CN117859248A - 电磁线圈的高速开关设备 - Google Patents

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CN117859248A CN202280055479.1A CN202280055479A CN117859248A CN 117859248 A CN117859248 A CN 117859248A CN 202280055479 A CN202280055479 A CN 202280055479A CN 117859248 A CN117859248 A CN 117859248A
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C·J·皮尔
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J·特鲁
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Abstract

一种保护电路感测群组中的一个供电电路何时激活以将电流递送到电路部件并且发出激发信号以同时激活所述群组中的其它供电电路。所述供电电路可递送大电流和高功率。所述保护电路可防止在所述群组中的一个供电电路单独激活的情况下原本可能发生的系统损坏。

Description

电磁线圈的高速开关设备
相关申请交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求授予2021年6月11日提交的名称为“电磁线圈的高速开关设备(High-Speed Switching Apparatus for Electromagnetic Coils)”的第63/209,799号美国临时申请的优先权益，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
可用多个载流电磁线圈产生强磁场，所述多个载流电磁线圈用来自多个供电电路的大电流和高电压驱动。此类磁场可用于限制高能粒子和/或将粒子或物体加速到高速。在一些情况下，可使用强磁场来限制等离子体。线圈可彼此靠近定位，使得它们电感耦合到一个或多个相邻线圈。
发明内容
所描述的实施方案涉及保护电路系统(也称为“保护电路”)，其可用于操作多个供电电路，所述多个供电电路一起将高电压和/或大电流施加到系统中的一个或多个部件。保护电路可快速检测一个或多个电路部件的供电电路(例如，电感器、电容器、电磁线圈、电阻器、开关、换能器等。)何时激活(例如，已发起对电路部件的电流递送)，并且可控制对系统中将电流和电力递送到所述系统中的一个或多个电路部件和/或额外电路部件的一个或多个额外供电电路的同时激活。在一些情况下，为了防止系统部件的损坏，保护电路使系统内的所有供电电路同时激活(例如，同时或在彼此的预定时间内激活，使得来自供电电路的输出在时间上重叠)。在一些情况下，为了防止系统部件的损坏，保护电路使系统内的所有供电电路在彼此的预定时间内激活，并且来自供电电路的输出在时间上可重叠或可不重叠。所述保护电路系统可包含减轻电噪声的不良影响的光学和电气部件，否则所述电噪声可能会耦合到保护电路系统中或在保护电路系统中产生不合需要的信号并对保护电路系统的操作产生不利影响。所述保护电路系统可提供对高功率供电电路的同时激活，所述高功率供电电路可对例如间隔开几厘米到几米并且布置成产生强磁场的大电感线圈供电。
一些实施方案涉及一种系统，所述系统包括：电磁线圈，其用以响应于在所述电磁线圈中流动的电流产生磁场；以及多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述电磁线圈。所述多个供电电路中的每个供电电路可包含两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路可由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将电流的至少一部分输出到所述电磁线圈以用于产生磁场。所述系统还可包含耦合到所述多个供应线的多个传感器电路，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起通过所述传感器电路所耦合到的所述供应线将所述电流的所述部分从所述供电电路递送到所述电磁线圈。所述系统还可包含：控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路。所述保护电路可包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路。所述至少一个激发信号中的每个激发信号可作为第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
一些实施方案涉及一种系统，所述系统包括：多个电磁线圈，其用以响应于在所述多个电磁线圈中流动的多个电流产生磁场；以及多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述多个电磁线圈。所述多个供电电路中的每个供电电路可包含两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路可由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将所述多个电流的一部分提供到所述多个电磁线圈中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电磁线圈。所述系统还可包含耦合到所述多个供应线的多个传感器电路，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中的已激活供电电路的激活，其中所述激活包括发起将所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路递送到所述多个电磁线圈中连接到所述已激活供电电路的电磁线圈。所述系统还可包含：控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路。所述保护电路可包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于所述多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中的至少一个供电电路。所述至少一个激发信号可作为第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述多个电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
一些实施方案涉及用于将多个电流施加到系统中的至少一个电磁线圈以产生磁场的方法。此类方法可包含以下动作：利用保护电路监测来自耦合到多个供应线的多个传感器电路的传感器信号，所述多个供应线将多个供电电路耦合到所述至少一个电磁线圈，其中所述传感器信号指示激活所述多个供电电路中的供电电路以将第一量的电流从已激活供电电路递送到所述至少一个电磁线圈中的电磁线圈以用于产生所述磁场；在所述保护电路处从所述多个传感器电路中的一个传感器电路接收所述传感器信号；以及响应于接收到使所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路与所述已激活供电电路递送所述第一量的电流同时地递送第二量的电流到所述电磁线圈的所述传感器信号，将至少一个激发信号从所述保护电路输出到所述多个供电电路中的所述至少一个供电电路。
一些实施方案涉及一种保护电路，其包括：多路输入电路，其具有多个输入电路以并行地接收多个输入信号；决策电路，其耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出控制信号；以及多路输出电路，其耦合到所述决策电路以响应于从所述决策电路接收到所述控制信号而同时输出多个激发信号。
一些实施方案涉及装配保护电路的方法。此类方法可包含以下动作：装配多路输入电路，所述多路输入电路具有多个输入电路以并行接收多个输入信号；将决策电路耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出第一控制信号；将多路输出电路耦合到所述决策电路；以及配置所述多路输出电路以响应于从所述决策电路接收到所述第一控制信号而同时输出多个第二控制信号。
一些实施方案涉及一种系统，其包括接收电流的电负载和通过多个供应线耦合到所述电负载的多个供电电路。所述多个供电电路中的每个供电电路可包含至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述电流的一部分提供到所述电负载。所述系统还可包含耦合到所述多个供应线的多个传感器电路，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述电流的所述部分到所述电负载的递送。所述系统还可包含：控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路。所述保护电路可包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路之外的至少一个供电电路。所述至少一个激发信号可使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
一些实施方案涉及一种系统，其包括接收多个电流的多个电负载和通过多个供应线耦合到所述多个电负载的多个供电电路。所述多个供电电路中的每个供电电路可包含至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述多个电流的一部分提供到所述多个电负载中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电负载。所述系统还可包含耦合到所述多个供应线的多个传感器电路，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述多个电流的所述部分到所述多个电负载中连接到所述已激活供电电路的电负载的递送。所述系统还可包含：控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路。所述保护电路可包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路之外的至少一个供电电路。所述至少一个激发信号可使所述多个电流的所述部分从除所述已激活供电电路外的所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
前文概念和下文更详细地论述的额外概念的所有组合(前提是此类概念不会相互不一致)预期是本文公开的发明主题的部分。具体地，本公开结尾出现的所要求的主题的所有组合都预期为本文公开的发明主题的部分。本文中明确采用的也可能在以引用的方式并入的任何公开内容中出现的术语应当被赋予最符合本文所公开的特定概念的含义。
附图说明
本领域技术人员将理解，附图主要用于说明目的，并不旨在限制本文所述的发明主题的范围。附图不一定按比例绘制；在一些情况下，本文公开的发明主题的各个方面可以在附图中被夸大或放大地示出以便于理解不同的特征。在图中，相似参考标号通常指代相似特征(例如，功能上类似和/或结构上类似的部件)。
图1A描绘具有电磁线圈的系统，其中保护电路可用于控制将大电流递送到电磁线圈的供电电路的同时激活。
图1B描绘具有电磁线圈的系统，其中多个供电电路布置成将电流递送到每个线圈。系统可使用多个保护电路来控制系统中的供电电路的同时激活。
图2A示出激发传感器电路的示例。
图2B示出激发传感器电路的另一示例。
图2C示出激发传感器电路的另一示例。
图3描绘可用于驱动电流通过电磁线圈的供电电路的示例。
图4示出双输入触发电路的示例。
图5描绘保护电路的示例，所述保护电路具有八个输入以接收指示八个供电电路中的任一者的激活的传感器信号和/或激发信号，并且具有八个输出以发送触发八个供电电路的群组中的其它供电电路的激活的激发信号。
图6描绘一种系统，其中保护电路可用于以选定次序延迟供电群组的激活。
图7描绘与激活供电电路以将电力递送到系统中的电路部件的方法相关联的动作。
具体实施方式
在有噪声和/或可变电气环境中，同时和/或准确定时激活供电电路以将电力(例如，经由电流脉冲)提供到需要大电流和/或高电压的电路部件可能具有挑战性。如果系统中的部件之间存在一些外部耦合，例如由系统内的不同供电电路控制的电磁线圈之间的电感耦合，则对供电电路的谨慎控制激活也可能具有挑战性。供电电路的激活可发起从供电电路到一个或多个部件的电流和/或电力递送，所述一个或多个部件耦合以接收来自所述供电电路的电力。供电电路的同时激活可以是同时或在彼此的预定时间量内激活两个或更多个供电电路，使得来自供电电路的输出在时间上重叠。在一些实施方案中，当操作以同时激活的所有供电电路激活以在具有在近似或恰好1微秒与100微秒之间的范围内的值的时间跨度内发起其电流的递送时，发生供电电路的同时激活。对于一些应用，当操作以同时激活的所有供电电路激活以在具有在近似或恰好100纳秒与1微秒之间的范围内的值的时间跨度内发起其电流的递送时，发生供电电路的同时激活。对于一些极苛刻的应用，当操作以同时激活的所有供电电路激活以在具有在近似或恰好50纳秒与500纳秒之间的范围内的值的时间跨度内发起其电流的递送时，发生供电电路的同时激活。在一些情况下，如果未实现同时和/或准确定时激活，则系统可能不执行预期功能和/或系统中的部件可能受损。
图1A描绘具有多个电部件(例如，还可称为“负载”的电磁线圈130-1、130-2、130-3)的系统100的示例，所述多个电部件优选地与彼此同时激发，并且可按准确定时有序的激发序列激发(例如，使得每个线圈在至少一个最近的相邻线圈的预定时间内且以特定次序激发)。线圈130-1的激发包括从至少一个已激活供电电路120-1接收一定量的电流以围绕线圈的芯(或通过多段式芯的芯部分)循环。循环电流产生或参与产生系统100的所要磁场B。接收到的电流可以是大的电流脉冲。线圈130可全部同时激发(但未必是相同的开始时间和相同的持续时间)以参与产生磁场。尽管在图中示出仅三个线圈，但系统100可具有布置成产生磁场B的数十、数百或数千个线圈，全部线圈优选地根据精确定时和有序序列来激发。系统100可用于例如加速粒子或物体或容纳和/或引导等离子体流。
为了便于解释，多个类似部件，例如线圈130-1、130-2、130-3，可由单个无连字符附图标记(例如，“线圈130”)指代。在一些情况下，多个部件中的单个部件可利用其加连字符附图标记(例如，“线圈130-1”)指代，其中所述单个部件表示为示例且无意将论述仅限于所述部件。在从论述的上下文应清楚的其它情况下，当描述特定于多个部件中的单个部件的特征时，所述单个部件可利用其加连字符附图标记指代(例如，“位于系统100的第一端处的线圈130-1”)。
术语“激发”和“激活”以及其变型通篇用于指代系统100的操作的相关方面。“激活”通常与供电电路120结合使用以指示供电电路120-1将电流递送到例如电磁线圈130-1或某一其它负载。“激发”大体上是指负载处的动作(例如，递送的电流脉冲穿过负载)。在所示的示例中，电磁线圈的激发产生强磁场。由此，激活供电电路以递送电流，由此激发线圈以产生磁场B。在整个描述中使用涉及激活和激发的至少三种类型的信号。“传感器信号”来自感测电路140，并且可取决于在传感器电路或保护电路处是否完成阈值检测而指示供电电路的激活。“控制信号”来自系统控制器110，并且可用于发起至少一个供电电路120-1的激活。“激发信号”来自保护电路150-1并且可发送到至少一个其它保护电路150-2(参见图1B)或至少一个供电电路120-1以发起供电电路的激活，并引起至少一个电磁线圈130-1的激发。
尽管图1A的系统100包含电磁线圈，但本发明实施方案可适用的其它系统可能不仅仅包含由供电电路120中的一个或多个供电电路向其递送大量电流的电磁线圈。一些系统可能不包含电磁线圈，而具有其它类型的电负载。其它系统包含但不限于高强度照明系统、高功率激光器、粒子加速器和分段式磁轨炮系统。
对于一些设备(例如加速器、回旋加速器和约束高能等离子体的仪器)，线圈130可较大并且携载大量峰值电流以产生强磁场。线圈130可具有例如0.05m到4m的外径Do，并且包围其中产生强磁场的内腔105。腔105的直径Di可具有例如在1cm到300cm的范围内的值。系统100内可存在不同大小的线圈。在一些实施方案中，线圈130-1可由例如铜线或铜缆等导体的多个绕组形成，但可使用其它材料。在一些情况下，线圈可由单件材料(例如，铝、铜、钢、超导材料或另一金属的合金)机械加工或模制以形成单匝线圈。在一些情况下，线圈130-1可由多个分数匝段或芯部分装配，其中每个芯部分由单件材料机械加工或模制并由供电电路120中的一个或多个供电电路单独供电。此类分段线圈的示例描述于2021年6月14日提交的名称为“用于产生强磁场的惯性阻尼分段线圈(Inertially-Damped SegmentedCoils for Generating High Magnetic Fields)”的第63/210,416号美国临时申请，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
从其供电电路120-1递送到线圈130-1的峰值电流可具有在例如从1000安培(A)到200,000,000A的范围内或在1000A与200,000,000之间的任何子范围内的值。在一些实施方案中，从其供电电路120-1递送到线圈130-1的峰值电流可具有在从500,000A到200,000,000A范围内的值。线圈的组件的电流可由供电电路120-1、120-2、120-3提供，所述供电电路还可在递送电流时跨每个线圈施加高电压。所施加的电压可在5千伏(kV)到60千伏或更高的范围内。每个供电电路120-1可包含一个或多个开关以在短时间段内跨线圈130-1快速施加电压和/或驱动电流穿过线圈(例如)，FWHM持续时间大于1纳秒但小于1秒、小于100毫秒、小于10毫秒或在一些情况下甚至小于1微秒的脉冲)，接着切断以将供电电路与线圈断连。响应于所施加的电流，在腔105中产生的磁场可具有在例如0.01特斯拉(T)到50T的范围内或在0.01T与50T之间的任何子范围内例如10T到40T的范围内的峰值。在一些情况下，峰值电流可高达109安培以产生具有高达100T的峰值的磁场。线圈130-1的电感可以是例如在10纳亨到10毫亨的范围内的值。此类电磁线圈可用较大电流反复进行脉冲触发(例如，至少1,000次或至少10,000次)以产生峰值在例如10T到40T的范围内的磁场。本文中所描述的保护电路150-1可针对此类大量重复脉冲提供系统100的安全且可靠的操作。
供电电路120可包含至少部分由控制信号控制的一个或多个开关，所述控制信号通过控制线115从系统控制器110发送到每个供电电路120-1、120-2、120-3的两个输入通道122中的至少一者。在一些情况下，系统控制器110可另外或替代地将一个或多个控制信号发送到保护电路150-1以发起一个或多个供电电路120的激活。控制器110可包含至少一个微处理芯片、至少一个微控制器、至少一个现场可编程门阵列(FPGA)、至少一个数字信号处理器(DSP)、至少一个专用集成电路(ASIC)、至少一个可编程逻辑控制器(PLC)逻辑电路系统，或其某一组合。
当电气环境有噪声或系统100中的部件具有固有可变的操作(其可被称为定时抖动)时，可能难以或不可能在系统100的操作期间始终维持供电电路120的同时和/或准确定时激活。例如，控制线115上或供电电路系统中的电噪声的拾取可能会过早地或错误地脱离应同时激活的供电电路和/或线圈的群组而发起系统100中的第一线圈130-2的一个供电电路(例如，供电电路120-2)的激活。在一些情况下，开关(例如晶闸管和三端双向可控硅)固有的可变(有时过早)激活可导致一个或多个供电电路120过早激活。激活供电电路120-2可包括闭合一个或多个开关以发起电流从供电电路的递送以经由线圈供应线125激发线圈130-2。在涉及大电流和高能量的一些情况下，如果在第一线圈130-2可电感耦合到的相邻线圈130-1、130-3的供电电路之前，第一线圈的供电电路激活过长时间量(例如，对于某些线圈来说超过约300ns)，则第一线圈130-2可能会从其供电电路120-2汲取过量峰值电流和/或其可能在电感耦合线圈中在错误方向上驱动电流，其中任何一种情况都可能损坏系统100中的电气部件(例如，昂贵的半导体开关、大型电容器、线圈、二极管等)。通过单独有效地激活，第一线圈中的电流不会像在所有线圈同时激发和/或以准确定时激发时原本可能的那样受阻。阻抗的减小可能导致过量电流被递送到系统部件。在一些实施方案中，将电流递送到相同部件(例如电磁线圈)的供电电路群组中的一个供电电路的过早激活可能会不利地影响群组中的其它供电电路(例如，跨开关产生不可接受的高反向电压)。供电电路的过早激活的可容许量可取决于系统中使用的电感部件(例如线圈)，并且在一些情况下可短于300ns，但对于一些实施方案，可长于300ns。
为了减少或消除在系统100(其可具有耦合的电气部件，例如由供电电路驱动的电感耦合线圈)中的供电电路单独有效激活的发生，可产生传感器信号的传感器以及至少一个保护电路150-1可用以在检测到系统中或供电电路群组内的第一供电电路120-2的激活之后迫使所有供电电路120在可接受的时间量内激活。通过迫使群组中的所有供电电路120同时激活，即使群组中所有线圈130的激发和/或供电电路120的激活可不同于群组的预期激发和/或激活时间，系统也可在无损坏的情况下可靠地操作。
图1A描绘可用在系统100中以减少错误激活供电电路——例如过早地、单独地和/或在激发序列中不按序激活——的激发传感器电路140-1、140-2、140-3和反馈架构的示例。激发传感器电路140-1、140-2、140-3可耦合到线圈供应线125或耦合到线圈130-1、130-2、130-3中的每一者以感测电流到任一线圈130的递送的开始，从而指示用于所述线圈的第一供电电路激发。电流或电力递送的发起指示供电电路已被激活(有意地或错误地)以将电流或电力递送到所连接的线圈或负载。由激发传感器电路140产生的传感器信号可通过感测信号线145发送到保护电路150-1。响应于检测到激发事件(其可包括从激发传感器电路140中的任一者接收到传感器信号)，保护电路150-1可在保护信号线155上同时输出激发信号以在第一供电电路的激活之后的可接受时间量内激活(有时称为“激发”)系统100中(或供电电路群组中)的其它供电电路120，从而使其它供电电路将电流递送到线圈。例如，所有供电电路(120-1、120-2、120-3)将同时激活，使得其输出将至少在时间上重叠。
在一些系统(其可不同于结合图1A和图1B所描述的那些系统)中，为了防止系统部件的损坏或为了促进供电电路或整个系统的操作，保护电路150-1使系统(或供电电路群组，例如图1B中)内的所有供电电路通过在从激发传感器电路接收到传感器信号或从另一保护电路接收到激发信号之后在预定时间量内输出激发信号而在距彼此的预定时间量内激活。来自接收激发信号的供电电路的输出可在时间上重叠或可不重叠。预定时间量可在近似或恰好1微秒与100微秒之间的范围内。对于一些应用，预定时间量可在近似或恰好100纳秒与1微秒之间的范围内。对于一些苛刻的应用，预定时间量可在近似或恰好50纳秒与500纳秒之间的范围内。对于一些系统，预定时间量可短于50纳秒或长于100微秒。
在一些实施方案中，保护电路150-1可减轻系统中的供电电路120的损坏，即使保护电路在第一供电电路激活之后的适当时间量内引起其它供电电路的仅一部分的激活也是如此。例如，第一供电电路120-1错误地激活(例如，在既定激活时间之前)并递送电流以激发第一线圈130-1，并且保护电路150-1实现在适当时间量内将激发信号递送到第二供电电路120-2以使得第二供电电路130-2激活且防止对第二供电电路的损坏，但未能在适当时间量内或完全未能将激发信号提供到第三供电电路130-3。在这类情况下，其余的供电电路中的至少一些供电电路(在此示例中为120-2)将避免第一供电电路的错误激活所致的损坏。在一些情况下，仅激活连接到一个或选定数目的最近相邻线圈(或由供电电路驱动的替代部件)的一个或多个供电电路可能足以防止对系统中的所有供电电路的损坏。
图1A描绘三个线圈130，其中的每个线圈由其自身的供电电路供电。在此类实施方案中，可能仅需要一个保护电路150-1来控制系统的供电电路120的同时激活。在一些情况下，图1A中所示的部件可为较大系统的部分。群组中可存在M个线圈并且存在N个线圈群组，其中M和N为正整数。M可具有2到100的值。N可具有1到100的值。M可大于、等于或小于N。可存在用于群组中的每个线圈的一个或多个供电电路120，并且可存在用于每个线圈群组的一个或多个保护电路150。
图1B描绘具有M数目的线圈的系统101，仅示出其中三个线圈(m-1、m、m+1，其中m是大于或等于1的正整数)。每个线圈由布置成群组或组(m-1、m、m+1)的多个供电电路供电。例如，线圈m-1被配置成由P个供电电路120-1a、120-1b、……120-1p供电。在一些情况下，供电电路组可将电流提供到多于一个线圈或提供到分数匝线圈的多于一个芯段。对于每个线圈，可存在或可不存在相同数目的供电电路。
