变压器、驱动模块及驱动方法
【专利摘要】本发明提供了一种驱动模块，包括变压器和至少一个驱动器。该变压器包括：初级侧和次级侧，该初级侧包括第一输入端、第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端，其中，该中心端是该初级侧的中心抽头。驱动器耦接至第二预设电压，用于接收至少一个输入信号，以提供从该第一输入端流至该中心端的第一输入电流和从该第二输入端流至该中心端的第二输入电流。初级侧基于该第一输入电流和该第二输入电流产生输入电压，基于该输入电压次级侧产生输出电压。第二预设电压高于第一预设电压。相应地，本发明还提供了一种驱动方法和变压器。采用本发明，可以减少噪声。
【专利说明】
变压器、驱动模块及驱动方法
技术领域
[0001]本发明涉及驱动模块及驱动方法，更特别地，涉及具有低噪声、高可靠性和可满足不同要求的驱动模块及驱动方法。
【背景技术】
[0002]通常，驱动模块被应用于提供一期望的驱动电压。图1是说明现有技术的驱动模块100的电路图。如图1所示，驱动模块100包括变压器(transformer) 101和驱动器(driver) D_1、D_2。变压器 101 包括初级侧(primary side)S_p 和次级侧(secondary side)S_So初级侧S_p包括输入端T_inl、T_in2和中心端T_c。该中心端T_c是初级侧S_p的中心抽头(center tap)，且该中心端T_c f禹接至供给电压Vcc。
[0003]驱动器D_l、D_2耦接至地电压，该地电压低于供给电压Vcc。另外，驱动器D_l、D_2从中心端T_c汲取电流1_1、1_2。通过这种方式，基于电流1_1、1_2可以通过初级侧S_p产生输入电压V_in。然后，次级侧S_s基于该输入电压V_in产生输出电压V_out。“输入电压V_in与输出电压V_out”的比例取决于“初级侧S_p的线圈数量与次级侧S_s的线圈数量”的比例。本领域技术人员熟知关于该初级侧S_p和该次级侧S_s之操作的其它细节，因此，为了简洁起见，此处不再赘述。
[0004]次级侧S_s包括输出端T_ol、T_o2，该输出端可以耦接至任意的电子装置，以给该电子装置提供输出电压V_out。
[0005]然而，由于中心端T_c耦接至供给电压Vcc，因此，来自于源(用于提供该供给电压Vcc)的噪声会影响输入电压V_in，从而影响到输出电压V_out。
[0006]因此，需要一种新的驱动模块和新的驱动方法来解决上述问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种变压器、驱动模块及驱动方法，以解决上述问题。
[0008]本发明的一实施例提供一种驱动模块，该驱动模块包括变压器和至少一个驱动器。该变压器包括初级侧和次级侧，该初级侧包括第一输入端、第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端，其中，该中心端是该初级侧的中心抽头。该至少一个驱动器耦接至第二预设电压，用于接收至少一个输入信号，以提供从该第一输入端流至该中心端的第一输入电流和从该第二输入端流至该中心端的第二输入电流。该初级侧基于该第一输入电流和该第二输入电流产生输入电压，其中，基于该输入电压该次级侧产生输出电压。该第二预设电压高于该第一预设电压。
[0009]本发明的另一实施例提供一种驱动方法，该驱动方法被应用至驱动模块中，该驱动模块包括具有初级侧和次级侧的变压器。该初级侧包括第一输入端、第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端。该中心端是该初级侧的中心抽头。该驱动方法包括:基于第二预设电压提供从该第一输入端流至该中心端的第一输入电流；基于该第二预设电压提供从该第二输入端流至该中心端的第二输入电流，其中，该第二预设电压高于该第一预设电压；基于该第一输入电流和该第二输入电流应用该初级侧来产生输入电压；以及基于该输入电压应用该次级侧来产生输出电压。
[0010]本发明的另一实施例提供一种变压器，该变压器包括初级侧，该初级侧包括:用于接收第一输入电流的第一输入端、用于接收第二输入电流的第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端；其中，该第一输入电流和该第二输入电流是根据高于该第一预设电压的第二预设电压产生的；其中，该中心端是该初级侧的中心抽头。
