二極管傳感器：二極管導通傳感器

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Int.CI

權利要求說明書
說明書
幅圖

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）發明名稱

二極管導通傳感器

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57
）摘要

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用于被配置用于耦合到切換元件的體二極
管導通傳感器的方法和裝置。在實施例中，傳感
器包括耦合到電壓源的第一和第二分壓器網絡；
以及二極管，耦合到切換元件和第一分壓器網
絡，其中，二極管在對應于切換元件的體二極管
導通的時間是導通的，從而降低第一分壓器網絡
的輸出節點處的
DC
平均電壓。差分輸出電壓可以
耦合到第一和第二分壓器網絡，其中輸出信號對
應于切換元件的體二極管導通的時間。

二極管傳感器：二極管導通傳感器的制作方法

本申請要求享有于2016年6月30日提交的題為“conductionsensor”的美國臨時專利申請no.62/356,817的權益，該申請通過引用的方式并入本文。
背景技術：
存在可以基于操作特性在各種應用中使用的各種類型的放大器/轉換器。例如，e類放大器具有某些優點和缺點。e類放大器的一個缺點是在較高頻率下工作并且驅動過大的感性負載阻抗可能導致體二極管導通損耗。為了在e類放大器驅動變化的感性阻抗時降低體二極管導通損耗，可以改變驅動e類放大器的開關的占空比，以便控制切換波形并實現零電壓切換。用于e類放大器的傳統反饋機制監視e類放大器的輸入功率并調整占空比以增加或減少傳遞到e類放大器的功率。然而，如果沒有完美的輸出功率調節，功率耗散和輸入功率可能沒有直接關系，使得僅基于輸入功率的占空比調整就耗散功率和放大器效率而言可能不具有期望效果。
技術實現要素：
電力傳輸系統可以依賴于諸如整流器、ac(交流)到dc(直流)轉換器、阻抗匹配電路和其他電力電子設備的電子電路來調節、監視、維持和/或修改用于向電子設備供電的電壓和/或電流的特性。電力電子設備可以為具有動態阻抗特性的負載提供電力。
在一些應用中，例如無線電力傳輸，無線電力裝置的負載阻抗可以動態地變化。在這樣的應用中，例如，可以使用諸如諧振器線圈的負載與裝置的電源之間的阻抗匹配來減輕不必要的能量損失和過多的熱量。可以理解，阻抗匹配網絡可用于變換與反射負載阻抗串聯的線圈阻抗。加載放大器的阻抗匹配網絡的輸入阻抗可以具有盡可能最高的量值，同時保持放大器的感應無功電流盡可能最小，以在給定的占空比下實現零電壓切換。線圈阻抗和反射負載阻抗的變化可以改變阻抗匹配網絡的輸入阻抗。這改變了進入阻抗匹配網絡的感應無功電流的大小，這導致在周期內的不同時間發生跨切換元件的零電壓轉換。對于阻抗匹配網絡的給定輸入阻抗，可以增加或減小切換元件的占空比以在與零電壓轉換相同的時間或接近相同的時間接通切換元件。這確保了對于給定輸入阻抗的最小體二極管導通和硬切換。另外，例如，通過高諧振無線能量傳輸來傳輸和/或接收電力的電力傳輸系統還可以配置或修改阻抗匹配網絡以維持有效的電力傳輸。因此，在一些情況下，為了實現有效的電力傳輸，提供了動態阻抗匹配網絡。
在實施例中，無線電力傳輸系統可以包括反饋機構，該反饋機構具有用于放大器的切換元件的體二極管導通傳感器，其可以實現切換元件的占空比調整以促進有效操作。在實施例中，反饋機構可以包括二極管導通傳感器，以向諸如微處理器的控制器提供反饋，以控制放大器切換元件的內部二極管傳導電流的時間量。例如，反饋可以使微控制器能夠嘗試最小化功率切換元件的二極管導通所花費的時間，以減少開關中的功率損耗并提高效率。例如，對于-60j歐姆的無源阻抗偏移，說明性的體導通傳感器可以在fet上節省3.5w的功率。如果沒有由體二極管導通傳感器實現的這種功率降低，則放大器fet在沒有占空比調整的情況下可能過熱。在實施例中，微控制器可以調整放大器/轉換器的占空比以實現期望的波形和切換特性。
在實施例中，二極管導通傳感器包括被配置為以相對低的成本實現相對低的插入損耗的部件。二極管導通傳感器的說明性實施例與許多類型的切換方案兼容，以便確定功率器件何時通過其體二極管導通。雖然結合e類放大器示出和描述，但是應該理解，實施例通常可以適用于各種類型的放大器和同步整流。
