DE102012205693A1

DE102012205693A1 - Drahtlose Energieübertragung

Info

Publication number: DE102012205693A1
Application number: DE102012205693A
Authority: DE
Inventors: Juergen Mack; Dragan Krupezevic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-10
Also published as: GB2501609A; CN103368276A; GB2501609B; CN103368276B; GB201305957D0

Abstract

Ein Sender für eine drahtlose Energieübertragung umfasst einen Resonanztransformator zur Bereitstellung eines elektromagnetischen Wechselfelds, wobei der Resonanztransformator eine erste und eine zweite Sendespule umfasst. Ferner umfasst der Sender eine Bestimmungseinrichtung zur Erfassung eines Objekts im Bereich einer der Sendespulen in Abhängigkeit eines elektrischen Parameters am Resonanztransformator und eine Steuereinrichtung zur Veränderung eines Gütefaktors des Resonanztransformators, um eine Energieübertragung bei einem niedrigen Gütefaktor und eine Erfassung des Objekts bei einem hohen Gütefaktor zu erlauben.

Description

Die Erfindung betrifft eine drahtlose Energieübertragung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Sender zur induktiven Energieübertragung und ein Verfahren zur Steuerung des Senders.
Stand der Technik
Ein elektrisches Kleingerät umfasst einen Verbraucher und einen Akkumulator, um einen kabellosen Einsatz zu erlauben. Um den Akkumulator aufzuladen, kann Energie auf drahtlose Weise von einem Netzteil zum Kleingerät übertragen werden, indem ein elektromagnetisches Feld zur Energieübertragung genutzt wird. Dazu umfassen das Netzteil und das Kleingerät jeweils eine Spule, die in geringem Abstand zueinander positionierbar sind und so zusammen im Wesentlichen einen Transformator bilden.
Gerät ein elektrisch leitfähiges Objekt in den Bereich des elektromagnetischen Feldes, so können sich Wirbelströme bilden, die das Objekt erwärmen. Ist das Objekt magnetisierbar, so kann das Objekt auch durch Ummagnetisierungs- bzw. Hystereseverluste erwärmt werden. Die Erwärmung kann beträchtlich sein, sodass eine Betriebssicherheit des Senders oder des Empfängers nicht gewährleistet sein können. Außerdem kann das Objekt Energie aus dem elektromagnetischen Feld entziehen, sodass die Energieübertragung zum Empfänger gestört ist.
Es ist möglich, die Anwesenheit des Objekts zu erfassen, indem der Einfluss des Objekts auf die Induktivität der Senderspule bestimmt wird. Ist das Objekt jedoch relativ klein oder relativ weit von der Sendespule entfernt, so kann eine zuverlässige Erfassung des Objekts schwierig sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren anzugeben, mittels derer eine sensible, zuverlässige und trennscharfe Bestimmung des Objekts durchgeführt werden können, um eine Reaktion auf die Anwesenheit des Objekts zu ermöglichen. Die Erfindung löst die angegebenen Probleme mittels eines Senders, eines Energieübertragungssystems und eines Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Offenbarung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßer Sender für eine drahtlose Energieübertragung umfasst einen Resonanztransformator mit einer Sendespule zur Bereitstellung eines elektromagnetischen Wechselfelds. Eine Bestimmungseinrichtung ist zur Erfassung eines Objekts im Bereich der Sendespule in Abhängigkeit eines elektrischen Parameters am Resonanztransformator vorgesehen. Außerdem umfasst der Sender eine Steuereinrichtung zur Veränderung eines Gütefaktors des Resonanztransformators, um eine Energieübertragung bei einem niedrigen Gütefaktor und eine Erfassung des Objekts bei einem hohen Gütefaktor zu erlauben.
Dadurch ist es möglich, für die Energieübertragung und die Erfassung des Objekts jeweils angepasste, verbesserte Bedingungen zu schaffen. Durch diese Unterscheidung verschiedener Betriebsmodi können die Energieübertragung oder die Objekterfassung oder beide verbessert durchführbar sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Sender eine weitere Sendespule und die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Sendespulen für einen hohen Gütefaktor parallel und für einen niedrigen Gütefaktor in Serie zu schalten. Auf diese Weise kann der Gütefaktor des Resonanztransformators leicht und reproduzierbar veränderbar sein. Außerdem können sowohl zur Energieübertragung als auch zur Objekterfassung beide Sendespulen verwendet werden. Eine verbesserte Energieübertragung oder eine verbesserte Objekterkennung oder beides können die Folge sein.
In einer Ausführungsform umfassen die Sendespulen gleiche Induktivitäten und gleiche ohmsche Widerstände. Dadurch können baugleiche Spulen verwendet werden, wodurch eine Herstellung kostengünstiger gestaltet sein kann. Außerdem kann dadurch der Gütefaktor leicht mit einem gut handhabbaren Faktor von zwei erhöht bzw. verringert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind beide Sendespulen auf einen gemeinsamen Kern gewickelt. Dadurch können die Sendespulen geometrisch so nah wie möglich aneinander angeordnet sein, sodass sie sich in verbesserter Weise wie eine einzige Spule des Resonanztransformators verhalten können.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Resonanztransformator bei hohem Gütefaktor mit einer niedrigen Leistung und bei einem niedrigen Gütefaktor mit einer hohen Leistung zu speisen. Während die hohe Leistung der Energieübertragung zuträglich sein kann, kann die Bestimmung des Objekts bei niedriger Leistung energiesparend und mit einer geringen Erwärmung des Objekts durchgeführt werden. Die parallel geschalteten Sendespulen können durch die verringerte Leistung ferner vor einer Überlastung, beispielsweise durch Überspannung, geschützt sein. Außerdem kann durch die verringerte Leistung ein Emissionsschutz gegeben sein.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Resonanztransformator bei hohem Gütefaktor mit einer hohen Arbeitsfrequenz und bei niedrigem Gütefaktor mit einer niedrigen Arbeitsfrequenz zu betreiben. Die Arbeitsfrequenz kann sich gegenläufig zum Gütefaktor verändern, wenn die Sendespulen parallel bzw. in Serie geschaltet werden. Durch die unterschiedlichen Ansteuerungen können Leistungen und Arbeitsfrequenzen des Resonanztransformators bzw. des Senders so gewählt sein, dass elektromagnetische Verträglichkeitswerte (EMV) eingehalten sind. Eine Einhaltung einer Norm zum Emissionsschutz kann so vereinfacht möglich sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Gütefaktor des Resonanztransformators für die Erfassung des Objekts periodisch zu erhöhen, wobei ein Verhältnis der Betriebszeit mit niedrigen Gütefaktor zur Betriebszeit mit hohem Gütefaktor groß ist. Allgemein wird das Verhältnis in Abhängigkeit einer gewünschten Häufigkeit und erforderlichen Dauer für die Objekterkennung so groß wie möglich gewählt werden. Vorteilhaft sind Werte von wenigstens 10 zu 1, in bevorzugter Weise wenigstens 100 zu 1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Bestimmungseinrichtung dazu eingerichtet, das Objekt auf der Basis eines Stroms, einer Spannung, einer Resonanzfrequenz oder eines Gütefaktors am Resonanztransformator zu erfassen. Der jeweilige Parameter kann mit einem Schwellenwert verglichen werden, wobei das Objekt erfasst wird, wenn der Parameter jenseits des Schwellenwerts liegt.
In einer Ausführungsform weist jede der Sendespulen einen ersten und einen zweiten Anschluss auf und die Steuereinrichtung umfasst drei Schalteinrichtungen, nämlich eine erste Schalteinrichtung zur Verbindung des ersten Anschlusses der ersten Sendespule mit dem ersten Anschluss der zweiten Sendespule, eine zweite Schalteinrichtung zur Verbindung des zweiten Anschlusses der ersten Sendespule mit dem zweiten Anschluss der zweiten Sendespule und eine dritte Schalteinrichtung zur Verbindung des zweiten Anschlusses der ersten Sendespule mit dem ersten Anschluss der zweiten Sendespule. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die erste und die zweite Schalteinrichtung gleichsinnig und die dritte Schalteinrichtung dazu gegensinnig zu öffnen und zu schließen.
Dadurch kann sich auf einfache und effiziente Weise die zweite Sendespule parallel oder in Serie zur ersten Sendespule schalten lassen. Der erste Anschluss der ersten Sendespule und der zweite Anschluss der zweiten Sendespule können als Anschlüsse einer kombinierten, umschaltbaren Sendespule, die beide einzelnen Sendespulen umfasst, verwendet werden. Die beschriebenen Schalteinrichtungen lassen sich in entsprechender Weise auch zwischen der zweiten und einer zusätzlichen dritten Sendespule einsetzen, sodass auch drei oder mehr Sendespulen parallel oder miteinander in Serie geschaltet werden können.
Ein erfindungsgemäßes System zur drahtlosen Energieübertragung umfasst den oben beschriebenen Sender und einen Empfänger, der dazu eingerichtet ist, ein magnetisches Wechselfeld, insbesondere dasjenige, das im Bereich der Sendespule des Senders bereitgestellt ist, in einen elektrischen Strom umzuwandeln. Der Empfänger kann auch einen oder mehrere Verbraucher für den elektrischen Strom umfassen, beispielsweise einen Akkumulator und eine Ladesteuerung für den Akkumulator.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erfassen eines Objekts an einem Sender für drahtlose Energieübertragung, wobei der Sender einen Resonanztransformator umfasst, der eine Sendespule aufweist, umfasst Schritte des Betreibens des Resonanztransformators mit einem hohen Gütefaktor, des Abtastens eines elektrischen Parameters am Resonanztransformator, des Erfassens des Objekts auf der Basis des abgetasteten Parameters und des Betreibens des Resonanztransformators mit einem niedrigen Gütefaktor zur Energieübertragung.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
1 einen Sender für drahtlose Energieübertragung und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines Objekts im Bereich der Sendespule des Senders von 1
darstellt.
Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt einen Sender 100 zur drahtlosen Energieübertragung. Der Sender 100 umfasst einen Resonanztransformator 105, der eine Resonanzkapazität 110 und eine kombinierte Sendespule 115 umfasst, die miteinander in Serie geschaltet sind. Dabei umfasst die kombinierte Sendespule 115 eine erste Sendespule 120, die im dargestellten Ersatzschaltbild aus einer ersten Induktivität 125 und einem ersten Widerstand 130 gebildet ist, sowie eine zweite Sendespule 135, die aus einer zweiten Induktivität 140 und einem zweiten Widerstand 145 gebildet ist. Zwischen Anschlüssen der ersten Sendespule 120 und der zweiten Sendespule 135 sind eine erste Schalteinrichtung 150, eine zweite Schalteinrichtung 155 und eine dritte Schalteinrichtung 160 angeordnet, die jeweils durch ein Relais oder einen Transistor realisiert sein können. Die erste Schalteinrichtung 150 ist mit den oberen Anschlüssen der Sendespulen 120 und 135, die zweite Schalteinrichtung 155 mit den unteren Anschlüssen der Sendespulen 120 und 135 verbunden. Das dritte Schaltelement 160 liegt zwischen dem unteren Anschluss der ersten Sendespule 120 und dem oberen Anschluss der zweiten Sendespule 135. Die Schalteinrichtung 150, 155 und 160 sind durch eine Steuereinrichtung 165 steuerbar.
Wicklungen der Sendespulen 120 und 135 liegen vorzugsweise nahe beieinander und weisen den gleichen Wicklungssinn auf, wie durch die Punkte an den Senderspulen 120 und 135 gekennzeichnet ist. Insbesondere können die Wicklungen beider Sendespulen 120, 135 auf einen gemeinsamen Kern 170 aufgebracht sein. Der Kern 170 kann eine induktive Kopplung der kombinierten Sendespule 115 mit einer Empfangsspule 175 eines nicht näher dargestellten Empfängers 177 verbessern.
In einem elektromagnetischen Einflussbereich der kombinierten Sendespule 115 kann ein Objekt 180 angeordnet sein, das einen Teil der Energie des elektrischen Feldes absorbiert, wobei es sich erwärmen kann. Zur Erfassung des Objekts 180 ist eine Bestimmungseinrichtung 185 vorgesehen, die einen elektrischen Parameter am Resonanztransformator 105 abtastet, um auf dessen Basis auf die Anwesenheit des Objekts 180 zu schließen. Vorzugsweise ist die Bestimmungseinrichtung 185 mit der Steuereinrichtung 165 verbunden.
Der Resonanztransformator 105 kann mit Energie versorgt und zur Schwingung angeregt werden, indem einer seiner Anschlüsse periodisch abwechselnd mit einem positiven und einem negativen Potential verbunden wird. Zu diesem Zweck ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform eine Halbbrücke 190 vorgesehen, die exemplarisch mittels zweier Transistoren aufgebaut ist. Die Halbbrücke 190 kann mittels eines Taktgenerators 195 gesteuert werden, der in einer Ausführungsform mit dem Resonanztransformator 105 rückgekoppelt ist, um den Resonanztransformator 105 in eine resonante Schwingung zu versetzen.
Die Steuereinrichtung 165 ist dazu eingerichtet, die erste Schalteinrichtung 150 und die zweite Schalteinrichtung 155 gemeinsam zu öffnen oder zu schließen und gleichzeitig die dritte Schalteinrichtung 160 gegensinnig zu betätigen, also zu öffnen, wenn die Schalteinrichtung 150 und 155 geschlossen werden und umgekehrt. Sind die ersten beiden Schalteinrichtungen 150, 155 geschlossen und die dritte Schalteinrichtung 160 geöffnet, so sind die Sendespulen 120 und 135 parallel miteinander verschaltet. Sind umgekehrt die erste und die zweite Schalteinrichtung 150, 155 geöffnet und die dritte Schalteinrichtung 160 ist geschlossen, so sind die Sendespulen 120 und 135 miteinander in Serie geschaltet. Die gezeigte Verschaltung der beiden Sendespulen 120 und 135 lässt sich in entsprechender Weise auf drei oder mehr Sendespulen 120, 135 erweitern, indem die dargestellte Schaltung mehrfach hintereinander ausgeführt wird. Der obere Anschluss der ersten Sendespule 120 und der untere Anschluss der letzten Sendespule 135 stellen dabei die Anschlüsse der kombinierten Sendespule 115 dar.
Die dynamischen Eigenschaften der kombinierten Sendespule 115 richten sich nach ihrer wirksamen Induktivität und ihrem wirksamen elektrischen Widerstand. Sowohl die Induktivität als auch der Widerstand ist davon abhängig, ob die Sendespulen 120 und 135 miteinander in Serie oder parallel geschaltet sind.
Zur Bestimmung der Resonanzfrequenz des Resonanztransformators 105 gilt folgende Formel:
wobei L die wirksame Induktion der kombinierten Sendespule 115 und C die Resonanzkapazität 110 ist. Der Gütefaktor des Resonanztransformators 105 bestimmt sich zu
wobei R der ohmsche Widerstand der kombinierten Sendespule 115 ist. Die ohmschen Widerstände R der Sendespulen 120 und 135 sind durch die Widerstände 130 bzw. 145 und die wirksamen Induktivitäten L durch die Induktivitäten 125 bzw. 140 modelliert.
Werden die Sendespulen 120 und 135 in Serie geschaltet, sodass sich die Induktivitäten 125 und 140 zu einer wirksamen Induktivität und die Widerstände 130 und 145 zu einem wirksamen Widerstand addieren, so gelten für Resonanzfrequenz bzw. den Gütefaktor folgende Formeln: Serienschaltung:
Werden die Sendespulen 120 und 135 miteinander parallel geschaltet, sodass die wirksame Induktivität als Quotient aus dem Produkt und der der Summe der Induktivitäten 125 und 140 und der wirksame Widerstand als Quotient aus dem Produkt und der Summe der Widerstände 130 und 145 gebildet ist, so gelten für Resonanzfrequenz und Gütefaktor folgende Angaben: Parallelschaltung:
Sind die Sendespulen 120 und 135 zueinander baugleich, sodass die Induktivitäten 125 und 140 bzw. die Widerstände 130 und 145 einander paarweise entsprechen, so vereinfachen sich die oben angegebenen Gleichungen 3 bis 6 und es kann gesehen werden, dass bei der Parallelschaltung die Resonanzfrequenz und der Gütefaktor jeweils doppelt so hoch ist wie die Resonanzfrequenz bzw. der Gütefaktor bei der Serienschaltung.
Ungeachtet der Ausführungsform der beiden Sendespulen 120 und 135 lässt sich der Gütefaktor der kombinierten Sendespule 115 durch Parallelschaltung der Sendespulen 120 und 135 erhöhen und durch Serienschaltung der beiden Sendespulen 120, 135 verringern. Ein geringer Gütefaktor ist vor allem zur Energieübertragung zwischen der kombinierten Sendespule 115 und der Empfangsspule 175 vorteilhaft, während eine Erfassung des Objekts 180 vor allem mit einem hohen Gütefaktor durchgeführt werden kann.
Vorteilhafterweise wird die Arbeitsfrequenz, mit der der Taktgenerator 195 mittels der Halbbrücke 190 den Resonanztransformator 105 anregt, entsprechend den genannten Formeln an die Parallel- oder Serienschaltung der Sendespulen 120, 135 angepasst. Weiter bevorzugt ist es, die Erfassung des Objekts 180 bei einem verringerten elektromagnetischen Feld der kombinierten Sendespule 115 durchzuführen. Dazu kann beispielsweise eine Spannung am Resonanztransformator 105 abgesenkt werden, etwa indem die Schalteinrichtungen der Halbbrücke 190 verkürzt angesteuert werden, sodass sie einen vergrößerten Teil einer kompletten Schwingungsdauer beide geöffnet sind.
Das Objekt 180 kann mittels der Bestimmungseinrichtung 185 erfasst werden, indem diese einen elektrischen Parameter, insbesondere einen Strom oder eine Spannung, am Resonanztransformator 105 abtastet und bestimmt, ob der abgetastete Parameter durch die Anwesenheit des Objekts 180 beeinflusst ist. Dazu kann der abgetastete Parameter mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine periodische Bestimmung der Anwesenheit des Objekts 180, wofür die Energieübertragung vom Sender 100 zum Empfänger unterbrochen wird. Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, ist es bevorzugt, die Betriebszeit während der Objekterfassung möglichst kurz im Vergleich der Betriebszeit während der Energieübertragung zu halten. Ein Verhältnis der Betriebszeit während der Energieübertragung zur Betriebszeit während der Objekterfassung liegt bevorzugterweise oberhalb von 10, besonders bevorzugter Weise oberhalb von 100.
Die folgende Tabelle fasst die Kombinationen relativer Parameter am Sender 100 zusammen:

Serienschaltung zur Energieübertragung Parallelschaltung zur Objekterfassung

Gütefaktor – +

Resonanzfrequenz – +

Leistung + –

Betriebszeit + –

(Tabelle 1)
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Bestimmung des Objekts 180 im Bereich der Sendespule 115 des Senders 100 aus 1. Das Verfahren 200 beginnt in einem Schritt 205. In einem nachfolgenden Schritt 210 werden die Sendespulen 120 und 135 miteinander parallel geschaltet. In einem sich weiter anschließenden Schritt 215 wird die kombinierte Sendespule 115 mit einer niedrigen Leistung und einer hohen Arbeitsfrequenz betrieben. Dieser Zustand ist vorteilhaft für eine Objektbestimmung, die ab dem folgenden Schritt 220 durchgeführt wird. Zur Bestimmung des Objekts 180 wird in einem Schritt 225 zunächst ein elektrischer Parameter am Resonanztransformator 105 abgetastet und mit einem Schwellenwert verglichen. Liegt der abgetastete Parameter jenseits des Schwellenwerts, so wird in einem nachfolgenden Schritt 230 auf die Anwesenheit des Objekts 180 im Bereich der kombinierten Sendespule 115 geschlossen.
Liegt ein Objekt 160 vor, so wird in einem Schritt 235 eine geeignete Maßnahme ergriffen, beispielsweise indem der Betrieb des Senders 100 eingestellt oder eingeschränkt wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben werden, beispielsweise in optischer oder akustischer Form.
Liegt kein Objekt 160 vor, so wird eine Energieübertragung vom Sender 100 an den drahtlosen Empfänger 177 eingeleitet. Dazu werden in einem Schritt 240 die Spulen 120 und 135 in Serie geschaltet. In einem nachfolgenden Schritt 245 wird die kombinierte Sendespule 115 mit einer hohen Leistung und einer niedrigen Arbeitsfrequenz betrieben. Dadurch ergibt sich in einem Schritt 250 eine Energieübertragung zum Empfänger 177 für drahtlose Energieübertragung.
Vorzugsweise nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder auf der Basis eines externen Ereignisses kann das Verfahren zum ersten Schritt 205 zurück kehren und erneut durchlaufen. Bevorzugterweise wird eine Zeit, während der die Schritte 215 bis 235 ausgeführt werden, so kurz wie möglich gehalten, um einen möglichst großen Anteil der Betriebszeit des Verfahrens 200 im Schritt 250 zu verbringen.

Claims

Sender (100) für eine drahtlose Energieübertragung, umfassend: – einen Resonanztransformator (105) mit einer Sendespule (120), zur Bereitstellung eines elektromagnetischen Wechselfelds; – eine Bestimmungseinrichtung (185) zur Erfassung eines Objekts (180) im Bereich der Sendespule (120) in Abhängigkeit eines elektrischen Parameters am Resonanztransformator (105), gekennzeichnet durch – eine Steuereinrichtung (165) zur Veränderung eines Gütefaktors (Q) des Resonanztransformators (105), um eine Energieübertragung bei einem niedrigen Gütefaktor (Q_s) und eine Erfassung des Objekts (180) bei einem hohen Gütefaktor (Q_p) zu erlauben.
Sender (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine weitere Sendespule (135), wobei die Steuereinrichtung (165) dazu eingerichtet ist, die Sendespulen (120, 135) für einen hohen Gütefaktor (Q_p) parallel und für einen niedrigen Gütefaktor (Q_s) in Serie zu schalten.
Sender (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sendespulen (120, 135) gleiche Induktivitäten (L) und gleiche Widerstände (R) aufweisen.
Sender (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sendespulen (120, 135) auf einen gemeinsamen Kern (170) gewickelt sind.
Sender (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (165) dazu eingerichtet ist, den Resonanztransformator (105) bei hohem Gütefaktor (Q_p) mit einer niedrigen Leistung und bei niedrigem Gütefaktor (Q_s) mit einer hohen Leistung zu betreiben.
Sender (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (165) dazu eingerichtet ist, den Resonanztransformator (105) bei hohem Gütefaktor (Q_p) mit einer hohen Arbeitsfrequenz und bei niedrigem Gütefaktor (Q_s) mit einer niedrigen Arbeitsfrequenz zu betreiben.
Sender (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (165) dazu eingerichtet ist, den Gütefaktor des Resonanztransformators (105) für die Erfassung des Objekts (180) periodisch zu erhöhen, wobei ein Verhältnis der Betriebszeit mit niedrigem Gütefaktor (Q_s) zur Betriebszeit mit hohem Gütefaktor (Q_p) groß ist.
Sender (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bestimmungseinrichtung (185) dazu eingerichtet ist, das Objekt (180) auf der Basis eines Stroms, einer Spannung, einer Resonanzfrequenz oder eines Gütefaktors (Q) am Resonanztransformator (105) zu erfassen.
Sender (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei jede der Sendespulen (120, 135) einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist und die Steuereinrichtung (165) folgendes umfasst: – eine erste Schalteinrichtung (150) zur Verbindung des ersten Anschlusses der ersten Sendespule (120) mit dem ersten Anschluss der zweiten Sendespule (135), – eine zweite Schalteinrichtung (155) zur Verbindung des zweiten Anschlusses der ersten Sendespule (120) mit dem zweiten Anschluss der zweiten Sendespule (135) und – eine dritte Schalteinrichtung (160) zur Verbindung des zweiten Anschlusses der ersten Sendespule (120) mit dem ersten Anschluss der zweiten Sendespule (135), – wobei die Steuereinrichtung (165) dazu eingerichtet ist, die erste (150) und die zweite Schalteinrichtung (155) gleichsinnig und die dritte Schalteinrichtung (160) dazu gegensinnig zu schalten.
System (100, 177) zur drahtlosen Energieübertragung, umfassend einen Sender (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen Empfänger (177), der dazu eingerichtet ist, ein magnetisches Wechselfelds in einen elektrischen Strom umzuwandeln.
Verfahren (200) zum Erfassen eines Objekts an einem Sender (100) für drahtlose Energieübertragung, wobei der Sender (100) einen Resonanztransformator (105) mit einer Sendespule (115) aufweist, mit folgenden Schritten: – Betreiben (230) des Resonanztransformators (105) mit einem hohen Gütefaktor (Q_p); – Abtasten (235) eines elektrischen Parameters am Resonanztransformator (105); – Erfassen (240) des Objekts (180) auf der Basis des abgetasteten Parameters, und – Betreiben (215) des Resonanztransformators (105) mit einem niedrigen Gütefaktor (Q_s) zur Energieübertragung.