[0011]采用本发明，初级侧与第一预设电压直接耦接，而并没有直接耦接至第二预设电压，该第二预设电压高于第一预设电压，从而可以有效减少噪声，提高可靠性。
【附图说明】
[0012]图1是说明现有技术的驱动模块100的电路图；
[0013]图2是根据本发明一实施例说明驱动模块的电路图；
[0014]图3是图2所示驱动模块的一典型结构的电路图；
[0015]图4是根据本发明另一实施例说明驱动模块400的电路图；
[0016]图5是根据本发明一实施例说明驱动方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下描述为本发明实施的较佳实施例。以下实施例仅用来例举阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及以下权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
[0018]图2是根据本发明一实施例说明驱动模块的电路图。如图2所示，驱动模块200包括变压器(transformer) 201和驱动器(driver) D_1、D_2。变压器201包括初级侧(primaryside)S_p和次级侧(secondary side) S_sD应当注意的是，可以将驱动器D_l、D_2集成在单驱动器中(换句话说，驱动器的数量可以是I个)，或可以将驱动器D_1、D_2分为两个以上的驱动器(换句话说，驱动器的数量可以是两个以上)。初级侧S_p包括第一输入端T_in1、第二输入端T_in2和中心端(center terminal) T_c。该中心端了^幸禹接至第一预设电压(本实施例中以地电压为例)。中心端T_c是初级侧S_p的中心抽头。驱动器D_1、D_2耦接至第二预设电压(本实施例中以供给电压Vcc为例，其中，供给电压Vcc高于地电压)，用于接收至少一个输入信号(本实施例中以两个输入信号INS_1、INS_2为例)，以提供第一输入电流I_inl至中心端T_c，以及提供第二输入电流I_in2至该中心端T_c。第一输入电流I_inl从第一输入端T_inl流至中心端T_c，以及第二输入电流I_in2从第二输入端T_in2流至中心端T_c。另外，应当注意的是，第二预设电压(本实施例中的Vcc)高于第一预设电压(本实施例中的地电压)。初级侧S_p基于第一输入电流I_inl和第二输入电流T_in2产生输入电压V_in。次级侧S_s基于输入电压V_in产生输出电压V_out。第一输入电流I_inl和第二输入电流T_in2的值取决于输入信号INS_1、INS_2。
[0019]在图1所示驱动模块的结构中，驱动器0_1和0_2应用N沟道金属氧化物半导体场效应管(N-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, NM0SFET)来汲取电流1_1、1_2。然而，NM0SFET的可靠性低，因此导致驱动器0_1、0_2的可靠性低。本发明实施例与现有技术的驱动模块相比，由于初级侧S_p不是直接耦接至供给电压Vcc，因此可以抑制本发明实施例提供的驱动模块的噪声。另外，由于图2所示结构中的驱动器D_l、D_2可以应用P沟道金属氧化物半导体(P-channel metal-oxide-semiconductor, PM0S)或P沟道场效应晶体管(P-channel Field-Effect Transistor, PFET)来产生第一输入电流I_inl和第二输入电流T_in2，因此可以提高驱动器D_l、D_2的可靠性。
[0020]应当理解的是，本发明实施例提供的驱动模块的次级侧S_s并不受限于图2所示的结构。另外，变压器201并不受限于被应用至图2所示的驱动器中。
[0021]图3是图2所示驱动模块的一典型结构的电路图。如图3所示，驱动器D_1包括放大器(amplifier)A_l和PMOS P_1 ;驱动器D_2包括放大器A_2和PMOS P_2。在本示例中，放大器六_1接收输入信号INS_1，且对该输入信号INS_1进行放大以控制PMOS P_l。类似地，放大器A_2接收输入信号INS_2，且对该输入信号INS_2进行放大以控制PMOS P_2。应当理解的是，驱动器0_1、0_2的结构并不受限于图3所示的结构。应当注意的是，PMOS可以被其它类型的P型晶体管(如PFET)取代。
[0022]此外，在一实施例中，可以将本发明提供的驱动模块应用至使用以太网的电子装置中。相应地，包括但不限于，次级侧S_s的输出端T_ol、_o2耦接至电缆(cable)。
[0023]通常，由于电子装置可能遵循不同的标准、驱动不同长度的电缆或其它可能的原因，电子装置需要不同的操作模式。在图1所示的驱动模块中，若将该驱动模块100应用至具有不同的操作模式但供给电压固定的电子装置中，则若该电子装置需要的信号幅度(如该输出电压V_out)低于供给电压Vcc，将造成电量浪费；以及若该电子装置需要的信号幅度高于供给电压Vcc，该电子装置可能不会平稳操作。
[0024]图4是根据本发明另一实施例说明驱动模块400的电路图。与图2所示实施例相比，图4中的驱动模块400还包括直流-直流转换器(DC-to-DC converter) 401，直流-直流转换器401耦接在第二预设电压(本实施例中的Vcc)和驱动器0_1、0_2之间。直流-直流转换器401可以根据期望的信号电压幅度(如输出电压V_out)来提供不同的供给电压，以便“直流-直流转换器的输出电压”略大于期望的电压幅度。也就是说，直流-直流转换器可以根据输出电压V_out的摆幅对供给电压Vcc进行转换。
[0025]鉴于上述描述，可以根据不同的标准(如不同的输出信号摆幅)来调整直流-直流转换器的输出电压。因此，可以最小化直流-直流转换器的输出电压，以使得由直流-直流转换器的输出电压引起的电量损耗也最小化。
[0026]此外，可以控制输出电压V_out的摆幅来满足不同的要求。在一实施例中，可以将本发明提供的驱动模块应用至使用以太网的电子装置中，以及输出电压V_out的摆幅满足10G Base-T标准。此外，在另一实施例中，可以将本发明提供的驱动模块应用至使用以太网的电子装置中，以及输出电压V_out的摆幅满足100Base-T标准。其中，1G Base-T标准和100Base-T标准是以太网的技术标准，以非屏蔽双绞线为传输介质，1G表示传输速率为lOGbps，1000表示传输速率为1000Mbps，Base表示基带信号，T表示非屏蔽双绞线。
[0027]直流-直流转换器401可以被能够提供与直流-直流转换器401相同的功能的其它装置所取代。因此，可以将直流-直流转换器看作一电压转换电路(voltage convertingcircuit)，值得说明的是，该电压转换电路包括但不限于直流-直流转换器。
[0028]鉴于上述实施例，可以获得一驱动方法，该驱动方法被应用至驱动模块中，该驱动模块包括变压器，该变压器包括初级侧(如图2中的S_p)和次级侧(如图2中的S_s)。该初级侧包括第一输入端(如图2中的T_inl)、第二输入端(如图2中的T_in2)和耦接至第一预设电压的中心端(如图2中的T_c)，该中心端是该初级侧的中心抽头。该驱动方法包括图5所示的步骤，图5是根据本发明一实施例说明驱动方法的流程图。
[0029]步骤501:
[0030]基于第二预设电压提供从该第一输入端流至该中心端的第一输入电流(如图2中的I」nl)。
[0031]步骤503:
[0032]基于该第二预设电压提供从该第二输入端流至该中心端的第二输入电流(如图2中的I_in2)，其中，该第二预设电压高于该第一预设电压。
[0033]步骤505:
[0034]基于该第一输入电流和该第二输入电流应用初级侧来产生输入电压(如图2中的V_in)ο
[0035]步骤507:
[0036]基于该输入电压应用次级侧来产生输出电压(如V_out)。
[0037]由于可以基于上述实施例获得该驱动方法的其它详细步骤，因此，为了简洁起见，此处不再赘述。
[0038]鉴于上述实施例，由于初级侧不是直接耦接至供给电压，因此本发明实施例提供的驱动模块和驱动方法可以减少噪声，提高稳定性；以及由于驱动器可以应用PMOS或PFET，因此本发明实施例提供的驱动模块和驱动方法可以提高可靠性。此外，由于可以最小化驱动器的操作电压，因此本发明实施例提供的驱动模块和驱动方法可以抑制电量损耗，从而电流损耗低。
[0039]在不脱离本发明的精神以及范围内，本发明可以其它特定格式呈现。所描述的实施例在所有方面仅用于说明的目的而并非用于限制本发明。本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。本领域技术人员皆在不脱离本发明之精神以及范围内做些许更动与润饰。
【主权项】
1.一种驱动模块，其特征在于，包括:变压器和至少一个驱动器； 所述变压器包括:初级侧和次级侧，所述初级侧包括第一输入端、第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端，其中，所述中心端是所述初级侧的中心抽头； 所述至少一个驱动器，耦接至第二预设电压，用于接收至少一个输入信号，以根据所述输入信号提供从所述第一输入端流至所述中心端的第一输入电流和从所述第二输入端流至所述中心端的第二输入电流； 其中，所述初级侧基于所述第一输入电流和所述第二输入电流产生输入电压；基于所述输入电压所述次级侧产生输出电压； 其中，所述第二预设电压高于所述第一预设电压。2.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述第一预设电压为地电压。3.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述至少一个驱动器包括至少一个P型晶体管，以提供所述第一输入电流和所述第二输入电流。4.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述P型晶体管为PMOS或PFET。5.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述驱动模块还包括: 电压转换电路，所述电压转换电路耦接在所述第二预设电压和所述至少一个驱动器之间，用于根据所述输出电压的摆幅对所述第二预设电压进行转换。6.如权利要求4所述的驱动模块，其特征在于，所述电压转换电路包括直流-直流转换器。7.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述输出电压的摆幅满足1GBase-T标准或100Base-T标准。8.一种驱动方法，所述驱动方法应用至驱动模块中，所述驱动模块包括具有初级侧和次级侧的变压器，其中，所述初级侧包括第一输入端、第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端，所述中心端是所述初级侧的中心抽头；其特征在于，所述驱动方法包括: 基于第二预设电压提供从所述第一输入端流至所述中心端的第一输入电流； 基于所述第二预设电压提供从所述第二输入端流至所述中心端的第二输入电流，其中，所述第二预设电压高于所述第一预设电压； 基于所述第一输入电流和所述第二输入电流应用所述初级侧来产生输入电压；以及 基于所述输入电压应用所述次级侧来产生输出电压。9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述第一预设电压是地电压。10.如权利要求8或9所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括: 根据所述输出电压的摆幅对所述第二预设电压进行转换； 基于第二预设电压提供从所述第一输入端流至所述中心端的第一输入电流以及基于所述第二预设电压提供从所述第二输入端流至所述中心端的第二输入电流的步骤包括:基于转换后的第二预设电压提供所述第一输入电流和所述第二输入电流。11.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述输出电压的摆幅满足1GBase-T标准或100Base-T标准。12.一种变压器，其特征在于，包括:初级侧， 所述初级侧包括:用于接收第一输入电流的第一输入端、用于接收第二输入电流的第二输入端和耦接至第一预设电压的中心端； 其中，所述第一输入电流和所述第二输入电流是根据第二预设电压产生的，所述第二预设电压高于所述第一预设电压； 所述中心〗而是所述初级侧的中心抽头。13.如权利要求12所述的变压器，其特征在于，所述第一预设电压是地电压。
【文档编号】H01F27/28GK106059417SQ201510859587
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】侯钧豑
【申请人】联发科技股份有限公司