[发明专利]用于借助振荡电路的特性曲线来开环控制无接触的能量传输

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电路，一种根据权利要求26的前序部分所述的断层成像设备、尤其是计算机断层成像设备和一种根据权利要求27的前序部分所述的方法。

背景技术

在许多电器中存在相对于定子运动的装置，其必须从能量源中通过定子被供给能量。一个为此的示例是断层成像设备、例如计算机断层成像设备，其具有可以容纳要记录其结构的对象的环形隧道。环形隧道结合计算机断层成像设备来说也称作机架。在环形隧道中布置有多个成像传感器，其随着环形隧道围绕对象运动并且于是扫描对象。从所有扫描值的总和中产生对象结构的图像，其例如可以在屏幕上输出。

为了为环形隧道中的成像传感器和其它元件、例如伦琴源或用于将扫描值传输给定子中的处理器的数据传输装置供给电能，并且为了将数据发送给定子，常规地已知不同的方法。一方面，电能和数据可以通过线缆传输给环形隧道，然而这由于线缆的有限长度而限制活动余地。另一方面已知的是，使用在环形隧道上或在定子上滑动的滑动触点，然而这不仅引起高的材料磨损，而且还带来高的位置需求。最后已知的是，电感性地传输电能，然而这由于通过寄生元件、例如磁耦合的漏电感造成的高损耗而使得传输的效率劣化。为了降低损耗，文献US5,608,771提出，借助与漏电感串联的电容来衰减该漏电感。

在该情况下需要的是，使环形隧道中的负载电压稳定化。

发明内容

本发明的技术问题是，改进相对于定子运动的装置中负载电压的稳定化。

该技术问题通过独立权利要求的特征解决。从属权利要求包含本发明的优选改进方案。

本发明基于如下思想：通过开环控制（Steurung）负载电压来改进负载电压的稳定化。本发明基于如下认识：负载电压常规地通过基于来自环形隧道的负载电压的反馈来闭环控制（Regelung）定子上的输入电压的方式来稳定化。本发明的另一认识是，在借助磁性耦合进行电能量传输的开始，用于无线反馈负载电压的可能性是有限的，因为必须首先为相应的数据传输装置提供能量。由此在使用磁性耦合时部分地会持续很久，直至反馈对于闭环控制可用。如果最后反馈可用，则负载电压可以转换到这样的状态中，在这些状态中，在采取闭环控制之后持续很久来将其稳定化。然而，借助磁性耦合工作的变压器从网络理论上可以划分为没有损耗的理想变压器、在输入侧与理想的变压器并联连接的主电感和在输入侧串联连接的漏电感。如果变压器在输入侧连接有电容，则所形成的振荡电路因此而只影响输入侧并且主导整个系统的传输特性。如果变压器的传输特性和输入电压已知，则可以导出负载电压，而不必测量该负载电压。负载电压的常规闭环控制因此可以至少在开始阶段中省去并且通过简单的开环控制来替代。这对于借助磁性耦合进行电能传输是特别有利的，因为也可以在没有数据传输装置的情况下将负载电压本身在整个系统的开始阶段稳定化。

本发明因此而说明了一种用于将输入电压从定子中的电能量源传输给在相对于定子运动的装置内的负载的电路，其包括如下特征：用于将输入电压转换为传输电压的调整元件；用于接收传输电压的振荡电路，其中，振荡电路包含电容和变压器的初级绕组；以及带有初级绕组和次级绕组的变压器，其中，初级绕组设计用于将传输电压传输给次级绕组而次级绕组设计用于将所接收的传输电压输出给负载，其中，调整元件设计用于将传输电压的频率设置为使得振荡电路的传输比例对于连接于次级绕组的负载的预定值域基本保持恒定，使得振荡电路的传输比例在预定值域中与负载无关。

本发明具有如下优点：现在可以有利地使用变压器的漏电感，以便将负载电压稳定化。电路由于负载无关的传输比例而尤其不需要来自运动的装置的反馈，使得可以省去对负载电压的闭环控制。这降低了总系统的复杂度并且使得其不易出故障。

在本发明的一个特别构型中，可以设计基于控制特性曲线设置传输电压的频率的调整元件，在该控制特性曲线中关于待设置的频率绘出振荡电路的传输特性。

在本发明的一个改进方案中，控制特性曲线的形状在负载的预定值域中可以基本保持恒定，使得控制特性曲线的形状在该预定值域中与负载无关。

在本发明的一个改进方案中，设计有用于在规定的频率范围内设置频率的调整元件。这能够实现在采集、处理和准备控制特性曲线时考虑技术边界，并且避免带有所说明的电路的系统运行在未知和损害系统的运行状态中。