[发明专利]功率耦合装置

说明书

本发明提供了一种功率耦合装置，该功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率，该功率耦合装置包括：限定出支撑构件和开口的支撑结构；包括铁氧体材料并且被构造成容纳在支撑结构的开口内的芯元件，该芯元件限定出芯通道并且支撑结构的支撑构件被构造成容纳在芯通道内；以及被构造成容纳在芯通道内的电感元件，其中，支撑结构的支撑构件沿芯元件的背部面设置在电感元件和芯元件之间。

本申请是申请号为201680088332.7(PCT申请号为PCT/US2016/045250)，申请日为2016年8月3日，发明名称为“功率耦合装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及一种功率耦合装置，该功率耦合装置被配置成在旋转单元(例如，转子)和固定单元(例如，定子)之间和/或在两个旋转单元之间传输功率。该功率耦合装置特别适用于计算机断层摄影(computed tomography,CT)扫描仪，该计算机断层摄影扫描仪诸如可用于医疗、安全和/或工业应用。例如，功率耦合装置可被配置成将功率从固定单元传递到容置有辐射源和探测器阵列的旋转单元。然而，本文描述的特征不旨在限制于CT应用和/或其他成像应用。

背景技术

在旋转单元内包括电子部件的系统通常需要经由功率耦合设备向旋转单元提供功率。例如，在CT扫描仪中，使用功率耦合装置向CT扫描仪的旋转单元上的电子部件供应功率。传统上，这些功率耦合装置已经是滑环/电刷组件。滑环通过两种材料的接触(例如，经由滑动接触)在固定单元和旋转单元之间(例如，或在两个旋转单元之间)传输功率。滑环组件典型地包括两个或多个连续导电环和相应环上的一个或多个电刷，该一个或多个电刷用于将电流输送到环和从环输送电流。

虽然已经证明使用电刷和滑环能有效地向旋转单元中包含的电子部件供应功率，但是传统的电刷和滑环机构往往是脏的、不可靠的和/或有噪声的。例如，随着时间的推移，电刷会磨损而产生电子粉尘，这可能会导致超灵敏电子部件出现问题。此外，在一些应用中，诸如在执行敏感诊断/成像程序的情况下(例如，在CT成像中)，由电刷传输和/或产生的功率中固有的电子噪声会对程序造成干扰。滑环组件的其他缺点包括由于特殊材料和/或通常要求的机械精度而导致的制造的成本和复杂性。

最近，已经提出了用于在辐射成像的背景下在固定单元和旋转单元之间传输功率的非接触式组件。例如，转让给安络杰(Analogic)公司并在此引用参考的美国专利8,350,655描述了一种用于CT扫描仪和其他辐射成像装置的这种非接触式功率耦合装置。虽然这些非接触式功率耦合装置已经解决了滑环组件的许多前述缺点，但由于其尺寸要求(除其他因素之外)，这些非接触式功率耦合装置的制造成本通常很高。

发明内容

本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。根据一个方面，功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率。功率耦合装置包括限定出开口的支撑结构。功率耦合装置包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料。芯元件被构造成容纳在支撑结构的开口内。芯元件限定出芯通道。功率耦合装置包括被构造成容纳在芯通道内的电感元件。功率耦合装置包括能拆卸地附接到支撑结构的附接结构。该附接结构被构造成将芯元件附接到支撑结构。芯元件被设置在支撑结构和附接结构之间。

根据另一方面，分段式功率耦合装置包括被配置成在定子和转子之间传输功率的多个部段。该分段式功率耦合装置包括部段，该部段包括限定出开口的支撑结构。该部段包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料并限定出第一侧部和第二侧部。该芯元件被构造成容纳在支撑结构的开口内。该芯元件限定出沿第一侧部被限定出的芯通道。该部段包括电感元件，该电感元件被配置成至少部分地容纳在芯通道内并且围绕芯元件从第一侧部缠绕到第二侧部。

根据又一方面，功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率。功率耦合装置包括限定出支撑构件和开口的支撑结构。功率耦合装置包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料并且被构造成容纳在支撑结构的开口内。该芯元件限定出芯通道并且该支撑结构的支撑构件被构造成容纳在芯通道内。功率耦合装置包括被构造成容纳在芯通道内的电感元件。支撑结构的支撑构件沿芯元件的背部面设置在电感元件和芯元件之间。