本發(fā)明涉及用于感應(yīng)式能量傳輸?shù)难b置，其包括具有至少一個(gè)發(fā)射線圈的發(fā)射器以及消耗器的具有接收器線圈裝置的接收器。

背景技術(shù)：

針對在固定不動(dòng)的充電站與可運(yùn)動(dòng)的消耗器之間的無線的能量傳輸，經(jīng)常采用電感應(yīng)。因此，例如EP 1 318 260 A2針對門公開了通過能隨門扇運(yùn)動(dòng)的蓄電池在門扇的某一位置中借助感應(yīng)式能量傳輸進(jìn)行充電。

US 7 576 514 B2闡述了另一應(yīng)用領(lǐng)域。帶有多個(gè)發(fā)射線圈的基本上平面延伸的充電站用于給放上的移動(dòng)電話、筆記本電腦或類似物的蓄電池充電。

雖然可以在感應(yīng)式能量傳輸?shù)那闆r下，將發(fā)射和接收器線圈針對相應(yīng)頻率、幾何結(jié)構(gòu)以及要提供的負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化，然而卻應(yīng)將不同的消耗器接到接收器線圈上，因此通常得到很差的效率，這是因?yàn)樨?fù)載電阻沒有針對接收器線圈進(jìn)行最優(yōu)地協(xié)調(diào)。由此導(dǎo)致必需的額外的能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的電子轉(zhuǎn)換電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

出于這種背景，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于感應(yīng)式能量傳輸?shù)难b置，其包括具有至少一個(gè)發(fā)射線圈的發(fā)射器以及消耗器的具有接收器線圈裝置的接收器，其中，基于小的初始電壓而減小了損耗以及轉(zhuǎn)換器中的或者說轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)，而無需放棄阻抗的高效匹配。

該技術(shù)問題在根據(jù)權(quán)利要求1的用于感應(yīng)式能量傳輸?shù)陌ň哂兄辽僖粋€(gè)發(fā)射線圈的發(fā)射器以及具有消耗器的接收器線圈裝置的接收器的裝置中通過以下措施來解決，即，線圈裝置具有兩個(gè)平、安設(shè)在基材兩側(cè)的具有不同線匝數(shù)的線圈。

在適當(dāng)選擇基材的情況下，兩個(gè)線圈形成電耦合，類似于變壓器。這種變壓器式的直接在接收器線圈裝置中的轉(zhuǎn)換具有如下優(yōu)點(diǎn)：可以提供小的初始電壓，從而可以減小后繼的轉(zhuǎn)化器中的損耗，而無需放棄阻抗的高效匹配。

作為基材，可以使用各種不傳導(dǎo)的塑料。尤其適用的是常見的電路板、薄膜或者消耗器的塑料殼體。

作為線圈幾何結(jié)構(gòu)，雖然其他形狀也是完全可行的，但是優(yōu)選的是矩形。不依賴于此地規(guī)定，線圈具有外線匝和內(nèi)線匝的完全一致的外邊緣和內(nèi)邊緣。由此，外線匝的邊緣近似于處在共同的虛擬的管中，并且內(nèi)線匝的內(nèi)邊緣將其包圍。由于這種措施，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)線圈的良好的耦合，以及最小化了可能出現(xiàn)的渦流電流的影響。

這種接收器線圈裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于：接收器的電子電路可以構(gòu)造為與基材分離的。由此，接收器線圈裝置是非常扁平的構(gòu)件，僅配有確定線圈諧振的在SMD技術(shù)中幾乎不用的構(gòu)件。

此外規(guī)定，基材的具有第一線圈的一側(cè)與發(fā)送線圈對置地布置在消耗器中或布置在消耗器上，第一線圈的線匝數(shù)定為比第二線圈的線匝數(shù)更大。該線圈是實(shí)際上的接收器線圈，然而通過該線圈以僅與電容器互聯(lián)的方式構(gòu)造出振蕩回路。線匝數(shù)主要由傳輸頻率來確定。例如，在傳輸頻率在1MHz至10MHz之間的情況下，線匝數(shù)處在8線匝至15線匝之間。

第二線圈的線匝數(shù)設(shè)定為明顯更小，并且由初始電壓的大小來確定。消耗器由這種具有較小線匝數(shù)的第二線圈供電。在前述運(yùn)行參數(shù)下，第二線圈的線匝數(shù)例如為2至4。

已經(jīng)證明為適宜的是，在具有小線匝數(shù)的線圈的中間抽頭上截取出接收器的電流供應(yīng)，尤其是微控制器的電流供應(yīng)。因此，接收器與消耗器的電流供應(yīng)是分開的。

針對根據(jù)本發(fā)明的裝置的運(yùn)行可以規(guī)定，第一線圈調(diào)諧到諧振，作為備選，第二線圈調(diào)諧到諧振并且第一線圈靠近諧振地運(yùn)行。

如果基材的承載第一線圈的那側(cè)指向發(fā)射線圈，那么基材的承載第二線圈的那側(cè)通常指向消耗器的內(nèi)部。因此，已經(jīng)證明為適宜的是，設(shè)置有基材的承載第二線圈的那側(cè)的由鐵素體構(gòu)成的板狀的屏蔽件。由此，消耗器的內(nèi)部在很大程度上與感應(yīng)式能量傳輸屏蔽。

附圖說明

借助附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的本質(zhì)，其中，僅示意性且簡化地示出了實(shí)施例。在附圖中：

圖1示出等效電路圖；

圖2示出俯視圖；并且

圖3示出設(shè)有接收器線圈裝置的基材的仰視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中以等效電路圖示意性示出了發(fā)射器1，其經(jīng)由操控電路2使得多個(gè)發(fā)射線圈3按箭頭示意出的那樣單獨(dú)地或成組地加載電壓，以便進(jìn)行感應(yīng)式的能量傳輸。

于是，從發(fā)射線圈3出發(fā)按雙箭頭對接收器線圈裝置進(jìn)行感應(yīng)式的能量傳輸，該接收器線圈裝置帶有第一線圈4以及用于為特別是移動(dòng)的消耗器6進(jìn)行電流供應(yīng)的第二線圈5。第一和第二線圈4、5平地安設(shè)在基材7的兩側(cè)，這在之后還要進(jìn)一步闡述。由于這種線圈裝置，如雙箭頭示意出的那樣，以類似變壓器的形式形成了兩個(gè)線圈4、5的電耦合。

如果第一線圈4與電容器8僅構(gòu)造出一個(gè)振蕩回路，那么在第二線圈5上截取出用于消耗器6的電壓。這本身以常見的方式經(jīng)由電容器9、整流電路10以及用于對消耗器6的供電電壓進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)的DC/DC轉(zhuǎn)換器11來實(shí)現(xiàn)。

因此，第二線圈5具有比線圈4明顯更少的線匝。

除了用于對消耗器6進(jìn)行供電的接頭之外，第二線圈5還具有中間抽頭12，由其為接收器電路13供電，該接收器電路在此示例性地為微控制器14，在它之前還接有整流電路15以及DC/DC轉(zhuǎn)換器16。

根據(jù)圖2和圖3示出了承載線圈4和5的基材7(例如電路板)的視圖，在根據(jù)圖2的俯視圖中，第一線圈4針對在1MHz至2MHz的頻率下的感應(yīng)式能量傳輸闡述示例性地具有十一線匝。與之準(zhǔn)確背對地，在基材7的底側(cè)布置有第二線圈5，其在此僅示例性地具有兩線匝。

電路板或基材7除了兩個(gè)線圈4、5之外僅承載有電容器8、9以及在此示例性地承載有用于接收器電路13的接頭的插接條17。