一种小型继电器，其特征是，它包括： 面对第二区的第一区， 第一电容器板（３）， 所述第二区中安排的第二电容器板（９），其中所述第二板小于或等于所述第一板， 所述第一区与所述第二区之间安排的过渡空间（２５）， 所述过渡空间（２５）中安排的导电单元（７），所述导电单元（７）机械上独立于所述第一区和第二区并适合于运动穿越所述过渡空间（２５），它取决于所述第一电容器板和第二电容器板上的电压， 电路的第一接触点（１５），所述电路的第二接触点（１７），其中所述第一接触点（１５）和第二接触点（１７）限定第一挡板（１３），其中所述导电单元（７）适合于接触所述第一挡板（１３），且在与所述第一挡板（１３）接触时，所述导电单元（７）闭合所述电路。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及小型继电器。本专利技术还涉及按照本专利技术小型继电器的不同用途。
技术介绍
目前制作小型继电器有各种方法，具体地说，在称之为MEMS技术(微机电系统)，微系统和/或微型机械加工的
内。原则上，这些方法可以按照它们用于移动接触电极的力类型或激励机构进行分类。通常的分类是在静电继电器，磁继电器，热继电器和压电继电器之间。每种继电器有它各自的优点和缺点。然而，小型技术要求利用尽可能小的激励电压和表面。现有技术中已知的继电器存在几个阻碍它们发展的问题。减小激励电压的方式正好是增大继电器的表面积，除了外观容易发生变形，从而降低继电器的工作寿命和可靠性以外，它还使小型化变得困难。在静电继电器中，减小激励电压的另一种方法是大大减小电极之间的空间，或使用非常薄的电极或特殊材料，可以使机械恢复力非常低。然而，这意味着粘连问题，因为毛细作用力非常大，它也降低这些继电器的工作寿命和可靠性。使用高激励电压也有负面效应，例如，元件的电离，强机械拉力引起加速磨损以及继电器产生的电噪声。静电继电器还有与可靠性有关的严重问题，这是由于称之为“牵引”的现象，一旦超过给定的阈值，接触电极以相对于其他自由电极的增大加速度运动。这是由于当继电器闭合时，施加静电力闭合的电容器极大地增加它的电容量(若预先不设置挡板，则电容量可以增加到无限大)。因此，由于产生的高电场和运动电极加速度造成的撞击使电极产生重大的磨损。热学，磁学和压电方法要求特殊的材料和微型机械加工过程，因此，集成在较复杂的MEMS器件中，或有电路集成的相同器件是困难和/或昂贵的。此外，热学方法是非常慢(即，电路有很长的断开或闭合时间)并使用大量功率。磁学方法产生电磁噪声，它使闭合电路更加困难并要求高的峰值电流进行切换。在这个说明书中，继电器应当理解为适合于断开和闭合至少一个外电路的任何装置，其中至少一个外电路的断开和闭合动作是借助于电磁信号完成的。在以下的描述和权利要求书中，术语“接触点”是指形成(或可以形成)电接触的接触面。在这一方面，它们不应当理解为几何意义上的点，因为它们是三维元件，而应当从电学意义上考虑，它们是电路中的点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述缺点。这是借助于一种小型继电器实现的，其特征是，它包括面对第二区的第一区，第一电容器板，第二区中安排的第二电容器板，其中第二板小于或等于第一板，第一区与第二区之间的过渡空间过渡空间中安排的导电单元，导电单元机械上独立于第一区和第二区，并适合于运动穿越过渡空间，它取决于第一电容器板和第二电容器板上的电压，电路的第一接触点，该电路的第二接触点，其中第一接触点和第二接触点限定第一挡板，其中导电单元适合于接触第一挡板，在与第一挡板接触时，导电单元闭合该电路。事实上，在按照本专利技术的继电器中，导电单元是能够自由运动的分离部分，就是说，导电单元是响应于断开和闭合外电路(第一接触点与第二接触点之间)的单元。即，材料的弹性力没有用于迫使一种继电器运动。这可以有多种不同的解决方案，其优点是要求非常低的激励电压并可以有非常小的设计尺寸。