JP2016539528A - インダクタのための駆動回路、インダクタの作動方法、駆動回路を備えたアクティブ送信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1には、インダクタのためのドライバ回路の一実施形態が示されており、このインダクタはここでは、アクティブ送信装置のフェライトアンテナのような誘導アンテナ1によって示されている。この誘導アンテナ1は、図1に示されているような純粋な誘導性の回路部分2と抵抗性の回路部分3とからなる電気的な直列回路による代用で説明することができる。コンデンサ4は、一方では、アースMに基づく基準電圧Urの供給のために2つの入力パス11、12に接続され、誘導アンテナ1をコンデンサ4に接続する2つの出力パス13,14に接続されている。この場合第1の制御可能なスイッチ5は、2つの入力パス11,12の上方側11に接続されている。但し代替的に2つの入力パスの下方側12に接続することも可能である。
2 純粋な誘導成分
3 純粋な抵抗成分
4 コンデンサ
5 第1の制御可能なスイッチ
6 抵抗
7 第2の制御可能なスイッチ
8 抵抗
9 スイッチング制御装置
10 第3の制御可能なスイッチ
11 入力パス
12 入力パス
13 出力パス
14 出力パス
15 MOS型電界効果トランジスタ
16 MOS型電界効果トランジスタ
17 抵抗
18 ダイオード
19 MOS型電界効果トランジスタ
20 MOS型電界効果トランジスタ
21 MOS型電界効果トランジスタ
22 ダイオード
GF 基本周波数
H レベル
Ia アンテナを流れる電流
Ic 充電電流
L レベル
MNL 再ロードありの特性曲線
MOD 変調信号
OML 再ロードなしの特性曲線
RE 矩形信号
S1 制御信号
S2 制御信号
S3 制御信号
S4 制御信号
SR10 基本周波数よりも10%高い直列共振周波数
SR20 基本周波数よりも20%高い直列共振周波数
t 時間
Δtq 期間
Δt1 期間
T0−T17 時点
Ur 基準電圧
Vc コンデンサにおける電圧
Claims (19)
- インダクタ(1)のための駆動回路であって、
コンデンサ(4)と、
前記コンデンサ(4)のために基準電圧(Ur)を供給する2つの入力端(11,12)と、
前記インダクタ(1)を前記コンデンサ(4)に接続する2つの出力端(13,14)と、
前記2つの入力端(11,12)の一方(11)に接続された第1の制御可能なスイッチ(5)と、
前記2つの出力端(13,14)の間に接続された第2の制御可能なスイッチ(7)と、
スイッチング制御装置(9)とを含み、
前記スイッチング制御装置(9)は、前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)を測定し、かつ、前記第1のスイッチ(5)および前記第2のスイッチ(7)を、前記コンデンサ(4)に印加された電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)に依存して、下記のごとく制御するように構成されており、すなわち、
前記第2のスイッチ(7)が開放されている場合に、前記コンデンサ(4)を基準電圧(Ur)まで充電するために前記第1のスイッチ(5)が閉成され、
その後で前記コンデンサ(4)を、前記インダクタ(1)を介して振動方式で放電するために前記第1のスイッチ(5)が開放され、さらに、
前記第2のスイッチ(7)は、前記コンデンサ(4)における電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)が、少なくとも1つの完全な振動期間を経過するまで開放され続け、その後で閉成される、ように制御する、
ことを特徴とする駆動回路。 - 電流制限部(6)または電流負荷部が前記第1のスイッチ(5)に直列に接続されている、請求項1記載の駆動回路。
- 前記スイッチング制御装置(9)は、前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)の零交差若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)のピーク値を検出し、かつ、少なくとも2つの前記電圧の零交差、若しくは、少なくとも2つの前記電流のピーク値に続き、前記第2のスイッチ(7)を閉成するように構成されている、請求項1または2記載の駆動回路。
- 前記スイッチング制御装置(9)は、変調信号(MOD)のための変調入力端を有し、さらに前記第1のスイッチ(5)と前記第2のスイッチ(7)のスイッチング周期を、前記変調信号(MOD)に依存して制御するように構成されている、請求項1から3いずれか1項記載の駆動回路。
