WO2015125114A1 - Charging circuit for a rechargeable battery with an increased output voltage - Google Patents

Charging circuit for a rechargeable battery with an increased output voltage Download PDF

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WO2015125114A1
WO2015125114A1 PCT/IB2015/051295 IB2015051295W WO2015125114A1 WO 2015125114 A1 WO2015125114 A1 WO 2015125114A1 IB 2015051295 W IB2015051295 W IB 2015051295W WO 2015125114 A1 WO2015125114 A1 WO 2015125114A1
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WO
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charging circuit
capacitor
charging
motor vehicle
bridge
Prior art date
Application number
PCT/IB2015/051295
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German (de)
French (fr)
Inventor
Axel Krause
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Brusa Elektronik Ag
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • HELECTRICITY
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    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the invention relates to a charging circuit for a rechargeable battery, which comprises a transformer, a bridge rectifier connected to a secondary coil of the transformer via first opposing bridge points and a charging output connected to second opposing bridge points of the bridge rectifier.
  • the charging circuit has a first capacitor connected between a first bridge point and a second bridge point and one between them
  • the invention relates to a handset with the secondary-side components of a charging circuit of the type mentioned as well as a motor vehicle with such a handset.
  • the invention relates to a motor vehicle charging system with such a charging circuit and such a motor vehicle.
  • the invention relates to the use of a handset or a charging circuit of the type mentioned for loading a
  • a charging circuit, a handset, a motor vehicle, a charging system and a use, as mentioned above, are basically known.
  • WO 2013/136409 A1 discloses a circuit comprising a transformer, a bridge rectifier connected to a secondary coil of the transformer via first opposite bridge points, a first capacitor connected between a first bridge point and a second bridge point, and a first bridge point between them and the other second bridge point connected second Capacitor. Similar circuits can also be found in GB 843 843 A and EP 0 633 652 A2.
  • a charging circuit of the type mentioned converts an input AC voltage in a conventional manner into a DC output voltage, whereby a connected to the output accumulator can be loaded.
  • the following considerations relate in particular to charging circuits with a variable coupling between them
  • Primary side and its secondary side which may occur, for example, inductive or contactless charging circuits.
  • the output voltage of the charging circuits is generally proportional to the field strength and the coupling factor.
  • An inductive charging circuit should therefore be dimensioned for the given nominal power to the maximum occurring output voltage with the smallest coupling factor. This maximum output voltage occurs especially in the final charge phase when the accumulator or the battery is almost fully charged. In particular, this dimensioning relates to the primary side of the charging circuit. If the charging circuit requires a smaller output DC voltage, which is the case during the majority of the charging time, or if the coupling is better than expected, the charging circuit is oversized for these specific operating points. An object of the present invention is therefore to provide an improved
  • Charging circuit to provide an improved handset, an improved motor vehicle, an improved automotive charging system and an improved use of the charging circuit.
  • a high output voltage should be able to be generated while the power remains constant, without the field strength and thus the input current having to increase to the same extent.
  • the capacitance value of the first and second lies
  • Output voltages are effective, however, are quickly reloaded at low output voltage and thus reduce the effective load voltage less.
  • the ratio of maximum value to minimum value of the voltage at the secondary coil of the transformer is reduced in relation to the ratio of maximum value to minimum value of the DC output voltage.
  • the charging circuit achieves higher output voltages with the same power and coupling compared to the prior art.
  • the charging circuit is formed contactless and has a secondary part of a charging circuit comprehensive handset and a separate therefrom the primary-side components of the charging circuit comprehensive stationary part.
  • the measures according to the invention result in reserves which enable a low-loss charging process even if the primary coil and the secondary coil are not optimally aligned with each other. These reserves can also be achieved in the partial load range at low
  • the object of the invention is achieved with a motor vehicle comprising a handset of the type mentioned and connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle.
  • the object of the invention with a motor vehicle charging system is solved which comprises a motor vehicle of the type mentioned and a primary side of the components of the charging circuit comprehensive stationary part, which is arranged outside this motor vehicle.
  • the object of the invention is achieved by using a mobile part according to the invention, the mobile part and a battery connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle, are disposed within the motor vehicle.
  • Solved charging circuit according to the invention in a motor vehicle charging system for motor vehicles the handset and connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle, are disposed within the motor vehicle and the stationary part is stationary outside this motor vehicle.
  • Charging circuit in a charging system for motor vehicles the benefits of the invention but particularly apparent, since the coupling between the primary coil and secondary coil on the one hand can not be increased arbitrarily, on the other hand may vary depending on the position of the vehicle to the primary coil.
  • Induction loops can be divided into two general categories, namely the stationary loading of the parked vehicle and the mobile loading while driving on laid in the roadway induction cables.
  • the part of the magnetic dipole field which is outside the vehicle and thus unusable increases sharply.
  • the permissible limit values for magnetic alternating fields can then be clearly exceeded in the accessible area next to the vehicle.
  • the interior of the vehicle is magnetically well shielded by the sheet metal body, so there is no danger of exceeding the limit value here.
  • eddy currents can be generated in the body panel, which heat the vehicle underbody possibly inadmissible and the efficiency of
  • the charging circuit achieves twice the output voltage for the same power and coupling compared to the prior art.
  • a deviation of the capacitance value actually used from the calculated capacitance value of ⁇ 10% only slightly changes the present conditions and is therefore to be regarded as included in the scope of protection.
  • the charging circuit comprises a third capacitor connected between a terminal of the secondary coil and a first bridge point.
  • a resonant circuit is formed on the secondary side, as a result of which the charging circuit can be operated in particular well on voltage sources.
  • the charging circuit comprises a fourth capacitor connected between a terminal of a primary coil of the transformer and a terminal of a charging input.
  • a resonant circuit is also formed on the primary side, whereby the
  • Charging circuit in turn can be operated well on voltage sources. This is very advantageous in particular in the case of contactless energy transmission, since the reactive power required for the transmission field is taken over by this capacitor and does not burden the alternating voltage source.
  • the charging circuit comprises a fourth capacitor connected in parallel with the primary coil of the transformer.
  • the primary-side resonant circuit is a primary-side
  • the charging circuit comprises a fifth capacitor connected between the first bridge points.
  • a further advantageous charging circuit comprises a switch arranged between the first bridge point and the first capacitor or between the first bridge point and the second capacitor.
  • the switch may be formed by a relay contact.
  • the switch is formed by a transistor. Especially with good couplings between the primary coil and the secondary coil of the transformer cause the between the first
  • Bridge point and the second bridge point switched first capacitor and the between this first bridge point and the other second
  • Bridge point switched second capacitor a comparatively complex and undesirable behavior at the input of the inductive transmission system, specifically with regard to the phase response of the input current to the input voltage.
  • the measures taken to increase the output voltage may be dispensable or the advantages do not outweigh the disadvantages.
  • the capacitor half-bridge comprising the two capacitors is made switchable with the switch in order to improve the phase characteristic of the input current.
  • An advantageous charging circuit further includes a controller which is adapted to open or close the switch depending on an operating state of the charging circuit. For example, the control of the switch based on a coupling between the
  • control command can be determined on the secondary side or on the primary side or else based on operating parameters of both the primary side and the secondary side. It is also conceivable, in particular, that a command for opening or closing the switch is forwarded from the primary side to the secondary side, for example by radio.
  • the handset having the secondary components of the charging circuit, in particular the secondary coil of the transformer, the bridge rectifier, the first and second capacitor, a charging output, and optionally the third and fifth capacitor, the switch and the controller comprise , If the charging circuit is used in a contactless motor vehicle charging system, the primary coil of the transformer as well as possibly the fourth capacitor can accordingly be arranged stationarily outside the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a charging circuit according to the invention
  • FIG. 2 shows a time profile of secondary current and secondary voltage of the charging circuit according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a diagram of the DC output voltage as a function of the input current;
  • FIG. 7 is a graph of the normalized secondary voltage difference in FIG.
  • Fig. 8 shows a further embodiment of an inventive
  • FIG. 12 shows an embodiment of a charging circuit according to the invention with an additional switch between bridge rectifier and capacitors
  • FIG. 13 like FIG. 12, only with a field-effect transistor as a switch;
  • FIG. 13 like FIG. 12, only with a field-effect transistor as a switch;
  • Fig. 14 shows an embodiment of a charging circuit according to the invention with a control for said switch and Fig. 15 is a schematically illustrated example of a charging system with a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • the charging circuit 1a comprises a transformer T having a primary coil L1 and a secondary coil L2 inductively coupled thereto, one at the secondary coil L2 of the transformer T via first
  • Bridge rectifier B which is formed here with four diodes D1..D4, and one with second opposite bridge points P12, P22 of
  • Bridge rectifier B connected charging output a. Between a first bridge point P1 1 and a second bridge point P12, a first capacitor C1 is additionally connected. Between this first bridge point P11 and the other second bridge point P22, a second capacitor C2 is connected.
  • an accumulator A is connected in this example, which is indeed a possible but not mandatory component of the charging circuit 1a.
  • a current source I connected to the input e connected to the primary coil L1, which is also possible but not mandatory part of the charging circuit 1 a.
  • the diodes D3 and D4 block because of the direction of the current 12.
  • the current 12 thus flows at the beginning of the two capacitors C1 and C2, whereby the capacitor C1 is discharged and the capacitor C2 is charged.
  • the reloading of the capacitors C1 and C2 takes place until the
  • Capacitor C2 does not sink, but remains constant at zero because of the diode D4, which begins to conduct from this point on. Accordingly, the remains
  • the voltages UC1 and UC2 are not shown directly, but the voltage U2. In the first half period, the voltage U2 corresponds to the voltage UC2, in the second half period the negative voltage UC1.
  • Capacitors C1, C2 are effective especially at high output voltages U2 D c, but at low output voltage U2 D c they are quickly reloaded and thus reduce the effective load voltage U2 less. As a result, the ratio of maximum value to minimum value of the voltage U2 with respect to the ratio of maximum value to minimum value of
  • FIG. 3 shows an exemplary diagram of the DC output voltage U2DC as a function of the input current I1 or IAC rms . in an inductive transmission system with weak coupling. Strichliert with short dashes is the rated current of the current source I (respectively a
  • Capacitors C1 and C2 behaves, so these have little or no influence. However, as the DC output voltage U2DC increases, so does the influence of the capacitors C1 and C2, and the progression of the
  • Input current 11 reaches the charging circuit 1 a in the example shown twice compared to a conventional charging circuit
  • P is the rated power of the charging circuit 1, 1 a..1 c
  • f is the transmission frequency of the charging circuit 1, 1 a..1 c
  • U2 DCma x the maximum DC output voltage of the charging circuit 1, 1 a..1 c indicates.
  • this choice of the capacitance value at the power P and a secondary voltage U2 ⁇ U2ocmax ensures that at each full-wave of the transformer voltage both all diodes D1 ..D4, as well as the Capacitors C1, C2 carry a portion of the charging current. Only when U2 reaches or exceeds the value U2 DCma x does no current flow anymore through the diodes D1, D4 connected in parallel to the capacitors C1, C2
  • Charging circuit 1, 1 a..1 c acts as pure, known from the literature, voltage doubler circuit.
  • the influence of the capacitors C1 and C2 on the charging circuit 1a is the greater the greater their capacitance value.
  • Large capacitors C1 and C2 therefore lead to a greater increase in the output voltage U2 D c than small capacitors C1 and C2.
  • the capacitance value of the first and second capacitors C1, C2 should be in the range of
  • Output DC voltage U2 D cmax may / should move, then results for the variation of the ratio U2 / U2 max a range of
  • Secondary voltage U2 moves within a range of 76% of the maximum secondary voltage U2 ma x to 100% of the maximum secondary voltage U2 ma x.
  • Fig. 7 shows the relationships in a slightly different representation.
  • Capacitors are selected above the capacitance values C1 0pt and C2 opt , regardless of the normalized
  • FIG. 8 now shows a further embodiment of a charging circuit 1b, which is very similar to the charging circuit 1a shown in FIG. In addition, however, this comprises a third capacitor C3a connected between one terminal of the secondary coil L2 and a first bridge point P1 1 and a third capacitor C3b connected between the other terminal of the secondary coil L2 and the other first bridge point P21. It would also be conceivable for a single, larger capacitor to be connected between a terminal of the secondary coil L2 and a first bridge point P1 1, P21 instead of the two third capacitors C3a and C3b.
  • the charging circuit 1 b comprises one between a terminal of the primary coil L1 of the transformer T and a terminal of the
  • Bridge input (ie at the bridge points P11 and P21) in turn as a current source, whereby the secondary current 12 is sinusoidal and the conditions shown in FIGS. 2 and 3 result.
  • the secondary current 12 is sinusoidal and the conditions shown in FIGS. 2 and 3 result.
  • a parallel resonant circuit is provided.
  • a fourth capacitor is connected in parallel with the primary coil L1 of the transformer T.
  • the combination of series and parallel connection results in a capacitive
  • FIG. 9 shows yet another embodiment of a charging circuit 1c, which is very similar to the charging circuit 1b shown in FIG. In addition, however, this includes a fifth capacitor C5 connected between the first bridge points P1 1, P21. As a result, the voltage jump in the reversal of the current direction of the current 12 is avoided or mitigated. As a result, the voltage harmonics at the
  • FIG. 10 shows the time profiles of secondary current 12
  • Fig. 1 1 shows the time course of secondary current 12 and secondary voltage U2 with the fifth capacitor C5 in the bridge rectifier B. From Fig. 1 1 it can be seen that in Fig. 10 still occurring voltage jump when turning the current 12 now no longer occurs.
  • the fifth capacitor C5 can also be used in a charging circuit 1a according to FIG.
  • FIG. 12 shows an example of a charging circuit 1d which has a switch S arranged between the first bridge point P1 1 and the first capacitor C1 or the second capacitor C2.
  • Capacitors C1 and C2 cause a comparatively complex behavior at the input of the inductive transmission system, specifically with regard to the phase course of the current 11 with respect to the voltage U1. This is
  • the capacitor half-bridge consisting of the capacitors C1 and C2 is now made switchable with the controlled switch S in order to increase the phase characteristic of the current 11
  • the switch S can be designed, for example, as a relay contact. It is also conceivable that this, as in the example shown in Fig. 13, is formed by a transistor, in particular by a MOSFET or IGBT.
  • Fig. 14 shows in this connection an exemplary arrangement with a charging circuit 1e (or a charging circuit 1 d) and a controller CTR, which is connected to the switch S and provided for its activation. Furthermore, the arrangement comprises an optional, between the charging circuit 1 e and the accumulator A connected output filter F. The controller CTR controls the switch S in response to a Operating state of the charging circuit 1 e to.
  • the controller CTR can be set up to detect a coupling between the primary coil L1 and the secondary coil L2 of the transformer T and to close the switch S if the coupling falls below a predefinable threshold value and to open when the coupling exceeds a predefinable threshold value , It would also be conceivable that a command to open or close the switch S is determined on the primary side and forwarded (eg by radio) to the secondary side. For example, the state of the switch S may be changed in the course of a (primary) search for an optimal operating point. It would also be conceivable that the switch S is closed when a maximum field strength is exceeded in order to reduce this in turn with the aid of the realized voltage doubling at the output A again.
  • the motor vehicle 2 which comprises the secondary components of a charging circuit 1 (ie the mobile part MT) and an accumulator A which is connected to the charging output a of the charging circuit 1 and at least partially serves to drive the motor vehicle 2.
  • the motor vehicle 2 includes the secondary coil L2 of the transformer T, the
  • Bridge rectifier B the first and second capacitor C1, C2, the battery A connected to the charging output a and optionally the third and fifth capacitor C3a, C3b, C5.
  • Capacitor C4a, C4b stationarily outside the motor vehicle 2 arranged.
  • Charging system 3 for motor vehicles 2 show the advantages of the invention particularly well, since the coupling between primary coil L1 and secondary coil L2 on the one hand can not be increased arbitrarily, on the other hand depending on the position of the vehicle 2 to the primary coil Li can vary.
  • Induction loops can generally be distinguished into two categories, namely the stationary loading of the parked vehicle and the mobile charging while driving over induction lanes laid in the carriageway. Via induction winding in the ground (primary coil L1) becomes a magnetic
  • a charge-less charging circuit 1, 1 a..1 e is not bound to the application in a motor vehicle 2, but can be used in general.
  • the charging circuit 1, 1a..1 e then has a
  • the handset does not necessarily comprise an accumulator A, but can the secondary coil L2 of the transformer T, the bridge rectifier B, the first and second capacitor C1, C2, the (free) charging output a, and
  • the charging circuit 1, 1a..1e can in reality also comprise more components than illustrated. Furthermore, it is noted that the above embodiments and developments of the invention can be combined in any manner. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

The invention relates to a charging circuit (1, 1a..1e) for a rechargeable battery (A), having a transformer (T), a bridge rectifier (B) connected to a secondary coil (L2) of the transformer (T) via first opposite bridge points (P11, P21), and a charging output (a) connected to second opposite bridge points (P12, P22) of the bridge rectifier (B). A first capacitor (C1) is connected between a first bridge point (P11) and a second bridge point (P12). A second capacitor (C2) is also connected between this first bridge point (P11) and the other second bridge point (P22). The invention also relates to a mobile part (MT) for a contactless charging circuit, to a motor vehicle (2) having a mobile part (MT), to a motor vehicle charging system (3) and to a use of the charging circuit (1, 1a..1e).

Description

Ladeschaltung für einen Akkumulator mit erhöhter Ausgangsspannung  Charging circuit for an accumulator with increased output voltage
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Europäischen Anmeldungen Nr. EP14156254.6, eingereicht am 21. Februar 2014, und Nr. EP14167049.7, eingereicht am 5. Mai 2014, deren Gesamtheit durch Verweisung ausdrücklich und explizit zur Gänze und in allen beliebigen Teilen, für alle Absichten und Zwecke, hier einbezogen ist, in gleicher Weise wie bei identischer vollständiger Aufnahme in der gegenständlichen Anmeldung. This application claims the benefit of European Applications No. EP14156254.6, filed on Feb. 21, 2014, and No. EP14167049.7, filed on May 5, 2014, the entirety of which is expressly and explicitly assigned by reference in their entirety and in any parts therewith, for all purposes and purposes, as incorporated herein, in the same manner as with identical complete inclusion in the subject application.
Die Erfindung betrifft eine Ladeschaltung für einen Akkumulator, welche einen Transformator, einen an einer Sekundärspule des Transformators über erste gegenüberliegende Brückenpunkte angeschlossenen Brückengleichrichter und einen mit zweiten gegenüberliegenden Brückenpunkten des Brückengleichrichters verbundenen Ladeausgang umfasst. Zusätzlich weist die Ladeschal-tung einen zwischen einen ersten Brückenpunkt und einen zweiten Brücken-punkt geschalteten ersten Kondensator und einen zwischen diesen ersten The invention relates to a charging circuit for a rechargeable battery, which comprises a transformer, a bridge rectifier connected to a secondary coil of the transformer via first opposing bridge points and a charging output connected to second opposing bridge points of the bridge rectifier. In addition, the charging circuit has a first capacitor connected between a first bridge point and a second bridge point and one between them
Brückenpunkt und dem anderen zweiten Brückenpunkt geschalteten zweiten Kondensator auf. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Mobilteil mit den sekun- därseitigen Bestandteilen einer Ladeschaltung der genannten Art sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Mobilteil. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug-Ladesystem mit einer solchen Ladeschaltung und einem solchen Kraftfahrzeug. Schliesslich betrifft die Erfindung die Verwendung eines Mobilteils respektive einer Ladeschaltung der genannten Art zum Laden eines Bridge point and the other second bridge point connected second capacitor. Furthermore, the invention relates to a handset with the secondary-side components of a charging circuit of the type mentioned as well as a motor vehicle with such a handset. In addition, the invention relates to a motor vehicle charging system with such a charging circuit and such a motor vehicle. Finally, the invention relates to the use of a handset or a charging circuit of the type mentioned for loading a
Akkumulators in einem Ladesystem für Kraftfahrzeuge. Accumulator in a charging system for motor vehicles.
Eine Ladeschaltung, ein Mobilteil, ein Kraftfahrzeug, ein Ladesystem sowie eine Verwendung, so wie sie eingangs erwähnt werden, sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 2013/136409 A1 dazu eine Schaltung mit einem einen Transformator, einen an einer Sekundärspule des Transformators über erste gegenüberliegende Brückenpunkte angeschlossenen Brückengleichrichter, einen zwischen einen ersten Brückenpunkt und einen zweiten Brückenpunkt geschalteten ersten Kondensator und einen zwischen diesen ersten Brückenpunkt und dem anderen zweiten Brückenpunkt geschalteten zweiten Kondensator. Ähnliche Schaltungen finden sich auch in der GB 843 843 A und der EP 0 633 652 A2. A charging circuit, a handset, a motor vehicle, a charging system and a use, as mentioned above, are basically known. For example, WO 2013/136409 A1 discloses a circuit comprising a transformer, a bridge rectifier connected to a secondary coil of the transformer via first opposite bridge points, a first capacitor connected between a first bridge point and a second bridge point, and a first bridge point between them and the other second bridge point connected second Capacitor. Similar circuits can also be found in GB 843 843 A and EP 0 633 652 A2.
Eine Ladeschaltung der eingangs genannten Art wandelt eine Eingangswechselspannung in an sich bekannter Art in eine Ausgangsgleichspannung um, wodurch ein am Ausgang angeschlossener Akkumulator geladen werden kann. Die folgenden Erwägungen betreffen insbesondere Ladeschaltungen mit einer veränderlichen beziehungsweise variablen Kopplung zwischen deren A charging circuit of the type mentioned converts an input AC voltage in a conventional manner into a DC output voltage, whereby a connected to the output accumulator can be loaded. The following considerations relate in particular to charging circuits with a variable coupling between them
Primärseite und deren Sekundärseite, welche beispielsweise bei induktiven respektive kontaktlosen Ladeschaltungen auftreten kann. Die Ausgangsspannung der Ladeschaltungen ist generell proportional zur Feldstärke und dem Kopplungsfaktor. Eine induktive Ladeschaltung sollte bei gegebener Nennleistung daher auf die maximal vorkommende Ausgangsspannung bei kleinstem Kopplungsfaktor dimensioniert werden. Diese maximale Ausgangsspannung tritt vor allem in der Ladeschlussphase auf, wenn der Akkumu- lator beziehungsweise die Batterie fast vollgeladen ist. Insbesondere betrifft diese Dimensionierung die Primärseite der Ladeschaltung. Wird von der Ladeschaltung eine kleinere Ausgangsgleichspannung gefordert, was während des gröss- ten Teils der Ladezeit der Fall ist, oder ist die Kopplung besser als erwartet, so ist die Ladeschaltung für diese konkreten Arbeitspunkte überdimensioniert. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine verbesserte Primary side and its secondary side, which may occur, for example, inductive or contactless charging circuits. The output voltage of the charging circuits is generally proportional to the field strength and the coupling factor. An inductive charging circuit should therefore be dimensioned for the given nominal power to the maximum occurring output voltage with the smallest coupling factor. This maximum output voltage occurs especially in the final charge phase when the accumulator or the battery is almost fully charged. In particular, this dimensioning relates to the primary side of the charging circuit. If the charging circuit requires a smaller output DC voltage, which is the case during the majority of the charging time, or if the coupling is better than expected, the charging circuit is oversized for these specific operating points. An object of the present invention is therefore to provide an improved
Ladeschaltung, ein verbessertes Mobilteil, ein verbessertes Kraftfahrzeug, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Ladesystem sowie eine verbesserte Verwendung der Ladeschaltung anzugeben. Insbesondere soll bei gleichbleibender Leistung eine hohe Ausgangsspannung erzeugt werden können, ohne dass die Feldstärke und damit der Eingangsstrom in gleichem Mass ansteigen muss.  Charging circuit to provide an improved handset, an improved motor vehicle, an improved automotive charging system and an improved use of the charging circuit. In particular, a high output voltage should be able to be generated while the power remains constant, without the field strength and thus the input current having to increase to the same extent.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object is solved by the features of the independent claims.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren und in den abhängigen Advantageous developments are in the figures and in the dependent
Patentansprüchen dargelegt. Claims set forth.
Gemäss der Erfindung liegt der Kapazitätswert des ersten und zweiten According to the invention, the capacitance value of the first and second lies
Kondensators bei der Ladeschaltung der eingangs genannten Art im Bereich von P Capacitor in the charging circuit of the type mentioned in the range of P
c± 2 _ c ± 2 _
L J υ t-DCmax L J υ t-DCmax
bis to
P  P
Ci 2 _ Ci 2 _
J ^DCmax  J ^ DCmax
wobei P die Nennleistung der Ladeschaltung, f die Übertragungsfrequenz der Ladeschaltung und U2Dcmax die maximale Ausgangs-Gleichspannung der Ladeschaltung angibt. Durch die zusätzlichen Kondensatoren ergibt sich eine tiefere effektive where P indicates the rated power of the charging circuit, f the transmission frequency of the charging circuit and U2 D cmax the maximum output DC voltage of the charging circuit. The additional capacitors results in a lower effective
Lastspannung, wobei die Kondensatoren vor allem bei grossen Load voltage, the capacitors, especially in large
Ausgangsspannungen wirksam sind, bei kleiner Ausgangsspannung jedoch schnell umgeladen werden und die effektive Lastspannung somit weniger reduzieren. Dadurch wird das Verhältnis von Maximalwert zu Minimalwert der Spannung an der Sekundärspule des Transformators gegenüber dem Verhältnis von Maximalwert zu Minimalwert der Ausgangsgleichspannung reduziert. Im Endeffekt erreicht die Ladeschaltung bei gleicher Leistung und Kopplung gegenüber dem Stand der Technik höhere Ausgangsspannungen. Output voltages are effective, however, are quickly reloaded at low output voltage and thus reduce the effective load voltage less. As a result, the ratio of maximum value to minimum value of the voltage at the secondary coil of the transformer is reduced in relation to the ratio of maximum value to minimum value of the DC output voltage. In the end, the charging circuit achieves higher output voltages with the same power and coupling compared to the prior art.
Im Speziellen ist die Ladeschaltung kontaktlos ausgebildet und weist einen die sekundärseitigen Bestandteile einer Ladeschaltung umfassenden Mobilteil und einen davon getrennten die primärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung umfassenden Stationärteil auf. In particular, the charging circuit is formed contactless and has a secondary part of a charging circuit comprehensive handset and a separate therefrom the primary-side components of the charging circuit comprehensive stationary part.
Bei einer kontaktlosen Ladeschaltung treten die Vorteile der Erfindung In a contactless charging circuit, the advantages of the invention occur
besonders dann hervor, wenn die Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule variieren kann, das heisst wenn die Position der Primärspule zur Sekundärspuie beim Ladevorgang aufgrund der Bauweise des betriebenen Geräts nicht vorgegeben ist. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen ergeben sich Reserven, welche einen verlustarmen Ladevorgang auch bei nicht optimal zueinander ausgerichteter Primärspule und Sekundärspule ermöglichen. Diese Reserven lassen sich auch im Teillastbereich bei tiefen especially when the coupling between the primary coil and the secondary coil can vary, that is, when the position of the primary coil to Sekundärspuie during charging due to the design of the operated device is not specified. The measures according to the invention result in reserves which enable a low-loss charging process even if the primary coil and the secondary coil are not optimally aligned with each other. These reserves can also be achieved in the partial load range at low
Ausgangsspannungen vorteilhaft nutzen, denn dann wird aufgrund der  Advantageously use output voltages, because then due to the
Spannungsverdoppelung die geforderte Ladespannung bereits mit reduziertem Primärstrom beziehungsweise reduzierter Feldstärke erreicht. Eine solche Reduktion ermöglicht eine Verringerung der Verluste und eine Verbesserung des Wirkungsgrades. Voltage doubling the required charging voltage already achieved with reduced primary current or reduced field strength. Such Reduction enables a reduction in losses and an improvement in efficiency.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Kraftfahrzeug gelöst, das einen Mobilteil der genannten Art umfasst sowie einen mit dem Ladeausgang des Mobilteils verbundenen Akkumulator, welcher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs dient. Furthermore, the object of the invention is achieved with a motor vehicle comprising a handset of the type mentioned and connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Kraftfahrzeug-Ladesystem gelöst, das ein Kraftfahrzeug der genannten Art sowie ein die primärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung umfassendes Stationärteil aufweist, das ausserhalb dieses Kraftfahrzeugs angeordnet ist. In addition, the object of the invention with a motor vehicle charging system is solved which comprises a motor vehicle of the type mentioned and a primary side of the components of the charging circuit comprehensive stationary part, which is arranged outside this motor vehicle.
Schliesslich wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Verwendung eines erfindungsgemässen Mobilteils gelöst, wobei der Mobilteil sowie ein mit dem Ladeausgang des Mobilteils verbundener Akkumulator, welcher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs dient, innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Finally, the object of the invention is achieved by using a mobile part according to the invention, the mobile part and a battery connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle, are disposed within the motor vehicle.
Auch wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Verwendung einer Also, the object of the invention by a use of a
erfindungsgemässen Ladeschaltung in einem Kraftfahrzeug-Ladesystem für Kraftfahrzeuge gelöst, wobei der Mobilteil sowie ein mit dem Ladeausgang des Mobilteils verbundener Akkumulator, welcher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs dient, innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und der Stationärteil stationär ausserhalb dieses Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Solved charging circuit according to the invention in a motor vehicle charging system for motor vehicles, the handset and connected to the charging output of the handset accumulator, which at least partially serves the drive of the motor vehicle, are disposed within the motor vehicle and the stationary part is stationary outside this motor vehicle.
Generell kann die vorgestellte Ladeschaltung für beliebige induktive In general, the presented charging circuit for any inductive
beziehungsweise kontaktlose Ladesysteme mit einem Stationärteil und einem Mobilteil eingesetzt werden. Bei einer Verwendung der vorgestellten or contactless charging systems are used with a stationary part and a handset. When using the featured
Ladeschaltung in einem Ladesystem für Kraftfahrzeuge treten die Vorteile der Erfindung aber besonders hervor, da die Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule einerseits nicht beliebig gesteigert werden kann, andererseits je nach Position des Fahrzeugs zur Primärspule variieren kann. Charging circuit in a charging system for motor vehicles, the benefits of the invention but particularly apparent, since the coupling between the primary coil and secondary coil on the one hand can not be increased arbitrarily, on the other hand may vary depending on the position of the vehicle to the primary coil.
Beim induktiven Laden von Elektrofahrzeugen über im Boden befindliche Inductive charging of electric vehicles via in-ground
Induktionsschleifen können generell zwei Kategorien unterschieden werden, nämlich das stationäre Laden des parkenden Fahrzeugs und das mobile Laden während der Fahrt über in der Fahrbahn verlegte Induktionsleitungen. Induction loops can be divided into two general categories, namely the stationary loading of the parked vehicle and the mobile loading while driving on laid in the roadway induction cables.
Über Induktionswicklung im Boden (Primärspule) wird ein magnetisches Via induction winding in the ground (primary coil) becomes a magnetic
Wechselfeld im Frequenzbereich 25...150kHz (vorzugsweise mit 85kHz) erzeugt, sobald das System ein ladebereites Kraftfahrzeug erkennt. Ein Teil dieses Feldes durchdringt eine„Empfängerspule" (Sekundärspule) im Fahrzeug und ermöglicht so eine kontaktlose Energieübertragung wie in einem Transformator. Alternating field in the frequency range 25 ... 150kHz (preferably 85kHz) generated as soon as the system detects a ready to charge motor vehicle. A part of this field penetrates a "receiver coil" (secondary coil) in the vehicle and thus enables a contactless energy transfer as in a transformer.
Je besser die Kopplung zwischen der im Boden verlegten Induktionsschleife und der fahrzeugseitigen Empfängerspule ist, desto kleiner ist die erforderliche „Blindleistung" zur Erzeugung des Feldes. Bei gegebenem Abstand zwischen Fahrbahn und Fahrzeug-Unterboden wird die Kopplung umso besser, je grösser der mittlere Durchmesser der Schleife bzw. der Abstand der in der Fahrbahn verlegten Leitungen ist. The better the coupling between the induction loop installed in the ground and the receiver coil on the vehicle side, the smaller the required "reactive power" for generating the field.With a given distance between the road surface and the vehicle underbody, the greater the average diameter of the coupling Loop or the distance of the laid in the roadway lines.
Damit nimmt aber gleichzeitig der ausserhalb des Fahrzeugs und somit nicht nutzbare Teil des magnetischen Dipolfeldes stark zu. Insbesondere bei hohen Übertragungsleistungen können dann in zugänglichen Bereich neben dem Fahrzeug die zulässigen Grenzwerte für magnetische Wechselfelder deutlich überschritten werden. At the same time, however, the part of the magnetic dipole field which is outside the vehicle and thus unusable increases sharply. Particularly in the case of high transmission powers, the permissible limit values for magnetic alternating fields can then be clearly exceeded in the accessible area next to the vehicle.
Das Fahrzeug-Innere ist dagegen durch die Blechkarosserie magnetisch hervorragend abgeschirmt, sodass hier keine Grenzwert-Überschreitung zu befürchten ist. Insbesondere bei hohen Leistungen und Frequenzen können aber im Karosserieblech Wirbelströme erzeugt werden, welche den Fahrzeug- Unterboden allenfalls unzulässig erwärmen und den Wirkungsgrad des The interior of the vehicle, on the other hand, is magnetically well shielded by the sheet metal body, so there is no danger of exceeding the limit value here. In particular, at high power and frequencies but eddy currents can be generated in the body panel, which heat the vehicle underbody possibly inadmissible and the efficiency of
Ladevorgangs deutlich verkleinern. Diese Erwärmung ist proportional zum Significantly reduce the loading process. This warming is proportional to
Quadrat der erzeugten Feldstärke. Ein Ziel bei einem kontaktlosen Ladesystem für Elektrofahrzeuge ist es daher, mit möglichst wenig Feldstärke möglichst viel Leistung zu übertragen. Dies wird durch die erfindungsgemässen Massnahmen verwirklicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Square of the generated field strength. One goal in a contactless charging system for electric vehicles is therefore to transmit as much power as possible with as little field strength as possible. This is realized by the measures according to the invention. Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in
Zusammenschau mit den Figuren. Synopsis with the figures.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Kapazitätswert des ersten und zweiten Kondensators nach der Formel In particular, it is advantageous if the capacitance value of the first and second capacitor according to the formula
P  P
2 · f · U2DCmax 2 · f · U2 DCmax
berechnet wird. Dadurch erreicht die Ladeschaltung bei gleicher Leistung und Kopplung gegenüber dem Stand der Technik die doppelte Ausgangsspannung. Eine Abweichung des tatsächlich verwendeten Kapazitätswerts gegenüber dem berechneten Kapazitätswert von ±10% verändert die vorliegenden Verhältnisse nur geringfügig und ist daher als vom Schutzbereich mit umfasst anzusehen. is calculated. As a result, the charging circuit achieves twice the output voltage for the same power and coupling compared to the prior art. A deviation of the capacitance value actually used from the calculated capacitance value of ± 10% only slightly changes the present conditions and is therefore to be regarded as included in the scope of protection.
In einer günstigen Ausführungsvariante umfasst die Ladeschaltung einen zwischen einen Anschluss der Sekundärspule und einen ersten Brückenpunkt geschalteten dritten Kondensator. Dadurch wird sekundärseitig ein Schwingkreis gebildet, wodurch die Ladeschaltung insbesondere gut an Spannungsquellen betrieben werden kann. In a favorable embodiment, the charging circuit comprises a third capacitor connected between a terminal of the secondary coil and a first bridge point. As a result, a resonant circuit is formed on the secondary side, as a result of which the charging circuit can be operated in particular well on voltage sources.
In einer weiteren günstigen Ausführungsvariante umfasst die Ladeschaltung einen zwischen einen Anschluss einer Primärspule des Transformators und einen Anschluss eines Ladeeingangs geschalteten vierten Kondensator. In a further advantageous embodiment, the charging circuit comprises a fourth capacitor connected between a terminal of a primary coil of the transformer and a terminal of a charging input.
Dadurch wird auch Primärseitig ein Schwingkreis gebildet, wodurch die As a result, a resonant circuit is also formed on the primary side, whereby the
Ladeschaltung wiederum gut an Spannungsquellen betrieben werden kann. Dies ist insbesondere bei kontaktloser Energieübertragung sehr vorteilhaft, denn so werden die für das Übertragungsfeld erforderlichen Blindleistungen von diesem Kondensator übernommen und belasten die Wechselspannungsquelle nicht. Charging circuit in turn can be operated well on voltage sources. This is very advantageous in particular in the case of contactless energy transmission, since the reactive power required for the transmission field is taken over by this capacitor and does not burden the alternating voltage source.
Günstig ist es aber auch, wenn die Ladeschaltung einen parallel zur Primärspule des Transformators geschalteten vierten Kondensator umfasst. Dadurch wird anstelle des primärseitigen Serienschwingkreises ein primärseitiger It is also favorable if the charging circuit comprises a fourth capacitor connected in parallel with the primary coil of the transformer. As a result, instead of the primary-side resonant circuit is a primary-side
Parallelschwingkreis gebildet. Dadurch ergeben sich wiederum vorteilhafte Bedingungen beim Betrieb der Ladeschaltung an einer Spannungsquelle. Parallel resonant circuit formed. This in turn results in advantageous conditions when operating the charging circuit to a voltage source.
Insbesondere durch die Kombination aus Serien- und Parallelschaltung ergibt sich ein kapazitiver Spannungsteiler, welcher eine Reduktion des Eingangsstromes bewirkt, wodurch die Eingangsspannungsquelle in vorteilhafter Weise entlastet wird. In particular, results from the combination of series and parallel connection a capacitive voltage divider, which causes a reduction of the input current, whereby the input voltage source is relieved in an advantageous manner.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Ladeschaltung einen zwischen die ersten Brückenpunkte geschalteten fünften Kondensator umfasst. Dadurch wird der Spannungssprung bei der Umkehrung der Stromrichtung vermieden It is furthermore advantageous if the charging circuit comprises a fifth capacitor connected between the first bridge points. As a result, the voltage jump in the reversal of the current direction is avoided
beziehungsweise gemildert. In Folge werden auch die Spannungs-Oberwellen an der Sekundärspule reduziert. or mitigated. As a result, the voltage harmonics at the secondary coil are also reduced.
Eine weitere vorteilhafte Ladeschaltung umfasst einen zwischen dem ersten Brückenpunkt und dem ersten Kondensator beziehungsweise zwischen dem ersten Brückenpunkt und dem zweiten Kondensator angeordneten Schalter. Beispielsweise kann der Schalter durch einen Relaiskontakt gebildet sein. A further advantageous charging circuit comprises a switch arranged between the first bridge point and the first capacitor or between the first bridge point and the second capacitor. For example, the switch may be formed by a relay contact.
Besonders günstig ist es aber auch, wenn der Schalter durch einen Transistor gebildet ist. Insbesondere bei guten Kopplungen zwischen Primärspule und Sekundärspule des Transformators bewirken der zwischen den ersten But it is also particularly advantageous if the switch is formed by a transistor. Especially with good couplings between the primary coil and the secondary coil of the transformer cause the between the first
Brückenpunkt und den zweiten Brückenpunkt geschaltete erste Kondensator und der zwischen diesen ersten Brückenpunkt und den anderen zweiten  Bridge point and the second bridge point switched first capacitor and the between this first bridge point and the other second
Brückenpunkt geschaltete zweite Kondensator ein vergleichsweise komplexes und unerwünschtes Verhalten am Eingang des induktiven Übertragungssystems, konkret im Hinblick auf den Phasenverlauf des Eingangsstroms gegenüber der Eingangsspannung. In dem genannten Betriebszustand sind die getroffenen Massnahmen zur Erhöhung der Ausgangsspannung aber unter Umständen entbehrlich beziehungsweise wiegen die Vorteile die Nachteile nicht auf. Bridge point switched second capacitor a comparatively complex and undesirable behavior at the input of the inductive transmission system, specifically with regard to the phase response of the input current to the input voltage. In the mentioned operating state, however, the measures taken to increase the output voltage may be dispensable or the advantages do not outweigh the disadvantages.
Vorteilhaft wird die die beiden Kondensatoren umfassende Kondensator- Halbbrücke mit dem Schalter abschaltbar gemacht, um den Phasenverlauf des Eingangsstroms zu verbessern. Advantageously, the capacitor half-bridge comprising the two capacitors is made switchable with the switch in order to improve the phase characteristic of the input current.
Eine vorteilhafte Ladeschaltung umfasst darüber hinaus eine Steuerung, welche dazu eingerichtet ist, den Schalter in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladeschaltung zu öffnen beziehungsweise zu schliessen. Beispielsweise kann die Ansteuerung des Schalters anhand einer Kopplung zwischen der An advantageous charging circuit further includes a controller which is adapted to open or close the switch depending on an operating state of the charging circuit. For example, the control of the switch based on a coupling between the
Primärspule und der Sekundärspule des Transformators, anhand eines (insbesondere im Hinblick auf die Effizienz der Ladeschaltung) optimalen Primary coil and the secondary coil of the transformer, using a (especially with regard to the efficiency of the charging circuit) optimal
Betriebspunkt oder auch anhand einer Feldstärke der Primärspule erfolgen. Generell kann der Steuerbefehl sekundärseitig oder auch primärseitig ermittelt werden beziehungsweise auch basierend auf Betriebsparametern sowohl der Primärseite als auch der Sekundärseite. Denkbar ist insbesondere auch, dass ein Befehl zum Öffnen oder Schliessen des Schalters von der Primärseite an die Sekundärseite weitergeleitet wird, beispielsweise über Funk. Operating point or based on a field strength of the primary coil done. In general, the control command can be determined on the secondary side or on the primary side or else based on operating parameters of both the primary side and the secondary side. It is also conceivable, in particular, that a command for opening or closing the switch is forwarded from the primary side to the secondary side, for example by radio.
Wenn die Ladeschaltung als kontaktlose Ladeschaltung ausgebildet ist, kann der die sekundärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung aufweisende Mobilteil insbesondere die Sekundärspule des Transformators, den Brückengleichrichter, den ersten und zweiten Kondensator, einen Ladeausgang, sowie gegebenenfalls den dritten und fünften Kondensator, den Schalter und die Steuerung umfassen. Findet die Ladeschaltung in einem kontaktlosen Kraftfahrzeug-Ladesystem Verwendung, so können demgemäss die Primärspule des Transformators sowie gegebenenfalls der vierte Kondensator stationär ausserhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. When the charging circuit is designed as a contactless charging circuit, the handset having the secondary components of the charging circuit, in particular the secondary coil of the transformer, the bridge rectifier, the first and second capacitor, a charging output, and optionally the third and fifth capacitor, the switch and the controller comprise , If the charging circuit is used in a contactless motor vehicle charging system, the primary coil of the transformer as well as possibly the fourth capacitor can accordingly be arranged stationarily outside the motor vehicle.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which embodiments of the invention are described with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.
Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an. The list of reference numerals is part of the disclosure. The figures are described coherently and comprehensively. The same reference symbols denote the same components, reference symbols with different indices indicate functionally identical or similar components.
Es zeigen dabei: It shows:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ladeschaltung; 1 shows a first embodiment of a charging circuit according to the invention;
Fig. 2 einen zeitlichen Verlauf von Sekundärstrom und Sekundärspannung der Ladeschaltung nach Fig. 1 ; Fig. 3 ein Diagramm der Ausgangsgleichspannung in Abhängigkeit vom Eingangsstrom; FIG. 2 shows a time profile of secondary current and secondary voltage of the charging circuit according to FIG. 1; FIG. 3 shows a diagram of the DC output voltage as a function of the input current;
Fig. 4 ein Diagramm der normierten Sekundärspannung in Abhängigkeit der normierten Ausgangsgleichspannung für optimal dimensionierte Kondensatoren; 4 shows a diagram of the normalized secondary voltage as a function of the standardized DC output voltage for optimally dimensioned capacitors;
Fig. 5 wie Fig. 4, jedoch mit halb so großen Kondensatoren; Fig. 5 as Fig. 4, but with half the size of capacitors;
Fig. 6 wie Fig. 4, jedoch mit doppelt so großen Kondensatoren; Fig. 6 as in Fig. 4, but with twice as large capacitors;
Fig. 7 ein Diagramm der normierten Sekundärspannungsdifferenz in 7 is a graph of the normalized secondary voltage difference in FIG
Abhängigkeit der Kondensatorwerte für verschiedene Werte der normierten Ausgangsgleichspannungsdifferenz;  Dependence of the capacitor values for different values of the normalized output DC voltage difference;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fig. 8 shows a further embodiment of an inventive
Ladeschaltung mit Serienschwingkreisen im Primärkreis und im Sekundärkreis;  Charging circuit with series resonant circuits in the primary circuit and in the secondary circuit;
Fig. 9 noch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fig. 9 yet another embodiment of an inventive
Ladeschaltung mit einem zusätzlichen Kondensator im  Charging circuit with an additional capacitor in the
Brückengleichrichter;  Bridge rectifier;
Fig. 10 die zeitlichen Verläufe von Sekundärstrom und Sekundärspannung ohne den Kondensator im Brückengleichrichter; 10 shows the time courses of secondary current and secondary voltage without the capacitor in the bridge rectifier;
Fig. 11 die zeitlichen Verläufe von Sekundärstrom und Sekundärspannung mit dem Kondensator im Brückengleichrichter; 11 shows the time profiles of secondary current and secondary voltage with the capacitor in the bridge rectifier;
Fig. 12 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ladeschaltung mit einem zusätzlichen Schalter zwischen Brückengleichrichter und Kondensatoren; 12 shows an embodiment of a charging circuit according to the invention with an additional switch between bridge rectifier and capacitors;
Fig. 13 wie Fig. 12, nur mit einem Feldeffekttransistor als Schalter; FIG. 13, like FIG. 12, only with a field-effect transistor as a switch; FIG.
Fig. 14 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ladeschaltung mit einer Steuerung für den genannten Schalter und Fig. 15 ein schematisch dargestelltes Beispiel eines Ladesystems mit einem Kraftfahrzeug. Fig. 14 shows an embodiment of a charging circuit according to the invention with a control for said switch and Fig. 15 is a schematically illustrated example of a charging system with a motor vehicle.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
Ladeschaltung 1a. Die Ladeschaltung 1a umfasst einen Transformator T mit einer Primärspule L1 und einer damit induktiv gekoppelten Sekundärspule L2, einen an der Sekundärspule L2 des Transformators T über erste Charging circuit 1a. The charging circuit 1a comprises a transformer T having a primary coil L1 and a secondary coil L2 inductively coupled thereto, one at the secondary coil L2 of the transformer T via first
gegenüberliegende Brückenpunkte P1 1 , P21 angeschlossenen opposite bridge points P1 1, P21 connected
Brückengleichrichter B, welcher hier mit vier Dioden D1..D4 gebildet ist, und einen mit zweiten gegenüberliegenden Brückenpunkten P12, P22 des Bridge rectifier B, which is formed here with four diodes D1..D4, and one with second opposite bridge points P12, P22 of
Brückengleichrichters B verbundenen Ladeausgang a. Zwischen einen ersten Brückenpunkt P1 1 und einen zweiten Brückenpunkt P12 ist zusätzlich ein erster Kondensator C1 geschaltet. Zwischen diesem ersten Brückenpunkt P11 und dem anderen zweiten Brückenpunkt P22 ist ein zweiter Kondensator C2 geschaltet. Bridge rectifier B connected charging output a. Between a first bridge point P1 1 and a second bridge point P12, a first capacitor C1 is additionally connected. Between this first bridge point P11 and the other second bridge point P22, a second capacitor C2 is connected.
An dem mit den zweiten Brückenpunkten P12, P22 verbundenen Ausgang a ist in diesem Beispiel ein Akkumulator A geschaltet, der zwar möglicher jedoch nicht zwingender Bestandteil der Ladeschaltung 1 a ist. Darüber hinaus ist an dem mit der Primärspule L1 verbundenen Eingang e eine Stromquelle I angeschlossen, die ebenfalls möglicher aber nicht zwingender Bestandteil der Ladeschaltung 1 a ist. At the output a connected to the second bridge points P12, P22, an accumulator A is connected in this example, which is indeed a possible but not mandatory component of the charging circuit 1a. In addition, a current source I connected to the input e connected to the primary coil L1, which is also possible but not mandatory part of the charging circuit 1 a.
Die Funktion der in der Fig. 1 dargestellten Ladeschaltung 1a wird nun näher erläutert, wobei die Sekundärspule L2 für die nachfolgenden Betrachtungen als ideale Sinus-Wechselstromquelle betrachtet wird. Das heisst, der Sekundärstrom 12 verläuft sinusförmig. Weiterhin wird die Ausgangsgleichspannung U2Dc wegen des Akkumulators A als (quasi) konstant angenommen. Die Dioden D1..D4 werden als ideal angenommen. Zum Zeitpunkt t=0 wird zudem UC1 = U2Dc, UC2 =0 angenommen. Es ergeben sich somit für eine Schwingungsperiode die in der Fig. 2 dargestellten Signalformen. The function of the charging circuit 1a shown in Fig. 1 will now be explained in more detail, the secondary coil L2 is considered for the following considerations as an ideal sine AC power source. That is, the secondary flow 12 is sinusoidal. Furthermore, the DC output voltage U2 D c because of the accumulator A as (quasi) assumed constant. The diodes D1..D4 are considered ideal. At time t = 0 is also assumed UC1 = U2 D c, UC2 = 0th Thus, the signal forms shown in FIG. 2 result for one oscillation period.
Zu Beginn sperrt die Diode D1 wegen der Spannung am Kondensator C1 . Initially diode D1 turns off due to the voltage on capacitor C1.
Ebenso sperren die Dioden D3 und D4 wegen der Richtung des Stroms 12. Der Strom 12 fliesst zu Beginn somit über die beiden Kondensatoren C1 und C2, wodurch der Kondensator C1 entladen und der Kondensator C2 geladen wird. Das Umladen der Kondensatoren C1 und C2 geschieht so lange, bis die Likewise, the diodes D3 and D4 block because of the direction of the current 12. The current 12 thus flows at the beginning of the two capacitors C1 and C2, whereby the capacitor C1 is discharged and the capacitor C2 is charged. The reloading of the capacitors C1 and C2 takes place until the
Spannung am ersten Kondensator UC1 =0 ist. Weiter kann die Spannung am ersten Kondensator C1 nicht sinken, sondern bleibt wegen der Diode D1 , die zum Zeitpunkt t0 zu leiten beginnt, konstant auf null. Dementsprechend bleibt die Spannung am zweiten Kondensator C2 konstant auf UC2= U2Dc- Als weitere Folge fliesst auch der Ladestrom ab dem Zeitpunkt t0 nicht mehr über den Kondensator C1 , sondern über die Diode D1 . Bis zum Zeitpunkt t=T/2 sind die Spannungen an den Kondensatoren somit UC1 = 0, UC2 = U2DC- Nach dem Wenden des Stroms bei t=T/2 sperren die Dioden Di und D2. Voltage at the first capacitor UC1 = 0. Further, the voltage across the first capacitor C1 can not fall but remains because of the diode D1, the time t starts to conduct 0 constant to zero. Accordingly, the voltage at the second capacitor C2 remains constant at UC2 = U2 D c- As a further consequence, the charging current no longer flows from the time t 0 via the capacitor C1, but via the diode D1. Until the time t = T / 2, the voltages at the capacitors are thus UC1 = 0, UC2 = U2DC- After turning the current at t = T / 2, diodes Di and D2 are off.
Weiterhin sperrt auch die Diode D4 da die Spannung UC2 = U2Dc ist. Folglich fliesst der Strom 12 nun wieder über die Kondensatoren C1 und C2, wodurch der Kondensator C1 geladen und der Kondensator C2 entladen wird. Das Umladen der Kondensatoren C1 und C2 geschieht so lange, bis die Spannung am zweiten Kondensator UC2=0 ist. Weiter kann die Spannung auch am zweiten Furthermore, the diode D4 blocks since the voltage UC2 = U2 D c. Consequently, the current 12 now flows again across the capacitors C1 and C2, whereby the capacitor C1 is charged and the capacitor C2 is discharged. The reloading of the capacitors C1 and C2 takes place until the voltage at the second capacitor UC2 = 0. Next, the voltage on the second
Kondensator C2 nicht sinken, sondern bleibt wegen der Diode D4, die ab diesem Zeitpunkt zu leiten beginnt, konstant auf null. Dementsprechend bleibt die  Capacitor C2 does not sink, but remains constant at zero because of the diode D4, which begins to conduct from this point on. Accordingly, the remains
Spannung am ersten Kondensator C1 konstant auf UC1 = U2DC. Als weitere Folge fliesst auch der Ladestrom nun nicht mehr über den Kondensator C2, sondern über die Diode D4. Bis zum Zeitpunkt t=T, an dem der Zyklus vonVoltage at first capacitor C1 constant at UC1 = U2 DC . As a further consequence, the charging current no longer flows via the capacitor C2, but via the diode D4. Until the time t = T at which the cycle of
Neuem beginnt, sind die Spannungen an den Kondensatoren somit UC1 = U2Dc, UC2 = 0. Starts anew, the voltages across the capacitors thus UC1 = U2 are D c, UC2 = 0th
In der Fig. 2 sind nicht die Spannungen UC1 und UC2 direkt dargestellt, sondern die Spannung U2. In der ersten Halbperiode entspricht die Spannung U2 der Spannung UC2, in der zweiten Halbperiode der negativen Spannung UC1. In FIG. 2, the voltages UC1 and UC2 are not shown directly, but the voltage U2. In the first half period, the voltage U2 corresponds to the voltage UC2, in the second half period the negative voltage UC1.
Durch die Kondensatoren C1 , C2 ergibt sich gegenüber einer reinen By the capacitors C1, C2 results over a pure
Ladeschaltung mit nur einem Gleichrichter B nun eine tiefere effektive Charging circuit with only one rectifier B now a deeper effective
Lastspannung U2, wie aus der Fig. 2 deutlich hervorgeht. Die Load voltage U2, as shown in FIG. 2 clearly shows. The
Kondensatoren C1 , C2 sind dabei vor allem bei grossen Ausgangsspannungen U2Dc wirksam, bei kleiner Ausgangsspannung U2Dc werden diese jedoch schnell umgeladen und reduzieren die effektive Lastspannung U2 somit weniger. Dadurch wird das Verhältnis von Maximalwert zu Minimalwert der Spannung U2 gegenüber dem Verhältnis von Maximalwert zu Minimalwert der Capacitors C1, C2 are effective especially at high output voltages U2 D c, but at low output voltage U2 D c they are quickly reloaded and thus reduce the effective load voltage U2 less. As a result, the ratio of maximum value to minimum value of the voltage U2 with respect to the ratio of maximum value to minimum value of
Ausgangsgleichspannung U2Dc reduziert. Im Endeffekt erreicht die DC output voltage U2 D c reduced. In the end, the
Ladeschaltung 1 a bei gleicher Leistung und Kopplung gegenüber dem Stand der Technik dadurch höhere Ausgangsspannungen U2Dc- Charging circuit 1 a with the same power and coupling compared to the prior art thereby higher output voltages U2 D c-
Die Fig. 3 zeigt dazu ein beispielhaftes Diagramm der Ausgangsgleichspannung U2DC in Abhängigkeit vom Eingangsstrom 11 beziehungsweise IACrms. in einem induktiven Übertragungssystem mit schwacher Kopplung. Strichliert mit kurzen Strichen ist dabei der Nennstrom der Stromquelle I (respektive einer FIG. 3 shows an exemplary diagram of the DC output voltage U2DC as a function of the input current I1 or IAC rms . in an inductive transmission system with weak coupling. Strichliert with short dashes is the rated current of the current source I (respectively a
Spannungsquelle U), strichliert mit langen Strichen ein Verlauf einer Voltage source U), dashed with long lines a course of a
Ladeschaltung nur mit einem Gleichrichter B (und ohne Kondensatoren C1 und C2) und schliesslich durchgezogen der Verlauf der vorgestellten Ladeschaltung 1 a dargestellt. Deutlich zu sehen ist, dass sich die Ladeschaltung 1 a bei tiefen Ausgangsgleichspannung U2Dc zunächst wie eine Ladeschaltung ohne Charging circuit only with a rectifier B (and without capacitors C1 and C2) and finally drawn through the course of the presented charging circuit 1 a. It can clearly be seen that the charging circuit 1 a at low output DC voltage U 2 D c initially as a charging circuit without
Kondensatoren C1 und C2 verhält, diese also keinen oder nur geringen Einfluss haben. Mit zunehmender Ausgangsgleichspannung U2DC verstärkt sich jedoch der Einfluss der Kondensatoren C1 und C2, und der Verlauf der Capacitors C1 and C2 behaves, so these have little or no influence. However, as the DC output voltage U2DC increases, so does the influence of the capacitors C1 and C2, and the progression of the
Ausgangsgleichspannung U2Dc über dem Eingangsstrom 11 weicht immer mehr von einer Ladeschaltung nach dem Stand der Technik ab. Bei gleichem DC output voltage U2 D c over the input current 11 deviates more and more from a charging circuit according to the prior art. At the same
Eingangsstrom 11 erreicht die Ladeschaltung 1 a im dargestellten Beispiel gegenüber einer herkömmlichen Ladeschaltung die doppelte Input current 11 reaches the charging circuit 1 a in the example shown twice compared to a conventional charging circuit
Ausgangsspannungen U2Dc- Output voltages U2 D c-
Dieser Fall tritt dann ein, wenn der Kapazitätswert des ersten und zweiten Kondensators C1 , C2 nach der Formel This case occurs when the capacitance value of the first and second capacitors C1, C2 according to the formula
P  P
Cl'2 ~ 2 · / · U2D 2 Cmax Cl ' 2 ~ 2 · / · U2 D 2 Cmax
berechnet wird, wobei P die Nennleistung der Ladeschaltung 1 , 1 a..1 c, f die Übertragungsfrequenz der Ladeschaltung 1 , 1 a..1 c und U2DCmax die maximale Ausgangs-Gleichspannung der Ladeschaltung 1 , 1 a..1 c angibt. where P is the rated power of the charging circuit 1, 1 a..1 c, f is the transmission frequency of the charging circuit 1, 1 a..1 c and U2 DCma x the maximum DC output voltage of the charging circuit 1, 1 a..1 c indicates.
Insbesondere ist durch diese Wahl des Kapazitätswertes bei der Leistung P und einer Sekundärspannung U2 < U2ocmax gewährleistet, dass bei jeder Vollwelle der Transformatorspannung sowohl alle Dioden D1 ..D4, als auch die Kondensatoren C1 , C2 einen Teil des Ladestromes führen. Erst wenn U2 den Wert U2DCmax erreicht oder überschreitet, fliesst durch die zu den Kondensatoren C1 , C2 parallel geschalteten Dioden D1 , D4 kein Strom mehr, und die In particular, this choice of the capacitance value at the power P and a secondary voltage U2 <U2ocmax ensures that at each full-wave of the transformer voltage both all diodes D1 ..D4, as well as the Capacitors C1, C2 carry a portion of the charging current. Only when U2 reaches or exceeds the value U2 DCma x does no current flow anymore through the diodes D1, D4 connected in parallel to the capacitors C1, C2
Ladeschaltung 1 , 1 a..1 c wirkt als reine, aus der Literatur an sich bekannte, Spannungs-Verdopplerschaltung. Charging circuit 1, 1 a..1 c acts as pure, known from the literature, voltage doubler circuit.
Selbstverständlich ist eine Verdopplung der Ausgangsspannung U2Dc nicht zwingend für die Erfindung. Eine Kompensation dieser Verdoppelung kann zum Beispiel durch eine Halbierung der sekundären Windungszahl des Of course, a doubling of the output voltage U2 D c is not mandatory for the invention. Compensation for this doubling can be achieved, for example, by halving the secondary turns of the
Transformators T erfolgen, entsprechend verschieben sich die Kurven nach links. Nach wie vor ist der Ausgangsspannungsbereich bei begrenztem Transformers T done, accordingly, the curves shift to the left. As before, the output voltage range is limited
Eingangsstrom 11 mit der erfindungsgemässen Schaltung 1 a aber doppelt so gross wie ohne diese. Input current 11 with the inventive circuit 1 a but twice as large as without them.
Generell ist der Einfluss der Kondensatoren C1 und C2 auf die Ladeschaltung 1 a umso grösser je grösser deren Kapazitätswert ist. Grosse Kondensatoren C1 und C2 führen daher zu einer stärkeren Anhebung der Ausgangsspannung U2Dc als kleine Kondensatoren C1 und C2. Im Allgemeinen sollte der Kapazitätswert des ersten und zweiten Kondensators C1 , C2 daher im Bereich von In general, the influence of the capacitors C1 and C2 on the charging circuit 1a is the greater the greater their capacitance value. Large capacitors C1 and C2 therefore lead to a greater increase in the output voltage U2 D c than small capacitors C1 and C2. In general, therefore, the capacitance value of the first and second capacitors C1, C2 should be in the range of
P P
i 2 f22 i 2 f " 2 2
1 / υ ^DCmax 1 / υ ^ DCmax
bis to
4 ' / ' U2DCmax 4 '/' U2 DCmax
liegen. lie.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen ergänzend Diagramme der normierten Figures 4 to 6 show additional diagrams of the normalized
Sekundärspannung U2/U2max in Abhängigkeit der normierten Secondary voltage U2 / U2 max depending on the normalized
Ausgangsgleichspannung U2Dc U2DCmax- für verschiedene Werte der DC output voltage U2 D c U2DCmax- for different values of
Kondensatoren C1 , C2. In der Fig. 4 ist der Verlauf für Capacitors C1, C2. In Fig. 4 the course is for
2 - f U2DCmax dargestellt. Gut zu sehen ist, dass sich der Verlauf zuerst dem Wert U2/U2max = 1 annähert, die Kurve bei U2Dc/U2Dcmax = 1 jedoch nach oben knickt. Wird nun beispielhaft angenommen, dass 0,6 < U2Dc/U2ocma ^ 1 ,0 gilt, das heißt dass sich die Ausgangsgleichspannung U2DC im Bereich von 60% der maximalen 2 - f U2 DCmax shown. It can be clearly seen that the curve first approximates the value U2 / U2 max = 1, but the curve at U2 D c / U2 D cmax = 1 bends upward. Will now for example, assume that 0.6 <U2 D c / U2ocma ^ 1, 0, that is, that the DC output voltage U2DC is in the range of 60% of the maximum
Ausgangsgleichspannung U2DCmax bis 100% der maximalen DC output voltage U2DCmax up to 100% of the maximum
Ausgangsgleichspannung U2Dcmax bewegen darf/soll, so ergibt sich für die Variation des Verhältnisses U2/U2max ein Bereich von Output DC voltage U2 D cmax may / should move, then results for the variation of the ratio U2 / U2 max a range of
0,88 < U2/U2max ^ 1 ,0. Das heißt die Sekundärspannung U2 bewegt sich in einem Bereich von 88% der maximalen Sekundärspannung U2max bis 100% der maximalen Sekundärspannung U2max- 0.88 <U2 / U2max ^ 1, 0. That is, the secondary voltage U2 moves in a range of 88% of the maximum secondary voltage U2 max to 100% of the maximum secondary voltage U2 ma x-
In der Fig. 5 ist nun der Verlauf für In Fig. 5 is now the course for
P P
Ci,2— TTTJjW dargestellt. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, wandert der Knick im Graphen durch die Änderung des Kapazitätswerts nach rechts zu höheren Werten von Ci, 2-TTTJ j W. As can be seen from FIG. 5, the kink in the graph moves to higher values of Δ by the change of the capacitance value to the right
U2DC/U2Dcmax. Konkret knickt der Graph in etwa bei U2Dc/U2Dcmax = 1 ,4 nach oben weg. Der Bereich von 0,6 < U2Dc/U2Dcmax ^ 1 ,0 verschiebt sich demgemäß in den steileren Bereich der Kennlinie. Für denselben Bereich U2 DC / U2 D cmax. Specifically, the graph bends upwards approximately at U2 D c / U 2 D cmax = 1, 4. The range of 0.6 <U 2 D c / U 2 D cmax ^ 1, 0 thus shifts to the steeper region of the characteristic curve. For the same area
Δζ = U2Dc/U2Dcmax = 0,6..1 ,0 = 0,4 ergibt sich für die Variation des Verhältnisses U2/U2max nun ein Bereich von 0,76 U2/U2max < 1 ,0. Das heißt die Δζ U2 = D c / U2 D cmax = 0,6..1, 0 = 0.4 is now obtained for the variation of the ratio U2 / U2 ma x, a range of 0.76 U2 / U2 max <1, the 0th That means that
Sekundärspannung U2 bewegt sich in einem Bereich von 76% der maximalen Sekundärspannung U2max bis 100% der maximalen Sekundärspannung U2max. Secondary voltage U2 moves within a range of 76% of the maximum secondary voltage U2 ma x to 100% of the maximum secondary voltage U2 ma x.
In der Fig. 6 ist nun der Verlauf für In Fig. 6 is now the course for
P P
^1,2 ~ .< _ r _ r r 2  ^ 1,2 ~. <_ R r 2
u ^DCmax dargestellt. Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, wandert der Knick im Graphen durch die Änderung des Kapazitätswerts nach links zu niedrigeren Werten von  u ^ DCmax shown. As can be seen from Fig. 6, the kink in the graph travels to the lower value of l by changing the capacitance value to the left
U2Dc/U2Dcmax. Konkret knickt der Graph in etwa bei U2Dc U2DCmax = 0,7 nach oben weg. Der Bereich von 0,6 s U2Dc U2DCma ^ 1 ,0 verschiebt sich demgemäß teilweise in den linearen Bereich der Kennlinie. Für denselben Bereich Az = U2 D c / U 2 D cmax. Specifically, the graph bends away at approximately U2 D c U2DCmax = 0.7 upwards. The range of 0.6 s U2Dc U2DCma ^ 1, 0 thus shifts partially into the linear range of the characteristic curve. For the same area Az =
U2DC/U2Dcmax = 0,6..1 ,0 = 0,4 ergibt sich für die Variation des Verhältnisses U2 DC / U2 D cmax = 0.6..1, 0 = 0.4 results for the variation of the ratio
U2/U2max nun ein Bereich von 0,70 < U2/U2max < 1 ,0. Das heißt die Sekundärspannung U2 bewegt sich in einem Bereich von 70% der maximalen Sekundärspannung U2max bis 100% der maximalen Sekundärspannung U2max. U2 / U2 ma x now a range of 0.70 <U2 / U2 max <1 0th That means that Secondary voltage U2 moves in a range of 70% of the maximum secondary voltage U2 max to 100% of the maximum secondary voltage U2 ma x.
Die Fig. 7 zeigt die Zusammenhänge in einer etwas anderen Darstellung. Fig. 7 shows the relationships in a slightly different representation.
Konkret ist die normierte Sekundärspannungsdifferenz AU2/U2max in Specifically, the normalized secondary voltage difference AU2 / U2 max in
Abhängigkeit des normierten Kapazitätswerts der Kondensatoren C1/C1o t, Dependence of the normalized capacitance value of the capacitors C1 / C1 o t,
C2/C2opt für verschiedene Werte der normierten C2 / C2 op t for different values of the normalized
Ausgangsgleichspannungsdifferenz Δζ = U2Dc U2Dcma>c dargestellt, wobei gilt: Output DC voltage difference Δζ = U2 D c U2 D cma> c shown, where:
P P
Δ · J V £ DCmax  Δ · J V £ DCmax
Zudem sind für die Kurve Δζ=0.4 die in den Figuren 4 bis 6 beschriebenen Arbeitspunkte eingezeichnet. Gut zu erkennen ist, dass die Graphen bei C1/C1 opt = C2/C2opt = 1 ein Minimum aufweisen. Das heißt, dass die normierte In addition, the operating points described in FIGS. 4 to 6 are plotted for the curve Δζ = 0.4. It can be clearly seen that the graphs at C1 / C1 op t = C2 / C2 op t = 1 have a minimum. That is, the normalized
Sekundärspannungsdifferenz AU2/U2max dann minimal wird, wenn für die Secondary voltage difference AU2 / U2 max then becomes minimal when for the
Kondensatoren die oben angeführten Kapazitätswerte C10pt und C2opt gewählt werden, und zwar unabhängig von der normierten Capacitors are selected above the capacitance values C1 0pt and C2 opt , regardless of the normalized
Ausgangsgleichspannungsdifferenz Az = U2Dc/U2Dcmax- Letztere beeinflusst lediglich die Höhe der normierten Sekundärspannungsdifferenz AU2/U2max, nicht jedoch die Lage des Minimums im Hinblick auf die gewählten Werte für die Kapazitäten C1 , C2. Geht C1 , C2 gegen Null (die Schaltung wirkt dann als Vollweg-Gleichrichter) oder überschreitet C1 , C2 einen gewissen Wert (die Schaltung wirkt dann als Spannungs-Verdoppler, d.h. die Parallel-Dioden D1 , D4 leiten nicht mehr), so wird AU2/U2max= Δζ. DC output voltage difference Az = U2 D c / D U2 Cmax latter only affects the amount of normalized secondary voltage difference AU 2 / U2 ma x, but not the position of the minimum in terms of the values chosen for the capacitors C1, C2. If C1, C2 goes to zero (the circuit then acts as a full-wave rectifier) or C1, C2 exceeds a certain value (the circuit then acts as a voltage doubler, ie the parallel diodes D1, D4 do not conduct), then AU2 / U2max = Δζ.
Die Fig. 8 zeigt nun eine weitere Ausführungsform einer Ladeschaltung 1 b, welcher der in Fig. 1 dargestellten Ladeschaltung 1 a sehr ähnlich ist. Zusätzlich umfasst diese jedoch einen zwischen einen Anschluss der Sekundärspule L2 und einen ersten Brückenpunkt P1 1 geschalteten dritten Kondensator C3a und einen zwischen den anderen Anschluss der Sekundärspule L2 und dem anderen ersten Brückenpunkt P21 geschalteten dritten Kondensator C3b. Denkbar wäre auch, dass anstelle der beiden dritten Kondensatoren C3a und C3b ein einziger grösserer Kondensator zwischen einen Anschluss der Sekundärspule L2 und einen ersten Brückenpunkt P1 1 , P21 geschaltet ist. Darüber hinaus umfasst die Ladeschaltung 1 b einen zwischen einen Anschluss der Primärspule L1 des Transformators T und einen Anschluss des FIG. 8 now shows a further embodiment of a charging circuit 1b, which is very similar to the charging circuit 1a shown in FIG. In addition, however, this comprises a third capacitor C3a connected between one terminal of the secondary coil L2 and a first bridge point P1 1 and a third capacitor C3b connected between the other terminal of the secondary coil L2 and the other first bridge point P21. It would also be conceivable for a single, larger capacitor to be connected between a terminal of the secondary coil L2 and a first bridge point P1 1, P21 instead of the two third capacitors C3a and C3b. In addition, the charging circuit 1 b comprises one between a terminal of the primary coil L1 of the transformer T and a terminal of the
Ladeeingangs e geschalteten vierten Kondensator C4a und einen zwischen den anderen Anschluss der Primärspule L1 des Transformators T und den anderen Anschluss des Ladeeingangs e geschalteten vierten Kondensator C4b. Auch hier wäre denkbar, dass anstelle der beiden vierten Kondensatoren C4a und C4b ein einziger grösserer Kondensator zwischen einen Anschluss einer Ladeeingangs e fourth capacitor C4a and connected between the other terminal of the primary coil L1 of the transformer T and the other terminal of the charging input e fourth capacitor C4b. Again, it would be conceivable that instead of the two fourth capacitors C4a and C4b a single larger capacitor between a terminal of a
Primärspule L1 des Transformators T und einen Anschluss des Ladeeingangs e geschaltet ist. Dadurch wird primärseitig und sekundärseitig ein Serienschwingkreis gebildet, wodurch die Ladeschaltung 1 b insbesondere gut an einer Spannungsquelle U betrieben werden kann, so wie dies in der Fig. 8 dargestellt ist. Dies ist insbesondere bei kontaktloser Energieübertragung sehr vorteilhaft, denn so werden die für das Übertragungsfeld erforderlichen Blindleistungen von diesem Kondensator übernommen und belasten die Wechselspannungsquelle U nicht. Trotz Verwendung der Spannungsquelle U wirkt die Schaltung am Primary coil L1 of the transformer T and a terminal of the charging input e is connected. As a result, a series resonant circuit is formed on the primary side and on the secondary side, as a result of which the charging circuit 1b can be operated in particular well on a voltage source U, as shown in FIG. 8. This is very advantageous, in particular in the case of contactless energy transmission, since the reactive power required for the transmission field is taken over by this capacitor and does not burden the alternating voltage source U. Despite the use of the voltage source U, the circuit acts on
Brückeneingang (also an den Brückenpunkten P11 und P21 ) wiederum als Stromquelle, wodurch der Sekundärstrom 12 sinusförmig verläuft und sich die in Fig. 2 und 3 dargestellten Verhältnisse ergeben. In diesem Zusammenhang wäre es auch vorstellbar, dass anstelle des Bridge input (ie at the bridge points P11 and P21) in turn as a current source, whereby the secondary current 12 is sinusoidal and the conditions shown in FIGS. 2 and 3 result. In this context, it would also be conceivable that instead of the
primärseitigen Serienschwingkreis ein Parallelschwingkreis vorgesehen wird. Dazu wird anstelle der Kondensatoren C4a, C4b ein vierten Kondensator parallel zur Primärspule L1 des Transformators T geschaltet. Insbesondere durch die Kombination aus Serien- und Parallelschaltung ergibt sich ein kapazitiver Primary-side resonant circuit a parallel resonant circuit is provided. For this purpose, instead of the capacitors C4a, C4b, a fourth capacitor is connected in parallel with the primary coil L1 of the transformer T. In particular, the combination of series and parallel connection results in a capacitive
Spannungsteiler, welcher eine Reduktion des Eingangsstromes 11 bewirkt, wodurch die Eingangsspannungsquelle U in vorteilhafter Weise entlastet wird. Voltage divider, which causes a reduction of the input current 11, whereby the input voltage source U is advantageously relieved.
Die Fig. 9 zeigt nun noch eine weitere Ausführungsform einer Ladeschaltung 1 c, welcher der in Fig. 2 dargestellten Ladeschaltung 1 b sehr ähnlich ist. Zusätzlich umfasst diese jedoch einen zwischen die ersten Brückenpunkte P1 1 , P21 geschalteten fünften Kondensator C5. Dadurch wird der Spannungssprung bei der Umkehrung der Stromrichtung des Stroms 12 vermieden beziehungsweise gemildert. In Folge werden auch die Spannungs-Oberwellen an der FIG. 9 shows yet another embodiment of a charging circuit 1c, which is very similar to the charging circuit 1b shown in FIG. In addition, however, this includes a fifth capacitor C5 connected between the first bridge points P1 1, P21. As a result, the voltage jump in the reversal of the current direction of the current 12 is avoided or mitigated. As a result, the voltage harmonics at the
Sekundärspule L2 reduziert. Secondary coil L2 reduced.
Die Fig. 10 zeigt dazu die zeitlichen Verläufe von Sekundärstrom 12 und FIG. 10 shows the time profiles of secondary current 12 and
Sekundärspannung U2 ohne den fünften Kondensator C5 im Secondary voltage U2 without the fifth capacitor C5 in
Brückengleichrichter B (vergleiche auch Fig. 2), und Fig. 1 1 zeigt die zeitlichen Verläufe von Sekundärstrom 12 und Sekundärspannung U2 mit dem fünften Kondensator C5 im Brückengleichrichter B. Aus der Fig. 1 1 ist erkennbar, dass der in Fig. 10 noch auftretende Spannungssprung beim Wenden des Stroms 12 nun nicht mehr auftritt. Selbstverständlich kann der fünfte Kondensator C5 auch in einer Ladeschaltung 1a nach Fig. 1 eingesetzt werden. Bridge rectifier B (see also Fig. 2), and Fig. 1 1 shows the time course of secondary current 12 and secondary voltage U2 with the fifth capacitor C5 in the bridge rectifier B. From Fig. 1 1 it can be seen that in Fig. 10 still occurring voltage jump when turning the current 12 now no longer occurs. Of course, the fifth capacitor C5 can also be used in a charging circuit 1a according to FIG.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Ladeschaltung 1d, welche einen zwischen dem ersten Brückenpunkt P1 1 und dem ersten Kondensator C1 beziehungsweise dem zweiten Kondensator C2 angeordneten Schalter S aufweist. Die FIG. 12 shows an example of a charging circuit 1d which has a switch S arranged between the first bridge point P1 1 and the first capacitor C1 or the second capacitor C2. The
Kondensatoren C1 und C2 bewirken ein vergleichsweise komplexes Verhalten am Eingang des induktiven Übertragungssystems, konkret im Hinblick auf den Phasenverlauf des Stromes 11 gegenüber der Spannung U1 . Dies ist Capacitors C1 and C2 cause a comparatively complex behavior at the input of the inductive transmission system, specifically with regard to the phase course of the current 11 with respect to the voltage U1. This is
insbesondere bei guten Kopplungen der Fall. In diesem Betriebszustand sind die getroffenen Massnahmen zur Erhöhung der Ausgangsspannung U2oc aber unter Umständen entbehrlich. Vorteilhaft wird die aus den Kondensatoren C1 und C2 Kondensator bestehende Kondensator-Halbbrücke mit dem gesteuerten Schalter S nun abschaltbar gemacht, um den Phasenverlauf des Stromes 11 zu especially in the case of good couplings. In this operating state, the measures taken to increase the output voltage U2oc but may be unnecessary. Advantageously, the capacitor half-bridge consisting of the capacitors C1 and C2 is now made switchable with the controlled switch S in order to increase the phase characteristic of the current 11
verbessern. Der Schalter S kann zum Beispiel als Relaiskontakt ausgeführt sein. Denkbar ist aber auch, dass dieser, wie in dem in Fig. 13 dargestellten Beispiel, durch einen Transistor gebildet ist, insbesondere durch einen MOSFET oder IGBT. improve. The switch S can be designed, for example, as a relay contact. It is also conceivable that this, as in the example shown in Fig. 13, is formed by a transistor, in particular by a MOSFET or IGBT.
Fig. 14 zeigt in diesem Zusammenhang eine beispielhafte Anordnung mit einer Ladeschaltung 1e (oder auch einer Ladeschaltung 1 d) und einer Steuerung CTR, welche mit dem Schalter S verbunden und zu dessen Ansteuerung vorgesehen ist. Weiterhin umfasst die Anordnung einen optionalen, zwischen die Ladeschaltung 1 e und den Akkumulator A geschalteten Ausgangsfilter F. Die Steuerung CTR steuert den Schalter S dabei in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladeschaltung 1 e an. Beispielsweise kann die Steuerung CTR dazu eingerichtet sein, eine Kopplung zwischen der Primärspule L1 und der Sekundärspule L2 des Transformators T zu ermitteln und den Schalter S zu schliessen, wenn die Kopplung einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet und sowie zu öffnen, wenn die Kopplung einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Denkbar wäre auch, dass ein Befehl zum Öffnen oder Schliessen des Schalters S primärseitig ermittelt und (z.B. per Funk) an die Sekundärseite weitergeleitet wird. Beispielsweise kann der Zustand des Schalters S im Zuge einer (primärseitigen) Suche nach einem optimalen Betriebspunkt geändert werden. Vorstellbar wäre auch, dass der Schalter S bei Überschreiten einer Maximalfeldstärke geschlossen wird, um diese in Folge mit Hilfe der realisierten Spannungsverdopplung am Ausgang A wieder zu reduzieren. Zur Maximierung der Effizienz der Ladeschaltung 1e kann es insbesondere bei kleinen Leistungen trotz guter Kopplung sinnvoll sein, den Schalter S zu schliessen, da wegen der besagten Spannungsverdopplung nur eine vergleichsweise geringe Spannung an der Sekundärspule L2 vonnöten ist. Damit muss auch an der Primärspule L1 lediglich eine entsprechend kleine Feldstärke erzeugt werden, wodurch die Energieübertragung insgesamt weniger verlustbehaftet ist. Fig. 14 shows in this connection an exemplary arrangement with a charging circuit 1e (or a charging circuit 1 d) and a controller CTR, which is connected to the switch S and provided for its activation. Furthermore, the arrangement comprises an optional, between the charging circuit 1 e and the accumulator A connected output filter F. The controller CTR controls the switch S in response to a Operating state of the charging circuit 1 e to. For example, the controller CTR can be set up to detect a coupling between the primary coil L1 and the secondary coil L2 of the transformer T and to close the switch S if the coupling falls below a predefinable threshold value and to open when the coupling exceeds a predefinable threshold value , It would also be conceivable that a command to open or close the switch S is determined on the primary side and forwarded (eg by radio) to the secondary side. For example, the state of the switch S may be changed in the course of a (primary) search for an optimal operating point. It would also be conceivable that the switch S is closed when a maximum field strength is exceeded in order to reduce this in turn with the aid of the realized voltage doubling at the output A again. In order to maximize the efficiency of the charging circuit 1e, it may be useful, in particular for small powers, to close the switch S despite good coupling, since only a comparatively low voltage is required at the secondary coil L2 because of the said voltage doubling. Thus, only a correspondingly small field strength must be generated at the primary coil L1, whereby the energy transfer is less lossy overall.
Fig. 15 zeigt nun ein Kraftfahrzeug 2, welches die sekundärseitigen Bestandteile einer Ladeschaltung 1 (also den Mobilteil MT) umfasst sowie einen mit dem Ladeausgang a der Ladeschaltung 1 verbundenen Akkumulator A, welcher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs 2 dient. Konkret umfasst das Kraftfahrzeug 2 die Sekundärspule L2 des Transformators T, den 15 now shows a motor vehicle 2 which comprises the secondary components of a charging circuit 1 (ie the mobile part MT) and an accumulator A which is connected to the charging output a of the charging circuit 1 and at least partially serves to drive the motor vehicle 2. Specifically, the motor vehicle 2 includes the secondary coil L2 of the transformer T, the
Brückengleichrichter B, den ersten und zweiten Kondensator C1 , C2, den mit dem Ladeausgang a verbundenen Akkumulator A sowie gegebenenfalls den dritten und fünften Kondensator C3a, C3b, C5. Bridge rectifier B, the first and second capacitor C1, C2, the battery A connected to the charging output a and optionally the third and fifth capacitor C3a, C3b, C5.
Mit den die primärseitigen Bestandteilen der Ladeschaltung 1 , welche stationär ausserhalb dieses Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sind (also mit dem Stationärteil ST der Ladeschaltung 1 ) ergibt sich ein Ladesystem 3. Konkret sind die With the primary-side components of the charging circuit 1, which are arranged stationarily outside this motor vehicle 2 (ie with the stationary part ST of the charging circuit 1) results in a charging system 3. Specifically, the
Primärspule L1 des Transformators T sowie gegebenenfalls der vierte Primary coil L1 of the transformer T and optionally the fourth
Kondensator C4a, C4b stationär ausserhalb des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet. Bei einer Verwendung der vorgestellten Ladeschaltung 1 , 1 a..1 e in einem Capacitor C4a, C4b stationarily outside the motor vehicle 2 arranged. When using the presented charging circuit 1, 1 a..1 e in one
Ladesystem 3 für Kraftfahrzeuge 2 treten die Vorteile der Erfindung besonders hervor, da die Kopplung zwischen Primärspule L1 und Sekundärspule L2 einerseits nicht beliebig gesteigert werden kann, andererseits je nach Position des Fahrzeugs 2 zur Primärspule Li variieren kann. Charging system 3 for motor vehicles 2 show the advantages of the invention particularly well, since the coupling between primary coil L1 and secondary coil L2 on the one hand can not be increased arbitrarily, on the other hand depending on the position of the vehicle 2 to the primary coil Li can vary.
Beim induktiven Laden von Elektrofahrzeugen über im Boden befindliche Inductive charging of electric vehicles via in-ground
Induktionsschleifen können generell zwei Kategorien unterschieden werden, nämlich das stationäre Laden des parkenden Fahrzeugs und das mobile Laden während der Fahrt über in der Fahrbahn verlegte Induktionsleitungen. Über Induktionswicklung im Boden (Primärspule L1 ) wird ein magnetisches Induction loops can generally be distinguished into two categories, namely the stationary loading of the parked vehicle and the mobile charging while driving over induction lanes laid in the carriageway. Via induction winding in the ground (primary coil L1) becomes a magnetic
Wechselfeld im Frequenzbereich 25...150kHz (vorzugsweise mit 85kHz) erzeugt, sobald das System ein ladebereites Kraftfahrzeug 2 erkennt. Ein Teil dieses Feldes durchdringt eine .Empfängerspule" (Sekundärspule L2) im Fahrzeug 2 und ermöglicht so eine kontaktlose Energieübertragung wie in einem  Alternating field in the frequency range 25 ... 150kHz (preferably with 85kHz) generated as soon as the system detects a ready to charge motor vehicle 2. A part of this field penetrates a "receiver coil" (secondary coil L2) in the vehicle 2, thus enabling contactless energy transmission as in a vehicle
Transformator T. Transformer T.
Generell ist eine kontaktlos ausgebildete Ladeschaltung 1 , 1 a..1 e nicht an die Anwendung bei einem Kraftfahrzeug 2 gebunden, sondern kann ganz allgemein eingesetzt werden. Die Ladeschaltung 1 , 1a..1 e weist dann einen die In general, a charge-less charging circuit 1, 1 a..1 e is not bound to the application in a motor vehicle 2, but can be used in general. The charging circuit 1, 1a..1 e then has a
sekundärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung 1 , 1 a..1e umfassenden secondary side components of the charging circuit 1, 1 a..1e comprehensive
Mobilteil MT sowie einen vom Mobilteil MT getrennten, die primärseitigen Handset MT and a separate from the handset MT, the primary-side
Bestandteile der Ladeschaltung 1 , 1 a.„1e umfassenden Stationärteil ST auf. Der Mobilteil muss nicht zwingend einen Akkumulator A umfassen, sondern kann die Sekundärspule L2 des Transformators T, den Brückengleichrichter B, den ersten und zweiten Kondensator C1 , C2, den (freien) Ladeausgang a, sowie  Components of the charging circuit 1, 1 a. "1e comprehensive stationary part ST on. The handset does not necessarily comprise an accumulator A, but can the secondary coil L2 of the transformer T, the bridge rectifier B, the first and second capacitor C1, C2, the (free) charging output a, and
gegebenenfalls den dritten und fünften Kondensator C3a, C3b, C5 umfassen. optionally comprising the third and fifth capacitors C3a, C3b, C5.
Abschliessend wird angemerkt, dass die Ladeschaltung 1 , 1a..1e in der Realität auch mehr Bauteile als dargestellt umfassen kann. Weiterhin wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen. Bezugszeichenliste Finally, it should be noted that the charging circuit 1, 1a..1e can in reality also comprise more components than illustrated. Furthermore, it is noted that the above embodiments and developments of the invention can be combined in any manner. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 , 1a..1e Ladeschaltung 1, 1a..1e charging circuit
2 Kraftfahrzeug  2 motor vehicle
3 Ladesystem  3 charging system
A Akkumulator  A accumulator
a Ausgang a exit
B Brückengleichrichter  B bridge rectifier
C1..C5 Kondensator  C1..C5 capacitor
CTR Steuerung  CTR control
D, D1..D4 Diode  D, D1..D4 diode
e Eingang e entrance
f Frequenz f frequency
F Ausgangsfilter  F output filter
i Strom / Stromquelle i power / current source
11 , IAC Primärstrom  11, IAC primary current
!2 Sekundärstrom  ! 2 secondary current
K Optokoppler  K optocoupler
L1 Primärspule  L1 primary coil
L2 Sekundärspule  L2 secondary coil
MT Mobilteil  MT handset
P11..P22 Brückenpunkt  P11..P22 bridge point
S Schalter  S switch
ST Stationärteil  ST stationary part
T Transformator  T transformer
t Zeit t time
T Periodendauer  T period
U Spannung / Spannungsquelle U voltage / voltage source
U2 Sekundärspannung U2 secondary voltage
U2DC AusgangsgleichspannungU2 DC output DC voltage
CO Kreisfrequenz CO angular frequency

Claims

Patentansprüche claims
1. Ladeschaitung (1 , 1a..1e) für einen Akkumulator (A), umfassend 1. charging circuit (1, 1a..1e) for an accumulator (A), comprising
einen Transformator (T);  a transformer (T);
einen an einer Sekundärspule (L2) des Transformators (T) über erste gegenüberliegende Brückenpunkte (P1 1 , P21 ) angeschlossenen  a at a secondary coil (L2) of the transformer (T) via first opposite bridge points (P1 1, P21) connected
Brückengleichrichter (B),  Bridge rectifier (B),
einen mit zweiten gegenüberliegenden Brückenpunkten (P12, P22) des Brückengleichrichters (B) verbundenen Ladeausgang (a), sowie  a charge output (a) connected to second opposing bridge points (P12, P22) of the bridge rectifier (B), and
einen zwischen einen ersten Brückenpunkt (P1 1 ) und einen zweiten Brückenpunkt (P12) geschalteten ersten Kondensator (C1 ) und einen zwischen diesen ersten Brückenpunkt (P1 1 ) und den anderen zweiten Brückenpunkt (P22) geschalteten zweiten Kondensator (C2),  a first capacitor (C1) connected between a first bridge point (P1 1) and a second bridge point (P12) and a second capacitor (C2) connected between these first bridge point (P1 1) and the other second bridge point (P22),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Kapazitätswert des ersten und zweiten Kondensators (C1 , C2) im Bereich von  the capacitance value of the first and second capacitors (C1, C2) in the range of
P  P
d , =  d, =
1 * U2D 2 Cmax 1 * U2 D 2 Cmax
bis  to
C1 2C 1 2 -
4 / U2 max 4 / U2 max
liegt, wobei P die Nennleistung der Ladeschaltung (1 , 1 a..1e), f die  where P is the rated power of the charging circuit (1, 1 a..1e), f the
Übertragungsfrequenz der Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) und U2Dcmax die maximale Ausgangs-Gleichspannung der Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) angibt. Transmission frequency of the charging circuit (1, 1 a..1 e) and U2 D cmax the maximum output DC voltage of the charging circuit (1, 1 a..1 e) indicates.
2. Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kapazitätswert des ersten und zweiten Kondensators (C1 , C2) nach der Formel
Figure imgf000023_0001
2. charging circuit (1, 1 a..1 e) according to claim 1, characterized in that the capacitance value of the first and second capacitors (C1, C2) according to the formula
Figure imgf000023_0001
berechnet wird.  is calculated.
3. Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zwischen einen Anschluss der Sekundärspule (L2) und einen ersten Brückenpunkt (P1 1 , P21 ) geschalteten dritten Kondensator (C3a, C3b). 3. charging circuit (1, 1 a..1 e) claim 1 or 2, characterized by a between a terminal of the secondary coil (L2) and a first bridge point (P1 1, P21) connected to the third capacitor (C3a, C3b).
4. Ladeschaltung (1 , 1 a..1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. charging circuit (1, 1 a..1e) according to one of claims 1 to 3,
gekennzeichnet durch einen zwischen einen Anschluss einer  characterized by a between a connection of a
Primärspule (L1 ) des Transformators (T) und einen Anschluss eines  Primary coil (L1) of the transformer (T) and a connection of a
Ladeeingangs (e) geschalteten vierten Kondensator (C4a, C4b).  Charging input (e) connected fourth capacitor (C4a, C4b).
5. Ladeschaltung (1 , 1 a..1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5. charging circuit (1, 1 a..1e) according to one of claims 1 to 3,
gekennzeichnet durch einen parallel zur Primärspule (L1 ) des  characterized by a parallel to the primary coil (L1) of the
Transformators (T) geschalteten vierten Kondensator.  Transformer (T) connected fourth capacitor.
6. Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. charging circuit (1, 1 a..1 e) according to one of claims 1 to 5,
gekennzeichnet durch einen zwischen die ersten Brückenpunkte (P1 1 , P21 ) geschalteten fünften Kondensator (C5).  characterized by a fifth capacitor (C5) connected between the first bridge points (P1 1, P21).
7. Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. charging circuit (1, 1 a..1 e) according to one of claims 1 to 6,
gekennzeichnet durch einen zwischen dem ersten Brückenpunkt (P1 1 ) und dem ersten Kondensator (C1 ) beziehungsweise dem zweiten  characterized by a between the first bridge point (P1 1) and the first capacitor (C1) or the second
Kondensator (C2) angeordneten Schalter (S).  Capacitor (C2) arranged switch (S).
8. Ladeschaltung (1 , 1 a,.1 e) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (S) durch einen Transistor gebildet ist. 8. charging circuit (1, 1 a, .1 e) according to claim 7, characterized in that the switch (S) is formed by a transistor.
9. Ladeschaltung (1 , 1 a..1e) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Steuerung (CTR), welche dazu eingerichtet ist, den Schalter (S) in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladeschaltung (1 , 1a..1e) zu öffnen beziehungsweise zu schliessen. 9. charging circuit (1, 1 a..1e) according to claim 7 or 8, characterized by a controller (CTR), which is adapted to the switch (S) in dependence of an operating state of the charging circuit (1, 1a..1e) to open or close.
10. Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 10. charging circuit (1, 1 a..1 e) according to one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass diese kontaktlos ausgebildet ist und einen die sekundärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung (1 , 1 a..1e) umfassenden Mobilteil (MT) und einen davon getrennten die primärseitigen Bestandteile der Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) umfassenden Stationärteil (ST) umfasst.  characterized in that this is formed without contact and a secondary part of the charging circuit (1, 1 a..1e) comprising handset (MT) and a separate the primary-side components of the charging circuit (1, 1 a..1 e) comprising stationary part ( ST).
1 1 . Mobilteil (MT), gekennzeichnet durch die Sekundärspule (L2) des 1 1. Handset (MT), characterized by the secondary coil (L2) of the
Transformators (T), den Brückengleich richter (B), den ersten und zweiten Kondensator (C1 , C2), einen Ladeausgang (a), sowie gegebenenfalls den dritten und fünften Kondensator (C3a, C3b, C5), den Schalter (S) und die Steuerung (CTR) einer Ladeschaltung (1 , 1 a..1e) nach Anspruch 10. Transformer (T), the bridge rectifier (B), the first and second capacitor (C1, C2), a charging output (a), and optionally the Third and fifth capacitor (C3a, C3b, C5), the switch (S) and the controller (CTR) of a charging circuit (1, 1 a..1e) according to claim 10.
12. Kraftfahrzeug (2), gekennzeichnet durch einen Mobilteil (MT) nach 12. motor vehicle (2), characterized by a handset (MT) after
Anspruch 1 1 sowie einen mit dem Ladeausgang (a) des Mobilteils (MT) verbundenen Akkumulator (A), weicher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs (2) dient.  Claim 1 1 and one connected to the charging output (a) of the mobile part (MT) accumulator (A), softer at least partially the drive of the motor vehicle (2).
13. Kraftfahrzeug-Ladesystem (3), gekennzeichnet durch eine 13. Motor vehicle charging system (3), characterized by a
Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) nach Anspruch 10 und ein Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 12, wobei der Stationärteil (ST) stationär ausserhalb dieses Kraftfahrzeugs (2) angeordnet ist.  Charging circuit (1, 1 a..1 e) according to claim 10 and a motor vehicle (2) according to claim 12, wherein the stationary part (ST) stationary outside this motor vehicle (2) is arranged.
14. Kraftfahrzeug-Ladesystem (3) nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (L1 ) des Transformators (T) sowie gegebenenfalls der vierte Kondensator (C4a, C4b) stationär ausserhalb des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet sind. 14. motor vehicle charging system (3) according to claim 13, characterized in that the primary coil (L1) of the transformer (T) and optionally the fourth capacitor (C4a, C4b) are arranged stationarily outside the motor vehicle (2).
15. Verwendung eines Mobilteils (MT) nach Anspruch 1 1 zum Laden eines 15. Use of a handset (MT) according to claim 1 1 for loading a
Akkumulators (A) in einem Kraftfahrzeug (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Mobilteil (MT) sowie der mit dem Ladeausgang (a) des  Accumulator (A) in a motor vehicle (2), characterized in that the mobile part (MT) as well as with the charging output (a) of the
Mobilteils (MT) verbundener Akkumulator (A), welcher zumindest teilweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs (2) dient, innerhalb des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet sind.  Handset (MT) connected battery (A), which at least partially serves the drive of the motor vehicle (2), are arranged within the motor vehicle (2).
16. Verwendung einer Ladeschaltung (1 , 1 a..1 e) Anspruch 10 zum Laden eines Akkumulators (A) in einem Kraftfahrzeug-Ladesystem (3) für 16. Use of a charging circuit (1, 1 a..1 e) claim 10 for charging a battery (A) in a motor vehicle charging system (3) for
Kraftfahrzeuge (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Mobilteil (MT) sowie der mit dem Ladeausgang (a) des Mobilteils (MT) verbundener  Motor vehicles (2), characterized in that the mobile part (MT) and the one connected to the charging output (a) of the mobile part (MT)
Akkumulator (A), welcher zumindest teilweise dem Antrieb des  Accumulator (A), which at least partially the drive of the
Kraftfahrzeugs (2) dient, innerhalb des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet sind und der Stationärteil (ST) stationär ausserhalb dieses Kraftfahrzeugs (2) angeordnet ist.  Motor vehicle (2) is used, are arranged within the motor vehicle (2) and the stationary part (ST) stationary outside this motor vehicle (2) is arranged.
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