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Die
Erfindung betrifft eine Leitungsabschlusseinrichtung.
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Aus
der
DE 10 2007
032 644 A1 ist eine Leitungsabschlusseinrichtung bekannt.
Diese Leitungsabschlusseinrichtung weist einen Transformator auf, dessen
sekundärseitige Induktivität frequenzabhängig
ist.
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Ein
Nachteil dieser Leitungsabschlusseinrichtung ist, dass der Transformator
bei hohen Strömen im Bereicher einiger 10 Ampere ein relativ
großes Volumen einnimmt, um eine hohe Induktivität
zu erreichen, da die maximale Wicklungszahl des Transformator von
dem Strom begrenzt wird.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Leitungsabschlusseinrichtung,
insbesondere für eine von einer Stromquelle gespeiste Leitung,
weiterzubilden, welche kompakter baut.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe bei der Leitungsabschlusseinrichtung mit den in Anspruch
1, bei dem Verfahren mit den in Anspruch 10 und bei der Vorrichtung
mit den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei der Leitungsabschlusseinrichtung sind,
dass die Leitungsabschlusseinrichtung einen Transformator mit einer Primärwicklung
und einer Sekundärwicklung umfasst, wobei ein erstes und
ein zweites Ende der Primärwicklung an die abzuschließende
Leitung anschließbar sind, wobei eine Stromquelle an die
Sekundärwicklung angeschlossen ist und die Stromquelle
einen Ausgangswechselstrom mit einstellbarer Ausgangsfrequenz und
Ausgangsamplitude in die Sekundärwicklung einspeist. Von
Vorteil ist dabei, dass die Induktivität der Primärspule
für einen Strom durch die Primärwicklung mit der
Ausgangsfrequenz kurzgeschlossen werden kann. Somit weist der Transformator
für eine bestimmbare Frequenz keine Induktivität
auf, beziehungsweise eine im Rahmen der Ansteuerung oder Regelung
der Stromquelle realisierbare geringe Induktivität. Gleichzeitig
ist die Frequenz, bei welcher diese geringe Induktivität
auftritt einstellbar. Die Windungszahl ist dadurch nicht durch die
Stromstärke von Strömen durch die Primärspule
mit der Ausgangsfrequenz begrenzt. Dadurch kann eine hohe Induktivität
der Primärwicklung für andere Frequenzen als die
Ausgangsfrequenz bei kompakter Bauweise des Transformators erreicht werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Transformator einen
Kern mit Luftspalt auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Transformator
leicht zu fertigten ist und eine linearisierte Kennlinie aufweist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kern ein Ringkern,
auf welchem die Primärwicklung und die Sekundärwicklung
aufgewickelt sind, wobei die Sekundärwicklung eine höhere
Windungszahl aufweist als die Primärwicklung. Von Vorteil
ist dabei, dass der Ausgangsstrom kleiner sein kann als ein Strom
durch die Primärwicklung.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Hallsensor im
Luftspalt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der magnetische
Fluss durch den Luftspalt erfassbar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Hallsensor über
ein, vorzugsweise regelbares, Bandpassfilter mit einer Regelungseinheit elektrisch
verbunden und die Regelungseinheit steuert die Stromquelle an, so
dass der mit der Leistungsfrequenz modulierte Anteil des magnetischen
Flusses im Kern des Transformators gegen null geregelt wird. Von
Vorteil ist dabei, dass die Induktivität für den
Leistungsstrom geregelt und somit der Transformator automatisch über
den Durchlassbereich des Bandpassfilters für einen bestimmbaren
Frequenzbereich kurzgeschlossen wird.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Leitungsabschlusseinrichtung
ein erstes Strommesselement, welches den Strom durch die Primärwicklung
erfasst und ein zweites Strommesselement, welches den Strom durch
die Sekundärwicklung erfasst. Von Vorteil ist dabei, dass
ein Feedback über die Ansteuerung möglich ist
bzw. die Leitungsabschlusseinrichtung regelbar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und zweite
Strommesselement mit einer Regelungseinheit elektrisch verbunden
und die Regelungseinheit steuert die Stromquelle an. Von Vorteil
dabei ist, dass die Leitungsabschlusseinrichtung geregelt ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein, vorzugsweise
regelbares, Bandpassfilter elektrisch zwischen dem ersten Strommesselement und
der Regelungseinheit angeordnet ist. Von Vorteil dabei ist, dass
die Leitungsabschlusseinrichtung auf eine bestimmte Frequenz regelbar
ist. Insbesondere ist die Frequenz, bei welcher die Impedanz der
Primärwicklung kurzgeschlossen ist, über das Bandpassfilter
in Zusammenspiel mit der Ausgangsfrequenz einstellbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein R-C-Glied parallel
zur Primärwicklung geschaltet. Von Vorteil dabei ist, das
ein Leitungsabschlusswiderstand für eine andere Frequenz
oder Frequenzbereich, welcher von der Ausgangsfrequenz beabstandet
ist, einstellbar ist.
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Merkmale
des Verfahrens zum Betreiben einer Leitungsabschlusseinrichtung
sind, dass die Leitungsabschlusseinrichtung an einen Hinleiter und
einen Rückleiter angeschlossen wird,
wobei an den
Hinleiter und Rückleiter eine Leistungsstromquelle angeschlossen
ist, welche einen Leistungswechselstrom mit einer Leistungsfrequenz
einspeist, und die Stromquelle so gesteuert ist, dass die Ausgangsfrequenz
des Ausgangswechselstroms im Rahmen der durch die Steuerung gegebenen
Genauigkeit der Leistungsfrequenz entspricht. Von Vorteil dabei
ist, dass die Impedanz der Primärwicklung für
den Leistungswechselstrom kurzschließbar ist. Der Leistungsstrom
begrenzt dadurch nicht die maximale Windungszahl der Primärspule.
Somit ist eine vorgegebene Impedanz bei anderen Frequenzen als der
Ausgangsfrequenz mit einem kompakten Transformator realisierbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfasst der Hallsensor
den magnetischen Fluss im Luftspalt,
ein elektrisches Sensorsignal
des Hallsensors wird dem Bandpassfilter zugeführt, das
Bandpassfilter lässt den Teil des Sensorsignals passieren,
welcher mit der Leistungsfrequenz moduliert ist,
das Ausgangssignal
des Bandpassfilters wird der Regelungseinheit zugeführt
und
die Regelungseinheit steuert die Stromquelle derart an,
dass ein vom Hallsensor erfasster Wert des magnetischen Flusses
für die Leistungsfrequenz auf Null hin geregelt wird. Von
Vorteil dabei ist, dass die Leistungsabschlusseinrichtung regelbar
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens folgt
der Ausgangswechselstrom der Stromquelle dem Leistungswechselstrom, wobei
ein Amplitudenverhältnis des Leistungswechselstroms zum
Ausgangswechselstrom einem Übertragungsverhältnis
des Transformators entspricht und/oder indem Amplitude und/oder
Frequenz Stellgrößen der Regelungseinheit sind.
Von Vorteil dabei ist, dass die Impedanz der Primärwicklung
frequenzselektiv beeinflussbar ist.
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Eine
weitere vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst folgende
Schritte:
- – der erste Stromsensor
den Leistungswechselstrom und der zweite Stromsensor den Ausgangswechselstrom
der Stromquelle erfassen,
- – ein Sensorsignal des ersten Stromsensors dem Bandpassfilter
zugeführt wird und das Ausgangssignal des Bandpassfilters
einem Subtrahierer zugeführt wird,
- – das Sensorsignal des zweiten Stromsensors einem Multiplizierer
zugeführt wird,
- – der Multiplizierer ein Zwischensignal als das Produkt
von einem Übersetzungsverhältnis des Transformators
und dem Sensorsignal des zweiten Stromsensors berechnet,
- – das Zwischensignal dem Subtrahierer zugeführt wird,
welcher ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal und dem
Zwischensignal bildet,
- – das Differenzsignal der Regelungseinheit zugeführt
wird,
- – und die Regelungseinheit mit einem Stellwert die
Stromquelle so ansteuert, dass das Differenzsignal einen geringen
absoluten Betrag annimmt.
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Von
Vorteil dabei ist, dass die Leitungsabschlusseinrichtung gut regelbar
ist.
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Merkmale
der Vorrichtung zur berührungslosen Leistungsübertragung
und Datenübertragung sind, dass die Vorrichtung
- – eine Leiterschleife mit einem Hinleiter
und einem Rückleiter,
- – eine Leistungsstromquelle, welche einen Leistungswechselstrom
mit einer Leistungsfrequenz in die Leiterschleife einprägt,
- – eine Datenquelle, welche ein Datensignal mit einer
Trägerfrequenz in die Leiterschleife einspeist,
- – einen Verbraucher aufweist, der mittels einer Wicklung
Leistung aus der Leiterschleife auskoppelt, wobei die Wicklung an
die Leiterschleife induktiv gekoppelt ist, wobei der Wicklung eine
Kapazität in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, wobei
die zugehörige Resonanzfrequenz der Leistungsfrequenz entspricht
und
- – der Verbraucher eine Empfangseinheit, welche aus
der Leiterschleife das Datensignal berührungslos abgreift,
aufweist,
wobei
die Leiterschleife an einem Ende zwischen Hinleiter und Rückleiter
mit einer der oben beschriebenen Leitungsabschlusseinrichtung abgeschlossen ist,
wobei eine Frequenz des Ausgangswechselstroms der Leistungsfrequenz
entspricht. Von Vorteil dabei ist, dass das Leitungsabschlusseinrichtung eine
kleine Impedanz für die Leistungsfrequenz darstellt und
eine hohe Impedanz für höhere Frequenzen und somit
als Leitungsabschluss für eine Vorrichtung zur berührungslosen
Energieübertragung und berührungslosen Datenübertragung
verwendbar ist.
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Bei
einer bevorzugten Vorrichtung ist ein R-C-Glied parallel zur Primärwicklung
an den Hinleiter und den Rückleiter angeschlossen, so dass
eine Abschlussimpedanz für die Trägerfrequenz
dem Wellenwiderstand der Leiterschleife für das Datensignal entspricht.
Von Vorteil dabei ist, dass keine Reflektionen des Datensignals
auftreten uns somit das Datensignal besser übertragbar
ist.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
zur berührungslosen Leistungsübertragung und Datenübertragung
sind, dass die Leitungsabschlusseinrichtung mit steuerbarer Frequenzabhängigkeit
nach einem der oben beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
Leitungsabschlusseinrichtung mit steuerbarer Frequenzabhängigkeit
betrieben wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Leitungsabschlusseinrichtung auf
eine Leistungsfrequenz des Leistungswechselstroms steuerbar bzw.
regelbar ist und somit ein Bandpass ähnliches Verhalten
im Bereich der Leistungsfrequenz aufweist. Gleichzeitig stellt die
Leitungsabschlusseinrichtung einen Abschlusswiderstand für
das Datensignal dar.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung
ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt.
Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten
von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder
Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus
der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand
der Technik stellenden Aufgabe.
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- 10,
11
- Leitungsabschlusseinrichtung
- 12
- Transformator
- 14
- Primärwicklung
- 16
- Sekundärwicklung
- 18
- Stromquelle
- 20
- Ringkern
- 22
- Luftspalt
- 24
- Hallsensor
- 26
- Bandpassfilter
- 28
- Regelungseinheit
- 30
- erstes
Strommesselement
- 32
- zweites
Strommesselement
- 34
- R-C-Glied
- 40
- Hinleiter
- 44
- Rückleiter
- 46
- Leistungsstromquelle
- 48
- Datenquelle
- 50
- Verbraucher
- 52
- Wicklung
- 54
- Kapazität
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen rein schematisch:
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1 eine
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Leitungsabschlusseinrichtung mit einem Transformator mit einem Ringkern
und einem Hallsensor;
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2 eine
weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Leitungsabschlusseinrichtung mit einer Regelung mit Strommesssensoren;
und
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3 eine
Prinzipskizze einer Vorrichtung zur berührungslosen Leistungsübertragung
und Datenübertragung unter Verwendung einer Ausführungsform
nach 1 oder 2 als Leitungsabschlusseinrichtung.
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1 zeigt
einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Leitungsabschlusseinrichtung 10. Die
Leitungsabschlusseinrichtung 10 weist einen Transformator 12 auf.
Enden einer Primärwicklung 14 des Transformators 12 sind
Pole bzw. Anschlusspunkt der Leitungsabschlusseinrichtung 10.
Die Primärwicklung ist um einen Ringkern 20 gewickelt.
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Eine
Sekundärwicklung 16 des Transformators 12 ist
ebenfalls um den Ringkern 30 gewickelt und an eine Stromquelle 18 angeschlossen.
Die Stromquelle 18 prägt einen Ausgangswechselstrom in
die Sekundärwicklung 16 ein. Dadurch entsteht
ein magnetischer Fluss im Ringkern 20, welcher wiederum
eine Impedanz der Primärwicklung 14 beeinflusst.
Die Impedanz der Primärwicklung 14 weist nun eine
vom Ausgangswechselstrom abhängige Frequenzabhängigkeit
auf. Diese Frequenzabhängigkeit ist über die Frequenz
des Ausgangswechselstroms steuerbar. Somit erhält man eine
Leitungsabschlusseinrichtung 10 mit steuerbarer Frequenzabhängigkeit.
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Wird
die Primärwicklung 14 an einen Hinleiter 40 und
einen Rückleiter 44 angeschlossen und eine Leistungsstromquelle
prägt einen Leistungswechselstrom mit einer Leistungsfrequenz
im Bereich zwischen ca. 10 kHz bis ca. 500 kHz in den Leiter ein,
so lässt sich durch zielgerichtetes Ansteuern der Stromquelle
die Leitungsabschlusseinrichtung 10 für die Leistungsfrequenz
verkleinern oder vergrößern. Ziel ist es die Induktivität
der Primärwicklung für den Leistungswechselstrom
kurz zu schließen. Andernfalls begrenzt der Leistungswechselstrom
die maximale Anzahl der Windungen der Transformatorwicklungen. Um
trotzdem für andere Frequenzen als die Leistungsfrequenz
eine bestimmte Induktivität zu erreichen, muss der Querschnitt
des Kerns und somit das vom Transformator beanspruchte Raumvolumen angepasst
werden. Dies führt bei Strömen des Leistungswechselstroms
im Bereich von einigen zehn bis hundert Ampere zu einer Verringerung
des Volumens des Transformators um bis zu vier fünftel.
Der Transformator nimmt im erfindungsgemäßen Verfahren
nur 20% des Volumens ein, welcher bei den bisher bekannten Verfahren
benötigt wurde.
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Das
zielgerichtete Ansteuern lässt sich auch durch eine Regelung
realisieren.
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Für
die in 1 gezeigte Regelung weist der Ringkern 20 einen
Luftspalt 22 auf. Unter makroskopischen Luftspalt versteht
man hier eine Unterbrechung des Ringkerns 20 durch zwei
radiale Einschnitte, welche ein Stück des Ringkerns 20 entfernen
bzw. das Fehlen des entsprechenden Stücks bei der Fertigung
des Ringkerns 20. Der Luftspalt 22 ist als Unterbrechung
in Umfangsrichtung durch radial geführte Einschnitte des
Ringkerns 20 ausgeführt. In dem Luftspalt 22 ist
ein Hallsensor 24 angeordnet.
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Der
Hallsensor 24 ist über einen Bandpassfilter 26 mit
einer Regelungseinheit 28 elektrisch verbunden. Der Bandpassfilter 26 ist
so ausgewählt, dass er Sensorsignale des Hallsensors 24 im
Bereich der Leistungsfrequenz passieren lässt. Die Regelungseinheit 28 erhält
so ein Ausgangssignal des Bandpassfilters 26, das einem
Wert für den magnetischen Fluss im Luftspalt 22 im
Bereich der Leistungsfrequenz entspricht. Die Regelungseinheit 28 gibt nun
einen Stellwert an die Stromquelle 18, so dass der vom
Hallsensor 24 erfasste Wert für den magnetischen
Fluss auf Null hin geregelt wird, bzw. einen möglichst
kleinen Absolutwert annimmt.
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Dies
führt dazu, dass der Ausgangswechselstrom der Stromquelle
18 dem Leistungswechselstrom im Hinleiter 40 bzw. Rückleiter 44 folgt.
Ein Amplitudenverhältnis des Ausgangswechselstroms und des
Leistungswechselstroms entspricht dabei automatisch einem Übersetzungsverhältnis
des Transformators 12.
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Bei
einer nicht gezeigten Ausführungsform der Leitungsabschlusseinrichtung
wird die Stromquelle 18 direkt ohne Regelung angesteuert.
Dabei sind dann vorzugsweise die Amplitude und/oder die Frequenz
unter Berücksichtigung des Übertragungsverhältnisses
des Transformators 12 Stellgrößen für den
Ausgangswechselstrom.
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2 zeigt
ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
für eine Leitungsabschlusseinrichtung 11. Hier
ist der Transformator 12 mit seiner Primärwicklung 14 und
Sekundärwicklung 16 nur symbolhaft gezeigt. Der
Fachmann kann einen bekannten geeigneten Transformator 12 einsetzen. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel prägt die Stromquelle 18 einen
Ausgangswechselstrom in die Sekundärwicklung 16 ein.
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Zur
Regelung der Leitungsabschlusseinrichtung 11 wird der Strom
durch die Primärwicklung 14 durch ein erstes Strommesselement 30 erfasst
und der Ausgangswechselstrom der Stromquelle 18 durch ein
zweites Strommesselement 32.
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Das
Sensorsignal des ersten Strommesselements 30 wird über
einen Bandpassfilter 26 einem Subtrahierer zugeführt, welcher
mit der Regelungseinheit 28 in einem Gerät integriert
ist. Ein weiteres Ausgangssignal des zweiten Strommesselementes wird
mit dem Übersetzungsverhältnis des Transformators 12 in
einem Multiplizierer multipliziert und so in ein Zwischensignal überführt.
Dieses Zwischensignal wird dem Subtrahierer zugeführt,
welcher ein Differenzsignal aus dem Zwischensignal und dem Ausgangssignal
des Bandpassfilters bereitstellt. Das Differenzsignal wird als Regelgröße
der Regelungseinheit 28 zugeführt, welche die
Stromquelle 18 ansteuert, so dass das Differenzsignal minimal
wird bzw. einen geringen absoluten Betrag annimmt.
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Dies
hat zur Folge, dass der Ausgangswechselstrom dem Strom durch die
Primärwicklung 14 folgt und so den magnetische
Fluss kompensiert. Dies wiederum wirkt sich auf die Leitungsabschlusseinrichtung
der Primärwicklung 14 aus.
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Allgemein
ausgedrückt wird eine vom in die Primärwicklung
des Transformators eingespeisten Wechselstrom abhängige
Sensorgröße über ein Bandpassfilter einer
Regelung zugeführt. Die Regelung steuert eine mit der Sekundärwicklung
des Transformators verbundene Stromquelle derart an, dass der magnetische
Fluss im Transformator für das Frequenzband, welches das
Bandpassfilter durchlässt, gegen Null geht. Insbesondere
folgt der Ausgangwechselstrom der Stromquelle dem Wechselstrom,
welcher in die Primärwicklung gespeist wird. Somit ist
der Transformator für Wechselströme im Frequenzband
des Bandpassfilters kurzgeschlossen. Die induktive Impedanz des
Transformators für diese Wechselströme ist null.
Mittels eines einstellbaren Bandpassfilters lässt sich
so die Frequenzabhängigkeit der Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 steuern.
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Um
die Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 für
höhere Frequenzen, welche höher als die Leistungsfrequenz
sind, auf einem frequenzunabhängigen Wert zu stabilisieren,
ist in 2 als zusätzliche Möglichkeit
ein R-C-Glied 34 parallel zur Primärwicklung 14 angeordnet.
Das R-C-Glied 34 ist entsprechend ausgewählt bei
höheren Frequenzen eine konstante Impedanz bereitzustellen,
insbesondere eine Impedanz, welche dem Wellenwiderstand einer an die
Primärwicklung 14 angeschlossenen Leitung entspricht.
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3 zeigt
schematisch eine Vorrichtung zur berührungslosen Leistungsübertragung
und Datenübertragung. Die Vorrichtung umfasst eine Leiterschleife
mit einem Hinleiter 40, einem Rückleiter 44 und
einer Leistungsstromquelle 46. Die Leistungsstromquelle 46 speist
einen Leistungswechselstrom mit einer Leistungsfrequenz im Bereich
zwischen ca. 10 kHz und ca. 500 kHz in die Leitung ein. Die Amplitude
des Leistungswechslestroms liegt Vorzugsweise in einem Bereich zwischen
10 A und 500 A.
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Eine
Datenquelle 48 speist ein Datensignal mit einer Trägerfrequenz
in die Leitung ein. Die Trägerfrequenz ist vorteilhafterweise
um eine Größenordnung höher als die Leistungsfrequenz.
Die Amplitude des Datensignals liegt im Bereich zwischen 10 Milliampere
und einiger hundert Milliampere.
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Ein
Verbraucher 50 koppelt mittels einer Wicklung Leistung
aus der Leiterschleife aus. Dafür ist die Wicklung an die
Leiterschleife induktiv gekoppelt. Der Wicklung 52 ist
eine Kapazität 54 parallel zugeschaltet, wodurch
ein Resonanzkreis mit einer zugehörigen Resonanzfrequenz
gebildet ist. Die zugehörige Resonanzfrequenz entspricht
im Rahmen der realisierbaren Genauigkeit und Regelgeschwindigkeit
der Leistungsfrequenz.
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Der
Verbraucher 50 weist eine Empfangseinheit auf, welche aus
der Leiterschleife das Datensignal berührungslos abgreift.
Dafür eignet sich insbesondere eine induktive oder kapazitive
Kopplung der Empfangseinheit mit der Leiterschleife.
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Die
Datenquelle 48 kann stationär sein oder ebenfalls
auf einem weiteren Verbraucher angeordnet sein, welcher die Merkmale
des Verbrauchers aufweist. Die Leiterschleife ist in allen mögliche
Geometrien anordbar. Vorteilhafterweise ist die Leiterschleife langestreckt
ausgeführt und der Verbraucher 50 und der weitere
Verbrauch bzw. die Datenquelle 48 sind entlang der Leiterschleife
bewegbar.
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Als
Leitungsabschlussimpedanz zwischen Hinleiter 40 und Rückleiter 44 ist
die Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 mit einer
steuerbaren Frequenzabhängigkeit angeordnet. Dabei ist
die Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 so angesteuert oder
geregelt, dass die Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 für
das Leistungssignal mit der Leistungsfrequenz ein Bandpass ähnliches
Verhalten zeigt und für die Trägerfrequenz als
Leitungsabschlussimpedanz wirkt. Für die Trägerfrequenz
entspricht die Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 vorzugsweise
der Wellenimpedanz der Leitung. So können Reflektionen
des Datensignals vermieden werden und eine erhöhte Übertragungskapazität
steht zur Verfügung. Gleichzeitig sind die Verluste für
das Leistungssignal relativ gering.
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Durch
das Übersetzungsverhältnis des Transformators 12 kann
der Ausgangswechselstrom relativ gering gehalten werden. Mögliche
Schwankungen der Leistungsfrequenz werden durch die oben beschriebenen
Regelungen automatisch kompensiert. Auch bei einer absichtlichen Änderung
der Leistungsfrequenz muss der Leitungsabschluss nicht ausgewechselt
werden.
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Somit
wird eine Leitungsabschlusseinrichtung 10, 11 als
Leitungsabschlussimpedanz einer Leiterschleife für eine
Vorrichtung zur berührungslosen Leistungsübertragung
und Datenübertragung verwendet. Die Vorrichtung umfasst
die Leiterschleife mit dem Hinleiter 40 und dem Rückleiter 44,
die Leistungsstromquelle 46, welche den Leistungswechselstrom
mit der Leistungsfrequenz in die Leiterschleife einprägt,
die Datenquelle 48, welche das Datensignal mit der Trägerfrequenz
in die Leiterschleife einspeist und den Verbraucher 50,
der mittels der Wicklung 52 Leistung aus der Leiterschleife
auskoppelt. Die Wicklung 52 ist an die Leiterschleife induktiv
gekoppelt. Der Wicklung 52 ist die Kapazität 54 in
Reihe oder parallel zugeschaltet, wodurch ein Schwingkreis gebildet
ist, dessen zugehörige Resonanzfrequenz der Leistungsfrequenz
im Wesentlichen entspricht.
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Der
Verbraucher 50 umfasst die Empfangseinheit, welche aus
der Leiterschleife das Datensignal berührungslos insbesondere
durch induktive oder kapazitive Kopplung abgreift. Die Ausgangsfrequenz des
Ausgangswechselstroms der Stromquelle 18 entspricht im
Rahmen der realisierbaren Genauigkeit der Leistungsfrequenz.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007032644
A1 [0002]