具有集成的光学触发开关的动态可寻址高压光学互感器制造技术

一种光学互感器包括：多个光发射器；多个光伏电池，该多个光伏电池被定位成接收来自该多个光发射器中的至少第一子集的光，该多个光伏电池至少包括第一光伏电池和第二光伏电池；以及一个或多个光学触发开关，该一个或多个光学触发开关被定位成接收来自多个光发射器中的至少第二子集的光，该一个或多个光学触发开关至少包括第一光学触发开关，该第一光学触发开关电耦接到第一光伏电池和第二光伏电池。还描述了操作该光学互感器的方法。描述了操作该光学互感器的方法。描述了操作该光学互感器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成的光学触发开关的动态可寻址高压光学互感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及于2019年9月16日提交的第62/900,672号美国临时申请、于2020年1月24日提交的第16/594,346号美国专利申请、以及于2020年1月29日提交的第16/775,607号美国专利申请，这些申请中的所有申请的全部内容均通过引用并入本文。


[0003]本申请总体上涉及互感器，并且更具体地涉及具有光学部件的互感器。

技术介绍

[0004]互感器是通常用于电力传输和电压转换(例如，根据低电压输入提供高电压输出)的电气设备。然而，这种常规互感器庞大且笨重，并且常规互感器的尺寸和重量已经限制了其应用，特别是在便携式电子设备中的应用。

技术实现思路

[0005]因此，需要紧凑和轻量化的互感器。如下所述，本文中所描述的光学互感器是紧凑且轻量化的。这种光学互感器可以用于电压转换。
[0006]常规高压互感器通常通过对输出的电压和电流进行优化来定制用于特定应用。然而，对于不同的负载条件动态地对高压互感器进行重新配置的能力是合乎需要的，因为这种可重新配置性提高了高压互感器的效率，并扩展了可使用高压互感器的应用。本文中所描述的数个特征使得能够对光学互感器进行动态重新配置。
[0007]根据一些实施例，一种光学互感器包括：多个光发射器；多个光伏电池，该多个光伏电池被定位成接收来自该多个光发射器中的至少第一子集的光，该多个光伏电池至少包括第一光伏电池和第二光伏电池；以及一个或多个光学触发开关，该一个或多个光学触发开关被定位成接收来自多个光发射器中的至少第二子集的光，该一个或多个光学触发开关至少包括第一光学触发开关，该第一光学触发开关电耦接到第一光伏电池和第二光伏电池。
[0008]在一些实施例中，当第一光学触发开关处于第一照明状态时，第一光学触发开关将第一光伏电池与第二光伏电池电耦接，并且当第一光学触发开关处于与第一照明状态不同的第二照明状态时，第一光学触发开关停止将第一光伏电池与第二光伏电池电耦接。
[0009]在一些实施例中，当第一光学触发开关处于第一照明状态时，第一光学触发开关将第一光伏电池与第二光伏电池串联电耦接。
[0010]在一些实施例中，当第一光学触发开关处于第一照明状态时，第一光学触发开关将第一光伏电池与第二光伏电池并联电耦接。
[0011]在一些实施例中，该一个或多个光学触发开关包括第二光学开关和漏极沟道，该第二光学开关电耦接到多个光伏电池中的一个光伏电池。
[0012]在一些实施例中，该一个或多个光学触发开关包括第三光学开关和存储电容器，
该第三光学开关电耦接到多个光伏电池中的一个光伏电池。
[0013]在一些实施例中，该一个或多个光学触发开关包括反极性电路。
[0014]在一些实施例中，该反极性电路具有第一输入通道和第二输入通道、第一输出通道和第二输出通道、以及至少四个光学触发开关，该至少四个光学触发开关包括电耦接到第一输入通道和第一输出通道的光学触发开关、电耦接到第一输入通道和第二输出通道的光学触发开关、电耦接到第二输入通道和第一输出通道的光学触发开关、以及电耦接到第二输入通道和第二输出通道的光学触发开关。
[0015]在一些实施例中，多个光学触发开关中的至少一个光学触发开关由光电导材料制成，该光电导材料选自：半绝缘砷化镓、低温生长砷化镓、质子注入砷化镓、掺铬砷化镓、非晶硅、蓝宝石上硅、磷化铟、磷化镓、氮化镓、或它们的组合。
[0016]在一些实施例中，多个光学触发开关中的至少一个光学触发开关是光伏电池。
[0017]在一些实施例中，多个光学触发开关中的至少一个光学触发开关包括定位在光电导材料上的多个电极，这些电极彼此分开。
[0018]在一些实施例中，多个光学触发开关中的至少一个光学触发开关包括由光电导材料隔开的多个电极。
[0019]在一些实施例中，多个光发射器是可单独激活的。
[0020]在一些实施例中，多个光发射器中的一光发射器包括发光二极管或激光器。
[0021]在一些实施例中，光学互感器还包括光学透明电隔离层，该光学透明电隔离层位于多个光发射器与多个光伏电池之间。
[0022]在一些实施例中，光学互感器还包括：一个或多个处理器；以及存储器，该存储器存储有供该一个或多个处理器执行的指令，所存储的指令包括用于以下操作的指令：监测光学互感器的负载条件；以及调整多个光发射器的激活。
[0023]根据一些实施例，一种方法包括：接收本文中所描述的任何光学互感器的电输入，并且使用光学互感器的多个光发射器的第一子集中的一个或多个光发射器生成光；以及将该光提供到光学互感器的多个光伏电池，以获得电输出。
[0024]在一些实施例中，电输入具有第一电压，而电输出具有大于第一电压的第二电压。
[0025]在一些实施例中，该方法还包括：在第一时间，使用多个光发射器的第二子集中的第一组的一个或多个光发射器生成光，并且将来自第一组的一个或多个光发射器的光提供到一个或多个光学触发开关的第一子集；以及在不同于第一时间的第二时间，停止使用多个光发射器的第二子集中的第一组的一个或多个光发射器生成光，并且停止将来自第一组的一个或多个光发射器的光提供到一个或多个光学触发开关的第一子集。
[0026]在一些实施例中，该方法还包括：在第一时间，使用多个光发射器的第二子集中的第一组的一个或多个光发射器生成光，并且将来自第一组的一个或多个光发射器的光提供到一个或多个光学触发开关的第一子集；以及在不同于第一时间的第二时间，使用多个光发射器的第二子集中的第二组的一个或多个光发射器生成光，并且将来自第二组的一个或多个光发射器的光提供到一个或多个光学触发开关的第二子集。
[0027]例如，光学触发开关(例如，光电导开关)可以与光学互感器集成在一起。这种光学触发开关在接通(例如，通过光)时提供极低的漏电流、较高的击穿电压和最小的电阻。可以从用于驱动光伏电池的相同或相似的光发射器(例如，垂直腔面发射激光器(VCSEL)或发光
二极管(LED)阵列)生成切换所需的光，这简化了可动态重新配置的光学互感器的设计和制造。另外，在不使用双向三极晶闸管的情况下，可以减小可动态重新配置的光学互感器的尺寸。此外，可以使用较低电压来控制光，该较低电压使这些开关能够在不需要额外的高电压源或高电压电路的情况下运行。
[0028]因此，所公开的实施例提供了可动态重新配置的、紧凑且轻量化的互感器。由于所描述的光学互感器是紧凑的、轻量化的并且是可动态重新配置的，因此这种光学互感器可以补充或替换各种应用(包括便携式电子设备中的应用)中的常规互感器。
附图说明
[0029]附图示出了多个示例性实施例，并且是本说明书的一部分。这些附图与以下描述一起说明和解释本公开的各种原理。
[0030]图1A是根据一些实施例的示例光学互感器的示意图。
[0031]图1B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学互感器，包括：多个光发射器；多个光伏电池，所述多个光伏电池被定位成接收来自所述多个光发射器中的至少第一子集的光，所述多个光伏电池至少包括第一光伏电池和第二光伏电池；以及一个或多个光学触发开关，所述一个或多个光学触发开关被定位成接收来自所述多个光发射器中的至少第二子集的光，所述一个或多个光学触发开关至少包括第一光学触发开关，所述第一光学触发开关电耦接到所述第一光伏电池和所述第二光伏电池。2.根据权利要求1所述的光学互感器，其中，当所述第一光学触发开关处于第一照明状态时，所述第一光学触发开关将所述第一光伏电池与所述第二光伏电池电耦接，并且当所述第一光学触发开关处于与所述第一照明状态不同的第二照明状态时，所述第一光学触发开关停止将所述第一光伏电池与所述第二光伏电池电耦接。3.根据权利要求2所述的光学互感器，其中，当所述第一光学触发开关处于所述第一照明状态时，所述第一光学触发开关将所述第一光伏电池与所述第二光伏电池串联电耦接；或者其中，当所述第一光学触发开关处于所述第一照明状态时，所述第一光学触发开关将所述第一光伏电池与所述第二光伏电池并联电耦接。4.根据权利要求1所述的光学互感器，其中：所述一个或多个光学触发开关包括第二光学开关和漏极沟道，所述第二光学开关电耦接到所述多个光伏电池中的一个光伏电池；并且可选地，其中：所述一个或多个光学触发开关包括第三光学开关和存储电容器，所述第三光学开关电耦接到所述多个光伏电池中的一个光伏电池。5.根据权利要求1所述的光学互感器，其中：所述一个或多个光学触发开关包括反极性电路，并且所述反极性电路具有第一输入通道和第二输入通道、第一输出通道和第二输出通道、以及至少四个光学触发开关，所述至少四个光学触发开关包括电耦接到所述第一输入通道和所述第一输出通道的光学触发开关、电耦接到所述第一输入通道和所述第二输出通道的光学触发开关、电耦接到所述第二输入通道和所述第一输出通道的光学触发开关、以及电耦接到所述第二输入通道和所述第二输出通道的光学触发开关。6.根据权利要求1所述的光学互感器，其中：所述多个光学触发开关中的至少一个光学触发开关由光电导材料制成，所述光电导材料选自：半绝缘砷化镓、低温生长砷化镓、质子注入砷化镓、掺铬砷化镓、非晶硅、蓝宝石上硅、磷化铟、磷化镓、氮化镓、或以上的组合。7.根据权利要求1所述的光学互感器，其中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：