DE10052826A1 - Circuit for triggering two or more electrical consumers, has receiver coil unit for supplying an AC voltage to the circuit and consumer paths each connecting in parallel to the receiver coil unit. - Google Patents

Circuit for triggering two or more electrical consumers, has receiver coil unit for supplying an AC voltage to the circuit and consumer paths each connecting in parallel to the receiver coil unit.

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Abstract

A triggering circuit for electrical consumers (30A,30B) has a receiver coil unit (10) for supplying an AC voltage to the circuit and consumer paths (20A,20B) each connecting in parallel to the receiver coil unit. Each consumer path has one of the consumers and a triggering unit (40A,40B). Varying the frequency and/or amplitude of the supplied AC voltage triggers the consumers selectively via the triggering units.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ansteuerung von zwei oder mehreren elektrischen Verbrauchern.The present invention relates to the control of two or several electrical consumers.

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.In the field of medical technology is currently at one Micro actuator developed, its drive concept on the Base of shape memory alloy wires (FGLs) is realized. For a targeted movement into one In the specified direction, two FGLs are required that be selectively controllable via an inductive interface have to.

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.As a solution for such a drive concept based on shape memory alloy wires are among others semiconductor elements have also been proposed. From this you can but in particular also problems with the  Result in service life of the drive unit.

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.The present invention is based on the object an improved micro actuator based on To create shape memory alloy wires that preferably also maximizing the life of the Drive unit allowed.

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 angekoppelte 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.With the present invention, a circuit for Control of two or more electrical Consumers created a receiver unit for Feeding an AC voltage into the circuit and each coupled in parallel to the receiver unit Has consumer paths. Every consumer path points one of the consumers and one control unit on. By varying the frequency and / or the amplitude of the AC voltage fed in are the consumers selectively controllable via the control units.

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.In a preferred embodiment, the Control units selective filters for each AC voltage fed in. Such selective Filters can preferably be high-pass filters, low-pass filters Have bandpass filters and / or bandstop filters.

Vorzugsweise wird in mindestens einem der Verbraucherpfade die Ansteuerungseinheit in Serie zu dem jeweiligen Verbraucher geschaltet.Preferably in at least one of the consumer paths the control unit in series with the respective Consumers switched.

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. The invention has proven to be particularly advantageous Control for consumers the one essentially have ohmic characteristics. With frequency-dependent Consumers must take the frequency response accordingly be taken into account.  

Für die Empfängereinheit kann beispielsweise eine Luftspule und/oder eine Spule mit einem permeablen Kern verwendet werden.For example, an air coil can be used for the receiver unit and / or a coil with a permeable core is used become.

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.In such a circuit can now by feeding an AC voltage into the receiver unit selective control of consumers via the Control units by varying the frequency and / or the amplitude of the AC voltage fed in. The selective control can preferably by selective filtering for the respective fed in AC voltage are carried out as by High pass filters, low pass filters, band pass filters and / or Band-stop filters.

Damit können durch Verwendung von selektiven Wechselspannungsfiltern zwei oder mehrere Verbrauchern in einer der angeführten Schaltungen angesteuert werden.This can be done by using selective AC filters two or more consumers in one of the circuits mentioned can be controlled.

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. From the foregoing, it can be seen that a Advantage of the control according to the invention, in particular in simplicity, robustness and smallness in one Execution of the circuit lies.  

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the description below more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing.

Fig. 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. Fig. 1 shows a highly miniaturizable controlling two (substantially) resistive loads via an inductive interface. In general, the present system is an implantable control unit for two or more (ohmic) consumers, which can be implemented in the smallest of spaces.

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.An AC voltage can be fed into a receiver coil 10 by means of an extracorporeal transmitter unit (not shown). Two consumer paths 20 A and 20 B are connected in parallel to the receiver coil 10 . Each consumer path 20 A and 20 B each has a consumer 30 A and 30 B, as well as a control unit 40 A and 40 B.

Durch Variation der Frequenz und/oder der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung lassen sich über die Ansteuerungseinheiten 40A und 40B die Verbraucher 30A und 30B selektiv ansteuern.By varying the frequency and / or the amplitude of the AC voltage fed in, the consumers 30 A and 30 B can be selectively controlled via the control units 40 A and 40 B.

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.In the preferred exemplary embodiment shown in FIG. 1, the control units 40 A and 40 B are implemented by selective filters for the alternating voltage fed in in each case. In the simplest case, the control units 40 A and 40 B - as shown by way of example in FIG. 1 - can be a high-pass filter and a low-pass filter.

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.In operation, the circuit of FIG. 1 and at approximately the same size consumers 30 A and 30 B with a substantially resistive characteristic of fed into the receiver coil 10 AC voltage of the low-pass is 40 A high impedance at high frequencies and the high-pass filter 40 B low impedance. As a result, a lower power drops at the (ohmic) load 30 A and a higher power drops at the (ohmic) load 30 B. Correspondingly, at low frequencies, the low-pass filter 40 A becomes low-resistance and the high-pass filter 40 B becomes high-resistance, so that a higher output drops at the consumer 30 A and only a lower output at the consumer 30 B. This shows how the power consumption in the consumer paths 20 A and 20 B can be controlled by selecting the frequency of the AC voltage fed into the receiver coil 10 .

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.It is readily apparent that by varying the amplitude of the AC voltage fed into the receiver coil 10 , the power consumption in the consumer paths 20 A and 20 B can be controlled accordingly.

