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Patent Searching and Data


Title:
COIL ASSEMBLIES AND METHOD FOR PRODUCING A COIL ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/238203
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to coil assemblies (100, 600, 700) for use as transmission coils and/or receiving coils in energy transmission and to a method for producing same. A coil assembly (100) has: a first coil (106s) which has a first coil conductor (106) arranged in a plurality of windings, said first coil conductor (106) having a plurality of first conductor paths (122); a second coil (108s) which has a second coil conductor (108) arranged in a plurality of windings, said second coil conductor (108) having a plurality of second conductor paths (123); and at least one dielectric layer (110) which is arranged between the first coil (106s) and the second coil (108s) such that the first coil (106s), the second coil (108s), and the at least one dielectric layer (110) form a resonant circuit.

Inventors:
LUCAS PETER (DE)
HENTSCHEL UWE (DE)
HELWIG MARTIN (DE)
MODLER NIELS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/061995
Publication Date:
November 17, 2022
Filing Date:
May 04, 2022
Export Citation:
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Assignee:
UNIV DRESDEN TECH (DE)
International Classes:
H01F27/28; H01F27/00; H01F27/32; H01F38/14; H02J50/12; H01F27/34; H01F27/40
Domestic Patent References:
WO2019173579A12019-09-12
Foreign References:
US20200168393A12020-05-28
DE10132847A12003-01-30
EP3806117A12021-04-14
DE102019107583A12019-10-02
US20140084703A12014-03-27
Attorney, Agent or Firm:
VIERING, JENTSCHURA & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
37

Patentansprüche

1. Spulenanordnung (100) zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung (100) aufweisend: eine erste Spule (106s), welche einen ersten Spulenleiter (106), der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Spulenleiter (106) mehrere erste Leiterbahnen (122) aufweist; eine zweite Spule (108s), welche einen zweiten Spulenleiter (108), der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der zweite Spulenleiter (108) mehrere zweite Leiterbahnen (123) aufweist; und mindestens eine dielektrische Schicht (110), welche zwischen der ersten Spule (106s) und der zweiten Spule (108s) derart angeordnet ist, dass die erste Spule (106s), die zweite Spule (108s) und die mindestens eine dielektrische Schicht (110) einen resonanten Schwingkreis bilden.

2. Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei ein dielektrisches Material der mindestens einen dielektrischen Schicht (110) derart eingerichtet ist, dass dieses einen dielektrischen Verlustfaktor kleiner als 0,005 aufweist in einem Frequenzbereich von ungefähr 10 kHz bis ungefähr 1000 kHz.

3. Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Spule (106s) eine zweidimensionale Spule ist und/oder wobei die zweite Spule (108s) eine zweidimensionale Spule ist. 4. Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend:

• ein erstes Substrat (102), wobei die erste Spule (106s) auf und/oder in dem ersten Substrat (102) angeordnet ist; und

• ein zweites Substrat (104), wobei die zweite Spule (108s) auf und/oder in dem zweiten Substrat (104) angeordnet ist;

• wobei die mindestens eine dielektrische Schicht (110) zwischen dem ersten Substrat (102) und dem zweiten Substrat (104) angeordnet ist.

5. Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 4, 38 wobei das erste Substrat (102) eine erste Seite (124) und eine der ersten Seite (124) gegenüberliegende zweite Seite (126) aufweist; wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) erste Leiterbahn- Abschnitte, die auf der ersten Seite (124) des ersten Substrats (102) angeordnet sind, und zweite Leiterbahn-Abschnitte, die auf der zweiten Seite (126) des ersten Substrats (102) angeordnet sind, aufweist, wobei die ersten Leiterbahn-Abschnitte und die zweiten Leiterbahn- Abschnitte der jeweiligen ersten Leiterbahn mittels Durchkontaktierungen durch das erste Substrat (102) hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sind; wobei sich die mehreren ersten Leiterbahnen (122) derart beidseitig des ersten Substrats (102) erstrecken, dass im Querschnitt des ersten Spulenleiters (106) zwei oder mehr erste Leiterbahnen auf der ersten Seite (124) angeordnet sind und zwei oder mehr andere erste Leiterbahnen auf der zweiten Seite (126) angeordnet sind.

Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 5, wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) über die gesamte Länge des ersten Spulenleiters (106) hinweg zwischen genau zwei anderen ersten Leiterbahnen der mehreren ersten Leiterbahnen (122) angeordnet ist. Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen (122) schräg zu einer Längsrichtung einer jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters (106) angeordnet sind und wobei die zweiten Leiterb ahn- Ab schnitte der mehreren ersten Leiterbahnen (122) schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters (106) angeordnet sind.

Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen (122) parallel zueinander verlaufen und wobei die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen (122) parallel zueinander verlaufen.

Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei jeder erste Leiterbahn-Abschnitt und jeder zweite Leiterbahn-Abschnitt die gleiche Länge aufweist. 39

Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die mehreren ersten Leiterbahnen (122) ihre relative Lage zueinander in einem sich wiederholenden Muster verändern.

Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) erste Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige erste Leiterbahn benachbart zu genau einer anderen ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) angeordnet ist; und wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) zweite Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige erste Leiterbahn benachbart zu genau zwei anderen ersten Leiterbahnen der mehreren ersten Leiterbahnen (122) angeordnet ist

Spulenanordnung (100) gemäß Anspruch 11, wobei die Summe der Längen aller ersten Abschnitte einer jeweiligen ersten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle ersten Leiterbahnen (122) gleich ist; und/oder wobei die Summe der Längen aller zweiten Abschnitte einer jeweiligen ersten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle ersten Leiterbahnen (122) gleich ist. Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) eine erste Leiterbahnbreite aufweist; und wobei eine andere erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen (122) eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist. Spulenanordnung (700) zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung (700) aufweisend:

• eine erste Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; 40

• eine zweite Spulenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13; und

• mindestens eine elektrisch nichtleitende Schicht (720), welche zwischen der ersten Spulenanordnung (100) und der zweiten Spulenanordnung (100) angeordnet ist.

15. Spulenanordnung (600) zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung (600) aufweisend:

• eine Vielzahl von Substraten (602), wobei die Substrate der Vielzahl von Substraten (602) übereinander angeordnet sind; wobei jedes Substrat der Vielzahl von Substraten (602) einen jeweiligen beidseitig geführten Spulenleiter (606) aufweist, wobei jeder Spulenleiter (606) jeweils mehrere Leiterbahnen aufweist; und

• eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (610), wobei jeweils zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Substraten der Vielzahl von Substraten (602) mindestens eine dielektrische Schicht der Vielzahl von dielektrischen Schichten (610) angeordnet ist, wobei die Spulenleiter von zwei benachbart zueinander angeordneten Substraten und die zwischen diesen Substraten angeordnete mindestens eine dielektrische Schicht jeweils einen resonanten Schwingkreis bilden.

16. Ladesystem zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, das Ladesystem aufweisend: eine Spulenanordnung (100, 600, 700) oder mehrere

Spulenanordnungen (100, 600, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.

17. Spulenanordnung, aufweisend:

• eine Spule, welche einen Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der Spulenleiter mehrere Leiterbahnen aufweist;

• wobei eine Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen entlang einer ersten Windung der mehreren Windungen des Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist und wobei die Leiterbahn entlang einer zweiten Windung der mehreren Windungen des Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist, und/oder 41

• wobei eine Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen entlang einer Windung der mehreren Windungen des Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist und wobei eine andere Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen entlang der Windung eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist, und/oder

• wobei ein Leiterbahnabschnitt einer Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer anderen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters und einem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer noch anderen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters liegt und wobei ein Abstand des

Leiterbahnabschnitts von dem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt verschieden ist von einem Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem zweiten Nachbar- Leiterbahnabschnitt.

Description:
1

Beschreibung

Spulenanordnungen und Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen Spulenanordnungen und Verfahren zum Herstellen von Spulenanordnungen.

Verschiedene Ladesysteme können auf einer resonant-induktiven Energieübertragung basieren. Eine resonant-induktive Energieübertragung führt aufgrund der Anpassung der Impedanz der Spulen zu einer signifikanten Effizienzsteigerung im Vergleich zu induktiven Energieübertragungssystemen. Hierbei kann die Energiequelle (z.B.

Primärseite) und/oder die Last (z.B. Sekundärseite) einen resonanten Schwingkreis aufweisen. Zum Beispiel kann die Energiequelle eine Ladestation (z.B. ein Ladepad) und die Last ein Benutzergerät (z.B. ein Smartphone) sein. Ein resonant-induktives Energieübertragungssystem kann mehrere Bauelemente aufweisen, wie beispielsweise eine Spulenanordnung zur induktiven Energieübertragung und eine mit der Spulenanordnung gekoppelten Kondensatorbank zum Erzeugen der für die resonant-induktive Energieübertragung erforderlichen Kapazität. Dies erfordert, neben einer hohen elektrischen Güte, sowohl eine hohe Spannungsfestigkeit als auch eine hohe Stromfestigkeit der Bauelemente. Die Bauelemente können in einem gemeinsamen Spulengehäuse oder in separaten Gehäusen verbaut sein, was allerdings in beiden Fällen einen hohen Platzbedarf benötigt. Zusätzlich können Verbindungselemente, mechanische Befestigungen, elektrische Isolationen, und/oder thermische Anbindungen (z.B. zum Kühlen) notwendig sein. Werden die Bauelemente in einem gemeinsamen Gehäuse verbaut, so verhindern die mechanischen Abmessungen der diskreten Bauteile eine Realisierung flacher (d.h. mit geringer Höhe) und/oder kompakter Baugruppen. Werden die Bauelemente in separaten Gehäusen verbaut, so erfordert dies aufgrund der großen hochfrequenten Ströme, welche zwischen der Spulenanordnung und der Kondensatorbank fließen, einen größeren Schirmungsaufwand im Vergleich zu dem gemeinsamen Gehäuse und aufgrund der großen elektrischen Spannungen einen größeren Isolationsaufwand im Vergleich zu dem gemeinsamen Gehäuse. Es ist wünschenswert, resonant-induktive Energieübertragungssysteme bereitzustellen, welche eine flache und/oder kompakte Realisierung ermöglichen. Zum Beispiel kann ein vergleichsweise flaches Ladepad (z.B. in einem Fahrzeug) zum Laden eines Benutzergeräts eine signifikante Platzeinsparung (z.B. in dem Fahrzeug) ermöglichen. 2

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden Spulenanordnungen und Verfahren zum Herstellen dieser bereitgestellt, welche eine kompakte (z.B. eine vergleichsweise flache) Bauweise eines induktiv-resonanten Energieübertagungssystems (z.B. einer Energiequelle, z.B. einer zu ladenden Last) ermöglichen, indem ein oder mehrere elektrische Kapazitäten zwischen Spulen der jeweiligen Spulenanordnung erzeugt werden. Anschaulich weisen die Spulenanordnungen funktional integrierte Kapazitäten auf.

Folglich werden daher keine zusätzlichen Bauelemente benötigt.

Ferner ist es wünschenswert, eine Effizienz resonant-induktiver Energieübertragungssysteme zu erhöhen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weisen die Spulenanordnungen eine hohe Effizienz der Energieübertragung auf, indem Verluste der Spulenanordnungen reduziert werden, wie beispielsweise Verluste aufgrund des „Nachbarschaftseffekts“ (engl.: proximity effect) und/oder Verluste aufgrund des Skineffekts. Hierzu weist ein Spulenleiter mehrere (zueinander parallelgeschaltete) Leiterbahnen auf. Verschiedene Ausführungsformen betreffen Anordnungen der mehreren Leiterbahnen, wodurch der Nachbarschaftseffekt und/oder der Skineffekt zusätzlich verringert werden können. Anschaulich kann derart der Wirkungsgrad der Spulenanordnung erhöht werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist eine Spulenanordnung zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung auf: eine erste Spule, welche einen ersten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Spulenleiter mehrere erste Leiterbahnen aufweist; eine zweite Spule, welche einen zweiten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der zweite Spulenleiter mehrere zweite Leiterbahnen aufweist; und mindestens eine dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule derart angeordnet ist, dass die erste Spule, die zweite Spule und die mindestens eine dielektrische Schicht einen resonanten Schwingkreis bilden.

Anschaulich weist die Spulenanordnung einen schichtartig gestapelten Aufbau auf, wobei die für einen resonanten Schwingkreis erforderlichen Kapazitäten in der mindestens einen dielektrischen Schicht zwischen den Spulen erzeugt werden kann. Anschaulich wird eine kompakte Spulenanordnung zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung bereitgestellt. Die Ausgestaltung der Spulenleiter als mehrere (zueinander parallelgeschaltete) Leiterbahnen führt beispielsweise zu einer Verringerung des Skineffekts, wodurch eine Effizienz der kompakten Spulenanordnung signifikant erhöht wird. Verschiedene hierin beschriebene Anordnungen der mehreren Leiterbahnen 3 führen zu einer zusätzlichen Verringerung des Skineffekts und/oder des „Nachbarschaftseffekts“. Anschaulich kann bei gleichbleibender Effizienz eine zusätzliche Verringerung der Bauteilgröße und somit eine noch kompaktere Spulenanordnung erreicht werden.

Es zeigen

Figuren 1A, 1B, 3A, 4, 6A, 7A,jeweils eine Spulenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 2 Spulenformen gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figuren 3B, 6B bis 6D, 7B und 7C jeweils beispielhafte Verschaltung einer Spulenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figuren 5A bis 5C jeweils eine beispielhafte Konfiguration mehrerer Leiterbahnen gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 8A ein Diagramm einer beispielhaften Spulenleiterbreiten-Verteilung eines Spulenleiters als Funktion der Windungsposition.

Figur 8B ein Diagramm einer beispielhaften Leiterbahnbreiten-Verteilung von

Leiterbahnen eines Spulenleiters als Funktion der Windungsposition des Spulenleiters.

Figuren 9A und 9B jeweils ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Spulenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische

Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „über“ mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Ein „über“ einer Seite eines Substrats angeordnetes Element kann direkt auf (z.B. in direktem körperlichen Kontakt mit) dem Element angeordnet sein oder werden. Es wird 4 verstanden, dass ein Substrat, wie hierin beschrieben, mehreren Schichten und/oder Beschichtungen aufweisen kann.

Zum drahtlosen Laden von Benutzergeräten (z.B. Smartphones, Tablets, Smartwatches, etc.) können resonant-induktive Ladesysteme verwendet werden. Diese können zum Beispiel in Fahrzeugen eingesetzt werden. Resonant-induktive Ladesysteme weisen im Vergleich zu induktiven Ladesystemen eine erhöhte Effizienz und eine größere Reichweite auf, aber benötigen mehr Platz. Zum Beispiel in Fahrzeugen ist der Platz und somit die Bauteilgröße begrenzt. Daher kann es wünschenswert oder sogar erforderlich sein, die Bauteilgröße resonant-induktiver Ladesysteme zu verringern. Verschiedene Ausführungsformen betreffen Spulenanordnungen zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung und Verfahren zum Herstellen dieser, welche eine vergleichsweise geringe Bauteilgröße aufweisen sowie eine Effizienz der resonant- induktiven Energieübertragung steigern. Ein Ladesystem mit einer derartigen Spulenanordnung kann zum Beispiel vergleichsweise flach sein (d.h. eine geringe Höhe aufweisen), wodurch dieses als ein Ladepad ausgestaltet sein kann. Ein flaches Ladepad (z.B. mit den lateralen Dimensionen des zu ladenden Benutzergerätes) kann somit platzsparend (z.B. in das Fahrzeug) integriert werden. Auch die Benutzergeräte, wie beispielsweise Smartphones und Tablets, weisen einen räumlich stark begrenzten Platz und insbesondere eine stark begrenzte Höhe innerhalb des Gehäuses des Benutzergerätes auf. Die hierin beschriebenen Spulenanordnungen können aufgrund der kompakten Bauweise ebenfalls in den Benutzergeräten verwendet werden.

FIG. 1A und FIG. 1B zeigen jeweils eine Spulenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Spulenanordnung 100 kann als Sendespule und/oder als Empfangsspule bei einer Energieüb erübertragung (z.B. einer resonant-induktiven Energieübertragung) dienen. Zum Beispiel kann eine Ladevorrichtung (z.B. ein Ladepad) die Spulenanordnung 100 aufweisen. Zum Beispiel kann eine zu ladende Last (z.B. ein Benutzergerät) die Spulenanordnung 100 aufweisen.

Die Spulenanordnung 100 kann eine erste Spule 106s aufweisen. Die erste Spule 106s kann einen ersten Spulenleiter 106 aufweisen. Der erste Spulenleiter 106 kann in mehreren Windungen angeordnet sein. Anschaulich kann der in mehreren Windungen angeordnete erste Spulenleiter 106 die erste Spule 106s bilden. Wie in der Detailansicht on FIG. 1 A gezeigt, kann der erste Spulenleiter 106 mehrere erste Leiterbahnen 122 (z.B. zwei Leiterbahnen, z.B. drei Leiterbahnen, z.B. vier Leiterbahnen, z.B. mehr als vier Leiterbahnen) aufweisen. 5

Die Spulenanordnung 100 kann eine zweite Spule 108s aufweisen. Die zweite Spule 108s kann einen zweiten Spulenleiter 108 aufweisen. Der zweite Spulenleiter 108 kann in mehreren Windungen angeordnet sein. Anschaulich kann der in mehreren Windungen angeordnete zweite Spulenleiter 108 die zweite Spule 108s bilden. Wie in der Detailansicht on FIG. 1 A gezeigt, kann der zweite Spulenleiter 108 mehrere zweite Leiterbahnen 123 (z.B. zwei Leiterbahnen, z.B. drei Leiterbahnen, z.B. vier Leiterbahnen, z.B. mehr als vier Leiterbahnen) aufweisen.

Eine Spule, wie hierin verwendet, kann eine im Wesentlichen zweidimensionale Spule sein. Eine zweidimensionale (flache) Spule kann zum Beispiel eine zweidimensional gewickelte bzw. gedruckte Spule sein, Eine zweidimensional gewickelte bzw. gedruckte Spule kann zum Beispiel eine Flachspule sein oder bilden. Die Spule kann beispielsweise auf ein oder mehrere Seitens eines Trägers aufgebracht sein und/oder teilweise oder vollständig in ein Material (z.B., ein PCB-Material) eingebettet sein. Eine hierin beschriebene Spule kann jede zweidimensionale Wicklungsform aufweisen. Beispielhafte Spulenformen sind in FIG. 2 dargestellt. Die hierin beschriebenen Spulen können zum Beispiel eine rechteckige Form 202 mit 90°-Ecken, eine rechteckige Form 204 mit 45°- Ecken, eine rechteckige Form 206 mit abgerundeten Ecken, eine runde Form, etc. aufweisen oder können ellipsenförmig 208 sein. Anschaulich kann eine Spule rund spiralförmig oder rechteckig-spiralförmig sein. Es wird verstanden, dass diese Form lediglich als Beispiele dienen und die hierin beschrieben Spulen auch jede andere Form der Anordnung von Spulen aufweisen können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine hierin beschriebene Spule auf einer Oberfläche eines Substrats gebildet werden und eine zweidimensional gewickelte Spule kann in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Substrats gewickelt sein. Es wird verstanden, dass Windungen einer hierin beschriebenen Spule auch über anderen Windungen einer im Wesentlichen zweidimensional gewickelten Luftspule angeordnet sein können, ohne die Funktionsweise der hierin beschriebenen resonanten Schwingkreise signifikant zu beeinträchtigen. Es wird daraufhingewiesen, dass die in FIG. 2 dargestellten Spulenformen den Spulenleiter einer Spule zeigen und dass dieser Spulenleiter gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehreren Leiterbahnen aufweisen kann. Es wird verstanden, dass in dem Fall einer im Wesentlichen zweidimensional gewickelten Spule, Leiterbahnen des Spulenleiters einer Spule ein Substrat kreuzen können (d.h. durch das Substrat hindurch verlaufen können).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Spulenleiter einer hierin beschriebenen Spule mehrere Leiterbahnen aufweisen. Diese mehreren Leiterbahnen 6 können zwischen einem inneren Spulenendabschnitt des Spulenleiters und einem äußeren Spulenendabschnitt des Spulenleiters zueinander parallelgeschaltet sein. Die mehreren Leiterbahnen können zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des Spulenleiters räumlich voneinander separiert sein. Die mehreren Leiterbahnen können zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des Spulenleiters voneinander elektrisch isoliert sein.

Eine Spule kann einen inneren Radius, Ri, und einen äußeren Radius, Ra, aufweisen. Der Spulenleiter, welcher die Spule bildet, kann zwischen dem inneren Radius, Ri, und dem äußeren Radius, R a , in mehreren Windungen (z.B. rund-spiralförmig oder rechteckig spiralförmig) angeordnet sein. Anschaulich kann ein Spulenleiter, der eine Spule bildet, zwei Spulenendabschnitte aufweisen. Ein innerer Spulenendabschnitt kann der Spulenendabschnitt sein, welcher dem inneren Radius, Ri, der Spule zugeordnet ist. Ein äußerer Spulenendabschnitt kann der Spulenendabschnitt sein, welcher dem äußeren Radius, R a , der Spule zugeordnet ist.

Anschaulich kann jede Leiterbahn in den mehreren Windungen des Spulenleiters angeordnet sein. Verschiedene Anordnungen der mehreren Leiterbahnen werden zum Beispiel mit Bezug auf die Figuren 4, 5A bis 5C beschrieben. Die mehreren Leiterbahnen können zum Beispiel ein Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, etc., aufweisen. Anschaulich kann in einem Beispiel eine hierin beschriebene Spule keinen Vollkupferspulenleiter, sondern mehrere einzelne Kupferleiterbahnen aufweisen. Dies kann einen Verlust der Spule aufgrund des Skineffekts (d.h. dass bei einem von Wechselstrom durchflossenen elektrischen Leiter eine Stromdichte im Inneren des Leiters kleiner ist als in einem Randbereich (nahe der Oberfläche)) signifikant verringern. Anschaulich können die Leiterbahnen einen verringerten Querschnitt aufweisen, wodurch ein Anteil eines Bereichs der Leiterbahn, in dem die Stromdichte verringert ist, bezogen auf einen Oberflächenbereich kleiner wird. Anschaulich können die mehreren Leiterbahnen im Vergleich zu einem einzelnen Leiter eine größere Oberfläche aufweisen.

Mit Bezug auf FIG. 1 A und FIG. 1B kann die Spulenanordnung 100 ferner mindestens eine dielektrische Schicht 100 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen der ersten Spule 106s und der zweiten Spule 108s die mindestens eine dielektrische Schicht 110 (z.B. genau eine dielektrische Schicht, z.B. mehrere dielektrische Schichten) angeordnet sein. Die mindestens eine dielektrische Schicht 110 kann derart 7 zwischen der ersten Spule 106s und der zweiten Spule 108s angeordnet sein, dass die erste Spule 106s, die zweite Spule 108s und die mindestens eine dielektrische Schicht 110 einen resonanten Schwingkreis bilden. Anschaulich kann der resonante Schwingkreis (in manchen Aspekten auch als LC-Schwingkreis bezeichnet) die Induktivität, L, der ersten Spule 106s und der zweiten Spule 108s sowie die, in Reaktion auf eine an die erste Spule 106s und an die zweite Spule 108s angelegte Wechsel Spannung, zwischen der ersten Spule 106s und der zweiten Spule 108s in der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 gebildete Kapazität, C, aufweisen. Anschaulich kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 eine Kondensatorfläche bereitstellen bzw. bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Spule und die zweite Spule in direktem Kontakt mit der mindestens einen dielektrischen Schicht angeordnet sein. Anschaulich können ein oder mehrere elektrische Kapazitäten eines resonanten Schwingkreises zwischen Windungsstrukturen der Spulen erzeugt werden. Anschaulich sind keine zusätzlichen diskreten Bauteile zum Erzeugen der Kapazitäten zur resonant-induktiven Energieübertragung erforderlich. Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur wird weniger Verbindungstechnik benötigt. Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur wird eine Anzahl elektrischer Schnittstellen verringert (z.B. vermieden). Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur sind keine zusätzlichen mechanischen Befestigungselemente zum Befestigen diskreter Bauteile notwendig. Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten (in die Spulenstruktur und/oder der Aufteilung des Spulenleiters in mehrere Leiterbahnen) werden elektrische Verluste verringert, so dass ein Wirkungsgrad erhöht wird. Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur wird ein Aufwand zur Abfuhr thermischer Verluste verringert. Aufgrund der direkten Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur werden Bauraumanforderungen an ein resonant-induktives Ladesystem signifikant verringert. Die hierin beschriebene direkte Integration der Kapazitäten in die Spulenstruktur ermöglicht einen vergleichsweise einfachen Fertigungsprozess (z.B. mittels Laminierens der Schichten und Substrate) und erhöht somit die Effizienz (z.B. die Kosteneffizienz, z.B. die Herstellungszeiteffizienz).

Im manchen Ausführungsformen können die erste Spule 106s und/oder die zweite Spule 108s direkt auf der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 angeordnet sein (siehe z.B. FIG. 1 A). In diesem Fall kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 zum Beispiel eine Leiterplatte (engl.: printed circuit board, PCB) oder eine Folie (z.B. eine bedruckte und/oder bedruckbare Folie) sein. Zum Beispiel können die erste Spule 106s und/oder die 8 zweite Spule 108s jeweils eine auf der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 gedruckte Schaltung sein.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 ein erstes Substrat 102 aufweisen (siehe zum Beispiel FIG. 1B). Die erste Spule 106s kann auf und/oder in dem ersten Substrat 102 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die erste Spule 106s einseitig oder beidseitig auf dem ersten Substrat 102 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die erste Spule 106s vollständig oder abschnittsweise in dem ersten Substrat 102 angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Substrat 102 eine erste Leiterplatte sein, welche die erste (z.B. gedruckte) Spule 106s aufweist. Das erste Substrat 102 kann zum Beispiel ein elektrisch isolierendes Material aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 ein zweites Substrat 104 aufweisen. Die zweite Spule 108s kann auf und/oder in dem zweiten Substrat 104 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die zweite Spule 108s einseitig oder beidseitig auf dem zweiten Substrat 104 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die zweite Spule 108s vollständig oder abschnittsweise in dem zweiten Substrat 104 angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Substrat 104 eine zweite Leiterplatte sein, welche die zweite (z.B. gedruckte) Spule 108s aufweist. Das zweite Substrat 104 kann zum Beispiel ein elektrisch isolierendes Material aufweisen. Das elektrisch isolierende Material des ersten Substrats 102 und/oder das elektrische isolierende Material des zweiten Substrats 104 kann ein faserverstärkter Kunststoff und/oder ein Hartpapier sein oder dieses aufweisen. Ein Hartpapier (z.B. FR1, z.B. FR2) kann Papier und Phenolharz aufweisen. Ein Hartpapier (z.B. FR3, z.B. CEM1) kann Papier und Epoxidharz aufweisen. Ein faserverstärkter Kunststoff (z.B. FR4, z.B. FR5) kann beispielsweise ein Glasfasergewebe aufweisen.

Es wird verstanden, dass eine gedruckte Spule, wie hierin beschrieben, einen mittels eines Druckverfahrens auf und/oder in der Leiterplatte in mehreren Windungen hergestellten (z.B. abgeschiedenen) Spulenleiter aufweist. Eine auf/oder in einem Substrat angeordnete Spule kann direkt auf einem Substrat angeordnet sein oder kann zumindest teilweise in dem Substrat angeordnet sein. Zum Beispiel kann ein Bereich des Substrats (z.B. mittels eines Ätzverfahrens) entfernt sein und die Spule kann zumindest teilweise in dem entfernten (z.B. geätzten) Bereich angeordnet sein (z.B. in einem Herstellungsverfahren darin abgeschieden werden).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 104 angeordnet sein. 9

Anschaulich können das erste Substrat 102, die mindestens eine dielektrische Schicht 110 und das zweite Substrat 104 eine mehrlagige Leiterplatte bilden bzw. eine mehrlagige Leiterplatte kann das erste Substrat 102, die mindestens eine dielektrische Schicht 110 und das zweite Substrat 104 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 eine zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 104 angeordnete Folie bestehend aus einem dielektrischen Material sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 eine zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 104 angeordnete Kunststoffschicht bestehend aus einem dielektrischen Material sein. Die Kunststoffschicht kann zum Beispiel in einem Herstellungsverfahren (siehe zum Beispiel Beschreibung zu FIG. 9) ausgehärtete Kunststoffschicht sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 ein zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 104 angeordnetes Glas (z.B. eine Glas-Schicht) bestehend aus einem dielektrischen Material sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht 110 eine zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 104 angeordnete Keramik (z.B. eine Keramik-Schicht) bestehend aus einem dielektrischen Material sein.

Eine mehrlagige Anordnung der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 zwischen einem ersten Substrat 102 mit einer ersten Spule 106s und einem zweiten Substrat 104 mit einer zweiten Spule 108s ermöglicht ein größeres Spektrum bezüglich der Auswahl des dielektrischen Materials im Vergleich zu direkt auf der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 angeordneten Spulen. Ferner kann eine Dicke der mindestens einen dielektrischen Schicht 100 mit höherer Genauigkeit eingestellt werden. Folglich kann ein dielektrisches Material ausgewählt werden, welches eine hohe Effizienz des gebildeten resonanten Schwingkreises ermöglicht. Ein dielektrischer Verlust eines dielektrischen Materials kann mittels eines dielektrischen Verlustfaktors beschrieben werden. Der dielektrische Verlustfaktor kann ein Verhältnis aus einem Imaginärteil, er“, der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials und einem Realteil, er , der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials (d.h. e r “/e r ‘) sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein dielektrisches Material der mindestens einen dielektrischen Schicht 110 derart eingerichtet sein, dass dieses einen dielektrischen Verlustfaktor (d.h. e r ‘7e r ‘) kleiner als 0,005 (z.B. kleiner als 0,0025) aufweist in einem Frequenzbereich von ungefähr 10 kHz bis ungefähr 1000 kHz. Anschaulich kann der Imaginärteil, er“, der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials mindestens 200 mal kleiner sein als der Realteil, eR, der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials. Zum Beispiel kann 10 das dielektrische Material Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polytetrafluorethylen (PTFE), ein oder mehrere Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), Fluor ethylen-Propy len (FEP), Polystyrol (PS), etc. aufweisen. Dies führt beispielsweise zu einer verringerten Verlustwärme der Spulenanordnung

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Arbeitsfrequenz der Spulenanordnung 100 in einem Bereich von ungefähr 10 kHz bis ungefähr 1000 kHz liegen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Konfiguration des ersten Substrats 102 mit der darauf angeordneten ersten Spule 106s im Wesentlichen einer Konfiguration des zweiten Substrats 104 mit der darauf angeordneten zweiten Spule 108s entsprechen. Zum Beispiel können diese mittels desselben Verfahrens hergestellt werden.

FIG. 3A zeigt eine Explosionsansicht 300 einer beispielhaften Spulenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In diesem Beispiel kann die erste Spule 106s eine rechteckige Form aufweisen und die zweite Spule 108s kann eine rechteckige Form aufweisen. Zur besseren Übersicht sind in der Explosionsansicht 300 die mehreren ersten Leiterbahnen 122 des ersten Spulenleiters 106 und die mehreren zweiten Leiterbahnen 123 des zweiten Spulenleiters 108 nicht dargestellt (siehe hierzu zum Beispiel FIG. 1A).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede hierin beschriebene Spule einen inneren Spulenendabschnitt des Spulenleiters und einen äußeren Spulenendabschnitt des Spulenleiters aufweisen. Zum Beispiel kann der erste Spulenleiter 106 einen inneren Spulenendabschnitt 106i und einen äußeren Spulenendabschnitt 106a aufweisen. Zum Beispiel kann der zweite Spulenleiter 108 einen inneren Spulenendabschnitt 108i und einen äußeren Spulenendabschnitt 108a aufweisen.

Eine beispielhafte Verschaltung der Spulenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist in FIG. 3B gezeigt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 einen Betriebsschaltkreis aufweisen. Die Spulenanordnung 100 kann mindestens einen ersten Verbindungsleiter aufweisen. Der mindestens eine erste Verbindungsleiter kann den Betriebs Schaltkreis mit dem inneren Spulenendabschnitt 106i („A“ in FIG. 3B) des ersten Spulenleiters 106 elektrisch leitend verbinden. Die Spulenanordnung 100 kann mindestens einen zweiten Verbindungsleiter aufweisen. Der mindestens eine zweite Verbindungsleiter kann den Betriebsschaltkreis mit dem äußeren Spulenendabschnitt 108a („B“ in FIG. 3B) des zweiten Spulenleiters 108 elektrisch leitend 11 verbinden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 in einer Sendespule verwendet werden und der Betriebs Schaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass ein an den Betriebsschaltkreis bereitgestellter Wechselstrom und/oder eine an den Betriebs Schaltkreis bereitgestellte Wechsel Spannung mittels des mindestens einen ersten Verbindungsleiters in den inneren Spulenendabschnitt 106i des ersten Spulenleiters 106 und mittels des mindestens einen zweiten Verbindungsleiters in den äußeren Spulenendabschnitt 108a des zweiten Spulenleiters 108 eingekoppelt werden. Zum Beispiel kann die Spulenanordnung 100 eine Strom -/Spannungsversorgung 302 aufweisen oder kann mit dieser gekoppelt sein. Die Strom -/Spannungsversorgung kann eingerichtet sein, den Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung an den Betriebs Schaltkreis bereitzustellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 in einer Empfangsspule verwendet werden und der Betriebsschaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass Wechselstrom und/oder Wechsel Spannung aus dem inneren Spulenendabschnitt 106i des ersten Spulenleiters 106 mittels des ersten Verbindungsleiters und aus dem äußeren Spulenendabschnitt 108a des zweiten Spulenleiters 108 mittels des zweiten Verbindungsleiters ausgekoppelt werden kann. Zum Beispiel kann die Spulenanordnung 100 mindestens eine Batterie aufweisen oder kann mit dieser gekoppelt sein. Der Betriebsschaltkreis kann eingerichtet sein, den Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung an die mindestens eine Batterie bereitzustellen. Es wird verstanden, dass die beschriebene Zuordnung des inneren Spulenendabschnitts zu dem ersten Spulenleiter und des äußeren Spulenendabschnitts zu dem zweiten Spulenleiter beispielhaft ist und auch anders herum sein kann.

FIG. 4 zeigt einen Ausschnitt der Spulenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die diesem Beispiel weist die erste Spule 106s eine rechteckige Form auf. Verschiedene beispielhafte Konfigurationen der mehreren Leiterbahnen (z.B. der mehreren ersten Leiterbahnen 122, z.B. der mehreren zweiten Leiterbahnen 123) gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind in FIG. 5A bis FIG. 5C dargestellt.

