用于控制机电部件的操作状态改变的方法和相应设备技术

本公开涉及用于控制机电部件的操作状态改变的方法和相应设备。根据本公开，在继电器(2)的操作状态改变期间,电容器(4)被连接于承载最高电流的半桥(30)的一侧。这使得可以增加继电器的激活电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实现和实施例涉及对机电部件的控制，在例子并非是限制性的情况下，所述机电部件例如是双稳态继电器，直流电机，浇水编程器，且具有两种操作状态，例如激活状态和去激活状态，并由直流电源供电，所述直流供电电源例如是可再充电或者不可再充电的电池单元或电池，并且更特别地涉及控制所述部件从第一操作状态向第二操作状态的改变以及相反方向的改变，例如继电器的激活及其去激活。
技术介绍
传统上，机电部件包括连接在由直流电源供电的两个晶体管半桥之间的电感元件，如线圈，从而使得有可能使电流在线圈中以一个方向或者另一方向流动，这取决于是否期望使该部件从其第一操作状态向第二操作状态改变或者以相反方向改变，例如，取决于是否是期望激活继电器或去激活继电器。另外，一般来说，由供电电源所产生电流其中一个电流(例如激活电流)高于另一电流，例如去激活电流。对包括跨过两个晶体管半桥的线圈的机电部件进行控制一般需要较高功率，例如，对于小型双稳态继电器为220毫瓦的量级。此外，当使用低压供电电源时，必须有一个供电电源(例如电池)具有低内阻并且一个晶体管在导电状态(“导通”状态)具有低内阻。此外，随着电池变小时，其内部电阻变得显著增加。目前，对于使用低压供电电源的低消耗应用，一个解决方案包括将形成能量储存设备的电容器永久连接到电池。然而，通常低成本且具有几百微法值的这样的电容器展现出显著的泄漏电流，这导致永久电流损失。另一种解决方案是使用具有低内阻的电池。然而，这样的电池要么昂贵要么较大。另一种解决方案是使用更加昂贵的半桥，以降低他们在导通状态下的内部电阻。
技术实现思路
根据一种实现和实施例，提议即使在使用了具有显著内阻的小型直流供电电源和/或在导通状态具有显著内阻的晶体管半桥的情况下，也有效地控制机电部件从一个操作状态向另一操作状态的改变。根据一种实现和实施例，提议将电容器连接在承载最高电流的半桥的一侧，以使机电部件从这些操作状态其中之一转变为另一个(例如在继电器的激活期间)，并且在使得所述电流流过所述继电器的线圈之前将此电容器充电，并且然后以产生附加电流的方式通过所述线圈对该电容器进行放电，所述附加电流将被添加到由所述直流供电电源所产生的电流中。因此，根据一个方面，提出了一种用于控制机电部件从第一操作状态向第二操作状态的改变以及在相反方向上的改变的方法，其中所述机电部件从其第一操作状态向其第二操作状态的改变(例如继电器的激活)包括第一电流在所述部件的电感元件中的流动，所述第一电流由直流供电电源产生且高于第二电流，所述第二电流由所述直流供电电源产生并且在从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变期间(例如在所述继电器的去激活期间)在所述电感元件中以相反方向流动。根据该方面的一般性特征，从所述第一操作状态向所述第二操作状态的改变包括：在所述第一电流流动之前，对电容器的充电，然后与第一电流的产生同时以使得附加电流在所述感应元件中流动的方式通过所述电感元件对所述电容器进行放电，所述附加电流将被添加到所述第一电流中。此外，从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变包括：在
所述第二电流的流动之前，对所述电容器的放电。因此，该电容器的存在使得可以至少在机电部件的激活开始时致使附加电流在机电部件的线圈中流动，这允许使用小型和廉价的电池。此外，由于存在由电容器所产生的这个附加电流，承载最高电流的半桥一侧可能是“薄弱”的，也就是说，它可能在导通状态具有显著的电阻，这允许使用低成本部件甚至更少部件，因为甚至可以在某些情况下使用传统微控制器的输出端口。根据一个实现，该方法可以进一步包括在每次机电部件从其两个状态其中一个状态向其另一状态的改变后对电容器进行放电的附加阶段。这样的阶段允许在从第二操作状态向第一操作状态改变(通常在继电器的去激活期间)时节省时间。此外，在从第一操作状态的改变期间(通常在继电器的激活期间)提供此附加阶段的事实使得从一个周期到另一周期(即，在激活期间和在去激活期间)可以具有对称特性。根据另一个方面，提出了一种电子设备，所述电子设备包括：直流供电电源，其能够产生第一电流和低于所述第一电流的第二电流，机电部件，其包括电感元件，且具有第一操作状态和第二操作状态，控制模块，其由供电电源供电，并具有第一控制端子和第二控制端子，且可采用第一配置和第二配置，其中所述第一控制端子和第二控制端子分别连接到所述电感元件的两个端子，所述第一配置允许所述第一电流从第一控制端子流向第二控制端子以便使所述部件从其第一操作状态转变为其第二操作状态，所述第二配置允许所述第二电流从所述第二控制端子流向所述第一控制端子，以便使所述部件从其第二操作状态转变为其第一操作状态；以及电容器。所述控制模块进一步：能够在所述第一配置之前采用初始第一配置，所述初始第一配置允许对所述电容器充电，并且然后允许在其第一配置期间通过所述电感元件对电容器的至少部分放电，以使在其中流动附加电流，所述附加电流将被添加到所述第一电流中，以及能够在所述第二配置之前采用初始第二配置，所述初始第二配置允许对所述电容器的放电。根据一个实施例，该直流供电电源包括正极端子和负极端子，所述电容器连接在所述第一控制端子和所述负极端子之间，所述控制模块包括：第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关串联连接在所述电压源的正极端子和负极端子之间，且具有形成所述第一控制端子的第一公共节点，第三开关和第四开关，所述第三开关和所述第四开关串联连接在所述电压源的正极端子和的负极端子之间，且具有形成所述第二控制端子的第二公共节点，所述控制装置被配置为●闭合所述第一开关并断开其他开关，以便将所述控制模块置于其初始第一位置，然后闭合所述第一开关和所述第四开关并断开其他开关，以便将所述控制模块置于其第一配置中，以及●闭合所述第二开关并断开其他开关，以便将所述控制模块置于其初始第二位置，然后闭合所述第二开关和所述第三开关并断开其他开关，以便将所述控制模块置于其第二配置中。根据一个实施例，所述控制模块还能够在所述第一配置和所述第二配置之后采用最终配置，所述最终配置允许对所述电容器的放电。因此，所述控制装置例如被配置为闭合所述第二开关并断开其他开关，以便所述将控制模块置于其最终配置中。附图说明在查阅实现和实施例的详细描述和附图之后，本专利技术的特征和其
他优点将变得明显，这些实现和实施例绝非限制性的，并且在附图中：图1到7示出本专利技术的实现和实施例的示意图示。具体实施方式在图1中，附图标记DIS指示电子装置，该电子装置包括直流供电电源1，例如可再充电或不可再充电的电池单元或电池，其递送空载(off-load)电压+V。附图标记2图示出机电部件，例如继电器，其包括感应元件BB，如线圈，并且具有A1和A2两个端子。该装置DIS还包括控制模块3，所述控制模块3由供电电源1供电，且具有分别连接到应元件BB的两个端子A1和A2的第一控制端子N1和第二控制端子N2。在这个实施例的例子中，控制模块3包括第一晶体管半桥30，该第一晶体管半桥30包括串联连接在电压源1的正极端子B+和负极端子B-(地)之间的第一开关300(在本例中是PMOS晶体管)和第二开关301(在这本例中为NMOS晶体管)。第一控制端子N1由两个晶体管300和3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制机电部件(2)从第一操作状态向第二操作状态的改变以及从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变的方法，其中所述部件(2)从其第一操作状态向其第二操作状态的改变包括第一电流(I3)在所述部件的电感元件(BB)中的流动，所述第一电流(I3)由直流供电电源(1)产生且高于第二电流(I6)，所述第二电流(I6)由所述直流供电电源所产生且在从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变期间在所述电感元件(BB)中以相反方向流动，其特征在于，从所述第一操作状态向所述第二操作状态的改变包括：在所述第一电流(I3)的流动之前对电容器(4)的充电，以及然后与所述第一电流(I3)的产生同时，以使得附加电流(I2)在所述感应元件中流动的方式通过所述电感元件(BB)对所述电容器(4)进行放电，所述附加电流(I2)将被添加到所述第一电流(I3)；以及从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变包括：在所述第二电流(I6)的流动之前，对所述电容器(4)的放电。

【技术特征摘要】
2015.05.13 FR 15543261.一种用于控制机电部件(2)从第一操作状态向第二操作状态的改变以及从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变的方法，其中所述部件(2)从其第一操作状态向其第二操作状态的改变包括第一电流(I3)在所述部件的电感元件(BB)中的流动，所述第一电流(I3)由直流供电电源(1)产生且高于第二电流(I6)，所述第二电流(I6)由所述直流供电电源所产生且在从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变期间在所述电感元件(BB)中以相反方向流动，其特征在于，从所述第一操作状态向所述第二操作状态的改变包括：在所述第一电流(I3)的流动之前对电容器(4)的充电，以及然后与所述第一电流(I3)的产生同时，以使得附加电流(I2)在所述感应元件中流动的方式通过所述电感元件(BB)对所述电容器(4)进行放电，所述附加电流(I2)将被添加到所述第一电流(I3)；以及从所述第二操作状态向所述第一操作状态的改变包括：在所述第二电流(I6)的流动之前，对所述电容器(4)的放电。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在每次所述部件从其两个状态其中之一向其另一状态改变之后对所述电容器(4)进行放电的附加阶段。3.一种电子设备，所述电子设备包括：直流供电电源(1)，所述直流供电电源(1)能够产生第一电流(I3)和低于所述第一电流(I3)的第二电流(I6)；机电部件(2)，所述机电部件(2)包括电感元件(BB)，且具有第一操作状态和第二操作状态；控制模块(3)，所述控制模块(3)由所述供电电源供电，并具有第一控制端子(N1)和第二控制端子(N2)，且能够采用第一配置和第二配置，其中所述第一控制端子(N1)和所述第二控制端子(N2)分别连接到所述电感元件(BB)的两个端子(A1，A2)，所述第一配置允许所述第一电流(I3)从所述第一控制端子(N1)向所述第二控制端子(N2)的流动以便使所述部件从其第一操作状态转变为其第二操作状
\t态，所述第二配置允许所述第二电流(I6)从所述第二控制端子(N2)向所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·菲尔谢里，
申请(专利权)人：意法半导体鲁塞公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR