CN110784024B

CN110784024B - 用于感应地传输能量的方法和装置

Info

Publication number: CN110784024B
Application number: CN201910696080.1A
Authority: CN
Inventors: C.埃根特; E.赫尔维格; U.维赫特尔
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2024-07-05
Anticipated expiration: 2039-07-30

Abstract

为了在电磁炉中借助感应的谐振变压器在作为感应加热线圈的变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量，变压器线圈是变压器振荡回路的一部分并且接收器线圈是接收器振荡回路的一部分。

Description

用于感应地传输能量的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于在变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量的方法以及一种装置，用该装置能执行所述方法。

背景技术

感应的能量传输在技术领域内变得越来越重要并且例如由EP 2798911 B1公开。在此也存在WPC联盟，其致力于制定用于厨房用具的无线的能量供应的跨制造商的标准。在此，具有变压器线圈的变压器振荡回路处在变压器侧并且具有接收器线圈的接收器振荡回路处在接收器侧。两者分别有利地作为感应的谐振变压器工作。

发明内容

本发明的任务是，创造一种开头所述的方法以及一种适用于执行该方法的装置，用它们能解决现有技术的问题并且尤其能尽可能良好地实现感应的能量传输，特别是在使用电磁炉作为用于能量传输的装置时。

该任务通过一种根据本发明的用于在变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量的方法解决以及通过一种根据本发明的用于在变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量的装置解决。本发明的有利的以及优选的设计方案在下文中加以详细阐释。在此，特征中的一些特征仅针对方法或者仅针对装置加以阐释。但它们应当独立于彼此地自动地并且彼此独立地既适用于所述方法也适用于所述装置。

在所述方法中使用变压器线圈和接收器线圈，以便传输感应的能量。这有利地借助感应的谐振变压器完成。变压器线圈是变压器振荡回路的一部分，并且接收器线圈是接收器振荡回路的一部分。两个振荡回路优选还具有相应地定尺寸的容量或电容器。能量在此被感应地从变压器振荡回路传输给接收器振荡回路。这可以优选根据前述在WPC联盟中制定的标准完成，但不是必须的。

在变压器线圈中和/或接收器线圈中的磁场由铁氧体引导，其中，铁氧体布置在分别背对配对线圈(Gegenspule)的侧面上。铁氧体的可能的更密切的设计方案在下文中还会详细加以阐释。此外，在变压器线圈上/或在接收器线圈上在背对相应的配对线圈的侧面上布置有金属部分，有利地为面状构造的金属部分。金属部分可以例如是用于相应的线圈的支撑装置或也是屏蔽装置。在使用电磁炉作为按本发明的装置时，这优选可以是大面积的铝制的支撑板，在该支撑板上布置着至少一个变压器线圈。其用于机械地夹持(Halterung)变压器线圈或感应加热线圈以及用于为布置在其下的构件和组件屏蔽磁场。

在所述方法中监控流过变压器线圈的电流。该电流被这样限制或限定，使得在正在开始的饱和的区域中的铁氧体或者在铁氧体中感应出的磁通量达到可能的最大值，但按照可能性，不会有还要更高的电流流过变压器线圈。这个可能的最大值然后对应饱和。饱和可以在变压器线圈和/或在接收器线圈中出现。所谓的铁氧体的饱和感应此外随着其温度的渐增而下降，所谓的饱和感应因此也是与温度相关的。这意味着，铁氧体越热，那么在铁氧体中的饱和出现得越快或者在越小的电流下出现。在铁氧体的冷的状态下，因此可以使用流过变压器线圈的更高的电流并且因此传输更多的能量。当调节器调节到饱和的开始点时，这尤为适用。流过变压器线圈的电流在此被这样限制或限定，使得该电流最大超过这样一个饱和电流的5％至10％。在饱和电流下在铁氧体内出现了所述饱和。流过变压器线圈的电流因此可能略大，但不会大太多，有利地刚好仅大5％至10％。特别有利的是，流过变压器线圈的电流甚至限定在最大超过饱和电流2％，因此所述方法几乎在饱和极限上工作。

导致产生本发明的问题，当然在于，当铁氧体饱和时，磁场的一部分能侵入到所述的相邻的金属部分中并且在那里一方面可以造成不期望的变热。另一方面并且主要是能量传输的这些能量必然会丢失，因而能量传输的效率明显受到负面影响。最后，也还可能的是，变压器线圈的功率供应由于过高的电流而受到过强的负荷或甚至可能受损。

在本发明的有利的设计方案中，变压器线圈在用电磁炉执行所述方法时是电磁炉的感应加热线圈。特别有利的是仅用唯一感应加热线圈执行所述方法，其中，这种感应加热线圈和特别是它们的功率操控尤其构造用于此。

可以有利地规定，变压器线圈和变压器振荡回路布置在桌板下方，桌板作为常见的桌板能够用作家中的家具。这种有利地由木材、石头或其它非磁性的和非金属的材料制成的桌板可以具有最大60mm的厚度。厚度有利处在5mm和20mm或甚至是40mm之间的范围内。即使当在此设置有桌板时，那么所述装置在本发明的意义下至少也是灶(Kochfeld)，因为刚好也能用感应加热线圈烹饪。为此，可能可以将用于烹饪容器的单独的底垫由于加热问题安放到桌板上，但这本身不是问题。所述的桌板然后替代了其它的通常由玻璃陶瓷制成的灶板。这种具有桌板和在其下方的至少一个感应加热线圈的电磁炉然后可以构造得比普通的电磁炉大得多。至少一个感应加热线圈也可以以能运动的方式布置在其下方，因而该感应加热线圈可以被带到不同的位置上。如可以详细地实现的那样，技术人员由现有技术了解并且在此不需要对此作详细阐释。

在本发明的设计方案中，在变压器线圈上在背对接收器线圈的侧面上布置着面状的金属板作为前述的金属部分。这种面状的金属板具有是变压器线圈的面积的至少70％的面积，有利地至少和这个变压器线圈一样大。其可以用于，赋予变压器线圈坚固度并且首先也确保了向下的屏蔽。在金属板和变压器线圈之间的间距可以最大为50mm、有利地最大为10mm至20mm。这涉及到变压器线圈的线圈匝数(Spulenwindung)。面状的金属板可以具有缺口和开口，缺口和开口允许了变压器线圈和电缆套管或冷却装置的卡锁或固定。为了屏蔽，优选使用有高的铝份额或铜份额的能良好导电的金属。

在具有面状的金属板的本发明的前述设计方案中有利地规定，铁氧体布置在金属板和变压器线圈之间。它的厚度通常处在4mm和10mm的范围内，因而也可以遵循前述的有利的间距条件。

所述的铁氧体有利地构造成微长的和扁平的。铁氧体的宽度可以是厚度的两倍至十倍。铁氧体的长度可以是它的宽度的三倍至十倍。铁氧体优选这样布置在变压器线圈上，使得铁氧体在其中心区域中尤其指向几何中点。可以设置在二和十个之间的铁氧体。铁氧体有利地构造成相同的，但这不是强制性的。

为了识别到铁氧体的饱和的开始，存在多种可能性。在第一种基本的可能性中，可以计算或求取流过变压器线圈的电流的包络线的第一导数。包络线理解为是流过变压器线圈的电流的正的峰值的走势。这个走势可以例如由滑动(gleitenden)的峰值探测器求取，因而可以既观察到在电源电压上升时峰值的上升，也可以观察到在电源电压下降时峰值的下降。这个第一导数通过两个低通滤波器加以平滑，所述低通滤波器具有不同的时间常数。第二低通滤波器的时间常数在此是第一低通滤波器的时间常数的五倍至二十倍，特别是约十倍。优选可以规定，第一低通滤波器的时间常数对应流过变压器线圈的电流的周期持续时间的1.0倍至5倍。尤为优选其可以对应流过变压器线圈的电流的两倍的周期持续时间。

在此可能的是，当在流过变压器线圈的电流的包络线的第一低通滤波器之后的信号在至少0.3ms的持续时间内在流过变压器线圈的电流的20kHz和60kHz之间的开关频率下没有下降时，那么就识别到铁氧体的饱和的开始，其中，优选仅注意到在电源电压的过零后的2.5ms和5ms之间的时间窗，大多为50Hz或60Hz。在该时间窗内，在第一低通滤波器之后的信号因此在特定的持续时间内不应下降。特别有利的是在第一低通滤波器之后的信号在该时间窗内应当上升，以便可靠地识别到铁氧体的饱和的开始。通过求取在两个低通滤波器之后的信号走势，减小了计算耗费。

铁氧体的饱和原则上在大电流时出现，这就是说，饱和优选围绕正弦形的电源电压的最大值出现。在50Hz-电源中，最大值在过零后的5.0ms，在60Hz-电源中则已经在4.17msec。在理想的线性负载中，电流的第一导数按照+1至-1的最大值的余弦函数下降，在现实中，可能产生偏离余弦的行为，但此时第一导数连续地在电源半波的走势中下降。人们然后优选从分析中将围绕过零的区域除外，因为饱和在高电压时才出现，并且调节过程以及非线性在小的电流值下也可能是第一导数的短暂的上升的起因。因此有利地得出了前述的2.5ms。

作为第二种可能性，在该第一种可能性的变型方案中可以规定，当在第一低通滤波器之后的信号冲断在第二低通滤波器之后的信号并且保持得比至少0.2ms更长时，就识别到铁氧体的饱和的开始。信号有利地不仅保持得比至少0.2ms更长，而且甚至是0.5ms长。这意味着，在第一低通滤波器之后和第二低通滤波器之后的信号的相应的走势在流过变压器线圈的电流的包络线的过零和最大值之间的时间范围内相交，这就是说，电流的第一导数的下降的趋势发生反转，并且因此识别到饱和的开始。

作为第三种基本的可能性，当在电源电压的过零之后的2.5ms至5ms的时间窗内，用低通滤波器平滑的第一导数或电流的包络线的第一导数的滑动的平均值大致表现得恒定或上升时，就可以在形成流过变压器线圈的电流的包络线的第一导数之后识别到铁氧体的正在开始的饱和。在此，第一导数能向上或向下改变最大10％、优选最大7％。第一导数的值在至少0.3ms、优选0.5ms至1ms的时期期间不应变小，极限值特别是刚好可能处于10％或7％的上升。因此，当在所述的时间窗内包络线的第一导数表现得近似恒定或仅略微上升时，在此就识别到正在开始的饱和。

在此，可以在另一种设计方案中规定，也形成了流过变压器线圈的电流的包络线的第二导数。当在电流的包络线的过零之后的2.5ms和5ms之间的时间窗内，第二导数至少为1.0A/ms²时，就识别到正在开始的饱和。在这种情况下因此监控，第一导数在某种程度上上升得有多强烈。

作为第四种基本的可能性，可以在之前的步骤中记录用于流过变压器线圈的电流的包络线的参考曲线。当传输了最大能传输的能量的50％时，更确切地说最多50％或甚至正好50％时，就可以完成这一点。不管如何在离饱和还很远的状态中完成这一点。在紧接着监控流过变压器线圈的电流时，将该电流的包络线与参考曲线相比较。在此，为了可比性而有利地标准化两个曲线走势或使彼此协调一致。当流过变压器线圈的电流的包络线比所述的参考曲线大至少10％、优选至少20％时，就识别到正在开始的饱和。当包络线比参考曲线大至少20％或者相应地超过这个参考曲线时，优选就识别到所述饱和。

作为类似第二种可能性的其它的变型方案，可以规定，当流过变压器线圈的电流的第一导数在流过变压器线圈的电流的周期持续时间的十分之一和四分之一之间的时间窗中在下降的区域期间或在下降的区域中暂时重新上升时，就识别到正在开始的饱和。这种上升有利地在至少1μs内完成和/或上升了在这个时间点上的信号高度的至少10％。上升也可能仅为至少5％。

作为评估流过变压器线圈的电流的包络线的备选，相同的方法也能用于评估在中间回路中的所输入的电流，参看在图1中的电流i_DC或电源侧在整流器之前在那里的电流i_AC。

所述装置因此除了前述的变压器线圈或变压器振荡回路外首先也具有用于监控或求取流过变压器线圈的电流的器件。此外，所述装置还具有用于求取这个电流的第一导数和必要时第二导数的器件。所述装置额外在变压器线圈上具有铁氧体并且在其下方具有作为金属部分的支撑板。所述装置有利地是有多个感应加热线圈的电磁炉，多个感应加热线圈中的至少一个感应加热线圈构造连同操控用于执行前述方法。所述方法在随后还将详细阐释。

这些和其它的特征也来自说明书和附图，其中，单个的特征本身分别能单独地或成多个子组合的形式在本发明的实施方式中和在其它领域内实现，并且可能是在此要求保护的有利的以及保护性的实施方案。本申请在各个段落中以及中间标题中的划分不会限制处于这些段落和中间标题下的陈述的普适性。

附图说明

本发明的实施例在附图中示意性示出并且在下文中详细阐释。图中：

图1是用于执行所述方法的作为电磁炉(Induktionskochfeld)的按本发明的装置；

图2是流过变压器线圈的电流的走势和其在电源电压最大值(Netzspannungsmaximum)中求导的斜率；

图3是当在变压器线圈的铁氧体(Ferriten)中还没有出现饱和时，在伴随第一导数的走势和其经过不同的低通滤波器的两次平滑的电源半波期间流过变压器线圈的电流的包络线的走势；

图4和5分别示出了图3的图表，伴随正在开始的饱和以及强烈的饱和；

图6针对不同的饱和度示出了变压器电流的包络线的示图连同变压器电流关于时间的第一导数；以及

图7类似于图6的示图示出了相应的第二导数的示图。

具体实施方式

在图1中示出了按本发明的装置11，用该装置能执行按本发明的方法并且借助该装置能在下文中说明所述方法。装置11有利地是电磁炉，其例如也由DE 102012219040 A1可知。装置11具有变压器振荡回路13，接收器振荡回路23处在该变压器振荡回路上，有利地竖立到未示出的炉板(Kochfeldplatte)上。这两者通过磁场20耦合或借助感应的谐振变压器完成感应的能量传输(Energieübertragung)。

变压器振荡回路13具有变压器线圈15，该变压器线圈在此是感应加热线圈。其有利地由HF线圈绞合线(Spulenlitze)在一个平面中螺旋形地缠绕。在变压器线圈15下方布置有铁氧体16，更确切地说呈棒形并且沿径向方向分布。可以有六至十个铁氧体16。所述铁氧体有利地固定在、例如粘接在变压器线圈15的底侧上。它们备选可以在塑料支架中保持在该塑料支架上。这由用于建造电磁炉或感应加热线圈的现有技术公知。原本还有两个变压器电容器21a和21b属于变压器振荡回路13，它们完全在右边在电路图中示出。

变压器线圈15应当放置在面状的支撑板18上。这个支撑板有利地由铝制成，重要的是，该支撑板是低电阻的。备选的材料是铜或必要时是银合金。也由前述公开文本公知的支撑板18，一方面具有用于变压器线圈15、可能也还用于形式为装置11的电磁炉的其它感应加热线圈的支撑功能。此外，支撑板18为处于其下的电子的和电的构件屏蔽布置在该支撑板上的线圈的磁场。最后，支撑板18也还可以具有导热功能并且因此具有冷却功能以及设有用于固定或用于电缆套管(Kabeldurchführung)的开口或留空部。

在变压器线圈15上方刚好(eben)设置有接收器振荡回路23的接收器线圈25。接收器线圈有利地直接在变压器线圈15上方放置(auflegen)在扁平的壳体中或作为扁平的设备放置到炉板上。炉板在此没有示出，但很容易想象。取代通常由玻璃陶瓷制成的正常的炉板的是，也可以是有前述厚度和由前述材料制成的桌板或其它存放板(Ablageplatte)。用变压器线圈15也可以如用正常的感应加热线圈一样用对竖立于其上的烹饪容器的感应式加热进行烹饪。在特殊的运行方法中，刚好也可以完成感应式能量传输。在此，接收器线圈25可以和变压器线圈15相似地构造，特别是具有大致相同的大小或面积和形状。在接收器线圈的上侧上同样如在变压器线圈15中那样布置着并且固定着铁氧体26。在上方在接收器中也能考虑屏蔽，但在那里不是强制性的。此外，接收器振荡回路23还具有接收器电容器29和负载28，感应的能量最终应当能传输给所述负载或者负载应当被供以能量。这种负载28可以例如作为厨房用具以直立式搅拌器、烧水器(Wasserkochers)或类似物的形式存在，它们某种程度上而言在变压器线圈15上方竖立到盖上并且某种程度上而言无线地以感应的方式被供以能量。因为负载28基本上应当如其它的耗电器那样对应小型电器或厨房电器工作。就此而言变压器振荡回路13和接收器振荡回路23均按此设计，此外，以相应的方式需要用50Hz或60Hz的频率来操控变压器线圈15。就此而言，变压器电流的下文中要更为详细阐释的包络线对应50Hz或60Hz的这个频率。

