二极管导通传感器制造技术

用于被配置用于耦合到切换元件的体二极管导通传感器的方法和装置。在实施例中，传感器包括耦合到电压源的第一和第二分压器网络；以及二极管，耦合到切换元件和第一分压器网络，其中，二极管在对应于切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压。差分输出电压可以耦合到第一和第二分压器网络，其中输出信号对应于切换元件的体二极管导通的时间。

Diode on Sensor

A method and device for configuring a body diode conduction sensor coupled to a switching element. In an implementation, the sensor includes a first and second voltage divider network coupled to a voltage source; and a diode coupled to a switching element and a first voltage divider network, where the diode is turned on at the time of the body diode corresponding to the switching element, thereby reducing the DC average voltage at the output node of the first voltage divider network. The differential output voltage can be coupled to the first and second divider networks, where the output signal corresponds to the time when the body diode of the switching element is turned on.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二极管导通传感器相关申请的交叉引用本申请要求享有于2016年6月30日提交的题为“ConductionSensor”的美国临时专利申请No.62/356,817的权益，该申请通过引用的方式并入本文。
技术介绍
存在可以基于操作特性在各种应用中使用的各种类型的放大器/转换器。例如，E类放大器具有某些优点和缺点。E类放大器的一个缺点是在较高频率下工作并且驱动过大的感性负载阻抗可能导致体二极管导通损耗。为了在E类放大器驱动变化的感性阻抗时降低体二极管导通损耗，可以改变驱动E类放大器的开关的占空比，以便控制切换波形并实现零电压切换。用于E类放大器的传统反馈机制监视E类放大器的输入功率并调整占空比以增加或减少传递到E类放大器的功率。然而，如果没有完美的输出功率调节，功率耗散和输入功率可能没有直接关系，使得仅基于输入功率的占空比调整就耗散功率和放大器效率而言可能不具有期望效果。
技术实现思路
电力传输系统可以依赖于诸如整流器、AC(交流)到DC(直流)转换器、阻抗匹配电路和其他电力电子设备的电子电路来调节、监视、维持和/或修改用于向电子设备供电的电压和/或电流的特性。电力电子设备可以为具有动态阻抗特性的负载提供电力。在一些应用中，例如无线电力传输，无线电力装置的负载阻抗可以动态地变化。在这样的应用中，例如，可以使用诸如谐振器线圈的负载与装置的电源之间的阻抗匹配来减轻不必要的能量损失和过多的热量。可以理解，阻抗匹配网络可用于变换与反射负载阻抗串联的线圈阻抗。加载放大器的阻抗匹配网络的输入阻抗可以具有尽可能最高的量值，同时保持放大器的感应无功电流尽可能最小，以在给定的占空比下实现零电压切换。线圈阻抗和反射负载阻抗的变化可以改变阻抗匹配网络的输入阻抗。这改变了进入阻抗匹配网络的感应无功电流的大小，这导致在周期内的不同时间发生跨切换元件的零电压转换。对于阻抗匹配网络的给定输入阻抗，可以增加或减小切换元件的占空比以在与零电压转换相同的时间或接近相同的时间接通切换元件。这确保了对于给定输入阻抗的最小体二极管导通和硬切换。另外，例如，通过高谐振无线能量传输来传输和/或接收电力的电力传输系统还可以配置或修改阻抗匹配网络以维持有效的电力传输。因此，在一些情况下，为了实现有效的电力传输，提供了动态阻抗匹配网络。在实施例中，无线电力传输系统可以包括反馈机构，该反馈机构具有用于放大器的切换元件的体二极管导通传感器，其可以实现切换元件的占空比调整以促进有效操作。在实施例中，反馈机构可以包括二极管导通传感器，以向诸如微处理器的控制器提供反馈，以控制放大器切换元件的内部二极管传导电流的时间量。例如，反馈可以使微控制器能够尝试最小化功率切换元件的二极管导通所花费的时间，以减少开关中的功率损耗并提高效率。例如，对于-60j欧姆的无源阻抗偏移，说明性的体导通传感器可以在FET上节省3.5W的功率。如果没有由体二极管导通传感器实现的这种功率降低，则放大器FET在没有占空比调整的情况下可能过热。在实施例中，微控制器可以调整放大器/转换器的占空比以实现期望的波形和切换特性。在实施例中，二极管导通传感器包括被配置为以相对低的成本实现相对低的插入损耗的部件。二极管导通传感器的说明性实施例与许多类型的切换方案兼容，以便确定功率器件何时通过其体二极管导通。虽然结合E类放大器示出和描述，但是应该理解，实施例通常可以适用于各种类型的放大器和同步整流。在一个方面，一种系统包括：体二极管导通传感器，被配置用于耦合到切换元件，该传感器包括：耦合到电压源的第一和第二分压器网络；二极管，耦合到切换元件和第一分压器网络，其中，二极管在对应于切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及用于差分输出电压的输出端，耦合到第一和第二分压器网络，该输出端具有对应于切换元件的体二极管导通的时间的输出信号。系统还可以包括以下特征中的一个或多个：分流电容器，耦合在切换元件两端，基于切换元件的体二极管导通来调整切换元件的占空比，切换元件形成E类放大器的一部分，传感器包括用于将无线电力传输到电力接收器的电力发送器的一部分，电力发送器包括谐振无线电力发送器，和/或电力发送器包括由切换元件驱动的阻抗匹配网络。