如附图中所描绘，激发传感器电路140可监测来自系统101中的每个供电电路的输出以检测供电电路何时激活并发起电流到线圈的递送。每个供电电路组可包含保护电路150-1、150-2、150-3。对于图1B的实施方案，每个保护电路(例如，150-2)耦合到且可接收来自其供电电路组120-2a、120-2b、……120-2q内的激发传感器电路140中的任一者的传感器信号，并且另外连接到且接收从系统中的另一供电电路组的至少一个其它保护电路(例如，150-1)输出的激发信号。所述至少一个其它保护电路可以是一个或多个最近的相邻保护电路(其中在保护电路与相邻保护电路之间传播激发信号的最短时间方面确定最接近的相邻者)。每个保护电路还耦合到至少一个供电电路，并且被配置成响应于接收到在系统中因供电电路的过早激活而产生的传感器信号或激发信号而将激发信号输出到保护电路耦合到的供电电路中的每个供电电路。术语“激发信号”用于由保护电路接收以及由保护电路输出的信号两者。由保护电路输出的激发信号可被发送到至少一个其它保护电路和/或到至少一个供电电路，以激活系统中的至少一个供电电路。
图1B的系统可如下操作。在正常操作下，控制器110可将控制信号发出到供电电路120以使所述供电电路在预定时间激活(例如，一起同时和/或以精确定时序列激活，使得来自供电电路的输出在时间上重叠)，并且供电电路可相应地激活。在供电电路组中的一个供电电路(例如，120-2b)过早地激活(例如，归因于供电电路中的噪声或不稳定开关)的情况下，则用于所述供电电路组m的保护电路150-2可经由从监测供电电路120-2b的输出的激发传感器电路140接收到的传感器信号检测过早激活。响应于检测到过早激活，保护电路150-2可同时输出激发信号以激活供电电路组m中的其余供电电路120-2a、120-2c、……120-2q。在一些情况下，保护电路150-2还可将激发信号输出到一个或多个相邻保护电路(在此示例中为150-1、150-3)的输入。
指示供电电路的过早激活的信号(来自另一保护电路的传感器信号或激发信号)的接收与来自保护电路150-2的多个激发信号的输出之间的响应时间可以是例如在3ns到1秒的范围或3ns到1秒之间的任何子范围(例如，50ns到300ns或10ns到300ns)内的值。在其它情况下，指示过早激活的信号的接收与来自保护电路150-2的激发信号的输出之间的响应时间可为100ns到50秒或更久，例如在保护电路将激发信号延迟用户选定或编程的时间量的情况下。邻近线圈的保护电路150-1、150-3可检测接收到的激发信号，并且类似地将激发信号输出到其供电电路群组中的供电电路120且将激发信号输出到一个或多个邻近保护电路。来自相邻的保护电路的激发信号的接收与来自所述保护电路(例如，150-1或150-3)的激发信号的输出之间的响应时间可与第一保护电路150-2的情况相同，但在一些情况下，激发信号的延迟可能更长(例如，在相邻线圈的激发之间需要比最小响应时间更长的延迟的一些情况下，其中所述延迟由用户编程或选定)。在一些情况下，每个保护电路和/或供电电路可具有在保护电路相关的群组或组中的供电电路已激活之后发生的超时间隔。在超时间隔期间，无法激活供电电路。超时间隔可防止组中的供电电路由于从一个或多个相邻保护电路反馈的激发信号而快速再激活。
对于图1B中的实施方案，一个供电电路的过早激活可触发系统中和/或供电电路群组中的其它供电电路的激活，使得所述供电电路同时激活。当同时激活时，组中或系统中的供电电路120可被切换以将电流递送到所述组或系统内的其相应电路部件(例如，线圈)，同时所述组或系统中的其它供电电路将电流递送到其相应电路部件。归因于保护电路150在示出的示例中连接的方式，同时激活可通过一个供电电路组发起并沿着保护电路和线圈的链传播。图1B中的系统101的替代实施方案可使用于每个组的供电电路120的保护电路150-1连接到共同保护电路(未示)而不是相邻的保护电路。来自共同保护电路的输出接着可回到供电电路组中的每个保护电路150-1的输入。在此替代实施方案中，一个供电电路组中的一个供电电路的过早激活将触发其它供电电路组中的所有供电电路的同时激活。
在一些实施方案中，可能不必使系统中的所有供电电路120同时或在距彼此的预定时间量内激活。例如，当群组内的供电电路中的一者120-2b错误激活时，仅那些供电电路(例如供电电路120-2a到120-2q)同时或在距彼此的预定时间量内激活可足以避免部件损坏。
图2A示出可检测系统100中的供电电路120中的一者何时激活(例如，以将电流递送到电负载)的激发传感器电路140-1的示例。当在线圈供应线125中发起电流ic的较大升高并且由耦合到供应线125的电磁线圈产生的磁场B增强时，发生供电电路120-1的激活。在一些实施方案中，可利用至少部分地围绕图2A中所描绘的线圈供应线125中的至少一者延伸的罗氏线圈205检测线圈供应线125中增加的电流ic的流动。罗氏线圈可形成为环形线圈或环形线圈的部分。穿过供应线125的电流ic的变化产生环绕供应线125的增大的磁场B1。增大的磁场可沿着罗氏线圈驱动电流iR。
为了减小穿过由罗氏线圈和其导线207、208形成的环路的杂散磁通量(例如，来自平行于供应线125流动的另一源的磁通量)的影响，导线中的一者可通过罗氏线圈的环形绕组反馈且在离开罗氏线圈之后与另一导线拧扭。这可改善激发传感器电路的信噪比。在图2C中描绘通过环形绕组反馈的导线的示例。
图2A描绘线圈供应线125的单个导线。一般来说，图1A和图1B中描绘的系统的线圈供应线125包括至少两个线(电流的发送和返回线)。在一些情况下，可存在到单个电磁线圈130-1或线圈群组的多个发送线和来自单个电磁线圈或线圈群组的多个返回线。在一些情况下，罗氏线圈205可围绕线中的一者或多者延伸。另外，罗氏线圈205可围绕一个或多个返回线延伸，其中在发送和返回线上的罗氏线圈205的绕组处于相反方向，使得由每个罗氏线圈绕组贡献的电流对于罗氏线圈相长地增加。通过选择罗氏线圈内的发送和/或返回线圈供应线125的数目和/或罗氏线圈中的绕组的数目，可控制由罗氏线圈205产生的电流iR的量。
激发传感器电路140-1还可包含光学二极管210，其可为发光二极管或激光二极管。可将罗氏线圈205中产生的电流iR施加到光学二极管210以产生光。用于光学二极管210的接通电压可在1伏(V)与5V之间。来自光学二极管210的光可在自由空间中传输或通过耦合光学件220(例如，透镜、GRIN透镜、锥形纤维、模场适配器等)耦合到光纤230中。在一些实施方案中，光纤230可直接对接耦合或尾纤连接到光学二极管210而无需耦合光学件220。在一些情况下，光纤230可耦合到保护电路150-1中的输入电路系统，并且可充当感测信号线145，使得传感器信号在光纤内基本上以光速传播到保护电路。
对于一些设备，在线圈供应线125中流动的电流ic可足够大，使得可在罗氏线圈205中产生足够量的电流iR以在不使用放大器的情况下直接驱动光学二极管210并产生光。在一些情况下，低通RC滤波器可放置于罗氏线圈与由线圈驱动的负载之间以控制递送到光学二极管210的电流iR的量。在其它情况下，放大器可在光学二极管210之前使用以放大罗氏线圈205的输出。
从光学二极管210输出的光的量可指示在供应线中流动的电流ic的量，但对应关系在供应线125中的电流电平范围内可能不是线性关系。可包含与罗氏线圈205和光学二极管210串联的具有1欧姆(Ω)与5000Ω之间的值的限流电阻器R1以避免过度驱动并损坏光学二极管。还可使用和布置齐纳二极管D1以对原本可能损坏光学二极管210的过量电压和电流进行分路。用于二极管D1的齐纳电压可在2V与100V之间。因为光学二极管210可由罗氏线圈205中产生的电流直接驱动，所以在一些情况下，用以产生指示供电电路的激活的光学传感器信号的响应时间可小于50ns。
图2B示出其中使用分流器的激发传感器电路141-1的另一示例。分流器包括电阻器R1和R2，其中电阻器R1与光学二极管210串联。电阻器R1的值可在1欧姆(Ω)与5000Ω之间，并且电阻器R2的值可在1欧姆(Ω)与3000Ω之间。R2的值可小于R1的值。通过使用分流器，激发传感器电路140-1具有较大设计灵活性，并且当预定或阈值量的电流iR从罗氏线圈205流出时，可使光学二极管210接通并发光。
举例来说，光学二极管210可以是具有2V的光学阈值电压的激光二极管。齐纳二极管D1可具有9V的齐纳电压。可选择R2的值以使得激光二极管可不接通并发光，直到乘积iR×R2超过至少约2V为止。可经由保护电路150-1处的光纤230检测从激光二极管发射的光。任何检测到的光可指示所监测的供电电路在激活。因此，电阻器R2允许调整设计于图2B的激发传感器电路141-1中的阈值化行为，并且电路可仍具有小于50ns的响应时间。相比之下，图2A的电路可能需要下游阈值化电路来确定指示供电电路激活的足够量的电流何时在线圈供应线250中流动。在一些实施方案中，下游阈值化电路可用于图2A和图2B的电路。
图2C描绘可激活多于一个光学二极管210的激发传感器电路142-1的示例。光学二极管210可在相同光学波长下操作或在不同波长下发射。在一些情况下，光学二极管210可具有不同阈值。来自光学二极管210的输出可耦合到单个光纤或同一光学路径中，或可通过不同光纤或光学路径将输出发送到不同光接收器。根据一些实施方案，可存在连接在罗氏线圈与光学二极管210之间的至少一个低通滤波器(例如，其包括电阻器R1、R2和电容器C1、C2)以帮助滤除高频噪声。
图3描绘可用于驱动电流通过图1A的系统中描绘的一个电磁线圈130-1的供电电路120-1的示例。对于图1B的实施方案，可存在并联连接到每个线圈的多个所示供电电路120-1。供电电路120-1可包含可用于存储能量的电容器C1，所述能量随后在供电电路激活时施加到线圈130-1。电容器C1可由源305(电流源或电压源)充电，所述源可以是或可能不是供电电路的部分。在一些情况下，电阻器R1用于控制电容器C1的充电速率。源305可在多达10V与60kV之间的电压Vsupp下操作。在一些情况下，电容器C1可包括单个电容器或电容器组。电容器C1的总电容可在1纳法(nF)与1法拉(F)之间。
电容器C1可与开关310串联连接，在从断开状态切换到闭合状态时，所述开关闭合以将电容器C1中存储的能量施加到线圈130-1。第二开关311可连接于线圈130-1与源305之间以在电容器达到所要电荷之后将源与电容器C1断连。开关可包括布置成发起和停止大量的电流经由供应线125在源305和/或电容器C1与线圈130-1之间流动的一个或多个半导体电力开关，例如但不限于硅控制整流器(SCR)、晶闸管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、垂直沟道功率MOSFET等。开关310可由下文进一步描述的双输入触发电路320的输出信号控制，或可为自换向开关。尽管图式示出一个源(电压源305)提供电流以对一个供电电路120-1充电，但在其它情况下，一个源极可提供电流以对并联连接到所述一个源的两个或更多个供电电路充电。每个供电电路可具有其自身的电容器和开关以连接到至少一个线圈，并且每个供电电路可被配置成独立于其它供电电路而将能量递送到至少一个线圈。可与上文所描述的系统一起使用的供电电路的其它示例描述于2021年6月3日提交的名称为“电气系统中的能量回收(Energy Recovery in Electrical Systems)”的第63/196,469号美国临时申请中，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
图4示出根据一个示例实施方案的双输入触发电路320的示例。所述电路可包含第一输入通道IN_1和第二输入通道IN_2。在一些情况下，所述电路还可包含比较器410和逻辑门420(例如，所描绘的OR门)。触发电路320的输出OUT可连接到开关310的控制端子，如图3中所描绘。
触发电路320的第一输入通道IN_1可接收光学信号(如所示)并针对一些应用将其转换为电信号(模拟或数字信号)。例如，可通过光纤或光纤线缆接收光学信号。接收到的光学信号可以是来自上文所描述的激发传感器电路140-1的传感器信号，或可以是来自保护电路150-1的激发信号。在其它情况下，第一输入通道IN_1可改为接收电输入信号(例如，如果在触发电路320之前进行光电换能)。如果接收到光学信号，则高速光电二极管或雪崩光电二极管405和电阻器R3可用于将光学信号转换成模拟电信号。光电二极管405可与电阻器R3串联连接。电阻器的值可在50Ω与5000Ω之间。光电二极管405可通过电压源提供偏置电压Vbias来反向偏置。当接收到光学信号时，光电二极管405可将电流传导到电阻器R3，从而升高节点407上的电压Vs。在一些情况下，放大器可用于放大来自光电二极管的输出。
在未在上游进行信号比较的一些情况下，双输入触发电路320可包含比较器410或施密特触发器(Schmitt trigger)。来自光电二极管405的输出在节点407处可连接到比较器410的非反相输入。可通过比较器410将电压Vs与参考电压Vref相比较，所述参考电压充当阈值电压。如果Vs超过参考电压Vref，则可将高电平输出提供到OR门420，从而在触发电路输出OUT上产生逻辑HI输出。逻辑HI输出信号可激活开关310、311以将来自电容器C1的电流施加到线圈130-1并断连源305。如果Vs不超过参考电压Vref，则逻辑LO电压输出可提供到OR门420，从而在触发电路输出OUT上产生逻辑LO输出。低输出信号可将开关310返回到关断状态，或如果第二输入通道IN_2处于逻辑HI状态，则所述信号可不影响状态改变。
