本发明专利技术涉及一种为耗电器（２０）电位分离地提供电能（Ｅ）的装置，其包括一个用于产生供电信号（Ｓ１）的产生器（３０，３１，３２）和一个包括两个分离的分支（４１，４２）的传输线路（４０）。第一分支（４１）构造成用于沿从产生器（３０，３１，３２）至耗电器（２０）的方向传输供电信号（Ｓ１），而第二分支（４２）构造成用于沿从耗电器（２０）至产生器（３０，３１，３２）的方向传输供电信号（Ｓ１），从而对于供电信号（Ｓ１）形成一个闭合回路。两个分支（４１，４２）包括用于电位分离的元件（Ｃ２，Ｃ３）。通过供电信号（Ｓ１）可以为耗电器（２０）提供最大为１００ｍＷ的电功率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种为耗电器电位分离地提供电能的装置。
技术介绍
通常由一个电压源或电流源通过简单的电导线以供电电压或供电电流的形式为耗电器提供电能。有时需要与耗电器电位分离(＝电流分离)的能量提供，而没有耗电器和电源之间的电阻连接。如果耗电器被设置在一个与能源差别极大的电位上，或者要满足对电磁兼容性(EMV)非常高的要求，则通过简单的电气馈入线的供电至少是困难的。这种应用的例子有，在公共供电设备中的电流和电压测量，以及在并行进行的核自旋断层造影检查期间对患者的EKG(心电图)、呼吸或者脉搏测量。公知的是这样一个装置，其中，将例如激光二极管或发光二极管(LED)的光源的光传输至一个光电转换器并在那里转换成电能。最后进行对耗电器的供电。为了光传输，光源和光电转换器通过光波导体或者也通过一种自由辐射装置在光学上相互连接。这样一种电位分离的、光学上运行的用于电气传感器的供电系统，例如在“Sensors and Actuators A”(传感器和执行器A)25至27册(1991)，475至480页中有描述。激光二极管的光通过光波导体传输至一个光元件阵列，并由该阵列为传感器转换成电能。传感器的测量数据同样光学地通过一个光波导体传输。但是，由于采用了专门的部件，特别是功率强大的激光、光元件阵列和光学插塞连接，这种供电系统与不菲的造价相联系。此外，公知的是这样一个装置，其中，从待供电的电气传感器的直接周围环境中获得电能，例如从高压电网中感应地或者从太阳光中光电地获得。但是，如果高压电网停止运行或者太阳不出现，则在这种用于供电的装置中出现不希望的副作用。从高压电网中提取电能的一种装置在DE2546694A1中有描述。另外一种为耗电器电位分离地提供电能的装置由DE 4442677A1公开。这里，一个无线电发射器以无线电波的形式向无线电接收器发射能量，该接收器为耗电器将无线电波转换成电能。如果耗电器是一个传感器，则也可以将传感器的测量数据通过无线电传输。因此，利用该装置可以进行电流隔离的、无导线的能量和数据传输。但是，法律上关于无线电传输的规定限制了该装置的应用可能性。另外一种用于为尤其处于高压电位的耗电器电位分离地供电的措施在于，从高频电能为一个耐高压的电容器供电或者为一个必要时为了电压测量本来就有的电容性分压器供电。这里，电容器或者电容性分压器克服了电位差。不利的可能是形成不确定的阻抗比。在电容器或者电容性分压器起到对于高频能量的去线作用的同时，回线实际上在很大程度上关于现有高压明线的导体对地电容或/和关于相邻邻的运行装置是不确定的。因此，为了能够保证功能，要求相对高的馈电频率，例如＞10 MHz。但是，这样该装置整体上表现为发射天线，这导致一方面通过辐射而发生不希望的能量损失，另一方面与已经提到的法律上关于无线电传输的规定发生冲突。在由DE 910925公开的、用于调节对气体或蒸汽放电间隙的操纵的装置中，借助于电容性部件传输高频信号。其中，为向前方向设置一个第一电容性分支，而为向后方向设置一个第二电容性分支。但是，该高频信号不是用作供电，而是用作控制一个设置在高压电位上的点火电路。在DE 2911476 A1中描述了，将由DE 910925公开的传输线路扩展为一个用于为处于高电位上的耗电器供电的装置。这里，传输线路由一个用纵向电容和横向扼流圈建立的对称滤波链构成。将该横向扼流圈引入到装置中的实际原因是，为了免除高频产生器提供无用功率和为了平衡在相邻邻电容之间的绝缘差。但是，由于所需单个元件的众多该装置在实现上昂贵。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种为耗电器提供电能的装置，该装置保证尽可能简单的供电，并且同时不导致与法律上关于无线电传输的规定相冲突。按照本专利技术的装置至少包括 -一个用于产生供电信号的产生器，-一个包括两个分离的分支的传输线路，其中，-第一分支构造成用于沿产生器至耗电器的方向传输供电信号，而第二分支构造成用于沿从耗电器至产生器的方向传输供电信号，-两个分支分别这样连接在产生器和耗电器上，使得对于供电信号形成一个闭合的回路，-两个分支包括用于电位分离元件，和-借助于供电信号可以为耗电器提供最大为100mW的电功率。这里，本专利技术基于这样的认知，即，利用借助于两个分离的分支实现的传输线路可以在供电信号前向和后向方向上实现确定的阻抗比。这样，供电回路不再通过不确定的空中路线闭合，而是通过为供电信号确定的作为回线的分支。两个分支特别是完全相互分离地构成，即，除了在产生器和耗电器的位置之外，两个分支之间不存在导电连接。由于确定的阻抗比和低的耗电器功率，供电信号特别可以具有相对低的供电频率，例如≤1 MHz。供电信号的传输在两个分支中是通过导线连接的，特别是电气地实现的。由此，供电信号的无线电辐射进一步下降，使得不牵扯到法律上关于无线电传输的规定。由于低的传输损耗，特别是在传输线路上没有不希望的供电能量辐射，以及由于低的耗电器功率，可以采用相对功率低地构成的、并由此具有价格优势的供电信号产生器。此外还注意到，在没有基本上的功能损失的条件下，可以将在由DE2911476A1中公开的装置中使用的横向扼流圈省略。如果通过供电信号为耗电器仅仅送入一个低的功率，例如最高为100mW，则情况正是如此。在该功率范围内供电信号产生器自身可以提供分支在必要时所需的充电功率。这里，特殊的防护措施如同对产生器的特殊参数选择一样，同样是不很重要的。总之，通过省略横向扼流圈和产生器的低功率构成，得到一种非常简单和价格有利的装置，用于为耗电器电位分离地提供能量。如果在产生器和耗电器之间存在一个电位差，则可以特别具有优点地采用该装置。这样，电位分离地提供能量的作用特别有利。特别是当产生器处于地电位，而耗电器处于一个较高的电位，例如几十kV的电位时。此外，两个分支优选地相互紧凑地相邻设置。由此，降低了对装置空间的要求。此外，两个分支在空间上紧凑相邻避免了不希望的供电能量辐射。这两个分别确定为前向和后向方向的分支的作用类似于双线导体装置，其中形成了对辐射关系的交互补偿。特别是将两个分支放置在一个绝缘体中，由此可以减少对于两个分支电压绝缘的费用。它们至少可以采用一个共同的绝缘体机壳。优选地，装置的传输线路除了用于提供能量外，还可以用于其它目的，例如用于电压测量。这样，可以将该用于提供能量的装置集成在一个现有的运行装置中，由此可以进一步限制用于该装置的费用。特别是，传输线路也可以用于采集耗电器位置和地之间的电压。在另一种实施方式中，作为电位分离元件的分支分别包含至少一个电抗。这里，特别优选的是一个可以很好地用于所希望的电位分离的电容。特别是每个分支也可以包含一个标准化或者系列化的部件，例如以绕制的电容器条形式的部件。由此，给出一种特别价格上划得来的实现。但是作为电抗也可以采用电感。如果供电信号的供电频率在约1kHz和1MHz之间，则特别有利。在该频率范围内可以良好地抑制供电能量的辐射。此外，提到的下限离公共供电能量的设备中采用的电网频率(DC或50Hz或60Hz)足够远，以及离其用于测量和分析目的必要时重要的谐波足够远，因此可以排除影响。还有一种用由直流信号构成的供电信号运行的装置。这里，从一开始就排除了辐射。在该装置中电位差优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种为耗电器（２０）电位分离地提供电能（Ｅ）的装置，其至少包括： －一个用于产生供电信号（Ｓ１）的产生器（３０，３１，３２）， －一个包括两个分离的分支（４１，４２）的传输线路（４０），其中， －第一分支（４１）构造成用于沿从产生器（３０，３１，３２）至耗电器（２０）的方向传输供电信号（Ｓ１），而第二分支（４２）构造成用于沿从耗电器（２０）至产生器（３０，３１，３２）的方向传输供电信号（Ｓ１）， －两个分支（４１，４２）分别这样连接在产生器（３０，３１，３２）和耗电器（２０）上，使得对于供电信号（Ｓ１）形成一个闭合的回路， －两个分支（４１，４２）包括用于电位分离元件（Ｃ２，Ｃ３，Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０），和 －借助于供电信号（Ｓ１）可以为耗电器（２０）提供最大为１００ｍＷ的电功率。
【技术特征摘要】
DE 2002-3-27 10213845.11.一种为耗电器(20)电位分离地提供电能(E)的装置，其至少包括-一个用于产生供电信号(S1)的产生器(30，31，32)，-一个包括两个分离的分支(41，42)的传输线路(40)，其中，-第一分支(41)构造成用于沿从产生器(30，31，32)至耗电器(20)的方向传输供电信号(S1)，而第二分支(42)构造成用于沿从耗电器(20)至产生器(30，31，32)的方向传输供电信号(S1)，-两个分支(41，42)分别这样连接在产生器(30，31，32)和耗电器(20)上，使得对于供电信号(S1)形成一个闭合的回路，-两个分支(41，42)包括用于电位分离元件(C2，C3，L10，L20，L30，L40)，和-借助于供电信号(S1)可以为耗电器(20)提供最大为100mW的电功率。2.根据权利要求1所述的装置，其中，将所述耗电器(20)和产生器(30，31，32)设置在不同的电位上。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述两个分支(41，42)相互紧凑地相邻设置。4...
【专利技术属性】
技术研发人员：西格弗里德伯克尔，斯蒂芬海恩，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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