DE102006017802A1 - Energieübertragungseinheit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Energieübertragungseinheit, umfassend eine Primäreinheit (22) mit einem Übertragungsmittel (26) zur drahtlosen Übertragung einer Energie an eine Sekundäreinheit (36) mittels einer Übertragungsschwingung (f) und eine Schwingungserzeugungseinheit (28) zur Erzeugung der Übertragungsschwingung (f). Um eine hohe Anwendungsflexibilität zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Schwingungserzeugungseinheit (28) ein Entkopplungsmittel (40) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine der Übertragungsschwingung (f) zugeordnete Oberschwingung zu entkoppeln.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Energieübertragungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist eine Energieübertragungseinheit mit einer Primärseite bekannt, die zur induktiven Übertragung einer Energie an eine von der Primärseite trennbare Sekundärseite vorgesehen ist. Hierzu weist die Energieübertragungseinheit eine Primärspule auf, die mit einem Wechselstrom gespeist wird. Zur Erzeugung des Wechselstroms ist die Energieübertragungseinheit ferner mit einem Wechselrichter versehen. Bei der Erzeugung des Wechselstroms werden neben einer Grundschwingung weitere Oberschwingungen erzeugt, die ebenfalls über das Wechselfeld übertragen werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, die gattungsgemäßen Energieübertragungseinheiten weiterzuentwickeln, und zwar insbesondere hinsichtlich einer hohen Anwendungsflexibilität.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Energieübertragungseinheit umfassend eine Primäreinheit mit einem Übertragungsmittel zur drahtlosen Übertragung einer Energie an eine Sekundäreinheit mittels einer Übertragungsschwingung und eine Schwingungserzeugungseinheit zur Erzeugung der Übertragungsschwingung.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Schwingungserzeugungseinheit ein Entkopplungsmittel aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine der Übertragungsschwingung zugeordnete Oberschwingung zu entkoppeln. Dadurch kann eine hohe Flexibilität im Einsatz der Energieübertragungseinheit erreicht werden. Sind z.B. bei einer Anwendung Sicherheitsnormen, wie EMV-Normen, einzuhalten, kann durch das Entkopplungsmittel ein breiter Frequenzbereich für die Anwendung ausgenutzt werden. Das Übertragungsmittel weist vorzugsweise einen Übertragungsbereich auf. Dabei kann die Sekundäreinheit zu einem Zusammenwirken mit der Primäreinheit in dem Übertragungsbereich angeordnet werden. Außerdem ist die Sekundäreinheit vorteilhafterweise vom Übertragungsbereich trennbar. Die Energieübertragungseinheit kann z.B. zum Erwärmen einer Sekundäreinheit dienen. Dabei kann die Sekundäreinheit als Kochgeschirr ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Energieübertragungseinheit zur Versorgung einer Sekundäreinheit mit elektrischer Energie dienen, die als elektrischer Verbraucher, z.B. als Elektrogerät ausgebildet ist. Außerdem kann die Sekundäreinheit als Spannungsversorgungseinheit ausgeführt sein, die selbst zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers dient und eine elektrische Spannung aus einer Übertragung der Primäreinheit bezieht. Ferner kann die Energieübertragungseinheit vorteilhafterweise unterhalb einer Fläche, z.B. in einer Arbeitsplatte, in einem Kochfeld, unterhalb einer Arbeitsfläche in einem Werk usw., montiert werden. Dabei kann die Sekundäreinheit zu einem Zusammenwirken mit der Primäreinheit auf die Fläche angeordnet werden. Unter einer "Oberschwingung", welche der Übertragungsschwingung zugeordnet ist, kann insbesondere eine Schwingung verstanden werden, die eine Frequenz aufweist, welche größer als die Frequenz der Übertragungsschwingung ist. Insbesondere kann die Oberschwingung eine Harmonische der Übertragungsschwingung sein. Unter einem "Übertragungsbereich" des Übertragungsmittels kann eine Reichweite der vom Übertragungsmittel getriebenen Energieübertragung verstanden werden. Insbesondere kann darunter ein Bereich verstanden werden, innerhalb dessen die Sekundäreinheit vorzugsweise mindestens 70%, vorteilhaft wenigstens 90% und besonders vorteilhaft zumindest 95% der durch das Übertragungsmittel zur Verfügung gestellten Energie empfangen kann. Unter einem "Entkopplungsmittel" zur Entkopplung einer Schwingung kann insbesondere ein Mittel zur Dämpfung der Schwingung und/oder zur Auskopplung der Schwingung verstanden werden. Ferner kann unter einem "Entkopplungsmittel" zur Entkopplung einer Schwingung ein Mittel verstanden werden, das zu einer zumindest teilweisen Entfernung der Schwingung aus einem Frequenzspektrum vorgesehen ist.
  • Vorteilhafterweise ist das Übertragungsmittel zur induktiven Übertragung der Energie vorgesehen. Dadurch können besonders gängige, kostengünstige Übertragungsmittel eingesetzt werden. Das Übertragungsmittel ist dabei vorzugsweise als Spule ausgebildet. Beispielsweise ist die Energieübertragungseinheit als Induktionsheizvorrichtung ausgebildet. Diese kann in einem Induktionsheizgerät integriert werden oder selbst als Induktionsheizgerät ausgebildet sein. Dabei ist die Sekundäreinheit vorzugsweise als Kochgeschirr aus gebildet, das zum Erwärmen einer Speise in einen Übertragungsbereich des Übertragungsmittels angeordnet wird. Es können ferner Kochgeschirre verschiedener Materialien zu einer Anwendung mit der Induktionsheizvorrichtung flexibel genutzt werden. Hierzu kann die Induktionsheizvorrichtung einen ersten Heizmodus aufweisen, der zur Erwärmung eines Kochgeschirrs aus einem ferromagnetischen Material vorgesehen ist. Hierbei kann durch die Schwingungserzeugungseinheit eine Übertragungsschwingung zwischen z.B. 25 kHz und 50 kHz erzeugt werden. Die Induktionsheizvorrichtung kann außerdem zumindest einen zweiten Heizmodus aufweisen, der zu einer Erwärmung eines Kochgeschirrs aus einem amagnetischen Material, wie z.B. Aluminium, geeignet ist. Hierbei kann, vorzugsweise um kurze Erwärmungszeiten zu erreichen, eine Übertragungsschwingung mit einer höheren Frequenz erzeugt werden. Durch das Entkopplungsmittel kann ein Frequenzbereich bis zu einer Frequenzgrenze, die von einer Sicherheitsnorm vorgegeben ist, für die Erzeugung der Übertragungsschwingung ausgenutzt werden. Beispielsweise kann bezüglich der EMV-Norm EN55022 eine Übertragungsschwingung zur Übertragung der Energie bis zu einer Frequenz von 150 kHz erzeugt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Energieübertragungseinheit zur Induktion einer Spannung in der Sekundäreinheit dienen. Dabei kann diese Spannung als Betriebsspannung zu einem Betrieb eines mit der Sekundäreinheit verbundenen elektrischen Verbrauchers genutzt werden. In diesem Zusammenhang weist die Sekundäreinheit vorzugsweise ein induktives Empfangselement auf, wie eine Sekundärspule, in welchem die Spannung induziert werden kann. Dabei bilden das Übertragungsmittel der Primäreinheit und das Empfangselement der Sekundäreinheit vorteilhafterweise einen Transformator.
  • Vorzugsweise weist das Entkopplungsmittel eine Induktivität auf. Dadurch kann einfach eine vorteilhafte Glättung eines mit der Übertragungsschwingung schwingenden Stroms erreicht werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der mit der Übertragungsschwingung schwingende Strom durch einen Zyklus von Schaltvorgängen erzeugt wird. Ist das Übertragungsmittel als Übertragungsinduktivität zur induktiven Übertragung der Energie vorgesehen, weist die Induktivität des Entkopplungsmittels vorteilhaft einen Wert auf, der kleiner als der Wert der Übertragungsinduktivität ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Entkopplungsmittel einen Resonanzkreis aufweist. Dadurch kann einfach, mittels weniger Bauteile eine effektive Entkopplung von hohen Frequenzen erreicht werden, wie z.B. durch ein Kurzschließen oder ein Sperren dieser hohen Frequenzen. Unter dem Begriff "hohe Frequenz" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Frequenz verstanden werden, die größer als eine Resonanzfrequenz des Resonanzkreises ist. Besonders vorteilhaft kann diese Frequenz zumindest ein Vielfaches, z.B. ein Vierfaches der Resonanzfrequenz sein.
  • In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass der Resonanzkreis als Reihenschwingkreis ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders einfache, kostengünstige Ausgestaltung des Entkopplungsmittels erreicht werden.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Resonanzkreis zumindest einen Entkopplungspunkt aufweist, an dem das Übertragungsmittel angeschaltet ist. Dadurch kann eine besonders effektive Entkopplung von Oberschwingungen der Übertragungsschwingung bei der Energieübertragung mit einer einfachen Schaltungsausführung erzielt werden. Unter einem "Entkopplungspunkt" des Resonanzkreises soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Punkt des Resonanzkreises verstanden werden, an dem eine Abzweigung geschaltet werden kann, wobei hohe Frequenzen in dieser Abzweigung entkoppelt sind. Vorteilhafterweise kann der Resonanzkreis zumindest zwei Entkopplungspunkte aufweisen, die einen Abschnitt des Resonanzkreises begrenzen und zwischen welchen eine Abzweigung parallel zum Abschnitt geschaltet werden kann. Vorzugsweise ist das Übertragungsmittel in der Abzweigung angeordnet. Zweckmäßigerweise stellt der Abschnitt einen Kurzschluss für die hohen Frequenzen dar, wodurch diese hohen Frequenzen in der parallelen Abzweigung entkoppelt werden können.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Resonanzkreis einen Kondensator aufweist und der Entkopplungspunkt als Kondensatorklemme gebildet ist. Es kann dadurch eine Entkopplung von hohen Frequenzen besonders einfach und effektiv erreicht werden, da der Kondensator für diese hohen Frequenzen eine besonders geringe Reaktanz darstellt. Insbesondere kann der Kondensator einen Kurzschluss für die hohen Frequenzen darstellen.
  • Vorzugsweise weist die Schwingungserzeugungseinheit eine Brückenschaltung mit einer Brückentopologie auf. Dadurch kann eine bestehende Schwingungserzeugungseinheit mit einer gängigen Schaltungstopologie eingesetzt werden. Die Brückenschaltung kann eine Halbbrückentopologie aufweisen, wobei lediglich eine Brückenseite Schaltmittel zur Erzeugung eines Wechselstroms umfasst. Alternativ kann die Brückenschaltung eine Vollbrückentopologie aufweisen, wobei Schaltmittel auf zwei Brückenseiten angeordnet sind. Die Schaltmittel weisen vorzugsweise Schalttransistoren auf, die z.B. als FET-Transistoren (Feldeffekttransistor) oder als IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ausgebildet sind.
  • In diesem Zusammenhang kann das Entkopplungsmittel mit geringem Aufwand durch Anpassung einer bestehenden Topologie der Schwingungserzeugungseinheit hergestellt werden, wenn das Entkopplungsmittel in einen Brückenzweig der Brückenschaltung geschaltet ist.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schwingungserzeugungseinheit als Stromumrichter ausgebildet ist. Dadurch kann eine bestehende, kostengünstige Schwingungserzeugungseinheit eingesetzt werden. Beispielsweise ist der Stromumrichter als Wechselrichter ausgebildet.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Induktionsheizgerät mit einer Energieübertragungseinheit, die ein Übertragungsmittel aufweist, und einen Topf,
  • 2 eine Schwingungserzeugungseinheit der Energieübertragungseinheit mit dem Übertragungsmittel und einem Entkopplungsmittel,
  • 3 den Zeitverlauf eines durch das Übertragungsmittel fließenden Wechselstroms und
  • 4 ein Frequenzspektrum des Wechselstroms.
  • 1 zeigt eine Küchenarbeitsplatte 10 mit einem Kochfeld 12, in welchem ein Induktionsheizgerät 14 integriert ist. Das Induktionsheizgerät 14 weist ein Gehäuse 16 mit einer oberen Platte 18 und eine Energieübertragungseinheit 20 auf, welche eine Primäreinheit 22 mit einer Steuereinheit 24, einem Übertragungsmittel 26, einer Schwingungserzeugungseinheit 28, einer Erkennungseinheit 30 und einem Bedienelement 32 umfasst. Das Bedienelement 32 ist an der Frontseite des Gehäuses 16 angeordnet und dient zum Ein- und Ausschalten des Induktionsheizgeräts 14 sowie zum Regeln einer Heiztemperatur. Das Übertragungselement 26 ist als Spule ausgebildet und dazu vorgesehen, induktiv innerhalb eines auf der oberen Platte 18 gezeichneten Übertragungsbereichs 34 eine Energie an eine im Übertragungsbereich 34 angeordnete Sekundäreinheit 36 zu übertragen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sekundäreinheit 36 als Topf ausgebildet. Der Übertragungsbereich 34 ist durch eine Linie 37 auf der oberen Platte 18 gezeichnet. Bei einem Betrieb wird durch die Schwingungserzeugungseinheit 28, welche als Wechselrichter ausgebildet ist, ein Wechselstrom 38 (2) in das Übertragungsmittel 26 eingespeist. Der Wechselstrom 38 weist eine Übertragungsschwingung f auf (3), so dass ein magnetisches Wechselfeld mit der Übertragungsschwingung f durch das Übertragungsmittel 26 erzeugt wird. Der Wechselstrom 38 wird durch Schaltvorgänge in der Schwingungserzeugungseinheit 28 erzeugt, die durch die Steuereinheit 24 gesteuert werden. Das Wechselfeld erzeugt durch magnetische Induktion Wirbelströme im Boden der als Topf ausgebildeten Sekundäreinheit 36. Der Boden wird dadurch erwärmt, wobei eine im Topf angeordnete Speise (nicht gezeigt) erwärmt wird.
  • Es wird zuerst angenommen, dass die als Topf ausgebildete Sekundäreinheit 36 aus einem ferromagnetischen Material besteht. Es wird zum Erwärmen der Speise im Topf ein erster Heizmodus der Energieübertragungseinheit 20 eingeschaltet, bei welchem der Wechselstrom 38 durch die Schwingungserzeugungseinheit 28 mit einer Übertragungsschwingung f = 25 kHz erzeugt wird. Bei dieser Frequenz entspricht die Eindringtiefe des vom Übertragungsmittel 26 erzeugten Wechselfelds in das ferromagnetische Material der Dicke des Bodens der Sekundäreinheit 36, so dass ein optimale Erwärmung der Speise und insbesondere eine kurze Kochzeit erreicht werden können. Es wird nun angenommen, dass der Topf aus einem amagnetischen Material, z.B. Aluminium, hergestellt ist. Ein Betrieb der Energieübertragungseinheit 20 mit der Übertragungsschwingung f des ersten Heizmodus würde zu einer ungünstig langen Kochzeit führen, da die Eindringtiefe des vom Übertragungsmittel 26 erzeugten Wechselfelds ins Aluminium für diese Frequenz größer als die Dicke des Bodens der Sekundäreinheit 36 ist. Hierbei würde nur ein Teil der übertragenen Energie im Boden in Wärme umgewandelt werden. Das Auflegen der Sekundäreinheit 36 aus Aluminium wird durch die Erkennungseinheit 30 erfasst, welche ein Erkennungssignal an die Steuereinheit 24 überträgt. Anhand dieses Erkennungssignals schaltet die Steuereinheit 24 einen zweiten Heizmodus ein, bei welchem der Wechselstrom 38 mit einer Übertragungsschwingung f = 100 kHz erzeugt wird. Weitere, insbesondere höhere Frequenzen bis zu einer Grenze von 150 kHz sind denkbar. Diese Grenze ist von der Sicherheitsnorm EMV EN55022 vorgeschrieben. Diese Norm kann beim Betrieb im zweiten Heizmodus insbesondere dadurch eingehalten werden, dass die Energieübertragungseinheit 20 mit einem Entkopplungsmittel 40 versehen ist (2), das dazu vorgesehen ist, den Oberschwingungsanteil der Übertragungsschwingung f zu entkoppeln.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer internen Schaltung der Primäreinheit 22. Es sind das als Spule ausgebildete Übertragungsmittel 26, die Schwingungserzeugungseinheit 28 und die Steuereinheit 24 zum Steuern der Schwingungserzeugungseinheit 28 zu erkennen. Die Sekundäreinheit 36 ist ebenfalls schematisch dargestellt. Ein ohmscher Widerstand stellt den ohmschen Widerstand des Bodens der Sekundäreinheit 36 dar, während eine Induktivität die Induktivität dieses Bodens darstellt. Die Sekundäreinheit 36 ist vom Übertragungsbereich 34 des Übertragungsmittels 26 trennbar, was durch einen Pfeil angedeutet ist. Die obere Platte 18 ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Der Übertragungsbereich 34 des Übertragungsmittels 26 ist durch eine gestrichelte Linie ebenfalls dargestellt.
  • Die Schwingungserzeugungseinheit 28 ist als Wechselrichter ausgebildet. Sie weist zwei Leitungen 42 auf, zwischen welchen eine Gleichspannung V angelegt ist. Hierzu sind die Leitungen 42 mit einem Gleichrichter verbunden (nicht gezeigt), welcher eine Wechselspannung einer Netzstromversorgung in die Gleichspannung V gleichrichtet. Zwischen den Leitungen 42 weist die Schwingungserzeugungseinheit 28 eine Brückenschaltung 44 auf. Diese Brückenschaltung 44 weist zwei Brückenseiten 46, 48 auf, die durch einen Brückenzweig 50 verbunden sind. Die erste Brückenseite 46 weist zwei Kondensatoren 52 auf, die zu einer Stabilisierung der Gleichspannung V dienen. Die zweite Brückenseite 48 umfasst zwei Schaltmittel 54, die jeweils einen Transistor 56 und eine Freilaufdiode 58 aufweisen. Die Freilaufdioden 58 sind jeweils parallel zu einem der Transistoren 56 geschaltet. Die Transistoren 56 sind jeweils als FET-Transistor (Feldeffekttransistor) ausgebildet. Alternativ können IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) eingesetzt werden. Eine Ausführung der Brückenschaltung 44 mit einer Vollbrückentopologie, bei der die Brückenseite 46 ebenfalls mit Schaltmitteln 54 versehen ist, ist denkbar. Die Übertragungsschwingung f wird durch Schaltvorgänge der Schaltmittel 54 erzeugt, welche mittels der Steuereinheit 24 gesteuert werden. Das Funktionsprinzip eines Wechselrichters zum Erzeugen eines Wechselstroms ist bekannt und wird im Rahmen dieser Beschreibung nicht näher erläutert.
  • Ferner weist die Schwingungserzeugungseinheit 28 das Entkopplungsmittel 40 auf. Dieses ist in den Brückenzweig 50 geschaltet. Das Entkopplungsmittel 40 ist in Form eines Reihenschwingkreises mit einem Kondensator C und einer Induktivität L als Resonanzkreis 60 ausgebildet (in der Figur gestrichelt hervorgehoben). Dabei weist die Induktivität L einen Wert auf, der kleiner als die Induktivität des Übertragungsmittels 26 ist. Vorteilhafterweise weist die Induktivität L einen Wert auf, der z.B. 10-fach kleiner als die Induktivität des Übertragungsmittels 26 ist. Der Resonanzkreis 60 weist eine Resonanzfrequenz fR auf, die durch fR = 1/(2π√LC) gegeben ist. Beispielsweise weist diese Resonanzfrequenz fR einen Wert von 50 kHz auf. Steigt gedanklich eine in den Resonanzkreis 60 eingespeiste Frequenz über die Resonanzfrequenz fR, so nimmt der induktive Widerstand der Induktivität L für diese Frequenz zu, während der kapazitive Widerstand des Kondensators C sinkt. Für hohe Frequenzen, die vorzugsweise mindestens ein Vierfaches der Resonanzfrequenz fR darstellen, kann der Kondensator C als ein Kurzschluss für diese hohen Frequenzen betrachtet werden. Folglich bilden die Klemmen des Kondensators C zwei Entkopplungspunkte 62, zwischen welchen ein Stromsignal entnommen werden kann, bei dem diese hohen Frequenzen entkoppelt sind. Wird der Resonanzkreis 60 im Betrieb des zweiten Heizmodus mit einer Übertragungsschwingung f von z.B. 150 kHz gespeist, welche die von der EMV-Norm vorgeschriebene Grenze darstellt, werden die Oberschwingungen dieser Übertragungsschwingung f bei 300 kHz, 375 kHz usw. in einem an den Entkopplungspunkten 62 angeschalteten Funktionsbauteil entkoppelt. Das Übertragungsmittel 26 ist an den Entkopplungspunkten 62 des Resonanzkreises 60 angeschaltet. Folglich fließt durch das Übertragungsmittel 26 ein Wechselstrom 38, welcher die Übertragungsschwingung f aufweist und bei dem die Oberschwingungen der Übertragungsschwingung f entkoppelt sind. Dies kann den 3 und 4 entnommen werden.
  • 3 zeigt den Verlauf des durch das Übertragungsmittel 26 fließenden Wechselstroms 38 als Funktion der Zeit t über eine Zeitperiode. Auf der y-Achse ist die Stromamplitude I des Wechselstroms 38 in Ampere aufgetragen. Wie der Figur zu entnehmen ist, weist der Wechselstrom 38 einen sinusförmigen Verlauf auf. Der Wechselstrom 38 wurde durch Zuschalten eines Strommessers in Reihe mit dem Übertragungsmittel 26 erfasst (nicht gezeigt). In 4 ist ein Frequenzspektrum zu sehen, welches sich durch eine Fourier-Analyse des Wechselstroms 38 ergibt. Auf der x-Achse sind Kanäle aufgetragen, wobei ein Kanal einer Oberschwingung der Übertragungsschwingung f entspricht. Auf der y-Achse ist ein Anteil in Prozent der gesamten Stromamplitude I aufgetragen. Wie in der Figur zu sehen ist, weist der Wechselstrom 38 lediglich eine Komponente auf, die der Übertragungsschwingung f entspricht. Der Oberschwingungsanteil des Wechselstroms 38 wird durch das Entkopplungsmittel 40 entkoppelt.
    • 10
    Küchenarbeitsplatte
    12
    Kochfeld
    14
    Induktionsheizgerät
    16
    Gehäuse
    18
    Platte
    20
    Energieübertragungseinheit
    22
    Primäreinheit
    24
    Steuereinheit
    26
    Übertragungsmittel
    28
    Schwingungserzeugungseinheit
    30
    Erkennungseinheit
    32
    Bedienelement
    34
    Übertragungsbereich
    36
    Sekundäreinheit
    37
    Linie
    38
    Wechselstrom
    40
    Entkopplungsmittel
    42
    Leitung
    44
    Brückenschaltung
    46
    Brückenseite
    48
    Brückenseite
    50
    Brückenzweig
    52
    Kondensator
    54
    Schaltmittel
    56
    Transistor
    58
    Freilaufdiode
    60
    Resonanzkreis
    62
    Entkopplungspunkt
    V
    Gleichspannung
    I
    Stromamplitude
    f
    Übertragungsschwingung
    fR
    Resonanzfrequenz
    t
    Zeit
    C
    Kondensator
    L
    Induktivität

Claims (11)

  1. Energieübertragungseinheit umfassend eine Primäreinheit (22) mit einem Übertragungsmittel (26) zur drahtlosen Übertragung einer Energie an eine Sekundäreinheit (36) mittels einer Übertragungsschwingung (f) und eine Schwingungserzeugungseinheit (28) zur Erzeugung der Übertragungsschwingung (f), dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserzeugungseinheit (28) ein Entkopplungsmittel (40) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine der Übertragungsschwingung (f) zugeordnete Oberschwingung zu entkoppeln.
  2. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmittel (26) zur induktiven Übertragung der Energie vorgesehen ist.
  3. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungsmittel (40) eine Induktivität (L) aufweist.
  4. Energieübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungsmittel (40) einen Resonanzkreis (60) aufweist.
  5. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (60) als Reihenschwingkreis ausgebildet ist.
  6. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (60) zumindest einen Entkopplungspunkt (62) aufweist, an dem das Übertragungsmittel (26) angeschaltet ist.
  7. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (60) einen Kondensator (C) aufweist und der Entkopplungspunkt (62) als Kondensatorklemme gebildet ist.
  8. Energieübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserzeugungseinheit (28) eine Brückenschaltung (44) mit einer Brückentopologie aufweist.
  9. Energieübertragungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungsmittel (40) in einen Brückenzweig (50) der Brückenschaltung (44) geschaltet ist.
  10. Energieübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserzeugungseinheit (28) als Stromumrichter ausgebildet ist.
  11. Induktionsheizgerät mit einer Energieübertragungseinheit (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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