專利名稱：用于電磁開關(guān)裝置的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在電磁開關(guān)裝置中調(diào)整流過線圈的電流的電路。
背景技術(shù)：
電磁開關(guān)裝置通常用于控制在電路中的電流的流動。電磁開關(guān)裝置是可控制的以便在斷開與閉合電源電路的打開與閉合狀態(tài)之間切換。電磁開關(guān)裝置可以是手動或者電動控制的。為了電動地控制電磁開關(guān)裝置，可以使用磁體以致動可移動接觸元件以便斷開和閉合電源電路。通常地，可移動接觸元件移動到與固定接觸元件接合以使電源電路閉合。固定接觸元件電連接到電源。因此，當(dāng)可移動接觸元件與靜止接觸元件接合時電源電路閉合。使用的用于致動可移動接觸元件的磁體通過線圈通電。線圈通過流過線圈的電流通電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式的一個目的是更準(zhǔn)確地在電磁開關(guān)裝置中調(diào)整線圈中流動的電流。上述目的通過根據(jù)權(quán)利要求I的用于在電磁開關(guān)裝置中調(diào)整(conditioning)流過的線圈的電流的電路來實現(xiàn)。流過線圈的電流由放大器接收。放大器的輸出被提供到二極管，其中該二極管用作單向開關(guān)以允許電流僅沿著一個方向流動。二極管的輸出被提供到濾波電路并且還作為反饋提供到放大器。提供到放大器的反饋能夠補償經(jīng)過二極管的壓降。這使能夠在濾波電路的輸出處獲得流過線圈的電流的真實復(fù)原。根據(jù)一個實施方式，濾波電路包括連接到第二二極管端子的第一電阻器、與第一電阻器串聯(lián)連接的電容器、以及與第一電阻器串聯(lián)連接并且與電容器并聯(lián)連接的第二電阻器。電容器通過二極管經(jīng)由第一電阻器充電，并且電容器經(jīng)由第二電阻器放電。電容器的充電和放電使得能夠獲得作為輸入的提供到濾波電路的信號的電壓的平均值。根據(jù)另一個實施方式，放大器是運算放大器。根據(jù)又一個實施方式，第一放大器端子是運算放大器的非反相端子。根據(jù)又一個實施方式，第二放大器端子是運算放大器的反相端子。根據(jù)另一個實施方式，其中放大器是晶體管。根據(jù)一個實施方式，包括電磁開關(guān)裝置，該電磁開關(guān)裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的電路，其中該電磁開關(guān)裝置包括連接在電源與線圈之間的開關(guān)；以及控制器，該控制器配置為響應(yīng)于所述電路的輸出控制所述開關(guān)的開啟和關(guān)斷的狀態(tài)以控制流過所述線圈的電流。根據(jù)另一個實施方式，其中控制器是處理器。


在下文中參照在附圖中示出的實施方式進一步描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中圖Ia示出了根據(jù)本文的一個實施方式的電磁開關(guān)裝置的載體；圖Ib示出了電磁系統(tǒng)和根據(jù)本文的一個實施例的圖Ia的載體I的組裝；以及圖2示出了根據(jù)本文的實施方式的用于控制流過電磁開關(guān)裝置的線圈的電流的系統(tǒng)的不意圖。
具體實施例方式參照附圖描述了多個實施方式，在整個說明書中，相似的參考標(biāo)號用于表示相似的部件。在下面的描述中，為了說明的目的，闡述多個具體細節(jié)以便提供一個或多個實施方式的徹底的理解。顯然，沒有這些具體細節(jié)時，也可實踐這些實施例。
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參照圖la，示出了根據(jù)本文的實施方式的電磁開關(guān)裝置的載體I。接觸元件3支撐在載體內(nèi)并且從電路斷開位置可移動到電路閉合位置，其中接觸元件3移動至固定接觸部件并與所述固定接觸部件接觸，以進入電路閉合位置。固定接觸部件可以連接到輸入電源。圖Ib為電磁系統(tǒng)和根據(jù)本文的一個實施例的圖Ia載體I的組裝。在圖Ib的示出的實例中，載體I包括垂直向上延伸的柱體7。電磁系統(tǒng)8支撐在柱體7上以致動載體。在本實施方式中，圖中示意出的電磁系統(tǒng)8示出為包括電磁電樞9，13。然而，可用另一種方法設(shè)計電磁系統(tǒng)8，包括更少或更多的電磁電樞。通常地，電磁電樞9，13適于致動載體I。電磁電樞9通過部件11接合柱體7以將電樞9移動轉(zhuǎn)移到載體I。載體I進一步將接觸元件3移動到電路閉合位置中。在圖Ib的示出的實例中，電磁電樞9經(jīng)由部件11與柱體機械接合。然而，電磁電樞9可以利用其它已知的機械裝置而與柱體7接合。包括線圈17的另一個電磁電樞13也支撐在柱體7上。在圖Ib的示出的實例中示出了兩個線圈17。然而，在電磁電樞在一些實施例中可以僅包括單個線圈17。線圈17可以通過供給由電源提供的電流而通電。在線圈17被通電時，將電磁電樞9吸引向電磁電樞13。該電樞9的移動傳送到載體I和接觸元件3以便電路閉合運動。然而，在其它實施方式中，載體可以包括豎直向下延伸的柱體并且電磁電樞9以及電磁電樞13可以支撐在柱體上。在電路閉合運動中，接觸元件3被移動以便與固定接觸元件相接觸。與固定接觸元件接觸的接觸元件3被稱為處于電路閉合位置。用于載體I和接觸元件3的電路閉合運動的使線圈17通電所需要的電流在下文中稱作為始動電流(pick-up current)ο 一旦接觸元件3被移動到電路閉合位置處，用于使線圈17通電使得接觸元件3保持在電路閉合位置處所需的電流稱作保持電流(hold-on current)。通常地,始動電流與保持電流相比是相對較高的值。例如，要求用于使線圈通電的始動電流大約是保持電流的5到10倍。圖2示出了根據(jù)本文的實施方式的用于控制流過線圈的電流的系統(tǒng)的示意圖。在圖2的實例中，用于使線圈17通電的電流利用開關(guān)19被提供到線圈17。開關(guān)19是可操作的以便在電路閉合運動期間提供始動電流并且提供保持電流用于使圖Ib的接觸元件3保持在電路閉合位置。例如，開關(guān)19可以是固體靜態(tài)開關(guān)或者說固態(tài)靜態(tài)開關(guān)(solid statestatic switch).控制器21被配置為控制開關(guān)19以在電路閉合運動期間提供始動電流并且提供保持電流用于將接觸元件3保持在電路閉合位置處。控制器21相應(yīng)于在線圈17中流動的電流控制開關(guān)19。在線圈17中流動的電流通過調(diào)整電路23而被提供到控制器?？刂破?3可以是處理器、微控制器等。在一個實施方式中，開關(guān)20可以并聯(lián)連接到線圈17。例如，在保持狀態(tài)期間開關(guān)20可以可操作為處于開啟的狀態(tài)以使保持電流在由線圈17和開關(guān)20形成的電路中循環(huán)。在一個實施方式中，控制器21可以配置為響應(yīng)于在線圈17中流動的電流控制開關(guān)19。在一個實例中，調(diào)整電路23連接在將電流提供到線圈17的電路上的電阻器R25的A端。調(diào)整電路23從A處的電壓獲得流過線圈17的電流。在一個實施方式中，調(diào)整電路23包括放大器27、二極管29和濾波電路31。在圖2的實例中，A處的電壓被提供到放大器27。放大器可以是運算放大器、晶體管電路等。在圖2的示出的例子中，示出的放大器27是運算放大器。放大器21通常地包括用于接收第一輸入信號的第一放大器端子，用于接收第二輸入信號的第二放大器端子35以及用于提供輸出信號的第三放大器信號37。A處的電壓作為第一輸入信號而提供到第一放大器端子27。在一個實施方式中，第一放大器端子33可以是放大器27的非反相端子。第三放大器端子37連接到二極管29。第三放大·器端子37將由放大器27輸出的輸出信號提供到二極管29的第一二極管端子30。二極管29的第二端子32連接到第二放大器端子35并且連接到濾波電路31。二極管29的輸出被作為第二輸入信號提供到第二放大器端子35。在一個實施方式中，第二放大器端子35是放大器27的反相端子。二極管29的輸出被提供到第二放大器端子以提供負反饋。二極管29的輸出也提供到濾波電路31。由于二極管29的輸出也作為負反饋提供到放大器27，因此放大器27應(yīng)該補償由于閉合電路增益的經(jīng)過二極管29的壓降。在G處的放大器27的輸出是在A處的除了二極管29的O. 7伏的壓降以外的真實信號電壓。因此，在點B處，在A處的真實信號電壓被復(fù)制。在B處的輸出電壓被濾波電路31過濾以獲得在C處的電壓的平均值。濾波電路
31包括第一電阻器R39，電容器C41和第二電阻器R43。第一電阻器R39連接到第二二極管端子32。電容器C41串聯(lián)連接到第一電阻器R39。第二電阻器R43與第一電阻器R39串聯(lián)連接并且與電容器C41并聯(lián)連接。二極管29用作單向開關(guān)并且通過第一電阻器R39向電容器41充電。電容器C41通過第二電阻器R43放電。電容器C41的充電和放電使得能夠獲得作為輸入提供到濾波電路的信號的電壓的平均值。二極管29防止在電容器C41上的電荷放電到放大器27中。這使得電容器C41具有經(jīng)由第二電阻器R43的獨立的高放電時間常數(shù)(high time constant)的放電路徑。因此在C處通過濾波電路31輸出的電壓的平均值可以提供到控制器21以便控制開關(guān)19。作為在A處的信號電壓的真實再現(xiàn)的濾波電路的輸出使得能夠更準(zhǔn)確地控制流過線圈17的電流以提供始動電流(pick-up current)和保持電流(hold-on current)。當(dāng)保持電流是相對非常低的值時被補償?shù)慕?jīng)過二極管29的壓降使得能夠更準(zhǔn)確地測量保持電流。這里描述的實施方式使得當(dāng)控制器響應(yīng)于流過線圈的實際電流控制開關(guān)時能夠有效的控制用于將始動電流和保持電流提供到線圈的開關(guān)。此外，當(dāng)保持電流是相對非常低的值時，由于經(jīng)過二極管的壓降被放大器補償，因此在保持狀態(tài)期間流過線圈的電流被準(zhǔn)確地測量。提供給控制器流過線圈到電流的準(zhǔn)確的測量，使線圈能夠根據(jù)要求用于電路閉合運動的電流有效地通電并且保持電路閉合位置。參看某些優(yōu)選的實施例詳細描述本發(fā)明的同時，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于那些具體的實施例。更確切地說，該公開描述了實踐本發(fā)明的現(xiàn)有最佳方式，根據(jù)該公開，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，該領(lǐng)域中的技術(shù)人員進行多個修改和變化。因此，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求書表示，而非由上述描述表示。在權(quán)利要求書的等同的意義和范 圍內(nèi)發(fā)生的所有變化、修改和變更應(yīng)視為在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在電磁開關(guān)裝置中調(diào)整流過的線圈(17)的電流的電路(23)，該電路包括 放大器(27)，該放大器包括用于接收流過所述線圈(17)的電流的作為輸入的第一放大器端子(33),用于接收第二輸入信號的第二放大器端子(35)以及用于輸出輸出信號的第三放大器端子(37)， 二極管(29)，該二極管包括連接到所述第三放大器端子(37)以接收所述放大器的所述輸出信號的第一二極管端子(30)以及用于提供輸出的第二二極管端子(32)，其中所述第二二極管端子(32)連接到所述第二放大器端子(35)以將所述二極管(29)的輸出作為所述第二輸入信號提供到所述第二放大器端子(35)，以及濾波電路(31)，該濾波電路連接到所述第二二極管端子(32)以對所述二極管(29)的所述輸出進行濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述濾波電路(31)包括連接到第二二極管端子的第一電阻器(R39)、與所述第一電阻器(R39)串聯(lián)連接的電容器(C41)、以及與所述第一電阻器(R39)串聯(lián)連接并且與所述電容器(C41)并聯(lián)連接的第二電阻器(R43)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電路，其中所述放大器(27)是運算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中所述第一放大器端子(33)是所述運算放大器的非反相端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中所述第二放大器端子(35)是所述運算放大器的反相端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的電路，其中所述放大器(27)是晶體管。
7.一種包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路(23)的電磁開關(guān)裝置，該電磁開關(guān)裝置包括 開關(guān)(19)，所述開關(guān)連接在電源與所述線圈(17)之間，以及 控制器(21)，所述控制器配置為響應(yīng)于所述電路(23)的輸出控制所述開關(guān)(19)的開啟和關(guān)斷的狀態(tài)以控制流過所述線圈(17)的電流。
8.電磁開關(guān)裝置，其中所述控制器(21)是處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在電磁開關(guān)裝置中調(diào)整流過線圈(17)的電流的電路(23)，該電路包括放大器(27)，該放大器包括用于接收流過線圈(17)的電流作為輸入的第一放大器端子(27)，用于接收第二輸入信號的第二放大器端子(35)以及用于輸出輸出信號的第三放大器端子(37)；二極管(29)，該二極管包括連接到第三放大器端子(307)以接收放大器的輸出信號的第一二極管端子(30)以及用于提供輸出的第二二極管端子(32)，其中第二二極管端子(32)連接到第二放大器端子(35)以將二極管(29)的輸出作為第二輸入信號提供到第二放大器端子(35),以及連接到第二二極管端子(32)以對二極管(29)的輸出進行濾波的濾波電路(31)。
文檔編號H01H47/00GK102893363SQ201080063392
公開日2013年1月23日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者文卡特拉馬尼·蘇布拉馬尼亞姆 申請人:西門子公司