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.Instead of the high-pass and low-pass filters shown in FIG. 1, the control units 40 A and 40 B can also be implemented by any other frequency-selective filter, such as band-pass filters or band-stop filters.

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.If additional consumer paths 20 i (with i = C, D, E,...) Are to be added to the two consumer paths 20 A and 20 B, these are also connected in parallel to the receiver coil 10 , with each consumer path 20 i in each case has a consumer 30 i and a control unit 40 i.

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. Instead of the pure series connection of consumer 30 and control unit 40 , a mixed series and parallel connection of the control unit 40 to the consumer 30 can also occur with a suitable choice of the filter elements.

Die Empfängerspule 10 kann insbesondere eine einfache Luftspule oder auch eine Spule mit einem permeablen Kern, wie z. B. Eisen oder Ferrit, sein.The receiver coil 10 can in particular a simple air coil or a coil with a permeable core, such as. B. iron or ferrite.

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.In a preferred embodiment of the present invention in the microactuator mentioned at the outset, the two consumers 30 in FIG. 1 are realized by shape memory alloy wires (SMA). Via the control units 40 , the SMA can now be selectively controlled by an AC voltage coupled into the inductive interface of the receiver coil 10 .

Claims (11)

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) angekoppelte 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.1. Circuit for controlling two or more electrical consumers ( 30 ), comprising:
a receiver unit ( 10 ) for feeding an AC voltage into the circuit, and
Consumer paths ( 20 ) coupled in parallel to the receiver unit ( 10 ), each consumer path ( 20 ) each having one of the consumers ( 30 ) and a control unit ( 40 ),
by varying the frequency and / or the amplitude of the AC voltage fed in, the consumers ( 30 ) selectively via the
Control units ( 40 ) can be controlled. 2. Die Schaltung nach Anspruch 1, worin die Ansteuerungseinheiten (40) selektive Filter für die jeweils eingespeiste Wechselspannung aufweisen.2. The circuit according to claim 1, wherein the control units ( 40 ) have selective filters for the respectively fed AC voltage. 3. Die Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, worin eine der Ansteuerungseinheiten (40) einen Hochpassfilter und eine andere der Ansteuerungseinheiten (40) einen Tiefpassfilter aufweist.3. The circuit of claim 1 or 2, wherein one of the drive units ( 40 ) has a high pass filter and another of the drive units ( 40 ) has a low pass filter. 4. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 1-3, worin eine oder mehrere der Ansteuerungseinheiten (40) einen Bandpassfilter und/oder einen Bandsperrfilter aufweist.4. The circuit according to one of claims 1-3, wherein one or more of the drive units ( 40 ) comprises a bandpass filter and / or a bandstop filter. 5. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 1-4, worin in mindestens einem der Verbraucherpfade (20) die Ansteuerungseinheit (40) in Serie zu dem Verbraucher (30) geschaltet ist.5. The circuit according to one of claims 1-4, wherein in at least one of the consumer paths ( 20 ) the control unit ( 40 ) is connected in series to the consumer ( 30 ). 6. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 1-5, worin mindestens einer der Verbraucher (30) eine im Wesentlichen ohmsche Charakteristik aufweist.6. The circuit according to any one of claims 1-5, wherein at least one of the consumers ( 30 ) has a substantially ohmic characteristic. 7. Die Schaltung nach einem der Ansprüche 1-6, worin die Empfängereinheit (10) eine Luftspule und/oder eine Spule mit einem permeablen Kern aufweist.7. The circuit according to any one of claims 1-6, wherein the receiver unit ( 10 ) has an air coil and / or a coil with a permeable core. 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.
8. Method for controlling two or more consumers ( 30 ) in a circuit with a receiver unit ( 10 ), wherein consumer paths ( 20 ) are coupled in parallel to the receiver unit ( 10 ) and each consumer path ( 20 ) each has one of the consumers ( 30 ) and a control unit ( 40 ), the method has the steps:
  • a) feeding an AC voltage into the receiver unit ( 10 ), and
  • b) Selective control of the consumers ( 30 ) via the control units ( 40 ) by varying the frequency and / or the amplitude of the AC voltage fed in.
9. Das Verfahren nach Anspruch 8, worin der Schritt (b) ein selektives Filtern für die jeweils eingespeiste Wechselspannung aufweist.9. The method of claim 8, wherein step (b) a selective filtering for the respective fed in AC voltage. 10. Das Verfahren nach Anspruch 9, worin der Schritt des selektiven Filterns mindestens einen Schritt der Schritte des Hochpassfilterns, Tiefpassfilterns, Bandpassfilterns oder Bandsperrfilterns aufweist. 10. The method of claim 9, wherein the step of selective filtering at least one step of Steps of high pass filtering, low pass filtering, Bandpass filtering or band stop filtering.   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.11. Use of selective AC voltage filters ( 40 ), preferably high-pass filters, low-pass filters, band-pass filters and / or band-stop filters, for controlling two or more electrical consumers ( 30 ) in a circuit with a receiver unit ( 10 ), in each case parallel to the receiver unit ( 10 ) Connect consumer paths ( 20 ), each consumer path ( 20 ) each has one of the consumers ( 30 ) and one of the AC filters ( 40 ), and the consumers ( 30 ) via the AC filters ( 40 ) by varying the frequency and / or the amplitude of one AC voltage fed into the receiver unit ( 10 ) can be selectively controlled.
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