DE102013008276A1 - transponder system - Google Patents

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Abstract

Transpondersystem, wobei dem Transponder die an einem Antennenschwingkreis abfallende Spannung zugeführt wird oder die vom Transponder erzeugte Spannung wird dem Antennenschwingkreis zugeführt, wobei zwischen Antennenschwingkreis und Transponder eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der zwischen Antenennschwingkreis und Transponder fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird oder dass im Antennenschwingkreis eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der im Antenennschwingkreis fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird.Transponder system, the voltage dropping at an antenna resonant circuit being supplied to the transponder or the voltage generated by the transponder being fed to the antenna resonant circuit, a filter capacitance being interposed between the antenna resonant circuit and the transponder, so that the current flowing between the antenna resonant circuit and the transponder is conducted over the filter capacity or that a filter capacitance is interposed in the antenna resonant circuit, so that the current flowing in the antenna resonant circuit is conducted via the filter capacitance.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transpondersystem.The invention relates to a transponder system.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Datenaustausch zwischen Transponder und Transponder-Lese- und/oder Schreibgerät ausführbar ist. Dabei sind im Transponder gespeicherte Daten auslesbar vom Gerät oder Daten speicherbar in den Transponder.It is well known that a data exchange between transponder and transponder reader and / or writer is executable. In this case, data stored in the transponder can be read out from the device or data can be stored in the transponder.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Transpondersystem weiterzubilden, wobei es in einem Wechselmagnetfeld einsatzfähig sein soll.The invention is therefore based on the object to develop a transponder system, where it should be operational in an alternating magnetic field.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Transpondersystem nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the transponder system according to the features indicated in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Transpondersystem sind, dass dem Transponder die an einem Antennenschwingkreis abfallende Spannung zugeführt wird oder die vom Transponder erzeugte Spannung wird dem Antennenschwingkreis zugeführt,
wobei zwischen Antennenschwingkreis und Transponder eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der zwischen Antenennschwingkreis und Transponder fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird
oder dass im Antennenschwingkreis eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der im Antenennschwingkreis fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird.
Important features of the invention in the transponder system are that the transponder is supplied with the voltage dropped across an antenna resonant circuit or the voltage generated by the transponder is supplied to the antenna resonant circuit.
wherein a filter capacitance is interposed between the antenna resonant circuit and the transponder so that the current flowing between the antenna resonant circuit and the transponder is conducted through the filter capacitance
or that a filter capacitance is interposed in the antenna resonant circuit, so that the current flowing in the antenna resonant circuit current is passed through the filter capacitance.

Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Filterkapazität die Einflüsse eines Wechselmagnetfelds unterdrückbar sind, wenn die Frequenz dieses Wechselmagnetfelds unterschiedlich ist der Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises. Dabei besteht der Antennenschwingkreis aus einem Parallelschwingkreis, welcher eine Induktivität und Kapazität umfasst. Mittels der Filterkapazität ist somit der durch das Wechselmagnetfeld in der Induktivität induzierte Stromanteil unterdrückbar. Dies ermöglicht den Einsatz der Transpondertechnik in Umgebungen mit hohen Wechselmagnetfeldern. Ein solches Wechselmagnetfeld wird von einem Primärleitersystem erzeugt, welches in einer Anlage verlegt ist und zur induktiven Versorgung von Mobilteilen dient.The advantage here is that by means of the filter capacitance, the influences of an alternating magnetic field can be suppressed, if the frequency of this alternating magnetic field is different from the resonant frequency of the antenna resonant circuit. In this case, the antenna resonant circuit consists of a parallel resonant circuit, which comprises an inductance and capacitance. By means of the filter capacitance, the current component induced in the inductance by the alternating magnetic field can thus be suppressed. This allows the use of transponder technology in environments with high alternating magnetic fields. Such an alternating magnetic field is generated by a primary conductor system which is laid in a system and serves for the inductive supply of mobile parts.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Filterkapazität mindestens eine hundertmal, insbesondere tausendmal, größere Kapazität auf als die Kapazität des Antennenschwingkreises. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr gute Unterdrückung der vom Wechselmagnetfeld induzierten Stromanteile erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the filter capacity at least a hundred times, in particular a thousand times, greater capacity than the capacity of the antenna resonant circuit. The advantage here is that a very good suppression of induced by the alternating magnetic field current components can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Induktivität des Antennenschwingkreises in einem Wechselmagnetfeld angeordnet, dessen Frequenz mindestens hundertmal, insbesondere tausendmal, geringer ist als die Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises. Von Vorteil ist dabei, dass mittels einer einzigen Filterkapazität, insbesondere mittels eines einzigen Filterkondensators, eine sehr gute Unterdrückung der vom Wechselmagnetfeld induzierten Stromanteile erreichbar ist.In an advantageous embodiment, an inductance of the antenna resonant circuit is arranged in an alternating magnetic field whose frequency is at least a hundred times, in particular a thousand times, lower than the resonant frequency of the antenna resonant circuit. The advantage here is that by means of a single filter capacitance, in particular by means of a single filter capacitor, a very good suppression of induced by the alternating magnetic field current components can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Antennenschwingkreis eine Induktivität und eine hierzu parallel geschaltete Kapazität auf, insbesondere ist der Antennenschwingkreis als Parallelschwingkreis ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Transpondersystem nach Stand der Technik nur geringfügig abgeändert werden muss, um als erfindungsgemäßes System zu fungieren.In an advantageous embodiment, the antenna resonant circuit has an inductance and a capacitance connected in parallel thereto, in particular the antenna resonant circuit is designed as a parallel resonant circuit. The advantage here is that a transponder system according to the prior art only has to be slightly modified in order to function as a system according to the invention.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Wechselmagnetfeld von einer langgestreckt verlegten Primärleiterschleife erzeugt, insbesondere in welche ein mittelfrequenter Strom eingeprägt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Starkstrom vorsehbar ist und somit ein Mobilteil induktiv mit hoher Leistung kontaktlos versorgbar ist. Allerdings entsteht dabei ein starkes Wechselmagnetfeld. Trotzdem ist der erfindungsgemäße Transponder wirksam, weil die vom Wechselmagnetfeld induzierten Stromanteile unterdrückbar sind mittels der Filterkapazität.In an advantageous embodiment, the alternating magnetic field is generated by an elongated primary conductor loop, in particular in which a medium-frequency current is impressed. The advantage here is that a heavy current is providable and thus a handset is inductively supplied contactless with high performance. However, this creates a strong alternating magnetic field. Nevertheless, the transponder according to the invention is effective because the current components induced by the alternating magnetic field can be suppressed by means of the filter capacitance.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Mobilteil eine Sekundärwicklung, insbesondere zur Versorgung eines Energiespeichers und/oder eines Fahrantriebs des Mobilteils, auf,
wobei die Sekundärwicklung an die Primärleiterschleife induktiv gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Mobilteil induktiv versorgbar ist, also ohne Schleifleitung oder dergleichen.
In an advantageous embodiment, a mobile part has a secondary winding, in particular for supplying an energy store and / or a traction drive of the mobile part,
wherein the secondary winding is inductively coupled to the primary conductor loop. The advantage here is that the handset is inductive, ie without a conductor rail or the like.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mobilteil ein Schreib- und/oder Lesegerät auf, welches mit dem Transponder Daten austauscht, wobei der Transponder stationär angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass im Transponder gespeicherte Daten auslesbar sind und 7 oder Daten in den Transponder schreibbar sind.In an advantageous embodiment, the mobile part on a writing and / or reading device, which exchanges data with the transponder, wherein the transponder is arranged stationary. The advantage here is that stored in the transponder data can be read and 7 or data in the transponder are writable.

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.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.In the 1 a system according to the invention is shown schematically.

In der 2 ist ein Transponder mit Antennenschwingkreis nach Stand der Technik dargestellt.In the 2 a transponder is shown with antenna resonant circuit according to the prior art.

In der 3 ist ein erfindungsgemäßer Transponder mit Antennenschwingkreis dargestellt.In the 3 an inventive transponder is shown with antenna resonant circuit.

In der 4 ist ein anderer erfindungsgemäßer Transponder mit Antennenschwingkreis dargestellt.In the 4 is another inventive transponder shown with antenna resonant circuit.

Wie in 1 gezeigt, weist das erfindungsgemäße System ein starkes Wechselmagnetfeld auf, in welchem ein Transponder T0 angeordnet ist. Das System ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung von einem stationär angeordneten Primärleitersystem an ein in 1 nicht dargestelltes Mobilteil mit Sekundärwicklung. Das Mobilteil ist entlang einer Verfahrfläche bewegbar und ist aus der Sekundärwicklung versorgbar, insbesondere sein Energiespeicher.As in 1 As shown, the system according to the invention has a strong alternating magnetic field in which a transponder T0 is arranged. The system is a system for non-contact energy transfer from a stationary arranged primary conductor system to an in 1 not shown handset with secondary winding. The mobile part is movable along a travel surface and can be supplied from the secondary winding, in particular its energy store.

Das Primärleitersystem ist induktiv gekoppelt an die Sekundärwicklung und wird mit einem mittelfrequenten Strom beaufschlagt. Das Primärleitersystem weist eine langgestreckt verlegte Primärleiterschleife auf, wobei in 1 nur der Hinleiter 1 und der Rückleiter 2 der Primärleiterschleife dargestellt sind.The primary conductor system is inductively coupled to the secondary winding and is supplied with a medium-frequency current. The primary conductor system has an elongate laid primary conductor loop, wherein in 1 only the leader 1 and the return conductor 2 the primary conductor loop are shown.

Somit entsteht ein Wechselmagnetfeld, das mittelfrequent ist, insbesondere eine Frequenz zwischen etwa 10 kHz und etwa 1 MHz aufweist.This results in an alternating magnetic field which is medium-frequency, in particular has a frequency between about 10 kHz and about 1 MHz.

Ein in diesem Bereich des Wechselmagnetfeldes angeordneter Transponder nach Stand der Technik, wie in 1 dargestellt, weist einen Antennenschwingkreis auf, der aus einem Kondensator C1 und einer parallel zum Kondensator C1 geschalteten Induktivität L besteht. Somit wird an der Induktivität L des Transponders eine Spannung vom Wechselmagnetfeld induziert, die eine unzulässig hohen Wert erreichen kann, weshalb die elektronische Schaltung des Transponders T0 übersteuert wird und somit keinen Signalaustausch ausführen kann mit einem Transponder-Lese- und/oder Schreibgerät.A arranged in this area of the alternating magnetic field transponder according to the prior art, as in 1 has an antenna resonant circuit which consists of a capacitor C1 and an inductance L connected in parallel with the capacitor C1. Thus, a voltage from the alternating magnetic field is induced at the inductance L of the transponder, which can reach an unacceptably high value, which is why the electronic circuit of the transponder T0 is overridden and thus can not perform signal exchange with a transponder reader and / or writer.

Wie in 3 gezeigt, weist der erfindungsgemäße Transponder T0 eine Filterkapazität C2 auf, welche im Antennenschwingkreis zusätzlich angeordnet ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Filterkapazität C2 hierzu mit der Induktivität L des Antennenschwingkreises in Reihe geschaltet.As in 3 shown, the inventive transponder T0 has a filter capacitance C2, which is additionally arranged in the antenna resonant circuit. According to the embodiment according to 3 For this purpose, the filter capacitance C2 is connected in series with the inductance L of the antenna resonant circuit.

In dem alternativen Ausführungsbeispiel nach 4 wird die am Antennenschwingkreis abfallende Spannung über die mit dem Antennenschwingkreis in Reihe geschaltete Filterkapazität C2 dem Transponder T0 zugeführt.In the alternative embodiment according to 4 the voltage dropping at the antenna resonant circuit is supplied to the transponder T0 via the filter capacitor C2 connected in series with the antenna resonant circuit.

In beiden gezeigten Ausführungsbeispielen wird also eine zusätzliche Filterkapazität C2 im oder am Antennenschwingkreis vorgesehen.In both embodiments shown, therefore, an additional filter capacitance C2 is provided in or on the antenna resonant circuit.

Dabei wird die Filterkapazität derart dimensioniert, dass sie für den mittelfrequent eingekoppelten Stromanteil eine höhere Impedanz aufweist als bei der Betriebsfrequenz des sonstigen Antennenschwingkreises. Vorzugsweise liegt die Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises im hochfrequenten Bereich, insbesondere im Bereich von 1 GHz und mehr. Somit beträgt die Betriebsfrequenz des Transponders mindestens das Tausendfache oder sogar mehr als das Hunderttaussendfache der Mittelfrequenz.In this case, the filter capacitance is dimensioned such that it has a higher impedance for the medium-frequency injected current component than at the operating frequency of the other antenna resonant circuit. Preferably, the resonant frequency of the antenna resonant circuit is in the high-frequency range, in particular in the range of 1 GHz and more. Thus, the operating frequency of the transponder is at least one thousand times or even more than the hundred thousandths of the center frequency.

Beispielsweise ist die Induktivität L dimensioniert zwischen 1 und 10 Milli-Henry und die Kapazität des Antennenschwingkreises zwischen 10 pF und 100 pF. Die Filterkapazität dämpft dann bei einem Wert zwischen 100 nF und 1000 nF eine Primärleiterfrequenz von 25 kHz ab.For example, the inductance L is dimensioned between 1 and 10 milli-Henry and the capacitance of the antenna resonant circuit between 10 pF and 100 pF. The filter capacitance then attenuates a primary conductor frequency of 25 kHz at a value between 100 nF and 1000 nF.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist statt der Filterkapazität C2 ein anderes Filter vorgesehen, insbesondere eine komplexere Schaltung, also eine aus mehr als nur einem Kondensator bestehende Schaltung, oder ein aktives Filter, vorgesehen Außerdem ist die erfindungsgemäße Ausführung mit dem Filterkondensator auch in andere Spulen vorsehbar.In a further embodiment according to the invention, another filter is provided instead of the filter capacitance C2, in particular a more complex circuit, that is, a circuit consisting of more than one capacitor, or an active filter provided. Furthermore, the embodiment according to the invention with the filter capacitor can also be provided in other coils ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hinleitergo conductor
22
Rückleiterreturn conductor
T0T0
Transpondertransponder
LL
Induktivität des AntennenschwingkreisesInductance of the antenna resonant circuit
C1C1
Kapazität des AntennenschwingkreisesCapacity of the antenna resonant circuit
C2C2
Filterkapazitätfilter capacity
UU
Eingangsspannung am TransponderInput voltage at the transponder
εε
Spannung am AntennenschwingkreisVoltage on the antenna resonant circuit

Claims (7)

Transpondersystem, wobei dem Transponder die an einem Antennenschwingkreis abfallende Spannung zugeführt wird oder die vom Transponder erzeugte Spannung wird dem Antennenschwingkreis zugeführt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Antennenschwingkreis und Transponder eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der zwischen Antenennschwingkreis und Transponder fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird oder dass im Antennenschwingkreis eine Filterkapazität zwischengeordnet ist, so dass der im Antenennschwingkreis fließende Strom über die Filterkapazität geführt wird.Transponder system, wherein the transponder is supplied to the voltage dropping on an antenna resonant circuit or the voltage generated by the transponder is supplied to the antenna resonant circuit, characterized in that a filter capacitance is interposed between the antenna resonant circuit and transponder, so that between the antenna resonant circuit and Transponder flowing current is passed through the filter capacitance or that in the antenna resonant circuit a filter capacitance is interposed, so that the current flowing in the antenna resonant circuit current is passed through the filter capacitance. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkapazität mindestens eine hundertmal, insbesondere tausendmal, größere Kapazität aufweist als die Kapazität des Antennenschwingkreises.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the filter capacity at least a hundred times, in particular a thousand times, greater capacity than the capacitance of the antenna resonant circuit. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktivität des Antennenschwingkreises in einem Wechselmagnetfeld angeordnet ist, dessen Frequenz mindestens hundertmal, insbesondere tausendmal, geringer ist als die Resonanzfrequenz des Antennenschwingkreises.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that an inductance of the antenna resonant circuit is arranged in an alternating magnetic field whose frequency is at least a hundred times, in particular a thousand times, less than the resonant frequency of the antenna resonant circuit. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenschwingkreis eine Induktivität und eine hierzu parallel geschaltete Kapazität aufweist, insbesondere also als Parallelschwingkreis ausgeführt ist.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the antenna resonant circuit has an inductance and a capacitance connected in parallel therewith, in particular thus designed as a parallel resonant circuit. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselmagnetfeld von einer langgestreckt verlegten Primärleiterschleife erzeugt wird, insbesondere in welche ein mittelfrequenter Strom eingeprägt wird.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the alternating magnetic field is generated by an elongated laid primary conductor loop, in particular in which a medium-frequency current is impressed. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mobilteil eine Sekundärwicklung, insbesondere zur Versorgung eines Energiespeichers und/oder eines Fahrantriebs des Mobilteils, aufweist, wobei die Sekundärwicklung an die Primärleiterschleife induktiv gekoppelt ist.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that a mobile part has a secondary winding, in particular for supplying an energy store and / or a traction drive of the mobile part, wherein the secondary winding is inductively coupled to the primary conductor loop. Transpondersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil ein Schreib- und/oder Lesegerät aufweist, welches mit dem Transponder Daten austauscht, wobei der Transponder stationär angeordnet ist.Transponder system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mobile part has a writing and / or reading device, which exchanges data with the transponder, wherein the transponder is arranged stationary.
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