被动自适应失超传播电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及被动自适应失超传播电路。一种与超导磁体组合的被动失超传播电路，包括：多个超导线圈(1-8)，被串联电连接在功率供给端子(+V)与接地参考电压端子(0V)之间；超导开关(30)，被布置成将功率供给端子(+V)与接地参考电压端子(0V)电连接以提供闭环持久的超导电路；多个电阻性加热器(101至108)，每一个与线圈(1-8)中的一个热接触；抽头点(120)，位于两个电邻接的线圈(1-8)之间；和失超传播电路，被连接在抽头点与参考电压(0V)之间。
【专利说明】
被动自适应失超传播电路
技术领域
[0001]本发明涉及诸如用来生成用于MRI(磁共振成像)系统的稳定背景磁场的那些等的超导电的磁体。
【背景技术】
[0002]在这样的类型的典型超导磁体中，若干超导导线的同心线圈被布置在低温恒温器中并且被冷却至充分地低到使得能够实现超导操作的温度。液态氦常见地被用来使操作温度维持在4K的区域中。
[0003]为了参考，图1示意性地图示出在这样的磁体中的示例线圈布置。线圈关于线圈轴线Z转动地对称并且布置具有关于中心平面C的反射对称。然而本发明可以应用于建立其他设计的超导磁体。
[0004]标有I和2的线圈是屏蔽线圈，并且起作用以防止来自超导磁体的杂散磁场超过某一极限。它们典型地携带在反向方向上的电流。
[0005]标有3和4的线圈是驱动线圈并且携带在与反向方向相反的正向方向上的电流。驱动线圈产生磁体的大部分磁场强度，尽管产生的场不是特别地同质。
[0006]线圈5、6、7、8是内部线圈。它们可以通过携带在正向方向上的电流而有助于磁体的磁场强度，但是某些内部线圈可以携带在反向方向上的电流。内部线圈增加了由驱动线圈产生的磁场的同质性。
[0007]任何特定线圈设计都可以具有比图示出的数量更多或更少的各类型的线圈，并且本发明可以被调整以适合屏蔽、驱动和内部线圈的任何组合。
[0008]线圈I至8可以通过安装在旋转的铝线圈架或类似结构上而被机械地保持在适当位置，或者可以通过或者直接地或者通过环形或周向间隔的间隔件的方式被相互粘结而被维持在适当位置。间隔件自身可以是任何或各种各样材料的，诸如玻璃纤维增强的树脂、浸渍树脂的金属泡沫、浸渍树脂的导线等等。
[0009]如对于本领域技术人员而言所熟知的，这样的超导磁体易于失超。在失超中，超导线圈的小部分失去它的超导特性。这可能是因为它的温度变得太高，或者是它经受到过高强度的磁场。当该小部分失去它的超导特性时，它变成电阻性的，并且流过它的电流引起欧姆加热。该加热引起线圈的进一步的部分失超，并且线圈可能变热至冒着损坏线圈的风险的温度，因为在前存储在超导磁体的磁场中的能量被转化成热。
[0010]传统上，为了降低归因于任何一个线圈变得过热而造成损坏的风险，失超的发作引起与其他线圈热接触地放置的小电加热器的加热。由小电加热器提供的加热引起其他线圈中的失超。在前存储在超导磁体的磁场中的能量仍然被转化成热，但是所产生的热横跨所有线圈分布，降低了任何一个线圈将由于过高温度而被损坏的可能性。这样的布置被称为失超传播电路，并且本发明涉及失超传播电路。
[0011]传统的被动失超传播电路使用与所有线圈热接触的失超加热器并且以同样的定时和功率使它们一齐通电。当前的超导磁体趋向于要求利用相对少的导线质量的相对高的存储能量。
[0012]这些趋势降低了各线圈的热质量并增加了线圈之间的失超传播速度。这是线圈被粘结到一起的布置的特别真实的情况。
[0013]图2示意性地代表了失超传播电路10的传统布置，其包括被连接在由二极管110至116形成的桥式整流器内的失超加热器101至108，桥式整流器通过移能电阻器(dumpresistor )122被连接至单一个抽头点120。加热器101至108分别与线圈I至8热接触。桥式整流器的另一节点被连接至接地参考电压0V。钳位二极管124被横跨各失超加热器设置，将横跨各加热器的电压降限制为一个二极管正向压降。上面讨论的线圈I至8通过传统符号来代表并且利用适当的标签来识别。传统符号的长度一般代表了在各线圈上的相对匝数。如图示出的，线圈8被连接至接地参考电压OV而线圈I被连接至供给电压+V。这一般会是在斜坡上升和斜坡下降操作期间的情况，但是在稳定状态持久的操作期间，超导开关130被关闭，以提供完整的超导回路，并且供给电压+V被去除，但接地参考电压OV可以保持连接。典型地，供给电压+V是近似1V至20V。
[0014]在该布置中，所有线圈I至8被串联连接。抽头点120被定位使得内部线圈5至8被连接在抽头点120与接地参考电压OV之间，而驱动和屏蔽线圈I至4被连接在供给电压+V与抽头点120之间。其他布置是可能的并且可以从本发明中受益。
[0015]如图3中图示出的，在桥式整流器布置110至116的传统备选方案中，钳位二极管124可以用逆向并联(背对背)连接的二极管对124、128替换，但是图2的桥式整流器布置可以在二极管要求上更加经济，因为将需要许多二极管来提供逆向并联对124、128以钳位加热器101至108。
[0016]抽头点120被放置在两个电邻接的线圈I至8之间的节点处。适当的节点的选择由提供快速得足以在所有失超场景下在所要求的时间内为所有加热器101至108提供功率的足够的电压的能力来确定。
[0017]利用图2和图3中不出的抽头点的选择，在内部线圈5至8被电连接在抽头点与接地参考电压之间并且较大线圈I至4被电连接在抽头点与供给电压+V之间的状态下，如果内部线圈5至8中的任何一个失超，那么归因于失超的线圈中的电阻而在抽头点120处出现正电压。类似地，如果较大线圈I至4中的任何一个失超，则在抽头点120处出现负电压。加热器101至108因此被通电并且所有其他线圈在第一线圈失超的近似一秒钟内失超。
[0018]归因于各线圈的典型相异的失超传播速度和质量，由于失超而在各线圈中生成的电压彼此也不同并且异相位。在上面的示例中，内部线圈5至8全部非常迅速地失超并且由于它们串联连接，所以它们的正电压全部合计到一起、典型地为数kV，并且出现在抽头点120上。因此失超传播电路组成部件不得不将可能是数百kW的伴随产生的电功率消散。四个较大线圈I至4也将失超，但是趋向于在抽头点120上产生负电压。由于这些线圈典型地大得多并且失超慢得多，所以抽头点120上的总电压保持为正。可以看出，如果线圈在尺寸和稳定性上更加相等，那么抽头点上的电压会趋向于更加平衡，因为线圈电压的总会趋向于零。各线圈产生了由其电阻引起的电压和由崩塌电流(collapsing current)感应地生成的相反电压。
[0019]在内部线圈5至8首先失超的第一场景中，这在抽头点120处迅速地产生由于迅速失超的其他内部线圈而被增强了的大的正电压，并且在抽头点120处的大的正电压不得不通过失超传播电路10的组成部件来消散，因为较大线圈不会产生大的、同相的负电压以抵消该大的正电压。
[0020]在第二场景中，较大线圈I至4中的一个首先失超。大的负电压最初出现在抽头点120上但是迅速被稍后短时间失超的所有内部线圈5至8所生成的正电压抵消。
[0021]该第二场景在抽头点120处产生低得多的总电压。可以看出，在大线圈I至4首先失超的第二场景中，使所有的内部线圈失超是个优点，因为来自内部线圈的正电压抵消了由最初失超的线圈所生成的负电压。
[0022]然而，在内部线圈5至8首先失超的第一场景中，使所有其他内部线圈失超是个缺点，因为所有这些迅速地失超以在从较大线圈生成的少量抵消的状态下产生大的合计正电压。
【发明内容】
[0023]本发明的目的在于通过旨在根据哪个线圈首先失超“调谐”失超传播电路的响应来降低由个体线圈的传播速度与热质量之间的失配引起的这样的缺点。本发明的目的在于提供能够实现较低节点电压和较低温度梯度而没有已知的主动失超传播系统的复杂性的“被调谐的”或“自适应的”被动失超传播电路。
