DE4023412A1 - Verfahren zum kontaktlosen, induktiven uebertragen von elektrischen energien und/oder signalen sowie kontaktloser, induktiver uebertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontaktlosen, induk­ tiven Übertragen sowohl elektrischer Versorgungsenergien von einer Primäreinheit zu einer Sekundäreinheit als auch von Sig­ nalen von der Sekundäreinheit zur Primäreinheit mittels eines einen primärseitigen und einen sekundärseitigen Schwingkreis aufweisenden Bandfilters. Die Erfindung betrifft weiterhin einen kontaktlosen, induktiven Übertrager zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-C-30 29 543 ist ein kontaktloser, induktiver Über­ trager bekannt, der die gegensinnige Übertragung von Energien und Signalen ermöglicht. Über ein erstes 2-kreisiges Bandfil­ ter wird die elektrische Versorgungsenergie und über ein zwei­ tes 2-kreisiges Bandfilter werden Signale in Gegenrichtung übertragen. Das besondere Merkmal dieser Anordnung besteht da­ rin, daß die Bandfilter kritisch oder überkritisch gekoppelt sind. Dadurch ist es nicht mehr nötig, die Primär- oder Sekun­ däreinheit in ihren Lagen zueinander konstant zu halten, so daß die Herstellungstoleranzen bei gleichartigen Übertragern relativ groß sein können bzw. eine Lageänderung in Kauf genom­ men werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Spannung am Sekundärkreis auch dann im wesentlichen konstant bleibt, wenn die Abstände der Primär- und Sekundärspulen in einem bestimmten Maße variieren. Obgleich sich diese Schal­ tungsanordnung gut bewährt hat, weist sie dennoch den Nachteil auf, daß jeweils ein Bandfilter sowohl für die Energieüber­ tragung als auch für die Signalübertragung erforderlich ist, was zu einem erhöhten schaltungstechnischen Aufwand führt und insbesondere in bestimmten Anwendungsfällen hinsichtlich des Raumbedarfs anspruchsvoll ist.

Aus der EP-A-3 16 872 ist eine Alarmgeberanordnung mit einem kontaktlosen, induktiven Übertrager bekannt, bei dem die Über­ tragung sowohl der elektrischen Versorgungsenergie in die eine Richtung als auch der Signale in die andere Richtung über ein einziges Bandfilter erfolgt. Dazu wird das Bandfilter in sei­ ner Funktion von der Versorgungsenergie-Übertragung auf die Signalübertragung und umgekehrt periodisch umgeschaltet. Neben einem immer noch relativ hohen schaltungstechnischen Aufwand durch die Notwendigkeit der Verwendung elektronischer Schalter weist diese Schaltungsanordnung den Nachteil auf, daß während der Zeit, in der auf die Signalübertragung umgeschaltet ist, die Energieübertragung von der Primär- auf die Sekundärseite des Filters unterbrochen wird, so daß keine stetige, kontinu­ ierliche Energieübertragung möglich ist.