导电单元放置在过渡空间。过渡空间是利用第一区和第二区以及侧壁闭合，它们可以防止导电单元离开过渡空间。当电压加到第一电容器板和第二电容器板上时，在导电单元中诱发电荷分布，它产生导电单元沿过渡空间运动的静电力。借助于以下详细描述的不同设计，这种效应可用于几种不同的方式。此外，按照本专利技术的继电器还满意地解决上述的“牵引”问题。按照本专利技术继电器的另一个优点是如下所述在常规的静电继电器中，若导电单元粘连到给定的位置(它在很大程度上与湿气有关)，则不可能使它松开(除非依靠外力，例如，使它干燥)，这是由于恢复力是弹性力，总是相同(仅与位置有关)，且不能增大。与此相反，若导电单元粘连在按照本专利技术的继电器中，则通过增大电压，总可以使它松开。过渡空间的几何形状和电容器板的位置可以提供几种不同类型的继电器，以及它们的许多应用和功能方法。例如，导电单元的运动可以是如下所述第一种可能性是，导电单元是沿第一区与第二区之间的过渡空间作平动方式运动，即，基本直线方式(当然，不排除意外和非所需外力引发的可能震动或振荡和/或运动)。第二种可能性是，导电单元有基本固定端，导电单元可以围绕该端转动。转轴可以具有外电路接触点的功能，而导电单元的自由端可以在第一区与第二区之间运动，它与其他接触点可以接触或不接触，取决于所在的位置。如以下所叙述的，这种方法有许多特定的优点。第三种可能性是，导电单元沿过渡空间的运动是一种组合运动，它是产生的静电力诱发第一区与第二区之间的平动方式运动和科里奥利力诱发垂直于以上平动方式的运动。以下更详细地描述这个方案。有利的是，第一接触点是在第二区与导电单元之间。这可以得到以下讨论的各种方案。当第一板是在第二区时实现一个优选实施例。或者，继电器可以设计成这样，第一板是在第一区。在第一种情况下，得到的继电器有较大的激励电压和较快速。另一方面，在第二种情况下，继电器的速度较慢，这意味着导电单元和挡板经受的震动较平滑，且能量消耗较低。显然，我们可以在这两个方案之间进行选择，取决于每种情况的具体要求。当第二接触点也是在第二区时实现一个优选实施例。在这种情况下，我们得到这样一种继电器，其中导电单元基本沿直线方向运动。当导电单元与第一挡板接触时，即，与电路的第一接触点和第二接触点接触时，可以使电路闭合，借助于以下详细描述的不同类型力，可以使电路断开。为了再次闭合电路，可以在第一电容器板与第二电容器板之间加电压。这使导电单元被吸引到第二区，从而再次接触第一接触点和第二接触点。若第一电容器板是在第一区和第二电容器板是在第二区，则实现上一节中所述断开电路所需的力是借助于在第二区中添加第三电容器板，其中第三电容器板小于或等于第一电容器板，而第二电容器板与第三电容器板一起大于第一电容器板。利用这种安排，第一电容器板是在过渡空间的一侧，而第二电容器板和第三电容器板是在过渡空间的另一侧且互相接近。按照这种方式，借助于静电力，我们可以迫使导电单元沿两个方向运动，此外，即使导电单元保持在基本未知的电压上，我们可以确保外电路的闭合，导电单元受到闭合外电路作用的力。实现本专利技术另一个优选实施例的情况是，继电器还包括所述第二区中安排的第三电容器板和所述第一区中安排的第四电容器板，其中所述第一电容器板与所述第二电容器板相等，而所述第三电容器板与所述第四电容器板相等。事实上，按照这种方式，若我们希望导电单元运动到第二区，则可以在第一电容器板和第四电容器板上加电压以及在第二电容器板或第三电容器板上加电压。假设导电单元运动到放置最小电容器板的位置，则它就运动到第二区。同样地，在第二电容器板和第三电容器板上加电压以及在第一电容器板或第四电容器板上加电压，我们可以使导电单元运动到第一区。这种方案优于较简单的三个电容器板方案，它是完全对称的，即，不管导电单元运动到第二区或第一区，可以获得完全相同的继电器性能。有利的是，第一电容器板，第二电容器板，第三电容器板和第四电容器板都相等，因为一般地说，它的设计是方便的，继电器在几个方向是对称的。一方面，如上所述，第一区与第二区之间是对称的。另一方面，需要保持其他类型的对称性以避免出现其他的问题，例如，导电单元的转动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种小型继电器，其特征是，它包括面对第二区的第一区，第一电容器板(3)，所述第二区中安排的第二电容器板(9)，其中所述第二板小于或等于所述第一板，所述第一区与所述第二区之间安排的过渡空间(25)，所述过渡空间(25)中安排的导电单元(7)，所述导电单元(7)机械上独立于所述第一区和第二区并适合于运动穿越所述过渡空间(25)，它取决于所述第一电容器板和第二电容器板上的电压，电路的第一接触点(15)，所述电路的第二接触点(17)，其中所述第一接触点(15)和第二接触点(17)限定第一挡板(13)，其中所述导电单元(7)适合于接触所述第一挡板(13)，且在与所述第一挡板(13)接触时，所述导电单元(7)闭合所述电路。2.按照权利要求1的继电器，其特征是，所述第一接触点(15)是在所述第二区与所述导电单元(7)之间。3.按照权利要求1或2的继电器，其特征是，所述第一板是在所述第二区。4.按照权利要求1或2的继电器，其特征是，所述第一板是在所述第一区。5.按照权利要求1至4中任何一个的继电器，其特征是，所述第二接触点(17)也是在所述第二区。6.按照权利要求4或5的继电器，其特征是，它还包括所述第二区中安排的第三电容器板(11)，其中所述第三电容器板(11)小于或等于所述第一电容器板(3)，且其中所述第二电容器板与第三电容器板一起大于所述第一电容器板(3)。7.按照权利要求4或5的继电器，其特征是，它还包括所述第二区中安排的第三电容器板(11)和所述第一区中安排的第四电容器板(5)，其中所述第一电容器板(3)与所述第二电容器板(9)相等，和所述第三电容器板(11)与所述第四电容器板(5)相等。8.按照权利要求7的继电器，其特征是，所述第一电容器板，第二电容器板，第三电容器板和第四电容器板都相等。9.按照权利要求7或8的继电器，其特征是，它还包括所述第一区中安排的第五电容器板(35)和所述第二区中安排的第六电容器板(37)，其中所述第五电容器板(35)与所述第六电容器板(37)相等。10.按照权利要求9的继电器，其特征是，它包括所述第一区中安排的6个电容器板和所述第二区中安排的6个电容器板。11.按照权利要求1至10中任何一个的继电器，其特征是，它包括所述第一区与所述导电单元(7)之间的第二挡板。12.按照权利要求1至11中任何一个的继电器，其特征是，它包括所述第一区与所述导电单元(7)之间安排的第三接触点(21)，其中所述第三接触点(21)限定第二挡板，因此，在与所述第二接触点(17)和所述第三接触点(21)接触时，所述导电单元(7)闭合第二电路。13.按照权利要求12的继电器，其特征是，所述导电单元(7)包括限定轴的空心圆柱部分(31)，在其内部放置所述第二接触点(17)，和扁平部分(33)，它是从所述径向空心圆柱部分(31)的一侧突出并沿所述轴的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述轴方向测量的高度小于所述圆柱部分(31)沿所述轴方向测量的高度。14.按照权利要求12的继电器，其特征是，所述导电单元(7)包括限定轴的空心平行六面体部分(31)，在其内部放置所述第二接触点(17)，和扁平部分(33)，它是从所述径向空心平行六面体部分(31...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔塞普·蒙坦亚·希尔韦斯特尔，
申请(专利权)人：宝兰微系统公司，
类型：发明
国别省市：
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