WO2019063270A1 - Adapter apparatus for an inductive charging arrangement having at least two coils, and method - Google Patents

Adapter apparatus for an inductive charging arrangement having at least two coils, and method Download PDF

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WO2019063270A1
WO2019063270A1 PCT/EP2018/074252 EP2018074252W WO2019063270A1 WO 2019063270 A1 WO2019063270 A1 WO 2019063270A1 EP 2018074252 W EP2018074252 W EP 2018074252W WO 2019063270 A1 WO2019063270 A1 WO 2019063270A1
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magnetic flux
coil
adapter device
adapter
coils
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PCT/EP2018/074252
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Robert Obermaier
Ewald Altmann
Ulrich Stetter
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • Adapter device for at least two coils having inductive charging arrangement and method.
  • the invention relates to an adapter device for an inductive charging arrangement having at least two coils and to a method for operating the adapter device.
  • Wireless charging of devices is usually based on elekt ⁇ romagnetischer induction, which is also known as inductive coupling.
  • elekt ⁇ romagnetischer induction which is also known as inductive coupling.
  • coil array also known as "coil array”
  • a charging ⁇ device generates a time varying magnetic flux which penetrates a coil or an arrangement of several coils of a receiver device, thereby inducing an electric current.
  • charging device A maximum transmission power between the charging device and the receiver device is achieved when the inductive coupling between the coil of the charging device
  • a maximum inductive coupling between both coils is present when a magnetic flux generated by the first coil passes completely through the second coil, so there is no stray magnetic flux s in the arrangement there.
  • the inductive coupling depends on the particular ⁇ from the relative sizes and positioning of the surfaces of the two coils. Whose size differs from one another or both coils are not arranged congruently one behind the other, the magnetic flux leakage increases and from the La ⁇ detician. This problem occurs when a receiver device has, due to its dimensions, a coil with a smaller area than that of the coil of the charging device. This may be the case if small radio transmitters, electronic pendants or ⁇
  • Wrist watches are charged with a charging device for mobile phones. As a result, a maximum charging power during the charging process can not be achieved.
  • some charging technologies require minimal coupling between the charging device and the receiver device to initiate a charging process.
  • an adapter device for a two coils or two coil arrays having inductive charging area ⁇ order is provided.
  • Each named coil of the charging arrangement in this case represents a coil array.
  • One of the coils may belong to a charging device, the other to a receiver device.
  • the adapter device is designed as an intermediate element for arranging between the coils of the charging arrangement. It is adapted to receive a first time-varying magnetic flux from a first of the coils of the charging arrangement and to emit a second time-varying magnetic flux to the second of the coils of the charging arrangement by means of the received first magnetic flux.
  • a first total area for receiving the first magnetic flux and a second total area for outputting the second magnetic flux have different sizes.
  • the adapter device is a device which is designed to be arranged between a first coil and a second coil.
  • the adapter device is configured to receive the time-varying first magnetic flux of the first coil of the charging device and to deliver the second time-varying magnetic flux to a second coil of the charging device, the second one time-varying magnetic flux is generated by means of the first time-varying magnetic flux.
  • a first total area of the adapter device, which is flowed through by the first magnetic flux has a different size than a second total area of the adapter device, which is flowed through by the second magnetic flux.
  • the adapter device may be arranged to be arranged in a charging arrangement between a charging device and a receiver device, wherein the charging device generates a time-varying first magnetic flux by means of a first coil, which coil is surrounded by a first coil Surface bundled runs.
  • the receiver device may include the second coil enclosing an area smaller than the area enclosed by the first coil.
  • the adapter device By arranging the adapter device between the first coil and the second coil of the first magnetic flux can be received from the adapter device through the first Ge ⁇ total surface area for receiving the first magnetic flux.
  • the first total area for receiving the first magnetic flux may be sized to coincide with the area enclosed by the first coil or the first coil array, or may differ by at most 30%.
  • the adapter device may generate the second magnetic flux passing through the second total area for outputting the second magnetic flux.
  • the total area for outputting the flux may be sized to coincide with the area enclosed by the second coil or the second coil array, or may differ by at most 30%.
  • the Adapter device receives the first magnetic flux over the first total area dimensioned with respect to the first coil, and outputs the second magnetic flux over the second total area dimensioned relative to a second coil, thereby creating a leakage magnetic flux between the first and the second coil is reduced.
  • a development of the invention provides that the first total area for receiving the first magnetic flux is greater by a factor F than the second total area for outputting the second magnetic flux, wherein the factor F is at least 1.5.
  • the first base area for receiving the first magnetic flux is at least 1.5 times larger than the second total area for outputting the second magnetic flux.
  • the adapter device comprises at least one magnetic material core element, wherein the magnetic material core element has a shape tapering from a base surface to a cover surface.
  • the base area of the magnetic material core element preferably coincides with one of the two total areas or differs by at most 30% from it.
  • the top surface of the magnetic material-nuclear elements is consistent with the other of the two Ge ⁇ yak vom preferred or differs by at most 30% of this.
  • a material may be selected which has a relative magnetic permeability over 100 ⁇ and a magnetic coercive field strength below 1000 A / m, in particular below 100 A / m, and preferably We ⁇ belstromplatee due to an electrical conductivity, which is below a predetermined value , avoids.
  • the value is in particular less than 10 6 S / m, preferably less than 10 5 S / m.
  • It may be, for example, a ferrite, such as nickel-zinc ferrite (NiZn) or manganese-zinc ferrite (MnZn).
  • NiZn nickel-zinc ferrite
  • MnZn manganese-zinc ferrite
  • the term also includes materials which, due to their phase, structure or structure, have the said properties.
  • the term “magnetic material” also includes a powder or a lamellar structure, in other words, the adapter device comprises a magnetic material core element whose volume is delimited at one end by the base and which is bounded at one end by the top surface one of the two overall surfaces coincides and the top surface coincides with one of the two overall surfaces
  • the embodiment does not require its own circuit.
  • the magnetic material core element acts as
  • the magnetic material core element has a shape of a truncated cone or a truncated pyramid. What is meant here both the ro ⁇ tationssymmetrische and the sheared variant.
  • the base surface and the top surface of the magnetic material core element have a circular or rounded or polygonal shape. This results in the advantage that the first magnetic flux is concentrated by means of a standard volume on the second magnetic flux. It can be provided that both the base surface and the top surface are circular surfaces or polygonal surfaces.
  • the adapter device is a magnetic material return element. directed to return the magnetic flux from the second coil to the first coil.
  • the adapter device comprises a magnetic material return element, which bundles the flux after it has flowed through the second coil and leads back to the first coil. This results in the
  • the dispersion of the retrograde magnetic flux is reduced.
  • the magnetic material return element is arranged in such a way that a magnetic flux is bundled over the respective magnetic material plates and the magnetic material return element.
  • the magnetic material return element is designed as a magnetic material shell.
  • the magnetic material return element is designed as a shell, cylinder jacket or in general as a volume, which is arranged on edge surfaces of the adapter device between the base surfaces. This results in the advantage that the interior of the adapter device is shielded from the retrograde flow.
  • the adapter device has at least one receiving coil and at least one transmitting coil, wherein the at least one receiving coil limits or provides the first total area for receiving the first magnetic flux, and the at least one transmitting coil the second total area for outputting the second magnetic field River limited or ready.
  • the adapter device comprises at least one receiver coil which covers the first total area for receiving the first magnetic flux.
  • the adapter device also comprises a transmitter coil, which covers the second total area to output the second may ⁇ netic flux.
  • the receiving coil of the adapter device is optimized or adapted with respect to their number of turns and their area on the first coil of the charging arrangement and thus an inductive coupling between two coils whose efficiency is above a predetermined
  • Threshold is.
  • the adapter device ⁇ induced by the first magnetic flux flow of the transmitting coil, the adapter device can be supplied, whereby the second magnetic flux in the second coil of the charging assembly can be produced by this.
  • the transmitting coil can be dimensioned so that it allows an efficient inductive coupling with the second coil of the charging arrangement.
  • a development of the invention provides that despule at the transmitter and the receiver coil a respective magnetic material ⁇ material plate is arranged, wherein the magnetic material plate is arranged in each case such that a respective coil flows through only one of the two magnetic fluxes.
  • a respective magnetic material plate is arranged on the receiving coil and the transmitting coil.
  • the magnetic material ⁇ panels are preferably arranged between the coils of the adapter device.
  • the arrangement of the respective magnetic material plate is chosen so that it is located on the side which faces away from the next of the two coils of the charging arrangement.
  • the respective magnetic flux is guided so that it does not penetrate the other coil. This has the advantage that parasitic inductions can be avoided.
  • a front side of the receiving coil is aligned in the direction of the first coil of the charging arrangement, whereby the first magnetic flux penetrates the coil, and the back of the receiving coil is covered by a magnetic material plate, whereby the first magnetic flux on the back the coil is bundled and returned laterally by the magnetic material plate. This can prevent the first magnetic flux from passing through and inducing current in the transmitting coil.
  • the adapter device comprises an adapter electronics which is set up to use different communication protocols for the respective coordination of a transmission process for the respective magnetic flux on the two overall surfaces.
  • the adapter device includes an adapter electronics that can communicate over different commu ⁇ nikationsprotokolle over the magnetic fluxes with a charging electronics and / or receiver electronics. This allows the adapter electronics coordinate a transmission process for the respective magnetic flux. This results in the advantage that the adapter device allows coordination between different communication protocols.
  • the adapter electronics may, for example, be adapted to detect and decode data which has been emitted by means of a modulation of the first magnetic flux from the first coil.
  • the adapter electronics may comprise, for example, a capacitor for buffering the electrical energy, a transistor for switching and a chip for encoding or decoding the data.
  • the data may be encoded by the adapter electronics according to another communication protocol and sent out to the second coil by the transmit coil via the second magnetic flux.
  • a further development of the invention provides that the adapter electronics is set up to store electrical energy from the received magnetic flux and, with the intermediately stored electrical energy, to store the second magnetic flux having a different frequency than a frequency of the first magnetic flux by switching a second magnetic flux generate electricity.
  • the adapter electronics are set up to generate the second magnetic flux to be emitted by means of the electrical energy received from the first magnetic flux. This is done by switching an electrical current which is switched so that the frequency of the second magnetic flux to be emitted deviates from the frequency of the received first magnetic flux.
  • the adapter electronics can be configured, for example, as a converter.
  • an electrical current can be induced in the receiving coil, which can be supplied to the adapter electronics.
  • the electrical energy of the induced current may be used by the adapter electronics to provide a transmit current to the transmit coil.
  • This transmission current may be such that the second magnetic flux has a different frequency than the first magnetic flux.
  • the adapter device has a storage profile for depositing a device, wherein one of the total surfaces is provided in the storage profile.
  • the adapter device comprises a storage profile, which is adapted to allow a placement of a device in a predetermined position, wherein the storage profile is designed such that the respective coil of the charging arrangement is arranged with respect to a total area.
  • the storage profile can be designed for example as a trough or shell, which is located on the adapter housing.
  • the storage profile can be dimensioned so that a coil of the
  • the adapter device has a support profile for aligned laying of the adapter device on a loading device wherein one of the total surfaces is provided in the support profile.
  • the adapter device comprises a support profile which is adapted to allow depositing the Adaptervor ⁇ direction on a loading device in a predetermined position, wherein the support profile is such ge ⁇ staltet that the respective coil of the charging assembly against a total area is arranged. This has the advantage that the adapter device can be arranged for maximum Leis ⁇ tung transfer to a charging device.
  • the support profile may for example be designed as a trough or shell, which is located on the adapter housing.
  • the support profile can be dimensioned such that a coil of the La ⁇ Dean elbow with respect to one of the magnetic fields, which flows through one of the total surfaces, is arranged such that a maximum inductive coupling is possible.
  • a development of the invention provides that the adapter device is set up to carry out charging operations with a power of up to 20 W.