In der nicht vorveröffentlichten DE-A-40 11 941 derselben Anmelderin ist ein Verfahren zur kontaktlosen, induktiven Übertragung sowie ein kontaktloser, induktiver Übertrager zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen worden, bei dem der sekundärseitige Schwingkreis periodisch kurzgeschlossen wird. Dadurch ist eine kontinuierliche, ununterbrochene Energieüber­ tragung auch während der Signalübertragung, und umgekehrt, mit geringem schaltungstechnischen Aufwand möglich. Bei diesem Verfahren bzw. Übertrager, das bzw. der vorzugsweise im Zusam­ menhang mit einer Alarmgeberanordnung verwendet wird, wird die von der Sekundäreinheit aufgenommene Energie auf den Alarmsen­ sor, beispielsweise einen Glasbruchmelder, und auf den Schal­ tungsteil der Sekundäreinheit aufgeteilt, der zur Rückübertra­ gung von Signalen von der Sekundäreinheit zur Primäreinheit vorgesehen ist. Die dem sekundären Schwingkreis nachge­ schaltete Diode ist die erste Gleichrichterstufe, aus welcher die Sekundäreinheit und der Sensor versorgt werden. Die an dieser Diode verbrauchte Leistung geht bei der Energieüber­ tragung verloren. Der Sensor benötigt dabei - wie auch herkömmliche, bekannte Anordnungen dieser Art - eine Mindest- Versorgungsspannung von ca. 4 Volt auf Grund seiner eigenen Gleichrichterstufe, einer gegebenenfalls vorgesehenen Leucht­ diode und einem Thyristor zum Ein- und Ausschalten der Leucht­ diode sowie eines Strombegrenzungswiderstands. Dies bedeutet, daß nur ein geringer Bruchteil der von der Primäreinheit aufgenommenen Leistung genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum kontaktlosen, induktiven Übertragen von elektrischen Energien und/oder Signalen anzu­ geben bzw. zu schaffen, bei dem bzw. bei der die auf die Se­ kundäreinheit übertragene Leistung optimal genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der sekundärseitige Schwingkreis des Bandfilters über eine Diode, die periodisch in den leitenden bzw. nichtleitenden Zustand gebracht wird, periodisch kurzgeschlossen wird.

Mit anderen Worten, dem sekundärseitigen Schwingkreis wird eine Diode periodisch parallel gelegt. Dadurch ist die be­ nötigte Spannung in der Sekundäreinheit und damit der Leistungsverlust wesentlich geringer, als dies bei her­ kömmlichen Verfahren und Schaltungsanordnungen der Fall ist. Die Diode wird in diesem Falle selbst als Gleichrichter genutzt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das periodische Kurz­ schließen des sekundärseitigen Schwingkreises im Nieder­ frequenzbereich liegt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung wird der über das Bandfilter auf die Sekundäreinheit übertragene Hochfrequenzstrom des sekundärseitigen Schwing­ kreises während einer Niederfrequenz-Halbperiode, während der die Diode nicht leitet, zur Stromversorgung der sekundär­ seitigen Schaltungsanordnung verwendet. Während der Nieder­ frequenz-Halbperiode, während der die Diode nicht leitet, also über die Diode kein Strom fließt, steigt die Leerlaufspannung auf relative hohe Werte (5 bis 15 Volt) an. Dadurch wird auf einfache Weise eine ausreichend hohe Versorgungsspannung und eine ausreichende Versorgungsleistung für die Strom- bzw. Spannungsversorgung der Schaltungsanordnung des Sekundärteils erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Hochfrequenzstrom des sekundärseitigen Schwingkreises während der Halbperiode, während der die Diode nicht leitet, gleichge­ richtet und gepuffert. Auf diese Weise ergibt sich eine im we­ sentlichen kontinuierliche Leistungsversorgung der Schaltungs­ anordnungen der Sekundäreinheit mit einem ausreichend hohen Spannungspegel von über 2 Volt, der auf Grund der Pufferung etwa in einem entsprechend dimensionierten Kondensator auch während der Halbperiode vorliegt, während der die Diode lei­ tet.