在一個方面，一種系統包括：體二極管導通傳感器，被配置用于耦合到切換元件，該傳感器包括：耦合到電壓源的第一和第二分壓器網絡；二極管，耦合到切換元件和第一分壓器網絡，其中，二極管在對應于切換元件的體二極管導通的時間是導通的，從而降低第一分壓器網絡的輸出節點處的dc平均電壓；以及用于差分輸出電壓的輸出端，耦合到第一和第二分壓器網絡，該輸出端具有對應于切換元件的體二極管導通的時間的輸出信號。
系統還可以包括以下特征中的一個或多個：分流電容器，耦合在切換元件兩端，基于切換元件的體二極管導通來調整切換元件的占空比，切換元件形成e類放大器的一部分，傳感器包括用于將無線電力傳輸到電力接收器的電力發送器的一部分，電力發送器包括諧振無線電力發送器，和/或電力發送器包括由切換元件驅動的阻抗匹配網絡。
在另一方面，一種方法包括：通過以下方式提供被配置用于耦合到切換元件的體二極管導通傳感器：將第一和第二分壓器網絡耦合到電壓源；將二極管耦合到切換元件和第一分壓器網絡，其中，二極管在對應于切換元件的體二極管導通的時間是導通的，從而降低第一分壓器網絡的輸出節點處的dc平均電壓；以及將差分輸出電壓的輸出端耦合到第一和第二分壓器網絡，該輸出端具有對應于切換元件的體二極管導通的時間的輸出信號。
一種方法還可以包括以下特征中的一個或多個：在切換元件兩端耦合分流電容器，基于切換元件的體二極管導通調整切換元件的占空比，切換元件形成e類放大器的一部分，傳感器包括用于將無線電力傳輸到電力接收器的電力發送器的一部分，電力發送器包括諧振無線電力發送器，和/或電力發送器包括由切換元件驅動的阻抗匹配網絡。
在另一方面，一種體二極管導通傳感器包括：用于分壓的分壓器裝置，耦合到電壓源；二極管，耦合到切換裝置和分壓器裝置，其中，二極管在對應于切換裝置的體二極管導通的時間是導通的，從而降低第一分壓器網絡的輸出節點處的dc平均電壓；以及差分輸出電壓裝置，耦合到分壓器裝置，差分輸出電壓裝置具有對應于切換元件的體二極管導通的時間的輸出信號。
體二極管導通傳感器還可包括以下特征中的一個或多個：分流元件，耦合在切換裝置兩端，基于切換裝置的體二極管導通來調整切換裝置的占空比，切換裝置形成e類放大器的一部分，傳感器包括用于將無線電力傳輸到電力接收器的電力發送器的一部分，和/或電力發送器包括諧振無線電力發送器。
附圖說明
從以下附圖說明中可以更全面地理解本發明的前述特征以及本發明本身，其中：
圖1是具有體二極管導通傳感器的無線能量傳輸系統的示意圖；
圖2是包括具有反饋的說明性阻抗匹配網絡(imn)的無線能量傳輸系統的示意性電路表示；
圖3是電力接收器和電力發送器的示意圖；
圖4a是耦合到二極管導通傳感器的放大器的電路圖，該二極管導通傳感器可以向處理器提供反饋以實現占空比調整；
圖4b是在具有體二極管導通傳感器的放大器中具有多個有源開關的示例性實施方式的電路圖；
圖5是示例性體二極管導通傳感器的電路圖；
圖6a是體二極管導通傳感器在變化的體二極管導通時間上生成的信號的波形圖；
圖6b是放大器在耦合到體二極管導通傳感器的變化的負載阻抗上生成的信號的波形圖；
圖6c示出了來自體二極管導通傳感器的差分電壓相對體二極管導通占空比的示例性圖形表示；
圖7是示出來自體二極管導通傳感器的信息的示例性處理的流程圖；以及
圖8示出了可以執行本文描述的處理的至少一部分的說明性計算機的示意圖。
具體實施方式
本公開內容提供了用于無線電力傳輸系統的實施例，該無線電力傳輸系統具有用于切換元件的體二極管導通傳感器，其提供反饋機構以實現占空比調整以便促進有效電路操作。在實施例中，例如，放置在電力發送器附近或上的接收器可以改變源諧振器的阻抗以及激勵諧振器的切換裝置的影響特性，例如功率耗散。在說明性實施例中，e類放大器驅動源的阻抗匹配網絡。在實施例中，阻抗網絡被設計用于特定放大器和/或諧振器。期望最小化放大器中的切換裝置的體二極管導通時間，并且促進期望的操作特性，例如避免硬切換。
圖1示出了具有用于功率切換元件的二極管導通傳感器101的無線電力傳輸系統100的示例性實施例的高級功能框圖。例如，可以通過壁電源(ac電源)提供對系統的輸入功率，該壁電源在ac/dc轉換器塊102中被轉換為dc。可替換地，可以直接從電池或其他dc電源提供dc電壓。在實施例中，ac/dc轉換器塊102可以是功率因數校正(pfc)級。除了將ac輸入(例如，50或60hz)轉換為dc之外，pfc還可以調節電流，使得電流與電壓基本同相。高效切換逆變器或放大器104將dc電壓轉換為用于驅動源諧振器106的ac電壓波形。在實施例中，ac電壓波形的頻率可以在80到90khz的范圍內。在實施例中，ac電壓波形的頻率可以在10khz至15mhz的范圍內。在一個特定實施例中，ac電壓波形的頻率約為6.78mhz，例如，由于fcc和cispr規定，該ac電壓波形的頻率可在15khz頻帶內變化。源(發送器)阻抗匹配網絡(imn)108有效地將逆變器104輸出耦合到源諧振器106，并且可以實現有效的切換放大器操作。d類或e類切換放大器適用于許多應用，并可能需要感性負載阻抗以實現最高效率。源imn108將源諧振器阻抗變換為用于逆變器104的這種阻抗。源諧振器阻抗可以例如通過耦合到設備(接收器)諧振器110和/或輸出負載來加載。由源諧振器106產生的磁場耦合到設備諧振器110，從而感應電壓。該能量耦合出設備諧振器110，以例如直接為負載供電或對電池充電。設備阻抗匹配網絡(imn)112可用于有效地將來自設備諧振器110的能量耦合到負載114，并優化源諧振器106和設備諧振器110之間的功率傳輸。它可將實際負載阻抗變換為設備諧振器110見到的有效負載阻抗，它更接近地匹配負載以獲得最佳效率。對于需要dc電壓的負載，整流器116將接收的ac電力轉換為dc。在實施例中，源118和設備(接收器)120還可以包括濾波器、傳感器和其他部件。
阻抗匹配網絡(imn)108、112可以被設計為最大化以期望頻率(例如，80-90khz、100-200khz、6.78mhz)傳遞到負載114的功率或者最大化功率傳輸效率。可以選擇和連接imn108、112中的阻抗匹配部件，以便保持諧振器106、110的高品質因數(q)值。根據操作條件，可以調諧imn108、112中的部件例如以控制從電源傳送到負載114的功率，以最大化有效的無線電力傳輸。應當理解，調諧imn112可以直接影響從電源傳送到負載114的功率。調諧imn108中的電容器c1s可以間接地影響從電源傳送到負載114的功率。
imn(108、112)部件可包括例如電容器或電容器網絡、電感器或電感器網絡，或電容器、電感器、二極管、開關和電阻器的各種組合。imn的部件可以是可調整的和/或可變的，并且可以被控制以影響系統的效率和操作點。可以通過改變電容、改變電感、控制諧振器的連接點、調整磁性材料的磁導率、控制偏置場、調整激勵頻率等來執行阻抗匹配。阻抗匹配可以使用或包括以下中的任何數量或組合：變容二極管、變容二極管陣列、切換元件、電容器組、切換和可調諧元件、反向偏置二極管、氣隙電容器、壓縮電容器、鈦酸鋇鋯(bzt)電調諧電容器、微機電系統(mems)-可調諧電容器、電壓可變電介質、變壓器耦合調諧電路等。可變部件可以機械調諧、熱調諧、電調諧、壓電調諧等。阻抗匹配的元件可以是硅器件、氮化鎵器件、碳化硅器件等。可以選擇元件以承受高電流、高電壓、高功率、或電流、電壓和功率的任何組合。可以將元件選擇為高q元件。
imn108、112和/或控制電路監視系統參數，例如源諧振器阻抗106或整流器116外的dc電壓，并提供控制信號以調諧imn108、112或其部件。在一些實施方式中，imn108、112可以包括固定imn和動態imn。例如，固定imn可以提供具有靜態阻抗的系統部分之間的阻抗匹配，或者將電路粗略地調諧到已知的動態阻抗范圍。在一些實施方式中，動態imn還可以包括粗調部件和/或細調部件。例如，粗調部件可以允許在動態阻抗范圍內進行粗阻抗調整，而細調部件可以用于精調imn的整體阻抗。在另一個示例中，粗調部件可以在期望的阻抗范圍內獲得阻抗匹配，并且細調部件可以在期望的阻抗范圍內實現圍繞目標的更精確的阻抗。
圖2示出了無線電力傳輸系統200的示例性實施例，其具有為源或發送器側電路(其包括源諧振器和源imn)204供電的逆變器202，源或發送器側電路以耦合因子k將振蕩電磁能量耦合到設備或接收器側電路(包括設備諧振器和設備imn)206。實施例可以包括耦合到放大器切換元件的體二極管導通傳感器207，以最小化體二極管導通時間。在一些實施例中，通過相對慢的ble(藍牙低能量)回路實現電力接收器中的電壓調節，該回路指示電力發送器通過改變驅動放大器的dc總線電壓來調整其諧振器場強。然后由整流器208轉換振蕩能量。源側電路204部件包括源諧振器線圈ls210、串聯電容器c1s212(在位置1)、并聯電容器c2s214(在位置2)及電容器c3s216和電感器l3s218(在位置3)。在說明性實施例中，電容器c1s216可包括一個或多個可變電容器。注意，列出的每個部件可以表示部件的網絡或組，并且至少位置1和3中的部件可以是平衡的。設備側電路206部件可包括設備諧振器線圈ld222、串聯電容器c1d224(在位置1)、并聯電容器c2d226(在位置2)及電容器c3d228和電感器l3d230(在位置3)。電容器c1d224可以包括一個或多個可變電容器，例如pwm電容器、切換電容器組和變容二極管。一個或多個可變電容器可以是離散或連續可調的電容器。可變電容器216、228可以促進有效的無線能量傳輸。應當理解，電容器c1s212(在位置1)、并聯電容器c2s214(在位置2)及電容器c3s216中的一個或多個可包括一個或多個可變電容器以滿足特定應用的需要。類似地，設備側電容器c1d224(在位置1)、并聯電容器c2d226(在位置2)及電容器c3d228中的任何一個可包括可變電容器。應當理解，一些實施例可以不包括任何可變電容器。
