阅读说明：本技术 用于产生脉冲磁场的方法及相关设备 (Method for generating a pulsed magnetic field and associated device ) 是由 诺拉·登普西 安德烈·迪亚斯 马利奥·邦芬 于 2020-02-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于产生脉冲磁场的方法,该方法使用包括电源(20)、开关(25)、电容器(15)和线圈(30)的设备(10)来实现,该线圈(30)具有连接到电接地的第一末端(80)和第二末端(85),该电容器(15)包括连接到电接地的第一电极和第二电极,该开关(25)能够在其中第二电极和第二末端(85)电绝缘的第一配置和其中第二电极和第二末端(85)电连接的至少一个第二配置之间切换,当该开关(25)处于第二配置时,电容器(15)、开关(25)和线圈(30)形成串联电路,该串联电路是欠阻尼的。(The invention relates to a method for generating a pulsed magnetic field, the method being implemented using a device (10) comprising a power supply (20), a switch (25), a capacitor (15) and a coil (30), the coil (30) having a first end (80) and a second end (85) connected to electrical ground, the capacitor (15) comprising a first electrode and a second electrode connected to electrical ground, the switch (25) being switchable between a first configuration in which the second electrode and the second end (85) are electrically insulated and at least one second configuration in which the second electrode and the second end (85) are electrically connected, the capacitor (15), the switch (25) and the coil (30) forming a series circuit when the switch (25) is in the second configuration, the series circuit being underdamped.)

具体实施方式

，该方法包括单独地或者根据任何可能组合而采用的以下特征中的一个或多个：

-第一充电步骤、第一放电步骤、第二充电步骤和第二放电步骤以高于或等于每秒一次的重复率重复，尤其是高于或等于每秒两次。

-为电容器限定电容，为线圈限定电感，为串联电路限定电阻，上述电容、上述电感和上述电阻使得以下公式得以验证：

其中L是电感，R是电阻，C是电容。

-开关包括并联连接在第二末端和第二电极之间的两个臂，每个臂包括串联连接的晶闸管和二极管，每个臂的二极管和晶闸管各自相对于另一个臂的二极管和晶闸管呈反向。

-每个第一和第二放电步骤之后紧接着是暂缓步骤，在暂缓步骤期间开关处于第一配置并且第二电极与电源断开电连接，暂缓步骤的持续时间大于或等于5毫秒。

-每个放电步骤依次包括：

·将开关从第一配置切换为第二配置的第一切换步骤，

·通过线圈使第二电极放电的步骤，以及

·将开关切换为第一配置的第二切换步骤，

第一切换步骤和第二切换步骤之间的时间段包含在10微秒到100微秒之间。

-每个第一或第二充电步骤包括以下步骤：

·将第二电极电连接到电源，

·估计第二电极的电荷值，以及

·当电荷值等于预定值时，将第二电极与电源断开连接。

本描述还涉及一种包括软件指令的计算机程序产品，该软件指令被配置为当软件指令由处理器执行时实现如上所述的方法。

本描述还涉及一种信息承载介质，其上存储有上述计算机程序产品。

本描述还涉及一种用于产生脉冲磁场的设备，该设备包括电源、开关、电容器、控制模块和具有连接到电接地的第一末端和第二末端的线圈，该电容器包括连接到电接地的第一电极和第二电极，该开关能够在其中第二电极和第二末端电绝缘的第一配置和其中第二电极和第二末端电连接的至少一个第二配置之间切换，当开关处于第二配置时，电容器、开关和线圈形成串联电路，该串联电路是欠阻尼的，

电源能够在第三配置和第四配置之间切换，在第三配置中电源能够用具有第一极性的电荷为第二电极充电，在第四配置中电源能够用具有不同于第一极性的第二极性的电荷为第二电极充电，

控制模块能够命令电源在第三配置和第四配置之间切换，控制模块还能够命令电源连接到第二电极或从第二电极断开连接，控制模块被配置为实现方法的各步骤。

本发明的特征和优点将通过以下仅作为非限制性示例给出的详细说明并参考附图而说明清楚，其中：

-图1是用于产生脉冲磁场的设备的示意图，包括电容器和电源，

-图2是示出由图1设备实现的用于产生脉冲磁场的方法的步骤的流程图，

-图3是示出图1电容器两个电极之间电压演变的曲线图，和

-图4是图1设备的局部图，更详细地示出了电源。

图1示出了发生设备10的示意图。该发生设备10被配置为产生脉冲磁场B。脉冲磁场是包括一连串脉冲的磁场，每个脉冲对应于一个其中磁场具有不同于零的值的时间段。这些脉冲以特定速率重复，各脉冲之间由一个其中磁场具有等于零的值的时间间隔显著地彼此分开。

例如，每个脉冲都有一个正弦曲线形状的准半周期，其中磁场从零攀升至其峰值，然后又回落至零。

双极脉冲磁场是包括相反极性的连续脉冲的脉冲磁场的一个示例。单极脉冲磁场是脉冲磁场的另一个示例，其中连续的脉冲具有相同的极性。

发生设备10例如是被设计为当样品暴露于发生设备10产生的脉冲磁场B时对材料的一个或多个样品进行测量的测量装置的一部分。然而，具有不同于测量的目的的其他类型装置也可以使用发生设备10。

测量装置包括例如磁光装置，其中当一个或多个样品暴露于脉冲磁场B时，激光光束照射在样品上。

发生设备10包括电容器15、电源20、开关25、线圈30和控制模块35。

电容器15具有电容C。电容C例如被包含在5微法拉(μF)和200μF之间。

电容器15包括第一电极40和第二电极45。

电极40和45二者由介电材料膜彼此隔开。介电材料例如是聚酯。

两个电极40、45均由诸如金属材料的导电材料制成。例如，电极40、45都由铝制成。

第一电极40接地，即电连接到发生设备10的电接地。

第二电极45连接到开关25。

电源20被配置为用电荷为第二电极45充电。

特别地，电源20能够用具有第一极性的电荷为第二电极45充电。例如，第一极性为正极性，对应于充有正电荷的第二电极45。在一个实施例中，电源20被配置为通过向第二电极45施加正电势而用具有第一极性的电荷为第二电极45充电。

电源20还能够用具有第二极性的电荷为第二电极45充电。例如，第二极性为负极性，对应于充有负电荷的第二电极45。在一个实施例中，电源20被配置为通过向第二电极45施加负电势而用具有第二极性的电荷为第二电极45充电。

每个电势是相对于发生设备10的接地电势限定的。

电源20包括第一极50和第二极55。

第一极50接地。

第二极55电连接到第二电极45。

电源20被配置为在第一极50和第二极55之间施加电流。

电源20还能够使第二极55的电势保持浮动。

在图1所示的实施例中，电源20包括电流源60和切换设备65。

电流源60包括正极输出+和负极输出－。

电流源60能够在正极输出+和负极输出－之间施加电流。

在正极输出+和负极输出－中，正极输出+具有较高的电势，而负极输出－具有较低的电势。

切换设备65能够将正极输出+连接到第二极55。切换设备65还能够将正极输出+连接到第一极50。此外，切换设备65能够将正极输出+从两个极50和55断开连接。

切换设备65能够将负极输出－连接到第二极55。切换设备65还能够将负极输出－连接到第一极50。此外，切换设备65能够将负极输出－从两个极50和55断开连接。

在图1所示的实施例中，该切换设备是包括两个第一切换器70和两个第二切换器75的H桥。

每个第一切换器70电连接到正极输出+。第一切换器70中的一个能够在正极输出+连接到第一极50的位置和正极输出+与第一极50断开连接的位置之间切换。另一个第一切换器70能够在正极输出+连接到第二极55的位置和正极输出+与第二极55断开连接的位置之间切换。

每个第二切换器75电连接到负极输出－。第二切换器75中的一个能够在负极输出－连接到第一极50的位置和负极输出－与第一极50断开连接的位置之间切换。另一个第二切换器75能够在负极输出－连接到第二极55的位置和负极输出－与第二极55断开连接的位置之间切换。

第一切换器70和第二切换器75例如是机电或固态继电器。

开关25介于第二电极45和线圈30之间。

开关25能够在第一配置和至少一个第二配置之间切换。

当开关25处于第一配置时，第二电极45与线圈30电绝缘。第一配置有时被称为“关断状态”。

当开关25处于第二配置时，第二电极45电连接到线圈30。

在图1所示的示例中，开关25包括两个并联臂，每个臂包括串联连接在线圈30和第二电极之间的二极管和晶闸管，每个臂的二极管和晶闸管各自相对于另一个臂的二极管和晶闸管呈反向。应当注意的是，可以设想其他类型的开关25。

例如，每个晶闸管可以是可控硅整流器(SCR)类型，但也可以考虑其他类型的晶闸管。

在图1的示例中，开关25具有两个第二配置。在第二配置之一中，一个第一臂允许电流从第二电极45流到线圈30，而称为第二臂的另一臂不允许任何电流流过该另一臂。在另一第二配置中，第二臂允许电流以相反方向从线圈30流到第二电极45，而第一臂不允许任何电流流过第一臂。

应当注意的是，可以考虑其他类型的开关25，例如具有允许电流在线圈30和第二电极45之间以任何方向流动的单个第二配置的开关。

线圈30被配置为当电流穿过线圈30时产生电场B。

线圈30具有电感L。电感L被包含在100纳亨(nH)和10微亨(μH)之间。

线圈30具有第一末端80和第二末端85。

第一末端80接地。

第二末端85连接到开关25。

线圈30包括例如围绕轴线A盘绕的带。特别地，带是螺旋带，即带沿着包含在垂直于轴线A的平面中的螺旋线盘绕。应当注意的是，可以考虑除带以外的其他类型的线圈，例如包括盘绕线的线圈30。

带具有例如矩形横截面，横截面的最长边平行于轴线A。换言之，轴线A平行于带的表面。

带由导电材料制成，例如金属，尤其是铜。

第一末端80例如是位于线圈30外侧的带的末端，而第二末端85是位于线圈30中心的带的末端。在变型例中，第一末端80是带的内末端，第二末端85是带的外末端。

线圈30还包括在线圈的连续匝之间形成屏障的电绝缘材料。例如，带被包裹在电绝缘材料的护套中。在线圈30的变型例中，带的一侧被电绝缘材料覆盖，例如被电绝缘材料的带覆盖。

电绝缘材料例如是聚酰亚胺。

在开关25处于第二配置的情况下，电容器15、开关25和线圈30形成串联电路。

为该电路定义电阻R。该电阻R是等同于由电容器15、开关25和线圈30形成的电路的串联RLC电路的电阻。

该电阻R被包含在10毫欧(mΩ)和200mΩ之间。

该电路是欠阻尼的。欠阻尼电路是其等效RLC电路具有严格地包含在0和1之间的阻尼比ζ的电路。

阻尼比ζ等于电容C除以电感L之比的平方根与电阻R的乘积的二分之一。

换句话说，该电路验证以下公式：

在一个实施例中，阻尼比ζ严格大于零且小于或等于0.2。换句话说，该电路符合以下公式：

公式2在形式上等同于下面的公式3：

控制模块35能够命令切换设备65。特别地，该控制模块35能够命令每个切换器70、75在其两个相应配置之间的切换。

控制模块35还能够命令开关25在其第一配置和其第二配置之间切换。

控制模块35特别地被配置为实现用于产生脉冲磁场的方法。例如，控制模块35包括处理器和包括软件指令的存储器，当软件指令由处理器执行时，该软件指令导致该方法的实现。

应当注意的是，可以设想其他类型的控制模块35。例如，控制模块35是专用集成电路，或者包括一组可编程逻辑部件。

用于产生脉冲磁场的方法示例的步骤如图2所示。

该方法包括第一充电步骤100、第一放电步骤110、第一暂缓步骤120、第二充电步骤130、第二放电步骤140和第二暂缓步骤150。

在第一充电步骤100期间，电源20用第一电荷为第二电极45充电。当第二电极45正被充以第一电荷时，开关25具有第一配置。

第一电荷例如是正电荷。换言之，第一电荷具有第一极性。

图3示出了在实现用于产生脉冲磁场B的方法期间，在第一电极40和第二电极45之间测得的电压V根据时间t的变化。

在第一充电步骤100期间电压V增加，直到在第一充电步骤100期间达到第一值V+。例如，在图3左侧所示的第一充电步骤100期间，电压V从零增加到第一值V+。

第一值V+的绝对值包含在10伏和1000伏之间。应当注意的是，第一值V+可以变化。

根据一个实施例，第一充电步骤100包括第一连接步骤160、第一估计步骤170和第一断连步骤180。

特别地，在第一连接步骤160期间，第二电极45电连接到电源20的正极输出+。电源20因此开始用第一电荷为第二电极45充电。

在第一连接步骤160期间，控制模块35命令切换设备65对切换器70和75进行切换，以将正极输出+电连接到第二电极并将负极输出－接地。此配置如图1所示。

紧接在第一连接步骤160之后实现第一估计步骤170。特别地，在第一估计步骤170期间，第二电极45电连接到正极输出+。

第一估计步骤170包括对第二电极45的第一电荷的值的估计。例如，在第一估计步骤期间，由控制模块35测量取决于第一电荷的值的电压V的值。

执行第一估计步骤170，直到第一电荷的值等于预定值。例如，执行第一估计步骤170，直到电压V的值等于第一值V+。

第一值V+例如是在发生设备10的计算或测试已经导致确定第一值V+对应于磁场B的所需值之后被选择的。

当第一电荷的值等于预定值时，在第一断连步骤180期间将第二电极45从电源20断开连接。例如，当电压V的值等于第一值V+时执行第一断连步骤180。

在第一放电步骤110期间，第一电荷通过线圈30被释放。例如，控制模块35命令电源20将正极输出+和负极输出－都从第二电极45断开连接，并且命令开关25转换到第二配置。

第一放电步骤110依次包括第一切换步骤190、第一放电步骤200和第二切换步骤210。

在第一切换步骤190期间，控制模块35命令电源20断开正极输出+与第二电极45的连接。

控制模块35进一步命令开关25从第一配置切换到第二配置。

在第一放电步骤200期间，第二电极45通过线圈30释放第一电荷。特别地，第一电流流过第二电极45、开关25和线圈30。

流过线圈的第一电流使线圈30产生磁场B的第一脉冲。

第一放电步骤200具有包含在10微秒(μs)和100μs之间的持续时间。

在第一放电步骤200期间，电容器15的电压V从第一值V+降低。由于由线圈30、电容器15和开关25形成的电路是欠阻尼的，所以第一放电步骤200导致电压V从第一值V+降低到第一中间值Vi1。特别地，在第一放电步骤200结束时，电容器15的电压V具有第一中间值Vi1。

第一中间值Vi1对应于第二电极45的第一中间电荷。

第一中间值Vi1具有与第一值V+相反的符号，即第一中间值是负值。

第一中间值Vi1的绝对值严格大于零且严格小于第一值V+的绝对值。例如，第一中间值Vi1的绝对值大于或等于第一值V+的绝对值的二分之一。

在第一放电步骤200之后，开关25在第二切换步骤210期间被切换回第一配置。

第一切换步骤190和第二切换步骤210之间的时间间隔等于第一放电步骤200的持续时间。

在第一暂缓步骤120期间，开关25保持在第一配置并且第二电极45与正极输出+和负极输出－中的每一个断开电连接。第一暂缓步骤120的持续时间大于或等于5毫秒(ms)。

在第二充电步骤130期间，电源20用第二电荷为第二电极45充电。当第二电极45正被充以第二电荷时，开关25具有第一配置。

第二电荷具有第二极性。第二电荷例如是负电荷。

在第二充电步骤130期间电压V降低，直到在第二充电步骤130期间达到第二值V－。例如，在图3左侧所示的第二充电步骤130期间，电压V从第一中间值Vi1降到第二值V－。

第二值V－的绝对值包含在10伏和1000伏之间。

例如，第二值V－的绝对值等于第一值V+的绝对值，如图3所示。然而，在某些情况下，第二值V－的绝对值也可以不同于第一值V+的绝对值。

根据一个实施例，第二充电步骤130包括第二连接步骤220、第二估计步骤230和第二断连步骤240。

特别地，在第二连接步骤220期间，第二电极45电连接到电源20的负极输出－。电源20因此开始用第二电荷为第二电极45充电。

在第二连接步骤220期间，控制模块35命令切换设备65对切换器70和75进行切换，以将负极输出－电连接到第二电极45并将正极输出+接地。

紧接在第二连接步骤220之后实施第二估计步骤230。特别地，在第二估计步骤230期间，第二电极45电连接到负极输出－。

第二估计步骤230包括对第二电极45的第二电荷的值的估计。例如，在第一估计步骤期间，由控制模块35测量取决于第二电荷的值的电压V的值。

执行第二估计步骤230，直到第二电荷的值等于预定值。例如，执行第二估计步骤230，直到电压V的值等于第二值V－。

第二值V－例如是在发生设备10的计算或测试已经导致确定第二值V－对应于磁场B的所需值之后被选择的。

当第二电荷的值等于预定值时，在第二断连步骤240期间将第二电极45从电源20断开连接。例如，当电压值V等于第二值V－时执行第二断连步骤240。

在第二放电步骤140期间，第二电荷通过线圈30被释放。例如，控制模块35命令电源20将正极输出+和负极输出－都从第二电极45断开连接，并且命令开关25切换到第二配置。

第二放电步骤140依次包括第三切换步骤250、第二放电步骤260和第四切换步骤270。

在第三切换步骤250期间，控制模块35命令电源20断开负极输出－与第二电极45的连接。

控制模块35进一步命令开关25从第一配置切换到第二配置。

在第二放电步骤260期间，第二电极45通过线圈30释放第二电荷。特别地，第二电流流过第二电极45、开关25和线圈30。

流过线圈的第二电流使线圈30产生磁场B的第二脉冲。

由于第二电流以与第一电流相反的方向流动，所以第二磁脉冲的极性与第一磁脉冲相反。由于连续的脉冲具有相反的极性，因此整个脉冲磁场是双极磁场。

应当注意的是，在一些实施例中，如果线圈30和开关25之间的连接在两个放电步骤200、260之间被修改，则可以产生单极脉冲磁场。例如，在第一放电步骤200期间，开关25电连接到第二末端85而第一末端80接地，在第二放电步骤260期间开关25连接到第一末端80而第二末端85接地。这种连接的变化可以通过多种连接结构获得。

第二放电步骤260具有包含在10μs和100μs之间的持续时间。

在第二放电步骤260期间，电容器15的电压V从第二值V－增加。由于由线圈30、电容器15和开关25形成的电路是欠阻尼的，所以第二放电步骤260导致电压V从第二值V－增加到第二中间值Vi2。特别地，在第二放电步骤260结束时，电容器15的电压V具有第二中间值Vi2。

