用于机动车中的便携式设备的充电装置制造方法
【专利摘要】本发明描述特别是机动车的便携式设备（20）用的充电装置（10）。根据本发明的充电装置（10）包括用于给所述便携式设备（20）以感应方式传输能量的可借助操控装置（11）控制的振荡回路（12），其中设计所述操控装置（11），使得根据所述充电装置（10）的运行状态产生振荡回路（12）的激励的曲线形状。
【专利说明】用于机动车中的便携式设备的充电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种充电装置和一种用于运行便携式设备用的充电装置的方法。该充电装置包括用于向便携式设备以感应方式传输能量的可借助操控装置控制的振荡回路。特别是，本发明涉及一种充电装置，该充电装置被设置在机动车中用于对便携式设备充电。
【背景技术】
[0002]例如从电牙刷中已知用于以感应方式传输能量的充电装置。今后，便携式设备、诸如移动无线电话、MP3播放器和诸如此类也应该借助感应式交变场来充电。这种便携式设备拥有电子设备，该电子设备能够决定是否应该进行能量存储器的充电。为了充电装置可以识别被布置在充电装置的空间附近的便携式设备到底是否必须被充电，该感应式交变场被接通短的时间，直至被引入到充电装置的作用范围内的便携式设备通过与该充电装置通信而确认被充电的意图和存在为止。该过程被称为“轮询”(Polling)。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是说明一种充电装置和一种用于运行充电装置的方法，该充电装置在结构上和/或功能上被改进。
[0004]本发明实现一种用于特别是机动车的便携式设备的充电装置，该充电装置包括用于给该便携式设备以感应方式传输能量的可借助操控装置控制的振荡回路。在此设计该操控装置，使得根据该充电装置的运行状态产生振荡回路的激励的曲线形状。
[0005]本发明此外实现一种用于运行特别是机动车的便携式设备用的充电装置的方法，其中该充电装置包括用于给该便携式设备以感应方式传输能量的可借助操控装置控制的振荡回路。在此根据运行状态通过操控装置来产生振荡回路的激励的曲线形状。
[0006]本发明基于以下想法，即特别是当在机动车中设置充电装置时用于激励振荡回路的所使用的曲线形状可能在机动车的其它组件中产生干扰。这样的干扰例如可能能够在便携式设备的充电期间在机动车的收音机中被听到。目前为了产生感应式交变场选择振荡回路的矩形激励，因为为此所需的操控装置是成本低的，因为驱动器必须施加比实际上在振荡回路的在充电装置侧所设置的线圈处实际上等待处理(anstehen)的更小的电压或电流。此外，由于矩形激励而形成比在理想的正弦操控情况下少得非常多的损耗。然而，矩形激励在另外的组件、诸如已经被提及的收音机中引起干扰。为了避免或最小化由于曲线形状所引起的干扰，建议根据充电装置的运行状态产生振荡回路的激励的曲线形状。
[0007]一般地，充电装置的运行状态在此可以取决于机动车的运行状态、诸如收音机开/关(an/aus)、点火装置开/关,或通过机动车的运行状态来确定。
[0008]适宜地，振荡回路的激励的曲线形状在第一和第二运行状态中关于在该操控装置中积累的损耗功率是不同的。由此可能的是，对于每个运行状态使用优化的曲线形状。由此可以在在机动车中使用充电装置的情况下将上面所描述的干扰保持得尽可能小，因为干扰的效应与曲线形状并且因此直接与损耗功率相关。
[0009]在第一运行状态中作为曲线形状为振荡回路的激励设置矩形振荡(或近似矩形的振荡)。由此操控装置可以如所描述的那样施加比实际上在充电装置的振荡回路的线圈处必须可供使用的更小的电压和电流。此外，由于矩形操控而仅仅形成小的损耗。
[0010]特别是规定，第一运行状态包括对便携式设备的能量存储器充电，在所述充电时能量存储器的能量含量被提高。这被称为快速充电。同样，第一运行状态包括对便携式设备的能量存储器充电，而车辆的点火装置被关断。特别是在最后的运行状态下重要的是，可以以尽可能少的损耗执行便携式设备的充电。因为在点火装置被关断的情况下通常另外的可通过充电干扰的组件不运行，所以由于装置的操控原则上可能的干扰也不再是有关的。
[0011]在另外的构型中，在第二运行状态中作为曲线形状为振荡回路的激励设置与矩形振荡不同的振荡。特别是在此情况下使用正弦振荡。同样可以使用每个在正弦振荡和矩形振荡之间可能的形状、诸如梯形振荡。
[0012]第二运行状态例如包括对便携式设备的能量存储器充电，在所述充电时从该能量存储器所提取的能量被获得。该运行状态被称为微流充电(Erhaltungsladen)。因为在该运行状态中仅仅少的能量量必须被传输给便携式设备，所以在该运行状态中毫无问题地可以选择曲线形状，该曲线形状与在运行操控装置时较高的损耗相关联。
[0013]第二运行状态此外包括利用充电脉冲充电以及具有在两个充电阶段之间的暂停的充电。在这两个运行状态中也仅实施少的能量，使得可以使用有损耗的曲线形状。
[0014]第二运行状态同样可以包括对便携式设备的能量存储器充电，在该充电时只要充电装置、特别是可控的振荡回路的操控装置还没有达到其损耗功率极限，能量存储器的能量含量就被提高。由此便携式设备的能量存储器的快速充电能够以这样的曲线形状实现，该曲线形状尽管相比于矩形振荡具有较高的损耗，但是为此具有对其它组件的较小的干扰。只有当损耗功率极限被达到或被超过时，才进行到矩形振荡的变换。
[0015]可以设计操控装置，使得当操控装置的损耗功率极限被达到时，进行从第二到第一运行状态的自动切换。由此确保，操控装置(与恰好所选择的曲线形状无关地)不由于该运行而热过载和遭受损坏。
[0016]此外可以设计操控装置，使得当便携式设备的能量存储器达到了预先给定的充电状态时，进行从第一到第二运行状态的自动切换。为此便携式设备可以为充电装置监控充电状态。特别是当能量存储器是满的时被监控，以便于是选择关于潜在的干扰效应最优的曲线形状。由此充电装置被运行为，使得该充电装置尽管以提高的损耗、然而以较小的干扰潜能(StSrpotential)被运行。
[0017]此外可以设计操控装置，使得在第二运行状态中激励的振幅相对于第一运行状态的激励的振幅被减小。由此可以以较小的功率来运行充电装置。
[0018]同样，可以替代地或附加地设计操控装置，使得在第二运行状态中用于询问便携式设备在充电装置附近的存在和/或便携式设备的能量存储器的状态的时间间隔相比于第一运行状态被提高。由此该充电装置相对于常规的充电装置不那么频繁地被运行，由此潜在的干扰影响可以被最小化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面进一步借助附图中的实施例更详细地阐述本发明。
[0020]唯一的图以示意图示出根据本发明的用于对便携式设备以感应方式充电的充电
>J-U ρ?α装直。
【具体实施方式】
[0021]特别是机动车的组成部分的根据本发明的充电装置用附图标记10来标出。该充电装置包括用于控制振荡回路12的操控装置11。该操控装置包括例如两个具有各两个相互串联的、可控的(半导体)开关元件的半桥。这样的操控装置的结构对于专业人员原则上是已知的。该振荡回路12以同样对于专业人员已知的方式包括由电感和电容器以及可选的其它组件组成的串联电路。可能其它存在的组件未被示出。
[0022]便携式设备20、例如移动无线电话、音频/视频播放设备(MP3播放器和诸如此类)、便携式计算机等等包括天线21、分析和充电电路22和能量存储器23。对于本发明不重要的其它组件未被示出。借助天线21，振荡回路12的能量可以以感应方式被接收并且通过分析和充电电路22被用于对能量存储器23充电。充电装置10和要充电的便携式设备20的在此情况下所需的技术上的结构由现有技术原则上是已知的，因此在该处不进一步对此进行探讨。
[0023]为了通过操控装置11产生感应式交变场以用于对便携式设备的能量存储器23快速充电的目的，优选地选择振荡回路12的矩形激励。由此可以通过操控装置(根据配置)施加比实际上在充电装置的振荡回路12的线圈上所必须施加的更小的电压或更小的电流。此外，由于振荡回路12的矩形激励相比于理想的正弦形状在操控装置中形成少的损耗。
[0024]因为通过矩形振荡作为曲线形状在与充电装置分享相同的供电电路和/或布置在空间附近的组件处可能出现干扰，所以根据本发明振荡回路12的激励的曲线形状应该根据充电装置10的运行状态被产生。所描述的问题特别是在在机动车中使用充电装置的情况下出现，其中干扰可能耦合输入到另外的组件中，使得使这些干扰例如在机动车的音频设施中为可察觉的。
[0025]如所阐述的，为了对便携式设备快速充电使用振荡回路的矩形的或至少近似矩形的激励。替代地，为了快速充电也可设想借助脉冲宽度调制和紧接着的低通滤波(Tiefpass)的操控，以便将操控装置中的损耗功率保持得尽可能小。
[0026]然而，只要充电装置、特别是操控装置的组件还未在其功率损耗极限处被运行或在仅以较长的间隔短时间地被充电期间，例如为了获得在充电装置和便携式设备之间的通信或为了识别是否金属的对象在充电装置附近被移动，选择具有较高损耗、但是较小干扰潜能的替代的操控。该替代的操控特别是在于选择另外的曲线形状，该另外的曲线形状不同于矩形振荡。优选地选择理想的正弦形状作为曲线形状，因为由此干扰是最小的。适宜地，于是通过操控装置所产生的正弦振荡具有高斯形的上升和下降斜面(An-undAusklingrampen)ο附加地或替代地,可以选择具有相比于常规充电的振幅更小振幅的曲线形状。
[0027]通过放弃矩形的操控可以在不需要快速充电的运行状态中避免干扰。
[0028]同样可能的是，运行操控装置，使得能量存储器的充电为了提高能量含量也利用关于干扰优化的曲线形状来进行直至达到操控装置的组件的损耗功率界限并且然后进行到矩形操控的自动化切换，以便限制在操控装置的组件中积累的损耗。由此也可以减少时间段，在所述时间段中干扰来自充电装置。
[0029]与此相应地，如果便携式设备在车辆的点火装置被关断期间应该被充电，那么利用矩形振荡来运行充电装置是有利的。在该运行状态下适宜的是，以最小的损耗运行在充电装置中激活的组件。
[0030]根据本发明的方式具有以下优点，即根据充电装置的运行状态可以产生充电装置的振荡回路的激励的合适的曲线形状，以便将来自充电装置的干扰保持得尽可能小。
【权利要求】
1.用于特别是机动车的便携式设备(20)的充电装置(10)，包括用于给所述便携式设备(20)以感应方式传输能量的可借助操控装置(11)控制的振荡回路(12)，其中设计所述操控装置(11)，使得根据所述充电装置(10)的运行状态产生振荡回路(12)的激励的曲线形状。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述振荡回路(12)的激励的曲线形状在第一和第二运行状态中关于在所述操控装置(11)中积累的损耗功率是不同的。
3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其中在第一运行状态中作为曲线形状为振荡回路(12)的激励设置矩形振荡。
4.根据权利要求3所述的充电装置，其中第一运行状态 一包括对便携式设备(20)的能量存储器(23)充电，其中能量存储器(23)的能量含量被提闻；和/或 一包括对便携式设备(20)的能量存储器(23)充电，而车辆的点火装置被关断。
5.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其中在第二运行状态中作为曲线形状为振荡回路(12)的激励设置与矩形振荡不同的振荡、特别是正弦振荡或梯形振荡。
6.根据权利要求5所述的充电装置，其中第二运行状态 一包括对便携式设备(20)的能量存储器(23)充电，其中从所述能量存储器(23)中提取的能量被获得；和/或 一包括利用充电脉冲充电；和/或 一包括具有两个充电阶段之间的暂停的充电；和/或 一对便携式设备的能量存储器(23)充电，其中只要所述操控装置(11)的损耗功率界限还未达到，就提高能量存储器(23)的能量含量。
7.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其中设计所述操控装置(11)，使得当达到操控装置(11)的损耗功率界限时，进行从第二到第一运行状态的自动切换。
8.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其中设计所述操控装置(11)，使得当便携式设备(20)的能量存储器(23)达到了预先给定的充电状态时，进行从第一到第二运行状态的自动切换。
9.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其中设计所述操控装置(11)，使得在所述第二运行状态中激励的振幅相对于第一运行状态的激励的振幅被减小。
10.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其中设计所述操控装置(11)，使得在所述第二运行状态中用于询问便携式设备(20 )在充电装置(10 )附近的存在和/或便携式设备(20)的能量存储器(23)的状态的时间间隔相比于第一运行状态被提高。
11.用于运行特别是机动车的便携式设备(20)的充电装置(10)的方法，其中所述充电装置(10 )包括用于给所述便携式设备(20 )以感应方式传输能量的可借助操控装置(11)控制的振荡回路(12)，其中根据运行状态通过所述操控装置(11)产生振荡回路(12)的激励的曲线形状。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述振荡回路(12)的激励的曲线形状在第一和第二运行状态中关于在所述操控装置(11)中积累的损耗功率是不同的。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在第一运行状态中作为曲线形状为振荡回路(12)的激励使用矩形振荡。
14.根据权利要求11至13之一所述的方法，其中在第二运行状态中作为曲线形状为振荡回路(12)的激励使用与矩形振荡不同的振荡、特别是正弦振荡或梯形振荡。
15.根据权利要求11至14之一所述的方法，其中当达到操控装置(11)的损耗功率界限时，进行从第二到第一运行状态的自动切换。
16.根据权利要求11至15之一所述的方法，其中当便携式设备(20)的能量存储器(23)达到了预先给定的充电状态时，进行从第一到第二运行状态的自动切换。
17.根据权利要求11至16之一所述的方法，其中在所述第二运行状态中激励的振幅相对于第一运行状态的激励的振幅被减小。
18.根据权利要求11至17之一所述的方法，其中在所述第二运行状态中用于询问便携式设备(20)在充电装置(10)附近的存在和/或便携式设备(20)的能量存储器(23)的状态的时间间隔相比于第一运行状态被提高。
【文档编号】H02J5/00GK104272553SQ201380024037
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2012年5月8日
【发明者】H.弗罗伊茨海姆 申请人:大陆汽车有限公司