Studien zur kontaktlosen Energie- und Signalübertragung

Im Rahmen einer Studie wurde die Anwendbarkeit der kontaktlosen Energieübertragung für Leistungen im Milliwattbereich über Entfernungen bis zu 1000 mm untersucht. Ein potentielles Anwendungsgebiet ist zum Beispiel die Energieversorgung von Sensoren in der chemischen Industrie oder in Kraftfahrzeugen. In der Studie wurden die magnetischen Parameter (Induk-tivitäten, Kopplungsfaktor) derartiger Übertragungssysteme mittels Magnetfeldsimulation und experimentell analysiert sowie die maximale Übertragungsleistung ermittelt. Bei gegebenen Abmessungen der geometrischen Anordnung ist die für diese Anwendungen erforderliche Übertragungsleistung ausschließlich durch Übertragungsfrequenzen im Megahertzbereich realisierbar. Dies erfordert allerdings auch eine geringe Dämpfung des Resonanzschwingkreises und damit hohe Anforderungen an die Konstanz der Bauelementeparameter.
Die durchgeführten Studien zur Signalübertragung beinhalteten konzeptionelle Untersuchungen zu verschiedenen Lösungsvarianten. Aufgrund der Nachteile funkbasierter Technologien wird für spezielle Anwendungen die induktive HF-Signalübertragung favorisiert. Untersuchungsschwerpunkte waren beispielsweise die optimale Anordnung der Datenkabel bezüglich des Energieübertragungssystems, die Modellierung induktiver Übertragungssysteme mit Luftspalt sowie die Optimierung der Übertragungscharakteristik für den bidirektionalen Datenaustausch. Des Weiteren wurden Lösungen zur Vermeidung der Störbeeinflussung der Datenübertragung durch die unmittelbar benachbarte Energieübertragung erarbeitet.