān)S2550。每當(dāng)SR端子575處的電壓升至高于柵極閾值電壓的值時(shí)，利用開關(guān)S2550所提供的同步整流器就開始傳導(dǎo)電流。通過輸出濾波器電容C1586來平滑次級(jí)紋波，dc輸出電壓Vo580被施加至負(fù)載585，具有負(fù)載電流1582。通過由電阻器572和574組成的電阻分壓器來感測(cè)輸出電壓Vo580，所述電阻分壓器被耦合至次級(jí)控制器的反饋引腳FB573。應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，電阻器574和572可被集成在集成電路560內(nèi)，同時(shí)仍受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0084]在啟動(dòng)時(shí)，初級(jí)芯片535——其以初級(jí)接地501為參考——開始開關(guān)S1530的開關(guān)，這開始將能量傳遞至次級(jí)側(cè)。旁路引腳BP531在外部耦合至旁路電容器532。線路欠壓引腳UV536通過電阻器537在外部耦合至ac輸入線路，其在另一實(shí)施例中可被耦合至經(jīng)整流的ac總線515。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，初級(jí)芯片535和次級(jí)芯片565之間的通信通過由磁耦合通信鏈路540所提供的磁耦合進(jìn)行，所述磁耦合通信鏈路540由集成電路封裝件的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。在多個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，通信鏈路540使用包括在集成電路封裝件的引線框架中的電流隔離的導(dǎo)電回路來實(shí)現(xiàn)，如上面所描述的。[0085]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器600的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器600利用多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述多芯片隔離式控制器集成電路封裝件在所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的控制器芯片之間包括雙向磁耦合通信鏈路，其中輸出信息通過磁耦合通信鏈路被傳遞至初級(jí)側(cè)，線路零交叉檢測(cè)信號(hào)通過磁耦合通信鏈路被傳遞至次級(jí)側(cè)。
[0086]在圖6不出的實(shí)施例中，反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器600包括I禹合至ac線路605的輸入，如所示出的。全橋整流器610被耦合至ac線路605，以生成經(jīng)整流的ac615，所述經(jīng)整流的ac615由電容器Cf617濾波。經(jīng)整流的ac615被耦合，以被能量傳遞元件620接收，所述能量傳遞元件620包括初級(jí)繞組621和次級(jí)繞組622,如所示出的。在示出的實(shí)施例中，箝位電路625被稱合在能量傳遞元件620的初級(jí)繞組621兩端,如所示出的。
[0087]在所描繪的實(shí)施例中，開關(guān)器件S1630被包括在集成電路封裝件660中。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)芯片和初級(jí)控制芯片可被構(gòu)造為單塊芯片或者混合芯片。在該實(shí)施例中，開關(guān)器件S1630在初級(jí)接地601處被耦合至反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器600的輸入，且在初級(jí)繞組621處被耦合至能量傳遞元件620。如所描繪的實(shí)施例中示出的，開關(guān)器件S1630由來自初級(jí)控制器芯片635的控制信號(hào)639控制，并且響應(yīng)于線路變化和負(fù)載變化來調(diào)節(jié)通過變壓器620的初級(jí)繞組621至次級(jí)繞組622的能量傳遞。箝位電路625——其在該示出的實(shí)施例中為一個(gè)二極管-電阻器-電容器電路一被耦合以對(duì)開關(guān)器件S1630兩端的斷開尖峰進(jìn)行箝位，所述斷開尖峰由源自初級(jí)繞組621的漏電感引起。在所示出的實(shí)施例中，反激中的次級(jí)整流器二極管D2655僅在初級(jí)開關(guān)630的斷開時(shí)間期間傳導(dǎo)電流。
[0088]通過輸出濾波器電容C1686對(duì)次級(jí)紋波進(jìn)行濾波，dc輸出電壓Vo680被施加至負(fù)載685，具有負(fù)載電流1682。輸出電壓Vo680通過由電阻器672和674組成的電阻分壓器來感測(cè)，所述電阻分壓器被耦合至次級(jí)控制器芯片665的反饋引腳FB673，且以與初級(jí)接地601隔離的次級(jí)接地691為參考。在一個(gè)實(shí)施例中，反饋信號(hào)673是通過引線框架通信回路641的磁耦合發(fā)射并且由以初級(jí)接地601為參考的初級(jí)芯片635接收的數(shù)據(jù)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)B信號(hào)673——其通過通信鏈路640的引線框架磁耦合被傳遞至初級(jí)側(cè)控制器芯片635——可以是數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)。FB信號(hào)結(jié)合通過電阻器637在引腳634處接收的輸入線路信息來使用，以生成柵極控制信號(hào)639，從而控制開關(guān)S1630的開關(guān)，進(jìn)而調(diào)節(jié)通過能量傳遞元件620至輸出的能量傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，引線框架通信鏈路640包括單向通信鏈路641和642，從而在芯片665和635之間傳輸一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。在另一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，引線框架通信鏈路640包括使用相同的磁耦合引線框架回路的單個(gè)雙向通信鏈路(如圖1B中所描繪的)，以在芯片665和635之間在任一方向上傳輸一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
[0089]在一個(gè)實(shí)施例中，圖6的示例反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器600的具體控制功能還利用ac線路的零交叉信號(hào)，所述ac線路的零交叉信號(hào)通過以初級(jí)接地601為參考的公共點(diǎn)604處的分路(shunt)連接的電阻器602和603在ac線路輸入605處被感測(cè)，如所示出的。在該實(shí)施例中，零感測(cè)信號(hào)606被耦合至初級(jí)芯片635且以初級(jí)接地601為參考，并且通過引線框架通信回路642的磁耦合被發(fā)射，且由以次級(jí)接地691為參考的次級(jí)芯片665接收，所述零感測(cè)信號(hào)606可被用作隔離的遠(yuǎn)程控制信號(hào)。例如，零交叉信號(hào)(在每一個(gè)線路循環(huán)與通過零的ac輸入電壓同步的脈沖)可被用作用于某些電氣器具(例如像洗衣機(jī))的隔離信號(hào)，從而感測(cè)線路頻率或者生成對(duì)于器具中的有效負(fù)載開關(guān)而言必要的計(jì)時(shí)信號(hào)。
[0090]如所示的實(shí)施例中示出的，引線框架通信鏈路640是雙向的，且包括兩個(gè)單向通信鏈路641和642。通信鏈路642是單向的，在引線框架通信鏈路641的反向方向上。應(yīng)理解，盡管在所示出的實(shí)施例中，單獨(dú)的引線框架通信鏈路被描述為單向通信鏈路，但是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在另一實(shí)施例中，單個(gè)引線框架通信鏈路可被用于雙向?qū)崿F(xiàn)方式(如例如在圖1B中所呈現(xiàn)的)，替代兩個(gè)單向通信鏈路。
[0091]盡管根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)建立的磁耦合通信鏈路提供電流隔離，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，實(shí)施本發(fā)明的總體系統(tǒng)(例如，開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器)要受益于本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)，未必需要在該系統(tǒng)的輸入和輸出之間電流隔離。例如，在非隔離式轉(zhuǎn)換器中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的電流隔離的通信鏈路允許開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)以不同的電壓為參考的部分之間的通信，所述不同的電壓可以是固定的或者隨時(shí)間相對(duì)于彼此而變化。
[0092]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的降壓轉(zhuǎn)換器700的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述降壓轉(zhuǎn)換器700利用具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。
[0093]在圖7示出的實(shí)施例中，降壓轉(zhuǎn)換器700包括被耦合至ac線路705的輸入，如所示出的。全橋整流器710被耦合至ac線路705，以生成經(jīng)整流的ac715，所述經(jīng)整流的ac715通過電容Cf717濾波。ac線路705通過橋整流器710整流，且經(jīng)整流的AC715通過電容CF717濾波，并被施加至被描繪為N溝道MOSFET開關(guān)S1720的高側(cè)開關(guān)(high-side switch)。在該實(shí)施例中，MOSFET開關(guān)S1720通過施加控制信號(hào)725而被接通。具體地，當(dāng)柵極電阻器723兩端的柵-源電壓升高到柵極閾值電壓以上時(shí)，MOSFET S1720被接通。
[0094]能量傳遞元件740——其在所示出的實(shí)施例中是電感器740——被耦合至MOSFET開關(guān)S1720，如所示出的。在運(yùn)行時(shí)，能量通過MOSFET開關(guān)S1720的開關(guān)控制被傳遞至降壓轉(zhuǎn)換器700的電感器740。具體地，當(dāng)MOSFET開關(guān)S1720導(dǎo)通時(shí)，能量被傳遞至電感器740，且在MOSFET開關(guān)S1720的斷開時(shí)間期間，存儲(chǔ)在電感器740中的能量通過使負(fù)載電流763循環(huán)通過負(fù)載765和循環(huán)二極管745而被傳送至負(fù)載765。經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓Vo760通過電容C1761濾波。
[0095]在示出的實(shí)施例中，非隔離式降壓轉(zhuǎn)換器中的用于高側(cè)MOSFET開關(guān)S1720的開關(guān)控制信號(hào)725與轉(zhuǎn)換器參考接地701隔離。反饋信號(hào)FB755通過包括電阻器752和754的電阻分壓器從輸出電壓Vo760生成，且被輸入至控制器芯片736，所述控制器芯片736以轉(zhuǎn)換器接地701為參考。在所示的實(shí)施例中，輸入/輸出的控制信號(hào)702被耦合至控制器芯片736。在一個(gè)實(shí)施例中,輸入/輸出的控制信號(hào)702可包括例如輸入開關(guān)信號(hào)和輸出狀態(tài)/故障保護(hù)信號(hào)，且以轉(zhuǎn)換器接地701為參考。在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，控制信號(hào)702通過一個(gè)雙向通信鏈路在隔離的高側(cè)控制芯片732和控制器芯片736之間被傳送，所述雙向通信鏈路由集成電路封裝件內(nèi)部的引線框架的第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路的磁耦合提供。在一個(gè)實(shí)施例中，提供至低側(cè)控制芯片736的電源電壓是以轉(zhuǎn)換器接地701為參考的Vl738，提供至高側(cè)控制芯片732的電源電壓是以MOSFET開關(guān)S1720的源極為參考的 Vh739。
[0096]應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，同步降壓轉(zhuǎn)換器可通過將循環(huán)二極管745替換為具有反向電流傳導(dǎo)的受控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。該受控開關(guān)在這樣實(shí)施例中的開關(guān)與高側(cè)降壓主MOSFET開關(guān)S1720同步。應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，用于同步降壓轉(zhuǎn)換器的控制器電路還可以與其他實(shí)施例相同的方式受益于通過引線框架的電流隔離的第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路的磁耦合通信鏈路。此外，應(yīng)注意到，同步轉(zhuǎn)換器的另一示例示意圖可利用半橋構(gòu)造。
[0097]圖8A、7B和SC介紹了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的具有隔離的控制電路的集成電路封裝件實(shí)施例，所述隔離的控制電路利用集成電路封裝件中的引線框架的磁耦合的第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路，以在多種半橋構(gòu)造中提供通信鏈路。例如，圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器800的一個(gè)實(shí)施例的不意圖,所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器800包括半橋構(gòu)造850的一個(gè)實(shí)施例，所述半橋構(gòu)造850可被包括在具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。如所示出的，輸入級(jí)810在半橋構(gòu)造850的輸入端口 820的輸入端子處提供dc電壓至半橋構(gòu)造850。在一個(gè)實(shí)施例中，半橋構(gòu)造850在半橋構(gòu)造850的輸出端口 825的輸出端子處生成高頻脈沖，所述高頻脈沖被耦合以驅(qū)動(dòng)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器800的輸出級(jí)730中的能量傳遞元件。
[0098]在所示的實(shí)施例中，半橋構(gòu)造850包括被耦合至輸入端口 820和輸出端口 825的一個(gè)開關(guān)臂(switching leg)。所述開關(guān)臂包括如所示被耦合以驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)830中的能量傳遞元件的高側(cè)開關(guān)Q2857和低側(cè)開關(guān)Q1853。多個(gè)控制電路被耦合以控制高側(cè)開關(guān)Q2857和低側(cè)開關(guān)Q1853的開關(guān)。在所示的實(shí)施例中，多個(gè)控制電路中的一個(gè)是高側(cè)控制器855，所述高側(cè)控制器855被耦合以用以高側(cè)開關(guān)Q2857的源極為參考的控制信號(hào)856來控制高側(cè)開關(guān)Q2857，所述高側(cè)開關(guān)Q2857的源極被連接至半橋中點(diǎn)A823且被連接至半橋輸出端口 825的高電位端子#1，如所示出的。所述多個(gè)控制電路中的另一個(gè)是低側(cè)控制器851，所述低側(cè)控制器851被耦合以用以低側(cè)開關(guān)Q1853的源極和接地參考801為參考的控制信號(hào)852來控制低側(cè)開關(guān)Q1853。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，高側(cè)控制器755和低側(cè)控制器851彼此電流隔離。如所描繪的實(shí)施例中示出的，在隔離的高側(cè)控制器855和低側(cè)控制器851之間存在磁耦合通信鏈路860，一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過所述磁耦合通信鏈路860傳送。
[0099]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，隔離的低側(cè)控制器851芯片和高側(cè)控制器855芯片被包括在單個(gè)集成電路封裝件中，其中通信鏈路860被包括在具有磁耦合通信鏈路的該集成電路封裝件中，所述磁耦合通信鏈路由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的電流隔離導(dǎo)體形成。在一個(gè)實(shí)施例中，通信鏈路860是電流隔離的低側(cè)控制器851芯片和高側(cè)控制器855芯片的對(duì)應(yīng)的收發(fā)機(jī)電路之間的雙向鏈路。在另一實(shí)施例中，通信鏈路860包括電流隔離的低側(cè)控制器851芯片和高側(cè)控制器855芯片的對(duì)應(yīng)的發(fā)射電路和接收電路之間的多個(gè)單向鏈路。在一個(gè)實(shí)施例中，低側(cè)開關(guān)器件和高側(cè)開關(guān)器件853和857各自的控制信號(hào)852和856是嚴(yán)格同步的，以避免高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)853和857的任何相重疊的開關(guān)，所述相重疊的開關(guān)可導(dǎo)致輸入端口 820的端子之間的擊穿(shoot through)ο
[0100]在一個(gè)實(shí)施例中，低側(cè)控制器851被耦合，以接收輸入控制信號(hào)802，如所示出的。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號(hào)852和856被耦合，以響應(yīng)于輸入控制信號(hào)802來驅(qū)動(dòng)低側(cè)開關(guān)器件和高側(cè)開關(guān)器件853和857。在一個(gè)實(shí)施例中，低側(cè)控制器851還被耦合，以輸出一個(gè)狀態(tài)信號(hào)804，所述狀態(tài)信號(hào)804在一個(gè)實(shí)施例中可包括故障/狀態(tài)信息，并且可被用于在故障狀況的情形中保護(hù)半橋轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)信號(hào)804可包括來自低側(cè)控制器851的關(guān)于開關(guān)Q1873的故障/狀態(tài)信息，以及由低側(cè)控制器851通過通信鏈路860所接收的來自高側(cè)控制器855的關(guān)于開關(guān)Q2877的故障/狀態(tài)信息。
[0101]在一個(gè)實(shí)施例中，電源'885被耦合至低側(cè)控制器851，且以接地參考801為參考。電源VH889被耦合至高側(cè)控制器855，且以半橋中點(diǎn)A823為參考。下面在圖8C中描繪通過自舉電容器的高側(cè)電源(high-side supply)的一個(gè)實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，高側(cè)電源可通過變壓器上的經(jīng)電流隔離的繞組提供，或者高側(cè)電源可從高側(cè)開關(guān)的漏極供應(yīng)。
[0102]圖SB示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803的另一實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803包括半橋構(gòu)造870的一個(gè)實(shí)施例，所述半橋構(gòu)造870可被包括在具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁耦合通信鏈路由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。應(yīng)理解，圖8B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803與圖8A的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器800具有許多相似之處。例如，圖8B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803包括一個(gè)輸入級(jí)810，所述輸入級(jí)810在半橋構(gòu)造870的輸入端口 820的輸入端子處提供dc電壓至半橋構(gòu)造870。在一個(gè)實(shí)施例中，半橋構(gòu)造870在半橋構(gòu)造870的輸出端口 825的輸出端子處生成高頻脈沖，所述高頻脈沖被耦合以驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803的輸出級(jí)830中的能量傳遞元件。
[0103]此外，半橋構(gòu)造870包括被耦合至輸入端口 820和輸出端口 825的一個(gè)開關(guān)臂。所述開關(guān)臂包括如所示被耦合以驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)830中的能量傳遞元件的一個(gè)高側(cè)開關(guān)Q2877和一個(gè)低側(cè)開關(guān)Q1875。多個(gè)控制電路被耦合以控制所述高側(cè)開關(guān)Q2877和低側(cè)開關(guān)Q1875的開關(guān)。在所示的實(shí)施例中，多個(gè)控制電路中的一個(gè)是高側(cè)控制器875，所述高側(cè)控制器875被耦合以控制高側(cè)開關(guān)Q2877。所述多個(gè)控制電路中的另一個(gè)是低側(cè)控制器871，所述低側(cè)控制器871被耦合以控制低側(cè)開關(guān)Q1875。
