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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkereinrichtung, die eine Verstärkerschaltung
und eine Energieversorgungseinrichtung aufweist. Mittels der Verstärkerschaltung
ist ein hochfrequenter niederenergetischer Signalpuls in einen korrespondierenden
Leistungspuls verstärkbar.
Mittels der Energieversorgungseinrichtung ist die Verstärkerschaltung
mit elektrischer Energie versorgbar.
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Derartige
Verstärkereinrichtungen
sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Magnetresonanzanlagen
zur Erzeugung von Sendepulsen für
HF-Sendespulen verwendet. Es sind jedoch alternativ auch andere
Anwendungen – beispielsweise
bei Radaranlagen – denkbar.
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Bei
Magnetresonanzanlagen variieren die Anforderungen an die auszugebenden
Leistungspulse in erheblichem Umfang. Dies gilt sowohl für die Dauer
eines einzelnen Pulses als auch für dessen Maximalleistung und
dessen Durchschnittsleistung sowie für die erforderlichen Ströme und Spannungen.
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Es
ist selbstverständlich
möglich,
die Verstärkerschaltung
und die Energieversorgungseinrichtung derart auszulegen, dass sie
in allen Betriebszuständen
ordnungsgemäß arbeiten,
obwohl die Energieversorgungseinrichtung permanent an die Verstärkerschaltung
angeschaltet ist und eine von der Energieversorgungseinrichtung
abgegebene Ausgangsspannung konstant ist bzw. möglichst konstant gehalten wird.
Diese Vorgehensweise führt
in der Praxis jedoch dazu, dass in der Verstärkerschaltung in vielen Betriebssituationen
erhebliche Verlustleistungen auftreten. Insbesondere sind die Verlustleistungen
erheblich höher,
als wenn die Verstärkerschaltung
mit Spannungswerten betrieben wird, die an den jeweiligen Betriebszustand
der Verstärkerschaltung
angepasst sind.
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Das
Anpassen des Spannungswertes führt zu
einer Verringerung der Verlustleistung, die in der Verstärkerschaltung
auftritt. Sie führt
in vielen Fällen jedoch
zu erheblichen Verlustleistungen in der Energieversorgungseinrichtung.
Das Problem ist also nur verlagert, nicht jedoch gelöst.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verstärkereinrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sie kostengünstig herstellbar
und effizient betreibbar ist. Insbesondere soll die Verstärkereinrichtung
insgesamt nur eine relativ geringe Verlustleistung aufweisen.
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Die
Aufgabe wird durch eine Verstärkereinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist
die Energieversorgungseinrichtung eine Vielzahl von elektrischen
Energiequellen auf. Die Verstärkereinrichtung
weist weiterhin eine Schaltmatrix auf, mittels derer die elektrischen Energiequellen
an die Verstärkerschaltung
anschaltbar sind. Schließlich
weist die Verstärkereinrichtung eine
Steuereinrichtung auf, von der dynamisch ein Schaltzustand der Schaltmatrix
einstellbar ist.
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Auf
Grund der erfindungsgemäßen Lösung ist
es insbesondere möglich,
die einzelnen Energiequellen an die Verstärkerschaltung anzuschalten, ohne
dass Instabilitäten,
Takteinkopplungen oder auch unerwünschte Überraschungseffekte auftreten können.
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Vorzugsweise
ist die Schaltmatrix derart ausgebildet und von der Steuereinrichtung
derart ansteuerbar, dass mindestens eine der Energiequellen singulär an die
Verstärkerschaltung
anschaltbar ist. Dadurch ist es möglich, zu einem bestimmten
Zeitpunkt nur eine einzige der Energiequellen an die Verstärkerschaltung
anzuschalten. Eine derartige Anschaltung einer einzigen Energiequelle
ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der auszugebende Leistungspuls
relativ geringe Spannungs- und/oder
Stromerfordernisse aufweist.
