用于具有吸引和／或保持线圈的开关设备的控制装置以及用于控制流经线圈的电流的方法制造方法及图纸

在控制具有吸引和／或保持线圈（２）的开关设备时，有利的是，流经线圈（２）的电流与开关状态、即吸引或保持、无关地近似恒定。为了避免在电路技术和测量技术上费事的电流测量或者避免复杂的、具有存储在其中用于不同的开关状态的特征值表的控制单元（８），根据本发明专利技术提供了一种用于开关设备的控制装置（１），其中，该控制装置（１）包括一个与线圈（２）连接的、脉宽被控制的开关装置（３）和一个控制单元（４），其中，该控制单元（４）根据该控制单元（４）的输入电压信号（Ｕ）这样地确定所述控制信号的脉宽，使得控制装置（１）近似恒定地保持流经所述开关设备的吸引和／或保持线圈（２）的电流。在开关设备中集成有一个这样的控制装置。在一种用于控制流经开关设备的吸引和／或保持线圈（２）的电流的方法中，求得该开关设备的输入电压（Ｕ）并且根据线圈电压（Ｕ↓［Ｓｐ］）的可预给定的电压额定值（Ｕ↓［Ｓｐ，ｓｏｌｌ］）确定用于控制开关装置的脉宽调制信号，以致开关装置（３）近似恒定地保持流经所述开关设备的吸引和／或保持线圈（２）的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于具有吸引和/或保持线圈的开关设备、特别是电压或电流脱扣器的控制装置，包括一个与该吸引和/或保持线圈连接的、脉宽被控制的开关装置和一个控制单元，该控制单元与该开关装置连接并且产生脉宽可调的控制信号，本专利技术还涉及一种用于控制流经所述吸引和/或保持线圈的电流的方法。
技术介绍
由DE 299 09 901 Ul公开了一种用于接触器驱动装置的控制装置，其中，控制装置包括一个与驱动线圈串联连接的、脉宽被控制的电子开关装置和一个控制电路，该控制电路在输出侧与该开关装置连接。该接触器驱动装置具有两个激活的开关状态，即线圈的吸引和保持。为此，在控制电路中存储两个具有额定值的特征值表。此外，对于这两个不同的开关状态使用两个开关回路来确定瞬时的驱动线圈电压。驱动线圈电压的被求得的两个测量值被传输给控制电路。为了信号的转换，控制电路具有两个信号输入端，所述信号输入端具有前联的模-数-转换器。在EP 0 789 378 Al中公开了一种用于接触器驱动装置的控制装置，该控制装置由串联连接的驱动线圈、开关晶体管和用于提供来自线圈电流的测量值的测量电阻构成。测量值被供应给一控制电路，该控制电路基于该测量值、控制装置的输入电压和接触器驱动装置的开关状态确定用于开关晶 体管的控制信号。线圈电流的确定在测量技术上很费事，并且流经线圈的电流的调整很费时间。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供一种相对于现有技术简化的开关装置，该开关装置用于具有吸引和/或保持线圈的开关设备、特别是用于电压或电 流脱扣器，该开关装置使流经所述开关设备的吸引和/或保持线圈的电流近 似保持恒定，而不必在控制单元中存储特征值表。所述目的通过如权利要求1前序部分所述的控制装置通过以下方式实 现，即，控制单元根据该控制单元的输入电压信号这样地确定控制信号的 脉宽，使得控制装置使流经所述开关设备的吸引和/或保持线圈的电流近似保持恒定。所述目的对于如权利要求19前序部分所述的开关设备通过以下 方式实现，即，控制单元根据该控制单元的输入电压信号这样地确定控制 信号的脉宽，使得控制装置使流经所述开关设备的吸引和/或保持线圈的电 流近似保持恒定。此外，所述目的通过一种用于控制流经开关设备的吸引 和/或保持线圈的电流的方法以如下方式实现，即，求得该开关设备的输入 电压并且根据线圈电压的可预给定的电压额定值这样地确定用于控制开关 装置的脉宽调制信号，使得开关装置使流经所述开关设备的吸引和/或保持 线圈的电流近似保持恒。在从属权利要求中定义了本专利技术的进一步构型。因此，本专利技术的控制装置借助于电压测量使流经开关设备的电流近似 保持恒定。可以根据所述开关设备的类型将用于施加在开关设备线圈上的 电压的额定值预先供给控制装置。如果作为电压或电流脱扣器的开关设备 具有一个吸引和/或保持线圈并且控制装置的输入电压是直流电压或交流电 压，则流经开关设备的电流被调整到一个近似恒定的值上。这通过近似恒 定的线圈电压时间实现并且由于与用于调整恒定的线圈电流的电流测量相 比电路耗费较少而被证实是非常有利的。控制装置这样地调整开关设备线圈上的电压，使得其与开关设备的开 关状态、即线圈的吸引或保持、无关地与预给定的线圈给定电压相应。用于开关装置的脉宽可调的控制信号由控制单元产生。该控制单元在 输入侧例如与用于检测输入电压信号的高低的电压测量器连接，该电压测 量器向控制单元发送当前的输入电压信号。控制单元根据被发送的输入电压信号求得具有当前脉宽的当前控制信号，从而开关装置将所述开关设备 线圈上的线圈电压近似保持恒定。控制装置有利地与开关设备的开关状态(吸引过程或保持工况)无关 地恒定地保持开关设备上的电压或流经该开关设备的电流。由此，避免了流经该开关设备的电流的费事的测量。为了能够使控制装置恒定地保持流经开关设备的吸引和/或保持线圈， 有利地求得当前施加在该开关设备上的线圈电压。有利的是，设置至少一 个用于探测当前施加的输入电压的探测装置。该探测装置可以是所述电压 测量器的一部分，借助于该探测装置在可预给定的时刻或必要时连续地探 测施加的输入电压。然后，由电压测量器求得的输入电压值与电压信号在 控制单元上的施加持续时间(接通时间)和脉宽调制的控制信号的周期持 续时间的商相乘。获得的线圈电压值有利地被与一个可预给定的线圈电压 额定值相比较并且由此求得一个新的用于脉宽调制的接通时间。有利的是，所述脉宽被控制的开关装置包括一个开关晶体管。在一个有利的实施方式中，所述开关晶体管是场效应晶体管，特别是自截止的n-沟道-场效应晶体管。使用这种场效应晶体管的优点是，这种场效应晶体管 可以通过电压控制，在这种情况下，直接通过由控制单元输出的电压控制。用于开关装置的、脉宽可调的控制信号可以由脉冲发生器产生。在此， 控制单元向该脉冲发生器发送控制信号的被求得的当前脉宽。所述脉冲发 生器可以与控制单元分开地设置，由此降低控制单元的复杂性。作为替代方案，可以的是，将脉冲发生器集成到控制单元中，由此控 制单元可以自己直接产生脉宽可调的控制信号。由此，避免了分开的脉冲 发生器的设置。控制装置的控制单元有利地具有至少一个用于处理数据的数据处理单 元，由此，控制单元可以快速且有效地检测和处理用于确定控制信号的当 前脉宽的数据。特别有利的是，所述数据处理单元包括一个微处理器。这 种微处理器物美价廉并且可以毫无问题地与当时的应用领域相适配。控制单元通常具有低欧姆阻抗，而电压测量器具有高欧姆阻抗。出于 该原因，被证明有利的是，控制单元包括一个用于使所述高欧姆的电压测 量器的阻抗与控制单元的低欧姆阻抗相适配的阻抗变换器。由此，可被用 于求得控制单元的输入电压信号的电压测量器仅被最小地负载并且可检测 的测量值的精度得到提高。这种阻抗变换器有利地包括至少一个运算放大器，因为运算放大器可 以物美价廉地并且多方面的使用。此外，运算放大器与分立的电路技术相 比优点在于无需进行工作点的稳定化和温度变化特性的补偿。数据处理单元通常在内部以数字信号工作。所以，在输入侧施加的模 拟信号、在此是用于求得控制单元的输入电压信号的电压测量器的模拟测 量信号、应被转换。为此，所述数据处理单元包括一个模-数-转换器，该模 -数-转换器将模拟信号转换为数字信号以便在该数据处理单元中进行进一 步处理。开关设备包括一个线圈，即用于操作所述电压和/或电流脱扣器的吸引 和/或保持线圈。因此，对于在输入侧施加的交流电压有利的是，控制装置 在输入侧具有一个用于对施加在控制装置的输入端上的交流电压进行整流 的整流器电路。此外，控制装置的输入电压信号可以除了直流电压份额外还包括交流 电压份额，所述交流电压份额可以由一个有利地设置的滤波器电路滤除。 这种滤波器电路可以设置在控制装置的输入侧。根据控制装置的应用领域，控制装置的替代实施方式也是可以的。因 此例如有利的是，当控制单元的输入电压遭受强烈的波动时，可连续地执 行所述用于控制的方法。但是，在其他情况下也有意义的是，可以在确定 的、可调节的时刻(自由选择)执行所述用于控制的方法，例如，如果可 预料的话，仅仅在确定的时刻改变输入电压。为了检测这种改变，在输入 电压改变之后执行所述方法。控制装置以一定精度恒定地保持流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置（１），其用于具有一吸引和／或保持线圈（２）的开关设备、特别是电压或电流脱扣器，包括一与该线圈（２）连接的、脉宽被控制的开关装置（３）和一控制单元（４），该控制单元与该开关装置（３）连接并且产生脉宽可调的控制信号，其特征在于，控制单元（４）根据该控制单元（４）的输入电压信号（Ｕ）这样地确定所述控制信号的脉宽，使得控制装置（１）近似恒定地保持流经所述开关设备的吸引和／或保持线圈（２）的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-7-9 102007031995.01.一种控制装置(1)，其用于具有一吸引和/或保持线圈(2)的开关设备、特别是电压或电流脱扣器，包括一与该线圈(2)连接的、脉宽被控制的开关装置(3)和一控制单元(4)，该控制单元与该开关装置(3)连接并且产生脉宽可调的控制信号，其特征在于，控制单元(4)根据该控制单元(4)的输入电压信号(U)这样地确定所述控制信号的脉宽，使得控制装置(1)近似恒定地保持流经所述开关设备的吸引和/或保持线圈(2)的电流。2. 如权利要求1所述的控制装置(1)，其特征在于， 一电压测量器(5)测量施加在控制装置(1)上的电压。3. 如权利要求1或2所述的控制装置(1)，其特征在于，设置一用于探测所述输入电压信号的探测装置(6)。4. 如上述权利要求之一所述的控制装置(1)，其特征在于，所述脉宽被控制的开关装置(3)包括一开关晶体管。5. 如权利要求4所述的控制装置(1)，其特征在于，所述开关晶体管是场效应晶体管(3)，特别是自截止的n-沟道-场效应晶体管(3)。6. 如上述权利要求之一所述的控制装置(1)，其特征在于， 一脉冲发生器产生所述脉宽可调的控制信号。7. 如权利要求1至5之一所述的控制装置(1)，其特征在于，控制单元(4)产生所述脉宽可调的控制信号。8. 如上述权利要求之一所述的控制装置(1)，其特征在于，控制单元(4)包括至少一个用于处理数据的数据处理单元(8)。9. 如权利要求8所述的控制装置(1)，其特征在于，所述数据处理单元(8)包括一微控制器(8)。10. 如上述权利要求之一所述的控制装置(1)，其特征在于，控制单元(4)包括一用于使高欧姆的电压测量器(5)的阻抗与控制单元(4)的低欧姆阻抗相适配的阻抗变换器(9)。11. 如权利要求10所述的控制装置(1)，其特征在于，控制单元(4)的阻抗变换器(9)包括至少一个运算放大器(9)。12. 如权利要求8至11之一所述的控制装置(1)，其特征在于，所述数据处理单元(8)在输入侧具有一个用于将电压测量器(5)的模拟测量信号转化为数字信号以便在所述数据处理单元(8)中进一步处理的模-数-转换器(Al)。13. 如上述权利要求之一所述的控制装置(1)，其特征在于，设置一用于对施加在控制装置(1)的输入端上的交流电压进行整...

【专利技术属性】
技术研发人员：W迈德，
申请(专利权)人：默勒有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]