向执行器提供电能的装置和方法以及执行器系统
专利汇可以提供向执行器提供电能的装置和方法以及执行器系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种向执行器(200)提供 电能 的方法，包括以下步骤：i)从 数据总线 (100、101、102)接收具有第一 电压 (UBUS)的 电流 ；ii)将所述电流转换为具有高于所述第一电压(UBUS)的第二电压(UC)的电流；iii)存储所述第二电流的电能；以及iv)向所述执行器(200)释放所存储的电能。各独立 权利要求 还要求保护向执行器(200)提供电能的装置(50)以及执行器系统。，下面是向执行器提供电能的装置和方法以及执行器系统专利的具体信息内容。
1.一种用于向执行器(200)提供电能的装置(50)，包括：
i)连接装置(51)，用于接收来自数据总线(100)的第 一电流，所述第一电流具有第一电压(UBUS)；以及
ii)变压器装置(52)，用于将所述第一电流转换为第二 电流，所述第二电流具有高于所述第一电压(UBUS)的第二电 压(UC)；
iii)存储装置(53)，适于存储所述第二电流的电能，以 及
iv)放电装置(54)，适于向所述执行器(200)释放存储 在所述存储装置(53)中的电能。
2.根据权利要求1所述的装置(50)，进一步包括：控制装置 (110)，适于使所述放电装置(54)放电(TRG)。
3.根据权利要求2所述的装置(50)，其中，所述控制装置(110) 响应于从所述数据总线(100)接收到的指令(DATA).
4.根据权利要求3所述的装置(50)，其中，所述控制装置(110) 包括适于通过AS接口进行通信的协议栈。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(50)，其中，所述存 储装置(53)是电容性存储装置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(50)，其中，所述连 接单元(51)包括AS接口连接器。
7.一种执行器系统，包括：执行器(200)和用于向所述执行器 (200)提供电能的装置(50)，其特征在于，用于提供电能的 所述装置(50)是根据权利要求1至6中任一项所述的装置。
8.根据权利要求7所述的执行器系统，其中，所述执行器(200) 包括：步进电动机、电磁阀、联锁或联锁释放电磁体、或压电 式力传感器。
9.一种向执行器(200)提供电能的方法，包括以下步骤：
i)从数据总线(100、101、102)接收具有第一电压(UBUS) 的电流；
ii)将所述电流转换为具有高于所述第一电压(UBUS)的 第二电压(UC)的电流；
iii)存储所述第二电流的电能；以及
iv)向所述执行器(200)释放所存储的电能。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用电容性存储装置来执 行存储电能的步骤。
技术领域
本发明涉及一种用于向执行器提供电能的装置和方法，以及进 一步涉及一种执行器系统。
背景技术
实际上，减少对敷线和布线需要的优点已经被看作是非常重要 的，以至于在采用需要电源供应的系统部件的应用中，除了数据传 输的基本功能以外，还实现了通过数据总线来提供电能的辅助功 能。例如，AS接口总线就属于这种情况。
对于执行器(诸如具有较高功耗的电子管组)来说，AS接口 总线的紧挨着“黄色电缆”的“黑色电力电缆”提供与数据信号完 全隔离的24V浮动DC电源。尽管AS接口总线中的“黑色电力电 缆”本身能够承载更大的电流，但是通常规定其使用极限最高为8A。 通过改进设计，可以流动大于8A的电流，这仍然符合关于网络中 压降量的AS接口规格。
遗憾的是，如果需要独立的电源电缆，则会丧失通过减少所需 的敷线和布线而获得的部分优点。
发明内容
该目的可以利用根据权利要求1的向执行器提供电能的装置、 利用根据权利要求7的系统、以及利用根据权利要求9的方法来实 现。
从属权利要求描述了本发明的优势方面。
技术效果
如果向执行器提供电能的装置包括：i)连接装置，用于接收来 自数据总线的第一电流，其中，第一电流具有第一电压；ii)变压 器装置，用于将所述第一电流转换成第二电流，其中，第二电流具 有高于第一电压的第二电压；iii)存储装置，适于存储所述第二电 流的电能；以及iv)放电装置，适于向执行器释放存储在所述存储 装置中的电能，那么就不再需要目前为止为操作执行器所需要的、 高于通过数据总线可得到的电压的操作电压的独立的电源敷线。
如果向执行器提供电能的装置进一步包括适于使所述放电装 置放电的控制装置，则可以更好地选择使用执行器的时刻。在这种 方式中，还可以使用需要比数据总线可以即时提供的电能更多的瞬 时电能的执行器，这是因为可以存储可从数据总线获取的较小的连 续可用电能。
