DE102008007822A1 - Wireless charging interface for an energy storage - Google Patents
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Abstract
Eine drahtlose Ladeschnittstelle für einen Energiespeicher, der für ein mobiles Gerät vorgesehen ist, hat eine auf oder in einer Folie angebrachte Antenne. Auf der Folie kann eine Empfängerschaltung angeordnet sein, die mit der Antenne verbunden ist, wobei die Empfängerschaltung ausgebildet ist, um aus einer von der Antenne erfassten Strahlung einen Ladestrom für den Energiespeicher zu erzeugen. Ferner ist ein Anschlusselement zum Koppeln eines Ladestromausgangs der Empfängerschaltung mit dem Energiespeicher vorgesehen. Die Antenne kann auch direkt auf ein Energiespeichergehäuse aufgebracht werden. Beliebige mobile Geräte können nun mit einem einzigen drahtlosen Ladegerät geladen werden.A wireless charging interface for an energy storage device intended for a mobile device has an antenna mounted on or in a foil. A receiver circuit which is connected to the antenna can be arranged on the film, the receiver circuit being designed to generate a charging current for the energy store from a radiation detected by the antenna. Furthermore, a connection element for coupling a charging current output of the receiver circuit to the energy store is provided. The antenna can also be applied directly to an energy storage housing. Any mobile device can now be charged with a single wireless charger.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Energieversorgung von mobilen Elektrogeräten und insbesondere auf die drahtlose Aufladung von Energiespeichern.The The present invention relates to the power supply of mobile electrical appliances and in particular to the wireless charging of energy storage.
Energiespeicher mobiler Geräte werden über Ladegeräte in bestimmten zeitlichen Abständen mit Energie versorgt. Solche Elektrogeräte mit Akkumulatoren sind beispielsweise Mobiltelefone, Laptop-Computer, PDAs (persönliche digitale Assistenten), Digitalkameras, Rasierapparate, Zahnbürsten etc.energy storage mobile devices be over Charger at certain intervals with Energy supplied. Such electrical appliances with accumulators are for example Mobile Phones, Laptop Computers, PDAs (Personal Digital Assistants), Digital cameras, razors, toothbrushes etc.
Alle solchen mobilen elektronischen oder elektrischen Geräte enthalten zur Versorgung mit Energie einen Energiespeicher, der in regelmäßigen Abständen ausgewechselt wird. In diesem Fall wird der Energiespeicher als Primärbatterie bezeichnet. Alternativ zu Primärbatterien können auch Sekundärbatterien eingesetzt werden, wobei solche Sekundärbatterien nachgeladen werden müssen. Sie werden auch als Akkumulatoren bezeichnet. Zum Laden von Akkumulatoren wird typischerweise das Gerät über ein Kabel mit einem Ladegerät verbunden, das wiederum an der Netzstromversorgung hängt. Jedes Endgerät benötigt hierfür sein spezielles Ladekabel und sein spezielles Ladegerät, da der Stecker bzw. die Buchse am mobilen Gerät sowie die Ladeleistung von mobilem Gerät zu mobilem Gerät stark unterschiedlich sind. Daher hat es sich eingebürgert, dass man für jedes Gerät ein eigenes Ladegerät und ein eigenes Ladekabel hat, welches man zum Aufladen des mobilen Geräts mitführen und bereithalten muss.All such mobile electronic or electrical devices for energy supply an energy storage device, which is replaced at regular intervals becomes. In this case, the energy storage is used as a primary battery designated. Alternative to primary batteries can also secondary batteries can be used, wherein such secondary batteries are recharged have to. They are also referred to as accumulators. For charging accumulators Typically the device will be over Cable with a charger connected, which in turn depends on the mains power supply. Each device requires its own special Charging cable and its special charger because the plug or the Socket on the mobile device and the charging power of mobile device to mobile device strong are different. Therefore, it has become natural for everyone Device own charger and its own charging cable, which you can use to charge the mobile equipment carry and must be ready.
Andererseits hat die Anzahl der elektronischen Geräte in einem Haushalt aufgrund der Schaltungsminiaturisierung und aufgrund der Fortschritte in der Akkumulatortechnik stark zugenommen. Aufgrund der Tatsache, dass allerdings nahezu jedes mobile Gerät unterschiedliche Stecker bzw. Buchsen hat, und eine andere Betriebsspannung bzw. Betriebsstrom zum Laden des Akkumulators benötigt, sind die Ladegeräte nicht zueinander kompatibel und jedes Gerät benötigt sein eigenes Ladegerät. Das Mitführen vieler verschiedener Ladegeräte ist einerseits lästig und andererseits fehleranfällig, da dann, wenn man ein Ladegerät vergisst, das elektronische Gerät nur so lange benutzt werden kann, solange noch Energie in dem Akkumulator ist. Wenn davon ausgegangen wird, dass man noch mehrere andere Ladegeräte für andere Endgeräte mit sich führt, wird dies jedoch nichts nutzen, da das eine Ladegerät, das man vergessen hat, mit hoher Wahrscheinlichkeit andere Strom/Spannungs-Daten und einen anderen Stecker bzw. eine andere Buchse hat als man gerade zur Verfügung hat.on the other hand has the number of electronic devices in a household due of circuit miniaturization and because of progress in the accumulator technology increased greatly. Due to the fact, however, that almost every mobile device has different plugs or sockets, and another operating voltage or operating current are needed to charge the battery the chargers not compatible with each other and each device requires its own charger. The carrying of many various chargers on the one hand annoying and on the other hand error-prone, because then, if you have a charger Forgets, the electronic device can only be used as long as there is still energy in the accumulator is. If it is assumed that you have several other chargers for others terminals with you, However, this will not do any good, since that is a charger that you can has forgotten, with high probability other current / voltage data and another plug or socket than you have to disposal Has.
Zur Vermeidung von Ladekabeln sind in der Technik auch induktive Ladeverfahren bekannt, bei denen eine induktive Energieübertragung gemäß dem Transformatorprinzip verwendet wird. Hierfür erzeugt ein Lade- oder Sendegerät mittels Schwingkreis und Antenne (Primärspule) ein elektromagnetisches Wechselfeld. Das zu versorgende Endgerät ist mit einem Empfänger bestehend aus Antenne (Sekundärspule) und weiteren elektronischen Schaltungen ausgerüstet. Bringt man dieses Endgerät in das elektromagnetische Feld des Ladegeräts, das auch als „Ladestation" bezeichnet wird, so wird in der Antenne des Endgeräts eine Spannung induziert, mit der dann nach entsprechender Anpassung die Batterie geladen bzw. das Gerät versorgt werden kann.to Avoidance of charging cables are also inductive charging methods in the art in which an inductive energy transfer according to the transformer principle is used. Therefor generates a charging or transmitting device by means of resonant circuit and antenna (primary coil) an electromagnetic Alternating field. The terminal to be supplied is equipped with a receiver from antenna (secondary coil) and other electronic circuits. Bring this terminal in the electromagnetic Field of the charger, which is also known as a "charging station", so a voltage is induced in the antenna of the terminal, with the battery then charged after appropriate adjustment or the device can be supplied.
Bekannte induktive Ladesysteme werden beispielsweise für elektrische Zahnbürsten eingesetzt. Eine elektrische Zahnbürste hat im unteren Bereich einen speziellen Halter, z. B. in Form einer Bohrung, mit der die Zahnbürste auf einen Dorn aufgesetzt wird. Im Bereich des Dorns bzw. im Gehäuse in der Nähe der Bohrung sind die Antennen der Ladestation und des mobilen Geräts angeordnet, um eine Aufla dung zu erreichen. Charakteristisch für induktive Ladesysteme ist, dass die Entfernung zwischen Energiesender und Energieempfänger klein sein muss, damit eine nennenswerte zu Ladezwecken ausreichende Energieübertragung stattfindet. Daher ist, beispielsweise bei induktiv geladenen Zahnbürsten, die Problematik der mitgeführten Ladegeräte noch größer, da wiederum ein Netzkabel zum Anschließen des Ladegeräts an einer Netzsteckdose benötigt wird, und da das Ladegerät, an dem die Zahnbürste zu Zwecken des Ladens angebracht werden muss, speziell auf die Zahnbürste abgestimmt ist und typischerweise groß und sperrig ist. Induktive Ladegeräte sind daher noch weniger kompatibel mit drahtgebundenen Ladegeräten, wie beispielsweise Ladegeräten für Mobiltelefone, da die Ladestation typischerweise nur eine spezielle Formung zur Aufnahme des mobilen Geräts aufweist und typischerweise sogar noch andere Funktionen ausführt, wie beispielsweise dass die Zahnbürste in einer bestimmten Position an einem Waschbecken steht.Known Inductive charging systems are used, for example, for electric toothbrushes. An electric toothbrush has a special holder in the lower