[0104]圖8B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803和圖8A的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器800之間的一個(gè)不同之處在于，在圖8B的示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803中，被描繪為具有驅(qū)動(dòng)器872和876的IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)Q1875和Q2877的低側(cè)開關(guān)器件和高側(cè)開關(guān)器件未被包括在低側(cè)控制器和高側(cè)控制器871和875的控制器集成電路封裝件885中。在一個(gè)實(shí)施例中，圖8B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803的構(gòu)造更適于高壓高功率半橋應(yīng)用。在使用IGBT開關(guān)且需要通過開關(guān)的反向電流傳導(dǎo)的應(yīng)用中，例如在所描繪的圖8B的示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803中，開關(guān)Q1875和Q2877應(yīng)當(dāng)包括內(nèi)部或外部反向并聯(lián)二極管，所述內(nèi)部或外部反向并聯(lián)二極管用IGBT Q1875兩端的二極管879和IGBT Q2877兩端的反向并聯(lián)二極管878來描繪。
[0105]在一個(gè)實(shí)施例中，高側(cè)控制器875和低側(cè)控制器871彼此電流隔離。具體地，低側(cè)控制器電源'883以接地參考801為參考，高側(cè)控制器電源Vh889與低側(cè)控制器電源\883隔離，且以半橋中點(diǎn)A823為參考。用于驅(qū)動(dòng)半橋開關(guān)的輸入控制信號(hào)802被耦合至低側(cè)控制器，所述低側(cè)控制器控制高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)。如所描繪的實(shí)施例中示出的，在隔離的高側(cè)控制器875和低側(cè)控制器871之間存在一個(gè)通信鏈路880，一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過該通信鏈路880被傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，隔離的低側(cè)控制器芯片871和高側(cè)控制器芯片875被包括在單個(gè)集成電路封裝件中，其中通信鏈路860被包括在具有磁耦合通信鏈路的集成電路封裝件中，所述磁耦合通信鏈路由集成電路封裝件885的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。在一個(gè)實(shí)施例中，通信鏈路880是電流隔離的低側(cè)控制器芯片871和高側(cè)控制器芯片875的對(duì)應(yīng)的收發(fā)機(jī)電路之間的雙向鏈路。在另一實(shí)施例中，通信鏈路880包括電流隔離的低側(cè)控制器芯片871和高側(cè)控制器芯片875的對(duì)應(yīng)的發(fā)射電路和接收電路之間的多個(gè)單向鏈路。
[0106]在一個(gè)實(shí)施例中，低側(cè)控制器871還被耦合以輸出一個(gè)狀態(tài)信號(hào)804，所述狀態(tài)信號(hào)804在一個(gè)實(shí)施例中可包括故障/狀態(tài)信息，并且可用于在故障狀況的情形中保護(hù)半橋轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)信號(hào)804可包括來自低側(cè)控制器871的關(guān)于開關(guān)Q1873的故障/狀態(tài)信息，以及由低側(cè)控制器871通過通信鏈路880所接收的來自高側(cè)控制器875的關(guān)于開關(guān)Q2877的故障/狀態(tài)彳目息。
[0107]圖8C不出了開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器805的一個(gè)實(shí)施例,該開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器805與圖8B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803具有許多相似之處。具體地，圖SB的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器803的前級(jí)810、輸出級(jí)830、半橋構(gòu)造870和集成電路封裝件885的所有部件也被包括在圖8C的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器805中。在圖SC描繪的實(shí)施例中，自舉電容器還被包括，以通過自舉電容器888為高側(cè)控制器875提供電源電壓VH889，所述電源電壓VH889與低側(cè)控制器電源和低側(cè)接地參考801隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，自舉電容器888從如所示被耦合至低側(cè)控制器電源端子'883的低側(cè)控制器電源882充電。在每一個(gè)開關(guān)循環(huán)中，當(dāng)?shù)蛡?cè)開關(guān)Q1875閉合且高側(cè)開關(guān)Q2877斷開時(shí)，自舉電容器888通過二極管886和電阻器884從相對(duì)于接地參考801的電源882被充電。此外，當(dāng)?shù)蛡?cè)開關(guān)Q1875斷開、高側(cè)開關(guān)Q2877閉合時(shí)，自舉電容器888被耦合以供應(yīng)Vh889至高側(cè)控制器875，高壓被施加至中點(diǎn)A823。
[0108]應(yīng)理解，在另一實(shí)施例中，隔離的電源電壓還可通過來自變壓器的隔離的偏置繞組或供電繞組被提供至高側(cè)控制器。在又一實(shí)施例中，電壓可從高側(cè)開關(guān)的漏極端子被供應(yīng)至高側(cè)控制器。
[0109]圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器900的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器900包括全橋構(gòu)造950的一個(gè)實(shí)施例，所述全橋構(gòu)造950利用四個(gè)雙向磁耦合通信鏈路的一個(gè)實(shí)施例，所述四個(gè)雙向磁耦合通信鏈路由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，全橋構(gòu)造950可被包括在具有磁耦合通信鏈路的多芯片隔離式控制器集成電路封裝件的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁耦合通信鏈路由所述集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。如所示出的，輸入級(jí)910在全橋構(gòu)造950的輸入端口 920的輸入端子處提供dc或低頻電壓至全橋構(gòu)造950。在一個(gè)實(shí)施例中，全橋構(gòu)造950在全橋構(gòu)造950的輸出端口 925的輸出端子處生成高頻脈沖，所述高頻脈沖被耦合以驅(qū)動(dòng)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器900的輸出級(jí)930中的能量傳遞元件。
[0110]在所示出的實(shí)施例中，全橋構(gòu)造950包括被耦合至輸入端口 920和輸出端口 925的第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂。如在所描繪的實(shí)施例中示出的，所述開關(guān)臂中的一個(gè)開關(guān)臂包括耦合至高側(cè)開關(guān)Q2952的低側(cè)開關(guān)Q1951。另一開關(guān)臂包括耦合至高側(cè)開關(guān)Q4954的低側(cè)開關(guān)Q3953。第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂被耦合以響應(yīng)于相應(yīng)的控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)930中的能量傳遞元件，所述相應(yīng)的控制信號(hào)被耦合以接收自多個(gè)控制電路芯片中的相應(yīng)控制電路芯片。在所示的實(shí)施例中，控制電路芯片931被耦合以生成控制信號(hào)915，從而控制低側(cè)開關(guān)Q1951的開關(guān)?？刂齐娐沸酒?32被耦合以生成控制信號(hào)916，從而控制高側(cè)開關(guān)Q2952的開關(guān)?？刂齐娐沸酒?41被耦合以生成控制信號(hào)917，從而控制低側(cè)開關(guān)Q3953的開關(guān)?？刂齐娐沸酒?42被耦合以生成控制信號(hào)918，從而控制高側(cè)開關(guān)Q4954的開關(guān)。
[0111]在該實(shí)施例中，分別從控制電路芯片931和941生成的控制信號(hào)915和917以接地參考901為參考。分別從控制電路芯片932和942生成的控制信號(hào)916和918分別以高側(cè)開關(guān)Q2952和Q4954的源極為參考，或者換句話說，分別以半橋中點(diǎn)A921和B923為參考。
[0112]在圖9A所示的實(shí)施例中，利用集成電路封裝件中的全橋控制器955來實(shí)現(xiàn)全橋構(gòu)造950。在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路封裝件可包括隔離的多個(gè)控制器芯片，所述隔離的多個(gè)控制器芯片用于高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)以及驅(qū)動(dòng)器和開關(guān)器件。
[0113]在圖9A所示的實(shí)施例中，輸入全橋控制器955以及來自全橋控制器955的輸入信號(hào)902和狀態(tài)信號(hào)904對(duì)應(yīng)于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器900的操作參數(shù)和故障/狀態(tài)情況。如圖9A的實(shí)施例中所示出的，一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過通信鏈路933在全橋控制器955的收發(fā)機(jī)電路系統(tǒng)935和控制電路芯片931之間被傳送。一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過通信鏈路934在全橋控制器955的收發(fā)機(jī)電路系統(tǒng)936和控制電路芯片932之間被傳送。一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過通信鏈路943在全橋控制器955的收發(fā)機(jī)電路系統(tǒng)945和控制電路芯片941之間被傳送。一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可通過通信鏈路944在全橋控制器955的收發(fā)機(jī)電路系統(tǒng)946和控制電路芯片942之間被傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，通信鏈路933、934、943和944使用隔離的導(dǎo)電回路的磁耦合來實(shí)現(xiàn)，所述隔離的導(dǎo)電回路使用集成電路封裝件的弓I線框架和鍵合線形成。在一個(gè)實(shí)施例中，通信鏈路933、934、943和944是雙向的。在另一實(shí)施例中，通信鏈路933、934、943和944可包含多個(gè)單向鏈路，從而提供雙向通信。
[0114]圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903包括利用一個(gè)示例磁耦合通信鏈路的全橋構(gòu)造970的另一實(shí)施例，所述示例磁耦合通信鏈路由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成。應(yīng)理解，圖9B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903與圖9A的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器900具有許多相似之處。例如，圖9B的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903包括一個(gè)輸入級(jí)910，所述輸入級(jí)910在全橋構(gòu)造970的輸入端口 920的輸入端子處向全橋構(gòu)造970提供dc或低頻電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，全橋構(gòu)造970在全橋構(gòu)造970的輸出端口 925的輸出端子處生成高頻脈沖，所述高頻脈沖被耦合以驅(qū)動(dòng)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903的輸出級(jí)930中的能量傳遞元件。
[0115]此外，全橋構(gòu)造970包括被耦合至輸入端口 920和輸出端口 925的第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂。如在所描繪的實(shí)施例中示出的，所述開關(guān)臂中的一個(gè)開關(guān)臂包括耦合至高側(cè)開關(guān)Q2952的低側(cè)開關(guān)Q1951。另一開關(guān)臂包括耦合至高側(cè)開關(guān)Q4954的低側(cè)開關(guān)Q3953。第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂被耦合以響應(yīng)于相應(yīng)的控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)930中的能量傳遞元件，所述相應(yīng)的控制信號(hào)被耦合以從全橋構(gòu)造970的微控制器995接收。
[0116]在所描繪的實(shí)施例中，微控制器995被編程有開關(guān)程序以控制全橋構(gòu)造970，從而控制開關(guān)Q1951、Q2952、Q3953和Q4954的開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)入微控制器995和來自微控制器995的輸入開關(guān)信號(hào)902和輸出狀態(tài)信號(hào)904對(duì)應(yīng)于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器903的操作參數(shù)和故障/狀態(tài)情況。在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器995響應(yīng)于輸入信號(hào)902生成控制信號(hào)991、992、993和994。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號(hào)991被傳送通過一個(gè)模塊979，該模塊979輸出一個(gè)被耦合以控制低側(cè)開關(guān)Q1951的開關(guān)的控制信號(hào)955?？刂菩盘?hào)992被傳送通過一個(gè)模塊980,該模塊980輸出一個(gè)被f禹合以控制高側(cè)開關(guān)Q2952的開關(guān)的控制信號(hào)956?？刂菩盘?hào)993被傳送通過一個(gè)模塊989，該模塊989輸出一個(gè)被耦合以控制低側(cè)開關(guān)Q3953的開關(guān)的控制信號(hào)957。控制信號(hào)994被傳送通過一個(gè)模塊990,該模塊990輸出一個(gè)被I禹合以控制高側(cè)開關(guān)Q4954的開關(guān)的控制信號(hào)958。
[0117]在圖9B示出的實(shí)施例中，注意到，各個(gè)模塊979、980、989和990分別包括集成電路封裝件973、974、983和984。在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路封裝件973、974、983和984與上面參考圖2A、圖2B、圖2C和圖2D所描述的集成電路封裝件210和/或集成電路封裝件250大體相似。因此，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，每一個(gè)集成電路封裝件979、974、975和976包括由集成電路封裝件的相應(yīng)的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成的電流隔離的磁耦合導(dǎo)電回路。因此，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，被耦合在每一個(gè)集成電路封裝件979、974、975和976的相對(duì)端部上的收發(fā)機(jī)電路或發(fā)射/接收電路是電流隔離的，但是仍能夠通信。應(yīng)理解，被包括在每一個(gè)模塊979、980、989和990中的每一個(gè)收發(fā)機(jī)電路系統(tǒng)和/或發(fā)射/接收電路系統(tǒng)可以受控開關(guān)的源極端子為參考，而不管微控制器995的接地參考如何。
[0118]在一個(gè)實(shí)施例中，模塊979、980、989和990中的每一個(gè)彼此大體相似，且每一個(gè)都包括相似的部件。舉例而言，參考模塊979的具體實(shí)施例，模塊979的收發(fā)機(jī)電路971和975通過集成電路封裝件973通信，如所示出的。在一個(gè)實(shí)施例中，用于使信號(hào)升壓以驅(qū)動(dòng)低側(cè)開關(guān)Q1951的驅(qū)動(dòng)器977還可被包括在模塊979中。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)單獨(dú)的模塊979、980、989和990的利用良好地適于高額定功率全橋轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。
[0119]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo),模塊979、980、989和990中的每一個(gè)都是一個(gè)集成電路封裝件，所述集成電路封裝件包含用于發(fā)射/接收電路系統(tǒng)的芯片、可選的驅(qū)動(dòng)器，以及由集成電路封裝件的包封部分內(nèi)部的引線框架的隔離導(dǎo)體形成的電流隔離的通信鏈路。
[0120]出于本公開內(nèi)容的目的，集成電路封裝件的“包封部”可被認(rèn)為是圍繞或包圍引線框架的一部分的任何外部主體、殼體或模制體，所述引線框架可包括布置在其中的一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片，以及從集成電路芯片焊區(qū)至引線框架的連接部和集成電路封裝件的引腳。一個(gè)示例包封部可由模制的非鐵絕緣材料、塑料、陶瓷蓋等制成。在一些實(shí)施例中，集成電路封裝件的包封部可以提供或不提供密封來保護(hù)裝在其中的物品免受外部元件的影響。
[0121]出于本公開內(nèi)容的目的，術(shù)語“集成電路封裝件”指的是通常用于集成電路的封裝類型。應(yīng)理解，本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以在封裝件中不具有集成電路，例如在圖2A、圖2B、圖2C和圖2D的實(shí)施例中。
[0122]上文對(duì)本發(fā)明的示例實(shí)施例的描述，包括摘要中描述的內(nèi)容，不意在是窮舉性的或者是對(duì)所公開的確切形式的限制。盡管出于示例目的在本文中描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案和實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明的較寬泛精神和范圍的前提下，多種等同修改是可行的。事實(shí)上，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，具體的示例電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等是出于解釋目的提供的，并且根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在其他實(shí)施方案和實(shí)施例中也可采用其他值。
【權(quán)利要求】
1.一種供用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的集成電路封裝件，包括: 一個(gè)包封部； 一個(gè)引線框架，所述引線框架的一部分被布置在所述包封部?jī)?nèi)，所述引線框架包括第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體具有被大體布置在所述包封部?jī)?nèi)的第一導(dǎo)電回路，其中所述引線框架還包括與所述第一導(dǎo)體電流隔離的第二導(dǎo)體，其中所述第二導(dǎo)體包括被大體布置在所述包封部?jī)?nèi)的第二導(dǎo)電回路，所述第二導(dǎo)電回路靠近所述第一導(dǎo)電回路且磁耦合至所述第一導(dǎo)電回路，以提供所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體之間的通信鏈路； 第一控制芯片，包括被耦合至所述第一導(dǎo)體的第一控制電路；以及 第二控制芯片，包括被耦合至所述第二導(dǎo)體的第二控制電路，其中一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)通過所述通信鏈路在所述第一控制芯片和第二控制芯片之間被傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)開關(guān)電路，所述開關(guān)電路被耦合在電源的輸入和能量傳遞元件的輸入之間，所述能量傳遞元件的輸出被耦合至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出，其中所述第一控制電路被耦合至所述開關(guān)電路，以響應(yīng)于通過所述通信鏈路在所述第一控制芯片和第二控制芯片之間被傳送的所述一個(gè)或多個(gè)控制信 號(hào)來控制所述開關(guān)電路的開關(guān)，從而調(diào)節(jié)從所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)隔離式同步反激式轉(zhuǎn)換器，以及其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器還包括: 第二開關(guān)，被耦合至所述能量傳遞元件的輸出和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出；以及 所述第二控制電路被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述第二控制電路還被耦合至所述第二開關(guān)，以控制所述第二開關(guān)的開關(guān)，從而將能量從所述能量傳遞元件傳遞至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出，其中所述第二控制電路通過所述通信鏈路將所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述第一控制電路，以調(diào)節(jié)從所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)隔離式反激式轉(zhuǎn)換器，以及其中所述第二控制電路被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)響應(yīng)于所述反饋信號(hào)，以及其中所述第二控制電路通過所述通信鏈路將所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述第一控制電路，以調(diào)節(jié)從所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路封裝件，其中所述第二控制電路還被耦合以通過所述第一控制芯片和第二控制芯片之間的所述通信鏈路接收來自所述第一控制電路的AC線路零交叉信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，其中所述第一控制電路是高側(cè)控制電路，以及其中所述第二控制電路被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)響應(yīng)于所述反饋信號(hào)，其中所述第二控制電路被耦合以通過所述通信鏈路將所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述高側(cè)控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)半橋轉(zhuǎn)換器，所述半橋轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)開關(guān)臂，所述開關(guān)臂具有被耦合以驅(qū)動(dòng)所述能量傳遞元件的一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)，其中所述第一控制電路是多個(gè)控制電路中的一個(gè)，其中所述多個(gè)控制電路中的每一個(gè)控制電路都被耦合以控制所述高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)中的相應(yīng)開關(guān)的開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路封裝件，其中一個(gè)狀態(tài)信號(hào)被從所述第一控制電路通過所述通信鏈路傳送至所述多個(gè)控制電路中的另一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)全橋轉(zhuǎn)換器，所述全橋轉(zhuǎn)換器包括第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂，其中所述第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂中的每一個(gè)開關(guān)臂都包括被耦合以驅(qū)動(dòng)所述能量傳遞元件的一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)，其中所述第一控制電路是多個(gè)控制電路中的一個(gè)，其中所述多個(gè)控制電路中的每一個(gè)控制電路被耦合以控制所述高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)中的相應(yīng)開關(guān)的開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成電路封裝件，其中一個(gè)狀態(tài)信號(hào)被從所述控制電路通過所述通信鏈路傳送至一個(gè)全橋控制器電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝件，其中所述第一控制芯片被安裝在所述引線框架的所述第一導(dǎo)體上，其中所述第一控制芯片被耦合至所述第一導(dǎo)電回路且完成所述第一導(dǎo)電回路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路封裝件，還包括第一鍵合線，所述第一鍵合線被耦合至所述第一導(dǎo)體和所述第一控制芯片，其中所述第一鍵合線被包括作為所述第一導(dǎo)電回路的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路封裝件，其中所述第二控制芯片被安裝在所述引線框架的所述第二導(dǎo)體上，其中所述第二控制芯片被耦合至所述第二導(dǎo)電回路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成電路封裝件，還包括第二鍵合線，所述第二鍵合線被耦合至所述第二導(dǎo)體和所述第二控制芯片，其中所述第二鍵合線被包括作為所述第二導(dǎo)電回路的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)包括一個(gè)編碼號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述通信鏈路包括一個(gè)單向通信鏈路。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述通信鏈路包括一個(gè)雙向通信鏈路。
18.—種開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器,包括: 一個(gè)開關(guān)電路，被耦合至能量傳遞元件的輸入和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入；所述能量傳遞元件被耦合在所述開關(guān)電路和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出之間；一個(gè)控制電路，被耦合至所述開關(guān)電路，以控制所述開關(guān)電路的開關(guān)，從而調(diào)節(jié)從所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸 入至所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞； 第一導(dǎo)體，包括被耦合至所述控制電路的第一導(dǎo)電回路，其中所述第一導(dǎo)體被包括在集成電路封裝件的引線框架中；以及 第二導(dǎo)體，被包括在所述集成電路封裝件的所述引線框架中，且與所述第一導(dǎo)體電流隔離，其中所述第二導(dǎo)體包括第二導(dǎo)電回路，所述第二導(dǎo)電回路被布置為靠近所述第一導(dǎo)電回路且被磁耦合至所述第一導(dǎo)電回路，從而提供所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的通信鏈路，其中所述控制電路被耦合以響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)來開關(guān)所述開關(guān)電路，所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)通過所述第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路之間的磁耦合從所述第二導(dǎo)電回路接收。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)隔離式同步反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路是一個(gè)初級(jí)控制電路，以及其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器還包括: 第二開關(guān)，被耦合至所述能量傳遞元件的輸出和所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出；以及 次級(jí)控制電路，被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述次級(jí)控制電路還被耦合至所述第二開關(guān)以控制所述第二開關(guān)的開關(guān)，從而將能量從所述能量傳遞元件傳遞至所述電源的輸出，其中所述次級(jí)控制電路被耦合至所述第二導(dǎo)體，以響應(yīng)于所述反饋信號(hào)通過所述第一導(dǎo)電回路和所述第二導(dǎo)電回路之間的磁耦合將所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述初級(jí)控制電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)隔離式反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路是一個(gè)初級(jí)控制電路，以及其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器還包括一個(gè)次級(jí)控制電路，所述次級(jí)控制電路被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)響應(yīng)于所述反饋信號(hào)，以及其中所述次級(jí)控制電路被耦合至所述第二導(dǎo)體，以通過所述第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路之間的磁耦合將所述一 個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述初級(jí)控制電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述次級(jí)控制電路還被耦合，以通過所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的所述通信鏈路接收來自所述初級(jí)控制電路的零交叉信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路是一個(gè)高側(cè)控制電路，以及其中所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器還包括第二控制電路，所述第二控制電路被耦合以接收代表所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸出的一個(gè)反饋信號(hào)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)響應(yīng)于所述反饋信號(hào)，其中所述第二控制電路被耦合至所述第二導(dǎo)體，以通過所述第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路之間的磁耦合將所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)傳輸至所述高側(cè)控制電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)電路包括一個(gè)半橋轉(zhuǎn)換器，所述半橋轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)開關(guān)臂，所述開關(guān)臂具有一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)，所述高側(cè)開關(guān)和所述低側(cè)開關(guān)被耦合以驅(qū)動(dòng)所述能量傳遞元件，其中所述控制電路是多個(gè)控制電路中的一個(gè)，其中所述多個(gè)控制電路中的每一個(gè)控制電路都被耦合以控制所述高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)中的相應(yīng)開關(guān)的開關(guān)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中一個(gè)狀態(tài)信號(hào)被從所述控制電路通過所述通信鏈路傳送至所述多個(gè)控制電路中的另一個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述開關(guān)電路包括一個(gè)全橋構(gòu)造，所述全橋構(gòu)造包括第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂，其中所述第一開關(guān)臂和第二開關(guān)臂中的每一個(gè)開關(guān)臂都包括被耦合以驅(qū)動(dòng)所述能量傳遞元件的一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)，其中所述控制電路是多個(gè)控制電路中的一個(gè)，其中所述多個(gè)控制電路中的每一個(gè)控制電路都被耦合以控制所述高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)中的相應(yīng)開關(guān)的開關(guān)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中一個(gè)狀態(tài)信號(hào)被從所述控制電路通過所述通信鏈路傳送至一個(gè)全橋控制器電路。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路被包括在安裝在引線框架的所述第一導(dǎo)體上的第一集成電路芯片中，其中所述第一集成電路芯片將所述第一導(dǎo)電回路的多個(gè)部分耦合在一起。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，還包括第一鍵合線，所述第一鍵合線被耦合至所述第一導(dǎo)體和所述第一集成電路芯片，其中所述第一鍵合線被包括作為所述第一導(dǎo)電回路的一部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，還包括第二集成電路芯片，所述第二集成電路芯片與所述第一集成電路芯片隔離并且被安裝在所述引線框架的所述第二導(dǎo)體上，其中所述第二集成電路芯片將所述第二導(dǎo)電回路的多個(gè)部分耦合在一起。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，還包括第二鍵合線，所述第二鍵合線被耦合至所述第二導(dǎo)體和所述第二集成電路芯片，其中所述第二鍵合線被包括作為所述第二導(dǎo)電回路的一部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求 18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第一導(dǎo)電回路和第二導(dǎo)電回路被耦合至所述集成電路封裝件的相應(yīng)的外部引腳焊區(qū)。
32.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)包括一個(gè)編碼信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述通信鏈路包括一個(gè)單向通信鏈路。
34.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述通信鏈路包括一個(gè)雙向通信鏈路。
【文檔編號(hào)】H01L23/495GK103944360SQ201310565706
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】B·巴拉克里什南, D·M·H·馬修斯 申請(qǐng)人:電力集成公司