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Es
ist möglich,
dass nur eine einzige der Energiequellen einzeln an die Verstärkerschaltung
anschaltbar ist. Alternativ ist es möglich, dass wählbar ist,
welche der Energiequellen an die Verstärkerschaltung angeschaltet
wird. Diese letztgenannte Vorgehensweise kann insbesondere dann
sinnvoll und ausreichend sein, wenn Ausgangsspannungen der einzelnen
Energiequellen und/oder Stromtragfähigkeiten der einzelnen Energiequellen
voneinander verschieden sind. Diese Vorgehensweise kann auch dann
sinnvoll sein, wenn eine Redundanz gewährleistet sein soll.
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Vorzugsweise
ist die Schaltmatrix – alternativ oder
zusätzlich
zum singulären
Anschalten von Energiequellen an die Verstärkerschaltung – derart
ausgebildet und von der Steuereinrichtung derart ansteuerbar, dass
mindestens zwei der Energiequellen simultan an die Verstärkerschaltung
anschaltbar sind. Dadurch kann die Verstärkerschaltung mit einer höheren Spannung
und/oder mit einem höheren Strom
versorgt werden.
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Wenn
die mindestens zwei Energiequellen zumindest im Wesentlichen gleiche
Stromtragfähigkeiten
aufweisen und im nicht an die Verstärkerschaltung angeschalteten
Zustand relativ zueinander potentialfrei sind, ist die Schaltmatrix
vorzugsweise derart ausgebildet und von der Steuereinrichtung derart ansteuerbar,
dass die mindestens zwei Energiequellen in Reihe geschaltet an die
Verstärkerschaltung anschaltbar
sind. Wenn – alternativ
oder zusätzlich zur
zumindest im Wesentlichen gleichen Stromtragfähigkeit nebst Potentialfreiheit – die mindestens zwei
Energiequellen gleiche Ausgangsspannungen liefern, ist die Schaltmatrix
vorzugsweise derart ausgebildet und von der Steuereinrichtung derart
ansteuerbar, dass die mindestens zwei Energiequellen parallel an
die Verstärkerschaltung
anschaltbar sind.
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Vorzugsweise
ist jede der Energiequellen über
eine der jeweiligen Energiequelle proprietär zugeordnete Sekundärwicklungseinrichtung
einer Transformatoreinrichtung und eine der jeweiligen Sekundärwicklungseinrichtung
nachgeordnete Gleich richtereinrichtung aus einem Wechselspannungsnetz speisbar.
Durch diese Ausgestaltung ergibt sich auf besonders einfache Weise
eine Potentialfreiheit der Energiequellen relativ zueinander.
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Vorzugsweise
ist die Transformatoreinrichtung als mehrphasige – insbesondere
dreiphasige – Transformatoreinrichtung
ausgebildet. Dadurch ergibt sich auf einfache Weise eine relativ
geringe Welligkeit der von den Energiequellen abgegebenen Gleichspannung.
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Vorzugsweise
wirken die Sekundärwicklungseinrichtungen
mit einer einzigen Primärwicklungseinrichtung
zusammen, die mit dem Wechselspannungsnetz verbindbar ist. Durch
diese Maßnahme
vereinfacht sich der Aufbau der Transformatoreinrichtung.
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Vorzugsweise
weist die Transformatoreinrichtung mindestens eine weitere Sekundärwicklungseinrichtung
auf, über
die mindestens eine weitere Einrichtung, die keine an die Verstärkerschaltung anschaltbare
elektrische Energiequelle ist, aus dem Wechselspannungsnetz speisbar
ist. Durch diese Maßnahme
ist es möglich,
beispielsweise einen einzigen Systemtransformator vorzusehen, der
alle in einer größeren Anlage
benötigten
Spannungen erzeugt. Die weitere Sekundärwicklungseinrichtung kann
von den anderen Sekundärwicklungseinrichtungen
potentialgetrennt sein. Alternativ kann sie mit einer (vorzugsweise
aber nicht mit mehr als einer) der anderen Sekundärwicklungseinrichtungen
potentialgekoppelt sein.
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Vorzugsweise
weist jede Energiequelle eine Grundspannungserzeugungseinrichtung
und einen Spannungssteller auf. In diesem Fall ist der jeweilige Spannungssteller
zwischen der jeweiligen Grundspannungserzeugungseinrichtung und
der Schaltmatrix angeordnet. Der jeweilige Spannungssteller ist von
der Steuereinrichtung derart ansteuerbar, dass er eine von der jeweiligen
Grundspannungserzeugungseinrichtung gelieferte jeweilige Grundspannung
auf eine jeweilige Ausgangsspannung einstellt. Durch diese Maßnahme sind
die Ausgangsspannungen op timal einstellbar, insbesondere auf vorbestimmte
Sollspannungen.
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Ein
Sollwert der jeweiligen Ausgangsspannung kann fest vorgegeben sein.
Alternativ kann der Sollwert parametrierbar oder variabel sein.
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Die
Schaltmatrix weist Schaltelemente auf. Die Schaltelemente sind von
der Steuereinrichtung vorzugsweise potentialgetrennt ansteuerbar.
Auch durch Ansteuerung der Schaltmatrix durch die Steuereinrichtung
ergibt sich somit keine nachteilige Potentialrückkopplung.
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Die
Schaltelemente können
als Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. In diesem Fall können die
Energiequellen verlustarm und niederohmig an die Verstärkerschaltung
angeschaltet werden und sehr hochohmig von der Verstärkerschaltung
getrennt werden.
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In
einer bevorzugten Anwendung der Verstärkereinrichtung ist der Verstärkerschaltung
eine HF-Sendespule einer Magnetresonanzanlage nachgeordnet, so dass
der hochenergetische Leistungspuls der HF-Sendespule als Sendepuls
zuführbar
ist.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 ein
Blockschaltbild einer Magnetresonanzanlage,
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2 ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Verstärkereinrichtung,
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3 eine
mögliche
Ausgestaltung der Verstärkereinrichtung
von 2,
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4 eine
mögliche
Ausgestaltung einer Schaltmatrix und
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5 eine
mögliche
Ausgestaltung eines Schaltelements.
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Gemäß 1 weist
eine bildgebende Magnetresonanzanlage verschiedene Magnetsysteme 1, 2, 3 auf.
Es handelt sich hierbei insbesondere um ein Grundmagnetsystem 1,
ein Gradientenmagnetsystem 2 und ein Hochfrequenzsystem 3.
Das Gradientenmagnetsystem 2 weist in der Regel drei Teilsysteme 4, 5, 6 auf,
nämlich
je ein Teilsystem 4, 5, 6 für die drei
Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Das Grundmagnetsystem 1 und
das Gradientenmagnetsystem 2 sind im Rahmen der vorliegenden
Erfindung von untergeordneter Bedeutung und werden nicht näher erläutert.
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Im
Laufe der Erfassung einer Rohdatensequenz der Magnetresonanzanlage
wird einer Verstärkungseinrichtung 7 des
Hochfrequenzsystems 3 zu bestimmten Zeitpunkten jeweils
ein niederenergetischer Puls (Signalpuls) p zugeführt. Jeder
niederenergetische Puls p weist einen vorbestimmten zeitlichen Verlauf
auf, der von Puls p zu Puls p verschieden sein kann. Zwischen je
zwei niederenergetischen Pulsen p liegt eine längere Pulspause. Die Verstärkereinrichtung 7 verstärkt den
ihr zugeführten niederenergetischen
Puls p und erzeugt so einen korrespondierenden Leistungspuls P.
Den Leistungspuls P führt
die Verstärkereinrichtung 7 einer
HF-Sendespule 8 des Hochfrequenzsystems 3 als
Sendepuls zu. Die Ausgestaltung der Verstärkereinrichtung 7 ist
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung. Sie wird nachfolgend
in Verbindung mit den 2 bis 5 näher erläutert.
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Gemäß 2 weist
die Verstärkereinrichtung 7 eine
Verstärkerschaltung 9 auf.
Mittels der Verstärkerschaltung 9 ist
der Signalpuls p in den Leistungspuls P verstärkbar. Der Leistungspuls P korrespondiert
mit dem Signalpuls p, das heißt
er entspricht – bis
auf einen Verstärkungsfaktor
V, mit dem der Signalpuls p verstärkt worden ist, – dem Signalpuls
p.
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Der
Signalpuls p ist hochfrequent. Er weist in der Regel eine Frequenz
auf, die zwischen 8 und 300 MHz liegt. Im Einzelfall kann die Frequenz
sogar noch höher
liegen.
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Die
Verstärkereinrichtung 7 weist
weiterhin eine Energieversorgungseinrichtung 10 auf. Mittels der
Energieversorgungseinrichtung 10 ist die Verstärkerschaltung 9 mit
elektrischer Energie versorgbar. Die Energieversorgungseinrichtung 10 weist eine
Vielzahl von elektrischen Energiequellen 11-1 bis 11-4 auf.
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Zwischen
der Energieversorgungseinrichtung 10 und der Verstärkerschaltung 9 ist
eine Schaltmatrix 12 angeordnet. Die Schaltmatrix 12 ist
ebenfalls Bestandteil der Verstärkereinrichtung 7.
Mittels der Schaltmatrix 12 sind die elektrischen Energiequellen 11-1 bis 11-4 an
die Verstärkerschaltung 9 anschaltbar.
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Die
Verstärkereinrichtung 7 weist
weiterhin eine Steuereinrichtung 13 auf. Von der Steuereinrichtung 13 ist
dynamisch ein Schaltzustand Z der Schaltmatrix 12 einstellbar.
Mittels der Steuereinrichtung 13 ist also einstellbar,
welche der Energiequellen 11-1 bis 11-4 auf welche
Weise an die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
sind.
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In
der Regel wird der Steuereinrichtung 13 eine Information
I über
den nächsten
auszugebenden Leistungspuls P zugeführt. Anhand der Information
I bestimmt die Steuereinrichtung 13 sodann den Schaltzustand
Z und steuert die Schaltmatrix 12 entsprechend an. Alternativ
oder zusätzlich
zum Bestimmen des Schaltzustands Z anhand der Information I kann
die Steuereinrichtung 13 den Schaltzustand Z in Abhängigkeit
von Ausgangsspannungen U1 bis U4 bestimmen, welche die Energiequellen 11-1 bis 11-4 momentan
aufweisen.
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In
der Regel wird der Schaltzustand Z vor dem Ausgeben des jeweiligen
Leistungspulses P eingestellt und während des Ausgebens des Leistungspulses
P beibehalten. Es ist alternativ jedoch möglich, den Schaltzustand Z
während
des Ausgebens des Leistungspulses P zu ändern.
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Der
Schaltzustand Z kann verschieden sein. Beispielsweise ist es möglich, dass
die Steuereinrichtung 13 eine einzige der Energiequellen 11-1 bis 11-4 oder
mehrere der Energiequellen 11-1 bis 11-4 an die
Verstärkerschaltung 9 anschaltet.
In diesem Fall bestimmt die Steuereinrichtung 13 auch,
welche der Energiequellen 11-1 bis 11-4 an die
Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
werden und in welcher Verschaltung (parallel, in Serie, kombiniert)
dies gegebenenfalls erfolgt. Hierauf wird später in Verbindung mit 4 noch
eingegangen werden.
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3 zeigt
eine mögliche
Ausgestaltung der Verstärkereinrichtung 7 von 2.
In dieser Ausgestaltung ist ein möglicher Aufbau der Energieversorgungseinrichtung 10 detailliert
dargestellt.
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Gemäß 3 können die
Energiequellen 11-1 bis 11-4 relativ zueinander
potentialfrei sein. Die Potentialfreiheit kann beispielsweise dadurch
realisiert sein, dass jede der Energiequellen 11-1 bis 11-4 über eine
der jeweiligen Energiequelle 11-1 bis 11-4 proprietär zugeordnete
Sekundärwicklungseinrichtung 14-1 bis 14-4 einer
Transformatoreinrichtung 15 aus einem Wechselspannungsnetz 16 speisbar
ist. In diesem Fall ist in der Regel der jeweiligen Sekundärwicklungseinrichtung 14-1 bis 14-4 jeweils
eine Gleichrichtereinrichtung 17-1 bis 17-4 nachgeordnet.
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Im
einfachsten Fall sind die Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4 einphasig
ausgebildet. Pro Sekundärwicklungseinrichtung 14-1 bis 14-4 ist
in diesem Fall eine einzige Sekundärwicklung vorhanden. Die Gleichrichtereinrichtungen 17-1 bis 17-4 sind
im einfachsten Fall als einfache Halbwellengleichrichter ausgebildet,
die eine einzige Diode aufweisen. Diese Ausgestaltung ist zwar möglich, nicht jedoch
bevorzugt.
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Vorzugsweise
sind zumindest die Gleichrichtereinrichtungen 17-1 bis 17-4 als
Brückengleichrichter
ausgebildet. Weiterhin ist die Transformatoreinrichtung 15 vorzugsweise
als mehrphasige Transformatoreinrichtung 15 ausgebildet.
Insbesondere die Ausbildung als dreiphasige Transformatoreinrichtung 15 (Drehstromtransformator)
ist möglich.
Im Falle der Mehrphasigkeit der Transformatoreinrichtung 15 weist
bereits das unmittelbare Ausgangssignal der Gleichrichtereinrichtungen 17-1 bis 17-4 eine
erheblich reduzierte Welligkeit auf. Die Welligkeit kann gegebenenfalls
durch Stützkondensatoren 18-1 bis 18-4,
die den Gleichrichtereinrichtungen 17-1 bis 17-4 nachgeordnet
sind, noch weiter reduziert werden.
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Gemäß 3 wirken
die Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4 mit
einer einzigen Primärwicklungseinrichtung 19 der
Transformatoreinrichtung 15 zusammen. Die Primärwicklungseinrichtung 19 ist
mit dem Wechselspannungsnetz 16 verbunden. Die Primärwicklungseinrichtung 19 ist
in der Regel analog zu den Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4 ausgebildet.
Insbesondere weist die Primärwicklungseinrichtung 19 in
der Regel die gleiche Phasenzahl auf wie die Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4.
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Das
Zusammenwirken der Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4 mit
einer einzigen, gemeinsamen Primärwicklungseinrichtung 19 ist
bevorzugt, aber nicht zwingend. Alternativ könnten die Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-4 einzeln
oder gruppenweise mit jeweils einer eigenen Primärwicklungseinrichtung 19 zusammenwirken.
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Gemäß 3 weist
die Transformatoreinrichtung 15 mindestens eine weitere
Sekundärwicklungseinrichtung 14-5 auf. Über die
weitere Sekundärwicklungseinrichtung 14-5 ist
eine weitere Einrichtung 20 aus dem Wechselspannungsnetz 16 speisbar.
Die weitere Einrichtung 20 ist keine an die Verstärkerschaltung 9 anschaltbare
elektrische Energiequelle, sondern dient – prinzipiell beliebigen – anderen
Zwecken. Die weitere Sekundärwicklungseinrichtung 14-5 kann
die gleiche Phasenzahl aufwei sen wie die Primärwicklungseinrichtung 19 oder
eine geringere Phasenzahl.