  • the invention also includes a method for operating an adapter device for a two-coil inductive charging device. It is provided that a first time-varying magnetic flux from a first of the coils is received by an adapter device designed as an intermediate element for arranging between the coils of the charging device. By means of the received first magnetic flux from the adapter device, a second time-varying magnetic flux is delivered to the second of the coils. In this case, in the adapter device, a total area for receiving the first magnetic flux and a total area for outputting the second magnetic flux are different in size.
  • the invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the adapter device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
  • the following is an embodiment of the invention be ⁇ written .
  • FIG. 2 is a schematic representation of an adapter device comprising two magnetic material elements
  • FIG. 3 shows an adapter device comprising two magnetic material elements
  • 4 shows a schematic representation of an adapter device comprising a receiver coil and a transmitter coil
  • FIG. 5 shows an adapter device, comprising a receiver coil and a transmitter coil.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • FIG. 1 shows a charging arrangement 1 comprising a first coil 2 and a second coil 3.
  • the coils 2, 3 may be, for example, flat coils which differ in their area and / or shape from one another.
  • the first coil 2 may be a coil of a charging device 4, which is set up to generate a first magnetic flux 5.
  • the first coil 2 can be electrically connected to a charging electronics 6.
  • the charging electronics 6 can conduct an electric current in the first coil 2, whereby the first magnetic Flow 5 is induced.
  • a second coil 3 may be arranged before the first coil 2, a second coil 3 may be arranged.
  • the second coil 3 may surround a smaller area 10 than the first coil 9.
  • the second coil 3 may be electrically connected to a receiver electronics 7.
  • a part of the first magnetic flux 2 may penetrate the surface of the second coil 10.
  • the remaining part of the first magnetic flux 5 may extend outside the area of the second coil 3 as leakage flux 8.
  • the first magnetic flux 5 may be temporally variable. In particular, it may be an oscillating magnetic flux.
  • an electric current 11 can be induced, which supplies the receiver electronics 7 with electrical energy 12. Due to the fact that the areas 9,10 of the coils 2, 3 differ in their dimensions, it is not possible to direct the entire first magnetic flux 5 through the second coil 3, whereby the charging power is limited.
  • the communication can take place, for example, via a load modulation on the second coil 3, which can be imaged via the coupling in the first coil 2.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an adapter device adapter device comprising two magnetic material elements 14, 15.
  • FIG. 2 shows the charging arrangement 1 already described in FIG. 1, wherein the first magnetic flux 5 is influenced or guided by means of the two magnetic material elements 14, 15.
  • a first magnetic material element is a magnetic material core element 14, which is located between a receiving coil 16 and a transmitting coil 17.
  • the Mag ⁇ nettechnikstoffkernelement 14 may have a tapered shape, which is that, for example, with a total area for receiving the first by a base 18, magnetic flux 19 coincides with a top surface 20, which coincides with a total area for outputting a second magnetic flux 21, tapers.
  • the magnetic material core element 14 may have the shape of a truncated cone or a truncated pyramid.
  • the magnetic material core element 14 may consist of a soft magnetic material which, for example, has a coercive field strength of less than 100 A / m.
  • the magnetic material core member 14 may be ferromagnetic or ferrimagnetic and thus have a high magnetic permeability, whereby the first may ⁇ genetic flow is condensed in it. 5
  • the first magnetic flux 5 may penetrate the base surface 18 of the magnetic material core element 14 and flow through the magnetic material core element 14 until it leaves the top surface 20 bundled as a second magnetic flux 22.
  • the inductive coupling between both coils 2,3 is increased.
  • the returning magnetic flux 23 ie the magnetic flux which has flowed through the surface of the second magnetic coil 10
  • Fig. 3 shows an adapter device 13, which works according to the concept described in Fig. 2.
  • the adapter device 13 is arranged between a first coil 2 and a second coil 3.
  • the first coil 2 is a coil of a charging process ⁇ direction 4 which is adapted to charge a 24 dalevor ⁇ direction by means of an inductive charging process.
  • the charging device 4 may include a charging electronics 6, which is connected to the first coil 2 via an electrical line 25.
  • the charging electronics 6 can provide a current which causes the first magnetic flux 5 in the first coil 2.
  • the first magnetic flux 5 generated by the first coil 2 may be bundled by the surface of the first coil 9 are lost.
  • the surface which is on the other side of the coil may be covered by a magnetic material plate 26. As a result, the retrograde magnetic flux 23 can be bundled back into the first coil 2.
  • the second coil 3 may belong to a receiver device 24 and another surface
  • a magnetic material plate 26 can also be arranged in order to be able to concentrate a retrograde magnetic flux 23.
  • the second coil 3 may be electrically connected to a receiver electronics 7.
  • the adapter device 13 may be arranged between the charging device 4 and the receiver device 24. The arrangement may be oriented so that the total area for receiving the first magnetic flux 19 is arranged congruently over the surface of the first coil 9.
  • the total area for receiving the first magnetic flux 19 may preferably be identical or differ from the base area 18 of the magnetic material core element 14 in its dimensions by at most 30%.
  • a total area for discharging the second magnetic flux 21 may preferably be identical to the top surface 20 of the magnetic material core element 14 or may differ from it by at most 30% and be arranged congruently below the surface of the second coil 10. Due to the concentration of magnetic flux on a smaller area, a magnetic flux can be generated
  • the flux density of the first magnetic flux 27 may be less than a flux density of the second magnetic flux 28.
  • the housing of the adapter device 29 may have a shelf profile 30 into which the receiver device 24 can be positioned, wherein the total area for discharging the second magnetic flux 21 and the surface of the second coil 10 are preferably congruent to each other, whereby an optimal magnetic coupling is made possible.
  • the storage profile 30 may have a shape which causes the magnetic material plate 26 behind the second coil 3 has a predetermined position with respect to the magnetic material return element 15, whereby an optimal return of the returning magnetic flux 23rd is possible.
  • the magnetic material return element 15 may be adapted to the shape of the receiver device 24 with the smallest possible distance to the magnetic material plate 26 and located on the inside of the housing of the adapter device 29.
  • the adapter device may comprise a support profile 31 which is adapted to the shape of the loading device 4. It is for example possible that the shape of the support profile 31 is adapted to the charging device 4, that the surface of the first coil 9 is arranged opposite to the total surface for receiving the first magnetic flux 19.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a further embodiment of the adapter device 13. Shown are the said coils 2, 3 of the charging arrangement 1, wherein an adapter device 13 according to the invention is arranged between the coils 2, 3.
  • the adapter device 13 may have a receiving coil 16, the surface 32 of which may be arranged as congruently as possible over the surface of the first coil 9 of the charging arrangement 1.
  • the adapter device may comprise a transmitting coil 17, the surface 33 of which may be arranged as congruent as possible with respect to the surface of the second coil 10 of the charging arrangement 1.
  • the two coils 16, 17 of the adapter device 13 may be connected to each other by an electrical line 25. In this case, an adapter electronics 34 may be connected between the two coils 16,17.
  • the charging device 4 If the charging device 4 generates a time-varying first magnetic flux 5, it can penetrate the surface of the receiving coil 32 of the adapter device and induce an electric current 11.
  • This current 11 can be supplied to the transmitting coil 17 via an electrical line 25, whereby a second magnetic flux 22 can be generated by the transmitting coil 17.
  • the second magnetic flux 22 may pass through the surface of the second coil 10 of the receiver device 24, whereby an electric current 11 may be induced therein. If a direct forwarding of the current 11 induced in the receiver coil 16 to the transmitter coil 17 occurs without the current 11 being changed in frequency, for example, then this is a passive adapter device. It may be that an alternating frequency of the first magnetic Flow 5 deviates from a predetermined frequency of the second coil 3.
  • the induced current in the receiving coil 16 11 is adjusted by means of the adapter electronics 34 by the frequency of the induced current 11 is changed so that by the transmitter coil 17 of the second magnetic flux 22 is generated with the necessary frequency.
  • the charging device 4 and the receiver apparatus 24 are adapted to be modulated by the magnetic fluxes 5.22 to com municate ⁇ by this switch, for example by coded supply a load. This may be necessary, for example, to initiate a charging process, regulated by the charging electronics 6.
  • the standard of the communication of the charging device 4 and the receiver device 24 may differ, so that a communication between the two devices is not directly possible.
  • Adapter electronics 34 can be set up in such a way that they enable communication between a charging device 4 and a receiver device 24 by correspondingly converting the current 11.
  • Magnetic material plates 26 may be arranged on the sides of the coils 16, 17 of the adapter device 13 facing away from the overall surfaces 19, 21 in order to channel the second magnetic flux 22 and to reduce stray fields.
  • Fig. 5 shows an adapter device 13, comprising a Emp ⁇ fang coil 16 and a transmission coil 17, which operates according to the process described in Fig. 4 concept.
  • the adapter device 13 comprises a receiving coil 16 and a transmitting coil 17, which are aligned opposite two coils 2, 3 of the charging arrangement 1.
  • the coils 2, 3 of the charging arrangement and the coils 16, 17 of the adapter device 13 are covered by magnetic material plates 26 on the respectively opposite side.
  • the receiver coil 16 may be connected via an electrical line 25 to the adapter electronics 34 so that the current induced in the receiver coil 16 11 of the adapter electronics 34 can be fed.
  • the adapter electronics 34 can direct electrical energy 12 buffers and a transmission current 11 to the transmitting coil 17, whereby the second magnetic flux 22 can be generated.
  • the Transmission current 11 may be adjusted by the adapter electronics 34 so that the alternating frequency of the second magnetic flux 22 differs from the frequency of the first magnetic flux 5.
  • the frequency of the second magnetic flux 22 may coincide with a transmission frequency of the receiver device 24.

Abstract

The invention relates to an adapter apparatus (13) for an inductive charging arrangement having two coils (2, 3) or two coil arrays. The invention makes provision for the adapter apparatus (13) to be configured as an intermediate element for arrangement between the coils (2, 3) or coil arrays of the charging arrangement (1) and to be designed to receive a first magnetic flux (5), which changes over time, from a first of the coils (2, 3) or coil arrays and to output a second magnetic flux (5), which changes over time, to the second of the coils (2, 3) or coil arrays by means of the received first magnetic flux (5), wherein, in the adapter apparatus (13), a total surface area (19) for receiving the first magnetic flux (5) and a total surface area (21) for outputting the second magnetic flux (22) are of different sizes.

Description

Beschreibung description
Adaptervorrichtung für eine mindestens zwei Spulen aufweisende induktive Ladeanordnung und Verfahren. Adapter device for at least two coils having inductive charging arrangement and method.
