Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CIRCUIT AND METHOD FOR CONTROLLING TWO OR MORE ELECTRIC CONSUMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/035675
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circuit for controlling two or more electric consumers (30), comprising a receiver unit (10) for feeding an alternating current into the circuit and connecting consumer paths (20) which are respectively parallel to the receiver unit (10). Each consumer path (20) respectively comprises one of the consumers (30) and a control unit (40).The consumers (30) can be selectively controlled by the control units (40) by varying the frequency and/or amplitude of the alternating current supplied.

Inventors:
KRUG ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/011896
Publication Date:
May 02, 2002
Filing Date:
October 15, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WITTENSTEIN GMBH & CO KG (DE)
KRUG ANDREAS (DE)
International Classes:
H02J13/00; (IPC1-7): H02J3/00
Foreign References:
US5019959A1991-05-28
EP0689373A21995-12-27
US4071812A1978-01-31
Other References:
MOO C S ET AL: "DESIGNING DIMMABLE ELECTRONIC BALLAST WITH FREQUENCY CONTROL", APEC '99. 14TH ANNUAL APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION. DALLAS, TX, MARCH 14 - 18, 1999, ANNUAL APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE, NEW YORK, NY: IEEE, US, vol. 2, 14 March 1999 (1999-03-14), pages 727 - 733, XP001004092, ISBN: 0-7803-5161-4
DO PRADO R N ET AL: "A HIGH POWER FACTOR FLYBACK-HALF-BRIDGE ELECTRONIC BALLAST WITH DIMMING FEATURE", CONFERENCE RECORD OF THE 1998 IEEE INDUSTRY APPLICATIONS CONFERENCE. 33RD IAS ANNUAL MEETING. ST. LOUIS, MO, OCT. 12 - 15, 1998, CONFERENCE RECORD OF THE IEEE INDUSTRY APPLICATIONS CONFERENCE. IAS ANNUAL MEETING, NEW YORK, NY: IEEE, US, vol. 3, 12 October 1998 (1998-10-12), pages 2082 - 2088, XP000804060, ISBN: 0-7803-4944-X
Attorney, Agent or Firm:
Weiss, Peter (Zeppelinstrasse 4 Engen, DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schaltung zur Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern (30), aufweisend : eine Empfängereinheit (10) zur Einspeisung einer Wechselspannung in die Schaltung, und jeweils parallel zu der Empfängereinheit (10) angekoppelnde Verbraucherpfade (20), wobei jeder Verbraucherpfad (20) jeweils einen der Verbraucher (30) und eine Ansteuerungseinheit (40) aufweist, wobei durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung die Verbraucher (30) selektiv über die Ansteuerungseinheiten (40) ansteuerbar sind.
2. Die Schaltung nach Anspruch 1, worin die Ansteuerungseinheiten (40) selektive Filter für die jeweils eingespeiste Wechselspannung aufweisen.
3. Die Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, worin eine der Ansteuerungseinheiten (40) einen Hochpassfilter und eine andere der Ansteuerungseinheiten (40) einen Tiefpassfilter aufweist.
4. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 13, worin eine oder mehrere der Ansteuerungseinheiten (40) einen Bandpassfilter und/oder einen Bandsperrfilter aufweist.
5. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 14, worin in mindestens einem der Verbraucherpfade (20) die Ansteuerungseinheit (40) in Serie zu dem Verbraucher (30) geschaltet ist.
6. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 15, worin mindestens einer der Verbraucher (30) eine im Wesentlichen ohmsche Charakteristik aufweist.
7. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 16, worin die Empfängereinheit (10) eine Luftspule und/oder eine Spule mit einem permeablen Kern aufweist.
8. Verfahren zur Ansteuerung von zwei oder mehreren Verbrauchern (30) in einer Schaltung mit einer Empfängereinheit (10), wobei jeweils parallel zu der Empfängereinheit (10) Verbraucherpfade (20) ankoppeln und jeder Verbraucherpfad (20) jeweils einen der Verbraucher (30) und eine Ansteuerungseinheit (40) aufweist, das Verfahren weist auf die Schritte : (a) Einspeisung einer Wechselspannung in die Empfängereinheit (10), und (b) Selektives Ansteuern der Verbraucher (30) über die Ansteuerungseinheiten (40) durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung.
9. Das Verfahren nach Anspruch 8, worin der Schritt (b) ein selektives Filtern für die jeweils eingespeiste Wechselspannung aufweist.
10. Das Verfahren nach Anspruch 9, worin der Schritt des selektiven Filterns mindestens einen Schritt der Schritte des Hochpassfilterns, Tiefpassfilterns, Bandpassfilterns oder Bandsperrfilterns aufweist.
11. Verwendung von selektiven Wechselspannungsfiltern (40), vorzugsweise Hochpassfilter, Tiefpassfilter, Bandpassfilter und/oder Bandsperrfilter, zur Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern (30) in einer Schaltung mit einer Empfängereinheit (10), wobei jeweils parallel zu der Empfängereinheit (10) Verbraucherpfade (20) ankoppeln, jeder Verbraucherpfad (20) jeweils einen der Verbraucher (30) und einen der Wechselspannungsfilter (40) aufweist, und die Verbraucher (30) über die Wechselspannungsfilter (40) durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude einer in die Empfängereinheit (10) eingespeisten Wechselspannung selektiv ansteuerbar sind.
Description:
Schaltung und Verfahren zur Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern Die vorliegende Erfindung betrifft die Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern.

Im Bereich der Medizintechnik wird derzeit an einem Mikroaktuator entwickelt, dessen Antriebskonzept auf der Basis von Formgedächtnis-Legierungsdrähten (FGLs) realisiert wird. Für eine gezielte Bewegung in eine vorgegebene Richtung werden zwei FGLs benötigt, die selektiv über eine induktive Schnittstelle ansteuerbar sein müssen.

Als Lösung für ein derartiges Antriebskonzept auf der Basis von Formgedächtnis-Legierungsdrähten werden unter anderem auch Halbleiter-Elemente vorgeschlagen. Hieraus können sich jedoch insbesondere auch Probleme hinsichtlich der

Lebensdauer der Antriebseinheit ergeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Mikroaktuator auf der Basis von Formgedächtnis-Legierungsdrähten zu schaffen, der vorzugsweise auch eine Maximierung der Lebensdauer der Antriebseinheit erlaubt.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung zur Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern geschaffen, die eine Empfängereinheit zur Einspeisung einer Wechselspannung in die Schaltung und jeweils parallel zu der Empfängereinheit angekoppelnde Verbraucherpfade aufweist. Jeder Verbraucherpfad weist jeweils einen der Verbraucher und eine Ansteuerungseinheit auf. Durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung sind die Verbraucher selektiv über die Ansteuerungseinheiten ansteuerbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Ansteuerungseinheiten selektive Filter für die jeweils eingespeiste Wechselspannung auf. Derartige selektive Filter können vorzugsweise Hochpassfilter, Tiefpassfilter Bandpassfilter und/oder Bandsperrfilter aufweisen.

Vorzugsweise wird in mindestens einem der Verbraucherpfade die Ansteuerungseinheit in Serie zu dem jeweiligen Verbraucher geschaltet.

Besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Ansteuerung für Verbraucher die eine im Wesentlichen ohmsche Charakteristik aufweisen. Bei frequenzabhängigen Verbrauchern muss der Frequenzverhalten entsprechend mit berücksichtigt werden.

Für die Empfängereinheit kann beispielsweise eine Luftspule und/oder eine Spule mit einem permeablen Kern verwendet werden.

In einer derartigen Schaltung kann nun durch Einspeisung einer Wechselspannung in die Empfängereinheit ein selektives Ansteuern der Verbraucher über die Ansteuerungseinheiten durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung erfolgen.

Das selektive Ansteuern kann dabei vorzugsweise durch selektives Filtern für die jeweils eingespeiste Wechselspannung durchgeführt werden, wie durch Hochpassfiltern, Tiefpassfiltern, Bandpassfiltern und/oder Bandsperrfiltern.

Damit können durch Verwendung von selektiven Wechselspannungsfiltern zwei oder mehrere Verbrauchern in einer der angeführten Schaltungen angesteuert werden.