Jeder hierin beschriebene Spulenleiter (z.B. der erste Spulenleiter 106, z.B. der zweite Spulenleiter 108) kann in mehreren Windungen, i=l-I, angeordnet sein, wobei I jede natürliche Ganzzahl größer als oder gleich „1“ sein kann. Jede Windung der mehreren Windungen kann eine jeweilige Spulenleiterbreite, Wi, aufweisen. Die Spulenleiterbreite, Wi, kann (wie zum Beispiel in FIG. 8A und FIG. 8B) auch als Windungsbreite bezeichnet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Anordnung der mehreren Leiterbahnen eine Spulenleiterbreite, Wi, des Spulenleiters definieren (z.B. in x-Richtung in der Schnittansicht A-A in FIG. 4). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein 12 hierin beschriebener Spulenleiter in den mehreren Windungen, i=l-I, voneinander verschiedene Spulenleiterbreiten, Wi, aufweisen (z.B. kann W i i^Ni ^A\5 ^Wi sein). Eine beispielhafte Verteilung von Spulenleiterbreiten wird in FIG. 8A gezeigt. Zum Beispiel kann der erste Spulenleiter 106 in einer ersten Windung, i=l, der mehreren Windungen eine erste Spulenleiterbreite, Wi , und in einer zweiten Windung, i=2, eine von der ersten Spulenleiterbreite, Wi , verschiedene zweite Spulenleiterbreite, W2 , aufweisen (d.h. W1AW2).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jedes hierin beschriebene Substrat eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweisen. Zum Beispiel kann das erste Substrat 102 eine erste Seite 124 und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite 126 aufweisen.

Im Folgenden werden verschiedene Ausgestaltungen (z.B. Anordnungen) von mehreren Leiterbahnen beschrieben. Es wird verstanden, dass sowohl die mehreren ersten Leiterbahnen 122 als auch die mehreren zweiten Leiterbahnen 123 derart ausgestaltet sein können.

Die mehreren Leiterbahnen können zum Beispiel lediglich auf (und optional zumindest teilweise in) einer Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sein. Zum Beispiel können die mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Ein Beispiel hierfür ist in FIG. 5A für vier Leiterbahnen gezeigt, wobei eine erste Leiterbahn 122(1), eine zweite Leiterbahn 122(2), eine dritte Leiterbahn 122(3) und eine vierte Leiterbahn 122(4) im Wesentlichen parallel angeordnet sein können.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen abwechselnd beidseitig (d.h. abwechselnd auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite) des zugeordneten Substrats erstrecken. Abschnitte der jeweiligen Leiterbahn können durch das Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Als „abwechselnd beidseitig des zugeordneten Substrats erstreckend“, wie hierin verwendet, kann verstanden werden, dass erste Leiterb ahn- Ab schnitte der jeweiligen Leiterbahn auf der ersten Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sind und dass zweite Leiterbahn- Abschnitte der Leiterbahn auf der zweiten Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sind. Die ersten Leiterb ahn- Ab schnitte und die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der jeweiligen ersten Leiterbahn können mittels Durchkontaktierungen durch das zugeordnete Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Beispielhafte Konfigurationen hierfür sind in FIG. 5B und FIG. 5C gezeigt. Gemäß verschiedenen 13

Ausführungsformen können im Querschnitt des Spulenleiters zwei oder mehr Leiterbahnen auf der ersten Seite und zwei oder mehr andere Leiterbahnen auf der zweiten Seite angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Spulenleiter im Vergleich zu einer Erstreckung auf nur einer Seite des Substrats (bei gleichbleibender Spulenleiterbreite, Wi, und gleichbleibender Leiterbahnbreite) mehr Leiterbahnen aufweisen. Beispielsweise hat der in FIG. 5B gezeigte Spulenleiter sechs Leiterbahnen und der in FIG. 5C gezeigte Spulenleiter hat fünf Leiterbahnen. Eine parallele Anordnung der Leiterbahnen auf einer Seite des Substrats würde demgegenüber (bei gleichbleibender Spulenleiterbreite, Wi, und gleichbleibender Leiterbahnbreite) nur drei Leiterbahnen ermöglichen. Wie beispielsweise in FIG. 5B zu sehen ist, können die ersten Leiterbahn-Abschnitte und die zweiten Leiterbahn-Abschnitte die gleiche Länge aufweisen. Also können die ersten Leiterbahn- Abschnitte jeweils die gleiche Länge aufweisen, die zweiten Leiterbahn- Abschnitte jeweils die gleiche Länge aufweisen, und die ersten Leiterbahn-Abschnitte die gleiche Länge wie die zweiten Leiterbahn-Abschnitte aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder auf der ersten Seite des Substrats angeordnete Abschnitt einer jeweiligen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen mit einem auf der zweiten Seite des Substrats angeordneten vorangehenden Abschnitt der Leiterbahn und einem auf der zweiten Seite des Substrats angeordneten nachfolgenden Abschnitt der Leiterbahn mittels einer jeweiligen Kontaktierung (z.B. ein Via) durch das Substrat hindurch elektrisch leitfähig verbunden sein, und vice versa. Anschaulich können erste Leiterb ahn- Ab schnitte einer jeweiligen Leiterbahn auf der ersten Seite des zugeordneten Substrats und zweite Leiterbahn- Abschnitte der jeweiligen Leiterbahn auf der zweiten Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sein. Diese ersten Leiterbahn-Abschnitte und zweiten Leiterbahn-Abschnitte können mittels Durchkontaktierungen durch das Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sein. FIG. 5B zeigt eine beispielhafte Konfiguration 504 mehrerer erster Leiterbahnen 122 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei jeder auf der ersten Seite 124 des ersten Substrats 102 angeordnete erste Leiterbahn- Abschnitt jeder ersten Leiterbahn (z.B. der Leiterbahnen 122(1), 122(2), 122(3), 122(4), etc.) der mehreren ersten Leiterbahnen 122 mit einem vorangehenden zweiten Leiterbahn-Abschnitt und einem nachfolgenden zweiten Leiterbahn-Abschnitt auf der zweiten Seite 126 des ersten Substrats 102 mittels einer jeweiligen Kontaktierung 510 elektrisch leitfähig verbunden sein kann. Anschaulich können mehrere erste Leiterbahn-Abschnitte 524 einer jeweiligen Leiterbahn auf der ersten Seite 124 des ersten Substrats 102 und mehrere zweite Leiterbahn-Abschnitt 526 der Leiterbahn auf der zweiten Seite 126 des ersten Substrats 102 angeordnet sein. Als ein veranschaulichendes Beispiel kann ein auf der ersten Seite 124 des ersten Substrats 102 angeordneter erster Leiterbahn-Abschnitt 122(lb) einer ersten Leiterbahn 122(1) der 14 mehreren ersten Leiterbahnen 122 mit einem auf der zweiten Seite 126 des ersten Substrats 102 angeordneten vorangehenden zweiten Leiterbahn-Abschnitt 122(la) der (fortlaufenden) ersten Leiterbahn 122(1) mittels einer Kontaktierung 510(a-b) durch das erste Substrat 102 hindurch elektrisch leitfähig verbunden sein. Der ersten Seite 124 des ersten Substrats 102 angeordnete erste Leiterbahn-Abschnitt 122(lb) der ersten Leiterbahn 122(1) kann mit einem auf der zweiten Seite 126 des ersten Substrats 102 angeordneten nachfolgenden zweiten Leiterbahn- Abschnitt 122(1 c) der (fortlaufenden) ersten Leiterbahn 122(1) mittels einer Kontaktierung 510(b-c) durch das erste Substrat 102 hindurch elektrisch leitfähig verbunden sein. Anschaulich können die Leiterbahnen auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite des Substrats eine verflochtene Struktur bilden. In einer derartigen Anordnung ist jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen über die gesamte Länge des Spulenleiters hinweg zwischen genau zwei anderen Leiterbahnen der mehreren Leiterbahnen angeordnet. Dies führt beispielsweise zu einem im Wesentlichen gleichen Einfluss benachbarter Leiterbahnen auf die jeweilige Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen. Dadurch kann der Nachbarschaftseffekt auf die mehreren Leiterbahnen reduziert (z.B. minimiert) werden. Anschaulich wirkt auf jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen der gleiche verkette Fluss, wodurch Potentialunterschiede zwischen den Leiterbahnen reduziert werden.

Anschaulich zeigt die FIG. 5B ferner, dass die Anordnung der mehreren ersten Leiterbahnen 122 eine Spulenleiterbreite, Wi, des ersten Spulenleiters 106 (in x-Richtung) definieren kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Leiterbahnen jeweils abschnittsweise schräg zu einer Längsrichtung (z.B. der y-Richtung in FIG. 5B) einer jeweiligen Windung, i, des Spulenleiters (z.B. des ersten Spulenleiters 106 bzw. des zweiten Spulenleiters 108) angeordnet sein. Hierbei können die mehreren Leiterbahnen abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zum Beispiel können die auf der ersten Seite angeordneten Abschnitte 524 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zum Beispiel können die auf der zweiten Seite angeordneten Abschnitte 526 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Leiterbahnen (z.B. die mehreren ersten Leiterbahnen 122, z.B. die mehreren zweiten Leiterbahnen 123) in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 10° bis ungefähr 35° zu der Längsrichtung (z.B. der y-Richtung in FIG. 5B) einer jeweiligen Windung, i, des Spulenleiters (z.B. des ersten Spulenleiters 106 bzw. des zweiten Spulenleiters 108) angeordnet sein.

Unter dem Ausdruck, dass die mehreren Leiterbahnen jeweils „abschnittsweise schräg“ zu einer Längsrichtung der jeweiligen Windung verlaufen, kann verstanden werden, dass die 15 ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren Leiterbahnen schräg zu der Längsrichtung angeordnet sind und dass die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren Leiterbahnen schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters angeordnet sind.

Unter dem Ausdruck, dass die mehreren Leiterbahnen „abschnittsweise im Wesentlichen parallel“ zueinander verlaufen, kann verstanden werden, dass die ersten Leiterbahn- Abschnitte der mehreren Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen und dass die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Leiterbahnen ihre relative Lage zueinander in einem sich wiederholenden Muster verändern. Die mehreren Leiterbahnen können ihre relative Lage zueinander derart verändern, dass für jede Leiterbahn eine Gesamtlänge aller Abschnitte, in welchen die jeweilige Leiterbahn zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen angeordnet ist, im Wesentlichen gleich ist. Zum Beispiel kann jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen erste Abschnitte aufweisen, in welchen die Leiterbahn benachbart zu genau einer anderen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen angeordnet ist und kann zweite Abschnitte aufweisen, in welchen die jeweilige Leiterbahn benachbart zu genau zwei anderen Leiterbahnen der mehreren Leiterbahnen angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können alle ersten Abschnitte jeder Leiterbahn eine jeweilige Gesamtlänge haben und die jeweilige Gesamtlänge der ersten Abschnitte kann für alle Leiterbahnen der mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen gleich sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können alle zweiten Abschnitte jeder Leiterbahn eine jeweilige Gesamtlänge haben und die jeweilige Gesamtlänge der zweiten Abschnitte kann für alle Leiterbahnen der mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen gleich sein. Eine Konfiguration 506 hierfür ist in FIG. 5C beispielhaft für mehrere erste Leiterbahnen gezeigt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Leiterbahn (z.B. die Leiterbahnen 122(1), z.B. die Leiterbahn 122(2), z.B. die Leiterbahn 122(3)) erste Abschnitte, in denen die Leiterbahn lediglich zu einer anderen Leiterbahn benachbart ist, und zweite Abschnitte, in denen die Leiterbahn zu genau zwei anderen Leiterbahnen benachbart ist, aufweisen. Eine derartige Anordnung kann dadurch ermöglicht werden, dass jede Leiterbahn abwechselnd auf einer ersten Seite eines Substrats (z.B. der ersten Seite 124 des ersten Substrats 102) und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Substrats (z.B. der zweiten Seite 126 des ersten Substrats 102) angeordnet ist und mittels jeweiliger Kontaktierungen (z.B. den Kontaktierungen 510) durch das Substrat hindurch elektrisch leitfähig verbunden ist. Eine Gesamtlänge aller ersten Abschnitte einer Leiterbahn, in den die Leiterbahn lediglich zu 16 einer anderen Leiterbahn benachbart ist, kann für jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen gleich sein. Eine Gesamtlänge aller zweiten Abschnitte einer Leiterbahn, in den die Leiterbahn zu genau zwei anderen Leiterbahnen benachbart ist, kann für jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen im Wesentlichen gleich sein. Anschaulich kann jede Leiterbahn einen gleichen Anteil von einer Gesamtlänge des Spulenleiters aufweisen, in dem die Leiterbahn lediglich zu einer anderen Leiterbahn benachbart ist, und jeder Spulenleiter kann den verbleibenden Anteil von der Gesamtlänge des Spulenleiters zu genau zwei anderen Leiterbahnen benachbart sein. In einer derartigen Anordnung wirkt, über die Gesamtlänge des Spulenleiters hinweg betrachtet, auf jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen im Mittel das gleiche Magnetfeld, welches von einem in den benachbarten Leiterbahnen fließenden Strom erzeugt wird. Dies führt beispielsweise zu einem im Wesentlichen gleichen Einfluss der benachbarten Leiterbahnen auf die jeweilige Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen. Dadurch kann der Nachbarschaftseffekt auf die mehreren Leiterbahnen reduziert (z.B. minimiert) werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Spulenanordnung mehrere Substrate mit jeweils darauf angeordneten Spulen aufweisen. Die mehreren Substrate können übereinander gestapelt sein. Eine Konfiguration der Spule bzw. eine Anordnung der Spule auf und/oder in einem Substrat kann hierbei im Wesentlichen analog zu der Spulenanordnung 100 sein.

FIG. 6A zeigt eine Spulenanordnung 600 zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Die Spulenanordnung 600 kann eine Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) aufweisen. Die Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) kann übereinander (z.B. in z-Richtung) angeordnet sein (wobei Njede natürliche Ganzzahl größer als oder gleich zwei sein kann). Jedem Substrat 602(n) der Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) kann eine Spule 606s(n) einer Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N) zugeordnet sein. Jede Spule 606s(n) der Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N) kann einen jeweiligen Spulenleiter 606(n) einer Vielzahl von Spulenleitern 606(n=l bis N) aufweisen. Jeder Spulenleiter 606(n) der Vielzahl von Spulenleitern 606(n=l bis N) kann in mehreren Windungen angeordnet sein und kann mehrere Leiterbahnen aufweisen, wie beispielsweise mit Bezug auf die Spulenanordnung 100 beschrieben. Jede Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen eines Spulenleiters kann abwechselnd auf einer ersten Seite und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des zugeordneten Substrats der Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) angeordnet sein. Zum Beispiel können die mehreren Leiterbahnen wie mit 17

Bezug auf FIG. 5B und/oder FIG. 5C beschrieben, angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen zwei benachbarten Substraten 602(n), 602(n+l) der Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) jeweils mindestens eine dielektrische Schicht 610(n) einer Vielzahl von dielektrischen Schichten 610(n=l bis N-l) angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die jeweils zwei benachbarten Substraten 602(n), 602(n+l) der Vielzahl von Substraten 602(n=l bis N) zugeordneten Spulen 606s(n), 606s(n+l) und die zwischen den zwei benachbarten Substraten 602(n), 602(n+l) angeordnete mindestens eine dielektrische Schicht 610(n) jeweils einen resonanten Schwingkreis bilden. Hierbei zeigt sich anschaulich, dass, wenn der Spulenleiter 606(n) einer Spule 606s(n) abwechselnd beidseitig des zugeordneten Substrats angeordnet ist (sich also zum Beispiel auf der ersten Seite angeordnete erste Leiterbahn- Abschnitte und auf der zweiten Seite angeordnete zweite Leiterbahn-Abschnitte einer jeweiligen Leiterbahn abwechseln), die Spule 606s(n) zum Erzeugen einer jeweiligen Kapazität, C, in beiden zu dem zugeordneten Substrat 602(n) benachbarten dielektrischen Schichten 610(n), 610(n-l) dienen kann.

Beispielhafte Verschaltungen 630, 650 der Spulenanordnung 600 sind in FIG. 6B und FIG. 6D gezeigt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 100 einen Betriebsschaltkreis aufweisen (z.B. wie mit Bezug auf FIG. 3B beschrieben. Die Spulenanordnung 600 kann eine Vielzahl von Verbindungleitern aufweisen. Der Betriebsschaltkreis kann mittels eines jeweiligen Verbindungsleiters der Vielzahl von Verbindungsleiter elektrisch leitend mit einem inneren Spulendendabschnitt des einen Spulenleiters 606(n) und mit dem äußeren Spulenendabschnitt des anderen Spulenleiters 606(n+l), welche einen jeweiligen resonanten Schwingkreis bilden, elektrisch leitend verbunden sein. Die Spulenanordnung 600 kann eine Strom-/Spannungsversorgung aufweisen, welche eingerichtet sein kann, einen Wechselstrom bzw. eine Wechsel Spannung an den Betriebsschaltkreis bereitzustellen. Anschaulich kann derart abwechselnd an den inneren Spulenendabschnitt und den äußeren Spulenendabschnitt der übereinander angeordneten Spulenleiter 606(n=l bis N) ein Wechselstrom bzw. eine Wechsel Spannung angelegt werden. Anschaulich kann der Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung in dem Schema A-B-A-B (siehe FIG. 6B) an die Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N) angelegt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung mittels des Betriebs Schaltkreis und der Vielzahl von Verbindungsleitern in dem Schema A-B-B-A (siehe FIG. 6D) an die Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N) angelegt werden. Es wird verstanden, dass der Betriebs Schaltkreis entsprechend mit den jeweiligen inneren Spulenendabschnitten (A) und den jeweiligen äußeren Spulenendabschnitten (B) mittels zugeordneten Verbindungsleiter elektrisch 18 leitend verbunden sein kann. Wird der Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung in dem Schema A-B-B-A an die Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N) angelegt, so erzeugt dies in jeder zweiten mindestens einen dielektrischen Schicht (d.h. in jeder mindestens einen dielektrischen Schicht deren zugeordnete Spulen entweder beide einen bzw. eine an dem inneren Spulenendabschnitt (A) angelegten Wechselstrom bzw. angelegte Wechsel Spannung oder beide einen bzw. eine an dem äußeren Spulenendabschnitt (B) angelegten Wechselstrom bzw. angelegte Wechsel Spannung aufweisen) im Wesentlichen keinen Potentialunterschied, wodurch beispielsweise das Material dieser dielektrischen Schichten und/oder eine Schichtdicke dieser im Wesentlichen unerheblich für die Funktion der Spulenanordnung ist. Sowohl das Schema A-B-A-B als auch das Schema A-B-B-A führen zu einer Gesamtinduktivität der Vielzahl von Spulen 606s(n=l bis N), wie beispielsweise in FIG. 6C gezeigt.

FIG. 7A zeigt eine Spulenanordnung 700 zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Die Spulenanordnung 700 kann eine Vielzahl von Schwingkreisstapeln aufweisen (z.B. eine Anzahl N von Schwingkreisstapeln mit M größer als oder gleich 1). Die Schwingkreisstapel der Vielzahl von Schwingkreisstapeln können übereinander (z.B. in z- Richtung) angeordnet sein. Jeder Schwingkreisstapel der Vielzahl von Schwingkreisstapeln kann ähnlich zu der Spulenanordnung 100 eingerichtet sein. Zum Beispiel kann jeder Schwingkreisstapel, m, der Vielzahl von Schwingkreisstapeln, m=l bis M, ein erstes Substrat 702(m), eine auf und/oder in dem ersten Substrat 702(m) angeordnete erste Spule 706s(m), welche einen in mehreren Windungen angeordneten ersten Spulenleiter 706(m) aufweist, ein zweites Substrat 704(m), eine auf und/oder in dem zweiten Substrat 704(m) angeordnete zweite Spule 708s(m), welche einen in mehreren Windungen angeordneten zweiten Spulenleiter 708(m) aufweist, und mindestens eine dielektrische Schicht 710(m), welche zwischen der ersten Spule 706s(m) und der zweiten Spule 708s(m) angeordnet ist, aufweisen. Die erste Spule 706s(m), die mindestens eine dielektrische Schicht 710(m) und die zweite Spule 708s(m) eines jeden Schwingkreisstapels, m, der Vielzahl von Schwingkreisstapeln, m=l bis M, können einen jeweiligen resonanten Schwingkreis bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 700 eine Vielzahl von elektrisch nichtleitenden Schichten 720 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils zwischen zwei benachbarten Schwingkreisstapeln m, m+1 jeweils mindestens eine elektrisch nichtleitende Schicht 710(m, m+1) der Vielzahl von elektrisch nichtleitenden Schichten angeordnet sein. 19

Die elektrisch nichtleitende Schicht kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein dielektrisches Material aufweisen (siehe hierzu zum Beispiel FIG. 6A).

Eine beispielhafte Verschaltung 730 der Spulenanordnung 700 sind in FIG. 7B gezeigt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spulenanordnung 700 ähnlich zu der Spulenanordnung 100 und der Spulenanordnung 600 einen Betriebsschaltkreis und eine Vielzahl von Verbindungsleitern aufweisen. Unter Verwendung des Betriebsschaltkreises kann mittels der Vielzahl von Verbindungsleitern ein Wechselstrom bzw. eine Wechsel Spannung in jeweilige Spulenendabschnitte (z.B. innere Spulenendabschnitte und/oder äußere Spulenendabschnitte) der Spulenleiter der Spulenanordnung 700 eingekoppelt und/oder ausgekoppelt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Betriebsschaltkreis mittels eines jeweiligen Verbindungsleiters mit dem inneren Spulendendabschnitt, A, der ersten Spule 706s(m) mit dem äußeren Spulenendabschnitt, B, der zweiten Spule 708s(m) jedes zweiten übereinander angeordneten Schwingkreisstapels (m, m+2, m+4, etc.) der Vielzahl von Schwingkreisstapel, m=l bis M, elektrisch leitend verbunden sein. Der Betriebsschaltkreis mittels eines jeweiligen Verbindungsleiters mit dem äußeren Spulendendabschnitt, B, der ersten Spule 706s(m) und mit dem inneren Spulenendabschnitt, A, der zweiten Spule 708s(m) jedes anderen Schwingkreisstapels (m+1, m+3, m+5, etc.) der Vielzahl von Schwingkreisstapel, m=l bis M, elektrisch leitend verbunden sein. Anschaulich kann dadurch Wechselstrom bzw. Wechsel Spannung in dem Schema A-B-B-A an die Spulen angelegt werden. Das Schema A-B-B-A führt beispielsweise zu einer Gesamtinduktivität aller Spulen wie beispielsweise in FIG. 7C gezeigt.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine gewünschte Gesamtkapazität der jeweiligen Spulenanordnung 100, 600, 700 zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieüb ertagung mittels ein oder mehrerer Parameter aus der folgenden Gruppe von Parametern eingestellt werden: einer wirksamen Fläche, einem dielektrischen Material der mindestens einen dielektrischen Schicht, einer Dicke der mindestens einen dielektrischen Schicht und einer jeweiligen Art der Verschaltung (z.B. gemäß dem Schema A-B-A-B oder gemäß dem Schema A-B-B-A, wie hierin beschrieben). Die wirksame Fläche kann abhängig sein von einer Anzahl an Substraten, einer Leiterbahnbreite (bzw. einer Leiterbahnbreiten-Verteilung) und/oder einer Spulenleiterbreite (bzw. einer Spulenleiterbreiten-Verteilung).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine gewünschte Gesamtinduktivität der jeweiligen Spulenanordnung 100, 600, 700 zur Verwendung als Sendespule oder 20

Empfangsspule bei einer Energieüb ertagung mittels ein oder mehrerer Parameter aus der folgenden Gruppe von Parametern eingestellt werden: einer Anzahl an Substraten, einer Anzahl an Windungen, einer Spulenleiterbreite (bzw. einer Spulenleiterbreiten- Verteilung), einem jeweiligen Abstand zwischen den Windungen eines Spulenleiters und/oder einer jeweiligen Fläche der Spulen (z.B. definiert mittels des äußeren Radius,

Ra).