area, z. B. in the form of a Bore, with which the toothbrush is placed on a thorn. In the area of the mandrel or in the housing in the Near the Bore the antennas of the charging station and the mobile device are arranged to achieve a charge. Characteristic of inductive Charging systems is that the distance between energy transmitters and energy receiver must be small, so a significant for charging purposes sufficient power transmission takes place. Therefore, for example, in inductively charged toothbrushes, the Problem of entrained Charger even bigger, there turn a power cord to connect the charger to a Mains socket required and because the charger, on which the toothbrush for the purpose of loading, specially adapted to the toothbrush is and typically big and is bulky. Inductive chargers are therefore even less compatible with wired chargers, such as for example chargers for mobile phones, because the charging station typically only a special shaping for Recording the mobile device and typically performs even other functions, such as for example, that the toothbrush standing in a certain position on a sink.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein benutzerfreundliches Konzept zum Versorgen von mobilen Geräten mit Energie zu schaffen.The Object of the present invention is a user-friendly Concept to power mobile devices.
Diese Aufgabe wird durch eine drahtlose Ladeschnittstelle nach Patentanspruch 1, einen Energiespeicher nach Patentanspruch 12, ein mobiles Gerät nach Patentanspruch 18, ein Verfahren zum Herstellen einer drahtlosen Ladeschnittstelle nach Patentanspruch 19 und ein Verfahren zum Herstellen eines drahtlos ladbaren mobilen Geräts oder eines Energiespeichers für das mobile Gerät nach Patentanspruch 21 gelöst.These Task is by a wireless charging interface according to claim 1, an energy storage device according to claim 12, a mobile device according to claim 18, a method of making a wireless charging interface according to claim 19 and a method for producing a wireless loadable mobile device or an energy store for the mobile device solved according to claim 21.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Inkompatibilitätsprobleme unter verschiedenen mobilen Geräten, die allesamt zu laden sind, dadurch gelöst wird, dass eine drahtlose Ladeschnittstelle bereitgestellt wird, die eine auf oder in einer Folie angebrachte Antenne aufweist und darüber hinaus eine Empfängerschaltung und ein Anschlusselement umfasst. Aufgrund der Ausführung der drahtlosen Ladeschnittstelle und insbesondere der Antenne der drahtlosen Ladeschnittstelle in Form einer auf oder in einer Folie angebrachten Antenne kann die drahtlose Ladeschnittstelle ohne weiteres an beliebigen flachen Gehäusestellen aufgeklebt werden. Damit sind beliebige mobile Geräte, die mit entsprechenden angepassten drahtlosen Ladeschnittstellen versorgt sind, mit ein und demselben Sender-Ladegerät versorgbar. Ein Benutzer muss daher lediglich noch – wenn überhaupt – ein einziges Sender-Ladegerät mit sich führen, obgleich aufgrund der durch die erfindungsgemäßen Ladeschnittstellen erreichten Standardisierung möglicherweise nicht einmal mehr dies erforderlich ist. So ist z. B. dann, wenn in einem Hotelzimmer im Schreibtisch eine fest integrierte Sender-Ladestation vorhanden ist, nicht einmal mehr das Mitführen der Sender-Ladestation erforderlich. Eine solche in einem Hotelzimmer bereits vorhandene Ladestation war bisher undenkbar, da es nicht möglich ist bzw. außerordentlich teuer und nicht zielführend ist, sämtliche Stecker und Ladespannungen/Ladeströme in einem Gerät bereitzuhalten.Of the The present invention is based on the finding that the incompatibility problems under different mobile devices, All of which are to be charged, this is solved by a wireless charging interface is provided, which is mounted on or in a film Antenna and above In addition, a receiver circuit and a connection element. Due to the execution of the wireless charging interface and in particular the antenna of the wireless Charging interface in the form of a mounted on or in a foil Antenna can easily connect the wireless interface to any flat housing points glued on. These are any mobile devices that supplied with appropriate adapted wireless charging interfaces are, with one and the same transmitter charger supplied. A user Therefore, only one - if any - transmitter transmitter with it to lead, although due to the achieved by the charging interfaces according to the invention Standardization may be not even this is needed anymore. So z. B. if in a hotel room in the desk a permanently integrated transmitter charging station is present, not even the carrying of the transmitter charging station required. Such in a hotel room already existing charging station was previously unthinkable because it is not possible or extraordinary expensive and not effective is, all Plug and charging voltages / charging currents in one device ready.
