[发明专利]用于传输能量和数据的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传输能量和数据的方法，其中提供具有放大 器的初级侧和具有数据源的次级侧，其中放大器和数据源被利用完全 流电隔离的插头接点而电感耦合，其中能量被电感地从放大器传输至 次级侧上的数据源，并且数据沿着相反方向从数据源单向地电感传输 至放大器，并且在给定情况中还被双向地从放大器传输至数据源。

本发明还涉及一种用于传输能量和数据的装置，其中提供具有放 大器的初级侧和具有数据源的次级侧，其中放大器和数据源被利用完 全流电隔离的插头接点而电感耦合，其中能量可以电感地从放大器传 输至次级侧上的数据源，并且数据可以沿着相反方向从数据源单向地 电感传输至放大器，并且在给定情况中也可以被双向地从放大器传输 至数据源。

背景技术

这种用于传输能量和数据的方法和装置例如装备在用于测量物理 变量(例如，pH值)的测量设备中，测量传感器用作数据源。在这种 测量设备中，提供具有放大器的初级侧和具有测量传感器的次级侧， 初级侧和次级侧利用完全流电隔离的插头接点彼此电感耦合。在有爆 炸危险的区域中需要流电隔离。

对于能量及数据的传输，从EP 0 980 603 B1已知适用于有爆炸危 险区域中的测量设备的插塞连接。为了改进传输性能，初级侧以及或 者还有次级侧装备有收发机，除了执行发送及接收功能之外，收发机 还用作放大器。

这种装置的一个弱点是插塞连接，因为不同的电缆和测量传感器 以及在某些情况下的机械公差和环境影响都会导致可变的功率传输。

发明内容

因此，本发明的目的是构造一种用于传输能量和数据的方法及装 置，将可变功率传输的影响最小化。

在方法方面，利用权利要求1中给出的特征，通过调节由插塞连 接和数据源接收的功率实现这个目的。

在装置方面，利用权利要求12中给出的特征，通过令由插塞连接 和数据源接收的功率可调而实现这个目的。

在本发明中，由插塞连接和数据源(例如，测量传感器)接收的 功率被调节为期望值，不仅功率损耗最小化且防止产生无功功率，而 且所有干扰参数的影响都得到补偿。放大器，特别是E类放大器因此 总是位于谐振点或者位于谐振点附近，从而无功功率部分最小化。尽 管如此，放大器的频率可以改变，以实现调幅或调频、或者幅移键控 或频移键控。

从属权利要求中给出了本发明的实施例的例子。功率调节可以以 简单而非常有效的方式例如通过调节在初级侧上的触发频率、工作电 压(优选二者的大小)而实现。

在本发明的一个实施例中，放大器，优选E类放大器的触发频率 和工作电压被利用微控制器而依赖于在初级线圈上的初级电压而得到 调节。在本发明中，放大器的工作点并不保持固定，而是总是在最佳 位置，更确切地说，在谐振点或者谐振点附近，以在很大程度上防止 或最小化无功功率部分。

当数据源(例如，测量传感器)接收的能量过小时，它通过向微 控制器发送所谓的欠电压比特而显示这一情况，微控制器立即重调电 压。

在本发明的另一实施例中，微控制器控制用于为放大器产生工作 电压的DC-DC转换器。

在本发明的另一实施例中，提供数字传感器作为测量传感器。

本发明可以以具有优点的方式例如在用于测量有爆炸危险的区域 中的pH值的测量设备中得到应用。然而，它并不限于这种应用场合。 本发明还可以具有优点地应用于除了进行能量传输还进行数据交换的 地方，这种数据传输可以是单向的或者双向的。

附图说明

现在根据附图详细说明及解释本发明，唯一的附图中：

图1是本发明的一个实施例的框图。

具体实施方式