應當理解，源和/或設備阻抗匹配網絡(imn)可以具有寬范圍的電路實施方式，其中各種部件具有滿足特定應用的需要的阻抗。例如，kesler等人的美國專利no.8,461,719公開了各種可調阻抗網絡，例如圖28a-37b中的，該專利通過引用的方式并入本文。還應理解，可以在源和/或設備側使用任何實際數量的切換和/或可調諧電容器，以提供所需的操作特性。另外，雖然結合高諧振無線能量傳輸系統示出和描述了說明性實施例，但是應當理解，體二極管導通傳感器適用于廣泛的應用，其中期望在保持零電壓切換的同時最小化二極管導通時間。
圖3示出了ptu302的充電平臺上的各種pru300以及附近的pru304。在實施例中，電力發送單元(ptu)經由帶內信道和帶外信道與電力接收單元(pru)交互。如本文所使用的，帶內是指ptu302和pru300之間的電力傳輸信道。當pru300放置在ptu302上或其周圍時，可以影響負載阻抗。如下面更全面地描述的，來自二極管導通傳感器的反饋可以用于在提供給放大器的阻抗改變時促進有效的放大器操作特性。
實施例中，ptu300可以調制發送的無線能量以與pru302通信，并且pru可以修改某些特性，例如阻抗，以與ptu通信。如本文所使用的，帶外是指ptu302和pru300之間經由無線協議(例如)的無線通信。應當理解，可以使用任何合適的無線通信技術、協議等來使ptu和pru能夠彼此通信。應當理解，術語帶內和帶外是為了方便而使用的，而不應以任何方式用于限制要求保護的發明。
圖4a示出了示例性e類放大器400，其具有耦合到放大器的切換元件q1和處理器404的體二極管導通傳感器402。能量源vbus與耦合到節點swa的電感器(rf扼流圈)串聯耦合。切換元件q1耦合在節點swa和地之間。分流電容器耦合在切換元件q1兩端。從節點swa，電容器c和電感器l與負載rload串聯耦合。在實施例中，串聯rlc模擬在6.78mhz下的阻抗，其等于阻抗匹配網絡的輸入阻抗，其中，諧波抑制等于阻抗匹配網絡的輸入的諧波抑制。圖4b示出了具有相應切換元件q1、q2的說明性推挽式放大器配置，其中對應的體二極管導通傳感器402a、b耦合到處理器404。
圖5示出了耦合到功率切換元件q1的二極管導通傳感器500的示例性實施例，其示出為e類放大器的功率切換元件。第一電容器cshunt耦合在切換元件q1兩端。電壓vdd耦合到第一和第二電阻分壓器網絡rdn1、rdn2。第一電阻分壓器網絡rdn1包括r1、r2和r3，并且第二電阻分壓器網絡rdn2包括r3和r5。第二電容器c耦合在r2和r1兩端，并且二極管d耦合在r2/r3節點和切換元件q1之間。在一個特定實施例中，r2+r3＝r5＝221ω，r1＝r4＝1kω，vdd為3.3v。差分對耦合在r4/r5節點和r1/r2節點之間。應當理解，通過這種布置，可以將正電壓形式的差分信號提供給處理器，例如微控制器，其可以產生到切換元件的柵極控制信號以調整q1的占空比。
在實施例中，傳感器500可以提供反饋以確定放大器/轉換器花費多少時間傳導電流通過切換元件q1的體二極管。通過將傳感器500與切換元件q1并聯放置，當電流流過切換元件q1的體二極管時，切換節點電壓低于接地參考，并且較小的電流也流過r2和d。當較小的電流流過二極管d時，r3兩端的電壓將等于d兩端的正向壓降減去體二極管兩端的正向壓降。這將導致r1和r2之間的節點處的電壓vo-降低。在所示實施例中，當沒有體二極管導通時，r1/r2和r4/r5電壓基本相似。二極管d阻斷電壓，并且在切換元件q1的漏極到源極上不存在負電壓。當體二極管導通時，r2/r3電壓被鉗位到由d和體二極管兩端的電壓降所定義的值。在一個特定實施例中，對于約-1.5v(1-2.5)的鉗位電壓，二極管d電壓降為1v并且體二極管壓降為約2.5v。雖然體二極管導通增加，但是r2/r3電壓鉗位到-1.5v并且電容器c上的dc平均電壓繼續減小的持續時間增加。即，較長的體二極管導通時間對應于c上較低的電壓。可以將r1/r2和r4/r5的差分電壓提供給處理器，作為對應于體二極管導通時間量的正電壓。
電容器c可以平滑r1/r2節點處的電壓。如果沒有電容器c，電壓降信息可能僅在實際二極管導通時間期間發生。在存在電容器c的情況下，來自由于二極管導通引起的電壓降的r1/r2處的脈沖波形由電容器c平均。通常，根據體二極管導通時間，設置電阻器的值以優化最大化vo-和之間的差分電壓。
