本发明专利技术涉及一种用于在源设备与至少一个目标设备之间无线地传递能量和／或数据的装置和方法，其中通过至少一个初级电流回路的至少一个源设备侧的初级线圈（１８）在至少一个次级电流回路的至少一个目标设备侧的次级线圈（２０）中、并且在至少一个谐振回路的至少一个线圈中感生出一个电压，其中谐振回路与初级电流回路并与次级电流回路电绝缘地设置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一 种用于在源设备与至少 一 个目标设备之间无线地 传递能量和/或数据的装置和方法，其中至少一个初级电流回路具有至 少一个源设备侧的初级线圏并且至少一个次级电流回路具有至少一 个目标设备侧的次级线圏。尤其是本专利技术涉及在设备与设备部件之间 的感应能量传递，用于使至少一个设置在设备或设备部件中的蓄电池 充电，例如用于通过远程操作使蓄电池充电。
技术介绍
作为无线操纵设备提供的遥控器用于医疗设备、尤其是用于手术 台，借助于遥控器可以从不同的位置并且从与设备接收单元一定距离 处为了接收遥控信号而操作各设备。这些遥控器能够实现舒适地利用 医疗设备或手术台的至少一部分操作功能。在现有技术中这些操作设 备以电池或蓄电池运行。为了使用这种遥控器的安全性推荐使用可再 充电的蓄电池，由此使遥控器在蓄电池充电或再充电后可靠地在整个 接下来的处理期间作为操作单元使用。此外对于相对较小的适配于遥控器结构状况的结构尺寸，使用专 用的蓄电池能够对于遥控器的运行提供大的能量。为了对蓄电池充电 必须与另一能源、尤其是与适合的电网部件或与充电器建立连接。为 此在现有技术中不仅已知具有充电器与蓄电池之间电流连接的装置， 而且已知没有充电器与蓄电池之间的电流连接。在已知的装置中，其 中没有遥控器与能源之间的电流连接(即在电流隔离时)通常感应地 实现充电站或基站与遥控器之间的能量传递。在此充电站或基站是源 设备而遥控器是目标设备。在图1中示出已知的用于感应地传递能量的装置10。该装置IO 包括一个源设备12和一个目标设备14。该源设备12包括一个电源 16，它由交流电源构成并且产生交流电压。此外该源设备12包括一4个源设备侧的线围18，它作为初级线围18用于传递能量或数据到目 标设备14。目标设备14包括一个目标设备侧的线團20，它作为次级 线圏20并且与以负载电阻表示的充电电路22电气连接。源设备12 的电源16与源设备侧的初级线圏18电气连接，由此能源16影响到 流过线圏18的交流电流，由此使线圏18产生时间上变化的磁场(交 变磁场)。如果目标设备14位于充电和/或数据传递位置，目标设备 侧的次级线圏20位于由初级线圏18产生的磁场中。通过交变磁场在 初级线團20中感生出一个电压，通过它能够实现穿过以负栽电阻表 示的充电电路22的电流，由此对整个充电电路22输送由电源16通 过线圏18， 20传递的能量。也可以作为充电电路22的替代或除了充 电电路22之外设置一个分析电路，用于获得通过按照图1的装置传 递的数据。在图2中示出与图1装置10类似的装置24，用于在源设备26 与目标设备28之间传递能量。相同的部件具有相同的附图标记。与 按照图1的装置10不同，源设备26的电流回路和目标设备28的电 流回路分别包括一个电容30， 32。通过在源设备26的电流回路中布 置电容30形成串联振荡回路并且通过在次级电流回路中布置电容32 形成并联振荡回路。通过这些振荡回路实现源设备26与目标设备28 之间的谐振耦联，通过谐振耦联在能量从初级电流回路传递到次级电 流回路或从源设备26传递到目标设备28时达到相对较高的效率。对 于在图2中所示的装置24，由初级线圏18产生磁场。初级线圏18和 电容30形成一个与谐振调谐的初级电流回路。由初级线團18产生的 磁场穿过次级线圏20，它是次级谐振回路的组成部分。但是在实践中 困难的是，初级侧谐振回路与次级侧谐振回路的谐振频率相互调谐， 因为谐振条件根据蓄电池的充电状态或根据在充电周期上变化的负 载电阻22变化。为了确定谐振频率，不仅在初级侧而且在次级侧都可以采取不同 的措施。例如可以选择电源16的适当频率，其中预先设定频率，可 以在给定频率范围中调整、调节或跟踪。此外可以采用适当的结构上 的、尤其是机械和电气的措施，用于在较长的充电周期上保证谐振条件。尤其是可以通过适当的零部件选择达到或至少支持保持谐振条件。此外通过改变至少一个电容30、 32的容量或至少一个线團18、 20的电感可以实现谐振调谐。但是这涉及相对较高的费用。总之保持 初级和/或次级电流回路中的谐振条件是相对费事的。在图3中示出与图1装置10类似的装置34，用于在源设备36 与目标设备38之间传递能量。与按照图1的装置IO的差别是初级线 圏18围绕第一铁芯段40设置而次级线團20围绕第二铁芯段42设置。 铁芯段40， 42在充电和/或数据传递位置在其相互面对的端面上具有 一个间隙44。该间隙44尤其通过源设备36和目标设备38的各封闭 的外壳和/或通过附加的气隙构成。由磁铁芯段40， 42的相互背对的 端面出来的磁力线进入相对的背对端面并且通过磁铁芯段40， 42和 间隙44形成磁回路。在图4中示出与图3装置34类似的装置46，其中不仅在源设备 48而且在目标设备50中都使用磁芯段52， 54，它们u形地构成并且 在数据和/或能量传递位置这样设置，使磁芯段52， 54的两个端面分 别相互相对设置并且这样相互间隔地设置，使得在这些端面之间分别 具有与装置34的间隙44类似的间隙56， 58。在图5中示出与图4装置46类似的装置60，其中在源设备62 的电流回路中并且在目标设备64的电流回路中以与借助于图2描述 的相同方式分别具有一个用于形成振荡回路的电容30， 32。源设备和目标设备的外壳通常由电绝缘的、且对电磁场没有或只 有微小衰弱的材料构成。由于所需的外壳壁材料厚度、尤其是为了源 设备和目标设备外壳的电绝缘和机械强度，在所示的已知实施例中所 述间隙具有一个最小间隙宽度，它主要影响电磁回路的特性。间隙宽 度对于在按照图1至5的装置的通过磁芯段构成的磁回路中的磁场强 度是重要的。由文献DE38 10 702 C2已知一种装置，其中实现能源的频率跟 踪。为此在这个装置中获得初级电流回路中电流与电压之间的相位关 系并且调节到预先设定的值。由文献DE 198 37 675 Al已知一种充电装置，其中为了感应地传递充电能量，在感应耦合器的初级部分中具有一个功率振荡器。在 次级部分中具有一个用于交替接收蓄电池充电功率的控制装置。由文献DE 601 02 613 T2已知一种装置，其中调节由应答器读取 装置给出的能量的发射功率。在此在初级侧或次级侧电流回路中具有 一个用于提供发射功率的串联振荡回路。通过应答器与读取装置之间 磁耦联获得实际的信息。谐振回路具有一个可变电容，通过它可以调 谐谐振回路。
技术实现思路
由现有技术已知的装置出发，本专利技术的目的是给出一种用于无线 地在源设备与至少一个目标设备之间传递能量和/或数据的装置和方 法，其中以简单的结构能够实现良好的能量及数据传递。这个目的通过具有权利要求1所述特征的装置并通过具有独立 的方法要求所述特征的方法得以实现。在从属权利要求中给出本专利技术 的有利改进方案。通过用于在源设备与至少 一个目标设备之间无线地传递能量和/ 或数据的按照本专利技术的装置以及通过按照本专利技术的方法能够使谐振 器的谐振频率和谐振条件的满足不必取决于初级电流回路和次级电 流回路的变化的条件。尤其是谐振器与次级电流回路中的变化负载无 关。通过与初级电流回路并与次级电流回路电绝缘的谐振器还可以实 现初级电流回路与次级电流回路之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在源设备与至少一个目标设备之间无线地传递能量和／或数据的装置，具有至少一个初级电流回路的至少一个源设备侧的初级线圈（１８），具有至少一个次级电流回路的至少一个目标设备侧的次级线圈（２０），并且具有至少一个谐振器。
【技术特征摘要】
DE 2007-9-1 102007041686.7;DE 2007-12-18 1020070601. 一种用于在源设备与至少一个目标设备之间无线地传递能量和/或数据的装置，具有至少一个初级电流回路的至少一个源设备侧的初级线圈(18)，具有至少一个次级电流回路的至少一个目标设备侧的次级线圈(20)，并且具有至少一个谐振器。2. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述谐振器具有谐 振回路，该谐振回路与初级电流回路并与次级电流回路电绝缘。3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述谐振器具 有与设置在初级电流回路中的电源频率不同的谐振频率，该谐振频率 最好为电源频率的两倍或0.5倍。4. 如权利要求2或3任一项所述的装置，其特征在于，所述初 级线圏、次级线圏和谐振器谐振回路的电感设置在同 一个磁回路中， 最好使初级线圏(18)、次级线圏(20)和形成谐振回路电感的线圏 围绕形成磁回路的磁芯i殳置。5. 如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有至 少两个谐振器，它们分别与初级电流回路并且与初级电流回路并且与 相应的其它谐振器电绝缘，其中谐振器最好分别具有一个谐振回路， 并且该至少两个谐振回路的电感最好分别由线圏构成，线圏的绕组由 双线绕组构成。6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，该至少两个谐振器 相互具有不同的...
【专利技术属性】
技术研发人员：A布吕恩，
申请(专利权)人：迈奇两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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