第二中间值Vi2对应于第二电极45的第二中间电荷。

第二中间值Vi2具有与第二值V－相反的符号，即第二中间值Vi2为正值。

第二中间值Vi2的绝对值严格大于零且严格小于第二值V－的绝对值。例如，第二中间值Vi2的绝对值大于或等于第二值V－的绝对值的二分之一。

在第二放电步骤260之后，开关25在第四切换步骤270期间被切换回第一配置。

第三切换步骤250和第四切换步骤270之间的时间间隔等于第二放电步骤260的持续时间。

在第二暂缓步骤150期间，开关25保持在第一配置并且第二电极45与正极输出+和负极输出－中的每一个断开电连接。第二暂缓步骤150的持续时间大于或等于5ms。

在第二暂缓步骤150之后，再次实施第一充电步骤100，电压V从第二中间值Vi2而不是从零增加到第一值V+。

第一充电步骤100、第一放电步骤110、第一暂缓步骤120、第二充电步骤130、第二放电步骤140和第二暂缓步骤150以高于或等于每秒一次的速率按此顺序重复，例如高于或等于每秒两次。

在上面给出并由图2和3详解的示例中，该方法开始于实施第一充电步骤100，从电压V等于零开始，电压V增加直到达到第一值V+。然而，也可以设想这样的示例，其中该方法开始于实施第二充电步骤130，从电压V等于零开始，电压V降低直到达到第二值V－。

该方法允许在线圈30内部产生高达20T或更高的非常强的磁场B，且功耗更低，因为在每个放电步骤110、140之后，电容器被部分地充以与电压V的中间值Vi1、Vi2对应的中间电荷。因此，后续的充电步骤100、130仅需要从中间值Vi1、Vi2而不是从零将第二电极45充电至所需值V+、V－。因此，每个充电步骤100、130需要更少的能量，因为在先前的充电步骤100、130期间在电容器15中积累的部分能量是可用的(如电压V的中间值Vi1、Vi2)并因此被再使用。

特别地，该方法允许以高达每秒2个脉冲或更高的重复率产生脉冲高强度磁场。

另外，发生设备10比现有发生设备尺寸更小。

此外，该方法允许简单地通过调整电压V的第一值V+和第二值V－来产生不同幅度的脉冲。因此该方法易于调整。特别地，该方法允许产生具有不同幅度的第一和第二脉冲。

然而，当电压V的第一值V+和第二值V－彼此相等时，该方法允许连续脉冲表现出非常高水平的对称性，即连续的正脉冲和负脉冲就磁场的绝对值而言，彼此非常相似。与用于产生磁场的其他类型设备相比，这种对称性得到了显著改善。

当阻尼比ζ严格大于零且小于或等于0.2时，中间值Vi1、Vi2均大于或等于(在绝对值上)先前的第一值V+或第二值V－的二分之一。因此提高了该方法的整体功率效率。

当放电步骤200和260的持续时间包含在10μs和100μs之间时，效率进一步提高。

当开关25包括并联臂(每个并联臂都包括一个晶闸管和一个二极管)时，如果在每个第一放电步骤200或第二放电步骤260结束时开关25没有断开(即返回到其第一位置)，则电荷从电容器15的一个电极通过线圈30返回到另一个电极。这确保在电容器15中积累的部分能量不会通过焦耳效应耗散，而是保持存储在其中直到实施下一个第一放电步骤200或第二放电步骤260，从而降低功耗。

带状线圈对由高磁场B造成的力具有很强的机械抵抗性，从而提高了发生设备10的可靠性。特别地，由于聚酰亚胺的高击穿电压，即便使用高电压极化时，使用聚酰亚胺作为其绝缘材料的带状线圈也具有很强的抵抗性，并且发生电气短路的可能性也很低，

良好的机械和/或电韧性允许线圈30在很长的时间段内承受相对高的重复率。因此，设备10允许安全地产生高重复率脉冲磁场。应该注意的是，使用其他类型的线圈30可以获得高重复率脉冲磁场，尽管发生设备10的寿命可能会根据线圈30的类型而变化。

使用具有5ms或更长持续时间的暂缓步骤120、150允许使切换器70和75稳定。

图4示出了发生设备10的局部图，更详细地示出了电压源60和控制模块35的示例。

电流源60是“反激(flyback)”型的。反激式电源，也称为“反激式转换器”，其工作方式是交替给变压器通电并将储存的能量传输到反激式电源设计用于为其供电的设备。

电流源60包括电源300、变压器305、二极管310和第三切换器315。

电源300包括电连接到变压器305的一个极和一个接地极。电源300被配置为在其两极之间施加电压。例如，电源300是直流电源。

变压器305包括初级绕组320、次级绕组325、三级绕组330和磁芯335。

初级绕组320在一个末端连接到电源300并且在另一末端连接到第三切换器315。

次级绕组325在一个末端连接到二极管310并且在另一末端连接到电流源60的负极输出－。

三次绕组330具有一个接地末端并且另一末端连接到控制模块35。

磁芯335由铁磁材料例如铁氧体制成。

二极管310安装在次级绕组325和正极输出+之间，以允许电流从次级绕组流向正极输出并防止电流反向流动。

第三切换器315介于初级绕组320和电接地之间。第三切换器315能够允许或阻止初级绕组320和接地之间的电流通过。

第三切换器320例如是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的晶体管。然而，可以设想其他类型的第三切换器320。

控制模块35包括数据处理单元340、比较器345、电流传感器350、能量传感器355和命令模块360。

数据处理单元340包括例如存储器、处理器和人机接口。

数据处理单元340尤其能够控制比较器345和命令模块350。

比较器345能够估计电容器30的电压V的值。例如，比较器345能够在电压V与预定值不同时产生第一信号，在电压V等于预定值时产生第二信号。预定值例如由数据处理单元340设定为等于第一值V+或第二值V－。

在图4的示例中，比较器345连接到并联连接在第二电极45和接地之间的分压器365的中点，并将该中点和接地之间的电压与由数据处理单元340施加到比较器345的输入端的电压进行比较。

电流传感器350被配置为测量流过初级绕组320的电流的值。电流传感器350例如能够测量介于第三切换器315和接地间的分流器370的两极之间的电压。

电流传感器350尤其被配置为向命令模块360发送表示电流值的信号。

能量传感器355能够检测存储在变压器305中的能量水平。例如，能量传感器305通过简单地测量三级绕组330两端的电压来检测变压器305的能量水平。当该电压变为零，磁芯335内的磁能完全转移到电容器15，允许新的充电循环。命令模块360被配置为命令第三切换器315允许或阻止初级绕组320和接地之间的电流通过。

现在将描述在第一估计步骤200和第二估计步骤260之一期间电流源60的运作。

当第三切换器315闭合时，电流从电源300、初级绕组320、第三切换器315和分流器370流过，直到到达接地。

该电流随时间增加，因为能量存储在变压器305中。

只要比较器345估计电压V的绝对值严格低于由数据处理单元340确定的预定值，命令模块360就命令第三切换器315允许该电流流动，直到由电流传感器350测量的电流强度达到由控制模块340确定的预定水平。

流过初级绕组320的电流使得在次级绕组325的末端之间因此在正极输出+和负极输出－之间出现电压。

当通过初级绕组的电流强度达到预定水平时，第三切换器315被命令模块340断开以中断电流。然后变压器通过使电流流到第二电极45从而为第二电极45充电而通过次级绕组325释放其能量。

当能量传感器355检测到变压器305已经通过次级绕组325耗尽能量时，命令模块360命令闭合第三切换器315，从而使流过第一绕组320的电流重新出现。

因此，只要电压V不同于预定值(即第一值V+或第二值V－)，指令模块360就会依次断开和闭合第三切换器315，从而使电压和/或电流间歇地出现在次级绕组325的末端之间。该电压和/或电流由二极管310整流，从而在正极输出+和负极输出－之间产生连续的电流脉冲。

这种电流源60的使用允许对为第二电极45充电的电流进行有效限制，从而防止发生设备10由于过载电流而发生任何损坏，同时相较于其他类型的源其电力消耗很少。