在節點r1/r2處測量的電壓表示切換元件在體二極管導通狀態中花費的時間。r1/r2電壓參考“標稱”電壓，如果沒有二極管導通，則“標稱”電壓將存在于節點上。該“標稱”電壓由r4和r5以r1＝r4和r5＝r2+r3創建為參考。
在實施例中，將r1/r2電壓提供給計算機處理器，該計算機處理器將電壓感測為參考電壓r4/r5節點和r1/r2節點之間的差。如果存在差分電壓，則表明切換元件q1中的二極管在與差分電壓相關的切換周期的一小部分的時間中導通。如果兩個節點之間沒有電壓差，則表明切換元件q1沒有通過其體二極管傳導任何電流。
如上所述，通過將傳感器與開關并聯放置，當電流流過切換元件q1體二極管時，切換節點電壓將低于接地參考。這將導致較小的電流流過r2和d。當較小的電流流過二極管d時，從r3頂部到地的電壓可以通過d電壓降(vf)減去體二極管電壓降vsd來描述。對vo-節點執行基爾霍夫電流定律節點分析得到：
其中，vo-1(s)拉普拉斯域是電壓vo-的函數，vo-2(0)是體二極管從關斷轉換為導通時vo_的初始條件。求解vo_1(s)得到：
讓和
在時域中：
讓
當體二極管不導通時，檢測二極管d關閉并反向偏置。執行基爾霍夫電流定律節點分析得到：
其中，vo_2(s)拉普拉斯域是電壓vo_的函數，vo_1(tbdc)是體二極管從導通轉換為關斷時vo_的初始條件。于是，電壓vo_2(s)在拉普拉斯域中表示為：
讓則：
在時域中：
讓
對于穩態tbdc，應該注意的是，當體二極管從導通轉換為關斷時，節點vo_處的電壓的初始條件在周期t的開始和結束時是相等的，并且可以表示為vo_2(0)和vo_2(t)。
為了在體二極管從導通轉換為關斷時得到節點vo_處的電壓，vo-1(tbdc)需要進行以下替換：
求解vo-1(tbdc)得到：
為了求解節點vo-處的平均電壓，將積分分段線性波形除以周期t。
vo-節點表示在二極管導通狀態下花費了多少時間。如果沒有體二極管導通，則參考vo-節點等于的節點處的“標稱”電壓。通過r4和r5來創建“標稱”電壓作為參考。微控制器將電壓感測為節點和vo-節點之間的差。如果存在差分電壓，則表示開關q1中的體二極管導通。如果兩個節點之間沒有電壓差，則表示開關q1沒有通過其體二極管傳導任何電流。節點和vo-節點之間的差分電壓等于：
然后選擇電阻值，使得于是
從上面可以看出，差分電壓是體二極管導通時間的函數，并且僅對電阻器、電容器和二極管正向電壓值可變。根據體二極管導通時間來設置電阻器、電容器和二極管正向電壓的值，以使從vo-到的差分電壓最大化。當沒有體二極管導通時，函數的偏移為0v。微控制器可以使用差分電壓以將e類占空比控制到一定量的體二極管導通，嘗試保持非常接近理想零電壓切換的某個波形但允許少許體二極管導通。它還可以嘗試改變占空比直到沒有測量到差分電壓，這表明開關處于零電壓或占空比使得fet硬切換。
在說明性實施例中，微控制器可以使用差分電壓通過調整切換元件的占空比在一定程度上控制體二極管導通量。可以理解，可以將差分信號發送到差分到單端放大器而不是微控制器，以使信號是單端的和/或增加增益。可能期望保持一定程度的體二極管導通。
還可以嘗試改變占空比，直到沒有測量到差分電壓，這表明開關是零電壓切換，或者占空比使系統硬切換。應當理解，如本文所使用的，軟切換可以指當開關兩端的電壓基本上為零并且通過開關的電流基本為零時的切換。
圖6a和6b示出了由圖5的傳感器500提供的差分電壓(圖6a)形式的示例性波形和在切換節點處耦合到傳感器的e類放大器波形。在圖6a中，第一波形wf1對應于放大器的負載中的電抗，使得在e類放大器開關中發生15ns的體二極管導通。第二波形wf2對應于放大器負載中的電抗，使得在e類放大器開關中發生大約10ns的二極管導通。第三波形wf3與電壓軸(0mv)一致，對應于系統中沒有體二極管導通損耗。圖6b示出了對于相同條件(體二極管導通15ns，體二極管導通10ns，及沒有體二極管導通)的e類放大器波形wf1'、wf2'和wf3'。可以看出，切換元件的體二極管導通發生在fet漏極到源極兩端的0v以下。
在實施例中，上面的波形可以對應于與電力發送器有關的各種電力接收器位置(參見圖3)。隨著電力接收器位置的改變，負載可能會改變，這會影響放大器切換特性。
可以理解，圖6a中的差分電壓波形wf1、wf2上的紋波是由于電容器c(圖5)對每個切換周期(例如6.78mhz)充電和放電而導致的。為了減小紋波，可以增加電容器c值。但是，通過增加該值，可能會抑制更新傳感器的響應時間。可以理解，增加電容器c還會增加體二極管導通時間，使差分電壓增益更接近無體二極管導通時間。