为了操控变压器线圈15，变压器振荡回路13正好(ganz)在右下方具有第一变压器电容器21a并且在其上方具有第二变压器电容器21b。在变压器线圈15之前可以设置有用于检测作为流过变压器线圈的电流的变压器电流i_HF的抽头。在左旁设置有两个晶体管31a和31b用于操控变压器振荡回路13。通过中间回路电容器34使所述晶体管以常见的方式连接到整流器33上，整流器又与电源接头35连接。在那里能测量正常的交流电流i_AC。在电源接头35上的电源电压U_N刚好预先给定了50Hz的频率。也能测量经整流的电流i_DC。

具有晶体管31a和31b的逆变器用25kHz的频率运行变压器振荡回路13，但这个频率也可以更高或更低。当在烹饪运行期间，变压器线圈15作为感应加热线圈至少在作为推进运行的短暂的运行中能传输有直至3.7kW的功率的能量，所述能量然后被动地耦合到放上去的烹饪容器中以加热该烹饪容器时，可以在伴随感应式能量传输的运行中有利地持久传输直至2.4kW的功率。这是主动的能量传输，因为在用电器侧(Abnehmerseite)上也布置有振荡回路，即接收器振荡回路23。

在铁氧体16中，可能在感应式能量传输的运行中，与负载相关和与运行点相关地出现了变压器线圈15和接收器线圈25的磁通量的相加。这可能导致，铁氧体16在变压器线圈15中在比通常在感应式烹饪运行中出现的电流明显更小的电流下已经处于饱和，因为电流在烹饪容器内的相位角不会因谐振电容器而改变。若这些铁氧体16进入饱和，那么不再能被铁氧体吸收的和不再能引导的在一定程度上多余的磁通量在金属的支撑板18中感应出了涡流。这导致，有效的感应减小，但首先是变压器电流i_HF在操控不变时上升。因此一方面效率下降，这出于能效原因是不期望的。另一方面，可以由于过高的电流在变压器振荡回路13的操控中、特别是在晶体管31a和31b中产生了违背本意(ungewollte)的过载或发热。此外，铁氧体的饱和与温度相关。饱和极限通常随着温度上升而下降，可能甚至大幅下降，因而通过伴随更高温度的更长的运行同样更快地出现了按照本发明应当避免的饱和。这使得用预先给定的电流极限工作以避免铁氧体16中的饱和变得困难。当刚好应当用电磁炉的感应加热线圈感应地将能量传输到某种程度上而言主动的用电器或接收器中、如接收器振荡回路23中时，发明人在本发明的范畴内识别到饱和的这个问题。此外，铁氧体16的这种饱和刚好也因此而成了一个问题，即，在作为装置11的电磁炉中在其下方设置有支撑板18。

现在可以以不同的方式这样实现对变压器电流的调节，使得不出现或仅出现略微的饱和。这分别是一种饱和调节。

在图2中示出了流过变压器线圈15的变压器电流i_HF的走势连同其在电源电压最大值中的关于时间的第一导数。变压器电流i_HF本身用实线示出，并且第一导数用虚线示出。第一导数在约6μs时的略微上升表明，在铁氧体中存在正在开始的饱和，因此变压器电流i_HF再次逐渐(zunehmend)上升。因此饱和调节的可能性在于，检测变压器电流i_HF的走势并且形成了变压器电流的第一导数。倘若这在变压器电流的周期持续时间的十分之一、即4μs和周期持续时间的四分之一、即10μs之间的范围内在原本下降的区域中暂时上升，那么这是铁氧体16中开始饱和的征兆。这种上升应当持续至少1μs和/或是在这个时间点上的信号高度的至少5％或甚至至少10％。若存在这些条件或者满足这些条件，那么可以识别到在铁氧体16内的正在开始的饱和并且可以减小变压器电流i_HF，例如减小了10％或20％。变压器电流i_HF的第一导数的这种暂时的上升就不再出现，否则的话必须进一步减小变压器电流i_HF。

