用于向电压或电流释放开关设备供给功率的装置和方法制造方法及图纸

为了能够免除用于主要向（具有用于操作电压或电流释放的线圈的）电压或电流释放开关设备的控制单元供给功率的昂贵的开关模式功率供给，本发明专利技术提出一种用于向电压或电流释放开关设备供给功率的装置（１），其具有第一供给电压（Ｕ１），用于提供直流电压的存储电容器（１２）和整流二极管（１１），以及用于提供至少一个其他供给电压（Ｕ２）的电压调节设备（１３），通过可预定义的比较值来确定第一供给电压（Ｕ１）的值，该装置提供有用于脉宽调制的设备（７），以维持操作电压或电流释放的线圈（６）的引入电流和／或保持电流，并且线圈（６）用作充当功率供给的设备（１）的阻抗器，其中在没有测量电阻器的情况下来调节功率。在用于向包括具有至少一个线圈（６）的至少一个电压或电流释放的该类型的电压或电流释放开关设备供给功率的方法中，通过与可预定义的比较值进行比较来确定第一供给电压（Ｕ１），通过电压调节设备（１３）来设置至少一个其他供给电压（Ｕ２），将线圈（６）用作充当功率供给的功率供给装置（１）的阻抗器，并且流过线圈（６）的电流用于构建开关设备的供给电压，并且通过脉宽调制来在供给输入电压（Ｕ）的范围上维持流过线圈（６）的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于向包括具有至少一个线圈的电压和电流释放的电压或电流释放开关设备供给功率的装置和方法，具有第一供给电压(所述第一供给电压的值是由可预定 义的比较值来确定)，用于提供直流电压的存储电容器和整流二极管，以及用于提供至少一 个其他供给电压的电压调节设备。
技术介绍
已经从EP1009003B1得知，其提供了一种具有包括电磁体的控制设备的装置，所 述装置包括与连接到线圈的供给电压的端子的电子开关串行放置的至少一个保持线圈、 用于测量在保持线圈中流动的保持电流的测量模块、用于激励电磁体的控制设备、以及用 于向控制设备供给功率的模块。用于向控制单元供给功率的模块串行地连接到保持线圈和 电子开关，以使得保持线圈和电子开关被供给有保持电流。保持电流测量模块包括测量开 关，该测量开关与控制模块的功率供给(power supply)模块并行连接并且具有额外的电子 开关，并且还包括与其串行连接的测量电阻器。控制模块连接到电阻器的端子并且连接到 额外的电子开关的控制电极，额外的电子开关以有规律的间隔被切换到导通状态。功率供 给模块包括串行连接到线圈和电子开关的齐纳二极管、以及另一个二极管，该另一个二极 管与电容器串行连接到齐纳二极管的端子。功率供给模块还包括与齐纳二极管串行连接的 二极管或与电容器并行连接的电压调节电路。辅助电压供给调节电路与电容器并行连接。 辅助供给电压被供给到微控制器。没有被调节的第二辅助供给电压是该电容器的电压。穿 过线圈的调节的保持电流的通道受微处理器的控制。在周期性的间隔处，微处理器对其输 出中的两个同时进行动作，每个输出通向晶体管，在一种情况下，这些晶体管在源极侧被连 接到供给电路，并且在另一种情况下，这些晶体管在栅极侧被连接到供给电路。在需要测量 在源极侧连接到两个晶体管之一的电阻器处的电压时，微处理器向两个电阻器发送控制命 令。另一个晶体管在栅极侧连接到电压调整电路，所述电压调整电路继而位于微处理器的 信号输出中的一个处。DE29909901U1提出一种用于包含驱动线圈和电枢的接触驱动器(contactor drive)的电子驱动控制模块。为了在没有控制线圈电流的情况下提供驱动控制，通过在由 整流电路提供的具有高动态的供给电压的宽静态和动态范围上的驱动线圈的相应的脉宽， 来产生优化大小的平均激励电流。这是在引入(pull-in)和保持(holding)两者的过程 期间实现的。通过避免线圈电流测量，根据单从供给电压得到的脉宽控制来实现高动态。 平均激励电压应当虚拟地独立于供给电压并且采用如下值该值使得电枢被最优闭合动态 (optimal closing dynamics)所吸引，并且被稳固地保持在最小功率。微处理器监视输入 电压以确保其保持在许可的电压范围上，并且当其降到该范围以下或超出该范围时，避免 接触驱动器开启，或者当达到该范围时，接触驱动器被激活。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于向电压或电流释放(release)开关设备 供给功率的装置和方法(该电压或电流释放开关设备包括电压或电流释放的线圈)，而无 需独立的开关模式功率供给的构造，并且尤其无需提供线性控制器，与现有技术(特别是 EP1009003B1)的装置相比，本专利技术的装置在构造上更为简单。 本专利技术的目的被实现为根据权利要求1的前序部分的装置，其中提供脉宽调制设 备以维持激励(actuate)电压或电流释放的线圈的引入电流和保持电流，线圈充当用作功 率供给的装置的阻抗器，在没有测量电阻器的情况下调节功率。通过电压或电流释放开关 设备来实现该目的，所述设备包括根据权利要求7的前序部分的该类型的装置，其中电压 或电流释放的线圈被提供为充当电源的装置的阻抗器，并且提供脉宽调制设备以维持线圈 电流的引入或保持。本专利技术的目的被实现为一种根据权利要求12的前序部分的用于向该 类型的电压或电流释放开关装置供给功率的方法，其中线圈被用作充当功率供给的电压供 给装置的阻抗器，流过线圈的电流用于生成开关设备的供给电压，并且通过脉宽调制在供 给电压的范围上维持流过线圈的电流。在从属权利要求中进一步限定了本专利技术。这样，产生了用于供给功率的设备和方法、或包括该类型的功率供给装置的开关 设备，其中，不再需要构造独立的功率供给以确保功率被供给到控制单元。在供给电压被施 加之后，插棒式铁心(plunger)被引入到至少一个电压或电流释放的区域中，并且被保持 在该新的位置中。在电压释放的情况下，开关装置特别是功率开关此后可以被再次开启。在 该情况下，插棒式铁心没有被锁定在引入的位置中。与之形成对比，在电流释放的情况下， 当供给电压被施加时，开关设备特别是功率开关被释放，并且防止开关设备特别是功率开 关被再次开启。使用激励电压或电流释放的线圈作为阻抗器的功率供给装置而不是独立的 功率供给被用于为执行激活操作的控制单元供电。可以提供充当引入或保持线圈的单个线 圈。对于要被提供的至少两个线圈来说，其中的一个还可以是引入线圈并且另一个是保持 线圈。下文将仅使用术语“线圈”，但是应当理解其包括上述两种变体。流经线圈的电流用于向控制单元供给功率。考虑到该电流，可以在功率供给装置 内生成电压，并且在可预定义的阈值以上，该电压可以有益地用于向控制单元或脉宽调制 设备供给功率。控制单元可以包括脉宽调制设备或被连接在上述设备之前或之后。已知流过电压或电流释放的线圈的电流在引入操作期间比在保持状态高。但是， 通过提供脉宽调制设备，无论供给电压如何，弓丨入电流和保持电流可以保持恒定。这样，可 以为功率供给装置在整个供给电压范围上恒定的电流。所以，无需分流器或测量电阻器来测量流过至少一个线圈的电流，从而在该情况 下，与现有技术相比，可以很大程度地减小电路的复杂性。鉴于根据施加的供给电压的脉宽 调制，流过电压或电流释放的线圈的引入和/或保持电流被维持或维持在恒定值，因此不 需要使用分流器来这样测量电流。因此，在保持或引入线圈上的电压被保持恒定，从而保持 或引入电流是恒定的。与EP1009003B1形成对比的是，不需要测量设备来确定电流。在EP1009003B1中，根据测量的电流来断开或连接时钟控制的晶体管(clocked transistor)。所以，由于测量电阻器，需要增加的电路复杂性来调节引入或保持电流。有益地，根据本专利技术，在供给输入电压源和功率供给装置之间提供仅一个开关模 块。特别地，该类型的开关模块被形成为开关晶体管，特别是自锁定(self-locking)场效应晶体管，例如η沟道MOSFET。该晶体管在栅极侧被有益地连接到脉宽调制设备，在漏极侧 被连接到激励电压或电流释放的、并且同时用作充当功率供给的功率供给装置的阻抗器的 线圈，并且在源极侧被连接到功率供给装置的其他部件(特别是阻止电流反向流动的二极 管)的源极侧上。功率供给装置有益地包括以反方向工作的至少一个齐纳二极管。提供以反方向工 作的该类型的二极管以生成供给电压的最大值，因此，可以在功率供给装置的电容器处经 由整流二极管生成第一供给电压。可以将该第一电压供给到控制单元和/或脉宽调制设备。除了功率供给装置的存储电容器之外，还可以提供至少一个其他存储电容器，其 有益地与齐纳二极管并联，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向包括电压或电流释放的至少一个线圈（６）的电压或电流释放开关设备供给功率的装置（１），所述装置（１）具有第一供给电压（Ｕ↓［１］），用于提供直流电压的存储电容器（１２）和整流二极管（１１），以及用于提供至少一个其他供给电压（Ｕ↓［２］）的电压调节设备（１３），通过可预定义的比较值来确定所述第一供给电压（Ｕ↓［１］）的值，其特征在于提供脉宽调制设备（７）以维持激励所述电压或电流释放的所述线圈（６）的引入电流和／或保持电流，并且所述线圈（６）用作充当功率供给的所述装置（１）的阻抗器，在没有测量电阻器的情况下来调节所述电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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