圖6c示出了差分電壓(圖5的vo-、vo+)相對體二極管導通占空比的示例性圖形表示。可以看出，當沒有體二極管導通時(曲線的左下方)，差分電壓為零。隨著體二極管導通占空比增加，傳感器檢測到的差分輸出電壓也增加。例如，在一個實施例中，隨著體二極管導通增加到約0.3，傳感器檢測到的差分輸出電壓增加到約0.76v。
在實施例中，處理器從二極管導通傳感器接收信息。在實施例中，由傳感器產生的差分電壓是體二極管導通時間的函數。通常，在理想情況下，期望控制功率切換元件的占空比以實現零電壓切換。實際上，例如，可能需要某種程度的體二極管導通以避免硬切換。在實施例中，微控制器可以調整(增加/減少)切換元件的占空比以維持選定程度的體二極管導通，其可以對應于特定的體二極管導通時間。
圖7示出了說明性步驟序列，其用于使用來自耦合到切換元件的體二極管導通傳感器的反饋來調整切換元件的占空比以實現選定程度的體二極管導通。在步驟700中，例如在微控制器處接收來自體二極管導通傳感器的信息。在步驟702中，確定所接收的傳感器信息是否對應于低于閾值的體二極管導通量。例如，體二極管導通傳感器可以向處理器提供與體二極管在導電狀態下花費的時間量相對應的正差分電壓。在步驟704中，當差分電壓例如低于閾值時，減小切換元件的占空比。在步驟706中，當差分電壓高于閾值時，增大切換元件的占空比。隨著體二極管導通傳感器繼續發送更新的信息，處理可以在步驟700中繼續。
應當理解，二極管導通傳感器的實施例可適用于使用切換節點以轉換功率或信號的放大器、轉換器等。可以使用二極管導通傳感器實施例以優化轉換器/放大器的切換時間(或占空比)。在其他實施例中，有源整流電路可包括體二極管導體傳感器。優化切換時間可以導致在體二極管導通中所花費的時間較少，且硬切換所花費的時間較少，以減少功率開關中的功率損耗并提高系統效率。在其他實施例中，二極管導通傳感器可以確定系統的操作點。利用附加傳感器增強的傳感器信息可以用于確定在放大器/轉換器下游見到的阻抗，并且可以幫助提供功率損耗信息、阻抗檢測等，并且可以用作動態阻抗控制的手段和/或可以用作確定系統中的功率損耗信息的手段。
圖8示出了可以執行本文描述的處理的至少一部分的示例性計算機800。計算機800包括處理器802、易失性存儲器804、非易失性存儲器806(例如，硬盤)、輸出設備807和圖形用戶界面(gui)808(例如，鼠標、鍵盤、顯示器，例如)。非易失性存儲器806存儲計算機指令812、操作系統816和數據818。在一個示例中，計算機指令812由處理器802從易失性存儲器804中執行。在一個實施例中，物品820包括非暫時性計算機可讀指令。
處理可以用硬件、軟件或兩者的組合來實現。處理可以在可編程計算機/機器上執行的計算機程序中實現，每個可編程計算機/機器包括處理器、儲存介質或處理器可讀的其他制品(包括易失性和非易失性存儲器和/或儲存元件)、至少一個輸入設備和一個或多個輸出設備。程序代碼可以應用于使用輸入設備輸入的數據以執行處理和生成輸出信息。
系統可以經由計算機程序產品(例如，在機器可讀儲存設備中)至少部分地執行處理，以由數據處理裝置(例如，可編程處理器、計算機或多個計算機)執行或控制數據處理裝置的操作。每個這樣的程序可以用高級過程或面向對象的編程語言實現，以與計算機系統通信。但是，程序可以用匯編語言或機器語言實現。語言可以是編譯語言或解釋語言，并且可以以任何形式部署，包括作為獨立程序或作為模塊、組件、子例程或適合在計算環境中使用的其他單元。計算機程序可被部署以在一個計算機上或在一個站點的多個計算機上執行，或者分布在多個站點上并通過通信網絡互連。計算機程序可以存儲在儲存介質或設備(例如，cd-rom、硬盤或磁盤)上，該儲存介質或設備可由通用或專用可編程計算機讀取，用于在通過計算機讀取儲存介質或設備時配置和操作計算機。處理還可以實現為機器可讀儲存介質，其配置有計算機程序，其中在執行時，計算機程序中的指令使計算機運行。
處理可以由執行一個或多個計算機程序的一個或多個可編程處理器執行，以執行系統的功能。系統的全部或部分可以實現為專用邏輯電路(例如，fpga(現場可編程門陣列)和/或asic(專用集成電路))。
已經描述了本發明的示例性實施例，對于本領域普通技術人員來說，顯而易見的是，也可以使用結合其概念的其他實施例。本文包含的實施例不應限于所公開的實施例，而應僅受所附權利要求的精神和范圍的限制。本文引用的所有出版物和參考文獻均通過引用的方式整體并入本文。
可以組合本文描述的不同實施例的元件以形成上面沒有具體闡述的其他實施例。在單個實施例的上下文中描述的各種元件也可以單獨提供或以任何合適的子組合提供。本文未具體描述的其他實施例也在所附權利要求的范圍內。

