[发明专利]用于无接触地对能量和数据信号进行传输的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无接触地传输能量的装置、一种用于传送数据信号的方法，以及一种用于向可动负载无接触地传输能量的设备。 

背景技术

WO 2004090918A1公开了一种与感应式的能量传输系统联合使用的通信系统，该能量传输系统在同一条电缆上传送通信信号并传输能量，其中，通信系统的频率大于电力系统的频率。利用电感元件和电容元件或者陶瓷滤波器分离这些信号，所述电感元件和电容元件或者陶瓷滤波器均匹配于较高的通信频率。 

US 20050087599A1公开了一种识别系统，其具有用于从RFID应答器读出数据的阅读器的双天线线圈，在该识别系统中，通过电流生成用于为应答器充电的磁场，所述电流通过两个基本相同且相位相反的天线线圈生成，这两个天线线圈设置在从应答器读取数据的区域附近。 

发明内容

本发明的目的在于，在用于无接触地传输能量的设备中简化数据通信。 

根据本发明，所述目的通过具有下述特征的用于无接触地传输能量的装置、用于传送数据信号的方法、以及用于向可动负载无接触地传输能量的设备来实现。 

本发明的用于无接触地传输能量的装置——所述装置包括拾波线圈/电动势感应线圈(Pickup-Spule)、发送单元、接收单元和负载——的重要特征是，所述拾波线圈与初级导线感应耦合，在所述拾波线圈上连接着供能回路和数据信号回路，所述供能回路包括所述负载，所述供能回路连同所述拾波线圈形成振荡回路，至少所述供能回路和/或所述数据信号回路包括频率滤波器，所述接收单元与所述数据信号回路耦合，所述发送单元关于所述接收单元的耦合部对称地这样连接在所述数据信号回路上，使得所述发送单元的信号在所述接收单元中消失。在这里优点在于，发送单元和接收单元一方面连接在同一个耦合单元、拾波线圈上，另一方面可在发送单元不影响接收单元的情况下同时工作。因而一方面可以紧凑地实现该装置，另一方面可以不使用用于发送至接收单元的信号和从发送单元发出的信号的分离电路。尤其例如可在总线仲裁时识别在发送过程中与其他用户数据的数据冲突。而且也不必为发送和接收而选择不同的频率范围。 

在一种有利实施形式中，所述拾波线圈与初级导线感应耦合，所述负载可由所述拾波线圈供能，其中，所述发送单元与所述接收单元感应耦合并与所述拾波线圈相连接。这里优点在于，提供了一种允许通过同一耦合单元无接触地传输能量和进行数据通信的可选方式。因而能以较小的结构尺寸和较少的材料消耗制造可动负载的提取单元(Abnehmerkopf)。尤其是，将用于输入耦合数据的单元和用于输出耦合能量信号(Leistungssignal)的单元集成为一个部件。 

在一种有利实施形式中，所述拾波线圈与初级导线感应耦合，所述负载由所述拾波线圈供能，其中，所述拾波线圈通过第一感应耦合部和第二感应耦合部与所述接收单元耦合，所述发送单元通过所述第一感应耦合部和所述第二感应耦合部与所述接收单元耦合，其中，所述拾波线圈的信号在这两个耦合部中相叠加而所述发送单元的信号在这两个耦合部中对消。因此提供了一种装置，利用该装置，所述接收单元由于物理原理而检测不到发送单元的信号。高成本的滤波器可被取消。 

在一种有利实施形式中，所述拾波线圈与初级导线感应耦合，所述负载由所述拾波线圈供能，其中，第一电感元件、第二电感元件、补偿单元和所述拾波线圈包括在一串连电路内，所述发送单元与在所述第一电感元 件和所述第二电感元件之间的连接部相连接，并与在所述补偿单元和所述拾波线圈之间的第二连接部相连接，接收装置连接在第三电感元件上，所述第三电感元件与所述第一电感元件和所述第二电感元件感应耦合，其中，所述第一电感元件和所述第二电感元件沿相同方向卷绕。 

在一种有利实施形式中，第一电感元件、第二电感元件、补偿单元和拾波线圈如此相互匹配，使得所述发送单元的信号在所述第一电感元件和所述第二电感元件中分别产生一个磁场，其中，所述两个磁场在所述第三电感元件中对消。在这里优点在于，提供了廉价的构造方式，借助于这种构造方式，发送信号在接收侧消失。 

在一种有利实施形式中，负载与第一、第二电感元件并联。在这里优点在于，对于第一、第二电感元件的平衡而言无需考虑负载。 

在一种有利实施形式中，补偿单元与拾波线圈构造成相同的。在这里优点在于，能够在较大的频率范围内实现发送单元信号在第三电感元件中的对消，因此模拟了拾波线圈的特别是由芯部引起的非线性频率曲线。