專利名稱：電力開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉電力開關(guān)裝置，尤其是涉及帶有從開關(guān)線路取得開關(guān)控制裝置所需電源的雙端電力開關(guān)裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種帶有從開關(guān)線路取得開關(guān)控制裝置所需電源的可遙控的雙端交流電力開關(guān)裝置。更具體而言，但當(dāng)然并不限于此，本發(fā)明還涉及帶有從開關(guān)線路取得電源以遙控開關(guān)裝置的改進(jìn)型雙端可安裝在墻上的電力開關(guān)裝置。本發(fā)明還涉及用從開關(guān)線路中取得電源以自動化控制開關(guān)裝置以接通和斷開電力負(fù)載的電路布置及系統(tǒng)。
普通的雙端電力開關(guān)一般帶有一個具有導(dǎo)電觸點(diǎn)的開關(guān)組件，該組件可在“接通”(即(ON”或“導(dǎo)電”)或“關(guān)閉”(即斷開)位置之間移動以進(jìn)行開關(guān)切換。一般雙端電力開關(guān)的“接通”與“關(guān)閉”通常與所述金屬導(dǎo)電觸點(diǎn)組件的接觸與斷開狀態(tài)分別相對應(yīng)。
電子開關(guān)裝置，例如大功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、晶體管或閘流晶體管等，由于不須如傳統(tǒng)機(jī)械式開關(guān)那樣必須通過導(dǎo)電金屬開關(guān)組件的移動就能完成開關(guān)轉(zhuǎn)換，現(xiàn)已廣泛用于電控電力開關(guān)。不過，這種電力開關(guān)裝置在導(dǎo)通狀態(tài)下的大電流及電壓降所產(chǎn)生的廢熱往往引起散熱問題，尤其是當(dāng)開關(guān)裝置被放置于狹小的封閉空間，例如是墻式插座內(nèi)時。
電動機(jī)械電力開關(guān)裝置，例如是帶有可移動開關(guān)導(dǎo)電組件的繼電器，亦常見于自動電力開關(guān)中。不過，常見繼電器的開關(guān)導(dǎo)電組件通常耦接到帶有磁心的螺線管，當(dāng)電流通過螺線管時，磁心的磁力就會令導(dǎo)電開關(guān)接通。此類開關(guān)的體積一般較大且需要有連續(xù)電流的狀態(tài)以保持切換或開關(guān)狀態(tài)。這種連續(xù)電流的供應(yīng)一般會產(chǎn)生熱擴(kuò)散問題以及電力供應(yīng)問題。電子或電動機(jī)械式電力開關(guān)裝置尤其適用于輕觸式或自動式的開關(guān)線路設(shè)計(jì)，例如遙控開關(guān)、移動傳感或其它感應(yīng)探測方式的電力開關(guān)系統(tǒng)。同時，由于遙控式的電力開關(guān)裝置提供給公眾極大的方便，輕觸式或自動式開關(guān)電路具有相當(dāng)實(shí)用優(yōu)勢，它們的應(yīng)用亦日益廣泛。
然而，這種形式的開關(guān)電路或裝置一般都需要配合自動控制或開關(guān)切換控制電路系統(tǒng)以完成實(shí)際的開關(guān)切換，而自動式或可遙控式的開關(guān)裝置或電路一般都要求有穩(wěn)定電源(通常是直流(DC)電源，但當(dāng)不限于此)來操作該自動控制和自動開關(guān)電路系統(tǒng)以及遙控信號接收器。
對于三線式交流布線系統(tǒng)來說，即布線系統(tǒng)可提供包括帶電端、中性端和接地端的電源線，操作或控制開關(guān)電路系統(tǒng)的電力可通過在“帶電端”和中性端或接地端之間連接一個電源線路來取得到。對于單線交流布線系統(tǒng)(即開關(guān)裝置連通單一帶電線或相線)來說，布線系統(tǒng)中并無提供額外的或預(yù)定的中性端或接地端以供使用。由于布線系統(tǒng)并不提供現(xiàn)成的中性端或接地端，控制裝置的操作電源雖然可從外部電源或直接從該交流電源以附加布線方法取得中性端或接地端，然而，額外布線涉及較大花費(fèi)，亦欠美觀。
因此，假若適用于單線布線系統(tǒng)的相線電力開關(guān)裝置的控制電路系統(tǒng)所需電源能夠直接從開關(guān)裝置所連接的帶電相線取得到而并不需要外加電源或額外布線顯然提供不少益處。
當(dāng)電力開關(guān)裝置在單線布線環(huán)境下作固定位置的設(shè)備使用時，例如將電力開關(guān)裝置安裝在墻上已預(yù)先布線的墻式插座作為電源開關(guān)時，提供額外的布線來供應(yīng)操作開關(guān)的電力可能既不經(jīng)濟(jì)又不實(shí)際。在這種用途情況下，除非控制和開關(guān)電路系統(tǒng)的電源可由開關(guān)線路本身提供，附加電源將要求將不可避免。不過，外部附加電源通常意味著額外的運(yùn)行成本，同樣也意味著笨重且不美觀的開關(guān)裝置編排。
因此，能夠提供一種可從該開關(guān)所連接的電源帶電線直接取得運(yùn)行所需電能以控制該開關(guān)或其它外圍操作電路系統(tǒng)的開關(guān)裝置或電路布置就會極為有用。然而，由于電力開關(guān)裝置通常與負(fù)載串聯(lián)并在交流電源的兩極之間，從單一帶電線取得到電能線路來控制開關(guān)的困難之處是眾所周知的。一般而言，當(dāng)開關(guān)裝置處于“關(guān)閉”(即“斷開”)狀態(tài)時，其特點(diǎn)通常是在開關(guān)兩端有很高的斷路電壓而祗有很低的斷路漏泄電流流過開關(guān)的導(dǎo)電體。另一方面，當(dāng)開關(guān)處于“接通”(即“導(dǎo)電”)狀態(tài)時，其特點(diǎn)通常是在開關(guān)的兩端有很低的閉合電路電壓降和很高的閉合電路電流穿過開關(guān)的導(dǎo)電體。由于這些已知的固有特點(diǎn)，同時在開關(guān)裝置處于“接通”(“導(dǎo)通”)和“關(guān)閉”(“斷開”)狀態(tài)期間都能向控制和開關(guān)電路系統(tǒng)供應(yīng)運(yùn)作所需電能并不容易。因此，如果能夠以緊湊、有效而并不復(fù)雜的形式提供帶有線路動力開關(guān)和控制電路系統(tǒng)(包括遙控電路系統(tǒng))的雙端電力開關(guān)或電路布置將裨益大眾。
在提供這樣的線路動力電路系統(tǒng)或電路布置時，如果能夠?qū)㈤_關(guān)裝置由于向控制電路系統(tǒng)和開關(guān)裝置供應(yīng)電力而產(chǎn)生的在導(dǎo)電狀態(tài)下開關(guān)兩端的電壓降及在斷開狀態(tài)下的漏泄電流都保持到最小就會更加理想?，F(xiàn)今各地的安全標(biāo)準(zhǔn)各有不同，但斷開狀態(tài)下的漏泄電流通常必須小于20mA。同時，因?yàn)槁┬闺娏骱蛯?dǎo)通狀態(tài)電壓降與電力開關(guān)裝置本身的電能消耗及散熱問題直接相關(guān)，打開狀態(tài)下的電壓降應(yīng)盡量降低。
常見電路系統(tǒng)中的自動電力開關(guān)常常采用三端雙向可控硅(Triacs)開關(guān)組件或閘流晶體管以形成電子或非改變接觸式電能開關(guān)。由于三端雙向可控硅開關(guān)組件或閘流晶體管這類組件固有的前向電壓降，這種開關(guān)組件的無功電能消耗一般較大，令到散熱的要求也變得更迫切。當(dāng)采用三端雙向可控硅開關(guān)組件或閘流晶體管這類的開關(guān)裝置用于較大電流系統(tǒng)，尤其在正常使用時置于封閉且狹窄的空間時，這種電力開關(guān)可能由于需要強(qiáng)制通風(fēng)而并不適用。
因此，假若能夠提供一種適用于前述線路動力開關(guān)控制電路系統(tǒng)以便用于電控電力開關(guān)，而又不必一定采用三端雙向可控硅開關(guān)組件或閘流晶體管這類組件的開關(guān)裝置就會非常有用。同時，此一改良裝置時亦應(yīng)可降低因采用三端雙向可控硅開關(guān)組件或閘流晶體管的開關(guān)裝置而引至的電能消耗及散熱問題。
進(jìn)一步來說，盡管具有線圈和一對電觸點(diǎn)通常斷開的電動機(jī)械繼電器在自動電力開關(guān)中亦可能作為開關(guān)裝置，但是這樣的繼電器開關(guān)由于需要恒定的直流電流供應(yīng)以保持機(jī)械式導(dǎo)電接觸在閉合位置。這對直流電流的要求通常意味著需要一個大的變流器線圈以提供足夠的能量來保持開關(guān)件處于閉合位置，故在單線式的電力開關(guān)中并未廣泛使用。同時，這類繼電器式開關(guān)亦會產(chǎn)生開關(guān)體積龐大和電能消耗較高的問題。因此，能夠設(shè)計(jì)出一種適用于自動電力開關(guān)系統(tǒng)而又可以減少對恒定直流電流供應(yīng)需求的改進(jìn)式開關(guān)裝置將裨益大眾。
為了令到自動電力開關(guān)的應(yīng)用或用途更加廣泛并使用戶更方便，這類開關(guān)可以同時在開關(guān)所在地或其附近對這種線路動力自動電力開關(guān)進(jìn)行直接控制，又可以進(jìn)行遙控就非常有利。當(dāng)然，遙控或非觸式控制可以籍包括如射頻或紅外線控制、運(yùn)動傳感、溫度、光或其它傳感器觸發(fā)的開關(guān)電路以達(dá)至。同時，對這種電力開關(guān)在安裝所在位置進(jìn)行控制通常都是通過輕觸型撥動或選擇式的開關(guān)，而這類輕觸式電力開關(guān)的接通和關(guān)閉通常僅需極小的物理力。由于輕觸式開關(guān)幾乎不需用力來觸發(fā)，如果持續(xù)按下輕觸按鈕，開關(guān)就會連續(xù)反復(fù)地接通和關(guān)閉，做成不想要的、無意的、滋擾性的、甚至或有害的開和關(guān)。例如，當(dāng)小孩過長時間地按著輕觸按鈕，開關(guān)就會由于無意的錯誤的而反復(fù)地開關(guān)操作。因此，假若這類輕觸按鈕控制能裝有可以區(qū)別，辨別或忽略或這類意外的、有害的或無意的過長時間地按著輕觸按鈕的裝置就會很有用。發(fā)明目的考慮到前面所述，如果能夠提供一種能夠減少或克服現(xiàn)有線路動力控制和/或開關(guān)控制電路系統(tǒng)的電力開關(guān)有關(guān)缺陷的改進(jìn)開關(guān)裝置就會對公眾有益。鑒于一般現(xiàn)有電力開關(guān)線路在斷路和閉合時電路電壓和電流的特點(diǎn)及有關(guān)的已知問題，如果能夠提供一種帶有能從單線開關(guān)線路取得電源以進(jìn)行開關(guān)控制或開關(guān)電路系統(tǒng)提供電力而無需考慮開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)的電力開關(guān)就非常有利。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的之一是提供一種帶有籍線路動力控制電路系統(tǒng)開關(guān)或電路布置的交流電力開關(guān)裝置。這種線路動力開關(guān)控制電路系統(tǒng)或電路布置的開關(guān)裝置最好可以不必一定采用三端雙向可控硅開關(guān)組件或閘流晶體管之類組件。本發(fā)明的另一個目的是提供一種線路動力控制的自動電力的開關(guān)，該線路動力控制的自動電力開關(guān)在其接通或關(guān)閉狀態(tài)或改變開關(guān)狀態(tài)時最好都不需要大的直流電流。本發(fā)明的再一個目的是提供一種非常緊湊且能提供足夠的開關(guān)性能并易于操作的電力開關(guān)裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電力開關(guān)，這種開關(guān)帶有線路動力控制電路系統(tǒng)和“輕觸式”開關(guān)裝置以及能對有害的或無意的開關(guān)行為，例如在開關(guān)觸動位置長期按下輕觸式按鈕作出區(qū)別及忽略的裝置。當(dāng)然，如果前述目的能夠?qū)崿F(xiàn)而不影響電力開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)、安全和緊湊性將為大眾渴求。
為了使用更加方便，本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有線路動力控制和開關(guān)系統(tǒng)電路而能遙控的電力開關(guān)。這種可遙控的電力開關(guān)最好提供可在開關(guān)所在位置進(jìn)行可選擇性開關(guān)操作的裝置。
本發(fā)明還有一個目的就是為線路動力可控制開關(guān)裝置提供多種可供選擇的電路布置或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這選擇可單獨(dú)地也可結(jié)合地使用以減少與普通線路動力可控制開關(guān)有關(guān)的問題或用來改進(jìn)現(xiàn)有開關(guān)。
本發(fā)明的至少目的之一是為公眾提供一種電力開關(guān)的選擇，這種開關(guān)帶有線路動力控制和/或開關(guān)電路系統(tǒng)或電路布置來加強(qiáng)電力開關(guān)控制的應(yīng)用性。
雖然本發(fā)明的開關(guān)裝置設(shè)計(jì)主要涉及用于單線開關(guān)布線系統(tǒng)，但當(dāng)然亦可用于其它布線系統(tǒng)。單線布線系統(tǒng)大意是指開關(guān)裝置連接在單一相線的缺口之間，而開關(guān)大體上連接在相線缺口間的一來電(輸入)端及一去電端(輸出端)。由于此開關(guān)兩端及可連接至相線的缺口兩端，行業(yè)內(nèi)亦稱為“兩端”或“兩線”式開關(guān)或布線開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種電力開關(guān)，它包括連接在所述端子之間的第一和第二分流電路，所述第一分流電路中的開關(guān)裝置，在導(dǎo)電的“接通”狀態(tài)和基本上不導(dǎo)電的“關(guān)閉”狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換所述開關(guān)裝置的控制裝置，當(dāng)所述開關(guān)裝置在“接通”或“關(guān)閉”狀態(tài)時分別為所述控制裝置供電的第一和第二電源電路，所述第一電源電路包括一個雙端電路組件，這個雙端電路組件與所述開關(guān)裝置串聯(lián)以使相同的電流都流過所述開關(guān)裝置和所述第一電源電路的雙端電路組件，所述第二電源電路連接在所述第二分流電路中，所述控制裝置包括產(chǎn)生電信號的裝置，該電信號用于將所述開關(guān)裝置轉(zhuǎn)換到“接通”或“關(guān)閉”狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的總體范圍，提供一種電力開關(guān)，該電力開關(guān)包括第一端子、第二端子、連接所述第一和第二端子的開關(guān)裝置、用來運(yùn)行和控制所述開關(guān)裝置的開關(guān)控制裝置和連接到所述第一和第二端子的、用來向所述開關(guān)控制裝置供電的電源電路系統(tǒng)，其中所述開關(guān)裝置包括一個螺線管操作的、可在電路閉合位置(“接通”位置)和電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)之間移動的觸點(diǎn)開關(guān)組件，該觸點(diǎn)開關(guān)組件要幺保持在所述電路閉合位置要幺保持在所述電路斷開位置，除非和直到通過所述螺線管輸送合閘電流來將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述電路閉合位置(“接通”位置)轉(zhuǎn)換到所述電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)或從所述電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)轉(zhuǎn)換到所述電路閉合位置(“接通”位置)。
從總體來講，將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述電路“關(guān)閉”位置轉(zhuǎn)換到所述電路“接通”位置的所述合閘電流是有方向或極性的，該方向或極性與將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述電路“接通”位置轉(zhuǎn)換到所述電路“關(guān)閉”位置的所述合閘電流的方向或極性相反。
優(yōu)選地，在通過所述螺線管輸送第一方向或極性的合閘電流使一磁心具有磁性之后，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件由所述磁心保持在所述“接通”位置。
優(yōu)選地，將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“接通”位置轉(zhuǎn)換到所述“關(guān)閉”位置所需的能量小于將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“關(guān)閉”位置轉(zhuǎn)換到所述“接通”位置所需的能量。
優(yōu)選地，所述螺線管通過閂鎖電路系統(tǒng)連接到所述開關(guān)控制裝置，所述閂鎖電路系統(tǒng)包括連接到第一電壓源的、用來將所述開關(guān)裝置轉(zhuǎn)換到“接通”位置的第一開關(guān)分流電路和連接到第二電壓源的、用來將所述開關(guān)裝置轉(zhuǎn)換到“關(guān)閉”位置的第二開關(guān)分流電路，所述第一電壓源的電壓高于所述第二電壓源的電壓。
優(yōu)選地，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件在從所述“關(guān)閉”位置到所述“接通”位置的轉(zhuǎn)換時是倚靠彈性推動力，而所述觸點(diǎn)開關(guān)組件在從所述“接通”位置到所述“關(guān)閉”位置的轉(zhuǎn)換時是借助彈性推動力。
優(yōu)選地，所述開關(guān)控制裝置通過所述螺線管輸送相反方向或極性的電流來接通或關(guān)閉所述開關(guān)裝置。
優(yōu)選地，所述開關(guān)控制裝置連接到一個信號接收器來接收遙控信號，所述信號接收器由來自所述電源電路系統(tǒng)的電能來運(yùn)行。
優(yōu)選地，所述開關(guān)控制裝置連接到一個現(xiàn)場和遙控接收器，所述開關(guān)控制裝置在探測到來自所述現(xiàn)場控制或所述遙控的開關(guān)要求信號后，發(fā)出信號來操作所述開關(guān)裝置。
優(yōu)選地，所述開關(guān)控制裝置連接到至少第一和第二開關(guān)信號傳感器，所述第一和第二開關(guān)信號傳感器已經(jīng)連接在一起，所述開關(guān)控制裝置在探測到來自所述任何傳感器的開關(guān)命令信號后，發(fā)出開關(guān)信號來操作所述開關(guān)裝置。
優(yōu)選地，通過使一磁心具有磁性來將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件帶入“接通”位置，該磁心在磁化電流消失之后用剩余的磁力將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件保持在其“接通”位置。
優(yōu)選地，在通過所述螺線管輸送了方向或極性與所述第一方向或極性相反的合閘電流之后，觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“接通”位置轉(zhuǎn)換到所述“關(guān)閉”位置，該合閘電流的方向是以消去所述起始磁化的磁心的磁力為方向。
優(yōu)選地，所述閂鎖電路系統(tǒng)的第一開關(guān)分流電路包括連接到所述螺線管的兩個端子的一個帶有普通集電極接頭的晶體管和一個帶有普通射極接頭的晶體管。
優(yōu)選地，所述開關(guān)命令信號包括在預(yù)定的時間段內(nèi)具有強(qiáng)度變化的信號。
圖6是表示圖2電力開關(guān)從“接通”狀態(tài)轉(zhuǎn)到“斷開”狀態(tài)的電路系統(tǒng)的瞬間混合電路和方塊圖，圖7是表示圖2中用于接通電力開關(guān)裝置的控制器和閂鎖電路運(yùn)行的混合電路和方塊圖，圖8是表示圖2中用于斷開電力開關(guān)裝置的控制器和閂鎖電路運(yùn)行的混合電路和方塊圖，圖9是表示適用于圖2中實(shí)施例的電動機(jī)械開關(guān)裝置的一個結(jié)構(gòu)例子。
從總體上來看這些附圖(尤其附

圖1至8)，所述電力開關(guān)1包括用于與外部線路連接的第一電源端子11和第二電源端子12。總體上，交流電力開關(guān)的端子接頭可以反向接駁而無需任何改變。所述電力開關(guān)還包括連接在所述電源端子11、12之間的第一和第二分流電路。
第一分流電路(參看圖2及3的11-21-22-12)包括一個開關(guān)裝置20，該開關(guān)裝置可在低阻抗的“接通”(即導(dǎo)電或閉合)狀態(tài)與高阻抗的“斷開”狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)開關(guān)裝置20在“接通”狀態(tài)時，開關(guān)20兩個端子21、22之間的導(dǎo)電組件作導(dǎo)電接通，故開關(guān)1總體上是一個高電流低阻抗裝置。當(dāng)開關(guān)裝置20在“斷開”狀態(tài)時，開關(guān)裝置20的兩端子21、22之間不再導(dǎo)通，故開關(guān)1總體上及實(shí)際上是一個阻止電流通過的高阻抗斷開電路。
第一分流電路(11-21-22-12)，或總體上與此分流電路串聯(lián)的線路，配有第一電源電路60。該第一電源電路60總體來說為開關(guān)控制裝置40和其它外圍組件供應(yīng)運(yùn)行所需電力，尤其是當(dāng)所述開關(guān)裝置20處于高電流、低降壓的“接通”狀態(tài)時。第一電源電路60一般通過從流入開關(guān)裝置20(即第一分流電路)的主電流得到電力源。一般可與所述開關(guān)裝置串聯(lián)的變流器或其它變流裝置大致上適用于第一電源電路60作為從主電流中分離出可用電力的適當(dāng)組件的例子。變流器的輸出端(63，64)可與整流電路配合后可再與穩(wěn)壓器(51，52，53)連接。由于第一電源電路的變流器大體上與開關(guān)裝置20串聯(lián)連接，為了減少對外部負(fù)載的影響，理想的第一電源電路須具有低輸入阻抗的特點(diǎn)，使開關(guān)1在接通狀態(tài)下的附加電壓降不會太明顯。
更具體而言，附圖所示第一電源電路60包括與開關(guān)裝置20大致串聯(lián)連接的雙端電路組件61、62。串聯(lián)連接的雙端電路組件61、62使流經(jīng)開關(guān)裝置20的主電流也同時供應(yīng)電源予第一電源電路60的輸入。因此，第一電源電路60的輸入電流受流經(jīng)所述開關(guān)裝置電流變化影響并與之相互關(guān)聯(lián)。本具體實(shí)施例子所述的雙端電路組件61，62為變流器的低阻抗性初級線圈。
第二分流電路(11、70、12)，配有可供應(yīng)運(yùn)行電能的第二電源電路70并與穩(wěn)壓器電路系統(tǒng)50連接。第二電源電路70主要在開關(guān)裝置處于“斷開”狀態(tài)時為開關(guān)控制裝置40以及外圍電路系統(tǒng)(41，42，43)供應(yīng)運(yùn)行所需電能。
由于第二電源電路70與包含所述開關(guān)裝置20的電路分流并聯(lián)，低的漏泄電流通常是必要的，以符合有關(guān)電力安全標(biāo)準(zhǔn)及確保產(chǎn)品安全。故此，所述第二電源電路優(yōu)選地包括一個高阻抗輸入電路以確保開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)時的漏泄電流非常低。當(dāng)然第二電源電路的高輸入阻抗性亦確保電源端子11、12在開關(guān)“斷開”時的高阻抗性。變壓器，例如是降壓變壓器，是適合作為第二電源電路前端組件的例子。
總電源包含第一電源電路及第二電源電路以克服如前所述在“接通”和“斷開”狀態(tài)同時可向開關(guān)控制電路系統(tǒng)供電的困難。其中，第一電路電源大致與所述開關(guān)裝置串聯(lián)連接并有低輸入阻抗特性，第二電源電路大致與開關(guān)裝置并聯(lián)且有高輸入阻抗的特性。因此，本電源布置具有不管電力開關(guān)處于“接通”還是“斷開”狀態(tài)都能夠向電力開關(guān)的控制、開關(guān)和其它外圍電路系統(tǒng)供應(yīng)電力的優(yōu)勢。
本發(fā)明包括的電源電路的運(yùn)行將首先通過引用所述開關(guān)裝置在“斷開”狀態(tài)的運(yùn)作來進(jìn)一步說明。當(dāng)開關(guān)1的兩個電源端子11、12在開關(guān)裝置處于“斷開”狀態(tài)下連接到交流電源時，電源端子11、12的電壓差通常較高且相當(dāng)于斷開電路的電源電壓。此斷開電路的電源電壓差在美國通常是110V，在中國及歐洲則通常是220V。在此斷開狀態(tài)下，可用的漏泄功率可通過將第二電源70的輸入端與電源耦合得到。由于在所述開關(guān)端子11、12之間的電壓差較高，即使漏泄電流相對較小(例如，20mA或更小)，第二電源(即，降壓變壓器)的輸出端子亦可從所述交流電源得到相對較大和有效的可用漏泄電能為總電控或開關(guān)電路系統(tǒng)提供足夠的電能輸出，而又不超過可接受的漏泄電流限度。另一方面，由于當(dāng)開關(guān)裝置處于“斷開”狀態(tài)時沒有或僅僅有極小的電流流過該開關(guān)裝置20，同時也因?yàn)榈谝浑娫措娐废到y(tǒng)(即，變流器60)的輸入與開關(guān)裝置20的兩個端子相聯(lián)，在“斷開”狀態(tài)期間可從第一電源分離出來的電能極少。
當(dāng)開關(guān)裝置20處于“接通”狀態(tài)時，由于開關(guān)裝置的導(dǎo)電體在此狀態(tài)時固有的低阻抗特性，在開關(guān)端子兩端的電勢差就會很低。同時，由于第二電源包括一個高阻抗輸入電路系統(tǒng)，故當(dāng)開關(guān)1在“接通”狀態(tài)時，第二電源電路輸入端的瞬間電壓降不會大。故在此“接通”狀態(tài)期間第二電源可取得到的電能會極少或甚至可以忽略不計(jì)。
為了使開關(guān)裝置20的開關(guān)控制裝置或其它外圍電路系統(tǒng)在處于“接通”狀態(tài)時都能取得運(yùn)行電能，本發(fā)明提供的第一電源電路60大體上從流經(jīng)開關(guān)裝置20開關(guān)導(dǎo)體的電流籍藕合取得電能。這第一電源電路60大體上包括一個與開關(guān)裝置20串聯(lián)的低輸入阻抗電路系統(tǒng)。雖然當(dāng)開關(guān)1處于“接通”狀態(tài)時，由于開關(guān)裝置20導(dǎo)體特有的低接通阻抗，通過所述開關(guān)裝置的電勢降可以忽略不計(jì)。但是，通過開關(guān)的主電流通常會較大，故可從流經(jīng)所述開關(guān)裝置的主電流籍藕合取出電能。
開關(guān)裝置20大致由一閂鎖電路30控制和驅(qū)動，而該閂鎖電路30又由一控制器單元40，如微處理器，所控制。在用戶界面最好亦包括一個目視指示器以使用者可以得知電力開關(guān)1的瞬時開關(guān)或轉(zhuǎn)換狀態(tài)。由于運(yùn)行所述開關(guān)裝置20(例如操作所述控制電路系統(tǒng)(在本優(yōu)選實(shí)施例中，該控制電路系統(tǒng)包括閂鎖電路30)以接通或斷開開關(guān))，以及運(yùn)作所述控制器單元40和指示器，一般都需要電能，尤其是直流電源，所以總電源還包括共享的電壓調(diào)整及穩(wěn)定電路系統(tǒng)50。電壓調(diào)整電路系統(tǒng)50同時連接到第一和第二電源電路60、70以保持一個恒定的直流電壓水平使不受所述開關(guān)裝置20的開關(guān)狀態(tài)太大影響。
進(jìn)一步而言，因?yàn)殡娐废到y(tǒng)中不同的組件可能要求不同的電壓水平，所以電壓調(diào)整電路系統(tǒng)50可包括一些額外調(diào)壓器或調(diào)壓器的組合(51-53)，這些調(diào)壓器或調(diào)壓器的組合帶有分壓器以提供不同的直流電壓水平。
為了控制電子或電動機(jī)械開關(guān)裝置實(shí)際上的或物理上的轉(zhuǎn)換，控制器單元40在探測到開關(guān)信號后就向控制電路系統(tǒng)40發(fā)出開關(guān)信號來觸發(fā)或開動所述開關(guān)裝置20的實(shí)質(zhì)性的電接通或斷開。
為了使開關(guān)可在一定距離外的地方能夠被遙控接通或斷開負(fù)載以增加使用者的方便，本開關(guān)1的控制器也連接到一個遙控信號接收器42。遙控信號接收器42在探測到遙控器發(fā)送的開關(guān)信號后，便通知所述控制器單元40向控制電路系統(tǒng)發(fā)出開關(guān)指令，從而改變或維持所述開關(guān)裝置20的開關(guān)狀態(tài)。
另一方面，為了提供可在開關(guān)所在位置現(xiàn)場的開關(guān)選擇，控制器40還提供輕觸式按鈕41給用者選擇。該輕觸式按鈕可以安裝在開關(guān)的壁板表面或其它合適位置。適合的輕觸式開關(guān)可以包括例如是當(dāng)其端觸頭被按下導(dǎo)電接觸時會向所述控制器單元40發(fā)送電信號的金屬膜片或彈簧偏動開關(guān)裝置。
當(dāng)輕觸式開關(guān)被啟動時，控制器單元40通會常都在探測到輕觸按鈕式41開關(guān)指令時便發(fā)出開關(guān)信號。為了避免錯誤的開關(guān)命令探測或解釋，優(yōu)先選擇作為開關(guān)指令的信號最好能顯示狀態(tài)改變或轉(zhuǎn)變或與狀態(tài)改變或轉(zhuǎn)變相一致，以使時間過長的、長期的或無間斷地按下輕觸按鈕的動作不會被所述控制器解釋為重復(fù)的或連續(xù)的開關(guān)要求。這些開關(guān)指令的探測可以通過例如對所述輕觸式按鈕41作恒定的或有規(guī)律的監(jiān)控來獲得。這種監(jiān)控優(yōu)選由所述控制器單元40籍探測輕觸按紐開關(guān)狀態(tài)的實(shí)際改變或轉(zhuǎn)變或物理上的改變或轉(zhuǎn)變以作決定。舉一個例說，輕觸式按鈕在完成經(jīng)過按下和放開的輕觸動作時都會發(fā)出一個過渡性邊緣開關(guān)信號，控制器可根據(jù)這一過渡信號發(fā)出一個開關(guān)指令。
由于利用過渡信號的探測以決定開關(guān)與否，本設(shè)計(jì)可避免不想要的或重復(fù)性的連續(xù)開關(guān)觸發(fā)，尤其可避免例如是小孩將手指連續(xù)地按在所述輕觸式按鈕上時，或當(dāng)物件長時間壓在輕觸式按鈕所引致的反復(fù)啟動。
通常，當(dāng)輕觸式按鈕被使用為開關(guān)觸動的前置裝置時，它并不實(shí)際上進(jìn)行主電流轉(zhuǎn)換而僅僅是一個向所述微控制器單元40傳送開關(guān)信號的傳感器或探測器。所述微控制器40或所述微處理器單元在探測到開關(guān)信號后便向開關(guān)致動器或開關(guān)控制發(fā)送開關(guān)信號。
在某些情況下，當(dāng)遙控器向微控制器傳送真正的開關(guān)信號時，輕觸式按鈕也可能同時被持續(xù)按下。為了避免真正的開關(guān)信號被虛假的信號所遮蔽或掩蓋，來自不同探測器或傳感器的信號最好能被組合在一起，以使所述控制單元在探測到真正的開關(guān)信號時能引發(fā)開關(guān)狀態(tài)的改變。為了適應(yīng)不同的開關(guān)信號來源，可在所述控制器單元的輸入端口和所述開關(guān)信號源之間安裝一個例如“或”閘的邏輯判斷電路系統(tǒng)來引發(fā)開關(guān)。
參看圖2至9，在這些圖中將以混合電路和組件圖顯示本發(fā)明中電力開關(guān)的具體電路系統(tǒng)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，所述第二電源包括一個橋式整流器72與一個包括高阻抗電容器73和電阻器74的并聯(lián)的串聯(lián)線路。此串聯(lián)線路與所述開關(guān)端子11、12并聯(lián)，當(dāng)所述開關(guān)1與所述負(fù)載2和交流電源串聯(lián)時，所述電源的斷開電路電壓差會在開關(guān)端子11、12兩端出現(xiàn)。由于第二電源有較高的輸入阻抗，一般可以接受水平的漏泄電流會流入所述高阻抗線路，通過所述整流電路72并被輸送到所述調(diào)壓裝置50。
第一電源60包括一個帶有初級線圈61、62和次級線圈63、64的變流器。初級線圈61、62與所述開關(guān)裝置20串聯(lián)。在操作過程中，全部或大部分流過開關(guān)裝置的電流也會流過所述初級線圈。由于變流器初級線圈固有的低阻抗，穿過初級線圈的電壓降極小，其對負(fù)載帶來的總體影響將可忽略不計(jì)。變流器的次級線圈63、64連接到橋式整流電路65的輸入端。同樣地，橋式整流電路的輸出端連接到調(diào)壓電路系統(tǒng)的輸入端。
在第一分流電路11-20-12中的開關(guān)裝置20包括一個電動機(jī)械繼電器開關(guān)35。該繼電器開關(guān)35包括一個電動磁力發(fā)生裝置及一個導(dǎo)電觸點(diǎn)式的開關(guān)組件。該導(dǎo)電觸點(diǎn)式開關(guān)組件籍磁力耦合到或連接到一個配有螺線管的電動磁力發(fā)生裝置的電路系統(tǒng)。該磁性耦合開關(guān)組件包括一個極化的或磁化的磁性組件，該磁性組件根據(jù)所述螺線管所產(chǎn)生的磁力方向(即磁吸力或磁彈力)使導(dǎo)電觸電進(jìn)入或脫離導(dǎo)電接觸。本發(fā)明的螺線管可連接到一個如圖7和圖8所顯示的繼電器閂鎖電路以產(chǎn)生相反極性的磁通量。本實(shí)施例采用一個如圖2至4中虛框內(nèi)所包括四個開關(guān)組件31-34的四端繼電器閂鎖電路以達(dá)至以上目的。
為了提供一種能夠安裝在狹小而封閉空間，例如標(biāo)準(zhǔn)的墻上電力開關(guān)安裝孔的緊湊型電力開關(guān)，開關(guān)裝置從“接通”到“斷開”狀態(tài)或從“斷開”到“接通”狀態(tài)的改變只應(yīng)需要極小的開動電流就能進(jìn)行。同時，在保持開關(guān)裝置在其非轉(zhuǎn)變運(yùn)行狀態(tài)亦應(yīng)只需極小或不需電流，因?yàn)檗D(zhuǎn)換和保持所述開關(guān)狀態(tài)所需的電流通常會決定變流器的大小和開關(guān)本身的總體尺寸，小的電流要求就意味著較小的變流器線圈，因此也意味著一個較小的物理體積及散熱要求。
圖9所示的優(yōu)選電動機(jī)械開關(guān)35為一個實(shí)現(xiàn)了前述要求的例子。繼電器開關(guān)35包括用導(dǎo)電材料制成的第一和第二開關(guān)接觸端點(diǎn)21、22、機(jī)械起動杠桿23和帶有螺線管25線圈的磁心24，該線圈繞在該磁心上。本發(fā)明優(yōu)選設(shè)計(jì)得一個繼電器35在轉(zhuǎn)換及非轉(zhuǎn)變運(yùn)行狀態(tài)中僅需極小或不需電流，也即是說，開關(guān)不管在“接通”還是“斷開”狀態(tài)所需的電流能夠保持在很小。通過選擇適當(dāng)?shù)拇判牟牧?，磁心在磁化之后可以保持較高的剩余磁力，而小量通過螺線管的反向電流便可以用來將所述磁心消磁。其中，線圈，磁心及電流的設(shè)計(jì)及關(guān)系在于剩余磁力足以抵抗彈性觸板23的回彈力。
參看圖9，當(dāng)?shù)谝粯O性電流通到所述螺線管25時，磁心24就會被磁化且在所述磁心24和起動杠桿23之間會產(chǎn)生磁吸引力。該磁吸引力會使起動桿23向下移并驅(qū)動所述彈性接觸板21或所述觸點(diǎn)開關(guān)組件向左移動并兩個接觸端點(diǎn)21，22連接，繼電器開關(guān)35便從“斷開”狀態(tài)轉(zhuǎn)換到“接通”。
當(dāng)開關(guān)處于“接通”狀態(tài)時，由于所述磁心24的設(shè)計(jì)已考慮到有足夠大的剩余磁力以抵抗接觸板的彈性回彈壓力，故并不需要提供額外電流與螺線管以保持兩端之間的閉合接觸。因此，開關(guān)在“接通”狀態(tài)不需要持續(xù)的電流供應(yīng)就可以保持。當(dāng)反向極性的電流接通螺線管，所述磁心的磁化度就會被減少至不足以保持兩個接觸端點(diǎn)之間維持電接觸。結(jié)果，彈性接觸板就會因其本身的彈性偏壓力作用下偏轉(zhuǎn)并與固定的接觸板22分離，從而使繼電器開關(guān)35從“接通”轉(zhuǎn)換到“斷開”狀態(tài)。同樣地，因?yàn)榉蛛x狀態(tài)為所述接觸板22的靜止或平衡位置，螺線管不用電流也能夠保持開關(guān)在“斷開”狀態(tài)。由于“接通”和“斷開”的開關(guān)操作都僅需脈沖或短時的螺線管電流，所以要求的平均電流可以保持到最小。
參看附圖并詳細(xì)參看在虛框內(nèi)顯示的閂鎖電路當(dāng)開關(guān)組件31和32閉合時，第一極性的直流電流會從所述電壓調(diào)整源51流向所述開關(guān)組件31和32并產(chǎn)生第一極性的磁力。另一方面，當(dāng)開關(guān)組件33和34閉合時，相反極性的直流電流會從所述調(diào)壓器52流入所述開關(guān)組件34，并通過螺線管流入開關(guān)組件33，使磁心大致消磁。
在本例子中，所述閂鎖開關(guān)組件31、32、33和34和螺線管的安排使當(dāng)?shù)谝粯O性電流從所述開關(guān)組件31通過螺線管25流向開關(guān)組件32時，會產(chǎn)生足夠大的磁力以吸引開關(guān)裝置上的磁性組件，從而產(chǎn)生閉合電路的設(shè)置。當(dāng)短暫的磁化電流消失之后，所述磁心尚有剩余的磁力。
再一方面，當(dāng)電流從所述調(diào)壓器52流向所述開關(guān)組件34，然后穿過螺線管流入開關(guān)組件33到地面時，磁心便會被大致消磁。結(jié)果，由于使磁心24和起動杠桿23保持在一起的吸引力會被變小或會消失。這樣的話，所述彈性偏壓接觸板21(或所述觸點(diǎn)開關(guān)組件)會由于其本身的彈性偏壓而與固定的接觸板22斷開接觸或與之分離。圖9中顯示了一個作為例子的電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)起著閂鎖繼電器的作用，而且該閂鎖繼電器適于與螺線管電路一起使用，有關(guān)的電路系統(tǒng)將會在以后的本說明書中加以詳細(xì)解釋。
本實(shí)施例采用一種優(yōu)選繼電器開關(guān)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可通過將所述螺線管磁心磁化及消磁以使繼電器分別被轉(zhuǎn)換到“接通”或“斷開”狀態(tài)。當(dāng)然，相反而言，繼電器也可通過對所述螺線管的磁心磁化及消磁化的適當(dāng)改變來分別達(dá)到“斷開”和“接通”的轉(zhuǎn)換?？傮w來說，本發(fā)明使用的繼電器具有籍通過螺線管的反向電流所產(chǎn)生的相反極性的磁通量以引發(fā)“接通”或“斷開”。再者，本繼電器開關(guān)提供一個開關(guān)裝置或結(jié)構(gòu)的具體例子，這種裝置或結(jié)構(gòu)具有要求不同的能量以轉(zhuǎn)換“接通”和“斷開”狀態(tài)的特點(diǎn)。在本實(shí)施例中，因?yàn)槔^電器的接觸端點(diǎn)需克服彈性偏壓才可連接一起，故需要較多能量，而電觸端點(diǎn)的分開可借用彈性偏壓的推動，故所需能量較少。因此，大體而言使繼電器接通的能量要求高于使繼電器斷開的能量要求。
由于開關(guān)在“接通”狀態(tài)期間所能蓄積的電能(其后可用于斷開開關(guān))的速度，會比開關(guān)在“斷開”狀態(tài)時蓄積的電能(用于接通開關(guān))的速度慢得多，同時因?yàn)楫?dāng)開關(guān)“接通”時，開關(guān)端子21、22兩端在接通狀態(tài)下附加電壓必須低，而且也為了保證開關(guān)的緊湊性而要求有緊湊的或體積小的變流器，所以在開關(guān)接通時的電能蓄積速度肯定慢。為了實(shí)際的便利及使主開關(guān)接通之后能夠被隨時斷開，故在本應(yīng)用中優(yōu)選的繼電器為非對稱式開關(guān)結(jié)構(gòu)。
另一方面，當(dāng)開關(guān)“斷開”時，所述第二電源處于在100-250V之間的相對較高的電壓之下，因此電能蓄積速度就較快。通過采用上述類型的非對稱開關(guān)結(jié)構(gòu)，保證緊湊性和易感應(yīng)的轉(zhuǎn)換就成為可能。當(dāng)然，對于不受體積影響或無感應(yīng)時間限制的開關(guān)來說，也可采用其它開關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖7和圖8表示了一個可以用來為啟動(即，閂鎖和接通)本發(fā)明電力開關(guān)結(jié)構(gòu)的極性提供轉(zhuǎn)換或可逆電流的示范性電路，該啟動是通過將磁心的磁化和消磁來實(shí)現(xiàn)的。參看圖7，當(dāng)連接到晶體管組件Q1、Q2和Q3的CPU埠端口處于高電壓水平，且連接到晶體管組件Q4、Q5和Q6的CPU端口的電壓被降低時，晶體管Q2和Q3將會通過螺線管25來進(jìn)行導(dǎo)電，從而產(chǎn)生可以磁化所述磁心的第一方向的磁通量和磁力。另一方面，如圖8所示，當(dāng)連接到晶體管Q4、Q5和Q6的CPU端口的電壓被升高時，晶體管Q4和Q6就會進(jìn)行導(dǎo)電，從而提供了反向極性的電流以抵消(至少到某些程度)由流通于Q1，Q2及Q3的反向極性電流所產(chǎn)生的磁效果。該閂鎖電路系統(tǒng)提供一種簡單而有效的接通和斷開開關(guān)裝置的方法，它既可以IC卡制成也可使用獨(dú)立的組件。
如前所述，為使繼電器更加容易地使主開關(guān)裝置20斷開，該繼電器在斷開該開關(guān)時所需能量應(yīng)小于接通開關(guān)時所需的能量。為了提供斷開所需電源予這種非對稱性開關(guān)，開關(guān)在有關(guān)的電源就提供了一個低電壓水平的加偏電壓，例如2.5V。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向描述被包括用來向主開關(guān)裝置20在處于“接通”狀態(tài)時提供運(yùn)行電能的第一電源60。該電源包括一個整流橋，該整流橋的兩個輸入端連接到一個變流器的次級線圈63，64。該變流器的初級線圈的端子與主開關(guān)裝置20串連，故當(dāng)主開關(guān)裝置處于“接通”狀態(tài)時，相同的電流會流經(jīng)主開關(guān)裝置20和變流器的初級線圈(61，62)。
整流橋的輸出端連接到所述電壓調(diào)整電路系統(tǒng)(50)的輸入端，該電壓調(diào)整電路系統(tǒng)可包括具有不同電壓水平的調(diào)壓器，例如12伏特、5伏特和2.5伏特，以滿足不同的電路要求。
在本優(yōu)選實(shí)施例中的繼電器閂鎖電路，用于使所述主開關(guān)裝置所用繼電器的電觸點(diǎn)連接的螺線管上兩端的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使所述開關(guān)裝置斷開的電壓。如前所述，選擇該非對稱性閂鎖開關(guān)結(jié)構(gòu)是為了可用較少的能量使開關(guān)裝置斷開。優(yōu)選這樣做的原因是，一般來講，為確保電壓調(diào)整電路系統(tǒng)能取得連續(xù)電源供應(yīng)，蓄電裝置充電時僅可取得到少量涓流。為了保證螺線管在所述開關(guān)裝置導(dǎo)通了很短時間便有足夠的能量供應(yīng)，在優(yōu)選的開關(guān)裝置僅需極少能量便可斷開。
本實(shí)施例的電壓調(diào)整電路系統(tǒng)連接到一個蓄電裝置，該蓄電裝置包括并聯(lián)的電容器和電壓限制裝置，如圖中所示的穩(wěn)壓二極管(Zener diodeZ1)。該穩(wěn)壓二極管將最大電壓限制在例如18伏特以內(nèi)以保護(hù)該調(diào)壓器。所述的大電容器串聯(lián)有一個小電容器以抑制高頻干擾。
所述第二電源電路包括在電源兩端串聯(lián)的整流橋和阻抗支路。該整流橋的輸出端連接到相同的蓄電裝置(C1，R1)和電壓限制裝置以及所述電壓調(diào)整電路系統(tǒng)，從而向控制和開關(guān)電路系統(tǒng)提供直流電能。
現(xiàn)在更詳細(xì)說明電力開關(guān)轉(zhuǎn)換的操作。參看圖3，主開關(guān)裝置20處于“斷開”狀態(tài)且要將其接通。當(dāng)主開關(guān)裝置20處于“斷開”狀態(tài)時，基本上相當(dāng)于電源電壓的大電壓差會在所述第二電源的輸入端出現(xiàn)。在開關(guān)20兩端的交流電源電壓會經(jīng)過整流被轉(zhuǎn)換成直流電源來供給所述調(diào)壓器，而這個調(diào)壓器會反過來滿足控制器單元、所述控制電路系統(tǒng)和開關(guān)裝置20的電能要求。為了使開關(guān)20接通，遙控器或經(jīng)連接到所述控制器單元的“輕觸式”按鈕可傳送開關(guān)信號給所述接收器。在探測到開關(guān)信號后，例如，通過探測到過渡或邊緣式開關(guān)信號時，所述控制器單元會引發(fā)所述閂鎖開關(guān)組件31和32的導(dǎo)通。此時，直流電會從調(diào)壓器50通過螺線管25流入閂鎖電路31，32。由此穿過螺線管的直流電流產(chǎn)生的磁力導(dǎo)致主開關(guān)裝置20被接通。
現(xiàn)在來看圖5，圖標(biāo)的開關(guān)裝置已處于“接通”狀態(tài)并將要被“斷開”。在此瞬間，由于開關(guān)裝置在其“接通”狀態(tài)時一般是一個低阻抗裝置，穿過所述第二電源的電壓差會非常低，故從第二電源電路可取的電能將很微小。
另一方面，當(dāng)開關(guān)裝置20處于“接通”狀態(tài)時，大的電流通常會流過開關(guān)裝置和所述變流器的初級線圈。因?yàn)榈谝浑娫措娐返恼鳂蜻B接到變流器的次級線圈，電能可從在初級線圈流動的電流耦合到整流橋然后到電能限制和蓄積電路系統(tǒng)。
參看圖1，當(dāng)控制器從遙控探測到開關(guān)信號時，控制器會發(fā)出開關(guān)信號來導(dǎo)通開關(guān)閂鎖組件33和34，并構(gòu)成了一個包括調(diào)壓器52、開關(guān)組件34、螺線管25和開關(guān)組件33的電流回路。因?yàn)榱鬟^開關(guān)組件33，34的直流電流與流過閂鎖開關(guān)組件31和32的電流的極性相反，磁心會被消磁，這樣會導(dǎo)致開關(guān)裝置20從“接通”位置彈離。主開關(guān)裝置一旦斷開，電力開關(guān)就變得不導(dǎo)電，第二電源電流就會重新進(jìn)行支配性的運(yùn)作并向電能蓄積和電源限制單元供電。
除了遙控開關(guān)之外，在開關(guān)現(xiàn)場還可配有現(xiàn)場開關(guān)傳感器按鈕，它也連接到所述控制器單元。這個現(xiàn)場開關(guān)傳感按鈕，例如，是一按下就會向控制器單元發(fā)送信號的導(dǎo)電膜片或彈性偏壓開關(guān)。在探測到這樣的信號之后，控制器就會向閂鎖繼電器電路發(fā)送控制信號以便為接通或斷開開關(guān)裝置建立相關(guān)的電流通路。
在通過參考上述優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作來說明之后，就會理解到本發(fā)明的電路系統(tǒng)或電路組件可采用等同功能及不同參數(shù)值的組件實(shí)施而并不背離本發(fā)明的精神和宗旨。此處所描述的具體電路實(shí)施例僅僅是用來提供幫助理解本發(fā)明的范圍和本質(zhì)的例子，而并非用來作為任可限制。例如，實(shí)施例中有兩個分別用作第一和第二電源電路的整流橋在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員就會很容易地可理解為也可采用配有適當(dāng)電感應(yīng)能與電源耦合的單獨(dú)整流橋。進(jìn)一步來講，實(shí)施例中雖然對特定設(shè)計(jì)的繼電器作了說明，但應(yīng)當(dāng)理解到其它類似的或相當(dāng)?shù)睦^電器在并不喪失一般性的前提下也可使用。再進(jìn)一步來說，在通過參考具體的閂鎖繼電器和其它電路系統(tǒng)對本閂鎖繼電器電路作了說明之后，就會理解到在并不喪失一般性的前提下也可采用其它實(shí)現(xiàn)閂鎖繼電器的方法或其它電路?？傊?，本發(fā)明公開了一種帶有線路動力控制和開關(guān)電路系統(tǒng)的有廣泛用途的電力開關(guān)。雖然，本發(fā)明的開關(guān)裝置設(shè)計(jì)主要涉及用于單線開關(guān)布線系統(tǒng)，但當(dāng)然亦可用于其它布線系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種電力開關(guān)，包括第一端子、第二端子、連接所述第一和第二端子的開關(guān)裝置、用來操作和控制所述開關(guān)裝置的開關(guān)控制裝置和為所述開關(guān)控制裝置供電的、連接到所述第一和第二端子的電源電路系統(tǒng)，所述電源電路系統(tǒng)包括變壓裝置和變流裝置，所述變壓裝置大體上與包含所述開關(guān)裝置的分流電路并聯(lián)，所述變流裝置包括與所述開關(guān)裝置串聯(lián)的、位于所述第一和第二端子之間的低阻抗輸入電路，所述開關(guān)裝置包括電動磁力發(fā)生裝置及受所述電動磁力發(fā)生裝置操作的觸點(diǎn)開關(guān)組件，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件能夠在電路閉合位置(“接通”位置)和電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)之間移動，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件可保持在所述的電路的閉合位置或保持在所述電路的斷開位置，其特征在于，該磁力發(fā)生裝置在沒有即時電流通過的情況中的磁力能夠維持所述觸點(diǎn)開關(guān)組件在所述的閉合位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，用來從所述“關(guān)閉”位置將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件轉(zhuǎn)換到所述“接通”位置的所述合閘電流有方向或極性，該方向或極性與將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“接通”位置轉(zhuǎn)換到所述“關(guān)閉”位置的合閘電流的方向或極性相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，所述電動磁力發(fā)生裝置包括一個螺線管，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件可保持在所述的電路的閉合位置，直到通過所述螺線管輸送合閘電流來將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述電路閉合位置(“接通”位置)轉(zhuǎn)換到所述電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)或從所述電路斷開位置(“關(guān)閉”位置)轉(zhuǎn)換到所述電路閉合位置(“接通”位置)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)，其特征在于，在已經(jīng)通過所述螺線管輸送了第一方向或極性的合閘電流來磁化磁心之后，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件被所述磁心保持在“接通”位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)，其特征在于，在通過所述螺線管輸送方向或極性與所述第一方向或極性相反的合閘電流之后，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“接通”位置移到所述“關(guān)閉”位置，該合閘電流的發(fā)送方向是將所述最初磁化的磁心消磁的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)，其特征在于，所述螺線管通過閂鎖電路系統(tǒng)連接到所述開關(guān)控制裝置，所述閂鎖電路系統(tǒng)包括用來將所述開關(guān)裝置轉(zhuǎn)換到“接通”位置的、連接到第一電壓源的第一開關(guān)分流電路和連接到第二電壓源的、用來關(guān)閉所述開關(guān)裝置的第二開關(guān)分流電路，所述第一電壓源的電壓高于所述第二電壓源的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)，其特征在于，所述閂鎖電路系統(tǒng)的第一開關(guān)分流電路包括連接到所述螺線管兩端的帶有普通集電極接頭的晶體管和帶有普通發(fā)射極接頭的晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“接通”位置轉(zhuǎn)換到所述“關(guān)閉”位置所需能量小于將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件從所述“關(guān)閉”位置轉(zhuǎn)換到所述“接通”位置所需的能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述觸點(diǎn)開關(guān)組件在從所述“關(guān)閉”位置到所述“接通”位置的轉(zhuǎn)換時是倚靠彈性推動力，而所述觸點(diǎn)開關(guān)組件在從所述“接通”位置到所述“關(guān)閉”位置的轉(zhuǎn)換時是借助彈性推動力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)控制裝置通過所述螺線管輸送方向和極性相反的電流來接通所述開關(guān)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)控制裝置連接到一個信號接收器來接收遙控信號，所述信號接收器由從所述電源電路系統(tǒng)得到的電能來運(yùn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)控制裝置連接到一個現(xiàn)場控制和遙控接收器，所述開關(guān)控制裝置在探測到來自所述現(xiàn)場控制或遙控接收器中的任何一個的開關(guān)命令信號后發(fā)出信號來操作所述開關(guān)裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)命令信號包括在預(yù)定的時間段內(nèi)具有強(qiáng)度變化的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)控制裝置連接到至少第一和第二開關(guān)信號傳感器，所述第一和第二開關(guān)信號傳感器已經(jīng)連接在一起，所述開關(guān)控制裝置在探測到來自所述任何傳感器的開關(guān)命令信號后，發(fā)出開關(guān)信號來操作所述開關(guān)裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，通過將一個磁心磁化來將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件帶入“接通”位置，在磁化電流消失之后，該磁心用剩余在該磁心的磁力將所述觸點(diǎn)開關(guān)組件保持在其“接通”位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力開關(guān)，該開關(guān)是帶有線路動力開關(guān)控制結(jié)構(gòu)的雙端電力開關(guān)。該電力開關(guān)在電源輸出端之間配有第一和第二分流電路。第一分流電路內(nèi)包括有通過控制輸出端的電能的開關(guān)，該第一分流電路還包括在“接通”狀態(tài)下來自流經(jīng)開關(guān)的電流的電源。該第一電源可給控制裝置供電以便在電流流過時控制開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)時，包括在第二分流電路的第二電源為所述控制裝置提供電源。
文檔編號H01H47/32GK1441553SQ03106490
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者羅仲炳, 余暉, 史密斯·邁克爾·迪安 申請人:達(dá)倡有限公司