二極管傳感器：二極管感應電路

HEROTEK隧道二極管探測器特征

隧道二極管是一款以隧道效應感應電流為核心電流分量的晶體二極管；它通常應用于某些開關電源電路或高頻率振蕩電路中。 探測器是無線通信接收電源電路中常用的電子元器件，這類軟件工具又被稱為半導體二極管探測器

2021-11-10 09:43:06

續流二極管的工作原理

續流二極管是一種在電路中起續流作用的二極管。 續流二極管工作原理： ? ? 續流二極管加到感性負載的兩端，線圈在通過電流時，會在兩端產生感應電動勢，當電流消失時，感應電動勢的方向和加在它兩端的電壓

2021-08-18 17:03:06

二極管的用途有哪些

無論是在半導體分立器件行業的工作者，還是在電路設計的工程師，相信大家對二極管都很熟悉，對于二極管的單向導電性更是眾所周知，我們知道二極管常被用在整流電路中，那么二極管還有其他的用途嗎，本文我們就來

2021-07-21 10:29:27

E1J超快恢復二極管參數-貼片二極管-驪微電子

E1J超快恢復二極管參數-貼片二極管

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深圳市驪微電子科技                                            2021-11-19 17:55:42

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驪微電子提供rs1m二極管參數-快恢復二極管詳細手冊及應用資料！

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深圳市驪微電子科技                                            2021-11-17 18:07:22

穩壓二極管和TVS二極管的區別

，超過這個臨界點就處于低阻態。穩壓二極管廣泛應用于各種穩壓電路、電壓基準元器件等場合，它可以串聯使用，這樣可以獲得更高的穩壓值。穩壓二極管在電路中常用“ZD”表示，穩壓二極管最主要的幾個參數有：穩壓值、耗散功率、最大工作電流，在設計時要充分考慮這三個因素。2、TVS二極管TVS二極管是一種瞬態抑制二極

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發燒友                                            2021-11-08 12:21:00

穩壓二極管

穩壓二極管常見封裝型號

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濟南魯晶半導體                                            2021-08-27 15:52:29

什么是穩壓二極管_穩壓二極管的作用

二極管的種類有很多，有發光二極管、穩壓二極管、貼片二極管、變容二極管等等，今天我們來講一講什么是穩壓二極管，以及穩壓二極管的作用。

2021-01-01 16:49:00

什么是限幅二極管?限幅二極管的電路原理圖解

大多數二極管能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料制造的二極管。

2020-10-01 17:32:00

電力二極管與普通二極管的區別

本文主要闡述了電力二極管與普通二極管的區別。

2020-08-12 09:57:13

穩壓二極管與TVS二極管的區別

穩壓二極管和TVS二極管的電路符號和穩壓二極管基本相同，封裝也差不多，有時候在外觀甚至很難分別出來到底哪個是哪個。

2020-06-29 17:17:37

續流二極管在整流電路中的作用

續流二極管主要起到為較大的感應電壓提供一個由感應電壓和續流二極管共同組成的泄放回路，使得感應電壓在回路中以電流方式消耗掉，從而保護電路中元件不被感應電壓損壞。較大的感應電壓一般是由于感性負載（例如

2019-12-06 14:02:54

鍺二極管的死區電壓_鍺二極管與硅二極管有何差別

鍺二極管就是用鍺材料制作的二極管。幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導體器件之一，其應用也非常廣泛。

2019-10-09 10:07:34

紅外二極管感應電路原理

紅外二極管感應電路可以實現用手靠近紅外發射管和紅外接收管時，蜂鳴器發聲，LED燈點亮，手移開后立即停止發聲、LED燈熄滅，靈敏度非常高。該電路設計思路于銀行自動開門關門的生活場景，人走進銀行，門自動

2019-09-17 16:29:43

PIN二極管參數_PIN二極管結構原理

本文首先介紹了PIN二極管參數，其次介紹了PIN二極管結構，最后闡述了PIN二極管原理。

2019-09-14 10:57:00

BUCK電路中續流二極管的選擇

BUCK電路中一般選擇快速恢復二極管或者肖特基二極管來作為"續流二極管"，它在電路中一般用來保護元件不被感應電壓擊穿或燒壞，以并聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產生的高電動勢在回路以續電流方式消耗，從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用。

2019-08-12 14:09:03

幾種二極管的檢測方法（普通，穩壓，雙向觸發二極管）

本文主要介紹了普通二極管，穩壓二極管和雙向觸動二極管三種二極管的檢測方法.

2019-08-09 14:16:32

肖特基二極管原理_肖特基二極管作用

本文首先介紹了肖特基二極管的工作原理然后說明了肖特基二極管的應用最后解釋了肖特基二極管的作用。

2019-08-09 11:04:21

續流二極管的選擇

BUCK電路中一般選擇快速恢復二極管或者肖特基二極管來作為“續流二極管”，它在電路中一般用來保護元件不被感應電壓擊穿或燒壞，以并聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產生的高電動勢在回路以續電流方式消耗，從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用。

2019-08-08 11:41:42

TVS二極管原理_TVS二極管參數

本文首先介紹了TVS二極管原理，其次介紹了TVS二極管的器件特性，最后介紹了TVS二極管器件的主要參數。

2019-07-15 14:50:16

檢波二極管原理_檢波二極管的作用

本文首先介紹了檢波二極管原理，其次介紹了檢波二極管的作用，最后介紹了檢波二極管的選用。

2019-07-01 14:32:10

開關二極管、整流二極管與穩壓二極管對比

整流二極管與穩壓二極管有何異同 二極管的主要特性是單向導電性，也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很小；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，電路中常把它用在整流、穩壓二極管的穩壓原理：穩壓二極管的特點就是加反向電壓擊穿后，其兩端的電壓基本 保持不變。

2018-04-24 10:22:00

發光二極管的優點，發光二極管和二極管有區別嗎

當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。

2018-01-25 13:47:41

什么快恢復二極管_快恢復二極管型號_快恢復二極管型號大全

快恢復二極管（簡稱FRD）是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管，主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中，作為高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。

2018-01-22 09:07:03

什么是肖特基二極管_肖特基二極管正負電極判斷

肖特基二極管是一種熱載流子二極管。肖特基二極管也被稱為肖特基勢壘二極管是一種低功耗、超高速半導體器件，肖特基二極管被廣泛應用于變頻器、開關電源、驅動器等電路，作為低壓、高頻、大電流整流二極管、保護

2018-01-21 10:44:37

鉗位電路二極管作用解析

二極管鉗位保護電路是指由兩個二極管反向并聯組成的，一次只能有一個二極管導通，而另一個處于截止狀態，那么它的正反向壓降就會被鉗制在二極管正向導通壓降0.5-0.7以下，從而起到保護電路的目的。

2018-01-20 10:16:25

什么是續流二極管!續流二極管有什么作用

我們通常所說的“續流二極管”由于在電路中起到續流的作用而得名，一般選擇快速恢復二極管或者肖特基二極管來作為“續流二極管”，它在電路中一般用來保護元件不被感應電壓擊穿或燒壞，以并聯的方式接到產生感應電

2017-11-08 11:18:42

續流二極管工作原理_續流二極管原理圖分析

續流二極管都是并聯在線圈的兩端，線圈在通過電流時，會在其兩端產生感應電動勢。當電流消失時，其感應電動勢會對電路中的元件產生反向電壓。當反向電壓高于元件的反向擊穿電壓時，會使元件如三極管、晶閘管等造成

2017-11-07 17:47:11

肖特基二極管作用

肖特基二極管是一種熱載流子二極管。肖特基二極管也被稱為肖特基勢壘二極管是一種低功耗、超高速半導體器件，肖特基二極管被廣泛應用于變頻器、開關電源、驅動器等電路，作為低壓、高頻、大電流整流二極管、保護二極管、續流二極管等使用

2017-10-23 14:57:39

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二極管傳感器：淺析視覺CCD圖像傳感器

視覺傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS相機、光學系統、照明系統和圖像采集卡組成，將光學影像轉換成數字圖像，傳遞給圖像處理單元。通常使用的圖像傳感器主要有CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器兩種。
CCD圖像傳感器：
CCD及電子耦合組件，它就像傳統相機的底片一樣的感光系統，是感應光線的電路裝置。CCD圖像傳感器由微鏡頭、濾色片、感光元件三層組成。CCD圖像傳感器的每一個感光元件由一個光電二極管和控制相鄰電荷的存儲單元組成光電管用于捕捉光子用，它將光子轉化為電子，收集到的光線越強，產生的電子數量就越多，而電子信號越強則越容易被記錄且不易丟失，圖像細節則更加豐富。
成像原理
使用二極管將光線轉換為電荷，當拍攝者對焦完畢按下快門的時候，光線通關打開的快門通過馬賽克色塊射入在CCD圖像傳感器上，感光二極管在接受光電子的裝機后釋放電子，所產生電子的數目與該感光二極管感應到的光成正比。在本次曝光結束之后，每個感光二極管含有不同數量的電子，而我們在顯示器上面看到的數碼圖像就是通過電子數量的多與少來進行表示和存儲，然后控制電路從CCD中讀取圖像，進行紅R、綠G和藍B三原色合成，并且放大和將其數字化，這些數字信號并存入數碼相機的緩存內，最后寫入相機的移動存儲介質完成數碼相片拍攝。
優點
高解析度、低雜訊、高靈敏度、動態范圍廣、良好的線性特性曲線、大面積感光、低影像失真、提為、重量輕、低耗電、不收磁場影響、電荷傳輸效率佳、可大批量生產、品質穩定、堅固、不易老化。
缺點
隨著CCD應用范圍的擴大，其缺點逐漸暴露：首先，CCD芯片技術工藝復雜，不能與標準的工藝兼容，其次，CCD技術芯片需要的電壓功耗大，因此CCD技術芯片價格昂貴且使用不便。