Andererseits eignet sich die drahtlose Ladetechnik auch besonders gut für einen diebstahlsicheren und zerstörungssicheren Einbau, beispielsweise innerhalb einer Tischplatte. So kann ohne weiteres eine Ladestations-Antenne in einer typischerweise elektrisch isolierenden Tischplatte, wie beispielsweise einer Holz- oder Kunststofftischplatte, integriert sein, wobei der Benutzer in diesem Fall einfach alle seine mobilen Geräte auf dieser Tischplatte in Nähe zur Antenne platzieren muss und sich um nichts mehr kümmern muss. Nach einer bestimmten Zeit sind alle Geräte aufgeladen, ohne dass ein einziges Kabel von dem Benutzer mitgeführt werden musste.on the other hand The wireless charging technology is also ideal for a theft-proof and non-destructive Installation, for example inside a tabletop. So can without another charging station antenna in a typically electrical insulating tabletop, such as a wooden or plastic tabletop, be integrated, whereby the user in this case simply all his mobile devices on this tabletop near to Antenna must place and worry about nothing more. After a certain time, all devices are charged without one single cable had to be carried by the user.
Durch die Verwendung der drahtlosen Energieübertragung lassen sich somit bei richtigem Einsatz sämtliche Schnittstellenprobleme vermeiden. Herkömmliche induktive Energieüber tragungssysteme erforderten eine technisch aufwändige Modifikation herkömmlicher Geräte. Durch die vorliegende Erfindung werden solche Modifikationen überflüssig und Endgeräte oder Energiespeicher können schnell für eine drahtlose Energieübertragung nachgerüstet werden, da weder das Gehäuse des Endgeräts zu öffnen ist noch ein Empfänger zur Modifikation zu integrieren war oder irgendeine Umbaumaßnahme erforderlich ist, die nur von einem Fachmann durchgeführt werden kann. Stattdessen kann der Benutzer einfach die drahtlosen Ladeschnittstelle auf sein mobiles Gerät aufkleben und das Anschlusselement mit dem am mobilen Gerät vorgesehenen Auflade-Anschluss verbinden. Diese Handlungen müssen ein einziges Mal getan werden. Dann muss sich der Benutzer nie mehr um verschiedene Ladegeräte, Ladegerätekabel etc. kümmern. Er muss lediglich noch dann, wenn sein mobiles Gerät aufgeladen werden muss, das mobile Gerät in eine Aufladezone legen.By the use of wireless energy transfer can thus be with correct use all Avoid interface problems. Conventional inductive energy transfer systems required a technically complex Modification of conventional Equipment. By the present invention, such modifications are unnecessary and terminals or energy storage can fast for a wireless power transmission be retrofitted, there neither the case of the terminal to open is still a recipient was to integrate for modification or any conversion work required is that can only be done by a professional. Instead the user can simply be the wireless charging interface on mobile device Stick on and the connection element with that provided on the mobile device Connect the charging port. These actions must be done once become. Then the user never has to worry about different chargers, charger cables take care of it. He only has to charge when his mobile device is charged must be, the mobile device place in a charging zone.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the accompanying drawings explained in detail. Show it:
Das erfindungsgemäße Konzept stellt somit ein einfaches Zusatz- bzw. Austauschsystem dar, mit dem ein induktives Laden der Batterie des mobilen Geräts bzw. Endgeräts ermöglicht wird. Es sind dabei keine Umbaumaßnahmen möglich, die einen Fachmann erfordern würden. Ferner lassen sich so beliebige Endgeräte schnell mit einem Empfänger zur induktiven Energieübertragung ausrüsten, wobei diese Umrüstung ebenso schnell wieder rückgängig zu machen ist, wenn der Wunsch besteht.The inventive concept thus represents a simple additional or exchange system, with the an inductive charging of the battery of the mobile device or terminal allows becomes. There are no conversion measures possible that require a specialist would. Furthermore, any terminal devices can be quickly connected to a receiver inductive energy transfer equip, being this conversion just as quickly undo make is if the desire exists.