Vorzugsweise ist die Diode eine lichtemittierende Diode. Auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahme, die Diode dem sekundären Schwingkreis periodisch parallel zu legen, fließt ein maxima­ ler Strom, da die lichtemittierende Diode selbst als Gleich­ richter fungiert und keine weitere Spannungsabfälle verursa­ chende Bauelemente zwischen der lichtemittierenden Diode und der treibenden Spannungsquelle, also dem sekundären Schwing­ kreis liegen. Dies bedeutet, daß die lichtemittierende Diode gegenüber herkömmlichen Anordnungen erheblich heller leuchtet. Zwar bricht die Spannung in der Halbperiode, während der die lichtemittierende Diode leitet und leuchtet, auf 1,8 Volt zusammen, d. h. sie fällt unter die für das Betreiben der in der Sekundäreinheit vorgesehenen Schaltungsanordnungen erfor­ derliche Spannung von ca. 2 Volt ab. Da jedoch die Halb­ periode, während der die lichtemittierende Diode nicht leitet und nicht leuchtet, für die Erzeugung einer ausreichend hohen Versorgungsspannung ausgenützt wird, wie dies bereits erläutert wurde, hat das kurzzeitige Zusammenbrechen der Spannung auf Werte unter die erforderliche Versorgungsspannung für die Funktion der Schaltungsanordnung keine Nachteile.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung erfolgt das periodische Kurzschließen des sekundär­ seitigen Schwingkreises in Abhängigkeit von unterschiedlichen in der Sekundäreinheit auftretenden Signalzuständen mit unter­ schiedlichen Frequenzen und/oder Tastverhältnissen. Dies be­ deutet, daß die auf die Primäreinheit zurückzuübertragenden Signale in Abhängigkeit ihrer unterschiedlichen Signalzustände durch unterschiedliche Frequenzen und/oder Tastverhältnisse, und damit die zu übertragende Nachricht codiert werden können bzw. kann.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Auswertung der Signalzu­ stände der Sekundäreinheit - und damit die zu übertragende Nachricht - durch die Ermittlung der unterschiedlichen Fre­ quenzen und/oder Tastverhältnisse in der Primäreinheit er­ folgt. Die unterschiedlichen Frequenzen bzw. die unterschied­ lichen Tastverhältnisse sind nämlich durch einen unterschied­ lichen Stromverbrauch auf der Primärseite erkennbar. Um Wie­ derholungen zu vermeiden, wird auf die Ausführungen in der DE-A-40 11 941 hinsichtlich der Signalauswertung in der Primäreinheit Bezug genommen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch bei einem Übertrager zum kontaktlosen, induktiven Übertragen sowohl elektrischer Versorgungsenergien von einer Primäreinheit zu einer Sekundäreinheit als auch von Signalen von der Sekundär­ einheit zur Primäreinheit mittels eines einen primärseitigen und einen sekundärseitigen Schwingkreis aufweisenden Bandfil­ ters durch eine erste Diode und eine erste Oszillatorschaltung mit einer ersten Oszillatorfrequenz gelöst, wobei die erste Ozillatorschaltung die erste Diode dem sekundärseitigen Schwingkreis periodisch parallel legt. Die Diode wird dabei im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungsanordnungen nicht über einen separaten Transistor, sondern erfindungsgemäß von einem Oszillator angesteuert, wobei die Diode selbst als Gleich­ richter dient. Wie bereits beschrieben, wird mit diesem erfindungsgemäßen Merkmal eine wesentlich geringere Spannung benötigt.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich wenigstens eine weitere Diode und wenigstens ein weiterer Oszillator mit einer unterschiedlichen Oszillator­ frequenz, etwa eine zweite Diode und ein zweiter Oszillator mit einer zweiten Oszillatorfrequenz vorgesehen, der die wei­ tere bzw. zweite Diode dem sekundärseitigen Schwingkreis pe­ riodisch parallel legt. Auf diese Weise ergeben sich je nachdem, welcher der vorgesehenen Oszillatoren in den Arbeits- Zustand gebracht wird, unterschiedliche Frequenzen bzw. Tast­ verhältnisse, mit denen der sekundärseitige Schwingkreis kurz­ geschlossen wird, so daß auch unterschiedliche Nachrichten übertragen und in der Primäreinheit ausgewertet werden können. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im Zusammenhang mit einer Alarmanordnung kann dadurch sowohl der Alarm- als auch der Nichtalarm-Zustand übertragen und er­ kannt werden. Im Zusammenhang mit einer Glasbruchmelderanord­ nung an Fenstern oder Türen ist es dadurch möglich, mit einer einfachen Schaltungsanordnung den Nichtalarm-Zustand, den Alarm-Zustand und im Falle, daß keine Modulation auftritt, auch zu erkennen, ob das Fenster oder die Tür offen ist oder eine Sabotage vorliegt bzw. die Alarmanordnung defekt ist. Al­ ternativ ist es auch möglich, nur eine Diode vorzusehen und die Diode mittels eines Oszillators dem sekundärseitigen Schwingkreis periodisch parallel zu legen, wobei die Oszilla­ torfrequenz entsprechend dem vorliegenden und zu übertragenden Signalzustand unterschiedlich gewählt ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Diode über eine Gegentakt-Ausgangsstufe des Oszillators dem sekundärseitigen Schwingkreis periodisch parallel gelegt wird. Die Gegentakt- Ausgangsstufe der Oszillatorschaltung schaltet dann entspre­ chend seiner Ansteuerung unmittelbar durch, was bedeutet, daß nur ein sehr geringer Spannungsabfall von 10 bis 20 mV auf­ tritt, und die minimale Betriebsspannung niedrig gehalten werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Oszillatorfrequenz dem Alarmzustand und die zweite Oszillatorfrequenz dem Nichtalarm-Zustand einer Alarmgeberan­ ordnung zugeordnet. Auf diese Weise ist ein klarer Unterschied zwischen den Signal- bzw. Alarmzuständen gegeben und in der Primäreinheit auf Grund der unterschiedlichen Frequenz der Leistungsaufnahmeänderung erkennbar.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der wenigstens eine Diode eine lichtemittierende Diode ist. Auf diese Weise ist am sekundärseitigen Teil einer Alarm­ anordnung auf einfache Weise eine visuelle Anzeige über dem Alarm- oder Nichtalarm-Zustand, oder auch darüber möglich, ob eine Alarmanlage zuverlässig arbeitet.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Oszillatorfrequenzen im Frequenzauflösungsbereich des mensch­ lichen Auges, also unterhalb von ca. 20 Hertz liegt. Da das menschliche Auge ein diskontinuierliches Leuchten einer Licht­ quelle auch bei relativ geringer Lichtemission besser erkennt, ist es möglich, die lichtemittierende Diode mit einer kleinen Leistungsaufnahme zu betreiben.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die einzige Schaltung am Beispiel einer Glasbruchmelderanordnung erläu­ tert.