- 前記スイッチング制御装置(9)は、位相シフトキーイング変調または振幅シフトキーイング変調または周波数シフトキーイング変調を実施するように構成されている、請求項4記載の駆動回路。
- 少なくとも前記第1のスイッチ(5)および前記第2のスイッチ(7)は、制御可能な半導体素子として構成されている、請求項1から5いずれか1項記載の駆動回路。
- 前記インダクタ(1)に対して直列にオーム抵抗(8)が接続されている、請求項1から6いずれか1項記載の駆動回路。
- 前記スイッチング制御装置(9)は、前記コンデンサ(4)の電圧の微分を評価するように構成されている、請求項1から6いずれか1項記載の駆動回路。
- 前記コンデンサ(4)と前記インダクタ(1)とによって形成される共振回路は、伝送のために設定された周波数よりも高い共振周波数を有している、請求項1から8いずれか1項記載の駆動回路。
- 前記共振周波数は、伝送のために設定された周波数よりも5乃至30%高い、請求項9記載の駆動回路。
- 第3の制御可能なスイッチ(10)が、前記コンデンサ(4)に並列に接続されており、前記第3の制御可能なスイッチ(10)は、前記駆動回路の非活性化状態のときに前記コンデンサ(4)を放電するように構成されている、請求項1から10いずれか1項記載の駆動回路。
- インダクタ(1)の作動方法であって、
充電電流を用いてコンデンサ(4)を基準電圧(Ur)まで充電し、
前記充電されたコンデンサ(4)を、前記インダクタ(1)を介して振動方式で放電させ、
前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)が少なくとも1つの完全な振動期間を経過した時に、前記インダクタ(1)を短絡させるようにしたことを特徴とする方法。 - 前記コンデンサの充電電流(Ia)は、制限若しくは負荷される、請求項12記載の方法。
- 前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)の零交差若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)のピーク値が検出され、少なくとも2つの前記電圧の零交差、若しくは、少なくとも2つの前記電流のピーク値に続き、前記インダクタ(1)を短絡する、請求項12または13記載の方法。
- 前記コンデンサ(4)の充放電サイクルを、変調信号(MOD)に依存して制御する、請求項12から14いずれか1項記載の方法。
- 位相シフトキーイング変調または振幅シフトキーイング変調または周波数シフトキーイング変調が、前記変調信号(MOD)に基づいて実施される、請求項15記載の方法。
- 前記コンデンサ(4)の電圧の微分は、電流測定のために評価される、請求項12から16いずれか1項記載の方法。
- 前記コンデンサ(4)を、前記駆動回路の非活性化状態のもとで放電する、請求項12から17いずれか1項記載の方法。
- 誘導アンテナ(1)と、
コンデンサ(4)と、
基準電圧(Ur)と、
前記基準電圧(Ur)と前記コンデンサ(4)との間に接続されている2つの入力端(11,12)と、
前記誘導アンテナ(1)と前記コンデンサ(4)との間に接続されている2つの出力端(13,14)と、
前記2つの入力端(11,12)のうちの一方(11)に接続された第1の制御可能なスイッチ(5)と、
前記2つの出力端(13,14)の間に接続された第2の制御可能なスイッチ(7)と、
スイッチング制御装置(9)とを含むアクティブ送信装置であって、
前記スイッチング制御装置(9)は、前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)を測定し、かつ、前記第1のスイッチ(5)と前記第2のスイッチ(7)とを、前記コンデンサ(4)に印加される電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)に依存して、下記のごとく制御するように構成されており、すなわち、
前記第2のスイッチ(7)が開放されている場合に、前記コンデンサ(4)を基準電圧(Ur)まで充電するために前記第1のスイッチ(5)が閉成され、
その後で前記コンデンサ(4)を前記インダクタ(1)を介して振動方式で放電するために前記第1のスイッチ(5)が開放され、さらに、
前記第2のスイッチ(7)は、前記コンデンサ(4)における電圧(Vc)若しくは前記インダクタ(1)を流れる電流(Ia)が、少なくとも1つの完全な振動期間を経過するまで開放され続け、その後で閉成される、ように制御する、
ことを特徴とするアクティブ送信装置。
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