本發(fā)明涉及用于低壓應(yīng)用或者中壓應(yīng)用的線圈致動(dòng)器，該線圈致動(dòng)器在性能和構(gòu)造方面具有改進(jìn)的特征。

背景技術(shù)：

為了本申請(qǐng)的目的，術(shù)語“低壓”(lv)涉及低于1kvac和1.5kvdc的工作電壓，而術(shù)語“中壓”(mv)涉及高于1kvac和1.5kvdc的高達(dá)數(shù)十kv(例如，高達(dá)72kvac和100kvdc)的工作電壓。

如廣泛所知的，出于多種多樣的目的，線圈致動(dòng)器頻繁地用在mv和lv安裝中。

線圈致動(dòng)器的典型用途涉及彈簧致動(dòng)的切換裝置中的機(jī)械部件的選擇性釋放或者鎖定。

其它典型用途可以涉及機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈或者致動(dòng)器中電控鎖定或脫扣功能的實(shí)現(xiàn)。

線圈致動(dòng)器通常包括接收輸入電壓以及依賴于所述輸入電壓驅(qū)動(dòng)電磁體的電子設(shè)備，該電磁體包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)線圈，其中一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)線圈與可移動(dòng)柱塞操作地相關(guān)聯(lián)以使得可以通過由沿著所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)線圈流動(dòng)的電流生成的磁場(chǎng)磁性地致動(dòng)可移動(dòng)柱塞。

線圈致動(dòng)器已經(jīng)展示出使得線圈致動(dòng)器的使用在lv或mv應(yīng)用中非常流行的相關(guān)有利方面。

然而，在市場(chǎng)上特別能感受到的是，對(duì)確保這些設(shè)備的更靈活的工作并且同時(shí)確保預(yù)期應(yīng)用的可靠性能的解決方案的需要。

為了對(duì)這種需要作出響應(yīng)，本發(fā)明提供了根據(jù)下列權(quán)利要求1和相關(guān)從屬權(quán)利要求的線圈致動(dòng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器包括電磁體，所述電磁體與所述可移動(dòng)柱塞操作地相關(guān)聯(lián)以使得可以通過由所述電磁體生成的磁場(chǎng)致動(dòng)可移動(dòng)柱塞。

根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器還包括供電和控制單元，所述供電和控制單元與所述電磁體電氣地連接以向所述電磁體饋送并且控制所述電磁體的工作。

根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器還包括第一輸入端子和第二輸入端子，所述第一輸入端子和第二輸入端子與所述供電和控制單元電氣地連接。

在所述線圈致動(dòng)器的工作期間，在所述第一端子和第二端子之間施加輸入電壓，該輸入電壓可以由外部設(shè)備(例如，繼電器)提供。

根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器包括第三輸入端子，所述第三輸入端子與所述供電和控制單元電氣地連接。

所述第三輸入端子適于在第一工作條件或第二工作條件下工作，其中第一工作條件與所述電磁體的工作的正?？刂茥l件相對(duì)應(yīng)，第二工作條件與所述電磁體的工作的超馳(overriding)控制條件相對(duì)應(yīng)。

所述供電和控制單元適于依賴于所述第三輸入端子的工作條件(a、b)根據(jù)所述正?？刂茥l件或者所述超馳控制條件來控制所述電磁體的工作。

優(yōu)選地，所述供電和控制單元適于在所述第三輸入端子處于所述第一工作條件下時(shí)依賴于施加在所述第一端子與所述第二端子之間的輸入電壓控制所述電磁體的工作。

優(yōu)選地，所述供電和控制單元適于在所述第三輸入端子處于所述第二工作條件下時(shí)獨(dú)立于施加在所述第一端子與所述第二端子之間的輸入電壓控制所述電磁體的工作。

優(yōu)選地，所述供電和控制單元適于當(dāng)所述第三輸入端子處于所述第二工作條件下時(shí)獨(dú)立于施加在所述第一端子與所述第二端子處的輸入電壓不向所述電磁體提供驅(qū)動(dòng)電流。

在另外的方面中，本發(fā)明涉及根據(jù)下列權(quán)利要求13的lv或mv切換裝置或者開關(guān)設(shè)備。

附圖說明

本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面給出的參照附圖的描述更清楚地顯現(xiàn)，附圖作為非限制性的示例給出，其中：

-圖1、圖2、圖3例示了根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器的實(shí)施例的示意圖；

-圖4、圖5、圖5a、圖5b、圖5c、圖5d例示了裝載在圖1-3的線圈致動(dòng)器上的供電和控制單元的示意圖；

-圖6、圖7、圖7a、圖7b示意性地例示了圖1-3的線圈致動(dòng)器的工作。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的下列詳細(xì)描述中，不論相同的組件是否在不同的實(shí)施例中示出，通常由相同的附圖標(biāo)記指示相同的組件。為了清楚并且簡(jiǎn)明地公開本發(fā)明，附圖可以不一定按比例繪制以及可以用示意性的形式示出本發(fā)明的某些特征。