在一些情况下，可不使用比较器410。替代地，电压Vs可直接施加到OR门420的输入，并且其数字输入电路可确定所接收的信号是HI还是LO。这可当在二极管405处接收到的光学信号足够高以产生超过OR门的逻辑HI阈值的电压Vs时实现。
触发电路320的第二输入通道IN_2可接收电输入信号(如所示)或可接收光输入信号。如果接收到光学信号，则如第一输入通道所包含，第二输入通道还可包含至少光电二极管和电阻器。在一些情况下，电逻辑信号可由第二输入通道IN_2接收，在此情况下，信号可直接施加于OR门420的第二输入。第二输入通道IN_2可用于例如来自系统控制器110的控制信号以激活开关310并激活供电电路120-1。
尽管上文描述了双输入触发电路320，但N输入触发电路可用于一些应用以允许额外信号操作供电电路120-1。对于此类触发电路，可使用N路OR门，或可在树结构中将多个OR门连接在一起以形成N路OR门。另外，虽然本文中针对电路中的某一动作或某些动作描述了信号的某些极性，但电路可构造成使用相反极性且仍执行相同的整体功能或功能性。例如，可实施使用相反极性电压源和/或使用p型晶体管而非n型晶体管将运算放大器或比较器上的反相和非反相输入反转的反相器来反转极性并实现相同功能或功能性。
图5描绘可用于图1A和图1B的系统中的保护电路150-1的示例。保护电路150-1可包含具有N个输入的多路光电隔离输入电路510、控制电路520、开关530、多路电光输出电路540和具有一个或多个延迟输出544的可编程延迟电路550。在一些实施方案中，可省略开关530、控制电路520和延迟电路550。所示电路具有N＝8个输入电路512以检测供电电路群组中的一个或多个供电电路的激活和来自一个或多个其它保护电路的一个或多个激发信号。所示保护电路150-1还具有N＝8个输出电路542以将激发信号同时施加到供电电路和保护电路。在一些实施方案中，可存在不同数目个输入电路512和输出电路542。可包含二极管D1、D2和D3以限制电流流动的方向和/或帮助使子电路彼此隔离。对于所示保护电路150-1，八个输入电路512中的任一者可产生信号(来自指示供电电路的激活的输入电路510)，所述信号可由开关530传送以至少同时激活所有输出电路542。由开关传送的信号还可激活延迟电路550和延迟输出544。
输入电路512和输出电路542、544可通过开关530连接。开关530可由施加到两个输入in1、in2中的任一者的信号控制。此类开关的非限制性示例是常闭总线开关。在一些实施方案中，可使用常开总线开关(例如，可从安森美(ON Semiconductor)获得的型号NC7SZ66)来实施常闭开关，如下文进一步描述。
根据一些实施方案，多路输入电路510可从N个单独输入电路512中的任一者或多者接收至少一个光学信号(指示供电电路正激活)，并且从N路决策电路516输出电逻辑电平信号(例如，HI或LO脉冲)。在一些实施方案中，输入电路512可各自包含光电换能器(例如，光电二极管405)、电阻器R3以及可能包含上文结合图4所描述的比较器410。在一些情况下，可使用施密特触发器代替比较器。如果在保护电路150-1处执行信号比较，则可能不在双输入触发电路320处使用信号比较。在一些实施方案中，输入电路512可为将所接收的光学信号数字化成TTL兼容电信号的商业包装光接收器。在每个光接收器之后，可使用二极管将此类输入电路AND连接在一起。光接收器可具有-22dBm的光学灵敏度和约5ns的电上升时间。
来自输入电路512的输出可直接或间接连接到N路决策电路516(在图中示为8路AND门，但在其它实施方案中可使用N路OR门)的输入。来自输入电路512的信号可被反转，使得当输入光学信号从低电平转变到高电平时，来自输入电路512的输出信号从高电平转变到低电平。在这类情况下，在输入电路512中的任一者处的高光学信号的接收可指示系统中的供电电路120的激活。
对于图5的所示的示例，N路决策电路516可实施为8路AND门。在一些情况下，AND门可体现为并联连接到每个输入电路512的输出且连接到开关530的共同输入节点的八个二极管。通常，当在任何输入电路512处未接收到光学信号时，来自输入电路512的8个输出都为高。在决策电路516的输出上可存在逻辑上拉电阻器。当在输入电路512处接收到光学信号时，N路决策电路516的输出可从第一状态转变到第二状态(在示出的示例中，从HI转变到LO)。例如，接收到的光学信号可将从决策电路516开关530的线临时拉到具有负向脉冲的LO逻辑电平。开关可常闭，使得负向脉冲穿过到开关530的输出，从而将连到反相器535、537的线临时拉低。来自反相器535、537的所得HI电平可使输出电路542、544接通每个输出电路中的光学二极管以发射光学信号。输出电路542、544可以是将接收到的数字信号转换成输出光学信号的商业包装光学换能器或发送器。来自输出电路542的输出信号可作为输入信号提供到用于一个或多个线圈的供电电路120中的双输入触发电路320的第一输入IN_1且作为一个或多个其它保护电路的输入。因此，当N个输入电路512中的任一者接收光学信号时，所有N个输出电路542会同时将激发信号提供到其相应的供电电路和所述输出电路耦合到的保护电路。在一些情况下，保护电路150-1的响应时间，即从接收到够资格作为触发信号的光学信号(例如，指示供电电路的激活)到输出光学或电激发信号，可以是在10ns到300ns的范围内的时间。
来自输入电路512和决策电路516的负向脉冲可由开关530使用第二输入in2阻断。例如，耦合到控制电路520的跳线525可跨下部端子放置以将控制电路520连接到开关第二输入in2。来自控制电路520的施加于开关530的负向输出可使开关断开，从而将多路输入电路510与多路输出电路540断连并且阻断从输入电路512中的任一者接收到的脉冲。
在一些实施方案中，保护电路150-1还可包含可编程延迟电路550以从延迟输出电路544提供延迟的输出激发信号。可编程延迟电路可包括精细可变延迟电路552和步进延迟电路554。在一些情况下，可(例如，分别利用电位计和开关)手动设置可变延迟电路52和步进延迟电路554的延迟值。在其它情况下，这两个电路中的每一者可由系统控制器110控制以选择适当的延迟。在一些情况下，控制器110还可与输入电路512和控制电路520通信。例如，控制器110可发出一个或多个控制信号以触发将产生从输出电路542发送的激发信号的输入电路512中的至少一者。替代地，当控制电路被跳线耦合到输出电路542时，控制器110可将控制信号(例如，脉冲)发到控制电路520，以产生从输出电路542发送的激发信号。
可变延迟电路552可包括可编程定时器(例如，可从亚德诺半导体公司(AnalogDevices)获得的LTC6994可编程定时器)以将来自开关530的负向脉冲从1微秒延迟到多达33秒。在一些情况下，单次单稳态脉冲发生器可用于从开关530接收的脉冲产生预定长度的负向脉冲。在其它实施方案中，可变延迟电路552可包括一个或多个同步时钟和一个或多个可编程计数器，所述可编程计数器可将从开关530接收到的脉冲的触发沿延迟多达50微秒。步进延迟可包括例如可将触发沿延迟一个时钟循环或8个时钟循环的同步时钟和单个2位计数器。从延迟输出电路544输出的延迟脉冲可用于对系统的其它部分中的供电电路的激活进行排序或正确定时。例如并且再次参考图1B，如果线圈m电感耦合到线圈m+1，则线圈m和连接到线圈m的电路系统被保护，只要线圈m+1在线圈m中的电流达到峰值之前激发即可。此激发序列可通过将激发信号从输出电路542输出到用于线圈m+1的供电电路并将激发信号从延迟输出电路544输出到用于线圈m的供电电路来实现。
保护电路150-1还可包含控制电路520，所述控制电路可通过跳线525连接到保护电路的不同部分。在一些情况下，控制电路520可具有与输入电路512相同的电路设计，但其它电路可用于接收和传送控制信号。控制电路520可从另一源(例如，系统控制器110、另一保护电路)接收光学或电信号，并且输出电信号以控制至少输出电路542。在跳线525的第一配置中，来自控制电路520的输出可经由二极管D1和反相器535仅施加于输出电路542。此跳线配置可用于越控输入电路512和/或测试输出电路。在第二跳线配置中，控制电路520的输出可施加到开关530以阻断来自输入电路512的信号。第二跳线配置可用于停用保护电路，直到系统准备好进行操作的时间(例如，直到所有供电电路处于就绪状态以开始激活并递送电流)。在一些情况下，可通过软件例如通过系统控制器110上的代码执行来设置跳线配置。
图6描绘一种系统，其中保护电路150可用于以选定次序延迟或精确定时供电电路组的激活。在例如加速器或回旋加速器等大型系统中，可存在以选定顺序次序激活的多个供电电路组，每个后续组的激活之间具有选定时间延迟。在一些实施方案中，保护电路150-1中的传播延迟或延迟电路可提供所述选定时间延迟。对于图6的实施方案，主保护电路150-m可将激发信号输出到控制用于第一线圈630-1的供电电路120-1的激活的第一保护电路150-1，所述第一保护电路又发出激发信号以按线圈1到线圈5的激发序列激活用于后续线圈630-2的供电电路120-2。第一保护电路150-1可通过保护信号线155将第一激发信号输出到其供电电路120-1，以同时激活第一组供电电路120-1中的供电电路。第一保护电路150-1还可通过激发控制线655将延迟激发信号输出到第二保护电路150-2，所述第二保护电路继而控制其用于第二线圈630-2的供电电路120-2的激活，并按序列用信号指示用于第三线圈630-3的供电电路的激活。激发控制线655上的激发信号可针对每个后续组供电电路延迟选定时间延迟(即，对序列中的每个线圈供电之间的所要延迟)。以此方式，可按每个线圈的激发之间的选定时间延迟依序激活用于线圈630-1到线圈630-5的供电电路组。
在操作期间，每个保护电路150-1到150-5可针对群组中的任一供电电路的过早或错误激活而监测其相应供电电路组中的个别供电电路120。如果组中的任何一个供电电路激活，则对应的保护电路可触发组中的所有其它供电电路激活，如上文所描述。如果组中的所有供电电路的激活与其它组供电电路不处于一个总序列(这可通过对应保护电路处的状态信号检测到)，则保护电路中的内部逻辑电路系统可能不用信号指示后续供电电路组激活。所述状态信号可指示保护电路是否已从激发序列中的先前保护电路接收到激发信号。每个保护电路150-1到150-5还可将指示保护电路的状态的状态信号(例如，准备好激活、从先前保护电路接收的激发信号、失序激活供电电路组)反馈到主保护电路150-m，使得主保护电路150-m可确定何时发起后续激发序列。
在一些情况下，主保护电路150-m可通过单独通信信道或线直接与每个保护电路150-1到150-5通信。对于一些实施方案，当一个供电电路组过早地或错误地激活时，主保护电路可控制最近相邻供电电路组在选定时间延迟内激活。
对于一些实施方案，例如图6中所示的实施方案，每个供电电路可具有控制供电电路的激活以将电流和/或电力递送到所连接的负载的单个输入(信号线155)。例如，保护信号线155可各自将激发信号携载到一组供电电路120-1中的单个供电电路，并且可能不存在通向供电电路组中的每个供电电路以控制每个供电电路的激活的另一输入通道(例如，起于主控制器)。当然，在系统中，控制信号和激发信号的组合是可能的。例如，保护电路150-1到150-5中的至少一个保护电路可由来自控制器110的控制信号控制，而不是由来自主保护电路150-m的激发信号或结合所述激发信号控制。替代地或另外，图6中的至少一个供电电路或至少一个供电电路组可以通信方式耦合到控制器110并且至少部分地由所述控制器控制。
图7描绘可针对激活驱动较大电流和/或高功率的两个或更多个供电电路的方法实践的动作。举例来说，方法可包括在系统的操作期间通过保护电路150-1监测(动作705)来自两个或更多个激发传感器电路140的至少一个传感器信号，其中所述传感器信号指示耦合到激发传感器电路140-1中的至少一者的供电电路120-1激活。激发传感器电路140可感测系统中或供电电路组内的对应供电电路是否激活。所述方法还可包含由保护电路150-1在保护电路处从激发传感器电路140中的一者接收(动作710)光学传感器信号以及由保护电路将光学传感器信号转换(动作720)到电模拟传感器信号。所述方法还可包含由保护电路150-1将模拟传感器信号与参考值进行比较(动作730)。如果模拟传感器信号超过参考(条件740)，则保护电路150-1可发出(动作745)激发信号以激活系统中或供电电路组中的两个或更多个其它供电电路120。供电电路和保护电路可随后返回(动作750)到就绪状态以再次激活并返回到监测(动作705)来自两个或更多个激发传感器电路的至少一个传感器信号。如果模拟传感器信号不超出参考值(条件740)，则保护电路可返回到监测(动作705)来自两个或更多个激发传感器电路的至少一个传感器信号。在其中在保护电路之前(例如，如上文所描述在激发传感器电路处)执行激发信号的确定的实施方案中，比较的动作(动作730)和确定模拟传感器信号是否超过参考的动作(动作740)可不包含在操作供电电路的方法中。
本文中所描述的保护电路150-1的实施方案还可包含装配方法。装配保护电路的方法可包含以下动作：装配具有多个输入电路512的多路输入电路510，以及并联布置所述输入电路以并行地接收多个输入信号(例如，传感器信号和/或激发信号)。输入电路512可包含或可不包含执行阈值检测以确定所接收的信号是否够资格作为用于保护电路的触发信号(例如，以确定所接收的信号是否指示供电电路的激活)的电路系统。装配方法还可包含将决策电路516耦合到多个输入电路512以响应于由多个输入电路中的任一者接收到多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出第一信号。所述方法还可包含将多路输出电路540耦合到决策电路，以及配置所述多路输出电路以响应于从决策电路接收到第一信号而同时输出多个第二信号(例如，激发信号)。
上文所描述的保护电路和系统以及操作所述保护电路和系统的方法可在不同配置中实施，其中一些示例在下文中列出。
(1)一种系统，包括：电磁线圈，其用以响应于所述电磁线圈中流动的电流产生磁场；多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述电磁线圈，所述多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将所述电流的至少一部分输出到所述电磁线圈以用于产生所述磁场；多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述电流的所述部分通过所述传感器电路所耦合到的所述供应线从所述供电电路到所述电磁线圈的递送；控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号中的每个激发信号作为所述第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
(2)一种系统，包括：多个电磁线圈，其用以响应于所述多个电磁线圈中流动的多个电流产生磁场；多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述多个电磁线圈，所述多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将所述多个电流的一部分提供到所述多个电磁线圈中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电磁线圈；多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中的已激活供电电路的激活，其中所述激活包括发起将所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路递送到所述多个电磁线圈中连接到所述已激活供电电路的电磁线圈；控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于所述多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号作为所述第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述多个电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
(3)根据配置(1)或(2)所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路包含围绕所述多个供应线中的一个供应线的至少部分延伸的罗氏线圈。
(4)根据配置(3)所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括光学二极管，所述光学二极管从所述罗氏线圈接收未放大电流以激活所述光学二极管并输出用于所述至少一个传感器信号的光学脉冲。
(5)根据配置(4)所述的系统，其中每个传感器电路另外包含连接到所述罗氏线圈的输出的分流器，所述分流器包括：所述光学二极管，其与第一电阻器串联于所述分流器的第一电路分支中；以及第二电阻器，其处于所述分流器的与所述第一电路分支并联的第二电路分支中，其中所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值被选择以确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将输出所述光学脉冲。
(6)根据配置(4)或(5)所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括至少一个光纤，以从所述光学二极管接收所述光学脉冲并将接收到的光学脉冲发送到所述多路输入电路的一个输入。
(7)根据配置(1)到(6)中的任一者所述的系统，其中所述多路输入电路的每个输入包括用以将从所述多个传感器电路中的传感器电路接收到的光学传感器信号转换成电子信号的光电换能器，所述电子信号产生被发送到所述多路输出电路的脉冲。
(8)根据配置(1)到(7)中的任一者所述的系统，其中所述多路输出电路包括多个换能器，以将接收到的电信号转换成从所述保护电路输出作为所述至少一个激发信号的光学激发信号。
(9)根据配置(1)到(8)中的任一者所述的系统，其中所述保护电路还包括：延迟电路，其耦合到所述多路输入电路以输出第一信号，所述第一信号相对于从所述多路输入电路接收的第二信号延迟；以及输出电路，其耦合到所述延迟电路以接收所述第一信号并输出至少一个光学信号，所述至少一个光学信号相对于所述至少一个激发信号延迟。
(10)根据配置(9)所述的系统，其中所述保护电路还包括：开关，其连接在所述多路输入电路与所述延迟电路之间，所述开关具有第一控制输入以将所述多路输入电路与所述多路输出电路断连。
(11)根据配置(1)或(3)到(10)中的任一者所述的系统，其中所述电磁线圈、所述多个供电电路、所述多个传感器电路和所述保护电路属于第一磁场产生部件群组，并且所述系统还包括：两个或更多个第二磁场产生部件群组，其布置成与所述第一磁场产生部件群组一起参与产生所述磁场，其中每个第二磁场产生部件群组包含电磁线圈、多个供电电路、多个传感器电路和保护电路；以及主保护电路，其连接到所述第一磁场产生部件群组中的所述保护电路和所述两个或更多个第二磁场产生部件群组中的每个保护电路。
(12)根据配置(1)或(3)到(11)中的任一者所述的系统，其中所述电磁线圈是第一电磁线圈，所述磁场是第一磁场，所述电流是第一电流，所述多个供电电路是第一多个供电电路，所述多个供应线是第一多个供应线，所述多个传感器电路是第一多个传感器电路，所述已激活供电电路是第一已激活供电电路，所述传感器电路是第一传感器电路，所述至少一个传感器信号是至少一个第一传感器信号，所述保护电路是第一保护电路，所述多路输入电路是第一多路输入电路，所述多路输出电路是第一多路输出电路，并且所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述系统还包括：第二电磁线圈，其用以响应于所述第二电磁线圈中流动的第二电流产生第二磁场；第二多个供电电路，其通过第二多个供应线耦合到所述第二电磁线圈，所述第二多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第三输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第四输入信号控制，以将所述第二电流的一部分提供到所述第二电磁线圈以用于产生所述第二磁场；第二多个传感器电路，其耦合到所述第二多个供应线，其中所述第二多个传感器电路中的每个第二传感器电路被配置成检测所述第二多个供电电路中耦合到所述第二多个供应线中的供应线的第二已激活供电电路的激活，所述第二多个传感器电路中的所述第二传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路到所述第二电磁线圈的递送；以及第二保护电路，其耦合到所述第二多个传感器电路且耦合到所述第二多个供电电路，所述保护电路包括：第二多路输入电路，其用以从所述第二多个传感器电路接收指示所述第二已激活供电电路的激活的至少一个第二传感器信号；以及第二多路输出电路，其耦合到所述第二多路输入电路以响应于所述第二多路输入电路接收到所述第二传感器信号而将至少两个第二激发信号同时输出到所述第二多个供电电路中除所述第二已激活供电电路外的至少一个第二供电电路且输出到所述第一保护电路，其中所述第二激发信号中的至少一者使所述第二电流的所述部分从所述至少一个第二供电电路的递送与所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路的递送同时进行。
(13)根据配置(1)到(12)中的任一者所述的系统，其中所述电磁线圈在小于100毫秒的时间段内携载在1,000安培到200,000,000安培的范围内的峰值电流。
(14)根据配置(13)所述的系统，其中当携载所述峰值电流时，所述电磁线圈产生或与所述系统中的一个或多个额外电磁线圈一起参与产生具有在10特斯拉到40特斯拉的范围内的值的峰值磁场。
(15)根据配置(14)所述的系统，其中所述多个供电电路在所述系统的操作期间反复地激活至少1,000次而无需更换所述系统的部件。
(16)一种用于将多个电流施加到系统中的至少一个电磁线圈以产生磁场的方法，所述方法包括：利用保护电路监测来自耦合到多个供应线的多个传感器电路的传感器信号，所述多个供应线将多个供电电路耦合到所述至少一个电磁线圈，其中所述传感器信号指示激活所述多个供电电路中的供电电路以将第一量的电流从已激活供电电路递送到所述至少一个电磁线圈中的电磁线圈以用于产生所述磁场；在所述保护电路处从所述多个传感器电路中的一个传感器电路接收所述传感器信号；以及响应于接收到使所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路与所述已激活供电电路递送所述第一量的电流同时地递送第二量的电流到所述电磁线圈的所述传感器信号，将至少一个激发信号从所述保护电路输出到所述多个供电电路中的所述至少一个供电电路。
(17)根据(16)所述的方法，其还包括响应于递送所述第二量的电流而产生所述磁场。
(18)根据(16)或(17)所述的方法，其还包括：利用控制器发布命令，所述命令使所述多个供电电路中的所述已激活供电电路发起将所述第一量的电流递送到所述至少一个电磁线圈。
(19)根据(16)到(18)中任一者所述的方法，其还包括由所述多个传感器电路中的每个传感器电路利用罗氏线圈感测所述多个供应线中的每个供应线中的电流的流动。
(20)根据(19)所述的方法，其还包括：利用来自所述罗氏线圈的输出直接驱动光学二极管以产生光学脉冲；以及利用光纤将所述光学脉冲作为所述传感器信号发送到所述保护电路。
(21)根据(20)所述的方法，其还包括利用分流器将来自所述罗氏线圈的电流划分到第一电路分支和与所述第一电路分支并联连接的第二电路分支中，其中：所述第一电路分支包含与所述光学二极管串联连接的第一电阻器；所述第二电路分支包含第二电阻器；并且所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将产生所述光学脉冲。
(22)根据(16)到(21)中的任一者所述的方法，其还包括：利用所述保护电路的输入电路将作为所述传感器信号从所述一个传感器电路接收的光学信号转换成电信号；以及由所述保护电路将所述电信号转换成所述至少一个激发信号，其中所述至少一个激发信号是光学信号或是多个光学信号。
(23)根据(22)所述的方法，其中将接收到的光学信号转换为所述电信号且将所述电信号转换为所述至少一个激发信号的时间量不超过50纳秒。
(24)根据(16)到(23)中的任一者所述的方法，其中所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述方法还包括：从所述保护电路中的延迟电路输出相对于所述至少一个第一激发信号中的第一激发信号延迟选定时间量的延迟信号。
(25)根据(16)到(24)中的任一者所述的方法，其中将所述第二量的电流递送到所述至少一个电磁线圈包括在小于100毫秒的时间段内递送在1,000安培到200,000,000安培的范围内的峰值电流。
(26)根据(16)到(25)中的任一者所述的方法，其还包括：响应于递送所述第二量的电流而由所述至少一个电磁线圈在腔内产生具有在10特斯拉到40特斯拉的范围内的峰值的磁场。
(27)根据(26)所述的方法，其还包括：重复所述第二量的电流的所述递送且产生所述磁场至少1000次而无需更换所述系统的部件。
(28)一种保护电路，包括：多路输入电路，其具有多个输入电路以并行地接收多个输入信号；决策电路，其耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出控制信号；以及多路输出电路，其耦合到所述决策电路以响应于从所述决策电路接收到所述控制信号而同时输出多个激发信号。
(29)根据配置(28)所述的保护电路，其中所述多路输入电路或所述决策电路被配置成确定所述第一输入信号是否够资格作为所述触发信号。
(30)根据配置(28)或(29)所述的保护电路，其中所述多个输入电路中的每个输入电路包括用以接收光学信号作为所述多个输入信号中的输入信号的光电隔离器。
(31)根据配置(28)到(30)中的任一者所述的保护电路，其中所述多路输出电路包括多个电光换能器，并且所述多个激发信号是光学信号。
(32)根据配置(28)到(31)中的任一者所述的保护电路，其中所述保护电路的响应时间，即从接收够资格作为所述触发信号的所述第一输入信号到输出所述多个激发信号，在3纳秒与50纳秒之间。
(33)根据配置(28)到(32)中的任一者所述的保护电路，其中所述控制信号是第一控制信号，所述方法还包括耦合到所述决策电路的延迟电路，其中所述延迟电路被配置成输出相对于所述多个激发信号中的任一者在时间上延迟的至少一个第二控制信号。
(34)一种装配保护电路的方法，所述方法包括：装配多路输入电路，所述多路输入电路具有多个输入电路以并行接收多个输入信号；将决策电路耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出第一控制信号；将多路输出电路耦合到所述决策电路；以及配置所述多路输出电路以响应于从所述决策电路接收到所述第一控制信号而同时输出多个第二控制信号。
(35)根据(34)所述的方法，其中装配所述多路输入电路包括在所述多个输入电路中的每个输入电路中包含光电隔离器以接收光学信号作为所述多个输入信号中的输入信号。
(36)根据(34)或(35)所述的方法，其中耦合所述多路输出电路包括将多个电光换能器并联耦合到所述决策电路，其中所述电光换能器各自被配置成输出光学信号作为所述多个第二控制信号中的第二控制信号。
(37)根据(34)到(35)中的任一者所述的方法，其还包括将延迟电路耦合到所述决策电路，其中所述延迟电路被配置成输出相对于所述多个第二控制信号中的任一者在时间上延迟的至少一个第三控制信号。
(38)一种系统，包括：电负载，其用以接收电流；多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述电负载，其中所述多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述电流的一部分提供到所述电负载；多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，其中所述激活包括发起所述电流的所述部分到所述电负载的递送；控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于所述第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
(39)一种系统，包括：多个电负载，其用以接收多个电流；多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述多个电负载，其中所述多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述多个电流的一部分提供到所述多个电负载中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电负载；多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，其中所述激活包括发起所述多个电流的所述部分到所述多个电负载中连接到所述已激活供电电路的电负载的递送；控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号使所述多个电流的所述部分从除所述已激活供电电路外的所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
(40)根据配置(38)或(39)所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路包含围绕所述多个供应线中的一个供应线的至少部分延伸的罗氏线圈。
(41)根据配置(40)所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括光学二极管，所述光学二极管从所述罗氏线圈接收未放大电流以激活所述光学二极管并输出用于所述至少一个传感器信号的光学脉冲。
(42)根据配置(40)或(41)所述的系统，其中每个传感器电路另外包含连接到所述罗氏线圈的输出的分流器，所述分流器包括：所述光学二极管，其与第一电阻器串联于所述分流器的第一电路分支中；以及第二电阻器，其处于所述分流器的与所述第一电路分支并联的第二电路分支中，其中所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值被选择以确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将输出所述光学脉冲。
(43)根据配置(40)到(42)中的任一者所述的系统，其中所述多个激发传感器电路中的每个传感器电路还包括至少一个光纤，以从所述光学二极管接收所述光学脉冲并将接收到的光学脉冲发送到所述多路输入电路的一个输入。
(44)根据配置(40)到(43)中的一者所述的系统，其中所述多路输入电路的每个输入包括用以将从所述多个传感器电路中的传感器电路接收到的光学传感器信号转换成电子信号的光电换能器，所述电子信号产生被发送到所述多路输出电路的脉冲。
(45)根据配置(40)到(44)中的一者所述的系统，其中所述多路输出电路包括多个换能器，以将接收到的电信号转换成从所述保护电路输出作为所述至少一个激发信号的光学激发信号。
(46)根据配置(40)到(45)中的一者所述的系统，其中所述保护电路还包括：延迟电路，其耦合到所述多路输入电路以输出相对于从所述多路输入电路接收的第二信号延迟的延迟信号；以及输出电路，其耦合到所述延迟电路以接收所述延迟信号并输出至少一个光学信号，所述至少一个光学信号相对于所述至少一个激发信号延迟。
(47)根据配置(45)所述的系统，其中所述保护电路还包括开关，所述开关连接在所述多路输入电路与所述延迟电路之间，所述开关具有第一控制输入以将所述多路输入电路与所述多路输出电路断连。
(48)根据配置(40)到(47)中的一者所述的系统，其中所述电负载或多个电负载是至少一个电磁线圈以响应于在所述至少一个电磁线圈中流动的电流产生磁场。
(49)根据配置(38)或(40)到(47)中的一者所述的系统，其中所述电负载是第一电负载，所述电流是第一电流，所述多个供电电路是第一多个供电电路，所述多个供应线是第一多个供应线，所述多个传感器电路是第一多个传感器电路，所述至少一个输入通道是至少一个第一输入通道，所述传感器电路是第一传感器电路，所述至少一个传感器信号是至少一个第一传感器信号，所述已激活供电电路是第一已激活供电电路，所述保护电路是第一保护电路，所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述多路输入电路是第一多路输入电路，并且所述多路输出电路是第一多路输出电路，所述系统还包括：第二电负载，其用以接收第二电流；第二多个供电电路，其通过第二多个供应线耦合到所述第二电负载，其中所述第二多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个第二输入通道以接收第二输入信号，所述第二输入信号使所述第二多个供电电路中的所述供电电路将所述第二电流的一部分提供到所述第二电负载；第二多个传感器电路，其耦合到所述第二多个供应线，其中所述第二多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述第二多个供电电路中耦合到所述第二多个供应线中的供应线的第二已激活供电电路的激活，所述第二多个传感器电路中的所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述第二电流的所述部分到所述第二电磁线圈的递送；以及第二保护电路，其耦合到所述第二多个传感器电路且耦合到所述第二多个供电电路，所述第二保护电路包括：第二多路输入电路，其用以从所述第二多个传感器电路接收指示所述第二已激活供电电路的激活的至少一个第二传感器信号；以及第二多路输出电路，其耦合到所述第二多路输入电路以响应于所述第二多路输入电路接收到所述第二传感器信号而将至少两个第二激发信号同时输出到所述第二多个供电电路中除所述第二已激活供电电路外的至少一个第二供电电路且输出到所述第一保护电路，其中所述至少两个第二激发信号中的至少一者使所述第二电流的所述部分从所述至少一个第二供电电路的递送与所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路的递送同时进行。
结语
尽管本文已经描述和示出了各种发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点的各种其他装置和/或结构，并且这样的变化和/或修改中的每一个被认为是在本文所述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易领会，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。所属领域的技术人员顶多使用常规实验即可辨识或能够确定本文所描述的特定发明性实施例的许多等同物。因此，应理解，前述实施例仅通过举例呈现，并且在所附权利要求书和其等同物的范围内，可用与具体描述和要求保护的不同的方式实践本发明实施例。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合包含在本公开的发明范围内。
此外，各种发明构思可以体现为一种或多种方法，已提供了其示例。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造其中以与所示顺序不同的顺序执行动作的实施例，其可以包含同时执行一些动作，即使在说明性实施例中示出为顺序动作。
如本文所限定和使用的所有定义应理解为支配字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义术语的普通含义。
除非明确相反地指出，否则如本文在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应理解为意指“至少一个”。
本文在说明书和权利要求书中所用的短语“和/或”应理解为意指如此结合的部件中的“任一个或两个”，即，部件在一些情况下结合存在并且在其它情况下分开存在。通过“和/或”列出的多个部件应按相同方式解释，即，如此结合的部件中的“一个或多个”。除通过“和/或”句具体标识的部件之外，可任选地存在其它部件，无论是否与具体标识的那些部件相关。因此，作为非限制性示例，当结合开放式语言(例如“包括”)使用时，提及“A和/或B”在一个实施例中可仅指A(任选地包含除B之外的部件)；在另一个实施例中仅指B(任选地包含除A之外的部件)；在又一实施例中，兼指A和B(任选地包含其它部件)；等。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的，“或”应理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应解释为包含性的，即包含多个或一系列部件中的至少一个，也包含多于一个，以及任选地，额外未列出的项目。只有明确相反指示的术语，如“仅……中的一个”或“恰好……中的一个”或当在权利要求书时使用时“由……组成”将指的是包含多个或一系列部件中的恰好一个部件。通常，本文使用的术语“或”仅应被解释为指示排他性的替代方案(即“一个或另一个但不是两个”)，当前面有排他性的术语时，诸如“任一个”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”。当在权利要求中使用时，“基本上由……组成”，应具有其在专利法领域中使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求书中所用，提及一个或多个部件的列表时，短语“至少一个”应理解为意指选自部件列表中的任何一个或多个部件中的至少一个部件，但不一定包含部件列表内具体列出的每个部件中的至少一个，并且不排除部件列表中的部件的任何组合。此定义还允许除了部件列表内具体标识的短语“至少一个”所指的部件之外的部件可任选地存在，无论其是否与具体标识的那些部件相关。因而，作为非限制性示例，在一个实施例中，“A和B中的至少一个”(或，等同地，“A或B中的至少一个”，或等同地，“A和/或B中的至少一个”)可指代至少一个，任选地包含多于一个A，而不存在B(并且任选地包含除了B之外的部件)；在另一实施例中，可指代至少一个，任选地包含多于一个B，而不存在A(并且任选地包含除了A之外的部件)；在又一实施例中，可指代至少一个，任选地包含多于一个A，和至少一个、任选地包含多于一个B(并且任选地包含其它部件)；等。