Aus dem Vorangegangenen wird damit ersichtlich, dass ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ansteuerung insbesondere in der Einfachheit, Robustheit und Kleinheit bei einer Ausführung der Schaltung liegt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Figur 1 zeigt eine stark miniaturisierbare Ansteuerung von zwei (im Wesentlichen) ohmschen Verbrauchern über eine induktive Schnittstelle. Generell handelt es sich bei dem vorliegenden System um eine implantierbare Ansteuereinheit für zwei oder mehr (ohmsche) Verbraucher, die auf kleinstem Bauraum realisierbar ist.

In eine Empfängerspule 10 kann durch eine (nicht gezeigte) extrakorporale Sendeeinheit eine Wechselspannung eingespeist werden. Jeweils parallel zu der Empfängerspule 10 sind zwei Verbraucherpfade 20A und 20B angeschlossen.

Jeder Verbraucherpfad 20A und 20B weist dabei jeweils einen Verbraucher 30A und 30B, sowie eine Ansteuerungseinheit 40A und 40B auf.

Durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung lassen sich über die Ansteuerungseinheiten 40A und 40B die Verbraucher BOA und 30B selektiv ansteuern.

In dem in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Ansteuerungseinheiten 40A und 40B durch selektive Filter für die jeweils eingespeiste Wechselspannung realisiert. Im einfachsten Fall können die Ansteuerungseinheiten 40A und 40B-wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt-ein Hochpassfilter und ein Tiefpassfilter sein.

Im Betrieb der Schaltung nach Fig. 1 und bei in etwa gleich großen Verbrauchern 30A und 30B mit im Wesentlichen ohmscher Charakteristik wird bei hohen Frequenzen der in

die Empfängerspule 10 eingespeisten Wechselspannung der Tiefpass 40A hochohmig und der Hochpass 40B niederohmig.

Hierdurch fällt an dem (ohmschen) Verbraucher 30A eine geringere Leistung und an dem (ohmschen) Verbraucher 30B eine höhere Leistung ab. Entsprechend wird bei niedrigen Frequenzen der Tiefpass 40A niederohmig und der Hochpass 40B hochohmig, so dass an dem Verbraucher 30A eine höhere Leistung und an dem Verbraucher 30B nur eine geringere Leistung abfällt. Hierdurch wird ersichtlich, wie durch Wahl der Frequenz der in die Empfängerspule 10 eingespeisten Wechselspannung die Leistungsaufnahme in den Verbraucherpfaden 20A und 20B gesteuert werden kann.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch Variation der Amplitude der in die Empfängerspule 10 eingespeisten Wechselspannung entsprechend die Leistungsaufnahme in den Verbraucherpfaden 20A und 20B gesteuert werden kann.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Hoch-und Tiefpassfilter können die Ansteuerungseinheiten 40A und 40B auch durch beliebige andere frequenzselektive Filter, wie Bandpässe oder Bandsperren, ausgeführt werden.

Sollen zu den zwei Verbraucherpfaden 20A und 20B noch weitere Verbraucherpfade 20i (mit i = C, D, E,...) hinzutreten, so werden auch diese jeweils parallel zu der Empfängerspule 10 angeschlossen, wobei jeder Verbraucherpfad 20i dabei jeweils einen Verbraucher 30i und eine Ansteuerungseinheit 40i aufweist.

Anstelle der reinen Serienschaltung von Verbraucher 30 und Ansteuerungseinheit 40 kann auch ebenso, bei geeigneter Wahl der Filterelemente, eine gemischte Serien-und Parallelschaltung der Ansteuerungseinheit 40 zu dem Verbraucher 30 treten.

Die Empfängerspule 10 kann insbesondere eine einfache Luftspule oder auch eine Spule mit einem permeablen Kern, wie z. B. Eisen oder Ferrit, sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem eingangs angeführten Mikroaktuator sind die beiden Verbraucher 30 in Fig. 1 durch Formgedächtnis- Legierungsdrähte (FGLs) realisiert. Über die Ansteuerungseinheiten 40 lassen sich die FGLs nun selektiv durch eine in die induktive Schnittstelle der Empfängerspule 10 eingekoppelte Wechselspannung ansteuern.