參照上面提到的圖，本發(fā)明涉及用于lv或mv應(yīng)用(例如lv或mv切換裝置(例如，電路斷路器、斷連器、接觸器等等)或者更一般地，lv或mv開關(guān)設(shè)備)的線圈致動(dòng)器1。

線圈致動(dòng)器1包括外殼體11，該外殼體11限定內(nèi)部容積以及優(yōu)選地由電氣絕緣材料(例如，熱固性樹脂)制成。

優(yōu)選地，外殼體11設(shè)置有外部柔性連接翼11a，該外部柔性連接翼11a適于允許將線圈致動(dòng)器安裝在支撐結(jié)構(gòu)(未示出)上。

優(yōu)選地，外殼體11設(shè)置有第一開口111(圖1)，在第一開口111處可以訪問線圈致動(dòng)器1的輸入端子t1、t2、t3。

線圈致動(dòng)器1包括電磁體2，該電磁體2被穩(wěn)定地容納在由外殼體11限定的內(nèi)部容積中。

優(yōu)選地，電磁體2至少包括致動(dòng)線圈2a，該致動(dòng)線圈2a根據(jù)螺線管構(gòu)造有利地布置。

致動(dòng)線圈2a意圖由可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電流ic供電以生成具有期望的方向和強(qiáng)度的磁場(chǎng)。

優(yōu)選地，線圈致動(dòng)器1是單線圈類型的。在這種情況下，電磁體2包括單個(gè)致動(dòng)線圈2a。

優(yōu)選地，電磁體2包括一個(gè)或多個(gè)磁性材料的部分2b，以恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)由激勵(lì)電磁體2的驅(qū)動(dòng)電流ic所生成的磁場(chǎng)線。

優(yōu)選地，電磁體2包括內(nèi)部腔體20(例如，具有圓柱形形狀)，該內(nèi)部腔體20由線圈電磁體2的致動(dòng)線圈2a和磁性材料的部分2b包圍。

線圈致動(dòng)器1包括可移動(dòng)柱塞8，該可移動(dòng)柱塞8操作地關(guān)聯(lián)至電磁體2以使得可以通過由沿著致動(dòng)線圈2a流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流ic生成的磁場(chǎng)來致動(dòng)可移動(dòng)柱塞8。

優(yōu)選地，柱塞8容納在電磁體2的內(nèi)部腔體20中，其中可移動(dòng)柱塞8可以移動(dòng)穿過內(nèi)部腔體20。

通常，柱塞8可以在不向致動(dòng)線圈2a提供驅(qū)動(dòng)電流ic時(shí)所采取的非受激位置與向致動(dòng)線圈2a提供驅(qū)動(dòng)電流ic時(shí)所采取的受激位置之間線性地移動(dòng)。

優(yōu)選地，線圈致動(dòng)器1包括與柱塞8操作地相關(guān)聯(lián)的彈性元件9(例如，彈簧)。

優(yōu)選地，彈性元件9操作地耦合在固定錨定點(diǎn)與柱塞8之間以對(duì)柱塞8施加偏置力。所述偏置力可以有利地用于在為致動(dòng)線圈2a供電的驅(qū)動(dòng)電流ic被中斷時(shí)致動(dòng)柱塞8。

優(yōu)選地，外殼體11設(shè)置有第二開口110(圖3)，該第二開口110允許柱塞8從罩殼11伸出并且與線圈致動(dòng)器1意圖與之相互作用的切換裝置或者開關(guān)設(shè)備的機(jī)構(gòu)200接口接合。

作為示例，機(jī)構(gòu)200可以是lv電路斷路器的主要命令鏈。

線圈致動(dòng)器1包括供電和控制單元3，供電和控制單元3與電磁體2電氣地連接，特別是與電磁體2的致動(dòng)線圈2a電氣地連接。

優(yōu)選地，供電和控制單元3由一個(gè)或多個(gè)電子板構(gòu)成，其中一個(gè)或多個(gè)電子板被容納在由外殼體11所限定的內(nèi)部容積中并且包括模擬和/或數(shù)字電子電路和/或處理設(shè)備。

供電和控制單元3被配置為向電磁體2饋送并且控制電磁體2的工作(激勵(lì))以恰當(dāng)?shù)刂聞?dòng)可移動(dòng)柱塞8。

優(yōu)選地，為了將柱塞8從非受激位置移動(dòng)至受激位置，供電和控制單元3向電磁體2(特別是向致動(dòng)線圈2a)提供驅(qū)動(dòng)電流ic，使得柱塞8通過由所述驅(qū)動(dòng)電流生成的磁場(chǎng)力抵抗由彈性元件9施加的偏置力而致動(dòng)。

優(yōu)選地，為了將柱塞8從受激位置移動(dòng)至非受激位置，供電和控制單元3中斷流動(dòng)至致動(dòng)線圈2a的驅(qū)動(dòng)電流ic，使得柱塞8通過由彈性元件9施加的偏置力而致動(dòng)，因?yàn)殡姶朋w2沒有生成磁場(chǎng)。

線圈致動(dòng)器1包括與供電和控制單元3電氣地連接的第一輸入端子和第二輸入端子t1、t2。

在線圈致動(dòng)器1的工作期間，在輸入端子t1與t2之間施加輸入電壓vin并且因此向供電和控制單元3提供輸入電壓vin。

通過可以與線圈致動(dòng)器1電氣地連接的外部設(shè)備(例如，繼電器或者另一個(gè)保護(hù)設(shè)備)向線圈致動(dòng)器1提供電壓vin。

本發(fā)明的一個(gè)重要方面在于，線圈致動(dòng)器1包括與供電和控制單元3電氣地連接的第三輸入端子t3。

輸入端子t3適于采取與由供電和控制單元3采用以控制電磁體2的工作的不同控制條件相對(duì)應(yīng)的不同工作條件。

更具體地，輸入端子t3適于處于第一工作條件a下或者處于第二工作條件b下，其中第一工作條件a和第二工作條件b與由供電和控制單元3采用以控制電磁體2的工作的正?？刂茥l件ndc或者超馳控制條件odc分別地相對(duì)應(yīng)。

輸入端子t3的工作條件a、b基本上依賴于輸入端子t3的電氣連接狀態(tài)。

優(yōu)選地，當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，輸入端子t3電氣地浮置以使得沒有電流流過輸入端子t3，而當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3電氣地連接至電氣電路(例如，接地)、與線圈致動(dòng)器操作地連接的電路或者線圈致動(dòng)器中所包括的電路等等。

優(yōu)選地，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3與輸入端子t1、t2中的一個(gè)電氣地耦合。

優(yōu)選地，通過線圈致動(dòng)器1外部的控制設(shè)備100控制輸入端子t3在工作條件a、b之間的可逆轉(zhuǎn)變。

優(yōu)選地，控制設(shè)備100與端子t3操作地耦合以使得能夠?qū)⒍俗觮3以可逆方式與輸入端子t1、t2中的一個(gè)電氣地耦合或者解耦。作為示例，控制設(shè)備100可以由可通過繼電器、用戶或者任何致動(dòng)設(shè)備操作的開關(guān)構(gòu)成。

在所引用的圖中，僅僅通過示例的方式，將輸入端子t3示出為在其處于第二工作條件b下時(shí)與輸入端子t2電氣地耦合。

然而，所意圖的是，根據(jù)需要，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3可以與輸入端子t1電氣地耦合。

在ac應(yīng)用中(即，當(dāng)輸入電壓vin是ac電壓時(shí))，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3可以與輸入端子t1-t2中的任何一個(gè)電氣地耦合。

在dc應(yīng)用中(即，當(dāng)輸入電壓vin是dc電壓時(shí))，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3優(yōu)選地與意圖被置于正電壓下的端子t1或t2耦合。

然而，在某些dc應(yīng)用中，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3可以與意圖接地或者被置于負(fù)電壓下的輸入端子t1或t2耦合。

根據(jù)本發(fā)明，供電和控制單元3適于依賴于第三輸入端子t3的工作條件a、b根據(jù)正常控制條件ndc或者超馳控制條件odc來控制電磁體2的工作，特別是通過流過致動(dòng)線圈2a的驅(qū)動(dòng)電流ic來激勵(lì)電磁體2。

優(yōu)選地，當(dāng)供電和控制單元3依賴于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin控制所述電磁體的激勵(lì)時(shí)，供電和控制單元3根據(jù)正?？刂茥l件ndc控制電磁體2的工作。

因此，供電和控制單元3適于在輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)依賴于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin提供并且控制到電磁體2的驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)(圖7、7a-7b)。

優(yōu)選地，當(dāng)供電和控制單元3獨(dú)立于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin控制所述電磁體的激勵(lì)時(shí)，供電和控制單元3根據(jù)超馳控制條件odc控制電磁體2的工作。

因此，供電和控制單元3適于在輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)獨(dú)立于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin提供并且控制到電磁體2的驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)(圖6)。

根據(jù)所引用的附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，供電和控制單元以使得線圈致動(dòng)器1作為典型uvr(欠電壓釋放)設(shè)備工作的方式驅(qū)動(dòng)電磁體2。

當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，供電和控制單元3因此向電磁體2饋送以使得柱塞8響應(yīng)于輸入電壓vin跨過預(yù)定義閾值電壓的轉(zhuǎn)變從非受激位置磁性地致動(dòng)到受激位置。