Eine Sendeoszillator- und Auswerteschaltung 1 ist mit einem primärseitigen Schwingkreis 2 eines Bandfilters 3 verbunden. Der primärseitige Schwingkreis 2 besteht aus einer primärsei­ tigen Spule 4 des Bandfilters 3 und einem ihr parallel ge­ schalteten primärseitigen Schwingkreiskondensator 5. Ein se­ kundärseitiger Schwingkreis 6 besteht aus einer sekundärsei­ tigen Spule 7 des Bandfilters 3 und einem sekundärseitigen Schwingkreiskondensator 8, wobei die sekundärseitige Spule 7 des Bandfilters 3 mit der primärseitigen Spule 4 induktiv ge­ koppelt ist.

Die Sendeoszillator- und Auswerteschaltung 1 sowie die Schwingkreise 2 und 6 und deren induktive Kopplung über das Bandfilter 3 sind in ihren Funktionen und Ausführungsformen in der DE-A-40 11 941 ausführlich beschrieben, so daß - um Wiederholungen zu vermeiden - auf sie Bezug genommen wird.

Die Anode einer Gleichrichterdiode 9 ist mit einem Ver­ bindungspunkt der sekundärseitigen Spule 7 und dem sekundären Schwingkreiskondensator 8 verbunden, während ihre Kathode mit einem Anschluß eines Sieb- und Pufferkondensators 10, einem Resetgenerator 11, einer Alarmspeicherschaltung 12, der Gegen­ takt-Ausgangsstufe eines ersten Oszillators 13 und der Gegen­ takt-Ausgangsstufe eines zweiten Oszillators 14 verbunden ist. Der Sieb- und Pufferkondensator 10, der Resetgenerator 11, der Alarmspeicher 12, der andere Anschluß der Gegentakt-Ausgangs­ stufe des ersten Oszillators 13 sowie der andere Anschluß der Gegentakt-Ausgangsstufe des zweiten Oszillators 14 sind mit dem anderen, als Masse definierten Anschluß des sekundär­ seitigen Schwingkreises 6 verbunden.

Der invertierende Ausgang des Resetgenerators 11 steht mit dem Alarmspeicher 12 in Verbindung. Ein Ausgang des Alarmspeichers 12 ist mit dem Steuereingang des ersten Oszillators 13 verbunden. Ein weiterer Ausgang des Alarmspeichers 12 steht mit dem Steuereingang des zweiten Oszillators 14 in Verbindung.

Der eine Anschluß des sekundärseitigen Schwingkreises 6, mit dem die Anode des Gleichrichters 9 verbunden ist, ist mit den jeweiligen Anoden von Dioden 17 und 18 verbunden, wobei die Kathode der Diode 17 am Ausgang der Gegentakt-Ausgangsstufe des ersten Oszillators 13 und die Kathode der Diode 18 mit dem Ausgang der Gegentakt-Ausgangsstufe des zweiten Oszillators 14 verbunden ist.

Der Steuereingang des Alarmspeichers 12 liegt über einen Tran­ sistor 20 an Masse. Dieser wird von einer Sensorschaltung 21, die beispielsweise einen Glasbruchmelder enthalten kann, ange­ steuert.

Die schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaltungsanordnung, wie sie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel einer Alarmanordnung beschrieben wird, arbeitet folgendermaßen:

Beim Einschalten der Alarmgeberanordnung stellt der Resetge­ nerator 11, der in an sich bekannter Weise aufgebaut ist und in Form eines integrierten Schaltkreises vorliegt, ein inver­ tiertes Reset-Ausgangssignal bereit, welches der Alarmspei­ cherschaltung 12 zugeleitet wird und diese in definierter Wei­ se in einen dem Nichtalarm entsprechenden Speicherzustand bringt.

Die von der Primäreinheit über das Bandfilter 3 auf den sekun­ därseitigen Schwingkreis 6 übertragene Spannung wird mittels der Gleichrichterdiode 9 gleichgerichtet und im Sieb- und Pufferkondensator 10 gesiebt und gepuffert, so daß für den Resetgenerator 11, die Alarmspeicherschaltung 12 sowie die Oszillatorschaltungen 13 und 14 eine im wesentlichen gleich­ bleibende Versorgungsspannung bereitgestellt wird.

Zunächst soll die Funktionsweise der Schaltungsanordnung für den Fall beschrieben werden, bei dem kein Alarm auftritt, d. h., wenn die Sensorschaltung kein Alarmsignal abgibt. In diesem Falle bleibt der Transistor 20, der in seiner Funktion auch als Tastschalter anzusehen ist, im nichtleitenden Zu­ stand. Daher gibt die Alarmspeicherschaltung 12 ein niederpegliges Ausgangssignal an die erste Oszillatorschaltung 13 ab, so daß diese blockiert. Am Ausgang der ersten Oszillatorschaltung 13 liegt daher ein hochpegliges Signal an, so daß die Diode 17, die eine lichtemittierende Diode sein kann, nicht leitend ist und daher nicht leuchtet.

Wenn kein Alarm vorliegt, gelangt ein hochpegeliges Ausgang­ signal der Alarmspeicherschaltung 12 an den Steuereingang der zweiten Oszillatorschaltung 14. Dadurch tritt am Ausgang der zweiten Oszillatorschaltung 14 ein niederfrequentes Rechteck­ signal auf bzw. die Gegentakt-Ausgangsstufe der zweiten Oszillatorschaltung 14 ist sehr niederohmig, so daß die Kathode der Diode 18 periodisch praktisch auf 0 Volt bzw. Masse gelegt wird und Strom durch sie fließen kann. In der Gegentakt-Ausgangsstufe der zweiten Oszillatorschaltung 14 ist der Spannungsabfall dabei sehr gering und in einer Größenordnung von höchstens 20 mV. Während durch die Diode 18 Strom fließt, wird also der Schwingkreis im wesentlichen kurzgeschlossen.

Die Oszillatorfrequenzen der Oszillatorschaltungen 13 und 14 sind unterschiedlich gewählt, und stehen beispielsweise in einem Verhältnis von 1 : 10. Die Oszillatorschaltung 13 schwingt beispielsweise mit einer Frequenz von 1 Hz und die zweite Oszillatorschaltung 14 wird mit einer Frequenz von 10 Hz betrieben.

Auf Grund der Belastung des sekundärseitigen Schwingkreises 6 durch die im Nichtalarmfall periodisch leitende und dadurch einen Kurzschluß darstellende Diode 18 ergibt sich eine entsprechende, von der Frequenz der zweiten Oszillatorschal­ tung 14 abhängige Belastungsänderung in der Primäreinheit, die von deren Auswerteschaltung detektiert werden kann, wodurch der ordnungsgemäße Funktionszustand der Anlage festgestellt werden kann.

Da die Diode 18 im Falle des Nichtalarm- oder O.K.-Zustands als Gleichrichter dient und jeweils nur eine Halbperiode der Niederfrequenzperiode des sekundärseitigen Schwingkreises 6 leitet, steigt am Ausgang des sekundärseitigen Schwingkreises 6 während der Niederfrequenz-Halbperiode, während der die Diode 18 nicht leitet, die Leerlaufspannung auf relativ hohe Werte von 5 bis 15 Volt an, die in der Gleichrichterdiode 9 gleichgerichtet, im Sieb- und Pufferkondensator 10 gepuffert und den einzelnen Schaltungsstufen der Sekundäreinheit als Versorgungsspannung bereitgestellt wird. Dies bedeutet, daß dadurch auch für die Niederfrequenz-Halbperiode, während der die Diode 18 leitet und einen Kurzschluß darstellt, eine kontinuierliche Versorgungsspannung ausreichender Höhe bereitsteht.

Nachfolgend soll die Funktionsweise der Schaltungsanordnung für den Fall beschrieben werden, bei dem Alarm auftritt, d. h., wenn die Sensorschaltung ein Alarmsignal abgibt. In diesem Falle wird der Transistor 20 wenigstens kurzzeitig in den leitenden Zustand versetzt und die Alarmspeicherschaltung 12, die beispielsweise ein Flip-Flop sein kann, speichert die­ sen Alarmzustand und gibt an ihrem Ausgang ein hochpegliges Signal ab, welches an den Steuereingang der zweiten Oszillatorschaltung 14 gelangt und diese sperrt, so daß an deren Ausgang ein hochpegliges Signal anliegt. Dies bedeutet, daß durch die Diode 18 in diesem Falle kein Strom fließen kann.

Dagegen stellt die Alarmspeicherschaltung 12 dem Steuereingang der ersten Oszillatorschaltung 13 ein hochpegeliges Ausgangssignal bereit, so daß diese zu schwingen beginnt und an ihrem Ausgang ein niederpegliges Signal bereitstellt. Die Diode 17, die ebenfalls eine lichtemittierende Diode wie die Diode 18 sein kann, ist daher in diesem Falle periodisch leitend und stellt für den sekundärseitigen Schwingkreis 6 einen periodischen Kurzschluß dar. Dadurch tritt entsprechend der Frequenz der ersten Oszillatorschaltung 13 bzw. einem vor­ gegebenen Tastverhältnis eine Belastungsänderung in der Primäreinheit auf, die wiederum in der Auswerteschaltung er­ mittelt werden kann, wie dies in der DE-A1-40 11 941 im ein­ zelnen beschrieben ist. Da die Frequenz der ersten Oszillator­ schaltung 13 sich von der Frequenz der zweiten Oszillator­ schaltung 14 unterscheidet, ist die Auswerteschaltung der Pri­ märeinheit auch imstande, zwischen den beiden Signalzuständen der Sekundäreinheit, also zwischen dem Nichtalarm-Zustand und dem Alarm-Zustand zu unterscheiden.

Bezüglich der kontinuierlichen Bereitstellung einer ausrei­ chend hohen Versorgungsspannung für die Schaltungsstufen der Sekundäreinheit gilt das im Zusammenhang mit dem Fall des Nichtalarms Gesagte entsprechend und soll nicht nochmals wie­ derholt werden. Das bedeutet, daß unabhängig davon, welcher Alarmzustand vorliegt und welche der Dioden 17 oder 18 gerade periodisch leitend sind, immer eine kontinuierliche, stabile Spannungsversorgung mit ausreichend hoher Spannung für die Schaltungsanordnungen der Sekundäreinheit sichergestellt ist.

Während der Niederfrequenz-Halbperiode, während der der Sekundärschwingkreis kurzgeschlossen wird, ist die Diode in einer Hochfrequenz-Halbperiode abwechselnd nicht leitend. In dieser Zeit kann sich der Schwingkreis erholen. Unter dem Begriff Niederfrequenz soll in diesem Zusammenhang eine Frequenz verstanden werden, die kleiner als die Hochfrequenz ist, mit der die Schwingkreise schwingen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegen Niederfrequenzen zum Beispiel im Bereich von 1 bis 50 Hz. Sie können jedoch auch wesentlich höher gewählt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es möglich, den Wirkungsgrad der Sekundäreinheit wesentlich zu erhöhen, d. h., mit wesentlich weniger Leistung für den Betrieb der Se­ kundäreinheit auszukommen. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil die Sekundäreinheit etwa im Falle einer Haus­ alarmanordnung mit Glasbruchmeldern bei Stromausfall mit einer Batterie mindestens 72 Stunden lang versorgt werden muß. Her­ kömmliche Schaltungsanordnungen dieser Art haben eine Strom­ aufnahme von 10 bis 20 mA. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen und Merkmalen konnte die Stromaufnahme auf nur ca. 1 mA, also auf 1/10 gesenkt werden. Darüberhinaus ist mit der Erfindung eine wesentliche Reduzierung der Hochfrequenzabstrahlung und damit eine leichtere Einhaltung der Postvorschriften möglich.

Wird als Diode 17 und/oder 18 eine lichtemittierende Diode verwendet, ist die Leistungsaufnahme für die optische Anzeige des Alarm-Zustands und/oder des Nichtalarm-Zustands wesentlich geringer als bei herkömmlichen Anordnungen, ohne daß dadurch die Anzeigeintensität leidet. Die Dioden werden nämlich nur während einer Halbperiode betrieben und die Blinkfrequenz kann im sichtbaren Bereich gewählt werden, in dem das Auge eine blinkende Lichtquelle auch bei geringerer Lichtemission besser wahrnehmen kann. Dies trägt weiterhin dazu bei, mit einer geringen Leistungsaufnahme der Sekundäreinheit auszukommen und dies hat zusätzlich den Vorteil, daß die Übertragungsqualität des Bandfilters 3 geringer als bei herkömmlichen Anordnungen dieser Art sein kann, so daß hinsichtlich des variablen Abstands zwischen den Spulen des Bandfilters 3 größere Toleranzen zulässig sind.

Die Oszillatorschaltungen können beispielsweise CMOS-Schal­ tungsanordnungen, etwa Schmitt-Trigger sein. Die Sensorschal­ tung ist ebenfalls herkömmlicher Bauart und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Da die Sekundäreinheit auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnah­ men und Merkmale wesentlich einfacher und kompakter aufgebaut sein kann, ist es möglich, die gesamte Schaltung, nämlich Sen­ sor, beispielsweise Glasbruchmelder, Hochfrequenz-Schaltungs­ teile, Gleichrichter und die Schaltungsstufen, die beispiels­ weise in Form von Logikschaltungsteilen vorliegen können, im Gehäuse des Sensors, etwa des Glasbruchmelders selbst, unter­ zubringen, was bisher nicht möglich war. Es braucht nunmehr lediglich noch ein Kabel für die Verbindung der Sekundärein­ heit mit der sekundärseitigen Spule 7 des Bandfilters 3 ver­ wendet werden.

Die Erfindung wurde anhand eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit einer Alarmgeberanordnung beschrie­ ben. Dem Fachmann sind jedoch Ausgestaltungen und Abwandlungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise können statt nur zwei Dioden für den Kurzschluß und entsprechend nur zwei Oszillatorschaltungen mit unterschiedlichen Frequenzen auch weitere Dioden und Oszilla­ torschaltungen verwendet werden, um mehr als zwei Signalzu­ stände feststellen und in der Primäreinheit auswerten zu kön­ nen.

Claims (15)

1. Verfahren zum kontaktlosen, induktiven Übertragen sowohl elektrischer Versorgungsenergien von einer Primäreinheit zu einer Sekundäreinheit als auch von Signalen von der Sekundäreinheit zur Primäreinheit mittels eines einen primärseitigen und einen sekundärseitigen Schwingkreis aufweisenden Bandfilters, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundär­ seitige Schwingkreis des Bandfilters über eine Diode, die periodisch in den leitenden bzw. nichtleitenden Zustand gebracht wird, periodisch kurzgeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Kurzschließen des sekundärseitigen Schwingkreises im Niderfrequenz-Bereich liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzstrom des sekundärseitigen Schwing­ kreises während der Niederfrequenz-Halbperiode, während der die Diode nicht leitet, zur Stromversorgung der sekundärseitigen Schaltungsanordnung verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzstrom des sekundär­ seitigen Schwingkreises während der Halbperiode, während der die Diode nicht leitet, gleichgerichtet und gepuffert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode eine lichtemittierende Diode ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Kurzschließen des se­ kundärseitigen Schwingkreises in Abhängigkeit von unter­ schiedlichen, in der Sekundäreinheit auftretenden Signal­ zuständen mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder unter­ schiedlichen Tastverhältnissen erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung im Zusammenhang mit einer Alarmgeberanordnung.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Signalzustände der Nichtalarm-Zustand und der Alarm-Zustand sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signalzustände der Sekundäreinheit durch die Ermittlung der unterschiedlichen Frequenzen und/oder Tastverhältnisse in der Primäreinheit erfolgt.

10. Übertrager zum kontaktlosen, induktiven Übertragen sowohl elektrischer Versorgungsenergien von einer Primäreinheit zu einer Sekundäreinheit als auch von Signalen von der Sekundäreinheit zur Primäreinheit mittels eines einen primärseitigen und einen sekundärseitigen Schwingkreis aufweisenden Bandfilters, gekennzeichnet durch eine erste Diode (17 bzw. 18) und eine erste Oszillatorschaltung (13 bzw. 14) mit einer ersten Oszillatorfrequenz, wobei die erste Oszillatorschaltung (13 bzw. 16) die erste Diode (17 bzw. 18) dem sekundärseitigen Schwingkreis (6) periodisch parallel legt.

11. Übertrager nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Diode (18 bzw. 17) und eine zweite Oszillator­ schaltung (14 bzw. 13) mit einer zweiten Oszillator­ frequenz, wobei die zweite Oszillatorschaltung (14 bzw. 13) die zweite Diode (18 bzw. 17) dem sekundärseitigen Schwingkreis (6) periodisch parallel legt.

12. Übertrager nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (17 bzw. 18) über eine Gegentakt-Ausgangsstufe des Oszillators (13 bzw. 14) dem sekundärseitigen Schwingkreis (6) periodisch parallel liegt.

13. Übertrager nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oszillatorfrequenz dem Alarm-Zustand und die zweite Oszillatorfrequenz dem Nichtalarm-Zustand einer Alarmgeberanordnung zugeordnet ist.

14. Übertrager nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Diode (17, 18) eine lichtemittierende Diode ist.

15. Übertrager nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oszillatorfrequenz im Frequenzauflösungsbereich des menschlichen Auges liegt.