[0024]根据本发明的多个方面，到超导磁体的线圈的失超传播可以被控制成确定哪个线圈通过失超传播电路和失超的相对定时而失超。到其他线圈的选择性的和/或定时的失超传播可以根据哪个线圈首先失超而做出。在发明的实施例中，这通过与失超传播电路的加热器中的一些或所有并联或串联地放置的二极管的使用来实现。加热器的反应和线圈的随后的失超是可预见且可重复的，即使通过被动电流实现。这可以利用在用来向加热器提供功率的线圈之间的仅一个抽头点和使用传统的二极管与移能电阻器来实现。失超传播电路的加热器可以串联地、并联地或者以串联与并联的选择的组合布置，以确定各加热器释放出足以使其相关联的线圈失超的能量的相对的定时。加热器电阻也可以被选择，和/或二极管被布置成控制各加热器使其相关联的线圈失超的相对定时。从这获得的优点是较低的差分电压和节点电压、较低的峰值温度和在可以被粘结到一起的线圈之间的较低的温度差另O。该方法可以胜过不管哪个线圈首先失超都简单地使所有其他线圈尽可能快速地失超的标准的被动和主动系统。
[0025]本发明于是提供了如随附权利要求中所限定的设备。
【附图说明】
[0026]本发明的以上和进一步的目的、特性和优点将通过粘结附图进行的其某些实施例的以下描述的考虑而变得明显，附图中:
[0027]图1示意性地代表了在用于MRI系统的超导磁体中的超导线圈的典型布置；
[0028]图2示意性地代表了传统失超传播电路；
[0029]图3示出备选的传统失超传播电路；
[0030]图4和图5示出根据本发明的被动失超传播电路，各分别对应于图2和图3的被动失超传播电路的修改。
[0031]图6至图8示出根据本发明的实施例的自适应失超传播电路的备选形式;和
[0032]图9图示出其中失超传播电路通过多相桥式整流器被连接至多个抽头点的布置。
【具体实施方式】
[0033]如上所述，传统电路根据哪个线圈首先失超而不同地做出反应。
[0034]本发明因此目的在于提供响应于这两个不同场景而不同地做出表现的被动失超传播电路。
[0035]图4和图5各示出分别基于图2或图3的传统失超传播电路的本发明的被动“自适应”失超传播电路。
[0036]在图4的实施例中，提供了被动失超传播电路150，其中图2的布置通过使得与两个最小内部线圈7、8相关联的加热器107、108带到由二极管110至116提供的桥式整流器外侧而被修改。加热器107、108与移能电阻器122和串联的二极管132—起被放置在抽头点120与桥式整流器110至116之间的串联布置中。返回二极管134被放置成与加热器107、108的串联布置并联并且提供了返回电流路径。
[0037]被放置在两个最小线圈7、8上的两个加热器107、108现在是“方向性的”，现在将进行说明。
[0038]-在抽头点120处正电压的情况下，电流将通过返回二极管134，并且将绕过加热器107、108。横跨返回二极管134的单一个正向二极管电压降将被串联二极管132阻止，并且没有电压将施加至加热器107、108。
[0039]-在抽头点120处负电压的情况下，电流将通过串联二极管132和均被其各自的钳位二极管136的正向电压钳位的加热器107、108。
[0040]因此如果内部线圈5至8首先失超，则正电压将出现在抽头点120处，并且加热器107、108将不会被通电。与屏蔽和驱动线圈相关联的加热器101至104将通过桥式整流器110至116被通电，将失超传播至趋向于在抽头点处生成负电压的那些线圈。一些内部线圈使得它们的加热器105-106与屏蔽和驱动线圈的加热器101至104串联，并且那些内部线圈也将失超，趋向于在抽头点处生成正电压。结果合计为在抽头点120处的与图2、图3的传统布置中相比是较小幅值的电压。
[0041 ]备选地，如果大线圈I至4首先失超，则在抽头点120处生成负失超电压并且所有失超加热器101至108都被通电，因此根据期望将失超传播至所有线圈。
[0042]在证明本发明的优点的示例中，如果仅三个内部线圈5、6、8失超，那么代替例如在抽头点120上出现4kV，(在该示例中每个内部电压5至8有IkV)，将生成仅2.5kV，因为未失超的内部线圈7将有助于负感应电压而不是归因于已失超的线圈中的电阻的正感应电压。因此未失超的线圈7将不仅不会有助于对抽头点的正电压而且实际上是从中减去的。因此，通过该自适应电路，例如4kV将在抽头点120处被降低至2.5kV。由于随后要求的功率消散与该电压的平方成正比，所以被动失超传播电路150的组成部件的所要求的功率额定值被大大地降低。
[0043]作为进一步的优点，整体超导磁体仅不得不被电绝缘至该较低电压，大大地缓解了电绝缘要求。
[0044]较少电流被本发明的被动失超传播电路汲取，这降低了线圈之间的电流不平衡并因此降低了杂散场突发。
[0045]虽然故意地没有使失超能量尽可能均匀且迅速地扩散可能看起来与直觉相反，但是在该示例中没有被传播到的仅是最小线圈7、8并且因为它们典型地仅是磁体的总质量的小部分，所以它们可以仅吸收被释放的能量的相对小的部分并因此对最初失超的线圈的最终温度产生的差异不大。
[0046]在该示例中，在内部线圈5至8中的一个中的最初失超的情况下，加热器中的仅六个101至106被供电，但是到相关联的线圈I至6的传播可以比当所有八个加热器都被供电时快。该额外的失超速度可以比一些未失超的线圈7、8的影响更加重要。
[0047]图5代表本发明的备选实施例，提供了作为图3的传统被动失超传播电路的改编的经过改进的被动失超传播电路152 ο如关系到图2和图3的传统被动失超传播电路时在上面所讨论的那样，图5的实施例与图4的实施例的不同点在于，未设置二极管110至116的桥式整流器，而是用与各个钳位二极管124反向并联地放置的反向并联二极管128替换。该电路以与图4的电路基本相同的方式操作。
[0048]-在抽头点120处正电压的情况下，电流将通过返回二极管134，并且将绕过加热器107、108。横跨返回二极管134的单一个正向二极管电压降将被串联二极管132阻止，并且没有电压将施加至加热器107、108。电流将以被相关联的钳位二极管124钳位的电压通过加热器101至106，诱发相关联的线圈I至6中的失超。
[0049]-在抽头点120处负电压的情况下，电流将通过串联二极管132和均被其各自的钳位二极管136的正向电压钳位的加热器107、108，诱发相关联的线圈7-8中的失超。电流也将以被相关联的钳位二极管124钳位的电压通过加热器101、106，诱发相关联的线圈I至6中的失超。
[0050]本发明的被动失超传播电路对于大大降低以下内容是有用的:
[0051]1.失超事件期间的最大节点电压和因此的绝缘要求。
[0052]2.最大功率额定值，和因此的传播电路组成部件的尺寸和成本。
[0053]3.线圈电流失配和由此的杂散磁场突发。
[0054]本发明的“自适应”被动失超传播电路的相同原理可以应用于降低在未利用传统线圈架的超导磁体结构中被粘结到一起的线圈之间的温度差别。
[0055]在粘结的线圈构造中，失超传播电路的附加目标与先前讨论的降低峰值电压和峰值温度的要求一起是降低被粘结到一起的线圈之间的温度差别，以便降低可能由差别的热膨胀引起的在它们之间的粘结中的机械剪切应力。该目的无法通过简单地使所有线圈立即失超来实现，因为这趋向于导致所有线圈简单地升高至由它们个体质量和稳定性所支配的相异的温度。
[0056]例如，如果较小内部线圈7、8中的一个失超，则期望使物理上邻接的线圈尽可能快速地失超，以便使横跨它们之间的机械粘结的温度差别最小化，而不是使到磁体的剩余部分的传播延迟以整体上像如上所述正常情况下将发生的情况那样降低最终整体温度。
[0057]一旦实现了到邻接线圈的该失超传播，电路就会出于相同的原因而使邻接这些线圈的线圈失超，以此类推。
[0058]使用所有可用的加热器功率使所有线圈同时失超的传统电路将不能使邻接的线圈一样快地失超并因此将导致较高的温度差别。
[0059]类似地，如果粘结的磁体中的最大线圈中的一个首先失超，则不期望试图使所有线圈立即失超，因为最小的那些将迅速失超并且较大线圈会滞后。这没有使粘结应力最小化。在大线圈中的首先失超应该通过使其他大线圈首先失超来回应使得它们吸收崩塌磁场的能量中的大部分并且接着是较小的那些以便实现最终失超温度与最小化的粘结应力的更好的平衡。
