具体实施方式

如本文所描述和图示的，所公开的实施例的部件可以以各种不同的构型来布置和设计。因此，下面的详细描述并不旨在限制所要求保护的本公开的范围，而是仅仅代表其可能的实施例。此外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本文公开的实施例的透彻理解，但是一些实施例可以在没有这些细节的情况下实践。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关领域中理解的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。仅为了方便和清楚起见，方向性术语，诸如顶部、底部、左侧、右侧、上、之上、上方、下方、下面、后方和前方可参考附图使用。这些和类似的方向性术语不应被解释为限制本公开的范围。此外，如本文所示和所述，本公开可以在没有本文未具体公开的元件的情况下实施。

本文可能根据功能和/或逻辑块部件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，这种块部件可以通过被配置成执行指定功能的多个硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路部件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可以在一个或多个微处理器或其他控制器件的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合多个系统来实施，并且本文描述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。

为了简洁起见，与信号处理、数据融合、信令、控制和系统的其他功能方面（以及系统的各个操作部件）相关的技术在本文中不做详细描述。此外，本文包含的各种图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在替代的或附加的功能关系或物理连接。

图1示意性地示出了可重新配置的电池系统100，其包括第一电池组10、第二电池组20和DC电子固态多开关器件（多开关器件）40的实施例。可重新配置的电池系统100的操作由开关控制器45和/或车辆充电控制器35监控和控制。可重新配置的电池系统100布置在正高压总线（HV+）32和负高压总线（HV-）34之间，它们是高压总线30的元件。在一个实施例中，可重新配置的电池系统100被部署成向车辆的电气化动力总成系统供应电力。正高压总线（HV+）32和负高压总线（HV-）34电连接到DC电源（未示出），并且可电连接到充电插座36。第一电池组10和第二电池组20被配置为可再充电并且能够存储电能的电化学器件，诸如超级电容器、电池、电池组、电池单元或其任意组合。

多开关器件40布置在第一和第二电池组10、20之间。多开关器件40包括多个开关，在一个实施例中，包括功率半导体器件S1 50、功率半导体器件S2 60和功率半导体器件S370。功率半导体器件S1 50、S2 60和S3 70串联布置在第一电源端子46’和第二电源端子49’之间，分别介入第一和第二功率节点47’、48’。在一个实施例中，并且如本文所述，第一电源端子46’连接到HV+ 32，并且第二电源端子49’连接到HV- 34。功率半导体器件S1 50、功率半导体器件S2 60和功率半导体器件S3 70的激活和去激活由开关控制器45控制。第一电源端子46’电连接到第二电池组20的阳极22，并为半导体器件S1 50供电。功率半导体器件S150被布置成在第一功率节点47’处电连接第一电源端子46’和第一电池组10的阳极12。功率半导体器件S3 70被布置成在第二功率节点48’处电连接第二电池组20的阴极21和的第二电源端子49’。功率半导体器件S2 60被布置成电连接第一电池组10的阳极12和第二电池组20的阴极21。第一电池组10的阴极11电连接到第一电源端子46’，并且第二电池组20的阳极22电连接到第一电源端子46’。

可重新配置的电池系统100有助于第一布置，其中，功率半导体器件S1 50和功率半导体器件S3 70闭合，并且功率半导体器件S2 60断开，从而导致第一和第二电池组10、20在HV+ 32和HV- 34之间并联电连接。可重新配置的电池系统100有助于第二布置，其中功率半导体器件S1 50和功率半导体器件S3 70断开，并且功率半导体器件S2 60闭合，从而导致第一和第二电池组10、20串联电连接在HV+ 32和HV- 34之间。这可以有助于快速充电事件。可重新配置的电池系统100有助于第三布置，其中功率半导体器件S1 50和功率半导体器件S2 60断开，并且功率半导体器件S3 70闭合，从而导致第一电池组10被隔离和离线，并且第二电池组20电连接在HV+ 32和HV- 34之间。这有助于在检测到与第一电池组10相关联的故障的情况下进行容错操作。可重新配置的电池系统100有助于第四布置，其中，功率半导体器件S2 60和功率半导体器件S3 70断开，并且功率半导体器件S1 50闭合，从而导致第二电池组20被隔离和离线，并且第一电池组10电连接在HV+ 32和HV- 34之间。这有助于在检测到与第二电池组20相关联的故障的情况下进行容错操作。

功率半导体器件S1 50、S2 60和S3 70是低损耗切换器件。在本公开中，术语“低损耗切换器件”是指不具有移动部分的固态继电器；相反，固态继电器使用固态半导体的电学和光学性质来执行其输入到输出的隔离和切换功能。作为非限制性示例，固态继电器包括MOS控制的闸流管（MCT）、氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、碳化硅结场效应晶体管（SiC JFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或具有合适电压和电流额定值的合适的任何其他低损耗器件。

本公开的可重新配置的电池系统100提供了电池系统的灵活快速充电，诸如可以在电气化车辆（例如混合动力车辆或电动车辆）上使用。通过采用可重新配置的电池系统100，当连接到高功率直流（DC）快速充电站（未示出）时，充电时间可以被最小化。高功率DC快速充电站的电压可以是800伏。充电站包括能够经由充电插座36向可重新配置的电池系统100供应DC电压或交流电（AC）电压或两者的充电端口。充电插座36被配置成接收充电端口以对可重新配置的电池系统100进行充电，并且可以接收AC充电功率和/或DC充电功率。此外，充电插座36可以被配置成直接抑或通过充电端口与充电站通信。这样，充电插座36可以从充电端口接收和发送通信和端口验证信号。

图2和3示出了多开关器件40的电气布置和物理布局，包括功率半导体器件S1 50、功率半导体器件S2 60和功率半导体器件S3 70，它们串联电连接在第一电源端子46’和第二电源端子49’之间。当布置为MOSFET器件时，功率半导体器件S1 50包括漏极51、源极52和栅极53；功率半导体器件S2 60包括漏极61、源极62和栅极63；并且功率半导体器件S3 70包括漏极71、源极72和栅极73。第一功率节点47’置于功率半导体器件S1 50和功率半导体器件S2 60之间，并且第二功率节点48’置于功率半导体器件S2 60和功率半导体器件S3 70之间。在一个实施例中，并且如参考图1和2所述，功率半导体器件S1 50被布置成在第一功率节点47’处电连接HV+ 32和第一电池组10的阳极12。功率半导体器件S3 70被布置成在第二功率节点48’处电连接第二电池组20的阴极21和HV- 34。功率半导体器件S2 60被布置成电连接第一电池组10的阳极12和第二电池组20的阴极21。第一电源端子46’电连接到HV+ 32，并且第二电源端子49’电连接到HV- 34。

多开关器件40包含在外壳（未示出）中，该外壳被配置成保持和封装硬件，并且可以全部或部分由电绝缘且刚性的材料（诸如刚性聚合物材料）制成。由于本文描述的构型，多开关器件40的质量不超过400克。

参照图2和3所示，多开关器件40包括基板41，基板41在其相对侧上具有安装孔。基板41具有在两毫米和三毫米之间的最大厚度BT，以最小化多开关器件40的整体尺寸。此外，基板41具有基本平面的形状，并且因此是平坦构型。此外，基板41可以全部或部分由导热材料制成，诸如金属或金属基复合材料。例如，基板41可以全部或部分由铜、铝、钼或其合金或金属基复合材料（诸如AlSiC或铜石墨泡沫）制成，并且可以安装到散热器。基板41可以包括最佳形状的钉状翅片（pin fin）。

多开关器件40包括设置在基板41上的电绝缘层42。在一个实施例中，电绝缘层42也是导热的。电绝缘层42可以全部或部分由陶瓷或聚合物材料制成。用于电绝缘层42的合适陶瓷材料包括但不限于氧化铝（Al₂O₃）、氮化铝（AlN）、铝碳化硅（AlSiC）、氮化硅（Si₃N₄）、金刚石、氧化镓等。聚合物材料可以包括聚酯薄膜、Kapton等。

多开关器件40可以包括设置在基板41和电绝缘层42之间的焊料层（未示出），以将基板41连接到电绝缘层42。术语“焊料”是指低熔点合金，尤其是基于铅和锡或（对于较高温度）基于黄铜或银的合金，用于连接不太易熔的金属。焊料层直接设置在基板41上，以有助于和增强焊料层和基板41之间的连接。基板41、电绝缘层42和焊料层中的每一者都具有平面形状，以最小化由多开关器件40联接的尺寸。

多开关器件40还包括直接联接到电绝缘层42的金属片（未示出），以形成直接结合的衬底。直接结合的衬底的厚度在0.1毫米至0.8毫米之间，以最小化多开关器件40的尺寸。金属片可以直接结合到电绝缘和导热层，以形成直接结合的衬底。金属片可以全部或部分由铜制成，并且因此连同电绝缘层42形成直接结合的铜（DBC）衬底。金属片可以全部或部分由铝制成，以连同电绝缘层42形成直接结合的铝（DBA）衬底。金属片可以直接联接（并且直接设置在）焊料层上，以增强多开关器件40的结构完整性。这样，金属片设置在电绝缘层42（例如，陶瓷层）的顶部上。换句话说，金属片被结合到电绝缘层42。

多开关器件40包括第一导电迹线（第一功率迹线）46、第二导电迹线（第二功率迹线）47、第三导电迹线（第三功率迹线）48和第四导电迹线（第四功率迹线）49。第一功率迹线46包括第一电源端子46’，第二功率迹线47包括第一功率节点47’，第三功率迹线48包括第二功率节点48’，并且第四功率迹线49包括第二电源端子49’。第一功率迹线46、第二功率迹线47、第三功率迹线48和第四功率迹线49直接设置在电绝缘层42上，以最小化多开关器件40占据的尺寸。

第一功率迹线46、第二功率迹线47、第三功率迹线48和第四功率迹线49直接设置在电绝缘层42上，并直接结合或以其他方式固定到电绝缘层42，以增强多开关器件40的结构完整性。第一功率迹线46、第二功率迹线47、第三功率迹线48和第四功率迹线49各自具有平面形状，以最小化其尺寸。第一功率迹线46、第二功率迹线47、第三功率迹线48和第四功率迹线49各自全部或部分由金属材料制成，诸如铜或铝或其合金。

多开关器件40还包括第一栅极信号导体56和相关联的第一栅极信号端子56’、第一源极信号导体57和相关联的第一源极信号端子57’；第二栅极信号导体66和相关联的第二栅极信号端子66’、第二源极信号导体67和相关联的第二源极信号端子67’；第三栅极信号导体76和相关联的第三栅极信号端子76’、以及第三源极信号导体77和相关联的第三源极信号端子77’；所有这些都直接设置在电绝缘层42上，全部或部分地由金属材料制成，诸如铜或铝或其合金，并且直接结合到电绝缘层42（例如，陶瓷层）。

通过信号导体56、57、66、67、76、77输送的控制输入汲取接近零功率（即，小于0.5瓦），以将多开关器件40保持在导通（ON）状态或断开（OFF）状态。

多开关器件40包括多个功率半导体器件，包括第一组功率半导体器件50、第二组功率半导体器件60和第三组功率半导体器件70。在一个实施例中，每个功率半导体器件被配置为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），并且包括源极端子S、栅极端子G和漏极端子D。这包括第一组功率半导体器件50，每个功率半导体器件50具有源极端子S 52、栅极端子G 53和漏极端子D 51。这包括第二组功率半导体器件60，每个具有源极端子S 62、栅极端子G 63和漏极端子D 61。这包括第三组功率半导体器件50，每个功率半导体器件50具有源极端子S 72、栅极端子G 73和漏极端子D 71。在一个实施例中，每个功率半导体器件具有20平方毫米的最小面积来共享和输送400安培的电流。

第一组功率半导体器件50直接设置在第一功率迹线46上，以经由第一电结合部55有助于或控制第一功率迹线46和第二功率迹线47之间的电流。

第二组功率半导体器件60直接设置在第二功率迹线47上，以经由第二电结合部65有助于或控制第二功率迹线47和第三功率迹线48之间的电流。

第三组功率半导体器件70直接设置在第三功率迹线48上，以经由第三电结合部75有助于或控制第三功率迹线48和第四功率迹线49之间的电流。

第一、第二和第三电结合部55、65、75中的每一者可以由单个或多个高电流铝或铜带结合部或箔结合部制成，以最小化寄生电感和电阻。

所描绘的实施例示出了并联布置的第一组功率半导体器件50的八个的量、并联布置的第二组功率半导体器件60的八个的量、以及并联布置的第三组功率半导体器件70的八个的量，多开关器件40每一者可以包括四个到十六个之间（其中每个具有从650伏到1200伏的额定电压）来输送电流，从而增强可扩展性。

每个功率半导体器件包括半导体材料，诸如硅、碳化硅、氧化镓和氮化镓、石墨烯或金刚石。

功率半导体器件以预定图案布置，以保持基本相等的电流和温度分布。选择间距和端子位置，以保持其间基本相等的电流和温度分布。在一个实施例中，每个功率半导体器件具有小于3.5至4.5 m-Ωcm²的特定导通电阻。选择功率半导体器件的放置和直接结合的衬底的图案，以实现相等的电流分布和低寄生电感。多开关器件40可以包括多个阻尼电阻器，每个阻尼电阻器电连接到串联的功率半导体器件中相应一个的栅极端子，以防止或至少最小化功率振荡。功率半导体器件并联电连接以实现可扩展的额定电流（例如，100A的倍数），并且多开关器件40包括具有预定的热堆叠高度和图案的电绝缘层42（例如，陶瓷层）。为了最佳热管理，相邻功率半导体器件之间的间距P大于1毫米且小于3毫米。术语“间距”是指功率半导体器件中的一个的边缘和功率半导体器件中的相邻一个的最近边缘之间的距离。

功率半导体器件可能够阻断650伏到1200伏之间（例如，至少1200伏）的电压DC，并且可以具有不同的堆叠长度。这样，多开关器件40能够以低导通（ON）状态电阻在导通（ON）状态下持续输送可扩展电流。多开关器件40包括并联电连接的功率半导体器件，用于具有大于50M欧姆（Mohm）的隔离电阻和不同堆叠长度的最小封装尺寸的可扩展性。电绝缘层42（例如，陶瓷层）可以具有预定的热堆叠高度和图案，以提供所需的热容量。

每个第一功率半导体器件50的栅极端子53经由第一栅极信号导体56电连接到第一栅极信号端子56’，每个第二功率半导体器件60的栅极端子63经由第二栅极信号导体66电连接到第二栅极信号端子66’，并且每个第三功率半导体器件70的栅极端子73经由第三栅极信号导体76电连接到第三栅极信号端子76’。

第一、第二和第三栅极信号端子56’、66’和76’与开关控制器45（参考图1所示）通信。多开关器件40可以任选地包括一个或多个热敏电阻器（未示出），热敏电阻器直接连接到直接结合的衬底以测量多开关器件40的温度。

多开关器件40具有断开（OFF）状态和导通（ON）状态。由于其构型，多开关器件40能够在断开状态期间在单个方向上阻断至少650至1200伏。由于其构型，多开关器件40在导通状态期间以小于1V的电压降持续输送至少400安培的直流电。由于其构型，多开关器件40可以具有等于或小于400克的质量和小于10微秒的导通/断开时间。由于其构型，多开关器件40具有55至65毫米的最大宽度、65毫米的最大长度和25毫米的最大高度，由此最小化多开关器件40的尺寸。由于这种构型，多开关器件40具有大于50兆欧姆（MΩ）的隔离电阻。这些概念提供了一种架构，该架构以这样的方式包括功率半导体器件的布局，使得它在功能上作为三个功率半导体器件工作，但是在单个壳体下，只使用最少的四个电源端子，从而节省了封装空间和成本。

图4和5示出了多开关器件140的另一实施例的电气布置和物理布局，包括功率半导体器件S1 150、功率半导体器件S2 160、功率半导体器件S3 170和功率半导体器件S4180，它们串联电连接在第一电源端子146’和第二电源端子143’之间。当布置为MOSFET器件时，功率半导体器件S1 150包括漏极151、源极152和栅极153；功率半导体器件S2 160包括漏极161、源极162和栅极163；功率半导体器件S3 170包括漏极171、源极172和栅极173，并且功率半导体器件S4 180包括漏极181、源极182和栅极183。第一功率节点147’置于功率半导体器件S1 150和功率半导体器件S2 160之间，第二功率节点148’置于功率半导体器件S2160和功率半导体器件S3 170之间，并且第三功率节点149’置于功率半导体器件S3 170和功率半导体器件S4 180之间。

当多开关器件140被应用于参考图1和图4描述的可重新配置的电池系统100时，功率晶体管S1 150被布置成在第一功率节点147’处电连接HV+ 32和第一电池组10的阳极12。功率晶体管S4 180被布置成在第三功率节点149’处电连接第二电池组20的阴极21和HV-34。功率晶体管S2 160和功率晶体管S3 170被布置成电连接第一电池组10的阳极12和第二电池组20的阴极21。第一电源端子146’电连接到HV+ 32，并且第二电源端子143’电连接到HV- 34。

这种布置在第一和第二电池组10和20的串联充电期间经由功率半导体器件S2160和S3 170提供双向电流阻断。

多开关器件140包含在外壳（未示出）中，该外壳被配置成保持和封装硬件，并且可以全部或部分由电绝缘和刚性材料制成，诸如刚性聚合物材料。

再次参考图4和5，多开关器件140包括基板141，基板141在其相对侧上具有安装孔。基板141具有在两毫米和三毫米之间的最大厚度BT，以最小化多开关器件140的整体尺寸。此外，基板141具有基本平面的形状，并且因此具有平坦构型。此外，基板141可以全部或部分由导热材料制成，诸如金属或金属基复合材料。例如，基板141可以全部或部分由铜、铝、钼或其合金或金属基复合材料制成，诸如AlSiC或泡沫铜，并且可以安装到散热器。基板141可以最佳地具有钉状翅片。

多开关器件140包括设置在基板141上的电绝缘层142。在一个实施例中，电绝缘层142也是导热的。电绝缘层142可以全部或部分由陶瓷材料制成。用于电绝缘层142的合适陶瓷材料包括但不限于氧化铝（Al₂O₃）、氮化铝（AlN）、铝碳化硅（AlSiC）、氮化硅（Si₃N₄）、金刚石、氧化镓等。

多开关器件140可以包括设置在基板141和电绝缘层142之间的焊料层（未示出），以将基板141连接到电绝缘层142。术语“焊料”是指低熔点合金，尤其是基于铅和锡或（对于较高温度）基于黄铜或银的合金，用于连接不太易熔的金属。焊料层直接设置在基板141上，以有助于和增强焊料层和基板141之间的连接。基板141、电绝缘层142和焊料层中的每一者都具有平面形状，以最小化由多开关器件140联接的尺寸。

多开关器件140还包括直接联接到电绝缘层142以形成直接结合的衬底的金属片（未示出）。直接结合的衬底的厚度在0.1毫米至0.8毫米之间，以最小化多开关器件140的尺寸。金属片可以直接结合到电绝缘和导热层，以形成直接结合的衬底。金属片可以全部或部分由铜制成，并且因此连同电绝缘层142形成直接结合的铜（DBC）衬底。金属片可以全部或部分由铝制成，以连同电绝缘层142形成直接结合的铝（DBA）衬底。金属片可以直接联接（并且直接设置在）焊料层上，以增强多开关器件140的结构完整性。这样，金属片设置在焊料层和电绝缘层142（例如，陶瓷层）之间。换句话说，金属片夹在焊料层和电绝缘层142之间。

多开关器件140包括第一导电迹线（第一功率迹线）146、第二导电迹线（第二功率迹线）147、第三导电迹线（第三功率迹线）148、第四导电迹线（第四功率迹线）149和第五导电迹线（第五功率迹线）143。第一功率迹线146包括第一电源端子146’，第二功率迹线147包括第一功率节点147’，第三功率迹线148包括第二功率节点148’，第四功率迹线149包括第三功率节点149’，并且第五功率迹线143包括第二电源端子143’。第一功率迹线146、第二功率迹线147、第三功率迹线148、第四功率迹线149和第五功率迹线143直接设置在电绝缘层142上，以最小化多开关器件140占据的尺寸。

第一功率迹线146、第二功率迹线147、第三功率迹线148、第四功率迹线149和第五功率迹线143直接设置在电绝缘层142上，并直接结合或以其他方式固定到电绝缘层142，以增强多开关器件140的结构完整性。第一功率迹线146、第二功率迹线147、第三功率迹线148、第四功率迹线149和第五功率迹线143各自具有平面形状，以最小化其尺寸。第一功率迹线146、第二功率迹线147、第三功率迹线148、第四功率迹线149和第五功率迹线143各自全部或部分由金属材料（例如铜或铝或其合金）制成。

多开关器件140还包括第一栅极信号导体156和相关联的第一栅极信号端子156’、第一源极信号导体157和相关联的第一源极信号端子157’；第二栅极信号导体166和相关联的第二栅极信号端子166’、第二源极信号导体167和相关联的第二源极信号端子167’；第三栅极信号导体176和相关联的第三栅极信号端子176’、以及第三源极信号导体177和相关联的第三源极信号端子177’；以及第四栅极信号导体186和相关联的第四栅极信号端子186’、第四源极信号导体187和相关联的第四源极信号端子187’，所有这些都直接设置在电绝缘层142上，全部或部分由金属材料（诸如铜或铝）制成，并且直接结合到电绝缘层142（例如，陶瓷层）。

通过信号导体120输送的控制输入汲取接近零功率（即，小于0.5瓦），以保持多开关器件140处于导通（ON）状态或断开（OFF）状态。

多开关器件140包括多个功率半导体器件，包括第一组功率半导体器件150、第二组功率半导体器件160、第三组功率半导体器件170和第四组功率半导体器件180。在一个实施例中，每个功率半导体器件被配置为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），并且包括源极端子S、栅极端子G和漏极端子D。这包括第一组功率半导体器件150，每个功率半导体器件150具有源极端子S 152、栅极端子G 153和漏极端子D 151。这包括第二组功率半导体器件160，每个功率半导体器件160具有源极端子S 162、栅极端子G 163和漏极端子D 161。这包括第三组功率半导体器件150，每个功率半导体器件150具有源极端子S 172、栅极端子G 173和漏极端子D 171。这包括第四组功率半导体器件180，每个功率半导体器件180具有源极端子S 182、栅极端子G 183和漏极端子D 181。在一个实施例中，每个功率半导体器件具有20平方毫米的最小面积来共享和输送1400A的电流。

第一组功率半导体器件150直接设置在第一功率迹线146上，以经由第一电结合部155有助于或控制第一功率迹线146和第二功率迹线147之间的电流。

第二组功率半导体器件160直接设置在第二功率迹线147上，以经由第二电结合部165有助于或控制第二功率迹线147和第三功率迹线148之间的电流。

第三组功率半导体器件170直接设置在第三功率迹线148上，以经由第三电结合部175有助于或控制第三功率迹线148和第四功率迹线149之间的电流。

第四组功率半导体器件180直接设置在第四功率迹线149上，以经由第四电结合部185有助于或控制第四功率迹线149和第五功率迹线143之间的电流。

第一、第二、第三和第四电结合部155、165、175和185中的每一者可以由高电流铝或铜带结合部或箔结合部制成，以最小化寄生电感和电阻。

所描绘的实施例示出了并联布置的第一组功率半导体器件150的八个的量、并联布置的第二功率半导体器件160的八个的量、并联布置的第三组功率半导体器件170的八个的量、以及并联布置的第四组功率半导体器件180的八个的量，多开关器件140每一者可以包括四个到十六个（其中每个具有从650伏到1200伏的额定电压），来输送电流，从而增强可扩展性。

这些概念提供了一种架构，该架构以这种方式包括功率半导体器件的布局，使得它在功能上作为三个功率半导体器件工作，但是在单个壳体下，只需要最少的四个端子，从而节省了封装空间和成本。

详细描述和附图或图是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施本教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在各种替代设计和实施例用于实践在所附权利要求中限定的本教导。