MÉTODO Y SISTEMA PARA TRANSMITIR INDUCTIVAMENTE ENERGÍA E INFORMACIÓN.

Un método de transmitir inductivamente energía e información entre un transmisor (1) de energía que comprende un inductor primario (2) y un receptor (13) de energía que comprende un inductor secundario,

en el que la energía es transmitida desde el transmisor (1) de energía al receptor (13) de energía aplicando una tensión alterna al inductor primario (2) para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario (2), induciendo por ello una corriente alterna secundaria en el inductor secundario (14), caracterizado porque la información es transmitida desde el transmisor (1) de energía al receptor (13) de energía solo en una primera sección dedicada del ciclo de la tensión alterna variando la amplitud de la tensión alterna; y la información es transmitida desde el receptor (13) de energía al transmisor (1) de energía solo en una segunda sección dedicada del ciclo variando la absorción de potencia del inductor secundario (14), no solapándose la segunda sección con la primera sección

Antecedentes del invento

El presente invento se refiere a un método de transmitir inductivamente energía e información entre un transmisor de energía que comprende un inductor primario y un receptor de energía que comprende un inductor secundario, en el que la energía es transmitida desde el transmisor de energía al receptor de energía por aplicación de una tensión alterna al inductor primario para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario, induciendo por ello una corriente alterna secundaria en el inductor secundario. El invento también se refiere a un transmisor de energía que comprende un inductor primario que puede ser acoplado inductivamente a un inductor secundario del receptor de energía para transmitir energía inductivamente al receptor de energía y recibir información desde el receptor de energía, comprendiendo el transmisor de energía medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario de modo que la corriente alterna primaria puede inducir una corriente alterna secundaria en el inductor secundario, en el que los medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario comprenden medios para aplicar una tensión positiva a través del inductor primario y medios para aplicar una tensión negativa a través del inductor primario. El invento se refiere además a un receptor de energía que comprende un inductor secundario que puede estar acoplado inductivamente a un inductor primario del transmisor de energía para recibir inductivamente energía e información desde el receptor de energía, comprendiendo el receptor de energía un rectificador para rectificar una corriente alterna secundaria inducida en el inductor secundario por el inductor primario. Finalmente, el invento se refiere a un sistema que comprende un transmisor de energía y un receptor de energía. Estado de la técnica

Por la patente Norteamericana US-5.701.12 se conoce un sistema que comprende un interrogador y un transductor entre los que puede transmitirse información y energía mediante circuitos osciladores acoplados. El campo magnético del interrogador puede ser captado por el transductor para proporcionar energía a un dispositivo eléctrico unido al transductor. Además, los datos y órdenes son transmitidos entre el interrogador y el transductor mediante modulación del campo de inducción. Para transmisión desde el interrogador al transductor, es decir en la dirección de transmisión de energía, se han sugerido modulación de amplitud, de fase, de frecuencia y de impulsos. Para transmisión en sentido contrario, “absorción de potencia” – se ha sugerido señalización, en la que la bobina receptora del transductor es desconectada temporalmente, cuya desconexión es detectada en la posición del interrogador mediante supervisión de la absorción de potencia de la bobina transmisora de energía.

La publicación de patente internacional WO 1994/001846 A1 describe un conector eléctrico que comprende un transformador para transmitir inductivamente energía eléctrica e información. El conector está preferiblemente integrado en una bisagra para la puerta de un automóvil. Mediante el conector, la energía eléctrica es transmitida desde el automóvil a la puerta para suministrar una carga en la puerta con energía eléctrica, y los datos son transmitidos bidireccionalmente. El lado primario del transformador es proporcionado por un circuito puente-H con una tensión de onda cuadrada. Para la transmisión de una señal de baja frecuencia en la dirección de transmisión de potencia para accionar los altavoces y la puerta, el impulso de la tensión de onda cuadrada está modulado en AF. Además, la información es transmitida en ambas direcciones modulando en AF la señal de onda cuadrada, comenzando con los bordes ascendentes.

Por la solicitud de patente Británica GB-2198014-A se conoce un sistema de transferencia de información para transmitir información entre una tarjeta electrónica y un lector de tarjetas mediante un acoplamiento inductivo. En el lector, para la transmisión a la tarjeta electrónica una frecuencia de referencia es modulada en fase o en frecuencia y a continuación transmitida a la tarjeta electrónica mediante el acoplamiento inductivo. En la tarjeta electrónica, la señal es desmodulada en fase o en frecuencia. Además, la tarjeta electrónica obtiene su alimentación de energía operativa por rectificación de la señal recibida. Para la transmisión desde la tarjeta electrónica al receptor, la carga de las tarjetas electrónicas es modulada y supervisada en el lado del lector por una resistencia de detección. Problema que ha de ser resuelto por el invento

Es un objetivo del presente invento proporcionar un método perfeccionado de transmitir inductivamente energía e información entre un transmisor de energía y un receptor de energía. Es además otro objetivo del presente invento proporcionar un transmisor de energía perfeccionado, un receptor de energía perfeccionado y un sistema perfeccionado para intercambiar información entre un transmisor de energía y un receptor de energía. Solución de acuerdo con el invento

Un método de transmitir inductivamente energía e información entre un transmisor de energía que comprende un inductor primario y un receptor de energía que comprende un inductor secundario, en el que la energía es transmitida desde el transmisor de energía hasta el receptor de energía aplicando una tensión alterna al inductor primario para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario, induciendo por ello una corriente alterna secundaria en el inductor secundario, y en el que la información es transmitida desde el transmisor de energía al receptor de energía esencialmente sólo en una sección primera dedicada del ciclo de la tensión alterna variando la amplitud de la tensión alterna; y la información es transmitida desde el receptor de energía al transmisor de energía esencialmente sólo en una segunda sección dedicada del ciclo variando la absorción de potencia del inductor secundario, no solapándose la segunda sección con la primera sección.

El término “alternancia” se refiere a las partes de una tensión alterna o una corriente alterna con el mismo signo. Las alternancias están delimitadas por los puntos cero de la tensión o corriente.

La tensión y las corrientes tienen así dos alternancias, una denominada arbitrariamente “positiva” y la otra denominada “negativa”. En lo sucesivo, los términos “positiva” y “negativa” son usados para identificar alternancias correspondientes de las tensiones y corrientes, es decir una alternancia “positiva” de la corriente secundaria es considerada una alternancia que ha sido inducida por una alternancia “positiva” de la corriente primaria, que ha sido inducida por una alternancia “positiva” de la tensión de alterna.

Es una ventaja del invento que se puede obtener la de que dedicar secciones del ciclo exclusivamente para la transmisión de información en una dirección particular, la transmisión de información en una dirección nunca puede coincidir con la transmisión de información en la otra dirección. Así, puede evitarse la interferencia de señales que se transmiten en un sentido con señales que se transmiten en sentido opuesto. Además, puede simplificarse la construcción del dispositivo.

El problema es además resuelto por un transmisor de energía que comprende un inductor primario que puede ser acoplado inductivamente a un inductor secundario del receptor de energía para transmitir inductivamente energía al receptor de energía y recibir información desde el receptor de energía, comprendiendo el transmisor de energía medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario de modo que la corriente alterna primaria puede inducir una corriente alterna secundaria en el inductor secundario, en el que los medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario comprenden medios para aplicar una tensión positiva a través del inductor primario y medios para aplicar una tensión negativa a través del inductor primario, y en el que los medios para aplicar una tensión negativa través del inductor primario son proporcionados con medios para detectar variaciones en la absorción de potencia del inductor secundario para captar información transmitida desde el receptor de energía al transmisor de energía.

El transmisor de energía de acuerdo...

1. Un método de transmitir inductivamente energía e información entre un transmisor (1) de energía que comprende un inductor primario (2) y un receptor (13) de energía que comprende un inductor secundario, en el que la energía es transmitida desde el transmisor (1) de energía al receptor (13) de energía aplicando una tensión alterna al inductor primario (2) para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario (2), induciendo por ello una corriente alterna secundaria en el inductor secundario (14), caracterizado porque la información es transmitida desde el transmisor (1) de energía al receptor (13) de energía solo en una primera sección dedicada del ciclo de la tensión alterna variando la amplitud de la tensión alterna; y la información es transmitida desde el receptor

(13) de energía al transmisor (1) de energía solo en una segunda sección dedicada del ciclo variando la absorción de potencia del inductor secundario (14), no solapándose la segunda sección con la primera sección.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque la tensión alterna tiene una forma de onda escalonada, comprendiendo la forma de onda una alternancia positiva de forma cuadrada y una alternancia negativa de forma cuadrada.

3. El método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la primera sección está situada en la alternancia positiva de la corriente alterna secundaria; y la segunda sección está situada en la alternancia negativa de la tensión alterna.

4. El método según la reivindicación 3, caracterizado porque la primera sección es la alternancia positiva completa de la tensión alterna.

5. El método según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque la segunda sección es la alternancia negativa completa de la corriente alterna secundaria.

6. El método según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque la primera sección para

transmisión de información desde el inductor primario (2) al inductor secundario (14) está situada al final de una alternancia de la tensión alterna aplicada al inductor primario (2).

7. El método según la reivindicación 6, caracterizado porque la primera sección es variada aplicando mientras dura la primera sección una tensión cero al inductor primario (2).

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 2, 3, 6 o 7, caracterizado porque la segunda sección para transmisión de información desde el inductor secundario

(14) al inductor primario (2) está situada al comienzo de una alternancia de la corriente alterna secundaria.

9. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque la segunda sección es variada desconectando el inductor secundario (14) de una carga mientras dura la segunda sección.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la primera sección para transmisión de información desde el inductor primario (2) al inductor secundario (14) está situada al final de la alternancia positiva de la tensión alterna y la segunda sección para transmisión desde el inductor secundario (14) al inductor primario (2) está situada al comienzo de la alternancia negativa de la corriente alterna secundaria.

11. Un transmisor (1) de energía que comprende un inductor primario (2) que puede ser acoplado inductivamente a un inductor secundario (14) del receptor de energía (13) para transmitir inductivamente energía al receptor de energía (13) y recibir información desde el receptor de energía (13), comprendiendo el transmisor (1) de energía medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario (2) para generar una corriente alterna primaria en el inductor primario (2) de modo que la corriente alterna primaria pueda inducir una corriente alterna secundaria en el inductor secundario (14), caracterizado porque los medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario (2) comprenden medios para aplicar una tensión positiva a través del in

ductor primario (2) y medios para aplicar una tensión negativa a través del inductor primario (2), en el que los medios para aplicar una tensión negativa través del inductor primario (2) están provistos con medios para detectar variaciones en la absorción de potencia del inductor secundario (14).

12. El transmisor (1) de energía según la reivindicación 11, caracterizado porque medios para aplicar una tensión alterna al inductor primario (2) comprenden un circuito de puente H con dos interruptores para aplicar una tensión positiva a través del inductor primario (2) y otros dos interruptores para aplicar una tensión negativa a través del inductor primario (2).

13. Un receptor de energía (13) que comprende un inductor secundario (14) que puede ser acoplado inductivamente a un inductor primario (2) del transmisor (1) de energía para recibir inductivamente energía e información desde el transmisor (1) de energía, comprendiendo el receptor (13) de energía un rectificador para rectificar una corriente alterna secundaria inducida en el inductor secundario (14) por el inductor primario (2), caracterizado porque el circuito del rectificador que pasa la alternancia positiva de la corriente alterna secundaria está provisto con medios para detectar variaciones en la corriente alterna secundaria.

14. El receptor de energía (13) según la reivindicación 13, caracterizado porque el circuito del rectificador que pasa la alternancia positiva de la corriente alterna secundaria está provisto con medios (20) para variar la corriente a través del inductor secundario (14) durante la alternancia negativa de la corriente alterna secundaria.

15. Un sistema que comprende al menos un transmisor

(1) de energía según la reivindicación 11 o la reivindicación 12 y al menos un receptor de energía (13) según la reivindicación 13 o la reivindicación 14.

16. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque los inductores primario y secundario (2, 14) están acoplados por medio de un núcleo metálico, que puede

- 21 proporcionar un bucle magnético cerrado.