更具體地，如圖7、圖7a-7b所示，當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，供電和控制單元3工作如下。

讓輸入電壓vin示出在時(shí)刻t1從低于第一閾值電壓vth1的值到高于所述第一閾值電壓的值的轉(zhuǎn)變。

響應(yīng)于輸入電壓vin的所述轉(zhuǎn)變，供電和控制單元3向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖，該驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖具有預(yù)定發(fā)射電平il和發(fā)射時(shí)間tl。

以這種方式，獲得用以磁性地致動(dòng)柱塞8的對(duì)電磁體2的快速且高的激勵(lì)。

在已經(jīng)提供了所述發(fā)射脈沖之后，在時(shí)刻t1+tl處，供電和控制單元3將驅(qū)動(dòng)電流ic減小至低于發(fā)射電平il(例如，甚至低十倍)的預(yù)定保持電平ih并且在輸入電壓vin保持高于第二閾值電壓vth2的時(shí)間點(diǎn)將驅(qū)動(dòng)電流ic維持在保持電平ih處，其中第二閾值電壓vth2低于或者等于第一閾值電壓vth1。

根據(jù)上述，很明顯的是，當(dāng)輸入電壓vin變得高于閾值電壓vth1時(shí)，供電和控制單元3怎樣驅(qū)動(dòng)電磁體2以使得柱塞8進(jìn)行(與由彈性元件9施加的偏置力相對(duì)的)“發(fā)射和保持”移動(dòng)(即，將柱塞8從非受激位置移動(dòng)至受激位置并且在輸入電壓vin保持高于閾值電壓vth2的時(shí)間點(diǎn)將柱塞8維持在受激位置處)。

再次參照?qǐng)D7a-7b，在時(shí)刻t2處，假設(shè)現(xiàn)在輸入電壓vin示出從高于第二閾值電壓vth2的值到低于所述第二閾值電壓的值的轉(zhuǎn)變。

響應(yīng)于輸入電壓vin的所述轉(zhuǎn)變，供電和控制單元中斷流動(dòng)至電磁體2的驅(qū)動(dòng)電流ic。

以這種方式，獲得電磁體2的去激勵(lì)并且不再生成磁場(chǎng)。

柱塞8基于由彈性元件9施加的致動(dòng)力進(jìn)行“釋放”移動(dòng)，即，柱塞8從受激位置移動(dòng)至非受激位置并且在輸入電壓vin保持低于閾值電壓vth1的時(shí)間點(diǎn)穩(wěn)定地保持在非受激位置處。

優(yōu)選地，第二閾值電壓vth2低于第一閾值電壓vth1。圖7a中示意地示出了在這種情況下供電和控制單元3的表現(xiàn)。

然而，第一和第二閾值電壓vth1、vth2可以一致。圖7b中示意地示出了在這種情況下供電和控制單元3的表現(xiàn)。如可以注意到的，對(duì)于所提到的兩種情況，供電和控制單元3的行為基本上相同。

根據(jù)本發(fā)明的可替換的實(shí)施例(未示出)，當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，供電和控制單元可以驅(qū)動(dòng)電磁體2以使得線圈致動(dòng)器1工作得與上述不同，例如作為pssor(持久供電分流開口釋放(permanentsupplyshuntopeningrelease))設(shè)備。

在這種情況下，當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)，供電和控制單元3仍然依賴于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin驅(qū)動(dòng)電磁體2，但是相對(duì)于上面描述的uvr控制邏輯，供電和控制單元3實(shí)現(xiàn)了控制柱塞8的移動(dòng)的不同方式。

根據(jù)所引用的附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，供電和控制單元3獨(dú)立于施加在輸入端子t1、t2處的輸入電壓vin不向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流(圖6)。

在實(shí)踐中，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)，獨(dú)立于輸入電壓vin迫使電磁體2去激勵(lì)或者保持去激勵(lì)并且迫使柱塞8移動(dòng)至非受激位置或者保持在非受激位置。

現(xiàn)在對(duì)當(dāng)輸入端子t3在第一工作條件a與第二工作條件b之間可逆地切換時(shí)線圈致動(dòng)器1的工作進(jìn)行簡(jiǎn)略描述。

當(dāng)輸入端子t3在給定時(shí)刻從第一工作條件a切換至第二工作條件b時(shí)，供電和控制單元3停止根據(jù)正?？刂茥l件ndc控制電磁體2并且開始根據(jù)超馳控制條件odc控制電磁體2(圖6-7)。

假設(shè)供電和控制單元3在根據(jù)正常控制條件ndc控制電磁體2時(shí)實(shí)現(xiàn)uvr控制邏輯，我們有：

-如果供電和控制單元3在所述給定時(shí)刻正在向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic，則中斷所述驅(qū)動(dòng)電流、去激勵(lì)電磁體2以及迫使柱塞8從受激位置移動(dòng)至非受激位置(“釋放”移動(dòng))并且在輸入端子t3保持第二工作條件b的時(shí)間點(diǎn)保持在非受激位置處；或者

-如果供電和控制單元3在所述給定時(shí)刻沒有正在向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic，則電磁體2維持去激勵(lì)并且柱塞8在輸入端子t3保持第二工作條件b的時(shí)間點(diǎn)保持在非受激位置處。

當(dāng)輸入端子t3在給定時(shí)刻處從第二工作條件b切換至第一工作條件a時(shí)，供電和控制單元3停止根據(jù)超馳控制條件odc控制電磁體2并且開始根據(jù)正?？刂茥l件ndc控制電磁體2(圖6-7)。

假設(shè)供電和控制單元3在根據(jù)正?？刂茥l件ndc控制電磁體2時(shí)實(shí)現(xiàn)uvr控制邏輯，我們有：

-如果在所述給定時(shí)刻輸入電壓vin高于閾值vth1，則激勵(lì)電磁體2并且迫使柱塞8從非受激位置移動(dòng)至受激位置且在電壓vin保持高于閾值vth2的時(shí)間點(diǎn)保持在受激位置處(“發(fā)射和保持”移動(dòng))；或者

-如果在所述給定時(shí)刻輸入電壓vin低于閾值vth1，則電磁體2維持去激勵(lì)并且柱塞8在電壓vin保持低于閾值vth1的時(shí)間點(diǎn)保持在非受激位置處。

再次證明了，所描述的供電和控制單元3的表現(xiàn)在閾值電壓vth1、vth2不同或者一致的情況下基本上相同。

根據(jù)所引用的附圖示出的本發(fā)明實(shí)施例，供電和控制單元3包括電子級(jí)(即，輸入級(jí)4、控制級(jí)5和驅(qū)動(dòng)級(jí)6)的級(jí)聯(lián)。

優(yōu)選地，輸入級(jí)4與輸入端子t1、t2電氣地連接并且適于接收端子t1、t2之間的輸入電壓vin以及提供經(jīng)整流的電壓vr，經(jīng)整流的電壓vr的表現(xiàn)依賴于輸入電壓vin。

優(yōu)選地，控制級(jí)5與輸入級(jí)4和輸入端子t3操作地連接。

優(yōu)選地，控制級(jí)5適于從輸入級(jí)4接收經(jīng)整流的電壓vr并且提供控制信號(hào)c以控制電磁體2的工作。

如根據(jù)下文將更明顯的，控制級(jí)5適于依賴于輸入端子t3的工作條件a、b以及可能地(即，只有當(dāng)端子t3處于第一工作條件a下時(shí))依賴于經(jīng)整流的電壓vr來提供控制信號(hào)c，該經(jīng)整流的電壓vr進(jìn)而依賴于輸入電壓vin。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)級(jí)6與控制級(jí)5和電磁體2操作地連接，特別地與電磁體2的致動(dòng)線圈2a操作地連接。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)級(jí)6適于從控制級(jí)5接收控制信號(hào)c以及響應(yīng)于所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)供應(yīng)到所述電磁體的驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)。

優(yōu)選地，供電和控制單元3包括饋送級(jí)7，該饋送級(jí)7與輸入級(jí)4、控制級(jí)5、驅(qū)動(dòng)級(jí)6和線圈電磁體2操作地連接。

優(yōu)選地，饋送級(jí)7適于接收經(jīng)整流的電壓vr并且提供供電和控制單元3(即，電子級(jí)4、5、6)和電磁體2的工作所需要的電力。

參照所引用的附圖示出的實(shí)施例，輸入級(jí)4優(yōu)選地包括整流電路41，該整流電路41可以包括根據(jù)技術(shù)人員已知的配置適當(dāng)?shù)夭贾玫亩O管橋(圖4)。

輸入級(jí)4還可以包括根據(jù)技術(shù)人員已知的配置適當(dāng)?shù)夭贾玫囊粋€(gè)或多個(gè)濾波或保護(hù)電路42。

參照所引用的附圖示出的實(shí)施例，控制級(jí)5優(yōu)選地包括電氣地級(jí)聯(lián)連接的檢測(cè)電路51和控制電路52。

檢測(cè)電路51與輸入級(jí)4和輸入端子t3操作地連接并且適于接收經(jīng)整流的電壓vr。

檢測(cè)電路51適于根據(jù)輸入端子t3的工作條件a、b提供第一檢測(cè)信號(hào)s或者超馳信號(hào)os，其中第一檢測(cè)信號(hào)s指示經(jīng)整流的電壓vr并且因此指示輸入電壓vin，超馳信號(hào)os具有預(yù)定值。

更具體地，檢測(cè)電路51適于在輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)提供指示經(jīng)整流的電壓vr的第一檢測(cè)信號(hào)s，以及在輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)提供具有預(yù)定值的超馳信號(hào)os。

優(yōu)選地，檢測(cè)信號(hào)s和超馳信號(hào)os兩者都是電壓信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)s的表現(xiàn)基本上依賴于所施加的電壓vin的表現(xiàn)，而超馳信號(hào)os具有預(yù)定值，該預(yù)定值優(yōu)選為“低”邏輯電平(例如，大約0v)。

優(yōu)選地，檢測(cè)電路51包括第一電路區(qū)段511，第一電路區(qū)段511操作地連接在輸入級(jí)4與控制電路52之間。

第一電路區(qū)段511適于在輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)接收經(jīng)整流的電壓vr并且提供檢測(cè)信號(hào)s。

優(yōu)選地，電路區(qū)段511包括電阻分壓器，電阻分壓器與輸入級(jí)4的輸出40和控制電路52的第一輸入節(jié)點(diǎn)52a電氣地連接。

電路區(qū)段511還可以包括根據(jù)技術(shù)人員已知的配置適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)的一個(gè)或多個(gè)濾波電路布置(未示出)。

優(yōu)選地，檢測(cè)電路51包括第二電路區(qū)段512，第二電路區(qū)段512操作地連接在輸入端子t3、電路區(qū)段511與控制電路52之間。

第二電路區(qū)段512適于在輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)防止第一電路區(qū)段向控制電路52提供檢測(cè)信號(hào)s。

電路區(qū)段512還適于在輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)向控制電路52提供超馳信號(hào)os以替代檢測(cè)信號(hào)s。

優(yōu)選地，電路區(qū)段512包括rc電路布置，rc電路布置操作地連接在控制電路52的輸入節(jié)點(diǎn)52a、輸入端子t3與接地之間。這種rc電路布置可以包括例如相互并聯(lián)連接在輸入節(jié)點(diǎn)52a與接地之間的電容器513和電阻器514。輸入節(jié)點(diǎn)52a進(jìn)而還與端子t3和電路區(qū)段511電氣地連接。

當(dāng)輸入端子t3處于第一工作條件a下時(shí)(圖7)(根據(jù)第一工作條件a，輸入端子t3電氣地浮置)，充電電流i1可以經(jīng)過電路區(qū)段512(特別是電容器513)從電路區(qū)段511流至接地。由檢測(cè)信號(hào)s(具有給定電壓值)生成充電電流i1，該檢測(cè)信號(hào)s指示由第一電路區(qū)段511接收的經(jīng)整流的電壓vr。

充電電流i1根據(jù)適當(dāng)計(jì)算的充電時(shí)間常數(shù)使電容器513充電，該電容器513被逐漸地帶到由電路區(qū)段511施加的電壓(即，大約為信號(hào)s的電壓值)。

因此，電路區(qū)段511可以在不受電路區(qū)段512任何干擾的情況下向控制電路52提供檢測(cè)信號(hào)s。

當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)(圖6)(根據(jù)第二工作條件b，輸入端子t3與端子t2電氣地連接)，放電電流i2通過電容器513向第三端子t3流動(dòng)。

如在下文中更好地解釋的，將放電電流i2基本引導(dǎo)至接地以根據(jù)適當(dāng)計(jì)算的放電時(shí)間常數(shù)使電容器513放電，該電容器513被快速地帶到接地電壓。

通過恰當(dāng)?shù)赜?jì)算這種放電時(shí)間常數(shù)，電路區(qū)段511的輸出可以因此快速地與接地短路并且不能再向控制電路52提供檢測(cè)信號(hào)s，同樣輸入節(jié)點(diǎn)52a也與接地短路。

因此，在輸入節(jié)點(diǎn)52a處向控制電路52提供具有“低”邏輯電平(例如，大約0v)的預(yù)定值的超馳信號(hào)os，替代檢測(cè)信號(hào)s。

優(yōu)選地，電路區(qū)段512包括電路布置517以在輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)允許放電電流i2向接地流動(dòng)以使電容器513放電。

根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，當(dāng)處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3與意圖被置于正電壓的輸入端子t1或t2電氣地連接(如所引用的附圖所示)。

在這些情況下(圖5b)，電路區(qū)段517優(yōu)選地包括開關(guān)518(例如，mosfet、igbt、bjt或者另一個(gè)等同的設(shè)備)和電阻網(wǎng)絡(luò)518a，開關(guān)518和電阻網(wǎng)絡(luò)518a適當(dāng)?shù)嘏渲脼楫?dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)允許向接地引導(dǎo)的放電電流i2的通過以使電容器513放電。

開關(guān)518可以以這樣的方式配置：在輸入端子t3處于第二工作條件b下且因?yàn)榕c輸入端子t2電氣地連接而取正電壓值時(shí)，開關(guān)518切換至導(dǎo)通狀態(tài)(on)。以這種方式，開關(guān)518為放電電流i2提供朝向接地的導(dǎo)電路徑。

根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，當(dāng)處于第二工作條件b下時(shí)，輸入端子t3與意圖接地或者被置于負(fù)電壓下的輸入端子t1或t2電氣地連接(如所引用的附圖所示)。

在這些情況下(圖5c)，電路區(qū)段517優(yōu)選地包括二極管516和電阻網(wǎng)絡(luò)516a，二極管516和電阻網(wǎng)絡(luò)516a適當(dāng)?shù)嘏渲脼楫?dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)允許經(jīng)端子t3朝向接地的電流i2的通過以使電容器513放電。

二極管516可以以這樣的方式配置：在輸入端子t3處于第二工作條件b下且因?yàn)榕c輸入端子t2電氣地連接而取負(fù)電壓或者接地電壓時(shí)，二極管516切換至導(dǎo)通狀態(tài)(on)。以這種方式，二極管516為放電電流i2提供(在所引用的附圖示出的實(shí)施例中，經(jīng)過端子t2、t3)朝向接地的導(dǎo)電路徑。

電路布置517的另外的變型可以依賴于當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí)與輸入端子t3電氣地連接的輸入端子t1或t2，以及依賴于意圖用于這個(gè)輸入端子t1或t2的工作電壓。

優(yōu)選地，控制電路52包括比較區(qū)段520，比較區(qū)段520與檢測(cè)電路51操作地級(jí)聯(lián)連接。

比較區(qū)段520適于接收檢測(cè)信號(hào)s或者超馳信號(hào)os并且響應(yīng)于所述檢測(cè)信號(hào)或者所述超馳信號(hào)提供比較信號(hào)cs。

優(yōu)選地，比較區(qū)段520包括操作地連接在控制電路52的輸入節(jié)點(diǎn)52a與中間節(jié)點(diǎn)52b之間并且根據(jù)技術(shù)人員已知的配置適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)的比較器電路布置。

優(yōu)選地，由比較區(qū)段520提供的比較信號(hào)cs是可以依賴于輸入電壓信號(hào)s或者os而處于“高”或者“低”邏輯電平的電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，當(dāng)比較區(qū)段520接收檢測(cè)信號(hào)s或者超馳信號(hào)os時(shí)，比較區(qū)段520將這些輸入信號(hào)與預(yù)定比較值進(jìn)行比較，預(yù)定比較值可以等于閾值電壓vth1、vth2或者與閾值電壓vth1、vth2成比例。

優(yōu)選地，由根據(jù)技術(shù)人員已知的配置適當(dāng)?shù)夭贾迷诒容^區(qū)段520中的專用電路提供這種預(yù)定比較值。

優(yōu)選地，當(dāng)比較區(qū)段520接收檢測(cè)信號(hào)s時(shí)，比較區(qū)段520依賴于檢測(cè)信號(hào)s低于還是高于所述預(yù)定比較值來提供處于“高”邏輯電平或者“低”邏輯電平的比較信號(hào)cs，該事件進(jìn)而依賴于所施加的輸入電壓vin的表現(xiàn)。

優(yōu)選地，當(dāng)比較區(qū)段520接收超馳信號(hào)os時(shí)，因?yàn)槌Y信號(hào)os具有處于一定低于所述預(yù)定比較值的“低”邏輯電平的預(yù)定值，所以比較區(qū)段520僅提供處于“低”邏輯電平的比較信號(hào)cs。

在實(shí)踐中，當(dāng)由比較區(qū)段520接收超馳信號(hào)os時(shí)(即，當(dāng)輸入端子t3處于第二工作條件b下時(shí))，提供處于預(yù)定的“低”邏輯電平的比較信號(hào)cs。

優(yōu)選地，控制電路52包括控制區(qū)段523，控制區(qū)段523操作地連接在比較區(qū)段520(特別是中間節(jié)點(diǎn)52b)與驅(qū)動(dòng)級(jí)6(特別是驅(qū)動(dòng)級(jí)6的輸入6a)之間。

控制區(qū)段523適于接收比較信號(hào)cs以及響應(yīng)于比較信號(hào)cs向驅(qū)動(dòng)級(jí)6提供控制信號(hào)c。

優(yōu)選地，控制區(qū)段523適于在控制電路52的第二輸入節(jié)點(diǎn)52c處接收來自驅(qū)動(dòng)級(jí)6的第二檢測(cè)信號(hào)d。

