DE10045087A1

DE10045087A1 - Anordnung zum Laden eines Akkumulators durch Nutzung von Hochfrequenzenergie

Info

Publication number: DE10045087A1
Application number: DE10045087A
Authority: DE
Inventors: Kurt Aretz; Edgar Bolinth; Ralf Kern; Henrik Wagener
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-04-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Laden eines Akkumulators (5) durch Nutzung von Hochfrequenzenergie. Eine Antenne, ein Gleichrichter (2) sowie ein Bandpaßfilter (3) dienen zur Aufnahme der Hochfrequenzenergie eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes und zur Umsetzung dieser Energie in einen elektrischen Strom. Eine Steuerschaltung (4) dient zur Regelung des Ladestroms für einen nachgeschalteten Akkumulator (5) und zur Einstellung des Bandpaßfilters (3).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des La dens eines Akkumulators durch Nutzung der Hochfrequenzenergie eines in der Luft vorhandenen Hochfrequenzenergiefeldes.

Bei schnurlosen Anwendungen (z. B. Handy, Armbanduhr) besteht eines der Hauptprobleme in der Bereitstellung der für den Be trieb notwendigen Energie.

Diese technischen Geräte haben in der Regel einen Akkumula tor, der von Zeit zu Zeit aufgeladen bzw. erneuert werden muß. Andere Ansätze sehen beispielsweise die Umsetzung von Bewegungsenergie in elektrische Energie als mögliche Energie quelle vor (z. B. Armbanduhren).

Der Aufladevorgang geschieht nicht autonom. Dadurch ist der Nutzer in der Bedienung des Geräts häufig eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein autonomes Auf laden während der Normalnutzung des Geräts zu gewährleisten und damit das Gerät bedienungsfreundlicher zu machen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Energieversorgung der technischen Anwendungen dadurch bereit gestellt wird, indem die in der "Luft" vorhandene Energie so zusagen "angezapft" wird. Zur Aufnahme der Hochfrequenzener gie eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes, das von ei nem Sender in die Luft abgegeben wird, und zur Umsetzung die ser Energie in einen elektrischen Strom dient eine Antenne sowie ein Gleichrichter und ein Bandpaßfilter. Letzteres sorgt dafür, daß die Umwandlung in eine für die schnurlose Anwendung brauchbare Energieform sowohl breitbandig als auch frequenzadaptiv geschehen kann, d. h. daß nur bestimmte Frequenzbereiche für die Energieversorgung genutzt werden. Eine Steuerschaltung dient zur Einstellung des Bandpaßfilters, re gelt aber auch den Ladestrom, so daß ein optimales Aufladen des nachgeschalteten Akkumulators gewährleistet ist.

Effizient wird die Anordnung dadurch, daß die in der Luft be findliche Energie nicht alleine als Signal zwecks Datenüber tragung genutzt wird (wie z. B. beim Handy), sondern auch für die Energieversorgung. Insbesondere ist hier die Frequenz adaptivität eine Ausführungsform, die zur effizienten Nutzung führt, ohne das eigene, für die Datenübertragung zu nutzende Frequenzband zu beeinträchtigen.

Die Anordnung kann als eine drahtlose Kommunikations einrichtung, zum Beispiel als Mobiltelefon, ausgebildet sein. Eine andere Art der Verwendung wäre beispielsweise die Verwendung als Kofferradio, Armbanduhr, PDA etc.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zum Laden eines Akkumulators durch Nutzung von Hochfrequenzenergie bean sprucht, bei dem die Aufnahme der Energie eines elektromagne tischen Hochfrequenzfeldes und Umsetzung dieser Energie in einen elektrischen Strom beispielsweise durch eine Antenne, einen Gleichrichter und einen Bandpaßfilter erfolgt. Zur Re gelung des Ladestroms für einen nachgeschalteten Akkumulator und Einstellung des Bandpaßfilters kann eine Steuerschaltung vorgesehen sein. Die elektrische Energie wird anschließend in einen Akkumulator gespeichert.

Das Verfahren kann durch die Regelung der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz des bzw. der Filter durch die Steuerschal tung optimiert werden, die so eine optimale Ladung des Akku mulators gewährleistet.

Weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels bezugnehmend auf die begleitende Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch die Anordnung zum Laden ei nes Akkumulators durch Nutzung von Hochfrequenzenergie.

In der Figur ist eine Antenne 1 dargestellt, die zur Aufnahme der Hochfrequenzenergie eines elektromagnetischen Hochfre quenzfeldes und zur Umsetzung dieser Energie in einen elekt rischen HF-Strom dient. Die Antenne 1 kann als unsymmetrische Monopol-Antenne oder als symmetrische Dipol-Antenne ausgebil det sein. Der nachgeschaltete Gleichrichter 2 ist als Einweg- Gleichrichter, aber auch als Zweiweg-Gleichrichter oder als Gleichrichter mit Spannungsvervielfachung denkbar.

Um das für die Datenübertragung zu nutzende Frequenzband nicht zu beeinträchtigen (z. B. Handy) ist eine Ausführungs form der Frequenzadaptivität notwendige Bedingung. Hierzu dient ein Bandpaß-Filter 3, dessen Mittenfrequenz und Band breite jeweils fest oder variabel sein kann. Das heißt, das Filter hat entweder feste Mittenfrequenz und feste Bandbrei te, variable Mittenfrequenz und feste Bandbreite, feste Mit tenfrequenz und variable Bandbreite, variable Mittenfrequenz und variable Bandbreite, oder ist eine Kombination dieser Filter. Die Regelung der Bandbreite und/oder der Mittenfre quenz des bzw. der Filter erfolgt durch eine Steuerschaltung 4 so, daß Bandbreite und Mittenfrequenz des Filters auf den maximal zulässigen Ladestrom geregelt werden. Die Steuer schaltung überwacht also den Ladestrom, so daß dieser einen Grenzwert nicht überschreitet. Dies hat den Vorteil, daß der Ladevorgang auch dann erfolgen kann, wenn das Handy gerade nicht in Betrieb ist.

Dabei ist es denkbar, für den Ladevorgang eine separate An tenne zu verwenden. Im andern Fall dient zur Aufnahme der Hochfrequenzenergie die gleiche Antenne, die auch zur Daten übertragung verwendet wird.

Claims

1. Anordnung zum Laden eines Akkumulators (5) durch Nutzung von Hochfrequenzenergie, aufweisend

- eine Antenne (1) zur Aufnahme der Hochfrequenz-Energie ei nes elektromagnetischen Hochfrequenz-Feldes und zur Umsetzung dieser Energie in einen elektrischen Strom, einen Gleichrich ter (2), ein Bandpaß-Filter (3), sowie eine Steuerschaltung (4) zur Regelung des Ladestroms für einen nachgeschalteten Akkumulator (5) und zur Einstellung eines Bandpaß-Filters.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (1) als unsymmetrische Monopol-Antenne oder als symmetrische Dipol-Antenne ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (2) als Einweg-Gleichrichter, Zweiweg- Gleichrichter oder Gleichrichter mit Spannungsvervielfachung ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Bandpaß-Filter (3) ein Filter mit fester Mittenfre quenz und fester Bandbreite,
ein Filter mit variabler Mittenfrequenz und fester Bandbrei te,
ein Filter mit fester Mittenfrequenz und variabler Bandbrei te,
ein Filter mit variabler Mittenfrequenz und variabler Band breite,
oder eine Kombination dieser Filter ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz des bzw. der Filter durch die Steuerschaltung (4) dergestalt erfolgt, dass eine optimale Ladung des Akkumulators (5) er reicht wird.

6. Drahtlose Kommunikationseinrichtung, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Drahtlose Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung als mobiles Telefon ausge bildet ist.

8. Kofferradio, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

9. Armbanduhr, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

10. PDA, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

11. Verfahren zum Laden eines Akkumulators (5) durch Nutzung von Hochfrequenzenergie aufweisend die folgenden Schritte:

- Aufnahme der Energie eines elektromagnetischen Hochfre quenz-Feldes und Umsetzung dieser Energie in einen elektri schen Strom, und
- Speichern der elektrischen Energie in den Akkumulator (5).

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt der Regelung des Ladestroms für einen nachge schalteten Akkumulator (5) und Einstellung des Bandpaß- Filters (3) durch eine Steuerschaltung (4).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz des bzw. der Filter (3) durch die Steuerschaltung (4) eine optimale Ladung des Akkumulators (5) gewährleistet.