專利名稱：用電設(shè)備的時(shí)間和/或功率控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種用于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行時(shí)間和/或功率控制的模塊。
用于對(duì)用電設(shè)備的接通/斷開進(jìn)行時(shí)間控制的裝置早已公知。例如，DE 32 43 108 C2中公開了用于汽車中不同用電設(shè)備的這種裝置，例如用于前窗和/或后窗玻璃的刮水/清洗裝置，后窗玻璃加熱裝置，用于指示行使方向的燈光裝置，所述裝置包括位于繼電器控制電流電路中的、可手動(dòng)接通的開關(guān)觸點(diǎn)，所述開關(guān)觸點(diǎn)在延遲裝置的作用下在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)保持閉合。為了在發(fā)生繼電器或延遲裝置故障時(shí)可以接通和斷開用電設(shè)備，在各裝置中設(shè)置了通過(guò)位于負(fù)載電流電路中的繼電器工作觸點(diǎn)拖動(dòng)的控制電流電路，所述工作觸點(diǎn)同時(shí)是用于接通繼電器和限時(shí)元件的激勵(lì)的開關(guān)觸點(diǎn)。另外，設(shè)置了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠手動(dòng)斷開和接通所述觸點(diǎn)。這樣，通過(guò)開關(guān)觸點(diǎn)的簡(jiǎn)單操作可以接通用電設(shè)備，并且自動(dòng)地、時(shí)間延遲地?cái)嚅_用電設(shè)備，這是因?yàn)樗鲩_關(guān)觸點(diǎn)同時(shí)也是處于延遲裝置作用下的繼電器的工作觸點(diǎn)。此外還希望能夠手動(dòng)將工作觸點(diǎn)定位在閉合位置以及解除定位。在繼電器或延遲裝置的發(fā)生故障時(shí)，用電設(shè)備能夠保持在接通狀態(tài)，這是因?yàn)橛|點(diǎn)借助于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持在閉合位置。在故障情況下，可以通過(guò)手動(dòng)地借助于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)打開觸點(diǎn)來(lái)斷開用電設(shè)備。延遲裝置可以是單穩(wěn)觸發(fā)電路形式的限時(shí)元件，所述觸發(fā)電路由工作觸點(diǎn)的閉合而觸發(fā)，以向繼電器線圈提供預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度的激勵(lì)電流脈沖?；蛘呖梢允褂煤?jiǎn)單的定時(shí)開關(guān)，例如通常閉合、而在規(guī)定的激勵(lì)時(shí)間以后打開的帶雙金屬繼電器的開關(guān)。為了防止用電設(shè)備過(guò)載，在用電設(shè)備上串接一個(gè)帶有附加操作級(jí)的簧片開關(guān)。為了監(jiān)控用電設(shè)備的接通功能，在用電設(shè)備上并聯(lián)一個(gè)控制燈。
另外，用于在預(yù)定時(shí)間以后斷開用電設(shè)備，例如電熨斗形式的用電設(shè)備，以防止過(guò)熱的保護(hù)電路也是已知的。為了說(shuō)明用于電氣爐灶的、避免每個(gè)爐灶位置工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的保護(hù)電路，由DE 38 15 984 C2已知，設(shè)置多個(gè)功率控制器、一個(gè)譯碼器邏輯電路、一個(gè)控制邏輯電路、多個(gè)計(jì)數(shù)器以及多個(gè)繼電器。為了自動(dòng)地?cái)嚅_相應(yīng)用電設(shè)備，也可以設(shè)置一個(gè)微處理器，來(lái)實(shí)現(xiàn)除繼電器以外的所有控制和轉(zhuǎn)換功能，包括用電設(shè)備計(jì)時(shí)。
由DE 42 02 600 C2已知的用于由多個(gè)單元所構(gòu)成的空調(diào)的控制裝置以相似的方式構(gòu)造，借助于所述控制裝置能夠防止壓縮機(jī)在斷開所有內(nèi)部單元時(shí)過(guò)載并獲得快速壓力平衡。為此，工作定位裝置(Betriebsfeststelleinrichtung)處理所有內(nèi)部單元的接通和斷開狀態(tài)，然后相應(yīng)于處理結(jié)果給出預(yù)定輸出信號(hào)。所述輸出信號(hào)被施加到延遲裝置，并在預(yù)定時(shí)間延遲以后提供。繼電器控制裝置接收延遲裝置的輸出信號(hào)，并相應(yīng)于這個(gè)輸出信號(hào)操縱繼電器控制部分中所包含的繼電器，以便能夠通過(guò)這個(gè)繼電器接通或斷開壓縮機(jī)。
家用電器也是已知的，尤其是熱水加熱器，所述熱水加熱器是這樣構(gòu)造的，即具有內(nèi)部加熱設(shè)備的水罐能夠從底座上取下。通常，在加熱電路上設(shè)置定時(shí)電路，所述定時(shí)電路在相應(yīng)于電器的4分鐘左右最大加熱時(shí)間的時(shí)間以后，通過(guò)繼電器將電器從電網(wǎng)上分離。為了在小水量處理時(shí)調(diào)整加熱過(guò)程，由E 43 07 859 A1已知，用分等級(jí)的或者無(wú)級(jí)的劃分來(lái)設(shè)計(jì)定時(shí)電路，使得能夠調(diào)整各個(gè)水量的加熱時(shí)間。其中，用繼電器的通過(guò)電流互感器為定時(shí)電路饋電。只要從底部取下水罐，就沒有電流流過(guò)，并且立即釋放繼電器。然后，也能夠只通過(guò)有意地啟動(dòng)過(guò)程來(lái)啟動(dòng)再次的加熱過(guò)程。也能夠用打開按鈕或開關(guān)中斷繼電器饋電，繼電器或定時(shí)電路的輔助電路，使得釋放繼電器，并斷開電器；具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即輔助電路中的斷開觸點(diǎn)不傳送主電流。最后，一個(gè)或多個(gè)電磁制動(dòng)裝置在繼電器接通的情況下與開關(guān)繼電器并聯(lián)或串聯(lián)。這個(gè)制動(dòng)裝置也能夠像繼電器那樣，由電流互感器通過(guò)整流器饋電，并且像繼電器那樣由定時(shí)電路控制其作用。于是，可能引起例如只在超過(guò)預(yù)定時(shí)間以后才能夠?qū)崴訜崞鲝钠涞撞可先∠?，或者例如只有在預(yù)定時(shí)間以后，或者在電機(jī)或加熱裝置斷開以后才能打開電器的門。
另外，DE 44 21 275 C2公開了電器速動(dòng)開關(guān)，尤其是微型開關(guān)，具有支撐觸點(diǎn)的、調(diào)整各個(gè)開關(guān)位置的轉(zhuǎn)換搖臂，具有相對(duì)于制動(dòng)軸拉住轉(zhuǎn)換搖臂的開關(guān)彈簧，并且具有挺桿型的、部分地從外殼中突出的操作級(jí)，其中在開關(guān)外殼內(nèi)設(shè)置有與操作級(jí)協(xié)同工作的、其一個(gè)終端位于外殼上的中間杠桿。為了在挺桿型操作級(jí)運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得盡可能準(zhǔn)確的控制，為了獲得速動(dòng)開關(guān)的低成本裝配，還為了能夠在加載以后使挺桿型操作級(jí)完全復(fù)位，在個(gè)別開關(guān)中規(guī)定，挺桿型操作級(jí)被固定地設(shè)置在中間杠桿的另一端，并且操作級(jí)在開關(guān)動(dòng)作時(shí)直接作用到開關(guān)彈簧上。通過(guò)這種設(shè)置實(shí)現(xiàn)了操作級(jí)在其動(dòng)作時(shí)位于與中間杠桿軸的支承部位的準(zhǔn)確距離上，并且在開關(guān)動(dòng)作時(shí)被中間杠桿引導(dǎo)。為了確保中間杠桿軸的支承部位位置，插入型的、可插入外殼內(nèi)的管腳能夠在其插入位置上部分地支撐在至少一個(gè)套管上，尤其是金屬套管。為了獲得防水速動(dòng)開關(guān)，可以用隔離物來(lái)密封插入外殼開口。
為了在保持好的開關(guān)準(zhǔn)確性和觸點(diǎn)搖臂的突然轉(zhuǎn)換情況下準(zhǔn)確簡(jiǎn)便地調(diào)節(jié)開關(guān)位置，DE 195 15 233 A1還公開了一種速動(dòng)開關(guān)，其中操作級(jí)設(shè)置為可圍繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且開關(guān)彈簧的第二端在轉(zhuǎn)動(dòng)軸距離內(nèi)被固定在操作級(jí)上。在操作級(jí)的開關(guān)動(dòng)作時(shí)，開關(guān)彈簧的固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得由此出現(xiàn)彈簧的作用線的變化，并且只要這條線超過(guò)制動(dòng)軸上觸點(diǎn)搖臂的作用點(diǎn)，就立刻進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以確保準(zhǔn)確簡(jiǎn)便的轉(zhuǎn)換。為了能夠在不同地點(diǎn)使用電氣速動(dòng)開關(guān)，從外殼中伸出的操作級(jí)延長(zhǎng)部分被波紋管包圍，所述波紋管被固定在外殼上，這樣就防水地密封延長(zhǎng)部分的通道。
電氣開關(guān)設(shè)備，尤其是用于安裝在家用電器，汽車等上的電器開關(guān)設(shè)備也是已知的，所述電器開關(guān)設(shè)備包括至少一個(gè)具有多個(gè)開關(guān)位置的觸點(diǎn)搖臂、一個(gè)開關(guān)彈簧、以及一個(gè)操作級(jí)，所述觸點(diǎn)搖臂用其一端可旋轉(zhuǎn)地支承在制動(dòng)軸上，并且用其另一端在至少一個(gè)開關(guān)位置上接觸一個(gè)固定的靜觸點(diǎn)，所述開關(guān)彈簧以其一端被固定在觸點(diǎn)搖臂上，并且所述觸點(diǎn)搖臂保持在制動(dòng)軸上，所述操作級(jí)移動(dòng)彈簧，以將觸點(diǎn)搖臂轉(zhuǎn)換到其開關(guān)位置。
為了以下述方式構(gòu)造這個(gè)開關(guān)設(shè)備，即具有多種用途和連接類型，并且為了根據(jù)使用目的能夠設(shè)置具有制動(dòng)軸的多個(gè)觸點(diǎn)搖臂以及能夠簡(jiǎn)便地裝配，DE 44 00 772 C2所公開的開關(guān)設(shè)備具有一塊金屬板以及與金屬板平行的至少一塊電路板。在金屬板上設(shè)置至少一個(gè)具有制動(dòng)軸的觸點(diǎn)搖臂以及開關(guān)彈簧。其中，制動(dòng)軸被整體設(shè)置在金屬板上，并且開關(guān)彈簧的第二端被固定在金屬板上，而在一個(gè)開關(guān)位置上與觸點(diǎn)搖臂接觸的靜觸點(diǎn)設(shè)置在電路板上，并且與其印刷導(dǎo)線電氣連接。金屬板允許在裝配中將帶有其制動(dòng)軸的觸點(diǎn)搖臂和開關(guān)彈簧安裝在金屬板上，其中金屬板通過(guò)彎曲能夠使制動(dòng)軸成為金屬板的部分。另外，根據(jù)開關(guān)設(shè)備的使用目的，可以設(shè)置不同的多個(gè)帶有制動(dòng)軸和開關(guān)彈簧的觸點(diǎn)搖臂，所述觸點(diǎn)搖臂在金屬板上具有共同的電流接線頭。通過(guò)平行地設(shè)置電路板，在觸點(diǎn)搖臂的第二開關(guān)位置中，這個(gè)觸點(diǎn)搖臂直接與電路板上的靜觸點(diǎn)接觸，使得通過(guò)金屬板和觸點(diǎn)搖臂向電路板饋電是可能的。在有多個(gè)觸點(diǎn)搖臂時(shí)，還可以任意在電路板的導(dǎo)體帶上傳輸饋電。這樣，電路板以公知的方式在面向金屬板的一側(cè)設(shè)置電氣和/或電子元件，如燈、電阻等。在電路板的端面上，用于供電以及用于一個(gè)將接通的設(shè)備的電流接線頭被設(shè)置為公共插接件。由此，借助于開關(guān)設(shè)備的簡(jiǎn)單插入或安裝，開關(guān)設(shè)備直接固定在電器設(shè)備上，使得電器設(shè)備可以通過(guò)開關(guān)設(shè)備操作。另外，電路板具有一個(gè)燈，例如輝光燈，所述輝光燈延伸到與金屬板平行排列的光導(dǎo)板(Lichtleiterplatte)。通過(guò)這種措施，能夠通過(guò)光導(dǎo)板照射開關(guān)設(shè)備的多個(gè)線路。操作級(jí)可以被設(shè)置為挺桿型，翻轉(zhuǎn)開關(guān)或按鍵-滑動(dòng)開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備也能夠被應(yīng)用于家用電器或廚房電器，例如用于冷凍柜，其中操作級(jí)一般被設(shè)置為接通冰箱，而可以操作其他開關(guān)，以控制冷凍柜的不同冷卻能力。
另外，G 91 12 975.3中公開了一種電氣開關(guān)設(shè)備，尤其是用于家用電器的翻轉(zhuǎn)開關(guān)。為了以下述方式構(gòu)成開關(guān)設(shè)備，即在斷電時(shí)開關(guān)設(shè)備自動(dòng)地轉(zhuǎn)換到其斷開位置，并且確保在重新接通電流時(shí)，必須重新接通開關(guān)設(shè)備，所以在各開關(guān)設(shè)備中使翻轉(zhuǎn)型操作級(jí)在斷開位置方向上被彈性地加載，并且翻轉(zhuǎn)型操作級(jí)在接通位置上暫時(shí)被強(qiáng)制固定。為此，設(shè)置一個(gè)電氣吸持磁鐵，所述吸持磁鐵在接通位置上，為了其維護(hù)位于金屬部分的對(duì)面，并且在這個(gè)位置上被接到電網(wǎng)中。通過(guò)這個(gè)措施，確保在接通設(shè)備時(shí)，通過(guò)吸持磁鐵強(qiáng)制地將開關(guān)設(shè)備固定在其接通位置上。操作級(jí)在其斷開位置方向上的彈性預(yù)負(fù)荷使得在斷電以及由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)故障時(shí)，翻轉(zhuǎn)型操作級(jí)轉(zhuǎn)換到其斷開位置，由此開關(guān)也轉(zhuǎn)換到其斷開位置。開關(guān)可以包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)限制接通位置的時(shí)間。通過(guò)這個(gè)措施確保了在疏忽地忘記斷開時(shí)，家用電器也能夠自動(dòng)斷開。其中可以調(diào)整接通時(shí)間的長(zhǎng)短。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)為電子元件，最好是電子時(shí)鐘IC元件，所述電子元件確保在預(yù)定時(shí)間以后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開電流，因此開關(guān)可轉(zhuǎn)換到其斷開位置。在有多個(gè)翻轉(zhuǎn)型操作級(jí)時(shí)，吸持磁鐵可控制每個(gè)操作級(jí)，或者吸持磁鐵可控制操作級(jí)中的一個(gè)，并且其他操作級(jí)可通過(guò)與第一操作級(jí)的耦合而轉(zhuǎn)換到斷開位置。在接通位置中被照射的操作級(jí)中，電氣吸持磁鐵的兩個(gè)接頭與兩個(gè)燈的接頭并聯(lián)連接。
為了以下述方式設(shè)計(jì)電氣開關(guān)設(shè)備，即開關(guān)位置可靠地保持接通，并且為了維持開關(guān)位置而不消耗電流(電流一直流過(guò)磁鐵)，并且因此能夠避免火災(zāi)危險(xiǎn)，所以在DE 198 02 332 A1中進(jìn)一步公開了一種開關(guān)設(shè)備，在所述開關(guān)設(shè)備中，磁鐵被設(shè)計(jì)為永磁鐵，通過(guò)電磁鐵的磁場(chǎng)以下述方式影響其磁場(chǎng)，即保持預(yù)先偏置的、運(yùn)動(dòng)的接觸部件在電磁鐵磁場(chǎng)形成時(shí)可轉(zhuǎn)換到其另一個(gè)開關(guān)位置。通過(guò)選擇永磁鐵能夠可靠、簡(jiǎn)單地獲得開關(guān)位置，而不消耗電流。只有為了解除這個(gè)開關(guān)位置才接通電磁鐵，以便以下述方式覆蓋永磁鐵的磁場(chǎng)，即預(yù)先偏置的開關(guān)位置可以重新調(diào)整。另外還用電流脈沖短時(shí)間地加載電磁鐵，以產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述電流脈沖可以由控制電子設(shè)備生成。其優(yōu)點(diǎn)在于，在接通開關(guān)設(shè)備以及在其后通過(guò)由控制電子設(shè)備所生成的脈沖向電磁鐵施加電壓時(shí)，開關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換到其斷開位置，使得待控制的電子設(shè)備，例如咖啡機(jī)自己又從電網(wǎng)上分離。另外還規(guī)定，通過(guò)控制電子設(shè)備中的限時(shí)元件，在達(dá)到預(yù)定時(shí)間以后生成電磁鐵上的斷開脈沖。通過(guò)這個(gè)斷開脈沖來(lái)確保具有開關(guān)設(shè)備的電氣設(shè)備可被斷開，并且不會(huì)意外地長(zhǎng)時(shí)間保持連接到電網(wǎng)上?？刂齐娮釉O(shè)備有兩個(gè)作用，第一，在電壓被施加到開關(guān)上時(shí)生成一個(gè)脈沖，第二，在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間或者其他條件以后，提供另一個(gè)脈沖，所述另一個(gè)脈沖使開關(guān)轉(zhuǎn)換到其輸出位置?？梢噪x散地構(gòu)造控制電子設(shè)備，其中所述控制電子設(shè)備被主要設(shè)置在電路板上，或者由IC或處理器構(gòu)成。
為了避免冷凍設(shè)備意外地?cái)嚅_電網(wǎng)開關(guān)，DE 195 05 173 C2公開了具有附加到電網(wǎng)開關(guān)上的、被設(shè)置為手動(dòng)操作的操作元件的制動(dòng)件，并且制動(dòng)件在閉合電網(wǎng)開關(guān)以及由此而在對(duì)操作元件進(jìn)行操作以后接通冷凍設(shè)備時(shí)，只在操作元件被操作超過(guò)預(yù)定時(shí)間間隔而沒有中斷以后才打開電網(wǎng)開關(guān)，并由此而斷開冷凍設(shè)備。只在設(shè)置為釋放元件的操作元件被手動(dòng)操作期間才停止斷開時(shí)間延遲的過(guò)程。其中，建議在可選的或預(yù)定的時(shí)間延遲值期滿時(shí)，用聲音和/或光通知已期滿，以便提示所導(dǎo)入的斷開過(guò)程。最好由微處理器進(jìn)行時(shí)間延遲時(shí)間周期的控制，所述微處理器根據(jù)按鍵開關(guān)的操作來(lái)控制相應(yīng)的顯示元件。其中，建議將設(shè)備狀態(tài)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，尤其是EEPROM中，為了客戶服務(wù)的目的可以查詢所述存儲(chǔ)器。這樣，時(shí)間延遲值的顯示能夠在同一個(gè)指示器中與溫度顯示輪流地借助于同一顯示元件進(jìn)行。用于時(shí)間延遲斷開的裝置可以包括這樣一個(gè)元件，所述元件按照單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或者R-C控制施密特觸發(fā)器而構(gòu)造。其中，建議同時(shí)為供電電流電路的重新接通使用按鍵開關(guān)，由此實(shí)現(xiàn)接通而沒有時(shí)間延遲。但是，如果無(wú)意的接通也只在附加條件下才可能，那么也可以由相應(yīng)裝置相似地控制接通過(guò)程。
正如所指出的現(xiàn)有技術(shù)的前述評(píng)價(jià)，已知為不同用途而相應(yīng)設(shè)計(jì)的、帶有或沒有時(shí)間延遲的開關(guān)或開關(guān)設(shè)備。但是，已知的開關(guān)通常都需要昂貴的機(jī)械構(gòu)造，尤其是在支持多種用途和連接類型時(shí)。通過(guò)控制電子元件能夠調(diào)整各個(gè)使用場(chǎng)合的接通或斷開。但是沒有注意到，經(jīng)常也需要控制流經(jīng)用電設(shè)備的負(fù)載電流。因?yàn)檫@樣的控制非常有用，并且需要很高的附加費(fèi)用消耗，所以到目前為止，還沒有經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換和控制功能的要求。這非常重要，因?yàn)榧矣秒娖鞴I(yè)以及汽車工業(yè)都被視為最先進(jìn)的、發(fā)展喜人的、改進(jìn)和簡(jiǎn)化非常快的、并應(yīng)用到實(shí)際中的工業(yè)。
針對(duì)已知的開關(guān)和開關(guān)設(shè)備，本發(fā)明的目的在于，以下述方式設(shè)計(jì)用于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行時(shí)間和/或功率控制的模塊，即所述模塊可適用于多種用途和連接類型，并且使用者能夠很容易地操作和/或控制。
這個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即用于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行時(shí)間和/或功率控制的模塊以下述的方式配置有以下部分，●設(shè)置在電路板上的電源級(jí)，●與電源級(jí)相連接的控制裝置，●至少一個(gè)與電源級(jí)相連接的斷路器或繼電器，其與控制裝置相連接，●至少一個(gè)與控制裝置相連接的輸入裝置，以及●用于電網(wǎng)電壓的連接觸點(diǎn)和用于用電設(shè)備的節(jié)拍方式或切換方式的連接觸點(diǎn)，配置方式為控制裝置按照輸入裝置操作的數(shù)量和/或時(shí)間長(zhǎng)短控制時(shí)間周期和/或流經(jīng)用電設(shè)備的負(fù)載電流，并且在指示器上以可視方式通知當(dāng)前的操作狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的模塊具有以下優(yōu)點(diǎn)，即能夠以非常簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的形式和方式使模塊適用于不同類型的使用場(chǎng)合。所述模塊很容易操作，并且用戶能夠根據(jù)各種需要或功能對(duì)模塊進(jìn)行調(diào)整/編程。通過(guò)板上電源級(jí)能夠優(yōu)化模塊的能量消耗。另外，由于弱電和用電設(shè)備電路的分離，能夠適應(yīng)要接通或控制用電設(shè)備的需要。通過(guò)在模塊上進(jìn)行可視的提示，始終向用戶通知當(dāng)前操作狀態(tài)或者由輸入所引起的調(diào)整和/或功能。另外，控制裝置完全可以承擔(dān)上級(jí)控制的部分任務(wù)，其中為了通信，能夠使用聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術(shù)，尤其是通過(guò)230V/50Hz供電網(wǎng)(或者其他供電網(wǎng)，例如110V/60Hz網(wǎng))。最后，根據(jù)本發(fā)明的模塊還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)根據(jù)操作數(shù)量和時(shí)間的控制，提供近兩倍數(shù)量的不同類型控制命令。例如，可以通過(guò)相應(yīng)長(zhǎng)的操作，設(shè)置控制裝置為“兒童安全”功能，以及可以通過(guò)隨后的命令(多個(gè)短的按鍵操作)，在規(guī)定時(shí)間長(zhǎng)度以后重新取消兒童安全功能。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)權(quán)利要求2，將電源級(jí)設(shè)計(jì)為電容性或電阻性電源級(jí)。
本發(fā)明的這種實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即能夠根據(jù)對(duì)用電設(shè)備/負(fù)載電流的要求構(gòu)造電源級(jí)。由用于控制裝置的電壓饋接所引起的電流消耗可以忽略。
根據(jù)權(quán)利要求4，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，設(shè)置按鍵或連接電路板導(dǎo)體帶的接觸部件作為輸入裝置，并且連接觸點(diǎn)被設(shè)置在電路板上。
本發(fā)明的這種實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在按鍵操作時(shí)還將觸點(diǎn)閉合用聲音通知用戶。通過(guò)在電路板上設(shè)置連接觸點(diǎn)或者使用接觸部件作為輸入裝置，可以實(shí)現(xiàn)容易地裝配以及緊湊地構(gòu)造模塊。
根據(jù)權(quán)利要求5，優(yōu)選地在控制裝置和繼電器之間設(shè)置電氣開關(guān)。
由此，在使用不同繼電器時(shí)也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)權(quán)利要求6，設(shè)置至少一個(gè)發(fā)光二極管作為指示器，所述發(fā)光二極管與由控制裝置操作的繼電器串聯(lián)，并且，在脈沖停止時(shí)，繼電器線圈的磁場(chǎng)能量通過(guò)與串聯(lián)電路并聯(lián)設(shè)置的自振蕩二極管向發(fā)光二極管供電。
本發(fā)明的這種實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即發(fā)光二極管在脈沖停止時(shí)也繼續(xù)在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)光。
在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，根據(jù)權(quán)利要求8，在電路板上設(shè)置兩個(gè)輸入裝置，并且電路板具有作用在其上的操作級(jí)。另外，根據(jù)權(quán)利要求9，操作級(jí)是彈簧彈性的、基本上為T型的空心件，用于以選擇方式操作在相對(duì)端范圍內(nèi)設(shè)置的輸入裝置。
本發(fā)明的這種實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即輸入裝置作為操作級(jí)的定置器，并且通過(guò)彈簧彈性設(shè)計(jì)，大大地補(bǔ)償了操縱力，并且在釋放時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地復(fù)位到原始位置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)權(quán)利要求12，操作級(jí)彈簧彈性地定位在電路板上，并且在筒的軸向延伸方向中操作時(shí)，操作另一個(gè)輸入裝置，或者同時(shí)操作兩個(gè)輸入裝置。
通過(guò)彈簧彈性設(shè)計(jì)，能夠以簡(jiǎn)單的形式和方式啟動(dòng)特殊功能，所述特殊功能的操作與通常功能不同。
下面借助于附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的描述中介紹其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。如圖所示

圖1根據(jù)本發(fā)明的模塊的、用于電氣電路布置的優(yōu)選實(shí)施方式，圖2繼電器脈沖波形控制的時(shí)序圖，圖3a和圖3b“晶體管導(dǎo)通”和“晶體管截止”的電流流動(dòng)，圖4a和圖4b根據(jù)本發(fā)明的模塊的實(shí)施方式的俯視圖和側(cè)視圖，圖5具有電路板和子電路板的實(shí)施方式，以及圖6電容性電源級(jí)的實(shí)施方式。
圖1中表示了根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行時(shí)間和/或功率控制的模塊的電氣電路布置的優(yōu)選實(shí)施方式。在圖1所示實(shí)施方式中，模塊具有設(shè)置在電路板LP上的電阻性電源級(jí)(D1，R1，C1，D2，C2，D3，R2)，而在圖6中表示了電容性電源級(jí)(D1，D6，C3，R1，R2以及D2/C1和D3/C2)的實(shí)施方式。控制裝置MCU以及與控制裝置MCU連接的斷路器或繼電器REL與電源級(jí)相連。另外，設(shè)置有至少一個(gè)與控制裝置MCU相連的輸入裝置S1以及用于電網(wǎng)電壓的連接觸點(diǎn)K1，K2，以及用于用電設(shè)備的節(jié)拍式或切換式的連接觸點(diǎn)K3?？刂蒲b置MCU根據(jù)輸入裝置S1的操作數(shù)量和/或時(shí)間長(zhǎng)短而控制時(shí)間周期和/或通過(guò)用電設(shè)備的負(fù)載電流，并在指示器D4上以可視方式顯示當(dāng)前操作狀態(tài)。
在控制裝置MCU和繼電器REL之間設(shè)置一個(gè)電氣開關(guān)，最好是晶體管T1，其中電阻性分壓器R3，R4靠近晶體管T1的基極。設(shè)置至少一個(gè)發(fā)光二極管D4作為指示器，所述發(fā)光二極管與由控制裝置MCU操作的繼電器REL串聯(lián)，并且在脈沖停止時(shí)，繼電器線圈的磁場(chǎng)能量通過(guò)與串聯(lián)電路并聯(lián)設(shè)置的自振蕩二極管D5向發(fā)光二極管D4供電。設(shè)置按鍵S1或連接電路板LP導(dǎo)體帶的接觸部件作為輸入裝置，并且在電路板LP上設(shè)置連接觸點(diǎn)K1，K2，K3。
如圖4a和圖4b所示，可以在電路板LP上設(shè)置兩個(gè)輸入裝置S1，S2，并且電路板LP具有作用于其上的操作級(jí)W。操作級(jí)最好是彈簧彈性的，通常為T形的空心件W，所述空心件用于以選擇方式操作設(shè)置在相對(duì)端范圍內(nèi)的輸入裝置S1，S2。發(fā)光二極管D4最好能夠被設(shè)置在空心件W的筒的范圍內(nèi)。在特別的實(shí)施方式中，空心件W在筒的范圍內(nèi)是透明的，并且通過(guò)控制裝置MCU可將指示器控制為多種色彩和/或閃爍。操作級(jí)W最好彈簧彈性地定位在電路板LP中，并且在筒軸向延伸方向中操作時(shí)，操作另一個(gè)輸入裝置，或者同時(shí)操作兩個(gè)輸入裝置S1，S2。
在圖5中所示的實(shí)施方式中，操作級(jí)W被設(shè)置在子電路板TLP上。在圖1到圖6所示的全部實(shí)施方式中，模塊本身可以具有外殼。
圖1中所示的電阻性電源級(jí)由元件D1，R1，R2以及D2/C1和D3/C3構(gòu)成。二極管D3為控制裝置MCU提供穩(wěn)定的供電電壓；這個(gè)電壓被電容C2微調(diào)。二極管D2生成由電容C1微調(diào)的電壓，所述電壓●作為繼電器REL的供電電壓，并且●與二極管D3上的電壓一起使電阻R1和R2的損耗功率最小，使得在那里能夠使用小功率電阻。
基于電源級(jí)結(jié)構(gòu)，在接通繼電器REL時(shí)，由其耗用電流所引起的電壓擾動(dòng)不影響二極管D3上的電壓，這是因?yàn)槔^電器REL的電流也流過(guò)二極管D3。
圖6中所示電源級(jí)由元件D1，D6，C3，R1，R2以及D2/C1和D3/C2構(gòu)成，其中二極管D6用于對(duì)作為串聯(lián)電阻的電容C3放電。二極管D3為控制裝置MCU準(zhǔn)備穩(wěn)定的供電電壓，由電容C2微調(diào)。二極管D2生成由電容C1所微調(diào)的電壓，所述電壓●作為繼電器REL的供電電壓，以及●與二極管D3上的電壓一起使電容C3的電容最小，使得在那里能夠使用小的、經(jīng)濟(jì)的電容。
基于電源級(jí)結(jié)構(gòu)，在接通繼電器REL時(shí)，由其耗用電流所引起的電壓擾動(dòng)不作用于二極管D3上的電壓，這是因?yàn)槔^電器的電流也流過(guò)二極管D3。這種電源級(jí)尤其被用于高的電網(wǎng)電壓(例如230VAC)。
控制裝置MCU監(jiān)控由按鍵操作所指定的時(shí)間周期，例如●在開始操作以后接通用電設(shè)備120分鐘；●在開始操作以后，操作用電設(shè)備(30秒接通/30秒斷開)120分鐘；●在第一次開始操作以后，操作用電設(shè)備(30秒接通/30秒斷開)10分鐘，并且在第二次開始操作(在例如2秒內(nèi))以后，持續(xù)接通用電設(shè)備10分鐘；以及相應(yīng)地將用電設(shè)備切換到切轉(zhuǎn)級(jí)(繼電器)上。
如圖2所示，繼電器由脈沖波型控制。在啟動(dòng)繼電器REL之后，繼電器首先被接通tON長(zhǎng)的時(shí)間(例如10秒)，以便保證繼電器觸點(diǎn)的可靠閉合；這個(gè)時(shí)間必須大于繼電器REL的機(jī)械拉緊時(shí)間。在經(jīng)過(guò)tON以后，繼電器REL被脈沖型地被接通tASO長(zhǎng)的時(shí)間，其中必須選擇適于固定能力，二極管D2上的電壓和電流的頻率和占空比(例如1kHz，1∶2)。節(jié)拍使繼電器REL可以工作在比具有平均繼電器電流的標(biāo)稱工作電壓(100％)高很多的電壓上，所述平均繼電器電流小于或等于繼電器REL的額定電流。由此使電阻性電源級(jí)的損耗功率最小。
如圖3a所示，在晶體管T1導(dǎo)通時(shí)，操作繼電器觸點(diǎn)所需要的線圈電流也流過(guò)發(fā)光二極管D4。所述線圈電流由以下因素限制1.在給定脈沖重復(fù)頻率和給定占空比時(shí)的最大允許線圈電流，2.在給定脈沖重復(fù)頻率和給定占空比時(shí)的最大允許發(fā)光二極管電流，3.在給定脈沖重復(fù)頻率和給定占空比時(shí)發(fā)光二極管的環(huán)境溫度和自加熱，在晶體管T1截止時(shí)(見圖3b)，如果晶體管T1之前導(dǎo)通，那么根據(jù)感應(yīng)定律，以流經(jīng)二極管D5和發(fā)光二極管D4的電流形式消除繼電器線圈的磁場(chǎng)能量；由此，線圈內(nèi)阻限制電流。這樣就實(shí)現(xiàn)了發(fā)光二極管D4在脈沖停止時(shí)也繼續(xù)發(fā)光一段時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明模塊尤其適用于安裝在家用電器、汽車、空調(diào)等上。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，也能夠?qū)崿F(xiàn)用于用電設(shè)備，例如電熨斗形式的保護(hù)電路，或者兒童安全功能(例如用于家用冷藏以及冰箱)。多種操作簡(jiǎn)單的時(shí)間和功率控制的可能性尤其有益，例如在咖啡售賣機(jī)中設(shè)置保溫時(shí)間或杯數(shù)，或者在熨斗中設(shè)置溫度，這樣尤其可以不需要通常必需的溫度控制器?？梢曁崾具M(jìn)一步改善了操作的舒適性；通過(guò)可聽到的操作(定位)也獲得同樣的效果。另外，還有以下優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)緊湊的構(gòu)造方式使安裝空間很小，并且模塊可以簡(jiǎn)單地密封(只有連接觸點(diǎn)伸出模塊外殼之外)。尤其是也能夠在惡劣的環(huán)境條件下使用模塊，例如在生產(chǎn)中或地下開采中。最后，控制裝置也能夠被用于控制多個(gè)斷路器或繼電器，并且也能夠被接入一條安裝總線(包括以下功能測(cè)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和通信，其中數(shù)據(jù)和數(shù)值作為電力線信號(hào)通過(guò)電網(wǎng)傳輸?shù)街醒肟刂坪吞幚硐到y(tǒng)，并在那里被處理；由此可以例如控制能量質(zhì)量和/或能量結(jié)算)。
全部所展示和介紹的實(shí)施方式，以及在介紹和/或圖中顯而易見的新的特征以及其相互之間的組合是發(fā)明的本質(zhì)。例如，能夠使用觸摸式輸入裝置或者組合的輸入/顯示裝置或者在交點(diǎn)上設(shè)置顯示裝置的多個(gè)開關(guān)翻轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行時(shí)間和/或功率控制的模塊，●具有設(shè)置在電路板(LP)上的電源級(jí)(D1，R1，C1，D2，C2，D3，R2)，●具有與所述電源級(jí)(D1，R1，C1，D2，C2，D3，R2)相連接的控制裝置(MCU)，●具有至少一個(gè)與所述電源級(jí)(D1，R1，C1，D2，C2，D3，R2)相連接的斷路器或繼電器(REL)，與所述控制裝置(MCU)相連接，●具有至少一個(gè)與所述控制裝置(MCU)相連接的輸入裝置(S1)，以及●具有用于電網(wǎng)電壓的連接觸點(diǎn)(K1，K2)，以及用于用電設(shè)備的節(jié)拍式或切換式的連接觸點(diǎn)(K3)，所述控制裝置(MCU)根據(jù)所述輸入裝置(S1)的操作數(shù)量和/或時(shí)間長(zhǎng)短控制時(shí)間周期和/或流經(jīng)用電設(shè)備的負(fù)載電流，并且在指示器(D4)上以可視方式通知當(dāng)前操作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，所述電源級(jí)被設(shè)計(jì)為電容性或電阻性電源級(jí)(D1，R1，C1，D2，C2，D3，R2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的模塊，其特征在于，所述電阻性電源級(jí)由整流器(D1)、串聯(lián)電阻(R1，R2)和串聯(lián)的二極管(D2，D3)以及與其并聯(lián)連接的電容(C1，C2)構(gòu)成，其中用于所述控制裝置(MCU)和所述繼電器(REL)的供電電壓可分接在所述兩個(gè)二極管(D2，D3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，設(shè)置一個(gè)按鍵(S1)或橋接電路板(LP)的導(dǎo)體帶的接觸部件作為所述輸入裝置(S1)，并且所述連接觸點(diǎn)(K1，K2，K3)被設(shè)置在所述電路板(LP)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，在控制裝置(MCU)和繼電器(REL)之間設(shè)置一個(gè)電氣開關(guān)(T1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和/或5的模塊，其特征在于，設(shè)置至少一個(gè)發(fā)光二極管(D4)作為指示器，所述發(fā)光二極管與由所述控制裝置(MCU)所操作的繼電器(REL)串聯(lián)，并且在脈沖停止時(shí)，繼電器線圈的磁場(chǎng)能量通過(guò)與所述串聯(lián)電路并聯(lián)設(shè)置的自振蕩二極管(D5)向所述發(fā)光二極管(D4)供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的模塊，其特征在于，使用晶體管(T1)作為電氣開關(guān)，并且在所述晶體管(T1)的基極上設(shè)置分壓器(R3，R4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，在所述電路板(LP)上設(shè)置兩個(gè)輸入裝置(S1，S2)，并且所述電路板(LP)具有一個(gè)分接在其上的操作級(jí)(W)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的模塊，其特征在于，所述操作級(jí)是一個(gè)彈簧彈性的，基本上為T形的空心件(W)，用于以選擇方式操作設(shè)置在相對(duì)端范圍內(nèi)的輸入裝置(S1，S2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6和9的模塊，其特征在于，所述發(fā)光二極管(D4)被設(shè)置在所述空心件(W)的筒的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的模塊，其特征在于，所述空心件(W)在筒的范圍內(nèi)是透明的，并且通過(guò)所述控制裝置(MCU)可以將所述指示器控制為多種色彩和/或閃爍。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的模塊，其特征在于，所述操作級(jí)(W)被彈簧彈性地定位在所述電路板(LP)中，并且在筒的軸向延伸方向中操作時(shí)，操作另一個(gè)輸入裝置或者同時(shí)操作所述兩個(gè)輸入裝置(S1，S2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的模塊，其特征在于，所述操作級(jí)(W)被設(shè)置在一個(gè)子電路板(TLP)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的模塊，其特征在于，所述電容性電源級(jí)(D1，D6，C3，R1，R2及D2/C1和D3/C2)包括一個(gè)二極管(D6)，用于使作為串聯(lián)電阻的電容(C3)放電，并且用于所述控制裝置(MCU)和用于所述繼電器(REL)的穩(wěn)定供電電壓可分接在具有與整波并聯(lián)連接的電容(C1，C2)的兩個(gè)串聯(lián)二極管(D2，D3)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14的模塊，其特征在于，其被設(shè)置在一個(gè)外殼內(nèi)。
全文摘要
具有或沒有時(shí)間延遲的開關(guān)或開關(guān)設(shè)備是已知的。但是，普通開關(guān)一般需要復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，尤其是在使其可能具有很多用途和連接類型時(shí)。根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)用于用電設(shè)備的時(shí)間和/或功率控制的模塊，以便適用于多種用途和連接類型，并且為使用者提供簡(jiǎn)單的操作和/或控制，為此模塊配備有a)設(shè)置在電路板上的電源級(jí)，(b)連接到電源級(jí)的控制器，(c)至少一個(gè)連接到電源級(jí)的斷路器或繼電器，其被連接到控制器，(d)至少一個(gè)連接到控制器的輸入裝置，以及(e)用于電源級(jí)的連接觸點(diǎn)或用于用電設(shè)備的節(jié)拍方式或切換方式的連接觸點(diǎn)，使得控制器根據(jù)輸入裝置操作的數(shù)量和/或持續(xù)時(shí)間控制時(shí)間周期和/或流經(jīng)用電設(shè)備的負(fù)載電流，并且在指示器上以可視方式通知當(dāng)前操作狀態(tài)。本發(fā)明應(yīng)用于控制技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01H50/02GK1692462SQ200380100415
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
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