Wie hierin beschrieben kann jeder Spulenleiter (z.B. der erste Spulenleiters 106, z.B. der zweite Spulenleiters 108, z.B. ein Spulenleiter 606(n), z.B. ein Spulenleiter 706(m), z.B. ein Spulenleiter 708(m)) in mehreren Windungen, i=l-I, angeordnet sein und der jeweilige Spulenleiter kann in jeder Windung der mehreren Windungen eine jeweilige Spulenleiterbreite, Wi, aufweisen. Die Spulenleiterbreiten, Wi(mit i=l bis I), können voneinander verschieden sein.

FIG. 8A zeigt ein Diagramm 802 einer beispielhaften Spulenleiterbreiten-Verteilung eines Spulenleiters gemäß verschiedenen Ausführungsformen (z.B. des ersten Spulenleiters 106, z.B. des zweiten Spulenleiters 108, z.B. eines Spulenleiters 606(n), z.B. eines Spulenleiters 706(m), z.B. eines Spulenleiters 708(m)) als Funktion der Windungsposition. Die Windungsposition kann hierbei die jeweilige Windung zwischen dem inneren Radius, Ri, der Spule, welche durch den Spulenleiter gebildet wird, und dem äußeren Radius, Ra , der Spule angeben (z.B. in x-Richtung, z.B. in y-Richtung).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Spulenleiterbreite, Wi , eines Spulenleiters ausgehend von einer Windung, i m , in einem mittleren Abschnitt der Spule (d.h. i m 7- 1 und im ) in Richtung des inneren Spulenendabschnittes des Spulenleiters (d.h. in Richtung i=l) und in Richtung des äußeren Spulenendabschnittes des Spulenleiters (d.h. in Richtung i=I) kleiner wird. FIG.8A zeigt dies beispielhaft für 11 Windungen (d.h. 1=11) eines Spulenleiters, wobei die Windung i=8 die größte Spulenleiterbreite, Ws, aufweist. In dieser beispielhaften Spulenleiterbreiten-Verteilung werden die Spulenleiterbreiten in Richtung des inneren Spulenendabschnittes (d.h. in Richtung des inneren Radius, Ri, der Spule) kontinuierlich kleiner und in Richtung des äußeren Spulenendabschnittes (d.h. in Richtung des äußeren Radius, R a , der Spule) kontinuierlich kleiner. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Spulenleiterbreiten sprunghaft kleiner werden.

Anschaulich kann ein Windungsabschnitt (z.B. der in FIG. 8A gezeigte Ausschnitt) einer Windung, i, der mehreren Windungen, i=l bis I, des Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Windungsabschnitt einer anderen Windung, i-1, und einem zweiten 21

Windungsabschnitt einer noch anderen Windung, i+1, liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand des Windungsabschnitts der Windung, i, von dem ersten Nachbar-Windungsabschnitt der anderen Windung, i-1, verschieden sein von einem Abstand des Windungsabschnitts der Windung, i, zu dem zweiten Nachbar- Windungsabschnitt der noch anderen Windung, i+1.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters wie mit Bezug auf FIG. 5A bis FIG. 5C beschrieben angeordnet sein. Zum Beispiel können die mehreren Leiterbahnen abwechselnd auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sein (siehe zum Beispiel FIG. 5B und FIG 5C).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen (z.B. zwischen der Windung i und der Windung i+1) von mindestens einem anderen Abstand zweier benachbarter Windungen (z.B. zwischen der Windung i+1 und der Windung i+2) verschieden sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Abstände zwischen allen benachbarten Windungen der mehreren Windungen voneinander verschieden sein.

Mittels einer derartigen Spulenleiterbreiten-Variation kann der Einfluss des „Nachbarschaftseffekts“ auf die Leiterbahnen in den mehreren Windungen des Spulenleiters verringert werden.

Wie hierin beschrieben kann jeder Spulenleiter (z.B. der erste Spulenleiters 106, z.B. der zweite Spulenleiters 108, z.B. ein Spulenleiter 606(n), z.B. ein Spulenleiter 706(m), z.B. ein Spulenleiter 708(m)) mehrere Leiterbahnen, j=l bis J, aufweisen (wobei J jede natürliche Ganzzahl größer als oder gleich zwei sein kann). Jede Leiterbahn, j, der mehreren Leiterbahnen, j=l bis J, kann eine jeweilige Leiterbahnbreite, sy , in jeder Windung, i, der mehreren Windungen, i=l bis I, aufweisen. Als „Leiterbahnbreite in einer Windung“, wie hierin verwendet, kann verstanden werden, dass die Leiterbahn in mindestens 90% oder mehr (z.B. mindestens 95% oder mehr) der Windung diese Leiterbahnbreite aufweist. Anschaulich kann die Leiterbahn entlang der Windung im Wesentlichen diese Leiterbahnbreite aufweisen. Die Leiterbahnbreite, s , kann (wie zum Beispiel in FIG. 8A und FIG. 8B) auch als Leiterzugbreite bezeichnet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Leiterbahnbreiten, sy , einer jeweiligen Leiterbahn, j, in den mehreren Windungen, i=l bis I, voneinander verschieden sein. Zum Beispiel kann ein Leiterbahnabschnitt einer Leiterbahn, j, der mehreren Leiterbahnen, 22 j=l bis J, des Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer anderen Leiterbahn,j-1, der mehreren Leiterbahnen, j=l bis J, des Spulenleiters und einem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer noch anderen Leiterbahn, j+1, der mehreren Leiterbahnen, j=l bis J, des Spulenleiters liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand des Leiterbahnabschnitts der Leiterbahn, j, zu dem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt der anderen Leiterbahn, j-1, verschieden sein von einem Abstand des Leiterbahnabschnitts der Leiterbahn, j, zu dem zweiten Nachbar- Leiterbahnabschnitt der noch anderen Leiterbahn, j+1.

FIG. 8B zeigt ein Diagramm 832 einer beispielhaften Leiterbahnbreiten-Verteilung einer Leiterbahn eines Spulenleiters (z.B. des ersten Spulenleiters 106, z.B. des zweiten Spulenleiters 108, z.B. eines Spulenleiters 606(n), z.B. eines Spulenleiters 706(m), z.B. eines Spulenleiters 708(m)) gemäß verschiedenen Ausführungsformen als Funktion der Windungsposition.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Leiterbahnbreiten, sy , der mehreren Leiterbahnen, j=l bis J, eines Spulenleiters innerhalb derselben Windung, i , voneinander verschieden sein. FIG.8B zeigt dies beispielhaft für 11 Windungen (d.h. 1=11) eines Spulenleiters, welcher 5 Leiterbahnen (d.h. J=5) aufweist.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters wie mit Bezug auf FIG. 5A bis FIG. 5C beschrieben angeordnet sein. Zum Beispiel können die mehreren Leiterbahnen abwechselnd beidseitig (z.B. in abwechselnd Abschnitten auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite) des zugeordneten Substrats angeordnet sein (siehe zum Beispiel FIG. 5B und FIG 5C).

Mittels einer derartigen Leiterbahnbreiten-Variation kann der Einfluss des „Nachbarschaftseffekts“ auf die einzelnen Leiterbahnen verringert werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen (z.B. zwischen der Leiterbahn j und der Leiterbahn j+1) von mindestens einem anderen Abstand zweier benachbarter Leiterbahnen (z.B. zwischen der Leiterbahn j+1 und der Leiterbahn j +2) verschieden sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Abstände zwischen allen benachbarten Leiterbahnen innerhalb derselben Windung, i, der mehreren Windungen, i=l bis I, voneinander verschieden sein. 23

FIG. 9A zeigt ein Ablaufdiagramm 900A eines Verfahrens zum Herstellen einer Spulenanordnung (z.B. der Spulenanordnung 100) gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Das Verfahren kann ein Bilden einer ersten Spule auf einer ersten Seite einer dielektrischen Schicht (oder einem Schichtstapel aus mehreren dielektrischen Schichten) aufweisen (in 902A). Die erste Spule kann einen ersten Spulenleiter, welcher in mehreren Windungen angeordnet sein kann, aufweisen. Der erste Spulenleiter kann mehrere erste Leiterbahnen aufweisen.

Das Verfahren kann ein Bilden einer zweiten Spule auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der dielektrischen Schicht (bzw. dem Schichtstapel aus mehreren dielektrischen Schichten) aufweisen (in 904A). Die zweite Spule kann einen zweiten Spulenleiter, welcher in mehreren Windungen angeordnet sein kann, aufweisen. Der zweite Spulenleiter kann mehrere zweite Leiterbahnen aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Spule, die dielektrische Schicht (bzw. der Schichtstapel aus mehreren dielektrischen Schichten) und die zweite Spule einen resonanten Schwingkreis bilden.

FIG. 9B zeigt ein Ablaufdiagramm 900B eines Verfahrens zum Herstellen einer Spulenanordnung (z.B. der Spulenanordnung 100, z.B. der Spulenanordnung 600, z.B. der Spulenanordnung 700) gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Das Verfahren kann ein Bilden einer ersten Spule auf bzw. in einem ersten Substrat aufweisen (in 902B). Die erste Spule kann einen ersten Spulenleiter, welcher in mehreren Windungen angeordnet sein kann, aufweisen. Der erste Spulenleiter kann mehrere erste Leiterbahnen aufweisen. Die mehreren ersten Leiterbahnen können abwechselnd auf einer ersten Seite des ersten Substrats und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des ersten Substrats angeordnet sein (z.B. wie mit Bezug auf FIG. 5B und FIG. 5C beschrieben).

Das Verfahren kann ein Bilden einer zweiten Spule auf bzw. in einem zweiten Substrat aufweisen (in 904B). Die zweite Spule kann einen zweiten Spulenleiter, welcher in mehreren Windungen angeordnet sein kann, aufweisen. Der zweite Spulenleiter kann mehrere zweite Leiterbahnen aufweisen. Die mehreren zweiten Leiterbahnen können abwechselnd auf einer ersten Seite des zweiten Substrats und auf einer der ersten Seite 24 gegenüberliegenden zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet sein (z.B. wie mit Bezug auf FIG. 5B und FIG. 5C beschrieben).

Das Verfahren kann ein Bilden mindestens einer dielektrischen Schicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat aufweisen (in 906B). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine dielektrische Schicht derart zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat gebildet werden, dass die erste Spule, die mindestens eine dielektrische Schicht und die zweite Spule einen resonanten Schwingkreis bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat eine aushärtbare Kunststoffschicht abgeschieden werden, das jeweils andere Substrat kann über der aushärtbaren Kunststoffschicht angeordnet werden und die Kunststoffschicht kann anschließend ausgehärtet werden. Anschaulich kann derart ein Schichtstapel aus dem ersten Substrat, der Kunststoffschicht und dem zweiten Substrat gebildet werden. Die Kunststoffschicht kann hierbei die mindestens eine dielektrische Schicht bilden oder ein Teil dieser sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Folie zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat laminiert werden und die Folie kann hierbei die mindestens eine dielektrische Schicht bilden oder ein Teil dieser sein.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine jeweilige Spule, welche einen Spulenleiter mit mehreren Leiterbahnen aufweist, auf bzw. in einem zugeordneten Substrat einer Vielzahl von Substraten gebildet werden, wobei die Leiterbahnen abwechselnd auf einer ersten Seite und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des zugeordneten Substrats angeordnet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils zwischen zwei Substraten der Vielzahl von Substraten eine zugeordnete dielektrische Schicht (oder ein Schichtstapel aus mehreren dielektrischen Schichten) gebildet werden. Zum Beispiel kann derart der Schichtstapel 600 gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils zwischen zwei Substraten der Vielzahl von Substraten abwechselnd entweder eine zugeordnete dielektrische Schicht (oder ein Schichtstapel aus mehreren dielektrischen Schichten) oder eine elektrisch nichtleitende Schicht gebildet werden. Zum Beispiel kann derart der Schichtstapel 700 gebildet werden.

