[发明专利]用于电感式能量传递的电路布置和方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于小电气装置例如电动牙刷或电动剃刮设备的电感式能量传递的电路布置和方法。

背景技术

由可再充电电池供电的小电气装置通常在外部充电器上充电。尤其普遍的是，具有电源并将能量从充电器以电感方式传递至装置的非接触型充电器。为此，通过具有线圈元件和电容器元件的振荡器在充电器内产生交变磁场，其中线圈元件同时形成电感式变送器的初级线圈，并且变送器的次级线圈被布置在被充电的装置内。为此，充电器通常被指定为初级侧而被充电的装置被指定为次级侧。振荡器借助变送器的磁场被能量输出阻尼，其结果是电源因此必须再供应电能。

新式充电器通常具有三种操作状态。第一状态为次级侧需要恒定的能量供应的运行模式，所述恒定的能量供应例如用于操作装置或者对安装在装置内的可再充电电池进行充电。

第二状态为装置不位于充电器内的简单的待机模式，因此根本不需要电能。第三状态是被称为延长待机模式的状态，其中装置位于充电器内但是仅仅偶尔需要电能，例如，由于可再充电电池被完全充电但是必须偶尔再充电以补偿自放电或装置自身的能量消耗。在最后提及的这种情况下，充电器应根据需要在简单的待机模式和运行模式之间来回切换。充电器(初级侧)的相应操作状态因此由小电气装置(次级侧)的能量需求来决定。

已知在次级侧直接检测所述次级侧的能量需求，将对应的信息传送至初级侧并据此来调整振荡器(意味着例如相应地调整在振荡器中运行的晶体管的基极-发射极电压)。由于需要使用将信息由次级侧传送至初级侧的装置，因此该解决方案十分复杂。作为另外一种选择，可通过测量振荡器的(初级侧)的能量消耗并因此调整振荡器来确定次级侧的能量需求。然而，由于变送器的初级侧和次级侧之间的耦合通常较弱，装置的能量消耗仅仅最低限度地影响充电器的能量消耗，因此该变型不适于调整多操作状态。

发明目的

本公开的目的是由于能量效率的缘故最小化处于待机模式的电路布置的能量消耗(参见欧盟指令205/32)，因此指定一种用于电感式能量传递的方法及电路布置，所述电路布置可根据次级侧的能量需求以简单的方式切换至具有减少的能量消耗的操作状态。

解决方案

该目的通过一种用于电感式能量传递的电路布置来实现，所述电路布置包括振荡器和具有给振荡器提供能量的复合输入电阻的电源，并且包括用于检测振荡器的电感负载并根据振荡器的负载来调整电源的复合输入电阻的装置。

电源优选地具有电容串联电阻器、整流器和负载电阻器，并且具有基本上由负载电阻器和电容串联电阻器决定的复合输入电阻。电容串联电阻和/或负载电阻根据振荡器的负载而改变，使得在振荡器负载较低的情况下，有可能降低电路的有源能量消耗(待机模式)。

为了调整复合输入电阻的电容部分，优选提供至少一个电容器和可控制的开关，所述开关的开关通道的连接方式使得至少一个电容器和开关的布置的有源电阻为可开关控制的。由电容器和电子开关构成的并联电路优选地与另一个电容器串联布置在电源的输入端处，或者由电容器和电子开关构成的串联电路与另一个电容器并联布置(电容串联电阻器)。在待机模式下，开关被开启以便与开关被闭合的运行模式相比，电源输入端处的有源电阻较高且电源的输出电压相应地被降低。在待机模式下，电路布置因此主要消耗无功功率。

为了调整复合输入电阻的欧姆部分，在电路布置的第一种变型中提供至少一个欧姆电阻器和一个可控制的开关，所述开关的开关通道的连接方式使得至少一个欧姆电阻器和开关的布置的有源电阻为可开关控制的。优选在电源的输出端处布置由欧姆电阻器和电子开关形成的串联电路。在待机模式下，开关被闭合以便与开关被开启的运行模式相比，电源的输出由较低电阻终止且电源的输出电压相应地被降低。电路布置的有源能量消耗因此也被降低。

在电路布置的第二种变型中，振荡器用作可开关控制的负载电阻器。振荡器具有有源元件(本身已知)，例如晶体管。其优选地包括基极接地电路中的科耳波兹振荡器或哈特利振荡器，其中晶体管的发射极电阻-因此还有电源的负载-可由振荡器来切换。