[发明专利]无线能量传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线能量传输。本发明尤其涉及一种在发送器与接收器之间的感应式能量传输。

背景技术

小型电设备(例如手电筒或者蓄电池起子器)可以包括电池，以便与地点无关地运行。如果电池要再次充电，则可以应用无线能量传输，在该无线能量传输中，例如电源包括发送器，并且小型电设备包括接收器。所述发送器包括发送线圈，并且所述接收器包括接收线圈。所述两个线圈为了能量传输而相互感应地耦合，其方式是：小型电设备如此设置在电源上，使得所述接收线圈平放在所述发送线圈的电磁影响区域内。所述发送线圈被置于电振荡，从而在所述发送线圈的影响区域内形成了电磁交变场，由该电磁交变场借助于接收线圈可以获得电流。所获得的电流被处理并且应用于对小型设备充电。

电源通常基于谐振变压器构造，该谐振变压器借助于桥式电路来激励，并且除了发送线圈之外还包括谐振电容器。通过周期性的激励形成了电振荡，该电振荡理想地相应于谐振变压器的谐振频率。此外，然而所述谐振频率与接收线圈关于发送线圈的相对布置有关。如果小型设备经历了关于电源的运动(例如以通过使用或者通过行驶的机动车上的外界振动所造成的偶然的位置变化的形式)，则谐振频率也发生变化。如果桥式电路设置用于使所述谐振变压器尽可能以该谐振变压器自身的谐振频率被激励，则可以要求激励频率的频繁地变化。

如果这种变化足够频繁地实现，则该变化(特别是当该变化具有较大的数值时)可能会导致电源设备的部件的过载。激励的调节可能变得不稳定，并且在持续负载的情况下可能甚至在电源上或接收器上产生物理损害。如果设置了保险电路以限制频繁的或剧烈的调节影响，则可能会过早触发该调节影响并且使能量传输在电池还未实现完全充电的时间点上结束。

发明内容

根据本发明的任务是：提出一种用于无线能量传输的技术，该技术对于接收器关于发送器的位置变化不敏感。

本发明借助于具有独立权利要求所述特征的一种发送器、一种系统和一种方法解决所述任务。从属权利要求给出优选的实施方式。

根据本发明的一种用于无线能量传输的发送器包括：谐振变压器，其具有发送线圈和谐振电容器；以及桥式电路，用于激励所述谐振变压器。此外，所述发送器包括一种反馈，该反馈用于根据接收器关于发送线圈的几何布置的变化来控制所述桥式电路。

根据本发明能够以改善的方式使所述发送线圈的控制的频繁且尤其周期性的变化降低或在该变化对于发送器的单个组成部件的作用方面消弱。因此，特别是能够允许将发送器应用于移动的环境、例如机动车上。

优选的是，所述反馈设置用于：基于所述谐振变压器(即所述发送线圈或者所述谐振电容器)的电运行参数来控制所述桥式电路。优选的是，所述电运行参数特别是可以包括电流或电压。所述电运行参数能够轻易地获取并且能够表明所述谐振变压器的谐振频率。特别的是，当频率确定的、对谐振变压器的其它影响(例如负载、频率和激励)恒定时，接收器关于发送线圈的布置或该布置的变化可以由运行参数确定。以这种方式能够使谐振变压器自身作为传感器应用，而无需设置附加的传感器。因此，所描述的经改善的位置独立性能够仅以较少的额外耗费可实现。

在一个特别优选的实施方式中，所述反馈包括：解调器，用于提供运行参数的平均值；微分器，用于确定所述运行参数的平均值的变化。所述解调器能够确定所述电运行参数的包络线，而同时所述微分器将该包络线对时间求导，以便产生表明所述布置变化的信号。

有利的是，所述解调器能够提供负的输出信号，而所述微分器是反相式。反相式微分器能够在电路技术上被更简易地操作。所述解调器能够在一个实施方式中仅相应地分析处理所述运行参数的负的半波，从而自动地形成负的输出信号。通过所描述的布置能够在不丢失重要信息的情况下实现简易化地提供表明几何布置的变化的信号。

所述发送器可以包括控制装置，以便以控制频率来控制所述桥式电路，其中，控制装置设置用于使控制频率适配于所述几何布置，并且所述控制频率的适配频次与所述几何布置的变化相关。在谐振变压器的谐振频率的调节中的干扰(正如该干扰可能是由于接收器关于发送线圈的变化的布置所导致的)能够通过这样的方法来实现频次更少、强度更弱或者速度更慢。特别的是，因此能够保护发送器的构件以免过载。如果接收器关于发送器的相对位置强烈或频繁地变化，则用于控制所述谐振频率的调节电路的调节范围也能够因此被保持。

优选的是，适配频次与线圈相互几何布置的变化成正比。在此，为了确定所述变化，可替代地能够提出变化频次、变化速度或者变化的量。