Zum Beispiel können erste Folien die dielektrischen Schichten und zweite Folien die elektrisch nichtleitenden Schichten bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Substrate der Vielzahl von Substraten und ersten Folien und/oder die zweiten Folien übereinander angeordnet und laminiert werden. 25

Zum Beispiel können die dielektrischen Schichten und/oder die elektrisch nichtleitenden Schichten mittels aushärtbarer Kunststoffe gebildet werden. In diesem Fall können aushärtbare Kunststoffschichten zwischen den Substraten der Vielzahl von Substraten gebildet werden und die aushärtbaren Kunststoffschichten können in einer gemeinsamen Behandlung (z.B. einer Temperaturbehandlung) ausgehärtet werden.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele bereitgestellt, welche ein oder mehrere Aspekte der Spulenanordnungen 100, 600, 700 und der Verfahren 900A, 900B beschreiben. Es wird verstanden, dass Aspekte, welche in Bezug auf eine Spulenanordnung beschrieben sind, ebenfalls auf die Verfahren zutreffen können, und vice versa. Zum Beispiel können in Bezug auf die Spulenanordnung beschriebene Elemente entsprechend in einem jeweiligen Verfahren hergestellt werden.

Beispiel 1 ist eine Spulenanordnung zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung aufweisend: eine erste (z.B. gedruckte) Spule, welche einen ersten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Spulenleiter mehrere erste Leiterbahnen aufweist, eine zweite (z.B. gedruckte) Spule, welche einen zweiten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der zweite Spulenleiter mehrere zweite Leiterbahnen aufweist; und mindestens eine dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule derart angeordnet ist, dass die erste Spule, die zweite Spule und die mindestens eine dielektrische Schicht einen resonanten Schwingkreis bilden.

In Beispiel 2 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 1 optional ferner aufweisen, dass ein dielektrisches Material der mindestens einen dielektrischen Schicht derart eingerichtet ist, dass dieses einen dielektrischen Verlustfaktor (definiert als e/7e/) kleiner als 0,005 aufweist in einem Frequenzbereich von ungefähr 10 kHz bis ungefähr 1000 kHz. Anschaulich kann ein Verhältnis aus einem Imaginärteil, er“, der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials und einem Realteil, e r ‘, der komplexwertigen relativen Permittivität des dielektrischen Materials kleiner als 0,005 sein in einem Frequenzbereich von ungefähr 10 kHz bis ungefähr 1000 kHz.

In Beispiel 3 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 1 oder 2 optional ferner aufweisen, dass das dielektrische Material Polypropylen, Polytetrafluorethylen, ..., und/oder ... aufweist.

In Beispiel 4 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 optional ferner aufweisen, dass die mindestens eine dielektrische Schicht eine Folie, eine Leiterplatte oder 26 eine ausgehärtete Kunststoffschicht bestehend aus einem dielektrischen Material aufweist.

In Beispiel 5 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 optional ferner aufweisen, dass die erste Spule eine zweidimensionale Spule ist und/oder wobei die zweite Spule eine zweidimensionale Spule ist.

In Beispiel 6 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 5 optional ferner aufweisen, dass die Spulenanordnung ferner aufweist: ein erstes Substrat, wobei die erste Spule (z.B. einseitig oder beidseitig) auf und/oder in (z.B. vollständig oder abschnittsweise in) dem ersten Substrat angeordnet ist, und ein zweites Substrat, wobei die zweite Spule (z.B. einseitig oder beidseitig) auf und/oder in (z.B. vollständig oder abschnittsweise in) dem zweiten Substrat angeordnet ist; wobei die mindestens eine dielektrische Schicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist.

In Beispiel 7 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 6 optional ferner aufweisen, dass das erste Substrat eine erste Leiterplatte (PCB) ist.

In Beispiel 8 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 6 oder 7 optional ferner aufweisen, dass das erste Substrat ein elektrisch isolierendes Material aufweist.

In Beispiel 9 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 8 optional ferner aufweisen, dass das elektrische isolierende Material ein faserverstärkter Kunststoff oder ein Hartpapier ist oder dieses aufweist.

In Beispiel 10 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 9 optional ferner aufweisen, dass sich jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen beidseitig (z.B. abwechselnd beidseitig) des ersten Substrats erstreckt und wobei Abschnitte der jeweiligen ersten Leiterbahn durch das Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

In Beispiel 11 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 10 optional ferner aufweisen, dass das erste Substrat eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist, und wobei erste Leiterb ahn- Ab schnitte einer jeweiligen ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen auf der ersten Seite des ersten Substrats angeordnet sind und wobei zweite Leiterbahn-Abschnitte der ersten Leiterbahn auf der zweiten Seite des ersten Substrats angeordnet sind. Die mehreren ersten Leiterbahnen können sich derart beidseitig des ersten Substrats erstrecken, dass im 27

Querschnitt des ersten Spulenleiters zwei oder mehr erste Leiterbahnen auf der ersten Seite angeordnet sind und zwei oder mehr andere erste Leiterbahnen auf der zweiten Seite angeordnet sind.

In Beispiel 12 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 11 optional ferner aufweisen, dass die ersten Leiterbahn- Abschnitte und zweiten Leiterbahn- Abschnitte der jeweiligen ersten Leiterbahn mittels Durchkontaktierungen durch das Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

In Beispiel 13 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 12 optional ferner aufweisen, dass die mehreren ersten Leiterbahnen jeweils abschnittsweise schräg zu einer Längsrichtung einer jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters angeordnet sind und dass die mehreren ersten Leiterbahnen abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zum Beispiel können die ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters angeordnet sein und die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen können schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des ersten Spulenleiters angeordnet sein. Zum Beispiel können die ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen und die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren ersten Leiterbahnen können parallel zueinander verlaufen.

In Beispiel 14 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 13 optional ferner aufweisen, dass die mehreren ersten Leiterbahnen ihre relative Lage zueinander in einem sich wiederholenden Muster verändern.

In Beispiel 15 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 14 optional ferner aufweisen, dass das zweite Substrat eine zweite Leiterplatte (PCB) ist.

In Beispiel 16 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 15 optional ferner aufweisen, dass das zweite Substrat ein elektrisch isolierendes Material aufweist.

In Beispiel 17 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 16 optional ferner aufweisen, dass das elektrische isolierende Material ein faserverstärkter Kunststoff oder ein Hartpapier ist oder dieses aufweist.

In Beispiel 18 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 17 optional ferner aufweisen, dass sich jede zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen 28 abwechselnd beidseitig des zweiten Substrats erstreckt und wobei Abschnitte der jeweiligen zweiten Leiterbahn durch das Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

In Beispiel 19 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 18 optional ferner aufweisen, dass das zweite Substrat eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist, und wobei erste Leiterb ahn- Ab schnitte einer jeweiligen zweiten Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen auf der ersten Seite des zweiten Substrats angeordnet sind und wobei zweite Leiterbahn-Abschnitte der zweiten Leiterbahn auf der zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet sind. Die mehreren zweiten Leiterbahnen können sich derart beidseitig des zweiten Substrats erstrecken, dass im Querschnitt des zweiten Spulenleiters zwei oder mehr zweite Leiterbahnen auf der ersten Seite des zweiten Substrats angeordnet sind und zwei oder mehr andere zweite Leiterbahnen auf der zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet sind.

In Beispiel 20 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 19 optional ferner aufweisen, dass die ersten Leiterbahn- Abschnitte und zweiten Leiterbahn- Abschnitte der jeweiligen zweiten Leiterbahn mittels Durchkontaktierungen durch das zweite Substrat hindurch miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

In Beispiel 21 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 20 optional ferner aufweisen, dass die mehreren zweiten Leiterbahnen jeweils abschnittsweise schräg zu einer Längsrichtung einer jeweiligen Windung des zweiten Spulenleiters angeordnet sind und dass die mehreren zweiten Leiterbahnen abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zum Beispiel können die ersten Leiterb ahn- Ab schnitte der mehreren zweiten Leiterbahnen schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des zweiten Spulenleiters angeordnet sein und die zweiten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren zweiten Leiterbahnen können schräg zu der Längsrichtung der jeweiligen Windung des zweiten Spulenleiters angeordnet sein. Zum Beispiel können die ersten Leiterbahn-Abschnitte der mehreren zweiten Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen und die zweiten Leiterbahn- Abschnitte der mehreren zweiten Leiterbahnen können parallel zueinander verlaufen.

In Beispiel 22 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 6 bis 21 optional ferner aufweisen, dass die mehreren zweiten Leiterbahnen ihre relative Lage zueinander in einem sich wiederholenden Muster verändern. 29

In Beispiel 23 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 22 optional ferner aufweisen, dass jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen erste Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige erste Leiterbahn benachbart zu genau einer anderen ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen angeordnet ist, und wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen zweite Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige erste Leiterbahn benachbart zu genau zwei anderen ersten Leiterbahnen der mehreren ersten Leiterbahnen angeordnet ist

In Beispiel 24 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 23 optional ferner aufweisen, dass die Summe der Längen aller ersten Abschnitte einer jeweiligen ersten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle ersten Leiterbahnen im Wesentlichen gleich ist

In Beispiel 25 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 23 oder 24 optional ferner aufweisen, dass die Summe der Längen aller zweiten Abschnitte einer jeweiligen ersten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle ersten Leiterbahnen im Wesentlichen gleich ist

In Beispiel 26 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 25 optional ferner aufweisen, dass die Anordnung der mehreren ersten Leiterbahnen eine Spulenleiterbreite des ersten Spulenleiters definiert, wobei der erste Spulenleiter in einer ersten Windung der mehreren Windungen eine erste Spulenleiterbreite aufweist und wobei der erste Spulenleiter in einer zweiten Windung der mehreren Windungen eine von der ersten Spulenleiterbreite verschiedene zweite Spulenleiterbreite aufweist.

In Beispiel 27 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 26 optional ferner aufweisen, dass der erste Spulenleiter in einer dritten Windung der mehreren Windungen eine dritte Spulenleiterbreite aufweist, wobei die dritte Windung des ersten Spulenleiters zwischen der ersten Windung und der zweiten Windung des ersten Spulenleiters angeordnet ist, und wobei die dritte Spulenleiterbreite größer als die erste Spulenleiterbreite und größer als die zweite Spulenleiterbreite ist.

In Beispiel 28 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 27 optional ferner aufweisen, dass ein Windungsabschnitt einer Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Windungsabschnitt einer anderen Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters und einem zweiten Nachbar- Windungsabschnitt einer noch anderen Windung der mehreren Windungen des ersten 30

Spulenleiters liegt, und wobei ein Abstand des Windungsabschnitts von dem ersten Nachbar-Windungsabschnitt verschieden von einem Abstand des Windungsabschnitts von dem zweiten Nachbar-Windungsabschnitt ist.

In Beispiel 29 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 28 optional ferner aufweisen, dass ein Leiterbahnabschnitt einer ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen des ersten Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer anderen ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen des ersten Spulenleiters und einem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer noch anderen ersten Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen des ersten Spulenleiters liegt, und wobei ein Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt verschieden von einem Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt ist.

In Beispiel 30 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 29 optional ferner aufweisen, dass der erste Spulenleiter einen inneren Spulenendabschnitt und einen äußeren Spulenendabschnitt aufweist, wobei die mehreren ersten Leiterbahnen des ersten Spulenleiters zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters zueinander parallelgeschaltet sind.

In Beispiel 31 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 30 optional ferner aufweisen, dass die mehreren ersten Leiterbahnen zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters räumlich voneinander separiert sind.

In Beispiel 32 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 31 optional ferner aufweisen, dass jede zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen erste Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige zweite Leiterbahn benachbart zu genau einer anderen zweiten Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen angeordnet ist, und wobei jede zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen zweite Abschnitte aufweist, in welchen die jeweilige zweite Leiterbahn benachbart zu genau zwei anderen zweiten Leiterbahnen der mehreren zweiten Leiterbahnen angeordnet ist

In Beispiel 33 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 32 optional ferner aufweisen, dass die Summe der Längen aller ersten Abschnitte einer jeweiligen zweiten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle zweiten Leiterbahnen im Wesentlichen gleich ist 31

In Beispiel 34 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 32 oder 33 optional ferner aufweisen, dass die Summe der Längen aller zweiten Abschnitte einer jeweiligen zweiten Leiterbahn eine Gesamtlänge definieren, und wobei die jeweilige Gesamtlänge für alle zweiten Leiterbahnen im Wesentlichen gleich ist.

In Beispiel 35 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 34 optional ferner aufweisen, dass die Anordnung der mehreren zweiten Leiterbahnen eine Spulenleiterbreite des zweiten Spulenleiters definiert, wobei der zweite Spulenleiter in einer ersten Windung der mehreren Windungen eine erste Spulenleiterbreite aufweist; und wobei der zweite Spulenleiter in einer zweiten Windung der mehreren Windungen eine von der ersten Spulenleiterbreite verschiedene zweite Spulenleiterbreite aufweist.

In Beispiel 36 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 35 optional ferner aufweisen, dass der zweite Spulenleiter in einer dritten Windung der mehreren Windungen eine dritte Spulenleiterbreite aufweist, wobei die dritte Windung des zweiten Spulenleiters zwischen der ersten Windung und der zweiten Windung des zweiten Spulenleiters angeordnet ist, und wobei die dritte Spulenleiterbreite größer als die erste Spulenleiterbreite und größer als die zweite Spulenleiterbreite ist.

In Beispiel 37 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 36 optional ferner aufweisen, dass ein Windungsabschnitt einer Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Windungsabschnitt einer anderen Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters und einem zweiten Nachbar- Windungsabschnitt einer noch anderen Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters liegt, und dass ein Abstand des Windungsabschnitts von dem ersten Nachbar- Windungsabschnitt verschieden von einem Abstand des Windungsabschnitts von dem zweiten Nachbar-Windungsabschnitt ist.

In Beispiel 38 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 37 optional ferner aufweisen, dass eine erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen in einer ersten Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist; und dass die erste Leiterbahn in einer zweiten Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist.

In Beispiel 39 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 38 optional ferner aufweisen, dass eine erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen in einer jeweiligen 32

Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist; und dass eine andere erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen in der (z.B. derselben) Windung der mehreren Windungen des ersten Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist.

In Beispiel 40 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 39 optional ferner aufweisen, dass eine zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen in einer ersten Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist; und dass die zweite Leiterbahn in einer zweiten Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist.

In Beispiel 41 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 40 optional ferner aufweisen, dass eine zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen in einer jeweiligen Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist; und dass eine andere zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen in der (z.B. derselben) Windung der mehreren Windungen des zweiten Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist.

In Beispiel 42 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 41 optional ferner aufweisen, dass ein Leiterbahnabschnitt einer zweiten Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen des zweiten Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar- Leiterbahnabschnitt einer anderen zweiten Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen des zweiten Spulenleiters und einem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer noch anderen zweiten Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen des zweiten Spulenleiters liegt, und wobei ein Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem ersten Nachbar- Leiterbahnabschnitt verschieden von einem Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt ist.

In Beispiel 43 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 42 optional ferner aufweisen, dass der zweite Spulenleiter einen inneren Spulenendabschnitt und einen äußeren Spulenendabschnitt aufweist, wobei die mehreren zweiten Leiterbahnen des zweiten Spulenleiters zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters zueinander parallelgeschaltet sind. 33

In Beispiel 44 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 43 optional ferner aufweisen, dass die mehreren zweiten Leiterbahnen zwischen dem inneren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters und dem äußeren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters räumlich voneinander separiert sind.

In Beispiel 45 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 1 bis 44 optional ferner aufweisen, dass die Spulenanordnung ferner aufweist: einen Betriebsschaltkreis, mindestens einen ersten Verbindungsleiter, der den Betriebsschaltkreis mit einem inneren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters elektrisch leitend verbindet; und mindestens einen zweiten Verbindungsleiter, der den Betriebsschaltkreis mit einem äußeren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters elektrisch leitend verbindet.

In Beispiel 46 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 45 optional ferner aufweisen, dass der Betriebsschaltkreis derart eingerichtet ist, dass an den Betriebs Schaltkreis bereitgestellter Wechselstrom/Wechselspannung in den inneren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters mittels des mindestens einen ersten Verbindungsleiters und in den äußeren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters mittels des mindestens einen zweiten Verbindungsleiters eingekoppelt werden kann.

In Beispiel 47 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 46 optional ferner aufweisen, dass die Spulenanordnung ferner aufweist: eine Strom -/Spannungsversorgung, die eingerichtet ist, den Wechselstrom bzw. die Wechsel Spannung an den Betriebs Schaltkreis bereitzustellen.

In Beispiel 48 kann der Gegenstand gemäß einem der Beispiele 45 bis 47 optional ferner aufweisen, dass der Betriebs Schaltkreis derart eingerichtet ist, dass Wechselstrom/Wechselspannung aus dem inneren Spulenendabschnitt des ersten Spulenleiters mittels des mindestens einen ersten Verbindungsleiters und/oder aus dem äußeren Spulenendabschnitt des zweiten Spulenleiters mittels des mindestens einen zweiten Verbindungsleiters ausgekoppelt werden kann.

In Beispiel 49 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 48 optional ferner aufweisen, dass die Spulenanordnung ferner aufweist: mindestens eine Batterie, wobei der Betriebs Schaltkreis eingerichtet ist, ausgekoppelten Wechselstrom bzw. ausgekoppelte Wechsel Spannung an die mindestens eine Batterie bereitzustellen.

Beispiel 50 ist eine Spulenanordnung zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung aufweisend: eine Vielzahl von 34

Substraten, wobei die Substrate der Vielzahl von Substraten übereinander angeordnet sind, wobei jedes Substrat der Vielzahl von Substraten einen jeweiligen beidseitig geführten Spulenleiter aufweist, wobei jeder Spulenleiter jeweils mehrere Leiterbahnen aufweist; eine Vielzahl von dielektrischen Schichten, wobei jeweils zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Substraten der Vielzahl von Substraten mindestens eine dielektrische Schicht der Vielzahl von dielektrischen Schichten angeordnet ist, wobei die Spulenleiter von zwei benachbart zueinander angeordneten Substraten und die zwischen diesen Substraten angeordnete mindestens eine dielektrische Schicht jeweils einen resonanten Schwingkreis bilden.

In Beispiel 51 kann der Gegenstand gemäß Beispiel 50 optional ferner aufweisen, dass die Spulenanordnung ferner aufweist: einen Betriebsschaltkreis, eine Vielzahl von ersten Verbindungsleitern, wobei für jeden resonanten Schwingkreis ein innerer Spulenendabschnitt des einen Spulenleiters, welchen der jeweilige resonante Schwingkreis aufweist, mittels eines zugeordneten ersten Verbindungsleiters der Vielzahl von ersten Verbindungsleitern mit dem Betriebsschaltkreis elektrisch leitend verbunden ist; eine Vielzahl von zweiten Verbindungsleitern, wobei für jeden resonanten Schwingkreis ein äußerer Spulenendabschnitt des jeweils anderen Spulenleiters, welchen der jeweilige resonante Schwingkreis aufweist, mittels eines zugeordneten zweiten Verbindungsleiters der Vielzahl von zweiten Verbindungsleitern mit dem Betriebsschaltkreis elektrisch leitend verbunden ist.

Beispiel 52 ist eine Spulenanordnung zur Verwendung als Sendespule oder Empfangsspule bei einer Energieübertragung, die Spulenanordnung aufweisend: eine erste Spulenanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 49, eine zweite Spulenanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 49; und mindestens eine elektrisch nichtleitende Schicht, welche zwischen der ersten Spulenanordnung und der zweiten Spulenanordnung angeordnet ist.

Beispiel 53 ist ein Ladesystem, das eine Spulenanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 52 aufweist.

Beispiel 54 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung, das Verfahren aufweisend: Bilden einer ersten Spule, welche einen ersten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, auf einer ersten Seite einer dielektrischen Schicht, wobei der erste Spulenleiter mehrere erste Leiterbahnen aufweist, Bilden einer zweiten Spule, welche einen zweiten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, 35 aufweist, auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der dielektrischen Schicht, wobei der zweite Spulenleiter mehrere zweite Leiterbahnen aufweist, und wobei jede zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen abwechselnd auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet ist; wobei die erste Spule, die zweite Spule und die dielektrische Schicht einen resonanten Schwingkreis bilden.

Beispiel 55 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung, das Verfahren aufweisend: Bilden einer ersten Spule, welche einen ersten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, auf bzw. in einem ersten Substrat, wobei der erste Spulenleiter mehrere erste Leiterbahnen aufweist, und wobei jede erste Leiterbahn der mehreren ersten Leiterbahnen abwechselnd auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite des ersten Substrats angeordnet ist, Bilden einer zweiten Spule, welche einen zweiten Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, auf bzw. in einem zweiten Substrat, wobei der zweite Spulenleiter mehrere zweite Leiterbahnen aufweist, und wobei jede zweite Leiterbahn der mehreren zweiten Leiterbahnen abwechselnd auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet ist; Bilden mindestens einer dielektrischen Schicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat derart, dass die erste Spule, die zweite Spule und die mindestens eine dielektrische Schicht einen resonanten Schwingkreis bilden.

Beispiel 56 ist eine Spulenanordnung, aufweisend: eine Spule, welche einen Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist; wobei der Spulenleiter in einer ersten Windung der mehreren Windungen eine erste Spulenleiterbreite aufweist, wobei der Spulenleiter in einer zweiten Windung der mehreren Windungen eine zweite Spulenleiterbreite aufweist, und wobei Spulenleiter in einer dritten Windung der mehreren Windungen, welche zwischen der ersten Windung und der zweiten Windung des Spulenleiters angeordnet ist eine dritte Spulenleiterbreite aufweist; wobei die dritte Spulenleiterbreite größer als die erste Spulenleiterbreite und größer als die zweite Spulenleiterbreite ist.

Beispiel 57 ist eine Spulenanordnung, aufweisend: eine Spule, welche einen Spulenleiter, der in mehreren Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der Spulenleiter mehrere Leiterbahnen aufweist. 36

In Beispiel 58 kann die Spulenanordnung gemäß Beispiel 57 optional ferner aufweisen, dass eine Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen in einer ersten Windung (z.B. entlang der ersten Windung) der mehreren Windungen des Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist und wobei die Leiterbahn in einer zweiten Windung (z.B. entlang der zweiten Windung) der mehreren Windungen des Spulenleiters eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist.

In Beispiel 59 kann die Spulenanordnung gemäß Beispiel 57 oder 58 optional ferner aufweisen, dass eine Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen in einer Windung (z.B. entlang der Windung) der mehreren Windungen des Spulenleiters eine erste Leiterbahnbreite aufweist und wobei eine andere Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen in der Windung (z.B. entlang der Windung) eine von der ersten Leiterbahnbreite verschiedene zweite Leiterbahnbreite aufweist. In Beispiel 60 kann die Spulenanordnung gemäß einem der Beispiel 57 bis 59 optional ferner aufweisen, dass ein Leiterbahnabschnitt einer Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters zwischen einem ersten Nachbar-Leiterbahnabschnitt einer anderen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters und einem zweiten Nachbar- Leiterbahnabschnitt einer noch anderen Leiterbahn der mehreren Leiterbahnen des Spulenleiters liegt; und dass ein Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem ersten

Nachbar-Leiterbahnabschnitt verschieden ist von einem Abstand des Leiterbahnabschnitts von dem zweiten Nachbar-Leiterbahnabschnitt.




 
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