被布置成控制施加到负载上的电压的电子电路制造技术

本发明专利技术涉及一种电子电路（Ｃ），该电子电路能够连接到电压源（Ｂ）和负载（Ｍ）。电路（Ｃ）包括可控负载开关元件（ＴＬ）和电压检测电路（ＶＤ），该可控负载开关元件被布置成使得由电压源（Ｂ）在连接状态中所提供的供电电压（ＶＳ）在负载开关元件（ＴＬ）接通时被提供给负载（Ｍ），并且在负载开关元件（ＴＬ）断开时不被提供给负载（Ｍ），该电压检测电路在连接状态中耦接到负载（Ｍ）以便被施加到负载（Ｍ）上的电压（ｐＶＳ）所激励。该电路还包括接通电路（Ｓｏｎ），该接通电路耦接到负载开关元件（ＴＬ）并被布置成在被布置在接通电路（Ｓｏｎ）和电压源（Ｂ）之间的开关（Ｓ１）闭合之后，接通负载开关元件（ＴＬ）并持续确定的时段（Ｔ）。本发明专利技术的电路通过提供接通电路（Ｓｏｎ）而允许使用简单的电压检测电路（ＶＤ），该电压检测电路被要测量的电压所激励。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及被布置成控制施加到负载上的电压的电子电路。具体地讲，本专利技术涉及此类电子电路，其中要施加到负载上的供电电压以受控方式被重复地接通和断开。
技术介绍
如开始段落所述的电子电路是已知的。这种电路例如用来通过如下方式控制施加到作为负载的马达上的电压根据控制信号来改变电压电源的脉冲宽度调制(PWM)的通断时长(即占空比)。产生低于供电电压的平均电压。US 3，748，564公开了一种马达控制电路，其用来控制小型车辆的左马达和右马达的速度，所述左马达和右马达分别驱动小型车辆的左轮和右轮。通过以PWM方式施加给定的供电电压，可单独地改变施加到马达上的平均电压，并且因此影响小型车辆的速度和方向。所述已知控制电路的一个缺点是，它们相对来讲较复杂且昂贵。因此，期望提供一种相对简单的相应电子电路和对应方法。
技术实现思路
这种相对简单的用于控制施加到负载上的电压的电子电路根据权利要求1来提供，并且对应的方法根据权利要求11来提供。附加实施方案由从属权利要求给出。本专利技术的电子电路能够连接到负载和电压源。因此，连接状态为其中电子电路连接到负载和电压源的状态。所述电子电路具有断路状态和有源状态。有源状态包括接通阶段和控制阶段。所述电子电路包括可控负载开关元件、电压检测电路、和接通电路。负载开关元件在连接状态中被布置在电压源和负载之间。当负载开关元件接通时，由电压电源提供的供电电压被提供给负载，并且当负载开关元件断开时，无电压提供给负载。通过重复地接通和断开负载开关元件，脉冲电压被提供给负载，因此被提供给负载的平均电压小于供电电压。电压检测电路耦接到负载，并且将在有源阶段中被施加到负载上的电压所激励。这允许使用非常简单且因此廉价的不具有外部电压电源的电压检测电路。为了开始电子电路的操作，将接通电路耦接到负载开关元件并且布置成在起动接通阶段之后在确定的时段期间接通负载开关元件，所述起动通过闭合某个开关来实现。在该时段期间，接通电路迫使负载开关元件保持接通。这允许电压检测电路受到激励，并且因此在所述某个时段之后，电压检测电路接管对负载开关元件的控制并依据提供给负载的平均电压重复地接通和断开负载开关元件。只要由电压电源提供的供电电压高于要提供给负载的平均电压，本专利技术的电路就会接通和断开负载开关元件。通过闭合回路控制，供电电压的变化可被吸收，因而避免了负载的负载状态的任何相应的变化。具体地讲，对于其中供电电压由电池或蓄电池递送的情况，可将平均电压施加到负载上，以便随着时间的推移，提供给负载的电压且因此负载状态保持基本恒定，因而不发生通常的从放电的电池或蓄电池的情况已知的电压故障。这也导致如下效应提供给负载的能量受到控制而保持在恒定水平，以便延长电池(蓄电池)的使用寿命。所述电子电路还可包括耦接到负载开关元件的断开电路。断开电路迫使负载开关元件在起动断开阶段之后断开，所述起动可通过再次关断同一开关来实现，所述同一开关原先是闭合的以起动接通阶段。当由电压检测电路在控制阶段中执行的闭合回路控制被施加到负载上的电压所激励时，仅仅关断开关将不会停止闭合回路控制。因此，如果断开阶段要由用来起动接通阶段的同一开关来起动，则断开电路通过迫使负载开关元件保持断开来允许这样做。然后电压检测电路的电压电源将停止足够长的时长以便电压检测电路去激励，因而闭合回路控制停止。这允许使用需要由其中使用了所述电子电路的器具的使用者来操作的单一开关，这使得所述电子电路且因此所述器具成为简单且易于操作的。在本专利技术的电子电路的一个实施方案中，接通电路包括串联布置的第一电容器和第三电阻器并且还包括第一开关元件，所述元件具有耦接在第一电容器和第三电阻器之间的控制侧。当接通阶段起动时，第一电容器耦接到开关并因此开始充电。因而有电流流过电容器并流入第一开关元件的控制侧中，所述第一开关元件变成接通的。第一开关元件被布置在地电位和负载开关元件的控制侧之间。在第一开关元件接通期间，基本上地电位被提供给负载开关元件的控制侧，这迫使负载开关元件保持接通。流过第一电容器的电流由串联布置的第一电容器和第三电阻器的时间常数确定。因此可确定如下时段，在所述时段期间接通电路迫使负载开关元件接通。在本专利技术的电子电路的另一个实施方案中，所述时段被选择成使得负载不升高至超过靶向负载状态的负载状态，这可发生在由电压电源提供的满供电电压大于要施加到负载上的平均电压的时候。在本专利技术的电路的另一个实施方案中，断开电路包括具有控制侧的第二开关元件，所述控制侧耦接到开关并被布置在电压源和负载开关元件的控制侧之间。假使断开阶段通过关断开关而被启动，第二开关元件变成接通的并因此迫使负载开关元件保持断开。在本专利技术的电路的一个实施方案中，电压检测电路被布置成测量提供给负载的电压并以如下方式控制负载开关元件使得在控制阶段期间，提供给负载的平均电压基本保持在预定水平(靶标电压)。所述平均电压的恒定性可取决于电压检测电路的滞后和精度。 在该实施方案的一种精化形式中，电压检测电路包括具有电压输入端的电压比较器元件， 在所述输入端提供了提供给负载的平均电压。电压比较器元件比较电压输入端的电压与基准电压，并且依据比较结果在电压输出端提供电压。电压输出端耦接到负载开关元件的控制侧。在前述实施方案的另一种精化形式中，电压检测电路包括低通滤波器，所述滤波器被布置成平均化提供给负载的脉冲电压并在电压比较器元件的电压输入端提供平均电压。本专利技术也涉及其中利用了本专利技术的电路的电气器具。这种电气器具可为例如电动牙刷、口腔冲洗器、袖珍灯或手电筒、电子工具诸如电动(无绳)螺丝刀、(无绳)手动搅拌机、电动安全剃刀或电动干式剃刀。作为负载，可利用例如DC马达或灯。在这种电气装置中，负载的负载状态被保持恒定，并且电池或蓄电池的能量被高效地使用。附图说明将通过详细地描述示例性电路并参照附图来进一步说明本专利技术。在附图中图1为本专利技术的示例性电路的电路图，所述电路被示出处在连接状态，其中电路连接到负载和电压源；图2A-2C为在本专利技术的电路的一个示例性实施方案上测量的电压曲线的示图，所述曲线是在接通阶段中针对三种不同的供电电压测量的；图3A-3C为在本专利技术的电路的一个示例性实施方案上测量的电压曲线，所述曲线是在断开阶段中针对三种不同的供电电压测量的；并且图4为其中利用了本专利技术的电路的电气器具的示意图。具体实施例方式图1为本专利技术的电子电路C的一个示例性实施方案的电路图。电路C能够连接到负载M诸如马达、和电压源B诸如电池或蓄电池(二次电池)或电池组和/或蓄电池组。作为另外一种选择，电压源B也可为连接到电网电压的AC/DC转换器。在图1中，示出了单一电池作为电压源B，但也可替代单一电池而使用串联布置的多个电池(更多电池由虚线电池符号指示)。电路C被示出处在连接状态，其中电路C连接到负载M和电压源B。电路C包括开关Si、电压检测电路VD、接通电路Son、断开电路Soff、滤波器电路 F、和具有相应保护电路D的负载开关元件TL。负载开关元件TL以如下方式受到控制其重复地变成导电和非导电的，以便大于要施加到负载M上的电压的供电电压Vs作为脉冲电压 PVs被施加到负载M上。保护电路D包括串联布置的第一电阻器Rl和第二电阻器R2。接通电路Son包括第一开关元件Tl以及串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种能够连接到电压源（Ｂ）和负载（Ｍ）的电子电路（Ｃ），所述电路（Ｃ）包括：可控负载开关元件（ＴＬ），所述可控负载开关元件被布置成使得由所述电压源（Ｂ）在连接状态所提供的供电电压（ＶＳ）在所述负载开关元件（ＴＬ）接通时被提供给所述负载（Ｍ），并且在所述负载开关元件（ＴＬ）断开时不提供给所述负载（Ｍ）；和电压检测电路（ＶＤ），所述电压检测电路在所述连接状态中耦接到所述负载（Ｍ）以便被施加到所述负载（Ｍ）上的电压（ｐＶＳ）所激励；和接通电路（Ｓｏｎ），所述接通电路耦接到所述负载开关元件（ＴＬ），并被布置成在被布置在所述接通电路（Ｓｏｎ）和所述电压源（Ｂ）之间的开关（Ｓ１）闭合之后接通所述负载开关元件（ＴＬ）并持续确定的时段（Ｔ）。

【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：J·莱波尔，
申请(专利权)人：博朗有限公司，
类型：发明
国别省市：DE