Beispielhafte aufladbare Energiespeicher sind Akkumulatoren verschiedener Technologie oder auch sogenannte Super-Caps, also Kondensatoren, die kurzzeitig einen hohen Strom abgeben können und die z. B. alleine oder in Verbindung mit Akkumulatoren eingesetzt werden.exemplary Rechargeable energy stores are accumulators of various technologies or so-called super-caps, ie capacitors, the short-term can give off a high current and the z. B. used alone or in conjunction with batteries become.
Bei
dem in
Eine
zur
Es
sei darauf hingewiesen, dass das Ausführungsbeispiel, bei dem die
drahtlose Ladeschnittstelle auf dem Akku und nicht auf der Außenseite
des mobilen Geräts
platziert ist, besonders gut dann funktioniert, wenn der Akku-Deckel,
also der Deckel zum Verschließen
der Akku-Öffnung
Darüber hinaus ist der Energiespeicher normalerweise sicher und gut geschützt in seiner Arbeitsposition im Gehäuse des mobilen Geräts aufgenommen, so dass dadurch auch eine gute Schutzwirkung für die drahtlose Ladeschnittstelle erreicht wird.Furthermore The energy storage is usually safe and well protected in its Working position in the housing of the mobile device This also provides a good protective effect for the wireless Charging interface is reached.
Normalerweise
hat jeder Energiespeicher in einem mobilen Gerät eine bestimmte Einbauposition, dahin
gehend, dass die Kontakte des Energiespeichers mit den entsprechenden
Gehäu sekontakten des
mobilen Geräts,
die bei
Obgleich
der in
Alternativ
kann jedoch die Antenne auch direkt auf der Akku-Außenseite,
sofern diese elektrisch isolierend ausgebildet ist, aufgebracht
werden, z. B. durch einen Prozess für gedruckte Schaltungen und mittels
eines Schutzüberzugs,
beispielsweise eines Schutzlacks überzogen werden. Diese Implementierung
ist besonders dann von Vorteil, wenn, wie in
Die vorliegende Erfindung gestattet eine schnelle Nachrüstung von beliebigen Endgeräten mit einer induktiven Lademöglichkeit, aber auch die Erstausstattung z. B. eines Energiespeichers, in dem eine Antenne ohne Folienträger di rekt auf dem Energiespeichergehäuse an seiner Außenseite aufgebracht wird.The The present invention allows rapid retrofitting of any terminals with an inductive charging option, but also the initial equipment z. B. an energy storage in which a Antenna without foil carrier di rectly on the energy storage housing on its outside is applied.
Zur Nachrüstung mit dem Ladeaufkleber ist keine bauliche Veränderung nötig. Ferner benötigt man zum Nachrüsten seines Endgeräts auch keinen Fachmann, da normalerweise lediglich ein Ladeaufkleber an geeigneter Stelle aufgeklebt werden muss und als Anschlusselement der drahtlosen Ladeschnittstelle mit dem normalen Lade-Anschluss des Endgeräts verbunden werden muss.to retrofitting with the charge sticker no structural change is necessary. Furthermore, you need for retrofitting his terminal also no expert, since usually only a charge label must be glued at a suitable location and as a connection element the wireless charging interface with the normal charging port of the terminal must be connected.
Der Benutzer kann den Ladeaufkleber also selbst auf das Endgerät aufbringen bzw. kann einen Austauschakku mit Ladeaufkleber selbst in das Endgerät einsetzen. Zudem wird die Voraussetzung dafür geschaffen, alle mitgeführten elektronischen Geräte mit Hilfe eines einzigen Universalladegeräts nachzuladen, da die Energiespeicher-spezifische Anpassung durch den individuell ausgebildeten und ausgelegten Ladeaufkleber erreicht wird, der einmal angebracht wird und fest mit dem mobilen Gerät verbunden ist.Of the User can therefore apply the charging sticker itself to the terminal or can use a replacement battery with charging sticker itself in the terminal. In addition, the condition for it created, all carried electronic devices reload with the help of a single universal charger, as the energy storage-specific adaptation through the individually designed and designed charging sticker Once installed and fixed with the mobile Device connected is.
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |