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Die Erfindung betrifft ein Stromübertragungsgerät, insbesondere ein bidirektionales drahtloses Stromübertragungsgerät, das die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung bewirkt. Außerdem können mehrere bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgeräte drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden sein, um die drahtlose Stromübertragung durchzuführen.
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Mit der Verbesserung des Lebensstandards benutzt man häufig Handheld-Geräte (wie z. B. Handys, Smartphones und Tablet-PCs), die sogar als eine Notwendigkeit des modernen Lebens dienen. Da die heutigen Handheld-Geräte ständig veränderte Funktionen haben und somit einen erhöhten Stromverbrauch erfordern, wird die Standby- und Betriebsdauer der Handheld-Geräte immer mehr wertgeschätzt. Daher treten auf dem Markt mobile Power-Banken auf, die zum Aufladen der Handheld-Geräte dienen. Um die Aufladung weiterhin zu vereinfachen, ist ein drahtloses Ladegerät entwickelt worden. Beim herkömmlichen drahtlosen Ladegerät erfolgt die drahtlose Aufladung durch eine unidirektionale drahtlose Stromübertragung. Das heißt, ein Sender ist ins Innere des drahtlosen Ladegeräts eingebaut und sendet zur Aufladung die elektrische Energie an ein entferntes elektronisches Gerät. Nachteile des herkömmlichen drahtlosen Ladegeräts bestehen in der unidirektionalen drahtlosen Stromübertragung. Das heißt, eine bidirektionale (Senden/Empfangen) drahtlose Stromübertragung kommt dabei nicht zustande. Daher ist das herkömmliche drahtlose Ladegerät verbesserungsbedürftig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bidirektionales drahtloses Stromübertragungsgerät zu schaffen, das die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung bewirkt, wobei mehrere bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgeräte drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden sein können, um die drahtlose Stromübertragung durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein bidirektionales drahtloses Stromübertragungsgerät, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung wird ein bidirektionales drahtloses Stromübertragungsgerät geschaffen, das Folgendes aufweist:
eine erste Übertragungseinheit, die einen ersten Signalsteueranschluss und einen ersten Stromübertragungsanschluss aufweist;
eine zweite Übertragungseinheit, die einen zweiten Signalsteueranschluss und einen zweiten Stromübertragungsanschluss aufweist;
einen Wahlschalter, der einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Signalanschluss und einen Stromeingang aufweist, wobei der erste Signalanschluss elektrisch mit der ersten Übertragungseinheit verbunden ist, während der zweite Signalanschluss elektrisch mit der zweiten Übertragungseinheit verbunden ist;
eine Stromversorgungseinheit, die elektrisch mit dem Stromeingang des Wahlschalters verbunden ist, wobei die Stromversorgungseinheit auch elektrisch mit dem ersten Stromübertragungsanschluss und dem zweiten Stromübertragungsanschluss verbunden ist; und
ein Schaltungssubstrat, auf dem sich die erste Übertragungseinheit, die zweite Übertragungseinheit, der Wahlschalter und die Stromversorgungseinheit befinden.
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Auf diese Weise erfolgt die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung. Außerdem können mehrere bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgeräte drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden sein, um die drahtlose Stromübertragung durchzuführen.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts;
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2 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts im ersten Gebrauchszustand;
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3 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts im zweiten Gebrauchszustand;
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4 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts im dritten Gebrauchszustand;
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5 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts im vierten Gebrauchszustand;
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6 ein Blockdiagramm eines ersten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung;
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7 ein Blockdiagramm eines zweiten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung; und
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8 ein Blockdiagramm eines zweiten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist ein erfindungsgemäßes bidirektionales drahtloses Stromübertragungsgerät eine erste Übertragungseinheit 10, eine zweite Übertragungseinheit 20, einen Wahlschalter 30, eine Stromversorgungseinheit 40 und ein Schaltungssubstrat 50 auf. Die erste Übertragungseinheit 10 weist einen ersten Signalsteueranschluss 101 und einen ersten Stromübertragungsanschluss 102 auf. Die zweite Übertragungseinheit 20 weist einen zweiten Signalsteueranschluss 201 und einen zweiten Stromübertragungsanschluss 202 auf. Der Wahlschalter 30 weist einen ersten Signalanschluss 301, einen zweiten Signalanschluss 302 und einen Stromeingang 303 auf. Der erste Signalanschluss 301 ist elektrisch mit dem ersten Signalsteueranschluss 101 der ersten Übertragungseinheit 10 verbunden, wobei der zweite Signalanschluss 302 elektrisch mit dem zweiten Signalsteueranschluss 201 der zweiten Übertragungseinheit 20 verbunden ist. Die Stromversorgungseinheit 40 ist elektrisch mit dem Stromeingang 303 des Wahlschalters 30 verbunden, wobei die Stromversorgungseinheit 40 auch elektrisch mit dem ersten Stromübertragungsanschluss 102 und dem zweiten Stromübertragungsanschluss 202 verbunden ist. Auf dem Schaltungssubstrat 50 befinden sich die erste Übertragungseinheit 10, die zweite Übertragungseinheit 20, der Wahlschalter 30 und die Stromversorgungseinheit 40. Bei der Stromversorgungseinheit 40 handelt es sich um eine Batterie, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Mini-Batterie, eine flexible Batterie, eine Nickel-Kadmium-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie und eine Lithium-Ionen-Batterie aufweist. Die Stromversorgungseinheit 40 speist die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 mit elektrischer Energie. Durch die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 erfolgt die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung, wobei mehrere bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgeräte in Serie oder parallel geschaltet werden können.
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2 bis 5 zeigen Blockdiagramme des erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräts in verschiedenen Gebrauchszuständen. Die meisten Bauteile in 2 bis 5 entsprechen denjenigen in 1 und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Die erste Übertragungseinheit 10 weist einen Sender 31 und einen Empfänger 32 auf, wobei der Sender 31 elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden ist und für das drahtlose Senden der elektrischen Energie sorgt. Der Empfänger 32 ist ebenfalls elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden und sorgt für den drahtlosen Empfang der elektrischen Energie. Der erste Signalsteueranschluss 101 der ersten Übertragungseinheit 10 ist elektrisch mit dem Wahlschalter 30 verbunden, mit dem sich die erste Übertragungseinheit 10 in Betriebsart des Senders 31 oder des Empfängers 32 überführen lässt. Die zweite Übertragungseinheit 20 weist einen Sender 31 und einen Empfänger 32 auf, wobei der Sender 31 elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden ist und für das drahtlose Senden der elektrischen Energie sorgt. Der Empfänger 32 ist ebenfalls elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden und sorgt für den drahtlosen Empfang der elektrischen Energie. Der zweite Signalsteueranschluss 201 der zweiten Übertragungseinheit 32 ist elektrisch mit dem Wahlschalter 30 verbunden, mit dem sich die erste Übertragungseinheit 10 in Betriebsart des Senders 31 oder des Empfängers 32 überführen lässt.
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Gemäß 2, in der das bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgerät im ersten Gebrauchszustand gezeigt ist, ist die erste Übertragungseinheit 10 mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Senders 31 überführt, wobei die zweite Übertragungseinheit 20 ebenfalls mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Senders 31 überführt ist. Hierdurch ergibt sich ein erstes Stromübertragungsgerät 100 [siehe 2]. Die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 des ersten Stromübertragungsgeräts 100 sind elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden, sodass die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 die Aufgabe der drahtlosen Sendung der elektrischen Energie erfüllen.
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Gemäß 3, in der das bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgerät im zweiten Gebrauchszustand gezeigt ist, ist die erste Übertragungseinheit 10 mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Empfängers 32 überführt, wobei die zweite Übertragungseinheit 20 ebenfalls mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Empfängers 32 überführt ist. Hierdurch ergibt sich ein zweites Stromübertragungsgerät 200 [siehe 3]. Die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 des zweiten Stromübertragungsgeräts 200 sind elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden, sodass die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 die Aufgabe des drahtlosen Empfangs der elektrischen Energie erfüllen.
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Gemäß 4, in der das bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgerät im dritten Gebrauchszustand gezeigt ist, ist die erste Übertragungseinheit 10 mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Senders 31 überführt, wobei die zweite Übertragungseinheit 20 ebenfalls mit dem Wahlschalter 30 in die Betriebsart des Empfängers 32 überführt ist. Hierdurch ergibt sich ein drittes Stromübertragungsgerät 300 [siehe 4]. Die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 des dritten Stromübertragungsgeräts 300 sind elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden, sodass die erste Übertragungseinheit 10 die Aufgabe der drahtlosen Sendung der elektrischen Energie und die zweite Übertragungseinheit 20 die Aufgabe des drahtlosen Empfangs der elektrischen Energie erfüllt.
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Gemäß 5, in der das bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgerät im vierten Gebrauchszustand gezeigt ist, ist die erste Übertragungseinheit 10 mit dem Wahlschalter 30 in die Betriebsart des Empfängers 32 überführt, wobei die zweite Übertragungseinheit 20 ebenfalls mit dem Wahlschalter 30 in Betriebsart des Senders 31 überführt ist. Hierdurch ergibt sich ein viertes Stromübertragungsgerät 400 [siehe 5]. Die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 des dritten Stromübertragungsgeräts 300 sind elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 40 verbunden, sodass die erste Übertragungseinheit 10 die Aufgabe des drahtlosen Empfangs der elektrischen Energie und die zweite Übertragungseinheit 20 die Aufgabe der drahtlosen Sendung der elektrischen Energie erfüllt.
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In 6 ist ein Blockdiagramm eines ersten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung gezeigt. Die meisten Bauteile in 5 entsprechen denjenigen in 2 und 3 und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Das erste Stromübertragungsgerät 100 [siehe 2] und die zweiten Stromübertragungsgeräte 200 [siehe 3] sind drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden. Das erste Stromübertragungsgerät 100 bewirkt, dass die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 die elektrische Energie drahtlos senden, während die zweiten Stromübertragungsgeräte 200 bewirken, dass die ersten Übertragungseinheiten 10 und die zweiten Übertragungseinheiten 20 die elektrische Energie drahtlos empfangen. Auf diese Weise sendet das erste Stromübertragungsgerät 100 die elektrische Energie an mehrere zweite Stromübertragungsgeräte 200. Hierdurch ergibt sich die drahtlose Stromübertragung durch elektrische Serie-/Parallelschaltung zwischen mehreren bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräten.
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In 7 ist ein Blockdiagramm eines zweiten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung gezeigt. Die meisten Bauteile in 7 entsprechen denjenigen in 2 und 3 und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Die ersten Stromübertragungsgeräte 100 [siehe 2] und das zweite Stromübertragungsgerät 200 [siehe 3] sind drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden. Die ersten Stromübertragungsgeräte 100 bewirken, dass die ersten Übertragungseinheiten 10 und die zweiten Übertragungseinheiten 20 die elektrische Energie drahtlos senden, während das zweite Stromübertragungsgerät 200 bewirkt, dass die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 die elektrische Energie drahtlos empfangen. Auf diese Weise senden mehrere erste Stromübertragungsgeräte 100 die elektrische Energie an das zweite Stromübertragungsgerät 200. Hierdurch ergibt sich die drahtlose Stromübertragung durch elektrische Serie-/Parallelschaltung zwischen mehreren bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgeräten.
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In 8 ist ein Blockdiagramm eines dritten Anwendungsbeispiels gemäß der erfindungsgemäßen drahtlosen Stromübertragung gezeigt. Die meisten Bauteile in 8 entsprechen denjenigen in 5 und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Gemäß 8 sind mehrere vierte Stromübertragungsgeräte 400 [siehe 5] drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden. Die vierten Stromübertragungsgeräte 400 bewirken, dass die ersten Übertragungseinheiten 10 und die zweiten Übertragungseinheiten 20 die elektrische Energie drahtlos senden bzw. empfangen. Hierdurch ergibt sich die bidirektionale drahtlose Stromübertragung durch elektrische Serie-/Parallelschaltung zwischen mehreren vierten Stromübertragungsgeräten 400.
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Zusammengefasst lassen sich mit dem erfindungsgemäßen bidirektionalen drahtlosen Stromübertragungsgerät beispielsweise folgende Vorteile realisieren:
- 1. Die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 weisen je einen Sender 31 und einen Empfänger 32 auf. Außerdem lassen sich die erste Übertragungseinheit 10 und die zweite Übertragungseinheit 20 in Betriebsart des Senders oder Empfängers überführen, sodass die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung erfolgt.
- 2. Mehrere bidirektionale drahtlose Stromübertragungsgeräte können drahtlos in Serien-/Parallelschaltung verbunden sein, um die bidirektionale [Senden/Empfangen] drahtlose Stromübertragung durchzuführen.
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Die vorstehende Beschreibung stellt die Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Ansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erste Übertragungseinheit
- 101
- erster Signalsteueranschluss
- 102
- erster Stromübertragungsanschluss
- 20
- zweite Übertragungseinheit
- 201
- zweiter Signalsteueranschluss
- 202
- zweiter Stromübertragungsanschluss
- 30
- Wahlschalter
- 301
- erster Signalanschluss
- 302
- zweiter Signalanschluss
- 303
- Stromeingang
- 40
- Stromversorgungseinheit
- 50
- Schaltungssubstrat
- 31
- Sender
- 32
- Empfänger
- 100
- erstes Stromübertragungsgerät
- 200
- zweites Stromübertragungsgerät
- 300
- drittes Stromübertragungsgerät
- 400
- viertes Stromübertragungsgerät