在权利要求书以及上述说明书中，所有的过渡短语，例如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……构成”等，应被理解为开放式的，即意指包含但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡短语，如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述。

Claims (49)

1.一种系统，包括：
电磁线圈，其用以响应于所述电磁线圈中流动的电流产生磁场；
多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述电磁线圈，所述多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将所述电流的至少一部分输出到所述电磁线圈以用于产生所述磁场；
多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述电流的所述部分通过所述传感器电路所耦合到的所述供应线从所述供电电路到所述电磁线圈的递送；
控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及
保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：
多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及
多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号中的每个激发信号作为所述第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
2.一种系统，包括：
多个电磁线圈，其用以响应于所述多个电磁线圈中流动的多个电流产生磁场；
多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述多个电磁线圈，所述多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得所述多个供电电路中的每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第一输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第二输入信号控制，以将所述多个电流的一部分提供到所述多个电磁线圈中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电磁线圈；
多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中的已激活供电电路的激活，其中所述激活包括发起将所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路递送到所述多个电磁线圈中连接到所述已激活供电电路的电磁线圈；
控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述一个受控供电电路；以及
保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：
多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及
多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于所述多路输入电路接收到所述传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号作为所述第二输入信号递送到所述至少一个供电电路，并且使所述多个电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路包含围绕所述多个供应线中的一个供应线的至少部分延伸的罗氏线圈。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括光学二极管，所述光学二极管从所述罗氏线圈接收未放大电流以激活所述光学二极管并输出用于所述至少一个传感器信号的光学脉冲。
5.根据权利要求4所述的系统，其中每个传感器电路另外包含连接到所述罗氏线圈的输出的分流器，所述分流器包括：
所述光学二极管，其与第一电阻器串联于所述分流器的第一电路分支中；以及
第二电阻器，其处于所述分流器的与所述第一电路分支并联的第二电路分支中，其中所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值被选择以确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将输出所述光学脉冲。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括至少一个光纤，以从所述光学二极管接收所述光学脉冲并将接收到的光学脉冲发送到所述多路输入电路的一个输入。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多路输入电路的每个输入包括用以将从所述多个传感器电路中的传感器电路接收到的光学传感器信号转换成电子信号的光电换能器，所述电子信号产生被发送到所述多路输出电路的脉冲。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多路输出电路包括多个换能器，以将接收到的电信号转换成从所述保护电路输出作为所述至少一个激发信号的光学激发信号。
9.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述保护电路还包括：
延迟电路，其耦合到所述多路输入电路以输出第一信号，所述第一信号相对于从所述多路输入电路接收的第二信号延迟；以及
输出电路，其耦合到所述延迟电路以接收所述第一信号并输出至少一个光学信号，所述至少一个光学信号相对于所述至少一个激发信号延迟。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述保护电路还包括：
开关，其连接在所述多路输入电路与所述延迟电路之间，所述开关具有第一控制输入以将所述多路输入电路与所述多路输出电路断连。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述电磁线圈、所述多个供电电路、所述多个传感器电路和所述保护电路属于第一磁场产生部件群组，并且所述系统还包括：
两个或更多个第二磁场产生部件群组，其布置成与所述第一磁场产生部件群组一起参与产生所述磁场，其中每个第二磁场产生部件群组包含电磁线圈、多个供电电路、多个传感器电路和保护电路；以及
主保护电路，其连接到所述第一磁场产生部件群组中的所述保护电路和所述两个或更多个第二磁场产生部件群组中的每个保护电路。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述电磁线圈是第一电磁线圈，所述磁场是第一磁场，所述电流是第一电流，所述多个供电电路是第一多个供电电路，所述多个供应线是第一多个供应线，所述多个传感器电路是第一多个传感器电路，所述已激活供电电路是第一已激活供电电路，所述传感器电路是第一传感器电路，所述至少一个传感器信号是至少一个第一传感器信号，所述保护电路是第一保护电路，所述多路输入电路是第一多路输入电路，所述多路输出电路是第一多路输出电路，并且所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述系统还包括：
第二电磁线圈，其用以响应于所述第二电磁线圈中流动的第二电流产生第二磁场；
第二多个供电电路，其通过第二多个供应线耦合到所述第二电磁线圈，所述第二多个供电电路中的每个供电电路具有两个输入通道，使得每个供电电路能由所述两个输入通道中的第一输入通道上的第三输入信号或所述两个输入通道中的第二输入通道上的第四输入信号控制，以将所述第二电流的一部分提供到所述第二电磁线圈以用于产生所述第二磁场；
第二多个传感器电路，其耦合到所述第二多个供应线，其中所述第二多个传感器电路中的每个第二传感器电路被配置成检测所述第二多个供电电路中耦合到所述第二多个供应线中的供应线的第二已激活供电电路的激活，所述第二多个传感器电路中的所述第二传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路到所述第二电磁线圈的递送；以及
第二保护电路，其耦合到所述第二多个传感器电路且耦合到所述第二多个供电电路，所述保护电路包括：
第二多路输入电路，其用以从所述第二多个传感器电路接收指示所述第二已激活供电电路的激活的至少一个第二传感器信号；以及
第二多路输出电路，其耦合到所述第二多路输入电路以响应于所述第二多路输入电路接收到所述第二传感器信号而将至少两个第二激发信号同时输出到所述第二多个供电电路中除所述第二已激活供电电路外的至少一个第二供电电路且输出到所述第一保护电路，其中所述第二激发信号中的至少一者使所述第二电流的所述部分从所述至少一个第二供电电路的递送与所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路的递送同时进行。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述电磁线圈在小于100毫秒的时间段内携载在1,000安培到200,000,000安培的范围内的峰值电流。
14.根据权利要求13所述的系统，其中当携载所述峰值电流时，所述电磁线圈产生或与所述系统中的一个或多个额外电磁线圈一起参与产生具有在10特斯拉到40特斯拉的范围内的值的峰值磁场。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述多个供电电路在所述系统的操作期间反复地激活至少1,000次而无需更换所述系统的部件。
16.一种用于将多个电流施加到系统中的至少一个电磁线圈以产生磁场的方法，所述方法包括：
利用保护电路监测来自耦合到多个供应线的多个传感器电路的传感器信号，所述多个供应线将多个供电电路耦合到所述至少一个电磁线圈，其中所述传感器信号指示激活所述多个供电电路中的供电电路以将第一量的电流从已激活供电电路递送到所述至少一个电磁线圈中的电磁线圈以用于产生所述磁场；
在所述保护电路处从所述多个传感器电路中的一个传感器电路接收所述传感器信号；以及
响应于接收到使所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路与所述已激活供电电路递送所述第一量的电流同时地递送第二量的电流到所述电磁线圈的所述传感器信号，将至少一个激发信号从所述保护电路输出到所述多个供电电路中的所述至少一个供电电路。
17.根据权利要求16所述的方法，其还包括响应于递送所述第二量的电流而产生所述磁场。
18.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
利用控制器发布命令，所述命令使所述多个供电电路中的所述已激活供电电路发起将所述第一量的电流递送到所述至少一个电磁线圈。
19.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
由所述多个传感器电路中的每个传感器电路利用罗氏线圈感测所述多个供应线中的每个供应线中的电流的流动。
20.根据权利要求19所述的方法，其还包括：
利用来自所述罗氏线圈的输出直接驱动光学二极管以产生光学脉冲；以及
利用光纤将所述光学脉冲作为所述传感器信号发送到所述保护电路。
21.根据权利要求20所述的方法，其还包括利用分流器将来自所述罗氏线圈的电流划分到第一电路分支和与所述第一电路分支并联连接的第二电路分支中，其中：
所述第一电路分支包含与所述光学二极管串联连接的第一电阻器；
所述第二电路分支包含第二电阻器；并且
所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将产生所述光学脉冲。
22.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
利用所述保护电路的输入电路将作为所述传感器信号从所述一个传感器电路接收的光学信号转换成电信号；以及
由所述保护电路将所述电信号转换成所述至少一个激发信号，其中所述至少一个激发信号是光学信号或是多个光学信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其中将接收到的光学信号转换为所述电信号且将所述电信号转换为所述至少一个激发信号的时间量不超过50纳秒。
24.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述方法还包括：
从所述保护电路中的延迟电路输出相对于所述至少一个第一激发信号中的第一激发信号延迟选定时间量的延迟信号。
25.根据权利要求16所述的方法，其中将所述第二量的电流递送到所述至少一个电磁线圈包括在小于100毫秒的时间段内递送在1,000安培到200,000,000安培的范围内的峰值电流。
26.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
响应于递送所述第二量的电流而由所述至少一个电磁线圈在腔内产生具有在10特斯拉到40特斯拉的范围内的峰值的磁场。
27.根据权利要求26所述的方法，其还包括：
重复所述第二量的电流的所述递送且产生所述磁场至少1000次而无需更换所述系统的部件。
28.一种保护电路，包括：
多路输入电路，其具有多个输入电路以并行地接收多个输入信号；
决策电路，其耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出控制信号；以及
多路输出电路，其耦合到所述决策电路以响应于从所述决策电路接收到所述控制信号而同时输出多个激发信号。
29.根据权利要求28所述的保护电路，其中所述多路输入电路或所述决策电路被配置成确定所述第一输入信号是否够资格作为所述触发信号。
30.根据权利要求28所述的保护电路，其中所述多个输入电路中的每个输入电路包括用以接收光学信号作为所述多个输入信号中的输入信号的光电隔离器。
31.根据权利要求28所述的保护电路，其中所述多路输出电路包括多个电光换能器，并且所述多个激发信号是光学信号。
32.根据权利要求28所述的保护电路，其中所述保护电路的响应时间，即从接收够资格作为所述触发信号的所述第一输入信号到输出所述多个激发信号，在3纳秒与50纳秒之间。
33.根据权利要求28所述的保护电路，其中所述控制信号是第一控制信号，所述方法还包括耦合到所述决策电路的延迟电路，其中所述延迟电路被配置成输出相对于所述多个激发信号中的任一者在时间上延迟的至少一个第二控制信号。
34.一种装配保护电路的方法，所述方法包括：
装配多路输入电路，所述多路输入电路具有多个输入电路以并行接收多个输入信号；
将决策电路耦合到所述多个输入电路以响应于所述多个输入电路中的任一者接收到所述多个输入信号中够资格作为触发信号的第一输入信号而输出第一控制信号；
将多路输出电路耦合到所述决策电路；以及
配置所述多路输出电路以响应于从所述决策电路接收到所述第一控制信号而同时输出多个第二控制信号。
35.根据权利要求34所述的方法，其中装配所述多路输入电路包括在所述多个输入电路中的每个输入电路中包含光电隔离器以接收光学信号作为所述多个输入信号中的输入信号。
36.根据权利要求34所述的方法，其中耦合所述多路输出电路包括将多个电光换能器并联耦合到所述决策电路，其中所述电光换能器各自被配置成输出光学信号作为所述多个第二控制信号中的第二控制信号。
37.根据权利要求34所述的方法，其还包括将延迟电路耦合到所述决策电路，其中所述延迟电路被配置成输出相对于所述多个第二控制信号中的任一者在时间上延迟的至少一个第三控制信号。
38.一种系统，包括：
电负载，其用以接收电流；
多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述电负载，其中所述多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述电流的一部分提供到所述电负载；
多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，其中所述激活包括发起所述电流的所述部分到所述电负载的递送；
控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及
保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：
多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及
多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于所述第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号使所述电流的所述部分从所述至少一个供电电路的递送与所述电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
39.一种系统，包括：
多个电负载，其用以接收多个电流；
多个供电电路，其通过多个供应线耦合到所述多个电负载，其中所述多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个输入通道以接收第一输入信号，所述第一输入信号使所述多个供电电路中的所述供电电路将所述多个电流的一部分提供到所述多个电负载中连接到所述多个供电电路中的所述供电电路的电负载；
多个传感器电路，其耦合到所述多个供应线，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述多个供电电路中耦合到所述多个供应线中的供应线的已激活供电电路的激活，所述传感器电路耦合到所述供应线，其中所述激活包括发起所述多个电流的所述部分到所述多个电负载中连接到所述已激活供电电路的电负载的递送；
控制器，其耦合到所述多个供电电路中的至少一个受控供电电路以提供所述第一输入信号以激活至少所述受控供电电路；以及
保护电路，其耦合到所述多个传感器电路且耦合到所述多个供电电路，所述保护电路包括：
多路输入电路，其用以从所述多个传感器电路接收指示所述已激活供电电路的激活的至少一个传感器信号；以及
多路输出电路，其耦合到所述多路输入电路以响应于第一多路输入电路接收到所述至少一个传感器信号而将至少一个激发信号输出到所述多个供电电路中除所述已激活供电电路外的至少一个供电电路，其中所述至少一个激发信号使所述多个电流的所述部分从除所述已激活供电电路外的所述至少一个供电电路的递送与所述多个电流的所述部分从所述已激活供电电路的递送同时进行。
40.根据权利要求38或39所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路包含围绕所述多个供应线中的一个供应线的至少部分延伸的罗氏线圈。
41.根据权利要求41所述的系统，其中所述多个传感器电路中的每个传感器电路还包括光学二极管，所述光学二极管从所述罗氏线圈接收未放大电流以激活所述光学二极管并输出用于所述至少一个传感器信号的光学脉冲。
42.根据权利要求41所述的系统，其中每个传感器电路另外包含连接到所述罗氏线圈的输出的分流器，所述分流器包括：
所述光学二极管，其与第一电阻器串联于所述分流器的第一电路分支中；以及
第二电阻器，其处于所述分流器的与所述第一电路分支并联的第二电路分支中，其中所述第一电阻器的第一电阻值和所述第二电阻器的第二电阻值被选择以确定阈值条件，高于所述阈值条件，则所述光学二极管将输出所述光学脉冲。
43.根据权利要求41所述的系统，其中所述多个激发传感器电路中的每个传感器电路还包括至少一个光纤，以从所述光学二极管接收所述光学脉冲并将接收到的光学脉冲发送到所述多路输入电路的一个输入。
44.根据权利要求38或39所述的系统，其中所述多路输入电路的每个输入包括用以将从所述多个传感器电路中的传感器电路接收到的光学传感器信号转换成电子信号的光电换能器，所述电子信号产生被发送到所述多路输出电路的脉冲。
45.根据权利要求38或39所述的系统，其中所述多路输出电路包括多个换能器，以将接收到的电信号转换成从所述保护电路输出作为所述至少一个激发信号的光学激发信号。
46.根据权利要求38或39所述的系统，其中所述保护电路还包括：
延迟电路，其耦合到所述多路输入电路以输出相对于从所述多路输入电路接收的第二信号延迟的延迟信号；以及
输出电路，其耦合到所述延迟电路以接收所述延迟信号并输出至少一个光学信号，所述至少一个光学信号相对于所述至少一个激发信号延迟。
47.根据权利要求46所述的系统，其中所述保护电路还包括：
开关，其连接在所述多路输入电路与所述延迟电路之间，所述开关具有第一控制输入以将所述多路输入电路与所述多路输出电路断连。
48.根据权利要求38所述的系统，其中所述电负载是电磁线圈以响应于在所述电磁线圈中流动的电流产生磁场。
49.根据权利要求38所述的系统，其中所述电负载是第一电负载，所述电流是第一电流，所述多个供电电路是第一多个供电电路，所述多个供应线是第一多个供应线，所述多个传感器电路是第一多个传感器电路，所述至少一个输入通道是至少一个第一输入通道，所述传感器电路是第一传感器电路，所述至少一个传感器信号是至少一个第一传感器信号，所述已激活供电电路是第一已激活供电电路，所述保护电路是第一保护电路，所述至少一个激发信号是至少一个第一激发信号，所述多路输入电路是第一多路输入电路，并且所述多路输出电路是第一多路输出电路，所述系统还包括：
第二电负载，其用以接收第二电流；
第二多个供电电路，其通过第二多个供应线耦合到所述第二电负载，其中所述第二多个供电电路中的每个供电电路具有至少一个第二输入通道以接收第二输入信号，所述第二输入信号使所述第二多个供电电路中的所述供电电路将所述第二电流的一部分提供到所述第二电负载；
第二多个传感器电路，其耦合到所述第二多个供应线，其中所述第二多个传感器电路中的每个传感器电路被配置成检测所述第二多个供电电路中耦合到所述第二多个供应线中的供应线的第二已激活供电电路的激活，所述第二多个传感器电路中的所述传感器电路耦合到所述供应线，并且其中所述激活包括发起所述第二电流的所述部分到所述第二电磁线圈的递送；以及
第二保护电路，其耦合到所述第二多个传感器电路且耦合到所述第二多个供电电路，所述第二保护电路包括：
第二多路输入电路，其用以从所述第二多个传感器电路接收指示所述第二已激活供电电路的激活的至少一个第二传感器信号；以及
第二多路输出电路，其耦合到所述第二多路输入电路以响应于所述第二多路输入电路接收到所述第二传感器信号而将至少两个第二激发信号同时输出到所述第二多个供电电路中除所述第二已激活供电电路外的至少一个第二供电电路且输出到所述第一保护电路，其中所述至少两个第二激发信号中的至少一者使所述第二电流的所述部分从所述至少一个第二供电电路的递送与所述第二电流的所述部分从所述第二已激活供电电路的递送同时进行。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201393049Y (zh) * 2009-03-30 2010-01-27 中国科学院等离子体物理研究所 无源过流保护装置
US8437112B2 (en) * 2010-05-06 2013-05-07 Hubei Shengjia Electric Apparatus Co., Ltd. Circuit breaker with time-delay function
CN102522274B (zh) * 2011-12-26 2013-11-13 南京觅丹电子信息有限公司 一种智能磁保持微型断路器
DE102013103020A1 (de) * 2013-03-25 2014-09-25 Hamilton Sundstrand Corporation Digitaler Master-Slave-Stromkreisunterbrecher
CN203259570U (zh) * 2013-04-01 2013-10-30 深圳市中技源专利城有限公司 智能电网用塑料光纤读数系统
WO2015172824A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 Abb Technology Ltd Thomson coil based actuator

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