存储电能的一个特别有效的方法是将能量存储到电容性存储 装置中。
如果连接装置包括AS接口连接器，那么向执行器提供电能的 装置可以适于从AS接口接收能量，并还可以响应于通过AS接口 传送的指令使执行器进行放电。
具体实施方式
附图示出了用于向执行器200提供电能的装置50。该装置包括 连接单元51、变压器单元52、存储单元53和放电单元54。即使装 置50可能包括执行器200，但是它并不是必须的。装置50足可以 连接至执行器200，优选地通过执行器连接器。
执行器200可以是任何类型的执行器。然而，在该优选实施例 中，它包括步进电动机、电磁阀、联锁或联锁释放电磁体、或压电 式力传感器。
连接单元51适于从数据总线100接收第一电流，因此第一电 流具有可能小于或等于数据总线电压的第一电压UBUS。连接单元 51可以使用连接器(或以独立的布线)连接至电缆。其将第一电流 提供至变压器单元52，同样地，其为其他单元提供地电位GND。
适于实现本发明的数据总线100的非限制性示例是AS接口 (ASI)，其中，连接单元51包括AS接口连接器。AS接口的数据 总线包括两条布线101、102，其中的一条是接地线102，而另一条 是数据线101，这两条线之间的电压UBUS＝30伏特。
变压器单元52适于将第一电流转换成第二电流，其中，第二 电流具有高于第一电压UBUS的第二电压UC。
如果第一电流的方向变化，即，第一电流是A.C.电流而不是 D.C.电流，则变压器单元52优选地由变压器52B构成，其中变压 器包括初级线圈321和次级线圈323、以及优选地还包括铁氧体芯 322，并且根据存储单元53的类型，即，根据存储单元53是适于 存储A.C.电流的电能还是适于存储D.C.电流的电能，变压器单元还 可选地包括A.C.至D.C.转换器52C。A.C.至D.C.转换器52C优选 地通过使用四个二极管331、332、333和334将A.C.电流转换成 D.C.电流，并且确保将要从存储单元53释放的电能不会被引回变压 器单元50的其他部分，而且也不会引回至数据总线100。
如果第一电流的方向不变化，即，第一电流是D.C.电流而不是 A.C.电流，则变压器单元52还可以在连接单元51和变压器52B之 间包括D.C.至A.C.转换器52A。D.C.至A.C.转换器52A的一种可 能的电路包括两个开关(诸如晶体管304、314)，这两个开关可以 以预定方式进行切换(优选地借助于定时部件301、302、303、311、 312、313)来形成A.C.电流，例如，通过将D.C.电压馈送到变压器 52C的初级线圈321的不同端。
由于在本专利申请提交时，可在市场上获得合适的D.C.至A.C. 转换器，因此，应该理解，本领域技术人员实现本发明的方式并不 需要对D.C.至A.C.转换器的工作原理有深入的了解。
在AS接口中，线路101和102之间的电压是D.C.电压，因此， 第一电流是D.C.电流。
存储单元53适于存储第二电流的电能。存储单元53优选地是 电容性存储单元，其非常适于存储D.C.电流中所包含的电能。电容 性存储单元可以由串联或并联连接的一个或多个电容器53构成。
此外，根据需要存储A.C电流还是D.C电流中包含的电能，还 可以将用于存储电能的其他类型的系统用于存储单元53中。作为 一个具体实例，同样可以将至少一个以化学方式存储能量的可充电 电池用作存储单元53。
放电单元54适于将存储在存储单元53中的电能释放至执行器 200。放电单元54可以包括开关343(诸如晶体管或晶闸管)、电阻 器341和二极管340。一旦接收到放电指令，例如以控制电压TRG 的形式，就触发该开关并将存储在存储单元53中的电能释放给执 行器200。
装置50的电路优选地连接至数据线101和接地线102两者。 数据线101优选地连接至控制单元110，优选地，该控制单元适于 通过设定控制电压TRG来使放电单元54放电。控制单元110可以 适于响应于通过数据总线100接收到的指令(DATA)、或者一旦满 足预定标准(诸如，足够的电流向变压器单元52的传送表示能量 存储单元53的充电状态足以驱动执行器200)，就使放电单元54放 电。
为此，控制单元110可以包括协议栈，该协议栈适于通过AS 接口进行通信，即，接收或发送4比特的用户数据或如以“Combined Transaction Type 1”的方式，接收或发送16比特的模拟值。
尽管使用非限制性实施例描述了本发明，但是从所附权利要求 的范围可以了解本发明的实际范围。
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