[0060]图6示出提供了在横跨线圈之间的机械粘结的热诱发的应力最小化方面的改进的性能的自适应被动失超传播电路154的示例。这样的实施例的操作原理与上面描述的图4、图5的实施例的相同之处在于，失超加热器被二极管分流或阻止以在抽头点120处正或负电压的相应情况下不同地控制失超传播，并因此是根据哪个线圈首先失超而自适应的。加热器中的一些是并联连接的，而其他加热器是串联连接的。这样的布置提供了自适应失超传播的另一形式。
[0061]分流或阻止一些加热器也留下更多功率以驱动被供电的加热器。这是重要的，因为高感应性磁体电路限制了在首先的几百毫秒的失超发作中由于加热器与磁体电路之间的阻抗不平衡必然大而能够提取的电流的量。
[0062]在图示的实施例中，串联和返回二极管332至338被设置使得响应于在抽头点120处出现的正电压，加热器105至108的串联布置和加热器101至104的并联布置通过串联二极管332被通电。各加热器设置有并联的钳位二极管224，将横跨相应加热器的电压限制为一个二极管正向压降。在并联连接的加热器101至104的情况下，单一个钳位二极管224可以被设置用于整个并联布置。响应于在抽头点120处出现的负电压，加热器101至104的串联布置和加热器105至108的并联布置通过串联二极管336被通电。每个加热器设置有并联的钳位二极管224，将横跨相应加热器的电压限制为一个二极管正向压降。在并联连接的加热器101至104的情况下，单一个钳位二极管224可以被设置用于整个并联布置。
[0063]在每种情况中，串联和并联连接的加热器的未使用的组合通过相应返回二极管334、338被绕过，而电流通过相应串联二极管332、336被携带至串联和并联连接的加热器的使用的组合。
[0064]在每种情况中，串联中的加热器将达到使它们相应的线圈非常迅速地失超的充分的功率，因为几乎所有的可用失超电压和因此的加热器功率将被优先地传递至这些加热器。并联的加热器将直到以后才使它们的线圈失超，因为它们必须在它们之中分享可用的加热器功率。在传播过程的第一秒左右期间，相应加热器功率和因此的传播时间将由可用的电压和根据个体加热器电阻和/或连接布置而分布的电流设定。在该示例中，串联加热器得到所有的电流而并联加热器将得到电流的四分之一。以后在当钳位二极管保护加热器时的失超期间，每个加热器得到由它的电阻确定的功率和被限制为相关联的钳位二极管224的正向二极管压降的电压。
[0065]时间延迟由串联/并联中的加热器的数量设定。这样做是出于上面描述的原因控制传播的定时。
[0066]在线圈5至8中的任何一个上的最初失超的情况下，正电压将出现在抽头点120处。电流将流过串联二极管332，并且施加全部的可用功率使加热器105至108失超，迅速地在线圈5至8中的剩余那些中诱发失超。加热器101至104被并联地连接，并且将可用的功率分享给失超加热器。失超被更慢地诱发至线圈I至4。这意味着失超在内部线圈5至8中被相对快速地诱发，使它们之间的热差异最小化，并且被更慢地诱发到主和屏蔽线圈I至4内，在那里来自最初失超线圈的热差异不是一样地显著。来自加热器101至104的并联布置的电流接着通过返回二极管338流到接地0V。
[0067]在线圈I至4中的任何一个上的最初失超的情况下，负电压将出现在抽头点120处。电流将流过返回二极管334和串联二极管336，并且施加全部的可用功率使加热器101至104失超，迅速地在线圈I至4中的剩余那些中诱发失超。加热器105至108被并联地联接，并且将可用的功率分享给失超加热器。失超被相对快速地诱发至屏蔽和驱动线圈I至4中的剩余的。失超被相对慢地诱发至内部线圈5至8，使得它们仅在崩塌磁场中能量中的大多数已经被屏蔽和驱动线圈I至4吸收之后才失超。这防止内部线圈的过度变热并确保它们一起失超，使它们之间的热差异最小化。
[0068]在这样的布置中，线圈I至8中的每一个要求两个失超传播加热器101至108。
[0069]通过使用相异电阻的失超传播加热器可以实现类似效果。
[0070]在图7中示出的布置中，自适应失超传播电路156包括两个替代的支路。每个支路被连接至接地参考电压OV并且通过移能电阻器122被连接至抽头点120。每个支路含有串联二极管332; 336和均被相关联的钳位二极管224钳位的串联连接的加热器101至108。一个支路在当抽头点处的电压是正时携带电流;另一支路在当抽头点120处的电压是负时携带电流。串联连接确保电流在所有加热器中都相同，所以在每个加热器中被消散的功率与加热器的电阻成正比。在图8中示出的备选布置中，自适应被动失超传播电路158包括被并联连接的加热器101至108。在该情况中，横跨每个加热器的电压是相同的，并且在每个加热器中被消散的功率与其电阻成反比。
[0071]然而目前认为图7中图示出的串联连接出于阻抗匹配的原因是优选的。
[0072]在内部线圈5至8中的任何一个上的最初失超的情况下，正电压将出现在抽头点120处。电流将通过如图示出的左手支路流过串联二极管332并且通过串联二极管336被阻止了右手支路。由每个加热器消散的功率将由其电阻确定:对于给定的电流，较低电阻导致较低功率消散。
[0073]在左手支路中，加热器101至104具有电阻仏，而加热器105至108具有电阻R2,其中R1 <R2。失超在内部线圈5至8中被相对快速地诱发，使它们之间的热差异最小化，并且被更慢地诱发至主和屏蔽线圈I至4内，在那里来自最初失超线圈的热差异不是一样地显著。加热器105至108于是将比加热器101至104消散更多功率，导致在线圈5至8中的较快的失超传播以确保内部线圈在大约相同时间全部失超。
[0074]在屏蔽和驱动线圈I至4中的任何一个上的最初失超的情况下，负电压将出现在抽头点120处。电流将通过如图示出的右手支路流过串联二极管336并且通过串联二极管332被阻止了左手支路。由每个加热器消散的功率将由其电阻确定:对于给定的电流，较高电阻导致较高功率消散。在右手支路中，加热器101至104具有电阻R2,而加热器105至108具有电阻仏，其中仏<1?2。失超在屏蔽和驱动线圈I至4中被相对快速地诱发，并且被更慢地诱发到主和屏蔽线圈5至8内，使得它们仅在崩塌磁场中的能量中的大部分已被屏蔽和驱动线圈I至4吸收之后失超。这防止内部线圈的过度变热并确保它们一起失超，使它们之间的热差异最小化。
[0075]在这样的布置中，线圈I至8中的每一个要求两个失超传播加热器101至108。
[0076]可以看出，所有二极管仅需要是低电压、低电流类型，因为每一个二极管总是被逆向并联的二极管分流并且移能电阻器总是限制传播之后通过失超传播电路的电流。
[0077]也可以实施多个抽头点实施例，得到了甚至更好的性能。例如，上面描述的自适应失超传播电路中的任何一个可以在超过一个的抽头点处被复制。备选地，如图9中图示出的，自适应失超传播电路160可以被包含到被连接至在超导线圈I至8的串联电连接内的多个抽头点121、123、125的多相桥式整流器内。在该实施例中，与在图7的实施例中一样，加热器101至108可以具有相异的电阻以在个体线圈I至8中被诱发的失超之间提供某些定时差异。加热器101至108的与钳位二极管224的串联连接可以用诸如图8中图示出的加热器的并联布置来替换。
[0078]在其中提到单一个二极管的各情况中，这可以实际上用串联的二极管组成部件的组合来体现。在一些实施例中，上面提到的每个二极管可以由串联连接的十个二极管组成。
[0079]正和负电压的记号和所讨论的电流的方向可以在任何特定实施例中从头到尾逆向过来，例如通过使供给电压的极性和参考接地电压端子+V、0V反向，并且使电路中的所有二极管的连接极性反向。
[0080]本发明于是提供了根据哪个线圈最初失超而作出反应的用于包括若干线圈的超导磁体的自适应被动失超传播电路，以提供适当地受控的失超而没有主动受控的失超传播电路的成本和复杂性。
【主权项】
1.一种与超导磁体组合的被动失超传播电路，包括: -多个超导线圈(1-8)，被串联电连接在功率供给端子(+V)与接地参考电压端子(OV)之间； -超导开关(130)，被布置成将所述功率供给端子(+V)与所述接地参考电压端子(OV)电连接以提供闭环持久的超导电路； -多个电阻性加热器(101-108)，每一个与所述线圈(1-8)中的一个热接触； -抽头点(120)，位于两个电邻接的线圈(1-8)之间;和 -失超传播电路(150)，被连接在所述抽头点与参考电压(OV)之间， 其特征在于， 所述失超传播电路包括二极管(I 32，134，232，234，332，334，336,338),所述二极管被布置成引导电流在所述抽头点(120)与所述参考电压之间流动，以便以根据哪个线圈首先失超而将选择性的和/或定时的失超传播提供至其他线圈，由此确定通过所述失超传播电路失超的线圈和失超的相对定时的方式，来控制功率的至相应失超加热器的施加。2.根据权利要求1所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路，其中所述二极管包括: -钳位二极管布置，被横跨相应加热器正向偏置地连接，以将横跨所述加热器的电压限制为所述钳位二极管布置的正向电压； -正向二极管(132、232，332，336)，其允许电流在抽头点(120)与所述参考电压(0￥)之间流过某些加热器;和 -返回二极管(134，234，334，338)，其使在抽头点(120)与所述参考电压(OV)之间围绕某些加热器流动的电流分流。3.根据任一前述权利要求所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路，其中所述加热器中的一些加热器具有比所述加热器中的一些其他加热器大的电阻。4.根据任一前述权利要求所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(150)，其中所述失超传播电路包括:二极管的桥式整流器布置(110，112，114，116)，所述加热器的串联连接的子集(101-106)被连接在所述桥式整流器的正端子和负端子之间，所述桥式整流器的其他端子被连接使得将所述桥式整流器与移能电阻器(122)串联连接；串联二极管(132)和加热器的第二子集(107-108);与所述串联二极管逆向并联地横跨所述串联二极管(132)和所述加热器的第二子集(107-108)的组合连接的返回二极管(134)。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(152)，其中所述失超传播电路(152)包括被串联连接在所述抽头点(120)与所述参考电压(OV)之间的以下子电路: -串联连接的所述加热器的第一子集(101-106)，加热器的所述第一子集中的每一个加热器具有横跨其逆向并联连接的一对二极管(124，128);和 -串联连接的串联二极管(132)和加热器的第二子集(107-108)，加热器的所述第二子集中的每一个加热器具有横跨其逆向并联连接的一对二极管(136)，返回二极管(134)与所述串联二极管逆向并联地横跨所述串联二极管(132)和加热器的所述第二子集(107-108)的组合连接;和 -移能电阻器(122)。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(152)，其中所述失超传播电路(154)包括被串联连接在所述抽头点(120)与所述参考电压(OV)之间的以下子电路: -串联连接的串联二极管(232)和加热器的子集(105-108)，加热器的所述子集中的每一个加热器具有横跨其连接的钳位二极管(224)，返回二极管(234)与所述串联二极管逆向并联地横跨所述串联二极管(232)和加热器的所述子集(105-108)的组合连接;和 -移能电阻器(122)。