Die Erfindung betrifft eine Adaptervorrichtung für eine mindestens zwei Spulen aufweisende induktive Ladeanordnung und ein Verfahren zum Betreiben der Adaptervorrichtung. Drahtloses Laden von Geräten basiert in der Regel auf elekt¬ romagnetischer Induktion, welche auch als induktive Kopplung bekannt ist. Dabei wird von einer Spule oder einer Anordnung mehrerer Spulen (auch als „Spulenarray" bekannt) einer Lade¬ vorrichtung ein sich zeitlich ändernder magnetischer Fluss erzeugt, welcher eine Spule oder eine Anordnung mehrerer Spulen einer Empfängervorrichtung durchdringt und dadurch einen elektrischen Strom induziert. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird der Fall einzelner Spulen beschrieben, welcher jedoch analog für besagte Spulenarrays gilt. Die Anordnung aus Ladevorrichtung und Empfängervorrichtung wird hier als Ladeanordnung bezeichnet . Eine maximale Übertragungsleistung zwischen der Ladevorrichtung und der Empfängervorrichtung wird erreicht, wenn die induktive Kopplung zwischen der Spule der Ladevorrichtung und der Spule der Empfängervorrichtung maximal ist. Eine maximale induktive Kopplung zwischen beiden Spulen liegt vor, wenn ein durch die erste Spule erzeugter magnetischer Fluss vollständig durch die zweite Spule verläuft, es also keinen magnetischen Streufluss in der Anordnung gibt. Die induktive Kopplung hängt dabei ins¬ besondere von den Größenverhältnissen und der Positionierung der Flächen der beiden Spulen ab. Weicht deren Größe voneinander ab oder sind beide Spulen nicht deckungsgleich hintereinander angeordnet, nimmt der magnetische Streufluss zu und die La¬ deleistung ab. Dieses Problem tritt auf, wenn eine Empfängervorrichtung aufgrund ihrer Abmessungen eine Spule mit einer kleineren Fläche als die der Spule der Ladevorrichtung aufweist. Dies kann der Fall sein, wenn kleine Funksender, elektronische Anhänger oder ^ The invention relates to an adapter device for an inductive charging arrangement having at least two coils and to a method for operating the adapter device. Wireless charging of devices is usually based on elekt ¬ romagnetischer induction, which is also known as inductive coupling. In this case of a coil or an arrangement of several coils (also known as "coil array") of a charging ¬ device generates a time varying magnetic flux which penetrates a coil or an arrangement of several coils of a receiver device, thereby inducing an electric current. For simplification The description is given for the case of individual coils, which is however analogous to said coil arrays.The arrangement of charging device and receiver device is referred to herein as charging device A maximum transmission power between the charging device and the receiver device is achieved when the inductive coupling between the coil of the charging device A maximum inductive coupling between both coils is present when a magnetic flux generated by the first coil passes completely through the second coil, so there is no stray magnetic flux s in the arrangement there. The inductive coupling depends on the particular ¬ from the relative sizes and positioning of the surfaces of the two coils. Whose size differs from one another or both coils are not arranged congruently one behind the other, the magnetic flux leakage increases and from the La ¬ deleistung. This problem occurs when a receiver device has, due to its dimensions, a coil with a smaller area than that of the coil of the charging device. This may be the case if small radio transmitters, electronic pendants or ^
Armbanduhren mit einer Ladevorrichtung für Mobiltelefone aufgeladen werden. Dadurch kann eine maximale Ladeleistung während des Ladevorgangs nicht erreicht werden. Zudem erfordern manche Ladetechnologien eine minimale Kopplung zwischen der Ladevorrichtung und der Empfängervorrichtung, um einen Ladevorgang einzuleiten. Wrist watches are charged with a charging device for mobile phones. As a result, a maximum charging power during the charging process can not be achieved. In addition, some charging technologies require minimal coupling between the charging device and the receiver device to initiate a charging process.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit bereit¬ zustellen, welche es ermöglicht, eine Empfängervorrichtung und eine Ladevorrichtung unterschiedlicher Induktionssysteme zu kombinieren . It is an object of the invention to provide a possibility determine ready ¬ which enables a receiver device and a charging device to combine different induction systems.
Erfindungsgemäß wird eine Adaptervorrichtung für eine zwei Spulen oder zwei Spulenarrays aufweisende induktive Ladean¬ ordnung bereitgestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im Folgenden nur der Fall einzelner Spulen beschrieben, welcher jedoch analog für besagte Spulenarrays gilt. Jede genannte Spule der Ladeanordnung repräsentiert in diesem Fall ein Spulenarray. Eine der Spulen kann zu einer Ladevorrichtung, die andere zu einer Empfängervorrichtung gehören. Die Adaptervorrichtung ist als ein Zwischenelement zum Anordnen zwischen den Spulen der Ladeanordnung ausgestaltet. Sie ist dazu eingerichtet, einen ersten sich zeitlich ändernden magnetischen Fluss aus einer ersten der Spulen der Ladeanordnung zu empfangen und mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses einen zweiten sich zeitlich ändernden magnetischen Fluss an die zweite der Spulen der Ladeanordnung abzugeben. Dabei sind bei der Adaptervorrichtung eine erste Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses und eine zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses unterschiedlich groß. According to the invention an adapter device for a two coils or two coil arrays having inductive charging area ¬ order is provided. To simplify the description, only the case of individual coils will be described below, which, however, applies analogously to said coil arrays. Each named coil of the charging arrangement in this case represents a coil array. One of the coils may belong to a charging device, the other to a receiver device. The adapter device is designed as an intermediate element for arranging between the coils of the charging arrangement. It is adapted to receive a first time-varying magnetic flux from a first of the coils of the charging arrangement and to emit a second time-varying magnetic flux to the second of the coils of the charging arrangement by means of the received first magnetic flux. In this case, in the adapter device, a first total area for receiving the first magnetic flux and a second total area for outputting the second magnetic flux have different sizes.
Mit anderen Worten handelt es sich bei der Adaptervorrichtung um eine Vorrichtung die zur Anordnung zwischen einer ersten Spule und einer zweiten Spule ausgelegt ist. Die Adaptervorrichtung ist dazu eingerichtet, den sich zeitlich ändernden ersten magnetischen Fluss der ersten Spule der Ladeanordnung zu empfangen und den zweiten sich zeitlich ändernden magnetischen Fluss an eine zweite Spule der Ladeanordnung abzugeben, wobei der zweite sich zeitlich ändernde magnetische Fluss mittels des ersten sich zeitlich ändernden magnetischen Flusses erzeugt wird. Dabei weist eine erste Gesamtfläche der Adaptervorrichtung, welche durch den ersten magnetischen Fluss durchflössen ist, eine andere Größe auf, als eine zweite Gesamtfläche der Adaptervorrichtung, welche durch den zweiten magnetischen Fluss durchflössen ist. In other words, the adapter device is a device which is designed to be arranged between a first coil and a second coil. The adapter device is configured to receive the time-varying first magnetic flux of the first coil of the charging device and to deliver the second time-varying magnetic flux to a second coil of the charging device, the second one time-varying magnetic flux is generated by means of the first time-varying magnetic flux. In this case, a first total area of the adapter device, which is flowed through by the first magnetic flux, has a different size than a second total area of the adapter device, which is flowed through by the second magnetic flux.
Durch die Adaptervorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass ein magnetischer Streufluss zwischen zwei Spulen reduziert wird. By the adapter device there is the advantage that a magnetic leakage flux between two coils is reduced.
So ist es beispielsweise möglich, dass die Adaptervorrichtung dazu eingerichtet ist, in einer Ladeanordnung zwischen einer Ladevorrichtung und einer Empfängervorrichtung angeordnet zu werden, wobei die Ladevorrichtung mittels einer ersten Spule einen sich zeitlich ändernden ersten magnetischen Fluss erzeugt, welcher durch eine durch die erste Spule umschlossenen Fläche gebündelt verläuft. Die Empfängervorrichtung kann die zweite Spule umfassen, welche eine Fläche umschließt, die kleiner ist als die durch die erste Spule umschlossene Fläche. Dies hat zur Folge, dass nicht der gesamte erste magnetische Fluss durch die zweite Spule verlaufen würde, wenn die beiden Spulen der Ladeanordnung aufeinander gelegt wären. Somit wäre die induktive Kopplung beider Spulen reduziert. Durch ein Anordnen der Adaptervorrichtung zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule kann der erste magnetische Fluss durch die erste Ge¬ samtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses von der Adaptervorrichtung empfangen werden. Die erste Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses kann derart bemessen sein, dass sie mit der durch die erste Spule oder das ersten Spulenarray umschlossenen Fläche übereinstimmt oder sich um höchstens 30% unterscheidet. Mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses kann die Adaptervorrichtung den zweiten magnetischen Fluss erzeugen, wobei dieser durch die zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses verläuft. Die Gesamtfläche zum Ausgeben des Flusses kann derart bemessen sein, dass sie mit der durch die zweite Spule oder das zweite Spulenarray umschlossenen Fläche übereinstimmt oder sich um höchstens 30% unterscheidet. Zusammenfassend kann die Adaptervorrichtung den ersten magnetischen Fluss über die erste Gesamtfläche, welche in ihren Abmessungen bezüglich der ersten Spule ausgelegt ist, empfangen und den zweiten magnetischen Fluss über die zweite Gesamtfläche, welche in ihren Abmessungen bezüglich einer zweiten Spule ausgelegt ist, ausgeben, wodurch ein magnetischer Streufluss zwischen der ersten und der zweiten Spule reduziert wird. Thus, for example, it is possible for the adapter device to be arranged to be arranged in a charging arrangement between a charging device and a receiver device, wherein the charging device generates a time-varying first magnetic flux by means of a first coil, which coil is surrounded by a first coil Surface bundled runs. The receiver device may include the second coil enclosing an area smaller than the area enclosed by the first coil. As a result, not all the first magnetic flux would pass through the second coil if the two coils of the charging assembly were placed one on top of the other. Thus, the inductive coupling of both coils would be reduced. By arranging the adapter device between the first coil and the second coil of the first magnetic flux can be received from the adapter device through the first Ge ¬ total surface area for receiving the first magnetic flux. The first total area for receiving the first magnetic flux may be sized to coincide with the area enclosed by the first coil or the first coil array, or may differ by at most 30%. By means of the received first magnetic flux, the adapter device may generate the second magnetic flux passing through the second total area for outputting the second magnetic flux. The total area for outputting the flux may be sized to coincide with the area enclosed by the second coil or the second coil array, or may differ by at most 30%. In summary, the Adapter device receives the first magnetic flux over the first total area dimensioned with respect to the first coil, and outputs the second magnetic flux over the second total area dimensioned relative to a second coil, thereby creating a leakage magnetic flux between the first and the second coil is reduced.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses um einen Faktor F größer ist als die zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses, wobei der Faktor F mindestens den Wert 1,5 beträgt . Mit anderen Worten ist die erste Grundfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses mindestens 1,5 Mal größer als die zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der erste magnetische Fluss auf eine Fläche konzentriert werden kann, welche signifikant kleiner ist als die erste Gesamtfläche. Es ist beispielsweise möglich, dass die erste der Gesamtflächen im Vergleich zu der zweiten der Gesamtflächen der Adaptervorrichtung die zehnfache Fläche aufweist. A development of the invention provides that the first total area for receiving the first magnetic flux is greater by a factor F than the second total area for outputting the second magnetic flux, wherein the factor F is at least 1.5. In other words, the first base area for receiving the first magnetic flux is at least 1.5 times larger than the second total area for outputting the second magnetic flux. This has the advantage that the first magnetic flux can be concentrated on an area which is significantly smaller than the first total area. For example, it is possible for the first of the total areas to be ten times the area compared to the second of the total areas of the adapter device.