DE10112892A1 - Vorrichtung zur Übertragung von Daten innerhalb eines Systems zur berührungsfreien induktiven Energieübertragung - Google Patents
Vorrichtung zur Übertragung von Daten innerhalb eines Systems zur berührungsfreien induktiven EnergieübertragungInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten innerhalb eines Systems zur berührungsfreien induktiven Energieübertragung beschrieben. Ein Primärstromleiter (2, 7, 8) dient außer zur Energieübertragung auch zur Übertragung von Daten. Erfindungsgemäß werden die Daten induktiv in den Primärleiter (2, 7, 8) ein- und ausgekoppelt (9, 10, 11 bzw. 14, 15, 16) (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenübertragung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, insbesondere zur Anwendung in Systemen für die induktive Energieüber
tragung an bewegliche Verbraucher.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (WO 98/57413) erfolgt die Nutzung des
Primärleiters sowohl für die Energieübertragung als auch für die Datenübertragung. Das
Energieübertragungssystem besteht dabei im Wesentlichen aus einer Wechselstromquelle,
die einen Wechselstrom in einen Primärleiter einprägt, und einem oder mehrerer Verbrau
chern, welche sich entlang des Primärleiters bewegen und durch induktive Kopplung die
Energie aus dem elektromagnetischen Feld des Primärleiters auskoppeln. In der Praxis hat
der Primärstrom eine Frequenz von ca. 20 KHz. Der Primärkreis umfasst einen Hin- und
einen Rückleiter, welche jeweils an ihrem einen Ende mit der Stromversorgungsquelle
verbunden sind und an ihrem jeweils anderen Ende miteinander verbunden sind. Der
Primärstromkreis kann als langgestreckte, im Wesentlichen parallele Leiteranordnung
ausgeführt sein, wobei normalerweise das Feld von Hin- und Rückleiter zur Energieüber
tragung genutzt wird. Der Primärstromkreis kann aber auch derart gestaltet sein, dass nur
der Hin- bzw. Rückleiter der direkten Energieauskopplung dient, wobei der jeweils andere
Leiter nur zur Stromrückführung benutzt wird. Diese Art der Primärleiterschleife kann so
eine beliebige Form erhalten. Das vom stromdurchflossenen Primärleiter erzeugte
Magnetfeld induziert in die Sekundärwicklung des Stromabnehmers einen Strom, der dann
normalerweise elektronisch aufbereitet wird und der Versorgung des beweglichen
Verbrauchers (z. B. Antrieb, Beleuchtung, Rechner) dienen kann.
Das hier beschriebene kontaktlose induktive Energieübertragungssystem kommt als Ersatz
für Schleifleitungen und Schleppkabel zur Anwendung. Seine Vorteile liegen u. a. in der
Potenzialtrennung und darin, dass die Fahrgeschwindigkeit des bewegten Verbrauchers
unabhängig von der Energieübertragung ist.
Bei derartigen Energieübertragungssystemen ist oft auch die Übertragung von Daten
innerhalb des Systems gewünscht, um z. B. einen bewegten Verbraucher zu steuern oder
diesen Daten zu einer Zentralstation senden zu lassen. Daher weist die bekannte Vor
richtung der oben beschriebenen Art zusätzlich ein System zur Datenübertragung auf, das
mit Übertragungsfrequenzen zwischen 100 MHz und 1 GHz arbeitet. Die Übertragung der
Daten erfolgt dabei unter Nutzung des Primärleiters, indem zwischen diesem und dem
Sender/Empfänger eine Kopplung hergestellt wird, die auf der Ausstrahlung und dem
Empfang elektromagnetischer Wellen mittels üblicher Antennen beruht. Dabei wird die
räumliche Anordnung des Primärleiters in Bezug auf die Grundfläche bzw. Führungskon
struktion genutzt, zu der dieser mit geringem Abstand angebracht ist. Diese mechanische
Führung des Primärleiters, die oft aus massiven Metall besteht, soll auf Grund ihrer
elektrischen Eigenschaften zur Leitung der Funkwellen benutzt werden, indem sich die
Wellen z. B. durch Reflektion an der Oberfläche entlang der Führung ausbreiten. Bedingt
durch die bei hohen Frequenzen auftretenden hohen Dämpfungswerte ist die Übertragung
von Daten mit dieser Technik auf relativ kurze Längen der Primärleiterschleife begrenzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Datenübertragung innerhalb der
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart zu ermöglichen, daß zwar
vorhandene Strukturen genutzt werden, ohne die Vorteile des Systems zu beeinträchtigen,
daß aber die Übertragung der Daten auch über relativ große Längen der Primärleiter
schleife möglich ist.
Diese Aufgabenstellung wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale einer
Datenübertragung über den Primärleiter mit induktiver Ein- und Auskopplung der Daten
gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der ohnehin
vorhandene Primärleiter neben der Energieübertragung auch unmittelbar selbst zur Datenübertragung
genutzt wird. Dabei werden die Vorteile einer hohen Fahrgeschwindigkeit des
Verbrauchers bei gleichzeitiger Potenzialtrennung beibehalten.
Nach Anspuch 2 können Hin- und Rückleiter zusammen oder nur einer der beiden Leiter
des Primärleiters zur Übertragung von Daten benutzt wreden. Die Nutzung von hin- und
Rückleiter bietet sich bei einer engen parallelen Streckenführung an. Bei einer anders
gestalteten Leiterschleife kann u. U. nur ein Leiter genutzt werden, weil der andere z. B.
aus einer massiven ausladenden Struktur, z. B. einer Metallkonstruktion gebildet wird.
Nach Anspruch 3 werden die Logikzustände der zu übertragenden digitalen Daten durch
die induktive Einkopplung unterschiedlicher Frequenzen in den Primärleiter übertragen.
Für eine binäre Datenübermittlung müssen also zwei Frequenzen, eine für LOW und eine
für HIGH übertragen werden, was im Wesentlichen einer Frequenzmodulation entspricht.
Die Frequenzen müssen einen ausreichenden Abstand zur Grundfrequenz des Primär
stroms aufweisen, um im Empfänger von dieser getrennt werden zu können.
Anspruch 4 beschreibt, dass mehrere Datenübermittlungen gleichzeitig stattfinden können.
Dazu sind z. B. bei n binären Datenströmen bzw. Datenkanälen 2.n Frequenzen zur
Übermittlung nötig.
Anspruch 5 beschreibt die Möglichkeit der Amplitudenmodulation.
Anspruch 10 beschreibt die Einsatzmöglichkeit des Systems in einer anderen Umgebung,
z. B. in Wasser oder in Öl.
Nach Anspruch 13 sind gegebenenfalls Frequenzfilter von Vorteil, die jene Frequenz
anteile des Primärstroms reduzieren, die für die Datenübertragung genutzt werden. Dies
ist dann der Fall, wenn der Strom der Primärquelle keine reine Sinusform hat und deshalb
im Frequenzspektrum des Stroms auch höhere Frequenzen auftreten, die die Datenüber
tragung stören können. Von Vorteil kann hier die Integration eines Streutransformators
sein, dessen Übersetzungsverhältnis zur Stromanpassung genutzt wird, dessen Streureak
tanz jedoch zur Reduzierung der Stromüberschwingungen genutzt wird.
Nach Anspruch 14 ist ein Filter am Einspeisepunkt der Strecke vorzusehen, der eine
möglichst niedrige Impedanz für die Frequenzen der Datenübertragung hat. Auf diese
Weise wird die Stromquelle für diesen Frequenzbereich überbrückt und der Stromfluss der
induzierten Datenfrequenzen durch den Primärleiter ermöglicht. Der Stromfluss ist so
unabhängig von der Impedanz der Energieversorgung. Das Übertragungsverhalten des
Systems verbessert sich dadurch. Ein vorteilhafter Filtertyp ist ein Reihenschwingkreis
(Saugkreis) der auf eine Datenfrequenz abgeglichen ist und für diese eine geringe
Impedanz darstellt. Bei Verwendung mehrerer Datenfrequenzen können auch mehrere
Reihenschwingkreise erforderlich sein.
Nach Anspruch 15 sollen auch die Verbraucher mit Frequenzfiltern in der Art ausgestattet
werden, dass eine störende Rückwirkung ihrerseits auf die Datenübertragung vermieden
wird. Dieser Fall kann eintreten, wenn durch eine nachgeschaltete Elektronik (z. B. ein
Schaltnetzteil) die Stromaufnahme nicht phasengleich zur Spannung ist (z. B. getaktet) und
deshalb hochfrequente Störströme (Oberschwingungen) im Primärleiter erzeugt werden.
Anspruch 16 weist darauf hin, dass nicht nur Transportsysteme vorteilhaft mit einer
Datenübertragung versehen werden können, sondern auch andere Verbraucher. Es entsteht
dadurch die Möglichkeit, einzelne Verbraucher zu schalten oder ihnen Steuerwerte
vorzugeben.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprü
chen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 den prinzipiellen Aufbau von zwei Ausführungsbeispielen der erfindungs
gemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Empfangsspule;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Sendespule;
Fig. 5 und 6 Querschnitte durch zwei Ausführungsbeispiele einer Sende- und Empfangs
spule;
Fig. 7 einen beispielhaften Amplitudenverlauf für ein Sendesignal mit unterschiedlichen
Frequenzen; und
Fig. 8 schematisch eine Einrichtung zur Umschaltung eines Senders auf unterschiedliche
Sendefrequenzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur berührungsfreien induktiven Übertragung von
Daten in einem System zur berührungsfreien induktiven Energieübertragung. Das
Energieübertragungssystem kommt unter anderem bei bodengebundenen Flurtransport
anlagen oder Krananlagen zum Einsatz. Es handelt sich um ein wechselstromdurch
flossenes Primärleitersystem, aus dessen Feld induktiv Energie ausgekoppelt wird. Daten
werden auf ein in dieser Weise versorgetes Fahrzeug dadurch übertragen, dass das
Primärleitersystem leitungsgebunden die Führung der Datenströme übernimmt.
Dazu werden den zu übertragenden Daten entsprechende elektrische Ströme über eine
Sendespule in die Primärleitung hineininduziert und leitungsgeführt an einer anderen Stelle
aus der Primärleitung wieder induktiv ausgekoppelt. Die zur Datenübertragung benutzten
Frequenzen unterschieden sich von der Grundfrequenz des Primärleiters, so dass im
Empfänger durch geeignete Frequenzfilter die Nutzsignale bzw. die Daten wiederherge
stellt werden können. Für die Übertragung der Daten können unterschiedliche Modula
tionsarten und Trägerfrequenzen genutzt werden.
In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des Gesamtsystems dargestellt. Eine Stromquelle 1
speist einen Wechselstrom in einen Primärleiter 2, 7, 8 ein. Ein Frequenzfilter 3 dämpft
die von der Stromquelle 1 ausgehenden Störungen für den zur Datenübertragung relevan
ten Frequenzbereich. Ein Saugkreis 4 ist auf die Datenübertragungsfrequenzen abge
stimmt. Er bildet so quasi einen Kurzschluss für diese Frequenzen und ermöglicht einen
Stromfluss der aufmodulierten Datenfrequenzen, da Hinleiter 7 und Rückleiter 8 eine
Leiterschleife bilden. Stromabnehmer 9, 14, Sender 10, 15 und Empfänger 11, 16 sind
induktiv mit dem Feld von Hin- und Rückleiter 7, 8 gekoppelt. Die Leiter sind parallel
geführt. An ihren Einspeisepunkten 5, 6 wird der Primärwechselstrom zugeführt. Die
Endpunkte 12, 13 sind miteinander verbunden. Sender 10 bzw. 15, Empfänger 11 bzw. 16
und Stromabnehmer 9 bzw. 14 sind hier als getrennte Einheiten dargestellt und können
sich z. B. auf einem beweglichen Verbraucher befinden.
In Fig. 2, in der gleiche Teile mit demselben Bezugszeichen versehen sind, wird nur ein
Hinleiter 27 zur Ein- und Auskopplung von Energie und Daten genutzt. Ein Rückleiter 28
dient nur zur Stromrückführung. Die Leiterschleife kann eine beliebige Form annehmen.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Empfangsspule 33 dargestellt, wie sie nach Fig. 2
verwendet wird. Ein U-förmiger Ferritkern 32 sammelt das Feld eines Leiters 31. Die
Empfangsspule 33 bildet zusammen mit R und C einen gedämpften Schwingkreis 34, der
auf die Frequenzen der Daten eingestellt ist und der Unterdrückung der Primärstrom
frequenz dient. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Frequenzen einer digitalen Datenüber
tragung (LOW und HIGH) so dicht beieinander liegen, dass beide den Schwingkreis 34
passieren können. In einer nachfolgenden Elektronik 35 werden die Signalzustände wieder
den einzelnen Datenfrequenzen zugeordnet (FM-Demodulation).
In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Sendespule 42 dargestellt, wie sie nach Fig. 2
verwendet wird. Die Schenkel eines U-förmigen Ferritkerns 41 sind länger als bei der
Empfangsspule 33 nach Fig. 3 und umfassen einen Leiter 40, um den Kopplungsgrad zu
erhöhen. Die Ferritkerne 32, 41 von Fig. 3 und Fig. 4 sind prinzipiell austauschbar.
In Fig. 5 und Fig. 6 haben Hin- und Rückleiter 51, 52 eine parallele Anordnung. Die Fig.
5 zeigt den Querschnitt einer Sende- oder Empfangsspule 54 mit E-förmigem Ferritkern
53. Die Spule 54 umfasst den Mittelschenkel des Ferntkerns 53 Fig. 6 zeigt den gleichen
Ferritkern 53 mit einer anderen Spulenverteilung. Jeder Schenkel wird hier von einer
Spule 61, 62, 63 umfasst, was zu einer gleichmäßigeren Flussverteilung führen kann.
Grundsätzlich sind verschiedene Ferritkernformen möglich. Die Darstellung des
E-förmigen Ferntkerns 53 soll nur der Verdeutlichung einer grundsätzlichen Anordnung
dienen.
In Fig. 7 ist die Amplitudenschwingung der Sendefrequenz dargestellt. Bit 1 und Bit 2
werden durch unterschiedliche Frequenzen übertragen. Die Frequenzen sind so gewählt,
dass beim Abschluss der Sinusschwingung im Nulldurchgang genau die durch die Baudrate
vorgegebene Periodendauer (z. B. T = 52,08 µs) erreicht ist. Die Frequenzen f1 und f2
gehen ohne Phasensprung ineinander über. Bit 3 entspricht Bit 1. Auch hier erfolgt der
Übergang zur Frequenz f2 ohne Phasensprung.
In Fig. 8 ist schematisch die Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Sendefrequen
zen dargestellt, wobei die eine Frequenz z. B. mit einem Rechteckgenerator 81 mit
nachfolgendem Sendeverstärker 83 und die andere Frequenz z. B. mit einem Recht
eckgenerator 82 und angeschlossenem Sendeverstärker 84 erzeugt wird. Die von den
beiden Sendeverstärkern 83, 84 abgegebenen Signale werden über einen Umschalter 85
dem Eingang eines Serienschwingkreises 88 aus einem Kondensator 89 und einer Spule 90
zugeführt, an die sich ein Bedämpfungswiderstand 91 anschließt.
Der Serienschwingkreis 88 ist z. B. auf die Frequenz des vom Sendeverstärker 84
kommenden Signals abgestimmt. Soll durch Umlegen des Umschalters 85 das Signal des
Sendeverstärkers 83 gesendet werden, wird gleichzeitig mit dem Umschalter 85 auch ein
sonst offener Umschalter 86 geschlossen. Dadurch wird dem Kondensator 89 ein zweiter
Kondensator 87 parallel geschaltet und der Schwingkreis 88 auf die Frequenz des vom
Sendeverstärker 83 kommenden Signals abgestimmt. Unabhängig davon, welches der
beiden Signale übertragen werden soll, kann der Schwingkreis 88 daher immer in einem
ideal abgeglichenen Zustand sein. Dabei kann z. B. das Signal mit der Frequenz f1 (Fig.
7) vom Sendeverstärker 83 und das Signal mit der Frequenz f2 (Fig. 7) vom Sendever
stärker 84 abgegeben werden, während durch den Umschalter 86 die gewünschte Bitfolge
festgelegt wird.
Die Spule 90 kann z. B. entsprechend Fig. 5 ausgebildet sein. Soll sie gleichzeitig als
Empfangsspule wirken (Fig. 5, 6), wird die Schaltung nach Fig. 8 um entsprechende
Schaltelemente zur Demodulation ergänzt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf
vielfache Weise abgewandelt werden können. Dies gilt insbesondere für die Ausbildung
der Sende- und/oder Empfangsspulen, die zur induktiven Ein- oder Auskopplung der
übertragenen Daten verwendeten Mittel und die Zahl der vorgesehenen Datenkanäle.
Insbesondere können durch Übertragung von Signalen mit je zwei weiteren Frequenzen f3,
f4 bzw. f5, f6 usw. weitere Datenkanäle geschaffen werden, in denen analog zum
beschriebenen Ausführungsbeispiel z. B. die Frequenzen f3 und f5 die Bedeutung LOW
und die Frequenzen f4 und f6 die Bedeutung HIGH haben. Außerdem wäre es möglich,
über den Primärleiter durch induktive Ein- bzw. Auskopplung auch die zum Betreiben des
Senders und/oder Empfängers erforderliche Energie zu übertragen, egal ob diese stationär
oder fahrbar angeordnet sind. Weiterhin ist es möglich, in der beschriebenen Weise
Befehlsdaten zu übertragen, die z. B. dem Zweck dienen, längs des Primärleiters angeord
nete oder verfahrbare Verbraucher anzusteuern (z. B. im Sinne der Ein- oder Ausschal
tung von Beleuchtungskörpern). Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkma
le auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet
werden können.
Claims (19)
1. Vorrichtung zur Übertragung von Daten innerhalb eines Systems zur berührungsfreien
induktiven Energieübertragung, wobei ein Primärstromleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51,
52) außer zur Energieübertragung auch zur Übertragung von Daten genutzt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Daten induktiv in den Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51,
52) ein- und ausgekoppelt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hin- und Rückleiter oder
nur einer dieser beiden Leiter des Primärleiters (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52) zur Ein-
und Auskopplung der Daten genutzt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche
Logikzustände der zu übertragenden digitalen Daten durch die induktive Einkopplung
unterschiedlicher Frequenzen (f1, f2) in den Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52)
übertragen werden, die jeweils einem bestimmten Logikzustand entsprechen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Daten gleichzeitig in mehreren Datenkanälen über den Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31,
40, 51, 52) übertragen werden, indem die Signalzustände in diesen Datenkanälen unter
schiedlichen Frequenzen (f1, f2 bzw. f3, f4) zugewiesen werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unter
schiedliche Logikzustände der zu übertragenden Daten durch die Einspeisung einer Fre
quenz mit unterschiedlicher Amplitude realisiert werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur
induktiven Ein- bzw. Auskopplung in eine Sende- bzw. Empfangsspule (33, 42, 54, 61 bis
63) ein Ferritkern (32, 41, 53) verwendet wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sende-
und Empfängerspule baugleich oder auch identisch sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Sender
und Empfänger durch eine gesonderte, induktive Energieübertragung aus dem Feld des
Primärleiters (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52) versorgt werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichent, dass sich
Sender und/oder Empfänger und/oder Energieversorgungseinheit zusammen auf einem
Fahrzeug befinden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
induktive Übertragung der Daten über den Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52)
dadurch realisiert ist, daß sich im Spalt zwischen Sende- bzw. Empfangsspule (33, 42, 54,
61 bis 63) und Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52) anstelle gasförmiger Medien
wie Luft fluide Medien (z. B. Wasser, Öl, etc.) befinden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich
ein Sender und/oder Empfänger stationär auf Seiten des Primärleiters befindet, im
Gegensatz zu den Sendern/Empfängern auf den beweglichen Fahrzeugen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch
Filter (34) im Empfänger die Grundfrequenz des Primärstroms als Störgröße im Emp
fangssignal soweit reduziert ist, dass die zur Datenübermittlung aufmodulierten Fre
quenz(en) ausgewertet werden können.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am
Einspeisepunkt (5, 6) des zur Energieübertragung genutzten Stroms in den Primärleiter (7,
8) ein Frequenzfilter (3) den für die Datenübertragung benutzten Frequenzanteil des
Primärstroms reduziert.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Übertragung der Daten über den Primärleiter (7, 8) verbessert wird, indem am Ein
speisepunkt (5, 6) des Stroms in den Primärleiter (7, 8) parallel zur Einspeisung ein oder
mehrere Frequenzfilter (4) installiert sind, die auf den von der Datenübertragung benutz
ten Frequenzbereich abgestimmt sind und dadurch die Impedanz für diesen Frequenzbereich
vermindern.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf
der Fahrzeugseite geeignete Ein- und Ausgangsfilter angebracht sind, die für eine
Reduzierung des Störpegels in dem Frequenzbereich sorgen, der für die Datenübertragung
über den Primärleiter (2, 7, 8, 27, 28, 31, 40, 51, 52) benutzt wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
Datenübertragungsrate erhöht wird, indem die Steuersignale der den Logikzuständen
entsprechenden Frequenzen bei Frequenzwechsel ohne Phasensprung ineinander überge
hen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die
Datenübertragung auch genutzt wird zur gezielten Ansteuerung von einzelnen Verbrau
chern in einem komplexen Übertragungssystem mit mehreren, selektiven Verbrauchern.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Datenübertragung Frequenz-, Amplituden- und/oder Phasenmodulationsverfahren und/oder
Kodierungs- und/oder Korrelationsverfahren vorgesehen sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die
Datenübertragungsrate dadurch erhöht wird, dass die Schwingkreiselemente geschaltet
werden und die Energiespeicher einen Anfangsenergiezustand aufweisen, um die Ein
schwingzeiten von Sende- und Empfangskreis zu reduzieren.
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Publications (2)
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Country | Link |
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DE (1) | DE10112892B4 (de) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004090918A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Auckland Uniservices Limited | Communications for inductive power systems |
DE10312284A1 (de) * | 2003-03-19 | 2004-10-28 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Übertragerkopf und System zur berührungslosen Energieübertragung |
WO2005064764A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Anlage |
WO2005064763A1 (de) | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verbraucher und system |
EP2495837A1 (de) * | 2005-05-10 | 2012-09-05 | Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG | Verbraucher und System mit induktiver Energieübertragung |
DE102008011582B4 (de) * | 2008-02-28 | 2012-10-31 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Datenübertragungseinrichtung und Anlage |
US8360216B2 (en) | 2008-07-04 | 2013-01-29 | Bombardier Transportation Gmbh | System and method for transferring electric energy to a vehicle |
DE102008064710B4 (de) * | 2008-02-28 | 2013-04-04 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Datenübertragungseinrichtung und Anlage |
US8544622B2 (en) | 2008-09-19 | 2013-10-01 | Bombardier Transportation Gmbh | Producing electromagnetic fields for transferring electric energy to a vehicle |
US8590682B2 (en) | 2008-07-04 | 2013-11-26 | Bombardier Transportation Gmbh | Transferring electric energy to a vehicle |
EP2660834A3 (de) * | 2012-05-04 | 2014-02-12 | DET International Holding Limited | Magnetische Strukturen für grossen Luftspalt |
US8827058B2 (en) | 2008-09-19 | 2014-09-09 | Bombardier Transportation Gmbh | Inductively receiving electric energy for a vehicle |
DE102014004695A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Winhold Linnhoff | Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Datenaustausch |
US9196417B2 (en) | 2012-05-04 | 2015-11-24 | Det International Holding Limited | Magnetic configuration for high efficiency power processing |
US9478133B2 (en) | 2006-03-31 | 2016-10-25 | Volkswagen Ag | Motor vehicle and navigation arrangement for a motor vehicle |
US9494631B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-11-15 | Det International Holding Limited | Intelligent current analysis for resonant converters |
US9530556B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-12-27 | Det International Holding Limited | Multiple resonant cells for wireless power mats |
US9531299B2 (en) | 2011-12-28 | 2016-12-27 | Det International Holding Limited | Resonant single stage DC-AC converter with capacitors forming a half-bridge |
US9846051B2 (en) | 2006-03-31 | 2017-12-19 | Volkswagen Ag | Navigation system for a motor vehicle |
US10146281B2 (en) | 2010-08-31 | 2018-12-04 | Delta Electronics Thailand Public Company Limited | Method and apparatus for load identification |
US11756726B2 (en) | 2012-05-04 | 2023-09-12 | Delta Electronics (Thailand) Pcl. | Magnetic structures for large air gap |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018120779B3 (de) | 2018-08-24 | 2019-12-12 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Kontaktloses PoE-Verbindungssystem |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4236340C2 (de) * | 1992-10-28 | 1994-11-10 | Daimler Benz Ag | Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie |
DE19512523A1 (de) * | 1995-04-03 | 1996-10-10 | Daimler Benz Ag | Transportelement |
DE19540854A1 (de) * | 1995-11-10 | 1997-05-22 | Karl Heinz Schmall | Elektromagnetischer Mehrfachkoppler für die kontaktlose Übertragung von Schaltsignalen und Wechselspannungen in Telekommunikations- und Datenübertragungssystemen |
DE19649682A1 (de) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Schleifring & Apparatebau Gmbh | Vorrichtung zur berührungslosen Signalübertragung zwischen beweglichen Einheiten |
WO1998057413A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Auckland Uniservices Limited | Wireless signals in inductive power transfer systems |
-
2001
- 2001-03-15 DE DE10112892A patent/DE10112892B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4236340C2 (de) * | 1992-10-28 | 1994-11-10 | Daimler Benz Ag | Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie |
DE19512523A1 (de) * | 1995-04-03 | 1996-10-10 | Daimler Benz Ag | Transportelement |
DE19540854A1 (de) * | 1995-11-10 | 1997-05-22 | Karl Heinz Schmall | Elektromagnetischer Mehrfachkoppler für die kontaktlose Übertragung von Schaltsignalen und Wechselspannungen in Telekommunikations- und Datenübertragungssystemen |
DE19649682A1 (de) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Schleifring & Apparatebau Gmbh | Vorrichtung zur berührungslosen Signalübertragung zwischen beweglichen Einheiten |
WO1998057413A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Auckland Uniservices Limited | Wireless signals in inductive power transfer systems |
Cited By (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10312284B4 (de) * | 2003-03-19 | 2005-12-22 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Übertragerkopf, System zur berührungslosen Energieübertragung und Verwendung eines Übertragerkopfes |
DE10312284A1 (de) * | 2003-03-19 | 2004-10-28 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Übertragerkopf und System zur berührungslosen Energieübertragung |
WO2004090918A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Auckland Uniservices Limited | Communications for inductive power systems |
US8102229B2 (en) | 2003-12-19 | 2012-01-24 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | System for a linear drive |
WO2005064764A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Anlage |
EP1698037A1 (de) * | 2003-12-19 | 2006-09-06 | Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG | Verbraucher und system |
AU2004309873B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-03-05 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Consumer and corresponding system |
AU2004309873B9 (en) * | 2003-12-19 | 2009-12-10 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Consumer and corresponding system |
US7750506B2 (en) | 2003-12-19 | 2010-07-06 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Load and system |
CN1890856B (zh) * | 2003-12-19 | 2011-11-02 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 用电器和给用电器供电的系统 |
DE10360599B4 (de) | 2003-12-19 | 2020-07-09 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Anlage mit Antrieben auf einem drehbar gelagerten, bewegbaren Teil, also Drehtisch |
WO2005064763A1 (de) | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verbraucher und system |
US8373531B2 (en) | 2003-12-19 | 2013-02-12 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | System for a linear drive |
EP2495837A1 (de) * | 2005-05-10 | 2012-09-05 | Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG | Verbraucher und System mit induktiver Energieübertragung |
US11677271B2 (en) | 2005-05-10 | 2023-06-13 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Load and consumer |
US9478133B2 (en) | 2006-03-31 | 2016-10-25 | Volkswagen Ag | Motor vehicle and navigation arrangement for a motor vehicle |
US9846051B2 (en) | 2006-03-31 | 2017-12-19 | Volkswagen Ag | Navigation system for a motor vehicle |
DE102008011582B4 (de) * | 2008-02-28 | 2012-10-31 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Datenübertragungseinrichtung und Anlage |
DE102008064710B4 (de) * | 2008-02-28 | 2013-04-04 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Datenübertragungseinrichtung und Anlage |
US8360216B2 (en) | 2008-07-04 | 2013-01-29 | Bombardier Transportation Gmbh | System and method for transferring electric energy to a vehicle |
US8590682B2 (en) | 2008-07-04 | 2013-11-26 | Bombardier Transportation Gmbh | Transferring electric energy to a vehicle |
US8544622B2 (en) | 2008-09-19 | 2013-10-01 | Bombardier Transportation Gmbh | Producing electromagnetic fields for transferring electric energy to a vehicle |
US8827058B2 (en) | 2008-09-19 | 2014-09-09 | Bombardier Transportation Gmbh | Inductively receiving electric energy for a vehicle |
US10146281B2 (en) | 2010-08-31 | 2018-12-04 | Delta Electronics Thailand Public Company Limited | Method and apparatus for load identification |
US9531299B2 (en) | 2011-12-28 | 2016-12-27 | Det International Holding Limited | Resonant single stage DC-AC converter with capacitors forming a half-bridge |
US9196417B2 (en) | 2012-05-04 | 2015-11-24 | Det International Holding Limited | Magnetic configuration for high efficiency power processing |
US9494631B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-11-15 | Det International Holding Limited | Intelligent current analysis for resonant converters |
US9530556B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-12-27 | Det International Holding Limited | Multiple resonant cells for wireless power mats |
US10553351B2 (en) | 2012-05-04 | 2020-02-04 | Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. | Multiple cells magnetic structure for wireless power |
EP2660834A3 (de) * | 2012-05-04 | 2014-02-12 | DET International Holding Limited | Magnetische Strukturen für grossen Luftspalt |
US11756726B2 (en) | 2012-05-04 | 2023-09-12 | Delta Electronics (Thailand) Pcl. | Magnetic structures for large air gap |
DE102014004695A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Winhold Linnhoff | Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Datenaustausch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10112892B4 (de) | 2007-12-13 |
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