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(152)，其中所述失超传播电路(154)包括被串联连接在所述抽头点(120)与所述参考电压(OV)之间的以下子电路: -第一子电路，包括:串联连接的第一串联二极管(332)和加热器的第一子集(105-108)，加热器的所述子集中的每一个加热器具有横跨其连接的钳位二极管(224);并联连接的加热器的第二子集(101-104)，钳位二极管(224)横跨所述并联连接的加热器连接，所述并联连接的加热器与加热器的所述第一子集(105-108)串联连接;返回二极管(334)，与所述第一串联二极管(332)逆向并联地横跨所述串联二极管(232)、加热器的所述第一子集(105-108)和加热器的所述第二子集(101-104)的组合连接;和 -第二子电路，包括:串联连接的第一串联二极管(332)和加热器的第一子集(105-108)，加热器的所述子集中的每一个加热器具有横跨其连接的钳位二极管(224);并联连接的加热器的第二子集(101-104)，钳位二极管(224)横跨所述并联连接的加热器连接，所述并联连接的加热器与加热器的所述第一子集(105-108)串联连接;返回二极管(334)，与所述第一串联二极管(332)逆向并联地横跨所述串联二极管(232)、加热器的所述第一子集(105-108)和加热器的所述第二子集(101-104)的组合连接;和 -移能电阻器(122)。8.根据权利要求1至3中的任一项所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(152)，其中所述失超传播电路(154)包括被串联连接在所述抽头点(120)与所述参考电压(OV)之间的以下子电路: -移能电阻器(122);和 -含有第一并联支路和第二并联支路的子电路，每一个支路包括串联连接的加热器，每一个加热器与所述线圈(1-8)中的一个热接触，钳位二极管(224)横跨所述加热器中的每一个连接，其中加热器的第一子集(101-104)中的每一个加热器具有比加热器的第二子集(105-108)中的每一个加热器的电阻大的电阻，在所述第一支路中的第一子集和第二子集的构件不同于在所述第二支路中的所述第一子集和所述第二子集的构件，所述第一支路中的所述二极管以与所述第二支路中的所述二极管相反的极性进行连接。9.一种与超导磁体组合的被动失超传播电路，包括: -多个超导线圈(1-8)，被串联电连接在功率供给端子(+V)与接地参考电压端子(OV)之间； -超导开关(30)，被布置成将所述功率供给端子(+V)与所述接地参考电压端子(OV)电连接以提供闭环持久的超导电路； -多个电阻性加热器(101-108)，每一个与所述线圈(1-8)中的一个热接触； -多个抽头点(121，123，125)，每一个位于相应对的电邻接线圈(2，3;4，5;6，7)之间;和 -失超传播电路(160)，被连接在多相桥式整流器的正节点和负节点之间， 其特征在于， 所述失超传播电路包括二极管，所述二极管被布置成引导电流在一个抽头点与另一抽头点之间流动，以便以根据哪个线圈首先失超而将选择性的和/或定时的失超传播提供至其他线圈，由此确定通过所述失超传播电路失超的线圈和失超的相对定时的方式，来控制功率的至相应失超加热器的施加。10.根据权利要求1至3中的任一项所述的与超导磁体组合的被动失超传播电路(158)，其中所述失超传播电路包括被串联连接在所述抽头点(120)与所述参考电压(0V)之间的以下子电路: (a)_移能电阻器(122);和 (b)_含有第一并联支路和第二并联支路的子电路，每一个支路包括串联连接的: (i)_被布置在相应的相反方向上的串联二极管(332);和 (ii)_并联连接的加热器(101-108)，它们自身与正向钳位二极管(224)并联。
【文档编号】H01F6/06GK105895293SQ201610074110
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】H·A·布莱克斯
【申请人】西门子医疗有限公司