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Jede
Energiequelle 11-1 bis 11-5 weist eine Grundspannungserzeugungseinrichtung
auf. Bei der Ausgestaltung gemäß 3 bilden
beispielsweise jeweils eine der Sekundärwicklungseinrichtungen 14-1 bis 14-5 einschließlich der
nachgeordneten Gleichrichtereinrichtungen 17-1 bis 17-5 nebst
Stützkondensatoren 18-1 bis 18-5 jeweils
eine derartige Grundspannungserzeugungseinrichtung. Die von den
Grundspannungserzeugungseinrichtungen gelieferten Spannungen sind
in der Regel nicht einstellbar. Die von den Energiequellen 11-1 bis 11-4 gelieferten
Ausgangsspannungen U1 bis U4 sollen hingegen in der Regel konstant
sein und einen vorbestimmten Sollwert U1* bis U4* aufweisen. Die
Sollwerte U1* bis U4* können
der Steuereinrichtung 13 fest vorgegeben sein. Alternativ
können
sie – siehe 3 – parametrierbar
oder variabel sein.
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Die
Ausgangsspannungen U1 bis U4 werden mittels entsprechender Messeinrichtungen 21 erfasst und
der Steuereinrichtung 13 zugeführt. Die Steuereinrichtung 13 steuert
Spannungssteller 22-1 bis 22-4 an, die zwischen
der jeweiligen Grundspannungserzeugungseinrichtung und der Schaltmatrix 12 angeordnet
ist. Auf Grund der Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 13 stellen
die Spannungssteller 22-1 bis 22-4 die Grundspannungen
auf die jeweilige Ausgangsspannung U1 bis U4 ein.
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4 zeigt
eine mögliche
Ausgestaltung der Schaltmatrix 12. Die Ausgestaltung der
Schaltmatrix 12 (entsprechend 4) ist unabhängig von
der Ausgestaltung der Energiequellen 11-1 bis 11-4 (entsprechend 3)
realisierbar. Insbesondere ist es möglich, die Ausgestaltungen
von 3 und von 4 getrennt
voneinander oder miteinander kombiniert zu realisieren.
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Die
Ausgestaltung von 4 ist nicht zwingend. Es können alternativ
komplexere oder einfachere Ausgestaltungen der Schaltmatrix 12 realisiert werden.
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Gemäß 4 kann
die Schaltmatrix 12 beispielsweise eine erste, eine zweite
und eine dritte Gruppe G1 bis G3 von Schaltelementen 23 aufweisen.
Jedes Schaltelement 23 ist von der Steuereinrichtung 13 – prinzipiell
unabhängig
von allen anderen Schaltelementen 23 – ansteuerbar. Dadurch können von
der Steuereinrichtung 13 beispielsweise folgende Schaltzustände Z eingestellt
werden.
- – Die
Steuereinrichtung 13 steuert eines der Schaltelemente 23 der
ersten Gruppe G1 und das korrespondierende Schaltelement 23 der
zweiten Gruppe G2 an, so dass genau eine der Energiequellen 11-1 bis 11-4 – beispielsweise
die Energiequelle 11-2 – singulär an die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
wird. Der Begriff „singulär" bedeutet hierbei,
dass zu einem Zeitpunkt nur eine einzige der Energiequellen 11-1 bis 11-4 an die
Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
ist.
Je nachdem, welche zwei Schaltelemente 23 (je eines
der ersten und der zweiten Gruppe G1, G2) angesteuert werden, kann
jede der Energiequellen 11-1 bis 11-4 singulär an die
Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
werden. Es sind jedoch alternativ andere Ausgestaltungen denkbar.
- – Die
Steuereinrichtung 13 steuert zwei (oder mehr) der Schaltelemente 23 der
ersten Gruppe G1 und die korrespondierenden Schaltelemente 23 der
zweiten Gruppe G2 an, so dass zwei (oder mehr) der Energiequellen 11-1 bis 11-4 simultan und
parallel an die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
sind. In diesem Fall sollten die simultan und parallel an die Verstärkerschaltung 9 angeschalteten
Energiequellen 11-1 bis 11-4 gleiche Ausgangsspannungen
U1 bis U4 liefern.
- – Die
Steuereinrichtung 13 steuert (mindestens) eines der Schaltelemente 23 der
dritten Gruppe G3 sowie je eines der Schaltelemente 23 der
ersten und der zweiten Gruppe G1, G2 an, so dass zwei (oder mehr)
der Energiequellen 11-1 bis 11-4 simultan und
in Reihe geschaltet an die Verstärker schaltung 9 angeschaltet
werden. In diesem Fall sollten die in Reihe geschalteten Energiequellen 11-1 bis 11-4 – zumindest
im Wesentlichen – gleiche
Stromtragfähigkeiten
aufweisen. Weiterhin müssen
diejenigen der Energiequellen 11-1 bis 11-4, die
in Reihe geschaltet an die Verstärkerschaltung 9 anschaltbar
sind, relativ zueinander potentialfrei sein, solange sie von der
Verstärkerschaltung 9 getrennt
sind, also nicht an die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
sind.
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Auch
Kombinationen der beschriebenen Vorgehensweisen sind möglich. So
kann beispielsweise durch Ansteuerung von zwei Schaltelementen 23 der dritten
Gruppe G3 eine Reihenschaltung der Energiequellen 11-1 und 11-2 einerseits
und der Energiequellen 11-3 und 11-4 andererseits
gebildet werden. Durch Ansteuern von je zwei Schaltelementen 23 der ersten
und der zweiten Gruppe G1, G2 können
die beiden Serienschaltungen von je zwei Energiequellen 11-1 bis 11-4 parallel
an die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
werden.
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Der
Umstand, dass die Schaltelemente 23 von der Steuereinrichtung 13 ansteuerbar
sind, sollte keine Rückwirkung
auf eine bestehende Potentialfreiheit der Energiequellen 11-1 bis 11-4 haben.
Aus diesem Grund sind die Schaltelemente 23 von der Steuereinrichtung 13 vorzugsweise
potentialgetrennt ansteuerbar. Beispielsweise können die Schaltelemente 23 gemäß 5 als
Optokoppler realisiert sein. Auch andere potentialgetrennte Ausgestaltungen – beispielsweise
als Übertrager
oder dergleichen – sind
möglich
und denkbar.
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Der
Durchgangswiderstand von den Energiequellen 11-1 bis 11-4 zur
Verstärkerschaltung 9 bzw.
der Energiequellen 11-1 bis 11-4 untereinander sollte – je nachdem,
ob das jeweilige Schaltelement 23 durchgeschaltet ist oder
nicht – sehr
klein oder sehr groß sein.
Weiterhin sollte die Ansteuerung möglichst verlustleistungsarm
erfolgen können.
Vorzugsweise sind die Schaltelemente 23 daher gemäß 5 als
Feldeffekttransistoren ausgebildet. Gegebenenfalls können sie
in Verbindung mit der potentialgetrennten Ansteuerung als so genannte
Photomosrelais ausgebildet sein.
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Die
vorliegende Erfindung wurde oben stehend in Verbindung mit vier
Energiequellen 11-1 bis 11-4 erläutert. Ersichtlich
ist die Anzahl an Energiequellen 11-1 bis 11-4 jedoch
beliebig wählbar,
wenn sie nur mindestens 2 beträgt.
Es können
also beispielsweise auch 3, 5, 6, 8, 10, 15, 20,
... Energiequellen 11-1 bis 11-4 vorhanden sein.
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Die
erfindungsgemäße Verstärkereinrichtung 7 ist
insbesondere unabhängig
davon, wie viele Energiequellen 11-1 bis 11-4 und
gegebenenfalls mit welcher Verschaltung (parallel, in Serie, kombiniert) an
die Verstärkerschaltung 9 angeschaltet
sind, betreibbar. Auch ist die Stabilität des Betriebs unabhängig von
der Form und – in
Grenzen – dem
Leistungsbedarf der Leistungspulse P gewährleistet.
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Die
obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung
der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
soll hingegen ausschließlich
durch die beigefügten
Ansprüche bestimmt
sein.