但所述的对变压器电流i_HF本身的检测连同其第一导数的形成，在测量技术上却不是非常简单，特别是涉及到所要求的准确度和高时间分辨率时。因此在开头所述的饱和调节的第一种可能性中，观察变压器电流的峰值或最大值的包络线，如其在图3至5中分别针对还没有饱和、正在开始的饱和以及强烈饱和所示那样。这条包络线当然也就是根据电源电压U_N作为有频率50Hz的正弦延伸。

在图3中用细的实线示出了变压器电流i_HF的峰值的包络线。不存在饱和，粗的点线则作为针对饱和的指示处于恒定的零。在此，在两个变型方案中用细线示出了包络线的第一导数，该包络线在此本身没有直接绘出。按照前述的第一种可能性，第一导数的这个信号通过有明显不同的时间常数的两个低通滤波器平滑。细的点划线(strichpunktiert)示出了在通过第一低通滤波器平滑后的第一导数的曲线。粗的实线示出了在通过第二低通滤波器平滑后的第一导数的曲线。具有较小的时间常数、有利地具有变压器电流本身的HF振荡的双倍周期持续时间的在第一低通滤波器后的用细的点划线示出的曲线，相对第一导数本身就没有太大改变。具有明显较大的时间常数、有利地具有HF振荡的十倍、可能至二十倍的周期持续时间的在第二低通滤波器之后的用粗的实线示出的曲线，在某种程度上而言明显更平缓或平滑。粗点线(gepunktet)是针对饱和的指示(Indikator)。

在图4中，针对在铁氧体16中正在开始的饱和示出了，在第二低通滤波器之后的用细的虚线示出(strichlierte)的信号在变压器电流的包络线的过零之后的3ms和5ms之间的时间窗内如何不再完全下降，在此尤其要注意所述信号。在约3.6ms时识别到，所述信号在此甚至略微上升，并且有快速的第一低通滤波器的第一导数的用细的点划线示出的曲线很容易冲断较慢的第二低通滤波器的用细的虚线示出的曲线。此外，在这个时间窗中，第二导数的用粗的实线示出的曲线从下方冲破x轴，这在图3中也还不是这样的情况。出于这个原因，用粗的点线示出的饱和的指示的走势在此也表明了上升。直至这个运行点，还能有利地借助装置11运行感应式能量传输，铁氧体16的饱和还较小，并且由此产生的损失同样还较小。

在图5中然后示出了再一次继续上升的或强烈的饱和。当在图3和图4之间包络线的最大的电流值仅上升了约10A时，该最大电流值在图5中现在上升了例如(etwas)大于20A。此外可以看到，在3ms和5ms之间的前述的时间窗中，用细的点划线示出的曲线的走势在第一低通滤波器之后强烈上升。此外，第二导数的用粗的实线示出的走势具有强烈的上升。用粗的点线示出的针对饱和的指示同样极为强烈上升并且在上方从图表伸出。识别到这种强烈的饱和的点，如在图4中那样用箭头在约3.8ms时示出。

此外，由图5的强烈的饱和可知，在第一低通滤波器之后的用细的点划线示出的曲线在约3.5ms上向上冲破在第二低通滤波器之后的用细的虚线示出的曲线，亦即在所述时间窗内，并且在例如大于1ms内在其上方延伸或比之更大。这也可以识别为是针对这种强烈饱和的指示，如上文阐释的那样。

按照饱和调节的另一个可能性，可以在观察在第二低通滤波器之后的用细的虚线示出的曲线时在包络线的过零后的3ms至5ms的前述时间窗内识别到，这条曲线在第二低通滤波器之后再一次明显上升，即从大约6A/ms上升到8A/ms，即上升了明显多于开头所述的7％或10％。这个上升的持续时间约超过0.5ms。这个时间窗尤其在3.5ms和4.1ms之间。

在两个低通滤波器之后的两条曲线中也可能的是，为了避免或抑制在测量信号时的噪声，在所述的3ms至5ms的时间窗中，对在两个信号之间的差，即在用细的点划线示出的第一低通滤波器后的走势和用粗的点划线示出的第二低通滤波器后的走势之间的差求积分，只要在第一低通滤波器之后的走势大于另一个走势。因此人们获得了一个强劲的信号，用该信号可以识别正在开始的饱和或已经明显开始的饱和。可以反过来调节，更确切地说，这于是相应始终也与何时正好在铁氧体16中出现了温度相关的饱和无关。

在图6中，与在图3至5中类似地针对具有流过变压器线圈的不同的峰值电流，即分别最大为38A、42A、50A和64A的不同的电流走势，示出了变压器电流的峰值的包络线的走势，更确切地说，从下往上渐增。它们分别用实线示出，因为它们很容易区分。三个较大的电流对应图3至5的示图。

与之前所说明的类似，在此也形成了分别示出的包络线的第一导数。用于38A的峰值电流的第一导数用细的实线示出，用于42A的峰值电流的第一导数用粗的实线示出，用于50A的峰值电流的第一导数用细的虚线示出并且用于64A的峰值电流的第一导数用粗的虚线示出。由图6可知，在包络线的过零之后在3ms和5ms之间的前述时间窗中，50A的峰值电流的第一导数大约在小波动下保持不变。在64A的峰值电流下和强烈的饱和时，相应的用粗的虚线示出的曲线明显上升，而其在两个较小的峰值电流下则分别还下降。

在图7中分别还示出了第二导数，更确切地说，以和针对有不同的峰值电流的走势相同的方式、如针对图6中的第一导数。在此可以识别到，在包络线过零之后的所示的在3ms和5ms之间的时间窗中，第二导数的用细的虚线示出的曲线在50A的峰值电流下稍微超过了所绘出的极限值1.0A/ms²，更确切地说超过了两次。由此也能识别到正在开始的饱和以及因此良好的调节点。此外，在此在图7中可以看到，用于下一个较小的峰值电流42A的第二导数在这个时间窗中明显保持在这个极限值之下。在峰值电流64A时走势的用粗的虚线示出的第二导数超过其多倍。因此通常也能限定(definieren)附加的条件，即，这样来限制(abregeln)变压器电流，使得第二导数在这个时间窗内应当处在1.0和1.5A/ms²或1.0和2A/ms²之间。

在此，在图中并没有示出记录有明显处于最大值之下的所传输的能量和紧接着的比较的用于变压器电流的包络线的参考曲线的再另一个前述的可能性。但这对技术人员来说是容易想象的和实现的，因此可以省去单独的示图。之前给出的说明在此完全足以详细解释(Ausführung)。

Claims

1.用于在变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量的方法，其中：

-变压器线圈是变压器振荡回路的一部分，

-接收器线圈是接收器振荡回路的一部分，

-能量从变压器振荡回路传输给接收器振荡回路，

-在变压器线圈和/或接收器线圈中的磁场由铁氧体引导，所述铁氧体布置在分别背对配对线圈的侧面上，

-在变压器线圈上和/或接收器线圈上在背对相应的配对线圈的侧面上布置有金属部分，

具有如下步骤：

-监控流过变压器线圈的电流并且这样限制或限定所述电流，使得铁氧体在正在开始饱和的区域内或在铁氧体中感应出的磁通量达到可能的最大值，其中，所述可能的最大值对应饱和，

-为此这样来限制或限定流过变压器线圈的电流，使得电流最大超过这样一个饱和电流的5％至10％，在所述饱和电流下在铁氧体中开始饱和。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器线圈和所述接收器线圈作为感应的谐振变压器运行。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，流过所述变压器线圈的电流限制在最大超过饱和电流2％。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用电磁炉的感应加热线圈执行。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在变压器线圈的背对接收器线圈的侧面上布置有面状的金属板作为金属部分，其中，面状的金属板具有是所述变压器线圈的面积的至少70％的面积。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述面状的金属板至所述变压器线圈的间距最大为50mm。

7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铁氧体布置在所述面状的金属板和所述变压器线圈之间。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁氧体构造成细长的。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以如下方式识别到所述铁氧体的饱和的开始，即，求取流过所述变压器线圈的电流的包络线的第一导数或由电源输送给变压器线圈的电流的包络线的第一导数，其中，所述第一导数通过两个有不同的时间常数的低通滤波器加以平滑。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，第一低通滤波器的时间常数对应流过所述变压器线圈的电流的周期持续时间的1.0倍至5倍。

11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，第二低通滤波器的时间常数是第一低通滤波器的时间常数的5倍至20倍。

12.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，当在第一低通滤波器之后的信号在至少0.3ms的持续时间内没有在流过变压器线圈的电流的包络线的过零之后的2.5ms和5ms之间的时间窗内下降时，才识别到所述铁氧体的饱和的开始。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，当在第一低通滤波器之后的所述信号在流过所述变压器线圈的电流的包络线的过零之后的2.5ms和5ms之间的时间窗内上升时，仅在这种情况下识别到所述铁氧体的饱和的开始。

14.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，当在第一低通滤波器之后的信号超越在第二低通滤波器后的信号并且保持比在第二低通滤波器后的信号大至少0.2ms时，识别到铁氧体的饱和的开始。

15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，形成了流过所述变压器线圈的电流的包络线的第一导数，并且当在流过所述变压器线圈的电流的包络线的过零之后2.5ms至5ms的时间窗内，所述第一导数保持恒定，或者在至少0.3ms的时期期间向上上升了至少7％，就识别到正在开始的饱和。

16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，也形成流过所述变压器线圈的电流的包络线的第二导数，并且当在流过所述变压器线圈的电流的包络线的过零之后的2.5ms和5ms之间的时间窗中所述第二导数至少为1.0A/ms²时，就识别到正在开始的饱和。

17.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在之前的步骤中，记录用于流过所述变压器线圈的电流的包络线的参考曲线，其中，在此所传输的能量最多为最大能传输的能量的50％，其中，紧接着在监控流过变压器线圈的电流时将该电流的包络线与参考曲线相比较，其中，在此标准化两个曲线走势，并且当流过所述变压器线圈的电流的包络线至少比参考曲线大10％时，就识别到正在开始的饱和。

18.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，监控流过所述变压器线圈的电流，并且形成了该电流关于时间的第一导数，其中，当所述第一导数在流过所述变压器线圈的电流的周期持续时间的十分之一和周期持续时间的四分之一之间的时间窗内在下降的区域内暂时上升时，就识别到正在开始的饱和。

19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述第一导数在流过所述变压器线圈的电流的周期持续时间的十分之一和周期持续时间的四分之一之间的时间窗内在下降的区域内在至少1μs期间暂时上升时，就识别到正在开始的饱和。

20.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述第一导数在流过所述变压器线圈的电流的周期持续时间的十分之一和周期持续时间的四分之一之间的时间窗内在下降的区域内上升了在这个时间点上的信号高度的至少10％时，就识别到正在开始的饱和。

21.用于在变压器线圈和接收器线圈之间感应地传输能量的装置，具有：

-变压器振荡回路，其具有用于借助谐振变压器将能量从变压器振荡回路传输给接收器振荡回路的变压器线圈，其中，接收器振荡回路具有接收器线圈并且有待供以能量的负载悬挂在所述接收器线圈上，

-在变压器线圈的背对接收器线圈的侧面上的铁氧体，以便在变压器线圈内引导磁场，

-在铁氧体下方在变压器线圈上的面状的金属部分，

-用于监控流过变压器线圈的电流的器件，

-器件，用于这样来限制或限定流过变压器线圈的电流，使得铁氧体在正在开始饱和的区域内或在铁氧体中感应出的磁通量达到可能的最大值，其中，所述可能的最大值对应饱和，以及用于这样来限制或限定流过变压器线圈的电流，使得电流最大超过这样一个饱和电流的5％至10％，在所述饱和电流下，在铁氧体中开始饱和。

22.按照权利要求21所述的装置，其特征在于，所述变压器线圈和所述接收器线圈是感应的谐振变压器或作为感应的谐振变压器加以布线。

23.按照权利要求21所述的装置，其特征在于，所述变压器线圈和所述变压器振荡回路布置在有60mm的最大厚度的桌板下方。