[发明专利]感应充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有用于能量传输的线圈和用于能量传输的控制器的用于给移动电器的蓄能器充电的感应充电装置。

本发明还涉及一种具有感应充电装置和移动电器的系统，以及一种借助于感应充电装置给移动电器的蓄能器充电的方法。

背景技术

除了其它方面，这些类型的能量传输系统用来在移动电器中给蓄能器和其它电能存储装置充电。移动电器可为例如所有类型的电动牙刷、电动剃刀、电动手持式工具、电动厨房用具、电动手持式真空吸尘器、移动医疗设备、移动电话或者移动测量仪器。

无线能量传输具体地讲可通过感应能量传输来实现。这样的话，充电装置中的电磁线圈和移动电器中的电磁线圈以磁力可逆的方式耦合。这会得到可分的变压器，该变压器具有在充电装置中的一个线圈和在移动电器中的一个线圈。通过感应充电装置中的线圈的交流电可从移动电器中的线圈获取作为动力。

对于这种类型的能量传输，当没有能量被传输到手持式装置时，充电装置也消耗一次能源。这对于用于节约能量的措施而言是不利的。

因此，开发了包括感应充电装置和移动电器的系统，利用该系统检测移动电器在感应充电装置处的存在。当移动电器不存在时，感应充电装置不再进行能量传输，因此使能量消耗最小化。

从现有技术已知用于检测移动电器的存在的各种装置和方法。例如，EP 0 357 829描述了一种检测移动电器的存在的系统，其中信号通过发光二极管从电器被传输到感应充电装置中的接收器二极管。如果所述系统在接收器二极管上检测到移动电器不存在，则感应充电装置停止充电活动并断开其电源。除了光学检测之外，还描述了用移动电器中的磁体或电磁体以及磁体和霍尔元件的组合来转换舌簧开关或微开关。

US 2004/0004460描述了一种系统，其中中央控制单元控制多个感应充电装置的充电活动。数据通过将光学信号从移动电器传输到感应充电装置而被转移到感应充电装置。此外，中央控制单元可通过无线连接与移动电器交换数据。

DE 197 41 279描述了一种系统，其中从感应充电装置到移动电器的能量传输是通过用于能量传输线圈的驱动电路中电气组件上的变化来监测。在相应组件上电压的某些阈值决定恢复或停止充电活动。

也已知将能量传输线圈集成在振荡电路中，该振荡电路在移动装置处于其充电位置时频率发生变化。可使用这种频率变化来检测所述存在。

GB 233 0 461描述了另一种系统，其中在感应充电装置中移动电器的存在通过发光元件和受光元件之间的光通信进行监测。

WO 03/054825描述了一种系统，其中充电活动由用于感应耦合线圈的驱动电路中的组件控制。DE 41 00 2 72中描述了一种类似的装置。WO 98/23020描述了另一种系统，其中用于能量传输的接通和断开装置通过钥匙/锁系统中钥匙的存在进行检测，其中所述钥匙或所述锁位于移动电器或感应充电装置中。也描述了数位钥的光传输。

许多光学存在检测系统具有的共同之处在于，移动电器不得不使用较大电流量来用信号指示其存在。因为只有有限量的电池电量可供移动电器使用或者充电装置被进一步影响，这是不利的。此外，光学设备对污染是敏感的。因此，可靠的信号发送并不总是能得到保证。

通过间歇能量传输检测移动电器的存在以及测量用于能量传输的驱动电路的特性的缺点是，这种方法也要求很多能量，因为能量被间歇地提供。

发明内容

因此，本发明的目的是与现有技术相比降低检测存在所需的能耗以及改善检测存在的可靠性。

根据本发明，该目的借助于用于给移动电器的蓄能器充电的感应充电装置来实现，感应充电装置具有用于能量传输的线圈和用于能量传输的控制器，其中所述控制器连接到具有可变电容的电容器，并且其中所述电容器被设计成使得其电容根据移动电器是否处于充电位置而变化。

使用电容测量技术来检测移动电器的存在实现了前述的目的，因为它用极少的能量来执行并能够进行可靠的检测。感应充电装置的电容器的电容受移动电器的影响，从而检测到它在充电位置的存在或不存在。

根据本专利申请，移动电器在充电位置的构型是指，在充电操作期间，感应充电装置的用于能量传输的线圈的电磁场也散布在移动电器侧上的线圈中，从而使来自感应充电装置的线圈(传输线圈)的能量可被传输到移动电器的线圈(接收线圈)。这意味着，在以下时候会存在本发明的处于充电位置的布置：当充电操作被停用时，移动电器被布置在感应充电装置的环境中，使得在感应充电装置的线圈和移动电器的线圈之间可进行电磁耦合。