專利名稱：使用反向偏置二極管的電容性感測隔離的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉^J:分類系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于機(jī)動車座位的電容性感測系統(tǒng)向單個感測電極發(fā)出時變電壓，并且 測量從感測電to'J地的負(fù)載電流。時變電壓可以有很多種形狀，雖然M的形 狀A(yù)^率在大約50KHz至大約150KHz的正弦信號。當(dāng)成年^i于座似時， 該負(fù)載電^^增大，而兒童坐^^動車座似時，則只稍增大。
通常，電容性感測系統(tǒng)^yU同一元件絲煩'j機(jī)動車座位上的絲Xi口熱 機(jī)動車座位。典型地，為了勤口熱與感測之間切換，高側(cè)和低側(cè)場效應(yīng)晶體管 (FET)切換為開(加熱)和關(guān)(感測)科目應(yīng)i^口電力和與地隔離。然而， 場效應(yīng)晶體管的一*存、是它們可能產(chǎn)生影響感應(yīng)測量的寄生電容。 相應(yīng)地，需要由電容性感測系統(tǒng)的內(nèi)PJ4t^供更好性能的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
才 本發(fā)明的一個實(shí)施例，傳感器包括用于輸出感須，M言號的傳感器/加熱
墊、M于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)的第一^^l管、旨于傳感器/加熱墊的第
二節(jié)點(diǎn)的第^r^L管、M于第一^l管的第一晶體管以;5L^于第二-r4 L管 的第二晶體管。在感觀'j模式中，斷開第一和第二晶體管并向第一4管和第二 J^l管翻口反向偏置信號，以##感器/加熱墊與第 第二晶體管隔離。
##本發(fā)明的另一實(shí)施例，傳感器包括參考電路，用于測量溫度對感測 信號的影響并輸出可用 整感觀'信號的參考感測測量。
可以理解的是，前面的^ii內(nèi)M下文的詳細(xì)描述^(5iM示例性和解釋 4生的，而不;l對所要求j呆護(hù)的發(fā)明的限定。


通過下面的描述、所附權(quán)利要求書及附圖中所示的所附示例性實(shí)施例， 本發(fā)明的這些及M特征、方面及優(yōu)勢##顯而易見，下面對附圖進(jìn)行簡要說 明。
圖l為示出驅(qū)動屏蔽信號概念及高電流i^洛中的隔離二極管的示意圖； 當(dāng)感測時，斷開場效應(yīng)晶體管，^r:4l管^^向偏置，并JL^^l管與場^晶 體管之間^口驅(qū)動屏蔽信號；
圖2是良向偏置1管的電流-電壓圖；應(yīng)將^ l管兩端的偏置設(shè)置成 4吏得在曲線的拐點(diǎn)(knee)外工作；且
圖3是電路圖，其中將以下三者用于確定是否由于二極管棒性需要4M嘗 該測量(a) ^L管具有與加熱電路中的^l管相似的棒I"生，(b)與常鋪觀'J 電糾目同的驅(qū)動屏蔽信號，；5L(c)參考電容器。
M實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例將參考附圖進(jìn)4彌述。在》U^述的本發(fā)明的^h實(shí)施例 中，相似的標(biāo)號在所有附圖中ft^目同或者相似的部件。
圖1示出才 本發(fā)明一個方面的電容1"生感測系統(tǒng)1。用于檢測絲的電容 性感測信號由傳感器/加熱墊70產(chǎn)生。在感測時，電容lt感測系統(tǒng)l通過利用二 極管20 、25以m加的反向偏置信號將電容性感測信號30與場效應(yīng)晶體管10、 15隔離，以保iiEJ^l管20、 25不會導(dǎo)通電流。圖l中的電容性感測信號30是 正弦信號，但也可以是其他時變型信號。在感測模式中，將小于初始信號40的 具有直流偏移的緩沖感觀'膽號 口于高側(cè)^1管20的jE^I;有^m吏得用于將 高側(cè)場^晶體管10同感測電路隔離的^l管20反向偏置。同樣地，將大于 初始信號45的具有直流偏移的緩沖感觀'J信號翻口于低側(cè)^^L管25的負(fù)極，有 ^m吏得隔離低側(cè)場效應(yīng)晶體管15的二極管25反向偏置。這些緩沖信號40、 45被稱為驅(qū)動屏蔽信號。二極管20、 25兩端的直流偏移也可以是^il者稍正并 且利用itb^描述的相同概念。
當(dāng)加熱時，將場錄晶體管IO、 15閉合，然后直流電;組電池50流向 地60。加熱時不試圖進(jìn)行感測。當(dāng)感測時，斷開場效應(yīng)晶體管IO、 15JIA向偏 置驅(qū)動屏蔽信號40、 45^^o于場順晶體管i0、 15與^ L管20、 25之間的 節(jié)點(diǎn)。^^^L管20、 25充當(dāng)高P誠并JL^很小的電^A感測節(jié)點(diǎn)流出。4管20、 25之間具有可導(dǎo)通高頻感測信號的電容。然而，由于^fel管兩端的信號的高 頻^f幾乎相等，驅(qū)動屏蔽信號40、 45將流經(jīng)^^1管的高頻電流斷^1接# 水平。
才緣本發(fā)明的一個方面，圖2示出4管20、 25的電流-電壓特性曲線 200。理論上，二極管20、 25具有不隨溫度變化的反向偏置漏電流。然而，實(shí) 際中，4管20、 25的特性絲溫度變化，所以^fel管20、 25的電流-電 壓特性曲線的拐點(diǎn)210外的反向偏置水平對^^ L管20、 25進(jìn)^#作(感測時) 是重要的。圖2示出了該操怍區(qū)域220。
由于>^ 1管反向漏電流的溫;1 1，將出現(xiàn)電容性感測系統(tǒng)1的一些漂 移。在系統(tǒng)的該部件上^hf嘗該溫;t^應(yīng)的一個方法是使用圖3中示出的反向偏 置j^ L管310， 320的"偽"組。才娥本發(fā)明的一個方面，頓^l管310、 320方ti成靠近隔離二極管20、 25，使得它們經(jīng)受與隔離二極管20、 25相同的 溫度。
如果溫度影響到圖3示出的參考電容器330的測量，則其M影響常規(guī) 感測測量30。參考感測測量340可4M于4M嘗常規(guī)感測測量30。比如，如果因 為高溫，圖3中的^ L管310、 320的反向偏置漏電琉增加，有更多的電;jftA^ 考感測節(jié)點(diǎn)流出，那么，#被用于下調(diào)常規(guī)感測節(jié)點(diǎn)30的計算測量值。
上述系統(tǒng)具有多個優(yōu)點(diǎn)。由于四個阻抗隔離概念中的內(nèi)阻抗，本發(fā)明實(shí) 施例允^Ht^H管代替場^晶體管("FET" )。 ^L管比場^晶體管具有 更便宜的條，在該應(yīng)用中具有更好的特性(較小的電容)，并且不需JH^T控 制或者驅(qū)動信號電路。
才娘本發(fā)明7^開的內(nèi)容，^^頁域技權(quán)員可^^發(fā)明的范圍^*申內(nèi)得 到，實(shí)施例及其變形。因此，^^域技^A員在本發(fā)明的范圍^f申內(nèi)^^ 發(fā)明公開的內(nèi)容可以獲得的所有變形嘲財皮包M來，作為本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施 例。
權(quán)利要求
1、一種傳感器，包括:用于輸出感測信號的傳感器/加熱墊；耦合于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)的第一二極管；耦合于傳感器/加熱墊的第二節(jié)點(diǎn)的第二二極管；耦合于第一二極管的第一晶體管；以及耦合于第二二極管的第二晶體管，其中，在感測模式中，將第一和第二晶體管斷開，以及向第一二極管和第二二極管施加反向偏置信號，以便將傳感器/加熱墊與第一和第二晶體管隔離。
2、 如權(quán)利要求1所述的傳感器，進(jìn)一步包括 M于第一晶體管的電源，并且其中第二晶體管M于地。
3、 如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，^M口熱模式中，將第—第二晶體 管閉合，且電流從電源流皿。
4、 如^X^j^求1所述的傳感器，其中，感測信號為正弦信號。
5、 如^f，漆求1所述的傳感器，其中，在感觀，碟式中，將小于感測信號的、 具有直流偏移的緩沖感測信號#于第一^ 1管。
6、 如權(quán)利要求l所述的傳感器，其中，在感觀財莫式中，將大于感觀條號的、 具有直流偏移的緩沖感觀'M言號;^于第^^ l管。
7、 如權(quán)利要求1所述的傳感器，進(jìn)一步包括參考電路，用于測量由第4 第^r^^l管的棒]"生引起的溫度對感觀'J信號的影響，并輸出可用 整感測信號的參考感測測量。
8、 如權(quán)利要求7所述的傳感器，其中參考電路進(jìn)一步包舍 緊鄰第一j^L管和第j^l管的一^A向偏置二極管；及M于該^A向偏置^r^L管的參考電^H。