在另一方面，一种方法包括：通过以下方式提供被配置用于耦合到切换元件的体二极管导通传感器：将第一和第二分压器网络耦合到电压源；将二极管耦合到切换元件和第一分压器网络，其中，二极管在对应于切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及将差分输出电压的输出端耦合到第一和第二分压器网络，该输出端具有对应于切换元件的体二极管导通的时间的输出信号。一种方法还可以包括以下特征中的一个或多个：在切换元件两端耦合分流电容器，基于切换元件的体二极管导通调整切换元件的占空比，切换元件形成E类放大器的一部分，传感器包括用于将无线电力传输到电力接收器的电力发送器的一部分，电力发送器包括谐振无线电力发送器，和/或电力发送器包括由切换元件驱动的阻抗匹配网络。在另一方面，一种体二极管导通传感器包括：用于分压的分压器装置，耦合到电压源；二极管，耦合到切换装置和分压器装置，其中，二极管在对应于切换装置的体二极管导通的时间是导通的，从而降低第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及差分输出电压装置，耦合到分压器装置，差分输出电压装置具有对应于切换元件的体二极管导通的时间的输出信号。体二极管导通传感器还可包括以下特征中的一个或多个：分流元件，耦合在切换装置两端，基于切换装置的体二极管导通来调整切换装置的占空比，切换装置形成E类放大器的一部分，传感器包括用于将无线电力传输到电力接收器的电力发送器的一部分，和/或电力发送器包括谐振无线电力发送器。附图说明从以下附图说明中可以更全面地理解本专利技术的前述特征以及本专利技术本身，其中：图1是具有体二极管导通传感器的无线能量传输系统的示意图；图2是包括具有反馈的说明性阻抗匹配网络(IMN)的无线能量传输系统的示意性电路表示；图3是电力接收器和电力发送器的示意图；图4A是耦合到二极管导通传感器的放大器的电路图，该二极管导通传感器可以向处理器提供反馈以实现占空比调整；图4B是在具有体二极管导通传感器的放大器中具有多个有源开关的示例性实施方式的电路图；图5是示例性体二极管导通传感器的电路图；图6A是体二极管导通传感器在变化的体二极管导通时间上生成的信号的波形图；图6B是放大器在耦合到体二极管导通传感器的变化的负载阻抗上生成的信号的波形图；图6C示出了来自体二极管导通传感器的差分电压相对体二极管导通占空比的示例性图形表示；图7是示出来自体二极管导通传感器的信息的示例性处理的流程图；以及图8示出了可以执行本文描述的处理的至少一部分的说明性计算机的示意图。具体实施方式本公开内容提供了用于无线电力传输系统的实施例，该无线电力传输系统具有用于切换元件的体二极管导通传感器，其提供反馈机构以实现占空比调整以便促进有效电路操作。在实施例中，例如，放置在电力发送器附近或上的接收器可以改变源谐振器的阻抗以及激励谐振器的切换装置的影响特性，例如功率耗散。在说明性实施例中，E类放大器驱动源的阻抗匹配网络。在实施例中，阻抗网络被设计用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：被配置用于耦合到切换元件的体二极管导通传感器，所述传感器包括：耦合到电压源的第一分压器网络和第二分压器网络；二极管，其耦合到所述切换元件和所述第一分压器网络，其中，所述二极管在对应于所述切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低所述第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及用于差分输出电压的输出端，其耦合到所述第一分压器网络和所述第二分压器网络，所述输出端具有对应于所述切换元件的体二极管导通的时间的输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 US 62/356,8171.一种系统，包括：被配置用于耦合到切换元件的体二极管导通传感器，所述传感器包括：耦合到电压源的第一分压器网络和第二分压器网络；二极管，其耦合到所述切换元件和所述第一分压器网络，其中，所述二极管在对应于所述切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低所述第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及用于差分输出电压的输出端，其耦合到所述第一分压器网络和所述第二分压器网络，所述输出端具有对应于所述切换元件的体二极管导通的时间的输出信号。2.根据权利要求1所述的系统，还包括耦合在所述切换元件两端的分流电容器。3.根据权利要求1所述的系统，其中，基于所述切换元件的体二极管导通来调整所述切换元件的占空比。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述切换元件形成E类放大器的一部分。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器包括用于将无线电力传输到电力接收器的电力发送器的一部分。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述电力发送器包括谐振无线电力发送器。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电力发送器包括由所述切换元件驱动的阻抗匹配网络。8.一种方法，包括：通过以下方式提供被配置用于耦合到切换元件的体二极管导通传感器：将第一分压器网络和第二分压器网络耦合到电压源；将二极管耦合到所述切换元件和所述第一分压器网络，其中，所述二极管在对应于所述切换元件的体二极管导通的时间是导通的，从而降低所述第一分压器网络的输出节点处的DC平均电压；以及将差分输出电压的输出端耦合到所述第一分压器网络和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·布朗森，C·J·罗克福德，
申请(专利权)人：韦特里西提公司，
类型：发明
国别省市：美国,US