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung zumindest ein Magnetwerkstoffkernelement um- fasst, wobei das Magnetwerkstoffkernelement eine sich von einer Grundfläche zu einer Deckfläche verjüngende Form aufweist. Dabei stimmt die Grundfläche des Magnetwerkstoffkernelements mit einer der beiden Gesamtflächen bevorzugt überein oder unterscheidet sich um höchstens 30% von dieser. Die Deckfläche des Magnet- werkstoffkernelements stimmt mit der anderen der beiden Ge¬ samtflächen bevorzugt überein oder unterscheidet sich um höchstens 30% von dieser. Als Magnetwerkstoff kann ein Werkstoff gewählt sein, welcher eine relative magnetische Permeabilität über 100 μο und eine magnetische Koerzitivfeidstärke unter 1000 A/m, insbesondere unter 100 A/m, aufweist und bevorzugt Wir¬ belstromverluste aufgrund einer elektrischen Leitfähigkeit, welche unterhalb einem vorbestimmten Wert liegt, vermeidet. Der Wert ist insbesondere kleiner als 106 S/m, bevorzugt kleiner als 105 S/m. Es kann sich dabei beispielsweise um ein Ferrit, wie Nickel-Zink-Ferrit (NiZn) oder Mangan-Zink-Ferrit (MnZn) handeln. Der Begriff umfasst auch Werkstoffe, welche aufgrund ihrer Phase, ihrem Gefüge oder ihrer Struktur die besagten Eigenschaften aufweisen. Somit umfasst der Begriff „Magnetwerkstoff" auch ein Pulver oder eine Lamellenstruktur. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung ein Magnetwerkstoffkernelement, dessen Volumen an einem Ende durch die Grundfläche begrenzt wird, und welches an einem anderen Ende durch die Deckfläche begrenzt wird. Die Grundfläche stimmt mit einer der beiden Gesamtflächen überein und die Deckfläche stimmt mit einer der beiden Gesamtflächen überein. Das Volumen des Magnetwerkstoffkernelements verjüngt sich zwischen der A development of the invention provides that the adapter device comprises at least one magnetic material core element, wherein the magnetic material core element has a shape tapering from a base surface to a cover surface. In this case, the base area of the magnetic material core element preferably coincides with one of the two total areas or differs by at most 30% from it. The top surface of the magnetic material-nuclear elements is consistent with the other of the two Ge ¬ samtflächen preferred or differs by at most 30% of this. As the magnetic material, a material may be selected which has a relative magnetic permeability over 100 μο and a magnetic coercive field strength below 1000 A / m, in particular below 100 A / m, and preferably We ¬ belstromverluste due to an electrical conductivity, which is below a predetermined value , avoids. The value is in particular less than 10 6 S / m, preferably less than 10 5 S / m. It may be, for example, a ferrite, such as nickel-zinc ferrite (NiZn) or manganese-zinc ferrite (MnZn). The term also includes materials which, due to their phase, structure or structure, have the said properties. Thus, the term "magnetic material" also includes a powder or a lamellar structure, in other words, the adapter device comprises a magnetic material core element whose volume is delimited at one end by the base and which is bounded at one end by the top surface one of the two overall surfaces coincides and the top surface coincides with one of the two overall surfaces
Grundfläche und der Deckfläche. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der empfangene magnetische Fluss auf eine Fläche kon¬ zentriert werden kann, bzw. die magnetische Flussdichte erhöht werden kann. Es kann sein, dass die Grundfläche des Magnet¬ werkstoffkernelements mit der Fläche der ersten Gesamtfläche übereinstimmt und die Deckfläche mit der Fläche der zweiten Gesamtfläche, wobei eine Querschnittsfläche von der Grundfläche zur Deckfläche abnimmt. Die Ausführungsform kommt ohne eigene Schaltung aus. Das Magnetwerkstoffkernelement wirkt als Base area and the top surface. This has the advantage that the received magnetic flux to a surface can be kon ¬ centered, or the magnetic flux density can be increased. It may be that the base surface of the magnet ¬ material core element coincides with the surface of the first total area and the top surface with the surface of the second total area, wherein a cross-sectional area decreases from the base surface to the top surface. The embodiment does not require its own circuit. The magnetic material core element acts as
Flusslinse . Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Magnetwerkstoffkernelement eine Form eines Kegelstumpfes oder eines Pyramidenstumpfes aufweist. Gemeint ist hier sowohl die ro¬ tationssymmetrische als auch die gescherte Variante. Mit anderen Worten weisen die Grundfläche und die Deckfläche des Magnet- werkstoffkernelements eine kreisförmige oder gerundete oder vieleckige Form auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der erste magnetische Fluss mittels eines Standardvolumens auf den zweiten magnetischen Fluss konzentriert wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sowohl die Grundfläche als auch die Deckfläche Kreisflächen oder Vieleckflächen sind. River lens. A development of the invention provides that the magnetic material core element has a shape of a truncated cone or a truncated pyramid. What is meant here both the ro ¬ tationssymmetrische and the sheared variant. In other words, the base surface and the top surface of the magnetic material core element have a circular or rounded or polygonal shape. This results in the advantage that the first magnetic flux is concentrated by means of a standard volume on the second magnetic flux. It can be provided that both the base surface and the top surface are circular surfaces or polygonal surfaces.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung ein Magnetwerkstoffrückführelement , einge- richtet zum Rückführen des magnetischen Flusses von der zweiten Spule zur ersten Spule aufweist. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung ein Magnetwerkstoffrückführelement , welches den Fluss, nachdem er die zweite Spule durchflössen hat, bündelt und zur ersten Spule zurückführt. Dadurch ergibt sich derA further development of the invention provides that the adapter device is a magnetic material return element. directed to return the magnetic flux from the second coil to the first coil. In other words, the adapter device comprises a magnetic material return element, which bundles the flux after it has flowed through the second coil and leads back to the first coil. This results in the
Vorteil, dass die Streuung des rückläufigen magnetischen Flusses reduziert wird. Durch die Verringerung des Luftspaltes für die Rückführstrecke erhöhen sich die Kopplung und die Stärke des magnetischen Flusses. Es kann vorgesehen sein, dass das Mag- netwerkstoffrückführelement derart angeordnet ist, dass ein magnetischer Fluss über die jeweiligen Magnetwerkstoffplatten und das Magnetwerkstoffrückführelement gebündelt wird. Advantage that the dispersion of the retrograde magnetic flux is reduced. By reducing the air gap for the return path, the coupling and the strength of the magnetic flux increase. It can be provided that the magnetic material return element is arranged in such a way that a magnetic flux is bundled over the respective magnetic material plates and the magnetic material return element.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Magnet- werkstoffrückführelement als Magnetwerkstoffschale ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Magnetwerkstoffrückführelement als Schale, Zylindermantel oder allgemein als Volumen gestaltet, welches an Randflächen der Adaptervorrichtung zwischen den Grundflächen angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Innere der Adaptervorrichtung von dem rückläufigen Fluss abgeschirmt ist. A development of the invention provides that the magnetic material return element is designed as a magnetic material shell. In other words, the magnetic material return element is designed as a shell, cylinder jacket or in general as a volume, which is arranged on edge surfaces of the adapter device between the base surfaces. This results in the advantage that the interior of the adapter device is shielded from the retrograde flow.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung zumindest eine Empfangsspule und zumindest eine Sendespule aufweist, wobei die zumindest eine Empfangsspule die erste Gesamtfläche zum Empfang des ersten magnetischen Flusses begrenzt oder bereitstellt, und die zumindest eine Sendespule die zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses begrenzt oder bereitstellt. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung zumindest eine Empfangsspule, welche die erste Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses abdeckt. Die Adaptervorrichtung umfasst auch eine Sendespule, welche die zweite Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten mag¬ netischen Flusses abdeckt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in der zumindest einen Empfangsspule ein elektrischer Strom induziert werden kann, wodurch es möglich ist, Energie für die Adaptervorrichtung bereitzustellen und/oder den zweiten magnetischen Fluss mittels der zumindest einen Sendespule zu erzeugen. Es ist beispielsweise möglich, dass die Empfangsspule der Adaptervorrichtung bezüglich ihrer Windungszahl und ihrer Fläche auf die erste Spule der Ladeanordnung optimiert oder angepasst ist und somit eine induktive Kopplung zwischen beiden Spulen besteht, deren Effizienz über einem vorgegebenen A development of the invention provides that the adapter device has at least one receiving coil and at least one transmitting coil, wherein the at least one receiving coil limits or provides the first total area for receiving the first magnetic flux, and the at least one transmitting coil the second total area for outputting the second magnetic field River limited or ready. In other words, the adapter device comprises at least one receiver coil which covers the first total area for receiving the first magnetic flux. The adapter device also comprises a transmitter coil, which covers the second total area to output the second may ¬ netic flux. This results in the advantage that in the at least one receiving coil, an electric current can be induced, whereby it is possible to provide energy for the adapter device and / or the second magnetic flux by means of at least one transmitting coil produce. It is for example possible that the receiving coil of the adapter device is optimized or adapted with respect to their number of turns and their area on the first coil of the charging arrangement and thus an inductive coupling between two coils whose efficiency is above a predetermined
Schwellenwert liegt. Der in der Empfangsspule der Adapter¬ vorrichtung durch den ersten magnetischen Fluss induzierte Strom kann der Sendespule der Adaptervorrichtung zugeführt werden, wodurch durch diese der zweite magnetische Fluss für die zweite Spule der Ladeanordnung erzeugt werden kann. Die Sendespule kann dabei so bemessen sein, dass sie eine effiziente induktive Kopplung mit der zweiten Spule der Ladeanordnung ermöglicht. Threshold is. Of in the receiving coil, the adapter device ¬ induced by the first magnetic flux flow of the transmitting coil, the adapter device can be supplied, whereby the second magnetic flux in the second coil of the charging assembly can be produced by this. The transmitting coil can be dimensioned so that it allows an efficient inductive coupling with the second coil of the charging arrangement.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an der Sen- despule und der Empfangsspule eine jeweilige Magnetwerk¬ stoffplatte angeordnet ist, wobei die Magnetwerkstoffplatte jeweils so angeordnet ist, dass eine jeweilige Spule nur durch einen der beiden magnetischen Flüsse durchflössen wird. Mit anderen Worten wird jeweils eine Magnetwerkstoffplatte an der Empfangsspule und der Sendespule angeordnet. Die Magnetwerk¬ stoffplatten sind bevorzugt zwischen den Spulen der Adaptervorrichtung angeordnet. Die Anordnung der jeweiligen Magnetwerkstoffplatte ist so gewählt, dass diese sich auf der Seite befindet, welche der nächsten der beiden Spulen der Ladeanordnung abgewandt ist. Somit wird der jeweilige magnetische Fluss so geführt, dass er die jeweils andere Spule nicht durchdringt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass parasitäre Induktionen vermieden werden können. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Vorderseite der Empfangsspule in die Richtung der ersten Spule der Ladeanordnung ausgerichtet ist, wodurch der erste magnetische Fluss die Spule durchdringt, und die Rückseite der Empfangsspule von einer Magnetwerkstoffplatte abgedeckt wird, wodurch der erste magnetische Fluss auf der Rückseite der Spule gebündelt und durch die Magnetwerkstoffplatte seitlich zurückgeführt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der erste magnetische Fluss die Sendespule durchläuft und in dieser Strom induziert. 0 A development of the invention provides that despule at the transmitter and the receiver coil a respective magnetic material ¬ material plate is arranged, wherein the magnetic material plate is arranged in each case such that a respective coil flows through only one of the two magnetic fluxes. In other words, a respective magnetic material plate is arranged on the receiving coil and the transmitting coil. The magnetic material ¬ panels are preferably arranged between the coils of the adapter device. The arrangement of the respective magnetic material plate is chosen so that it is located on the side which faces away from the next of the two coils of the charging arrangement. Thus, the respective magnetic flux is guided so that it does not penetrate the other coil. This has the advantage that parasitic inductions can be avoided. It can be provided, for example, that a front side of the receiving coil is aligned in the direction of the first coil of the charging arrangement, whereby the first magnetic flux penetrates the coil, and the back of the receiving coil is covered by a magnetic material plate, whereby the first magnetic flux on the back the coil is bundled and returned laterally by the magnetic material plate. This can prevent the first magnetic flux from passing through and inducing current in the transmitting coil. 0
o  O
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung eine Adapterelektronik umfasst, welche dazu eingerichtet ist, an den beiden Gesamtflächen unterschiedliche Kommunikationsprotokolle zum jeweiligen Koordinieren eines Übertragungsvorgangs für den jeweiligen magnetischen Fluss zu verwenden. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung eine Adapterelektronik, welche über unterschiedliche Kommu¬ nikationsprotokolle über die magnetischen Flüsse mit einer Ladeelektronik und/oder einer Empfängerelektronik kommunizieren kann. Dadurch kann die Adapterelektronik einen Übertragungsvorgang für den jeweiligen magnetischen Fluss koordinieren. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Adaptervorrichtung eine Koordination zwischen unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen ermöglicht. Die Adapterelektronik kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, Daten, welche mittels einer Modulation des ersten Magnetflusses von der ersten Spule ausgesandt wurden, zu erfassen und zu dekodieren. Die Adapterelektronik kann beispielsweise einen Kondensator zum Zwischenspeichern der elektrischen Energie, einen Transistor zum Schalten und einen Chip zum codieren bzw. dekodieren der Daten umfassen. Die Daten können durch die Adapterelektronik gemäß einem anderen Kommunikationsprotokoll kodiert werden und mittels der Sendespule über den zweiten Magnetfluss an die zweite Spule ausgesandt werden . A development of the invention provides that the adapter device comprises an adapter electronics which is set up to use different communication protocols for the respective coordination of a transmission process for the respective magnetic flux on the two overall surfaces. In other words, the adapter device includes an adapter electronics that can communicate over different commu ¬ nikationsprotokolle over the magnetic fluxes with a charging electronics and / or receiver electronics. This allows the adapter electronics coordinate a transmission process for the respective magnetic flux. This results in the advantage that the adapter device allows coordination between different communication protocols. The adapter electronics may, for example, be adapted to detect and decode data which has been emitted by means of a modulation of the first magnetic flux from the first coil. The adapter electronics may comprise, for example, a capacitor for buffering the electrical energy, a transistor for switching and a chip for encoding or decoding the data. The data may be encoded by the adapter electronics according to another communication protocol and sent out to the second coil by the transmit coil via the second magnetic flux.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adapterelektronik dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aus dem empfangenen magnetischen Fluss zwischen zu speichern und mit der zwischengespeicherten elektrischen Energie den zweiten mag- netischen Fluss mit einer anderen Frequenz als eine Frequenz des ersten magnetischen Flusses durch Schalten eines elektrischen Stroms zu erzeugen. Mit anderen Worten ist die Adapterelektronik dazu eingerichtet, mittels der aus dem ersten magnetischen Fluss empfangenen elektrischen Energie den auszusendenden zweiten magnetischen Fluss zu erzeugen. Dies geschieht über ein Schalten eines elektrischen Stroms, welcher so geschaltet wird, dass die Frequenz des auszusenden zweiten magnetischen Flusses von der Frequenz des empfangenen ersten magnetischen Flusses abweicht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Ladevorgang zwischen Systemen, welche eine unterschiedliche Nutzfrequenz verwenden, ermöglicht wird. Die Adapterelektronik kann beispielsweise als Umrichter ausgestaltet sein. Mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses kann in der Empfangsspule ein elektrischer Strom induziert werden, welcher der Adapterelektronik zugeführt werden kann. Die elektrische Energie des induzierten Stroms kann von der Adapterelektronik verwendet werden, um einen Sendestrom für die Sendespule bereitzustellen. Dieser Sendestrom kann derart beschaffen sein, dass der zweite magnetische Fluss eine andere Frequenz aufweist als der erste magnetische Fluss. A further development of the invention provides that the adapter electronics is set up to store electrical energy from the received magnetic flux and, with the intermediately stored electrical energy, to store the second magnetic flux having a different frequency than a frequency of the first magnetic flux by switching a second magnetic flux generate electricity. In other words, the adapter electronics are set up to generate the second magnetic flux to be emitted by means of the electrical energy received from the first magnetic flux. This is done by switching an electrical current which is switched so that the frequency of the second magnetic flux to be emitted deviates from the frequency of the received first magnetic flux. This results in the advantage that a charging process between systems which use a different frequency of use is made possible. The adapter electronics can be configured, for example, as a converter. By means of the received first magnetic flux, an electrical current can be induced in the receiving coil, which can be supplied to the adapter electronics. The electrical energy of the induced current may be used by the adapter electronics to provide a transmit current to the transmit coil. This transmission current may be such that the second magnetic flux has a different frequency than the first magnetic flux.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung ein Ablageprofil zum Ablegen eines Geräts aufweist wobei eine der Gesamtflächen in dem Ablageprofil vorgesehen ist. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung ein Ablageprofil, welches dazu eingerichtet ist, ein Ablegen eines Geräts in einer vorbestimmten Position zu ermöglichen, wobei das Ablageprofil derart gestaltet ist, dass die jeweilige Spule der Ladeanordnung gegenüber einer Gesamtfläche angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein zu ladendes Gerät für eine maximale Leistungsübertragung angeordnet werden kann. Das Ablageprofil kann beispielsweise als Mulde oder Schale gestaltet sein, welche sich am Adaptergehäuse befindet. Das Ablageprofil kann so bemessen sein, dass eine Spule derA development of the invention provides that the adapter device has a storage profile for depositing a device, wherein one of the total surfaces is provided in the storage profile. In other words, the adapter device comprises a storage profile, which is adapted to allow a placement of a device in a predetermined position, wherein the storage profile is designed such that the respective coil of the charging arrangement is arranged with respect to a total area. This results in the advantage that a device to be charged can be arranged for maximum power transmission. The storage profile can be designed for example as a trough or shell, which is located on the adapter housing. The storage profile can be dimensioned so that a coil of the
Ladeanordnung bezüglich eines der Magnetfelder, welches eine der Gesamtflächen durchfließt, derart angeordnet ist, dass eine maximale induktive Kopplung ermöglicht wird. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung ein Auflageprofil zum ausgerichteten Auflegen der Adaptervorrichtung auf einer Ladevorrichtung aufweist wobei eine der Gesamtflächen in dem Auflageprofil vorgesehen ist. Mit anderen Worten umfasst die Adaptervorrichtung ein Auflageprofil , welches dazu eingerichtet ist, ein Ablegen der Adaptervor¬ richtung auf einer Ladevorrichtung in einer vorbestimmten Position zu ermöglichen, wobei das Auflageprofil derart ge¬ staltet ist, dass die jeweilige Spule der Ladeanordnung gegenüber einer Gesamtfläche angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Adaptervorrichtung für eine maximale Leis¬ tungsübertragung auf einer Ladevorrichtung angeordnet werden kann. Das Auflageprofil kann beispielsweise als Mulde oder Schale gestaltet sein, welche sich am Adaptergehäuse befindet. Das Auflageprofil kann so bemessen sein, dass eine Spule der La¬ deanordnung bezüglich eines der Magnetfelder, welches eine der Gesamtflächen durchfließt, derart angeordnet ist, dass eine maximale induktive Kopplung ermöglicht wird. Charging arrangement with respect to one of the magnetic fields, which flows through one of the total surfaces, is arranged such that a maximum inductive coupling is made possible. A development of the invention provides that the adapter device has a support profile for aligned laying of the adapter device on a loading device wherein one of the total surfaces is provided in the support profile. In other words, the adapter device comprises a support profile which is adapted to allow depositing the Adaptervor ¬ direction on a loading device in a predetermined position, wherein the support profile is such ge ¬ staltet that the respective coil of the charging assembly against a total area is arranged. This has the advantage that the adapter device can be arranged for maximum Leis ¬ tung transfer to a charging device. The support profile may for example be designed as a trough or shell, which is located on the adapter housing. The support profile can be dimensioned such that a coil of the La ¬ Deanordnung with respect to one of the magnetic fields, which flows through one of the total surfaces, is arranged such that a maximum inductive coupling is possible.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adaptervorrichtung dazu eingerichtet ist, Ladevorgänge mit einer Leistung bis zu 20 W durchzuführen. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betreiben einer Adaptervorrichtung für eine Zweispulen aufweisende induktive Ladeanordnung. Dabei ist es vorgesehen, dass ein erster sich zeitlich ändernder magnetischer Fluss aus einer ersten der Spulen von einer als Zwischenelement zum Anordnen zwischen den Spulen der Ladeanordnung ausgestaltete Adaptervorrichtung empfangen wird. Mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses wird von der Adaptervorrichtung ein zweiter sich zeitlich ändernder magnetischer Fluss an die zweite der Spulen abgegeben. Dabei sind bei der Adaptervorrichtung eine Gesamtfläche zum empfangen des ersten magnetischen Flusses und eine Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses unterschiedlich groß. A development of the invention provides that the adapter device is set up to carry out charging operations with a power of up to 20 W. The invention also includes a method for operating an adapter device for a two-coil inductive charging device. It is provided that a first time-varying magnetic flux from a first of the coils is received by an adapter device designed as an intermediate element for arranging between the coils of the charging device. By means of the received first magnetic flux from the adapter device, a second time-varying magnetic flux is delivered to the second of the coils. In this case, in the adapter device, a total area for receiving the first magnetic flux and a total area for outputting the second magnetic flux are different in size.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be¬ schrieben. Hierzu zeigt: Fig. 1 eine Ladeanordnung, umfassend eine erste und eine zweite Spule; The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the adapter device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here. The following is an embodiment of the invention be ¬ written . This shows: 1 shows a charging arrangement comprising a first and a second coil.
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Adaptervor- richtung, umfassend zwei Magnetwerkstoffelemente 2 is a schematic representation of an adapter device comprising two magnetic material elements
Fig. 3 eine Adaptervorrichtung, umfassend zwei Magnetwerkstoffelemente ; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Adaptervorrichtung, umfassend eine Empfangsspule und eine Sendespule; und 3 shows an adapter device comprising two magnetic material elements; 4 shows a schematic representation of an adapter device comprising a receiver coil and a transmitter coil; and
Fig. 5 eine Adaptervorrichtung, umfassend eine Empfangsspule und eine Sendespule. 5 shows an adapter device, comprising a receiver coil and a transmitter coil.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt eine Ladeanordnung 1 umfassend eine erste Spule 2 und eine zweite Spule 3. Bei den Spulen 2,3 kann es sich beispielsweise um Flachspulen handeln, welche sich in ihrer Fläche und/oder Form voneinander unterscheiden. Dabei kann die erste Spule 2 eine Spule einer Ladevorrichtung 4 sein, welche dazu eingerichtet ist einen ersten magnetischen Fluss 5 zu erzeugen. Die erste Spule 2 kann dabei mit einer Ladeelektronik 6 elektrisch verbunden sein. Die Ladeelektronik 6 kann einen elektrischen Strom in die erste Spule 2 leiten, wodurch der erste magnetische Fluss 5 induziert wird. Vor der ersten Spule 2 kann eine zweite Spule 3 angeordnet sein. Die zweite Spule 3 kann eine kleinere Fläche 10 als die erste Spule 9 umschließen. Die zweite Spule 3 kann elektrisch mit einer Empfängerelektronik 7 verbunden sein. Ein Teil des ersten magnetischen Flusses 2 kann die Fläche der zweiten Spule 10 durchdringen. Der übrige Teil des ersten magnetischen Flusses 5 kann außerhalb der Fläche der zweiten Spule 3 als Streufluss 8 verlaufen. Der erste magnetische Fluss 5 kann zeitlich veränderlich sein. Insbesondere kann es ein oszillierender magnetischer Fluss sein. Durch den Teil des ersten magnetischen Flusses 5, welcher die Fläche der ersten Spule 9 durchdringt, kann ein elektrischer Strom 11 induziert werden, welcher die Empfängerelektronik 7 mit elektrischer Energie 12 versorgt. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Flächen 9,10 der Spulen 2, 3 in ihren Abmessung unterscheiden, ist es nicht möglich den gesamten ersten magnetischen Fluss 5 durch die zweite Spule 3 zu leiten, wodurch die Ladeleistung begrenzt wird. Durch die geringe Kopplung kann auch die Kommunikation zwischen der Ladeelektronik 6 und der Empfängerelektronik 7 eingeschränkt sein, sodass es in Abhängigkeit von dem Kommunikationsprotokoll der Kommunikation unter Umständen dazu kommen kann, dass keine Energieübertragung gestartet wird oder keine Energieübertra¬ gung, welche einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Kommunikation kann beispielsweise über eine Lastmodulation an der zweiten Spule 3 erfolgen, welche über die Kopplung in der ersten Spule 2 abgebildet werden kann. In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals. 1 shows a charging arrangement 1 comprising a first coil 2 and a second coil 3. The coils 2, 3 may be, for example, flat coils which differ in their area and / or shape from one another. In this case, the first coil 2 may be a coil of a charging device 4, which is set up to generate a first magnetic flux 5. The first coil 2 can be electrically connected to a charging electronics 6. The charging electronics 6 can conduct an electric current in the first coil 2, whereby the first magnetic Flow 5 is induced. Before the first coil 2, a second coil 3 may be arranged. The second coil 3 may surround a smaller area 10 than the first coil 9. The second coil 3 may be electrically connected to a receiver electronics 7. A part of the first magnetic flux 2 may penetrate the surface of the second coil 10. The remaining part of the first magnetic flux 5 may extend outside the area of the second coil 3 as leakage flux 8. The first magnetic flux 5 may be temporally variable. In particular, it may be an oscillating magnetic flux. By the part of the first magnetic flux 5, which penetrates the surface of the first coil 9, an electric current 11 can be induced, which supplies the receiver electronics 7 with electrical energy 12. Due to the fact that the areas 9,10 of the coils 2, 3 differ in their dimensions, it is not possible to direct the entire first magnetic flux 5 through the second coil 3, whereby the charging power is limited. Due to the low coupling and the communication between the charging electronics 6 and the receiver electronics 7 may be limited, so that it may happen depending on the communication protocol of communication that no energy transfer is started or no Energieübertra ¬ tion, which exceeds a predetermined value , The communication can take place, for example, via a load modulation on the second coil 3, which can be imaged via the coupling in the first coil 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Adaptervorrichtung Adaptervorrichtung umfassend zwei Magnetwerkstof- felemente 14,15. In Fig. 2 ist die bereits in Fig. 1 beschriebene Ladeanordnung 1 dargestellt, wobei der erste magnetische Fluss 5 mittels der zwei Magnetwerkstoffelemente 14,15 beeinflusst oder geführt wird. Ein erstes Magnetwerkstoffelement ist ein Magnetwerkstoffkernelement 14, welches sich zwischen einer Empfangsspule 16 und einer Sendespule 17 befindet. Das Mag¬ netwerkstoffkernelement 14 kann eine sich verjüngende Form aufweisen, wobei es sich von einer Grundfläche 18, welche beispielsweise mit einer Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses 19 übereinstimmt zu einer Deckfläche 20, welche mit einer Gesamtfläche zum Ausgeben eines zweiten magnetischen Flusses 21 übereinstimmt, verjüngt. Dabei kann das Magnetwerkstoffkernelement 14 die Form eines Kegelstumpfes oder eines Pyramidenstumpfes aufweisen. Das Magnetwerkstoffkernelement 14 kann aus einem weichmagnetischen Material bestehen, welches beispielsweise eine Koerzitivfeidstärke von weniger als 100 A/m aufweist. Das Magnetwerkstoffkernelement 14 kann ferromagnetisch oder ferrimagnetisch sein, also eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen, wodurch der erste mag¬ netische Fluss 5 in ihm gebündelt wird. Der erste magnetische Fluss 5 kann die Grundfläche 18 des Magnetwerkstoffkernelements 14 durchdringen und durch das Magnetwerkstoffkernelement 14 fließen, bis er die Deckfläche 20 gebündelt als ein zweiter magnetischer Fluss 22 verlässt. Durch die Bündelung auf eine Deckfläche 20, welche auf die Fläche der zweiten Spule 10 der Anordnung angepasst ist, wird erreicht, dass ein größerer Anteil des ersten magnetischen Flusses 5 durch die zweite Spule 2 fließt. Somit wird die induktive Kopplung zwischen beiden Spulen 2,3 erhöht. Damit auch der rücklaufende magnetische Fluss 23, d.h. der magnetische Fluss welcher die Fläche der zweiten magnetische Spule 10 durchflössen hat, in gebündelter Form zu der ersten Spule 2 zugeführt werden kann, kann es sein, dass ein Magnetwerkstoffrückführelement 15 den rücklaufenden magnetischen Fluss 23 bündelt. 2 shows a schematic representation of an adapter device adapter device comprising two magnetic material elements 14, 15. FIG. 2 shows the charging arrangement 1 already described in FIG. 1, wherein the first magnetic flux 5 is influenced or guided by means of the two magnetic material elements 14, 15. A first magnetic material element is a magnetic material core element 14, which is located between a receiving coil 16 and a transmitting coil 17. The Mag ¬ netwerkstoffkernelement 14 may have a tapered shape, which is that, for example, with a total area for receiving the first by a base 18, magnetic flux 19 coincides with a top surface 20, which coincides with a total area for outputting a second magnetic flux 21, tapers. In this case, the magnetic material core element 14 may have the shape of a truncated cone or a truncated pyramid. The magnetic material core element 14 may consist of a soft magnetic material which, for example, has a coercive field strength of less than 100 A / m. The magnetic material core member 14 may be ferromagnetic or ferrimagnetic and thus have a high magnetic permeability, whereby the first may ¬ genetic flow is condensed in it. 5 The first magnetic flux 5 may penetrate the base surface 18 of the magnetic material core element 14 and flow through the magnetic material core element 14 until it leaves the top surface 20 bundled as a second magnetic flux 22. By focusing on a top surface 20, which is adapted to the surface of the second coil 10 of the arrangement, it is achieved that a larger proportion of the first magnetic flux 5 flows through the second coil 2. Thus, the inductive coupling between both coils 2,3 is increased. In order that also the returning magnetic flux 23, ie the magnetic flux which has flowed through the surface of the second magnetic coil 10, can be supplied in bundled form to the first coil 2, it may be that a magnetic material return element 15 bundles the returning magnetic flux 23.
Fig. 3 zeigt eine Adaptervorrichtung 13, welche nach dem in Fig. 2 beschriebenen Konzept funktioniert. Die Adaptervorrichtung 13 ist zwischen einer ersten Spule 2 und einer zweiten Spule 3 angeordnet. Die erste Spule 2 ist eine Spule einer Ladevor¬ richtung 4, welche dazu eingerichtet ist, eine Empfängervor¬ richtung 24 mittels eines induktiven Ladevorgangs aufzuladen. Die Ladevorrichtung 4 kann eine Ladeelektronik 6 umfassen, welche mit der ersten Spule 2 über eine elektrische Leitung 25 verbunden ist. Die Ladeelektronik 6 kann einen Strom bereitstellen, welcher den ersten magnetischen Fluss 5 in der ersten Spule 2 bewirkt. Der erste magnetische Fluss 5, welcher von der ersten Spule 2 erzeugt wurde, kann gebündelt durch die Fläche der ersten Spule 9 verlaufen. Die Fläche, welche sich auf der anderen Seite der Spule befindet kann von einer Magnetwerkstoffplatte 26 bedeckt sein. Dadurch kann der rückläufige magnetische Fluss 23 gebündelt in die erste Spule 2 rückgeführt werden. Die zweite Spule 3 kann zu einer Empfängervorrichtung 24 gehören und eine andere FlächeFig. 3 shows an adapter device 13, which works according to the concept described in Fig. 2. The adapter device 13 is arranged between a first coil 2 and a second coil 3. The first coil 2 is a coil of a charging process ¬ direction 4 which is adapted to charge a 24 Empfängervor ¬ direction by means of an inductive charging process. The charging device 4 may include a charging electronics 6, which is connected to the first coil 2 via an electrical line 25. The charging electronics 6 can provide a current which causes the first magnetic flux 5 in the first coil 2. The first magnetic flux 5 generated by the first coil 2 may be bundled by the surface of the first coil 9 are lost. The surface which is on the other side of the coil may be covered by a magnetic material plate 26. As a result, the retrograde magnetic flux 23 can be bundled back into the first coil 2. The second coil 3 may belong to a receiver device 24 and another surface
10 als die erste Spule 9 aufweisen. Hinter der zweiten Spule 3 kann ebenfalls eine Magnetwerkstoffplatte 26 angeordnet sein, um einen rückläufigen magnetischen Fluss 23 bündeln zu können. Die zweite Spule 3 kann elektrisch leitend mit einer Empfänger- elektronik 7 verbunden sein. Die Adaptervorrichtung 13 kann zwischen der Ladevorrichtung 4 und der Empfängervorrichtung 24 angeordnet sein. Die Anordnung kann so ausgerichtet sein, dass die Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses 19 deckungsgleich über der Fläche der ersten Spule 9 angeordnet ist. Die Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses 19 kann mit der Grundfläche 18 des Magnetwerkstoff- kernelements 14 in ihren Abmessungen bevorzugt identisch sein oder sich um höchstens 30% von dieser unterscheiden. Eine Gesamtfläche zum Abgeben des zweiten magnetischen Flusses 21 kann bevorzugt mit der Deckfläche 20 des Magnetwerkstoffkernelements 14 identisch sein oder sich um höchstens 30% von dieser unterscheiden und deckungsgleich unter der Fläche der zweiten Spule 10 angeordnet sein. Aufgrund der Konzentration des magnetischen Flusses auf eine kleinere Fläche kann eine magnetische 10 as the first coil 9 have. Behind the second coil 3, a magnetic material plate 26 can also be arranged in order to be able to concentrate a retrograde magnetic flux 23. The second coil 3 may be electrically connected to a receiver electronics 7. The adapter device 13 may be arranged between the charging device 4 and the receiver device 24. The arrangement may be oriented so that the total area for receiving the first magnetic flux 19 is arranged congruently over the surface of the first coil 9. The total area for receiving the first magnetic flux 19 may preferably be identical or differ from the base area 18 of the magnetic material core element 14 in its dimensions by at most 30%. A total area for discharging the second magnetic flux 21 may preferably be identical to the top surface 20 of the magnetic material core element 14 or may differ from it by at most 30% and be arranged congruently below the surface of the second coil 10. Due to the concentration of magnetic flux on a smaller area, a magnetic flux can be generated
Flussdichte des ersten magnetischen Flusses 27 geringer sein als eine Flussdichte des zweiten magnetischen Flusses 28. Damit eine vorbestimmte Positionierung der Fläche der zweiten Spule 10 über der Deckfläche 20 ermöglicht werden kann, kann das Gehäuse der Adaptervorrichtung 29 ein Ablageprofil 30 aufweisen, in welches die Empfängervorrichtung 24 positioniert werden kann, wobei die Gesamtfläche zum Abgeben des zweiten magnetischen Flusses 21 und die Fläche der zweiten Spule 10 bevorzugt deckungsgleich übereinander liegen, wodurch eine optimale magnetische Kopplung ermöglicht wird. Das Ablageprofil 30 kann eine Form aufweisen, welche dazu führt, dass die Magnetwerkstoffplatte 26 hinter der zweiten Spule 3 eine vorbestimmte Position bezüglich des Magnetwerkstoffrückführelements 15 aufweist, wodurch eine optimale Rückführung des rücklaufenden magnetischen Flusses 23 ermöglicht wird. Das Magnetwerkstoffrückführelement 15 kann angepasst sein an die Form der Empfängervorrichtung 24 mit möglichst geringem Abstand zur Magnetwerkstoffplatte 26 und sich an der Innenseite des Gehäuses der Adaptervorrichtung 29 be- finden. Die Adaptervorrichtung kann ein Auflageprofil 31 umfassen, welches auf die Form der Ladevorrichtung 4 angepasst ist. Es ist beispielsweise möglich, dass die Form des Auflageprofils 31 so an die Ladevorrichtung 4 angepasst ist, dass die Fläche der ersten Spule 9 gegenüber der Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses 19 angeordnet ist. The flux density of the first magnetic flux 27 may be less than a flux density of the second magnetic flux 28. In order to allow a predetermined positioning of the surface of the second coil 10 above the top surface 20, the housing of the adapter device 29 may have a shelf profile 30 into which the receiver device 24 can be positioned, wherein the total area for discharging the second magnetic flux 21 and the surface of the second coil 10 are preferably congruent to each other, whereby an optimal magnetic coupling is made possible. The storage profile 30 may have a shape which causes the magnetic material plate 26 behind the second coil 3 has a predetermined position with respect to the magnetic material return element 15, whereby an optimal return of the returning magnetic flux 23rd is possible. The magnetic material return element 15 may be adapted to the shape of the receiver device 24 with the smallest possible distance to the magnetic material plate 26 and located on the inside of the housing of the adapter device 29. The adapter device may comprise a support profile 31 which is adapted to the shape of the loading device 4. It is for example possible that the shape of the support profile 31 is adapted to the charging device 4, that the surface of the first coil 9 is arranged opposite to the total surface for receiving the first magnetic flux 19.
Fig. 4 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausführung der Adaptervorrichtung 13. Dargestellt sind die besagten Spulen 2, 3der Ladeanordnung 1, wobei zwischen den Spulen 2,3 eine erfindungsgemäße Adaptervorrichtung 13 angeordnet ist. Die Adaptervorrichtung 13 kann eine Empfangsspule 16 aufweisen, deren Fläche 32 möglichst deckungsgleich über der Fläche der ersten Spule 9 der Ladeanordnung 1 angeordnet sein kann. Die Adaptervorrichtung kann eine Sendespule 17 umfassen, deren Fläche 33 möglichst deckungsgleich gegenüber der Fläche der zweiten Spule 10 der Ladeanordnung 1 angeordnet sein kann. Die beiden Spulen 16, 17 der Adaptervorrichtung 13 können miteinander durch eine elektrische Leitung 25 verbunden sein. Dabei kann eine Adapterelektronik 34 zwischen beide Spulen 16,17 geschaltet sein. Wird von der Ladevorrichtung 4 ein sich zeitlich ändernder erster magnetischer Fluss 5 erzeugt, kann dieser die Fläche der Empfangsspule 32 der Adaptervorrichtung durchdringen und einen elektrischen Strom 11 induzieren. Dieser Strom 11 kann der Sendespule 17 über eine elektrische Leitung 25 zugeführt werden, wodurch ein zweiter magnetischer Fluss 22 durch die Sendespule 17 erzeugt werden kann. Der zweite magnetische Fluss 22 kann durch die Fläche der zweiten Spule 10 der Empfängervorrichtung 24 verlaufen, wodurch in dieser ein elektrischer Strom 11 induziert werden kann. Erfolgt eine direkte Weiterleitung des in der Empfangsspule 16 induzierten Stroms 11 zur Senderspule 17, ohne dass der Strom 11 beispielsweise in seiner Frequenz verändert wird, so handelt es sich um eine passive Adaptervorrichtung. Es kann sein, dass eine Wechselfrequenz des ersten magnetischen Flusses 5 von einer vorgegebenen Frequenz der zweiten Spule 3 abweicht. Dabei kann es sein, dass der in der Empfangsspule 16 induzierte Strom 11 mittels der Adapterelektronik 34 angepasst wird, indem die Frequenz des induzierten Stroms 11 geändert wird, damit durch die Senderspule 17 der zweite magnetische Fluss 22 mit der notwendigen Frequenz erzeugt wird. Es kann auch sein, dass die Ladevorrichtung 4 und die Empfängervorrichtung 24 dazu eingerichtet sind, über die magnetischen Flüsse 5,22 zu kom¬ munizieren, indem diese beispielsweise durch kodiertes Zu- schalten einer Last moduliert werden. Dies kann beispielsweise erforderlich sein um einen Ladevorgang, geregelt durch die Ladeelektronik 6, einleiten zu können. Dabei kann der Standard der Kommunikation der Ladevorrichtung 4 und der Empfängervorrichtung 24 voneinander abweichen, sodass eine Kommunikation zwischen beiden Vorrichtungen nicht direkt möglich ist. Die4 shows a schematic representation of a further embodiment of the adapter device 13. Shown are the said coils 2, 3 of the charging arrangement 1, wherein an adapter device 13 according to the invention is arranged between the coils 2, 3. The adapter device 13 may have a receiving coil 16, the surface 32 of which may be arranged as congruently as possible over the surface of the first coil 9 of the charging arrangement 1. The adapter device may comprise a transmitting coil 17, the surface 33 of which may be arranged as congruent as possible with respect to the surface of the second coil 10 of the charging arrangement 1. The two coils 16, 17 of the adapter device 13 may be connected to each other by an electrical line 25. In this case, an adapter electronics 34 may be connected between the two coils 16,17. If the charging device 4 generates a time-varying first magnetic flux 5, it can penetrate the surface of the receiving coil 32 of the adapter device and induce an electric current 11. This current 11 can be supplied to the transmitting coil 17 via an electrical line 25, whereby a second magnetic flux 22 can be generated by the transmitting coil 17. The second magnetic flux 22 may pass through the surface of the second coil 10 of the receiver device 24, whereby an electric current 11 may be induced therein. If a direct forwarding of the current 11 induced in the receiver coil 16 to the transmitter coil 17 occurs without the current 11 being changed in frequency, for example, then this is a passive adapter device. It may be that an alternating frequency of the first magnetic Flow 5 deviates from a predetermined frequency of the second coil 3. It may be that the induced current in the receiving coil 16 11 is adjusted by means of the adapter electronics 34 by the frequency of the induced current 11 is changed so that by the transmitter coil 17 of the second magnetic flux 22 is generated with the necessary frequency. It may also be that the charging device 4 and the receiver apparatus 24 are adapted to be modulated by the magnetic fluxes 5.22 to com municate ¬ by this switch, for example by coded supply a load. This may be necessary, for example, to initiate a charging process, regulated by the charging electronics 6. In this case, the standard of the communication of the charging device 4 and the receiver device 24 may differ, so that a communication between the two devices is not directly possible. The
Adapterelektronik 34 kann dabei derart eingerichtet sein, dass sie eine Kommunikation zwischen einer Ladevorrichtung 4 und einer Empfängervorrichtung 24 ermöglicht, indem sie den Strom 11 entsprechend wandelt. Auf den jeweils den Gesamtflächen 19,21 abgewandten Seiten der Spulen 16,17 der Adaptervorrichtung 13 können Magnetwerkstoffplatten 26 angeordnet sein, um den zweiten magnetischen Fluss 22 zu kanalisieren und Streufelder zu reduzieren . Fig. 5 zeigt eine Adaptervorrichtung 13, umfassend eine Emp¬ fangsspule 16 und eine Sendespule 17, welche nach dem in Fig. 4 beschriebenen Konzept funktioniert. Die Adaptervorrichtung 13 umfasst eine Empfangsspule 16 und eine Sendespule 17, welche gegenüber von zwei Spulen 2,3 der Ladeanordnung 1 ausgerichtet sind. Die Spulen 2,3 der Ladeanordnung und die Spulen 16,17 der Adaptervorrichtung 13 sind an der jeweils abgewandten Seite durch Magnetwerkstoffplatten 26 bedeckt. Die Empfangsspule 16 kann über eine elektrische Leitung 25 mit der Adapterelektronik 34 verbunden sein, damit der in der Empfangsspule 16 induzierte Strom 11 der Adapterelektronik 34 zugeleitet werden kann. Die Adapterelektronik 34 kann elektrische Energie 12 Zwischenspeichern und einen Sendestrom 11 an die Sendespule 17 leiten, wodurch der zweite magnetische Fluss 22 erzeugt werden kann. Der Sendestrom 11 kann durch die Adapterelektronik 34 so eingestellt sein, dass sich die Wechselfrequenz des zweiten magnetischen Flusses 22 von der Frequenz des ersten magnetischen Flusses 5 unterscheidet. Die Frequenz des zweiten magnetischen Flusses 22 kann mit einer Übertragungsfrequenz der Empfängervorrichtung 24 übereinstimmen . Adapter electronics 34 can be set up in such a way that they enable communication between a charging device 4 and a receiver device 24 by correspondingly converting the current 11. Magnetic material plates 26 may be arranged on the sides of the coils 16, 17 of the adapter device 13 facing away from the overall surfaces 19, 21 in order to channel the second magnetic flux 22 and to reduce stray fields. Fig. 5 shows an adapter device 13, comprising a Emp ¬ fang coil 16 and a transmission coil 17, which operates according to the process described in Fig. 4 concept. The adapter device 13 comprises a receiving coil 16 and a transmitting coil 17, which are aligned opposite two coils 2, 3 of the charging arrangement 1. The coils 2, 3 of the charging arrangement and the coils 16, 17 of the adapter device 13 are covered by magnetic material plates 26 on the respectively opposite side. The receiver coil 16 may be connected via an electrical line 25 to the adapter electronics 34 so that the current induced in the receiver coil 16 11 of the adapter electronics 34 can be fed. The adapter electronics 34 can direct electrical energy 12 buffers and a transmission current 11 to the transmitting coil 17, whereby the second magnetic flux 22 can be generated. The Transmission current 11 may be adjusted by the adapter electronics 34 so that the alternating frequency of the second magnetic flux 22 differs from the frequency of the first magnetic flux 5. The frequency of the second magnetic flux 22 may coincide with a transmission frequency of the receiver device 24.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Ladeadapter bereitgestellt werden kann. Overall, the example shows how a charging adapter can be provided by the invention.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Ladeanordnung 1 charging arrangement
2 erste Spule  2 first coil
3 zweite Spule  3 second coil
4 Ladevorrichtung  4 charging device
5 erster magnetischer Fluss  5 first magnetic flux
6 Ladeelektronik  6 charging electronics
7 Empfängerelektronik  7 receiver electronics
8 Streufluss  8 leakage flux
9 Fläche der ersten Spule  9 area of the first coil
10 Fläche der zweiten Spule  10 area of the second coil
11 Strom  11 electricity
12 elektrische Energie  12 electrical energy
13 Adaptervorrichtung 13 adapter device
14 Magnetwerkstoffkernelement  14 Magnetic material core element
15 Magnetwerkstoffrückführelement  15 magnetic material return element
16 Empfangsspule  16 receiver coil
17 Sendespule  17 transmission coil
18 Grundfläche 18 base area
19 Gesamtfläche zum Empfangen des ersten magnetischen  19 total area for receiving the first magnetic
Flusses  river
20 Deckfläche  20 deck area
21 Gesamtfläche zum Ausgeben des zweiten magnetischen  21 total area for outputting the second magnetic
Flusses  river
22 zweiter magnetischer Fluss  22 second magnetic flux
23 rücklaufender magnetischer Fluss  23 returning magnetic flux
24 Empfängervorrichtung  24 receiver device
25 elektrische Leitung  25 electrical line
26 Magnetwerkstoffplatte 26 magnetic material plate
27 Flussdichte des ersten magnetischen Flusses  27 flux density of the first magnetic flux
28 Flussdichte des zweiten magnetischen Flusses 29 Gehäuse der Adaptervorrichtung  28 Second magnetic flux flux density 29 Housing of the adapter device
30 Ablageprofil  30 storage profile
31 Auflageprofil 31 support profile
32 Fläche der Empfangsspule  32 area of the receiver coil
33 Fläche der Sendespule  33 surface of the transmitting coil
34 Adapterelektronik  34 adapter electronics

Claims

Patentansprüche claims
1. Adaptervorrichtung (13) für eine zwei Spulen (2,3) oder zwei Spulenarrays aufweisende induktive Ladeanordnung, 1. Adapter device (13) for a two coil (2,3) or two coil arrays inductive charging arrangement,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap¬ tervorrichtung (13) als ein Zwischenelement zum Anordnen zwischen den Spulen (2,3) oder Spulenarrays der Ladeanordnung (1) ausgestaltet ist und dazu eingerichtet ist, einen sich zeitlich ändernden ersten magnetischen Fluss (5) aus einer ersten der Spulen (2,3) oder Spulenarrays zu empfangen und mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses (5) einen sich zeitlich ändernden zweiten magnetischen Fluss (5) an die zweite der Spulen (2,3) oder Spulenarrays abzugeben, wobei bei der Adaptervorrichtung (13) eine Gesamtfläche (19) zum Empfangen des ersten magnetischen Flusses (5) und eine Gesamtfläche (21) zum Ausgeben des zweiten magnetischen Flusses (22) unterschiedlich groß sind. characterized in that the Adap ¬ tervorrichtung (13) is designed as an intermediate element for mounting between the coils (2,3) or coil array of the charging arrangement (1) and is adapted to a time varying first magnetic flux (5) from a first of the coils (2, 3) or coil arrays and to deliver a time-varying second magnetic flux (5) to the second of the coils (2, 3) or coil arrays by means of the received first magnetic flux (5). 13), a total area (19) for receiving the first magnetic flux (5) and a total area (21) for outputting the second magnetic flux (22) are different in size.
2. Adaptervorrichtung (13) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gesamtfläche zum Emp- fangen (19) des ersten magnetischen Flusses (5) um einen Faktor F größer ist als die Gesamtfläche zum Ausgeben (21) des Flusses, wobei der Faktor F mindestens 1,5 beträgt. 2. Adapter device (13) according to claim 1, characterized in that the total area for receiving (19) of the first magnetic flux (5) by a factor F is greater than the total area for outputting (21) of the flow, wherein the factor F is at least 1.5.
3. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die3. Adapter device (13) according to one of the preceding claims, characterized in that the
Adaptervorrichtung (13) zumindest ein Magnetwerkstoffkern- element (14) aufweist, wobei das Magnetwerkstoffkernelement (14) eine Form eines Kegelstumpfes oder eines Pyramidenstumpfes oder eine sich von einer Grundfläche (18) zu einer Deckfläche (20) verjüngende Form aufweist. Adapter device (13) at least one Magnetwerkstoffkern- element (14), wherein the Magnetwerkstoffkernelement (14) has a shape of a truncated cone or a truncated pyramid or from a base surface (18) to a top surface (20) tapered shape.
4. Adaptervorrichtung (13) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Grundfläche (18) des Magnetwerkstoffkernelements (14) mit einer der beiden Ge- samtflächen (19,21) übereinstimmt oder sich um höchstens 30% von dieser unterscheidet und die Deckfläche (20) des Magnetwerk¬ stoffkernelements (14) mit der anderen der beiden Gesamtflächen (19,21) übereinstimmt oder sich um höchstens 30% von dieser unterscheidet . 4. Adapter device (13) according to claim 3, characterized in that the base surface (18) of Magnetwerkstoffkernelements (14) coincides with one of the two Gesamtflächen (19,21) or at most 30% different from this and the top surface (20 ) of the magnetic working material ¬ core member (14) with the other of the two total areas (19,21) or differs from it by at most 30%.
5. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adaptervorrichtung (13) ein Magnetwerkstoffrückführelement (15) zum Rückführen eines rücklaufenden magnetischen Flusses (23) aufweist . 5. The adapter device according to claim 1, wherein the adapter device has a magnetic material return element for returning a returning magnetic flux.
6. Adaptervorrichtung (13) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Magnetwerkstoffrück¬ führelement (15) ein Magnetwerkstoffschalenkern/eine Magnet¬ werkstoffschale ist. 6. An adapter device (13) according to claim 5, characterized in that the magnetic material return ¬ guiding element (15) comprises a magnetic material core shell / ¬ is a magnetic material shell.
7. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adaptervorrichtung (13) zumindest eine Empfangsspule (16) und zumindest eine Sendespule (17) aufweist, wobei die zumindest eine Empfangsspule (16) insgesamt die Gesamtfläche zum Empfangen (19) des ersten magnetischen Flusses (5) bereitstellt und die zu¬ mindest eine Sendespule (17) die Gesamtfläche zum Ausgeben (21) des zweiten magnetischen Flusses (22) bereitstellt. 7. Adapter device (13) according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter device (13) has at least one receiving coil (16) and at least one transmitting coil (17), wherein the at least one receiving coil (16) total the total area for receiving (19 providing) of the first magnetic flux (5) and the at least ¬ a transmitting coil (17) the total area (21) for outputting the second magnetic flux (22) provides.
8. Adaptervorrichtung (13) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an der zumindest einen8. The adapter device (13) according to claim 7, characterized in that at least one of the at least one
Sendespule (17) und der zumindest einen Empfangsspule (16) j eweils eine Magnetwerkstoffplatte (26) an der von der j eweiligen Gesamtfläche (19,21) abgewandten Seite angeordnet ist, und die zumindest eine Sendespule (17) und die zumindest eine Emp- fangsspule (16) jeweils im Betrieb nur durch den magnetischen Fluss (5,22) einer der Gesamtflächen (19,21) durchflössen ist. The transmitting coil (17) and the at least one receiving coil (16) each have a magnetic material plate (26) disposed on the side away from the overall surface (19, 21), and the at least one transmitting coil (17) and the at least one receiving coil. Fangsspule (16) each in operation only by the magnetic flux (5,22) flows through one of the total surfaces (19,21).
9. Adaptervorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap- tervorrichtung (13) eine Adapterelektronik (34) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, elektrische Energie (12) der zumindest einen Empfangsspule (16) zu empfangen und an die zumindest eine Sendespule (17) zu übertragen. 9. Adapter device (13) according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the adapter device (13) comprises an adapter electronics (34) which is adapted to receive electrical energy (12) of the at least one receiving coil (16) and to transmit to the at least one transmitting coil (17).
10. Adaptervorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap¬ terelektronik (34) dazu eingerichtet ist, an den beiden Gesamtflächen (19,21) unterschiedliche Kommunikationsprotokolle zum jeweiligen Koordinieren eines Übertragungsvorgangs für den jeweiligen magnetischen Fluss (5,22) zu verwenden. 10. Adapter device (13) according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the Adap ¬ terelektronik (34) is adapted to the two total surfaces (19,21) different communication protocols for coordinating a respective transfer process for the respective magnetic flux ( 5,22).
11. Adaptervorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap- terelektronik (34) dazu eingerichtet ist, elektrische Energie (12) aus dem empfangenen ersten magnetischen Fluss (5) zwi- schenzuspeichern und mit der zwischengespeicherten elektrischen Energie (12) den auszusendenden zweiten magnetischen Fluss (22) mit einer anderen Frequenz als einer Frequenz des empfangenen ersten magnetischen Flusses (5) durch Schalten eines 11. Adapter device (13) according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the adapter terelektronik (34) is adapted to intervene electrical energy (12) from the received first magnetic flux (5) and stored with the cached electrical Energy (12) to be emitted second magnetic flux (22) having a frequency other than a frequency of the received first magnetic flux (5) by switching a
elektrischen Stromes (11) zu erzeugen. electric current (11) to produce.
12. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Adapter device (13) according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap¬ tervorrichtung (13) ein Ablageprofil (30) zum Ablegen eines Geräts aufweist, wobei eine der Gesamtflächen (19,21) in dem Ablageprofil (30) vorgesehen ist. characterized in that the adapter ¬ device (13) has a storage profile (30) for depositing a device, wherein one of the total surfaces (19,21) in the storage profile (30) is provided.
13. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Adapter device (13) according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap¬ tervorrichtung (13) ein Auflageprofil (31) zum ausgerichteten Auflegen der Adaptervorrichtung (13) auf einer Ladevorrichtung aufweist, wobei eine der Gesamtflächen (30) in dem Auflageprofil (31) vorgesehen ist. characterized in that the adapter ¬ device (13) has a support profile (31) for aligned placement of the adapter device (13) on a loading device, wherein one of the total surfaces (30) in the support profile (31) is provided.
14. Adaptervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Adapter device (13) according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adap¬ tervorrichtung (13) dazu eingerichtet ist, Ladevorgänge mit einer Leistung bis zu 20 W durchzuführen. characterized in that the adapter ¬ apparatus (13) is adapted to carry out charging operations with a power up to 20W.
15. Verfahren zum Betreiben einer Adaptervorrichtung (13) für eine zwei Spulen (2,3) oder zwei Spulenarrays aufweisende induktive Ladeanordnung, 15. A method for operating an adapter device (13) for an inductive charging arrangement having two coils (2, 3) or two coil arrays,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
-ein erster sich zeitlich ändernder magnetischer Fluss (5) aus einer ersten der Spulen (2,3) oder Spulenarrays von einer als Zwischenelement zum Anordnen zwischen den Spulen (2,3) oder Spulenarrays der Ladeanordnung (1) ausgestalteten Adaptervorrichtung (13) empfangen wird, und a first time-varying magnetic flux (5) received from a first of the coils (2,3) or coil arrays of an adapter device (13) designed as an intermediate element for arranging between the coils (2,3) or coil arrays of the charging device (1) will, and
-mittels des empfangenen ersten magnetischen Flusses (5) ein zweiter sich zeitlich ändernden magnetischen Fluss (22) von der Adaptervorrichtung (13) an die zweite der Spulen (2,3) oder Spulenarrays abgeben wird,  by means of the received first magnetic flux (5) a second time-varying magnetic flux (22) will be delivered from the adapter device (13) to the second of the coils (2,3) or coil arrays,
wobei bei der Adaptervorrichtung (13) eine Gesamtfläche zum Empfangen (19) des ersten magnetischen Flusses (5) und eine Gesamtfläche zum Ausgeben (21) des zweiten magnetischen Flusses (22) unterschiedlich groß sind. wherein, in the adapter device (13), a total area for receiving (19) the first magnetic flux (5) and a total area for outputting (21) the second magnetic flux (22) are different in size.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019208815A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 Robert Bosch Gmbh Recording unit for a mobile device and system for charging an energy storage device of a mobile device
US11923696B2 (en) 2020-02-12 2024-03-05 Google Llc Passive adapter for magnetic inductive wireless charging

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110115430A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Nokia Corporation Wireless energy repeater
CN103326406A (en) * 2012-03-21 2013-09-25 东莞万士达液晶显示器有限公司 Portable electronic device
DE102014015192A1 (en) * 2014-10-15 2015-04-23 Daimler Ag Device for inductively charging an electrical energy store of a motor vehicle and motor vehicle
US20160006484A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 ConvenientPower HK Ltd. Wireless Power Adapter
US20160111207A1 (en) * 2012-02-23 2016-04-21 Tyco Electronics Nederland Bv Wireless power connector and wireless power connector system
US20160181822A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Intel Corporation Wireless power repeating
WO2016144193A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 Powerbyproxi Limited Wireless power transfer adaptor
US20170207660A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-20 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Non-contact power transmission apparatus and power transmission and reception apparatus
US9729003B1 (en) * 2016-12-21 2017-08-08 C-Corp International Co., Limited Wireless charging device and method thereof
EP3206280A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-16 Semiconductor Components Industries, LLC System and method for wireless charging of devices
US20170264141A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for adapting wireless power transfer between wireless power protocols

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110115430A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Nokia Corporation Wireless energy repeater
US20160111207A1 (en) * 2012-02-23 2016-04-21 Tyco Electronics Nederland Bv Wireless power connector and wireless power connector system
CN103326406A (en) * 2012-03-21 2013-09-25 东莞万士达液晶显示器有限公司 Portable electronic device
US20160006484A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 ConvenientPower HK Ltd. Wireless Power Adapter
DE102014015192A1 (en) * 2014-10-15 2015-04-23 Daimler Ag Device for inductively charging an electrical energy store of a motor vehicle and motor vehicle
US20160181822A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Intel Corporation Wireless power repeating
WO2016144193A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 Powerbyproxi Limited Wireless power transfer adaptor
US20170207660A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-20 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Non-contact power transmission apparatus and power transmission and reception apparatus
EP3206280A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-16 Semiconductor Components Industries, LLC System and method for wireless charging of devices
US20170264141A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for adapting wireless power transfer between wireless power protocols
US9729003B1 (en) * 2016-12-21 2017-08-08 C-Corp International Co., Limited Wireless charging device and method thereof

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