9、 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一晶體管和第二晶體管為場^I晶 體管。
10、 一種用于感測座位Ji^的方法，包括 提供用于輸出感觀'J信號的傳感器/加熱墊； 將第一J^ l管M于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)； 將第JU^L管^于傳感器/加熱墊的第二節(jié)點(diǎn)；將第一晶體管M^于第一^L管； 將第二晶體管^^于第^r^l管；以及在感測模式中，將第4第二晶體管斷開，以及向第一4管和第^A 管^>反向偏置信號，以便將傳感器/加熱墊與第一和第二晶體管隔離。
11、 如權(quán)利要求10所述的用于感測座^(iJi^的方法，進(jìn)一步包括將電源津給至第一晶體管；及 將第二晶體管齡她
12、 如斥5U'J要求ll所述的用于感測座^Ji^的方法，包拾 ^口熱模式中，將第4第二晶體管閉合；以及啟用電源以^f吏-彈電流從電源琉lj地。
13、 如權(quán)利要求10所述的用于感測座位Ji^的方法，進(jìn)一步包括 提供參考電路，用于測量由第一和第^*管的棒^引起的溫度對感測信號的影響；以及輸出可用于調(diào)整感測信號的參考感測測量。
14、 一種用于感測座位Ji^的^^傳感器，包括 用于輸出感測信號的傳感器/加熱墊； M于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)的第一^管； 旨于傳感器/加熱墊的第二節(jié)點(diǎn)的第^^^管； 津^于第一^i管的第一晶體管；以及齡于第j^ L管的笫二晶體管，其中，在感測模式中，將第一和第二晶 體管斷開，以及向第一^1管和第二-^ 1管 口反向偏置信號，以便#^感器/ 加熱墊與第一和第二晶體管隔離。
15、 一種傳感器，包括用于在高頻下感測;5UjM氐頻下導(dǎo)通電流的爭本；M于導(dǎo)水的第一節(jié)點(diǎn)的第一J^l管；*于*的第二節(jié)點(diǎn)的第^*管；^于第一r^l管的第一晶體管；以及M^于第二^ L管的第二晶體管，其中，在感測才莫式中，將第一和第二晶 體管斷開，以及向第一J^L管和第^^L管施加驅(qū)動屏蔽信號，以便將*與笫一和第二晶體管隔離。
16、 如權(quán)利要求15所述的傳感器，進(jìn)一步包括 *于第一晶體管的電源，并且其中第二晶體管旨于地。
17、 如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中，徊口熱模式中，將第一^第二晶 體管閉合，以及電流從電源流M。
18、 如斥Wj要求15所述的傳感器，其中感測信號;LiE弦信號。
19、 如權(quán)利要求15所述的傳感器，其中導(dǎo)體是電線。
20、 如權(quán)利要求15所述的傳感器，其中，在感測模式中，將小于感測信號 的、具有直流偏移的緩沖感觀'1信號 口于第一>=^1管。
21、 如權(quán)利要求15所述的傳感器，其中，在感測模式中，將大于感測信號 的、具有直流偏移的緩沖感測信號^口于第二^L管。
22、 一種傳感器，包括 傳感器/加熱墊；井^于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)的第一^5jf; ^^于傳感器/加熱墊的第二節(jié)點(diǎn)的第>=^1管； 井^于第一^^l管的第一晶體管；以及旨于第_=^1管的第二晶體管，其中，在感測模式中，將第 第二晶 體管斷開，以及向第一^=^1管和第>^*管 卩驅(qū)動屏蔽信號，以便機(jī)感器/ 加熱墊與第一和第二晶體管隔離。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用反向偏置二極管的電容性感測隔離。提供一種電容性傳感器。該電容性傳感器包括用于輸出感測信號的傳感器/加熱墊、耦合于傳感器/加熱墊的第一節(jié)點(diǎn)的第一二極管、耦合于傳感器/加熱墊的第二節(jié)點(diǎn)的第二二極管、耦合于第一二極管的第一晶體管以及耦合于第二二極管的第二晶體管。在感測模式中，將第一和第二晶體管斷開并在第一二極管與第二二極管上施加反向偏置信號，以將傳感器/加熱墊與第一及第二晶體管隔離。
文檔編號G01D5/24GK101389933SQ200780003461
公開日2009年3月18日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者P·馬圭爾, S·科克 申請人:Tk控股公司