用于感应式能量传输的装置制造方法及图纸

在用于感应式能量传输的装置中，该装置包括具有至少一个发射线圈的发射器以及消耗器的具有接收器线圈装置的接收器，线圈装置具有两个平的、安设在基材两侧的具有不同线匝数的线圈(4、5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于感应式能量传输的装置，其包括具有至少一个发射线圈的发射器以及消耗器的具有接收器线圈装置的接收器。
技术介绍
针对在固定不动的充电站与可运动的消耗器之间的无线的能量传输，经常采用电感应。因此，例如EP1318260A2针对门公开了通过能随门扇运动的蓄电池在门扇的某一位置中借助感应式能量传输进行充电。US7576514B2阐述了另一应用领域。带有多个发射线圈的基本上平面延伸的充电站用于给放上的移动电话、笔记本电脑或类似物的蓄电池充电。虽然可以在感应式能量传输的情况下，将发射和接收器线圈针对相应频率、几何结构以及要提供的负载进行优化，然而却应将不同的消耗器接到接收器线圈上，因此通常得到很差的效率，这是因为负载电阻没有针对接收器线圈进行最优地协调。由此导致必需的额外的能实现这一点的电子转换电路。
技术实现思路
出于这种背景，本专利技术的任务在于，提供用于感应式能量传输的装置，其包括具有至少一个发射线圈的发射器以及消耗器的具有接收器线圈装置的接收器，其中，基于小的初始电压而减小了损耗以及转换器中的或者说转换器的结构耗费，而无需放弃阻抗的高效匹配。该技术问题在根据权利要求1的用于感应式能量传输的包括具有至少一个发射线圈的发射器以及具有消耗器的接收器线圈装置的接收器的装置中通过以下措施来解决，即，线圈装置具有两个平、安设在基材两侧的具有不同线匝数的线圈。在适当选择基材的情况下，两个线圈形成电耦合，类似于变压器。这种变压器式的直接在接收器线圈装置中的转换具有如下优点：可以提供小的初始电压，从而可以减小后继的转化器中的损耗，而无需放弃阻抗的高效匹配。作为基材，可以使用各种不传导的塑料。尤其适用的是常见的电路板、薄膜或者消耗器的塑料壳体。作为线圈几何结构，虽然其他形状也是完全可行的，但是优选的是矩形。不依赖于此地规定，线圈具有外线匝和内线匝的完全一致的外边缘和内边缘。由此，外线匝的边缘近似于处在共同的虚拟的管中，并且内线匝的内边缘将其包围。由于这种措施，实现了两个线圈的良好的耦合，以及最小化了可能出现的涡流电流的影响。这种接收器线圈装置的另一优点在于：接收器的电子电路可以构造为与基材分离的。由此，接收器线圈装置是非常扁平的构件，仅配有确定线圈谐振的在SMD技术中几乎不用的构件。此外规定，基材的具有第一线圈的一侧与发送线圈对置地布置在消耗器中或布置在消耗器上，第一线圈的线匝数定为比第二线圈的线匝数更大。该线圈是实际上的接收器线圈，然而通过该线圈以仅与电容器互联的方式构造出振荡回路。线匝数主要由传输频率来确定。例如，在传输频率在1MHz至10MHz之间的情况下，线匝数处在8线匝至15线匝之间。第二线圈的线匝数设定为明显更小，并且由初始电压的大小来确定。消耗器由这种具有较小线匝数的第二线圈供电。在前述运行参数下，第二线圈的线匝数例如为2至4。已经证明为适宜的是，在具有小线匝数的线圈的中间抽头上截取出接收器的电流供应，尤其是微控制器的电流供应。因此，接收器与消耗器的电流供应是分开的。针对根据本专利技术的装置的运行可以规定，第一线圈调谐到谐振，作为备选，第二线圈调谐到谐振并且第一线圈靠近谐振地运行。如果基材的承载第一线圈的那侧指向发射线圈，那么基材的承载第二线圈的那侧通常指向消耗器的内部。因此，已经证明为适宜的是，设置有基材的承载第二线圈的那侧的由铁素体构成的板状的屏蔽件。由此，消耗器的内部在很大程度上与感应式能量传输屏蔽。附图说明借助附图详细阐述本专利技术的本质，其中，仅示意性且简化地示出了实施例。在附图中：图1示出等效电路图；图2示出俯视图；并且图3示出设有接收器线圈装置的基材的仰视图。具体实施方式在图1中以等效电路图示意性示出了发射器1，其经由操控电路2使得多个发射线圈3按箭头示意出的那样单独地或成组地加载电压，以便进行感应式的能量传输。于是，从发射线圈3出发按双箭头对接收器线圈装置进行感应式的能量传输，该接收器线圈装置带有第一线圈4以及用于为特别是移动的消耗器6进行电流供应的第二线圈5。第一和第二线圈4、5平地安设在基材7的两侧，这在之后还要进一步阐述。由于这种线圈装置，如双箭头示意出的那样，以类似变压器的形式形成了两个线圈4、5的电耦合。如果第一线圈4与电容器8仅构造出一个振荡回路，那么在第二线圈5上截取出用于消耗器6的电压。这本身以常见的方式经由电容器9、整流电路10以及用于对消耗器6的供电电压进行细微调节的DC/DC转换器11来实现。因此，第二线圈5具有比线圈4明显更少的线匝。除了用于对消耗器6进行供电的接头之外，第二线圈5还具有中间抽头12，由其为接收器电路13供电，该接收器电路在此示例性地为微控制器14，在它之前还接有整流电路15以及DC/DC转换器16。根据图2和图3示出了承载线圈4和5的基材7(例如电路板)的视图，在根据图2的俯视图中，第一线圈4针对在1MHz至2MHz的频率下的感应式能量传输阐述示例性地具有十一线匝。与之准确背对地，在基材7的底侧布置有第二线圈5，其在此仅示例性地具有两线匝。电路板或基材7除了两个线圈4、5之外仅承载有电容器8、9以及在此示例性地承载有用于接收器电路13的接头的插接条17。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于感应式能量传输的装置，所述装置包括具有至少一个发射线圈的发射器以及消耗器的具有接收器线圈装置的接收器，其特征在于，线圈装置具有两个平的、安设在基材两侧的具有不同线匝数的线圈(4、5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 DE 102014002876.31.用于感应式能量传输的装置，所述装置包括具有至少一个发射线圈的发射器以及消耗器的具有接收器线圈装置的接收器，其特征在于，线圈装置具有两个平的、安设在基材两侧的具有不同线匝数的线圈(4、5)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线圈(4、5)具有外线匝和内线匝的完全一致的外边缘和内边缘。3.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其特征在于，所述接收器(13)的电子电路构造为与所述基材(7)分离的。4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其特征在于，所述基材(7)的具有第一线圈(4)的一侧与所述发射线圈(3)对置地布置在所述消耗器(6)中或...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克朱利安·比克尔，托比亚斯·吕克，约尔格·赖纳·奥斯基兴，
申请(专利权)人：威泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE