CN110797984A - 感应式地将能量传输至设备门的电的家用设备 - Google Patents

Abstract

一种电的家用设备比如洗衣机，其包括设备主体(12)以及用于封闭所述家用设备的工作室的门(18)，该门可摆动移动地安置在所述设备主体上。在所述门上设置了由所述家用设备的供电系统(30)供电的电的负载装置，在有些实施方式中，该负载装置由一个或多个发光显示部件(28)构成。根据本发明，为了给所述负载装置供电，所述供电系统包括设置在所述设备主体上的第一子构件组(32)以及设置在所述门上的第二子构件组(34)，其中，传输装置(38)使得第一和第二子构件组感应式地耦接。感应式地把能量从设备主体传输到门中，这避免了使用容易脏污的在所述门(18)关闭时相互接触的电的触点，也避免了使用明显受到弯曲负荷的电导线来跨接从设备主体到门的距离。

Description

感应式地将能量传输至设备门的电的家用设备

技术领域

本发明涉及一种电的家用设备(即家用电器)，其中，特别是将电能从设备主体传输至家用设备的门，以便给布置在该门上的一个或多个电的负载(消耗器)供应以所传输的电能。

背景技术

通常的家用设施电设备比如洗衣机、洗碗机、烤炉或冰柜具有设备主体，在该设备主体中形成了工作室，该工作室可被通常可摆动移动地安置在设备主体上的门封闭。根据家用设备的设备类型而定，工作室例如是湿室(洗涤室或冲洗室)、冷室(用于在冷冻点以上或/和以下冷冻地保存食品)或蒸煮室。

通常，在家用设备中，这里所考察的类型的电负载不仅位于设备主体中，而且目前也位于门中。例如，可以在门上布置照明显示部件，借助这些照明显示部件可以向使用者提供照明显示，例如参见WO 02/14593 A2。

在通常的解决方案中，门相对于设备主体的可移动性在电能从设备主体传递至门时导致问题。如果使用从设备主体伸入门中的电缆或线缆，这些电缆或线缆就必须一方面足够柔软，但另一方面也足以承受负荷，以便尽管频繁地受到弯曲负荷也不会折断。而若电能传输通过触点进行，这些触点在门关闭时彼此接触，由此使得从家用设备到门的电流回路闭合，则恐怕触点会脏污，进而恶化接触质量。

发明内容

本发明的目的因此是，即使在家用设备的较长的寿命情况下也能保证电能可靠地从设备主体传输至家用设备的门。在该问题的解决中，按照权利要求1的特征，本发明基于一种电的家用设备，其带有设备主体和用于封闭家用设备的工作室的门，该门可移动地、特别是可摆动移动地安置在设备主体上，其中，在门上设置了由家用设备的供电系统供电的电的负载装置。根据本发明，对于这种家用设备规定，供电系统包括设置在设备主体上的第一子构件组和设置在门上的第二子构件组以及用于使得第一和第二子构件组感应式地耦接的传输装置。由于供电系统的两个子构件组感应式地耦接，本发明能实现使得电能无接触地从设备主体传输到门中，由此避免了通常的解决方案的问题(电缆/线缆的弯曲负荷和可能会折断、裸露的电触点脏污)。

在有些实施方式中，传输装置包括至少一个线圈对，该线圈对带有设置在设备主体上的一次线圈和设置在门上的二次线圈，其中，在门关闭时，一次线圈和二次线圈处于彼此相对的或相互嵌接的位置。根据应用情况而定，传输装置可以引起或强或弱的电压变换，在有些情况下，在传输装置的二次侧的电压水平基本上等于在传输装置的一次侧的电压水平。因此，在本公开的范畴内，术语“传输装置”应做广义理解，并且应涵盖任何能实现无接触地、感应式地将能量从第一子构件组传输至第二子构件组的线圈装置(而无论线圈匝数的相对比例)。

在有些实施方式中，线圈对适当地布置在家用设备上，从而仅在门关闭时线圈对才产生有效的感应式耦接。这特别是在如下情况下实现：线圈对尽可能远离摆动铰链的摆动轴布置，借助于该摆动铰链将门安置在设备主体上。

在有些实施方式中，负载装置包括多个(至少两个)电的负载，这些负载可以特别是布置在门的不同的区域中，例如布置在洗衣机门的圆窗周围的不同区域中。虽然传输装置可以总共包括一个唯一的线圈对，其中，门的全部的电负载都由可在(唯一的)二次线圈上截取的二次交流电压间接地或直接地予以供电。但也可考虑的是，传输装置包括多个或者说多组至少两个线圈对，这些线圈对分别指配给负载装置的至少一个电负载或者说与负载装置的至少一个电负载相对应。

在有些实施方式中，负载装置包括至少一个特别是LED构造方式的光源部件。该光源部件可以特别是用于满足照明显示功能，即规定照明显示，其可以用于使得家用设备产生美观的图案，或/和采用让使用者易于理解的方式传输关于家用设备的工作状态的视觉信息。

在有些实施方式中，负载装置包括至少一个直流负载，例如发光二极管或/和集成电路。

对于传输装置的小的构造尺寸有益的是，以相对较高的频率的交流电压给传输装置的一次侧供电，该频率高于、特别是明显高于50或60Hz的通常的电网频率。这种高频的交流电压可以例如借助电子的开关电源由直流电压产生。相应地，在有些实施方式中规定，供电系统的第一子构件组被设计用于由直流电压产生一次交流电压，并把该一次交流电压施加到传输装置的一次侧，该一次交流电压的频率处于高于约500Hz或1kHz或5kHz或10kHz或15kHz或20kHz或25kHz的范围内。

可以预期的是，不仅供电电能从第一子构件组传输至第二子构件组，而且附加地传输某些控制信息，这些控制信息在第二子构件组中需要用来控制负载装置。例如，可以设定一些要把多个照明显示部件中的哪一个在什么时间点接通的控制信息。在有些实施方式中相应地规定，供电系统的第一子构件组被设计用于通过对施加在传输装置的一次侧的一次交流电压的频率调制来传输信息，其中，第二子构件组被设计用于通过对可在传输装置的二次侧截取的二次交流电压的解调来获取信息，并基于所获取的信息来控制负载装置。

在有些实施方式中，供电系统的第一子构件组被设计用于通过以至少一个调制频率对一次交流电压的基本频率的调制来传输信息，该调制频率是基本频率的非整数的多倍。基本频率与调制频率之间的合适地选择的比例保证了在二次信号中可良好地探测到传输的控制信息，该二次信号可在传输装置的二次侧截取。在有些情况下可考虑的是，分别借助单独的调制频率来传输不同类型的一种或/和多种控制信息，这些控制信息被指定用于门中的不同的电负载。

在有些实施方式中，一次交流电压具有不大于30伏或者不大于20伏或者不大于15伏的峰值。

附图说明

下面参照附图继续介绍本发明。

图1为根据一个实施例的前装型的家用洗衣机的正视图；

图2为图1的洗衣机的各个电组件的方框图。

具体实施方式

首先参见图1。这里所示的洗衣机整体地标有10。它代表一组不同类型的可以采用本发明的电的家用设备。原则上，本发明可以应用于任何如下情况：电的家用设备具有可移动地抵靠在设备主体上的门，且在门中具有一个或多个允许供应以电能的电负载。在所示例子情况下，洗衣机10具有机器壳体12，该机器壳体形成本发明意义下的设备主体(或其一部分)，并且在该机器壳体中采用本已公知的方式可旋转地安置着洗涤滚筒(未示出)。洗涤滚筒可以例如布置在浸滤容器(未示出)中，该浸滤容器容纳在机器壳体12内并且减振地安置在机器壳体12上。在机器壳体12的上面的操作区域中，洗衣机10采用同样本已公知的方式设有例如由可拉出的抽屉构成的洗涤剂填充入口14以及设有多个操作部件16，使用者可以借助这些操作部件将工作指令输入到洗衣机12中。

在面向使用者的机器正面，门18可摆动地或者说可枢转地安装在机器壳体12上。门18被设计成圆窗门，其带有圆窗20和环形地围绕圆窗20的框架22，在该框架上安置着把手24，以便使用者用手操作该门18。图1中用虚线在把手24的正对面示出了摆动铰链26，借助于该摆动铰链，门18围绕竖轴可摆动地固定在机器壳体12上。

洗衣机10含有供电系统，该供电系统以通常的方式通过电网电缆(未示出)可与供电电网连接，该供电电网提供介于例如约100～250伏之间的通常50或60Hz电网频率的供电电网电压。由洗衣机10的供电系统给布置在机器壳体12上或中的电的负载供电，所述负载例如是用于驱动洗涤滚筒的滚筒电机、洗衣机10的主控单元(未示出)或光电的显示部件，这些显示部件例如布置在洗衣机10的包含操作部件16的操作区域内部。但洗衣机10不仅含有在机器壳体12上或其内部的电的负载，而且它含有一个或多个布置在门18上的电的负载。

在所示例情况下，门侧的电的负载包括多个沿圆周方向围绕圆窗20分布的、布置在框架22上的照明显示部件28，这些照明显示部件可以纯粹地用于美观显示目的，或/和可以通过其照明状态向使用者通报关于洗衣机10的工作状态的信息。

在所示例情况下，照明显示部件28沿门圆周方向细长地构造。这些照明显示部件可以在整体上给使用者一种封闭的照明环的印象；但当然可考虑的是，沿圆周方向在相邻的照明显示部件28之间分别设置一定的间距(如图1中所示)。总之不言而喻的是，这些照明显示部件28的布置图案、数量和具体设计可任意地改变，并非本发明局限于图1的具体示出的实施例。这些照明显示部件28例如分别包括一个或多个发光二极管作为光源。在有些实施方式中，至少一部分照明显示部件28可以分别仅仅以唯一的一种颜色照明；而在其它实施方式中可以规定，至少一部分照明显示部件28可以有选择地被控制用于以不同的颜色照明。

照明显示部件28为了其工作而需要电能，所述电能必须从机器壳体12的区域输送到门18中。对于所述洗衣机10，能量传输以感应的方式进行，因而不需要必须在摆动铰链26的区域中从机器壳体12伸出进入门18中的电导线，也不需要在门18关闭时相互接触的电触点。为了详细地设计示范性的供电系统，现在补充地参见图2，该供电系统能实现将能量感应式地传输到门18中，并在那里传输给例如照明显示部件28形式的电的负载。那里所示的供电系统-整体地标有30-包括第一子构件组32以及第二子构件组34，第一子构件组的各组件布置在机器壳体12上或中，第二子构件组的各组件布置在门18上。第一子构件组32可与电网电源36连接，该电网电源提供例如大约110伏或大约220～240伏、大约50或60Hz的电网频率的电网交流电压。为了将能量从第一子构件组32传递到第二子构件组34上，供电系统30包括用虚线框示意性地示出的传输器38，该传输器带有一次线圈40和二次线圈42。一次线圈40是第一子构件组32的一部分并且布置在机器壳体12上，而二次线圈42是第二子构件组34的一部分并且布置在门18上。两个线圈40、42的安装位置确保在门18关闭时在两个线圈40、42之间存在良好的感应式耦接，而在门18打开时(包括门18局部地打开)两个线圈40、42彼此离开一段距离，从而不存在感应式耦接或者至少不存在至关重要的感应式耦接。因此在门18(局部地)打开时，无法以允许照明显示部件28工作的度量传输电能。这只有在门18关闭时才可行。二次线圈42在门18的框架22上例如布置在把手24的周围区域中，或者紧邻地布置在该把手的上方或下方。一次线圈40布置在机器壳体12上的相应位置，从而在门18关闭时两个线圈40、42彼此相对，例如相互嵌接。二次线圈42相对于摆动铰链26至少近乎正相对地布置，这导致在门18的开度比较小时就已经使得二次线圈42与一次线圈40之间的间距如此之大，以至于在两个线圈40、42之间不再产生有效的感应式耦接。

在有些实施方式中，可以设置多于一个的线圈对40、42。例如可考虑的是，第一线圈对的二次线圈42略微在把手24上方而第二线圈对的二次线圈42略微在把手24下方布置在框架22上。

对于传输器38的小的结构尺寸，在第一子构件组32中，电网电源36的比较低的电网频率被升高地转变为一位数、两位数或者甚至三位数的kHz范围。为此，第一子构件组32包括变频级44，该变频级通过对电网电源36的电网交流电压的整流和随后切断(斩断)所得到的直流电压而产生至少一个高频的交流电压，并提供给由控制单元46(例如微控制器)控制的驱动级48。最后，该驱动级48输出被施加到一次线圈40上的一次交流电压。该一次交流电压不仅是频率变换，而且在有些实施方式中也是电压变换。假设照明显示部件28需要例如大约5伏、12伏或24伏的工作电压，则一次交流电压具有至少近乎降低地变换为在负载侧所需要的电压水平的电压水平，从而传输器38不必引起或者至少不必引起明显的变压变换。从电网交流电压的电压水平到施加在一次线圈40上的一次交流电压的电压水平的电压变换可以在变频级44中或者在驱动级48中进行。

在有些实施方式中，变频级44产生两个或者甚至更多个分别具有不同频率的电压信号。这些电压信号中的第一电压信号例如用于能量传输，而至少一个第二电压信号用于信息传输。这些电压信号的频率相互间并非相差整数多倍，其中，信息电压信号的频率至少在有些实施方式中高于能量电压信号的频率。例如，能量电压信号可以具有约30kHz的频率，而信息电压信号可以具有约80kHz的频率。

在驱动级48中，在控制单元46的控制下，利用信息电压信号对能量电压信号予以频率调制，其中，例如按照二进制模式，能量电压信号的未调制的部分表示逻辑0，而能量电压信号的利用信息电压信号的频率予以频率调制的部分表示逻辑1(或者相反)。

在传输器38的二次侧，在二次线圈42中感应出二次交流电压，该二次交流电压在整流器50中与整流电压相同方向。解调器52在二次交流电压中根据一个或多个信息电压信号探测出存在高频信号分量，并从中求取出用作信息位流的二进制结果，该结果被提供给例如基于微处理器的控制单元54。控制单元54从整流器50获得相同方向的二次电压，并对照明显示部件28施加直流电压。在此，该控制单元可以根据由解调器52输出的信息位流的内容来跟随控制指令，这些控制指令例如规定了哪一个照明显示部件28应在什么时间或/和以何种方式工作。照明显示部件28的工作方式可以例如涉及显示颜色或/和接通时间或/和持久工作与闪烁工作之间的区别或/和闪烁频率。控制单元54通过对由解调器52提供的信息位流的解码来得知相应的控制指令。

Claims (9)

1.一种电的家用设备，具有设备主体和用于封闭所述家用设备的工作室的门，所述门能够移动地、特别是能够摆动移动地安置在所述设备主体上，其中，在所述门上设置了由所述家用设备的供电系统供电的电的负载装置，其特征在于，所述供电系统包括设置在所述设备主体上的第一子构件组和设置在所述门上的第二子构件组以及用于使得第一和第二子构件组感应式地耦接的传输装置。

2.如权利要求1所述的电的家用设备，其特征在于，所述传输装置包括至少一个线圈对，所述线圈对具有设置在所述设备主体上的一次线圈和设置在所述门上的二次线圈，其中，在门关闭时，所述一次线圈和所述二次线圈处于彼此相对的或相互嵌接的位置。

3.如权利要求2所述的电的家用设备，其特征在于，所述传输装置包括多组至少两个线圈对，这些线圈对分别与所述负载装置的至少一个电负载相对应。

4.如前述权利要求中任一项所述的电的家用设备，其特征在于，所述负载装置包括至少一个特别是LED构造方式的光源部件。

5.如前述权利要求中任一项所述的电的家用设备，其特征在于，所述负载装置包括至少一个直流负载，特别是发光二极管。

6.如前述权利要求中任一项所述的电的家用设备，其特征在于，所述供电系统的第一子构件组被设计用于由直流电压产生一次交流电压，并把所述一次交流电压施加到所述传输装置的一次侧，所述一次交流电压的频率处于高于约500Hz或1kHz或5kHz或10kHz或15kHz或20kHz或25kHz的范围内。

7.如前述权利要求中任一项所述的电的家用设备，其特征在于，所述供电系统的第一子构件组被设计用于通过对施加在所述传输装置的一次侧的一次交流电压的频率调制来传输信息，所述第二子构件组被设计用于通过对能够在所述传输装置的二次侧截取的二次交流电压的解调来获取信息，并基于所获取的信息来控制所述负载装置。

8.如权利要求7所述的电的家用设备，其特征在于，所述供电系统的第一子构件组被设计用于通过以至少一个调制频率对所述一次交流电压的基本频率的调制来传输信息，所述调制频率是所述基本频率的非整数的多倍。

9.如权利要求6～8中任一项所述的电的家用设备，其特征在于，所述一次交流电压具有不大于30伏或者不大于20伏或者不大于15伏的峰值。

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