中文引用格式： 刘甲俊，李飞. 一种基于片上变压器隔离的高CMTI编解码电路[J]. 电子技术应用，2025，51(11)：65-70.
英文引用格式： Liu Jiajun，Li Fei. A high CMTI codec circuit based on on-chio transformer isolation[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(11)：65-70.
引言
随着半导体技术和汽车电子的高速发展，隔离驱动芯片已广泛应用在工业控制与自动化领域、通信领域和航空航天等高可靠性应用中[1-5]。其中隔离驱动芯片所驱动的硅基功率器件是应用最广泛的功率器件，但是其性能已经无法进行突破。随着第三代宽禁带半导体材料的发展，GaN和SiC等新型功率开关管较于硅基功率器件具有更小的寄生电容、更快的开关速度和更高的效率，已有替代传统硅基功率器件的趋势。为了充分利用GaN和SiC功率管能提供的高开关频率，隔离驱动芯片必须提高其控制信号的频率，但是频率的增加会导致开关点产生较高的dV/dt和dI/dt，CMTI是隔离驱动的关键性能指标，其决定了芯片的最高工作频率，为了实现更高的开关速度，必须对CMTI的影响因素进行研究，并设计一种高CMTI的编解码电路。
文献[6-7]采用变压器隔离方案，改善了光耦隔离电流不稳定的传输率和非线性传输，提高了CMTI，但是其编解码方案为脉冲调制，将信号的上升沿和下降沿分别编码为双脉冲和单脉冲，抗干扰能力差，CMTI上限较低，无法满足高开关频率的CMTI要求。文献[8]将上升沿和下降沿分别编码为正负单脉冲，并利用吉赫兹频段谐波的发射器和一个可以检测吉赫兹频段脉冲的接收器，减小变压器面积的同时提升了CMTI，但是CMTI只有35 kV/μs。为解决脉冲调制CMTI上限较低的问题，文献[9]采用OOK的编解码架构，编码电路采用混频器将输入信号和高频载波信号组合一起，为提高CMTI，并采用一种具有源零负载的高性能前置放大器，这种OOK架构振荡器和编码电路分开，并且解码电路结构复杂，面积较大。文献[10]设计一种OOK编解码结构，编码电路由振荡器和混频器组成，采用振荡器和编码电路分离的结构，解码电路由前置放大器、包络检波器和高通滤波器组成，这种结构提高了CMTI，但是消耗了功耗和面积。
针对上述问题，本文基于片上变压器隔离传输的架构，设计一种高CMTI的编解码电路，为了提升CMTI，编解码电路采用开关键控架构，编码电路将信号的高电平编码为差分的振荡信号，并设计共模点提升电路提升衰减后的振荡幅度。为了减小电路的面积和功耗，编码电路采用负跨导振荡器结构，解码电路采用一个比较器就可以将输入信号还原。
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作者信息：
刘甲俊，李飞
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 204135）