優(yōu)選地，檢測(cè)信號(hào)d指示由供電和控制單元3提供至電磁體2的驅(qū)動(dòng)電流ic。

有利地，控制區(qū)段523可以包括一個(gè)或多個(gè)控制器(例如，不同類型的微控制器或者數(shù)字處理設(shè)備)，一個(gè)或多個(gè)控制器適于接收以及提供若干模擬和/或數(shù)字輸入并且包括可以用于存儲(chǔ)可執(zhí)行軟件指令或者工作參數(shù)的可重寫非易失性存儲(chǔ)器區(qū)域。

優(yōu)選地，控制區(qū)段523包括第一控制器521，第一控制器521操作地連接在比較區(qū)段520(特別是中間節(jié)點(diǎn)52b)與驅(qū)動(dòng)級(jí)6(特別是輸入節(jié)點(diǎn)6a)之間。

第一控制器521適于接收比較信號(hào)cs和檢測(cè)信號(hào)d以及響應(yīng)于所述輸入信號(hào)提供控制信號(hào)c。

以這種方式，控制器521能夠根據(jù)需要(即，依賴于輸入端子t3的工作條件a、b以及可能地(即，只有當(dāng)端子t3處于第一工作條件a下時(shí))依賴于所施加的電壓vin)控制驅(qū)動(dòng)級(jí)6以恰當(dāng)?shù)丶?lì)或者去激勵(lì)電磁體2。

優(yōu)選地，控制器521被配置為當(dāng)比較信號(hào)cs處于“低”邏輯電平時(shí)提供控制信號(hào)c以不向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic。

優(yōu)選地，控制器521被配置為當(dāng)比較信號(hào)cs處于“高”邏輯電平時(shí)提供控制信號(hào)c以提供具有根據(jù)給定曲線(例如，圖7a-7b中所示的曲線)設(shè)定的值的驅(qū)動(dòng)電流ic。

優(yōu)選地，控制器521是能夠控制驅(qū)動(dòng)級(jí)6以基本上執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電流ic的占空比調(diào)制的pwm控制器，驅(qū)動(dòng)電流ic可以根據(jù)給定的設(shè)定參數(shù)被調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，控制區(qū)段523包括第二控制器522，第二控制器522與第一控制器521操作地連接。

控制器522優(yōu)選地適于提供用于控制驅(qū)動(dòng)電流ic的設(shè)定信號(hào)ss，該設(shè)定信號(hào)ss由第一控制器521接收和處理以提供控制信號(hào)c。

作為示例，為了向線圈電磁體2提供具有圖7a-7b中所示的曲線的驅(qū)動(dòng)電流ic，控制器522可以首先向控制器521提供指示期望的發(fā)射電平il和發(fā)射時(shí)間tl的設(shè)定信號(hào)ss。以這種方式，在開始激勵(lì)電磁體2時(shí)，就獲得對(duì)驅(qū)動(dòng)電流ic的適當(dāng)調(diào)節(jié)。然后，當(dāng)必須維持電磁體2被激勵(lì)時(shí)，控制器522可以提供指示要由控制器521采用的電流基準(zhǔn)值(例如，期望的保持電平ih)的設(shè)定信號(hào)ss以執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電流ic的pwm調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，控制器522與比較區(qū)段520操作地連接以接收和處理比較信號(hào)cs并且依賴于所述比較信號(hào)提供設(shè)定信號(hào)ss。

優(yōu)選地，控制級(jí)5包括禁用電路53，禁用電路53與控制電路52操作地連接。

禁用電路53適于在從向所述電磁體提供驅(qū)動(dòng)電流ic的在前的發(fā)射脈沖的時(shí)刻開始的給定時(shí)間周期內(nèi)，防止控制電路52提供控制信號(hào)c以向電磁體2供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖。

作為示例，當(dāng)必須將柱塞8從非受激位置移動(dòng)至受激位置(例如，以實(shí)現(xiàn)“發(fā)射和保持”移動(dòng))時(shí)，可以由供電和控制單元3向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖。

優(yōu)選地，當(dāng)生成驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖時(shí)，禁用電路53與第二控制器522操作地連接并且從第二控制器522接收延遲(temporization)信號(hào)ts。

響應(yīng)于延遲信號(hào)ts，禁用電路53在從向電磁體2提供驅(qū)動(dòng)電流ic的發(fā)射脈沖的時(shí)刻開始的給定時(shí)間周期內(nèi)向控制器522提供禁用信號(hào)ds。

優(yōu)選地，響應(yīng)于所接收的禁用信號(hào)ds，第二控制器522向第一控制器521提供設(shè)定信號(hào)ss以防止生成驅(qū)動(dòng)電流ic的新的發(fā)射脈沖。

當(dāng)所施加的輸入電壓vin由于一些原因不穩(wěn)定以及由于所施加的輸入電壓vin的波動(dòng)，不知何故供電和控制單元3被迫使驅(qū)動(dòng)電磁體2以使得柱塞8執(zhí)行多個(gè)后續(xù)的“發(fā)射和保持”以及“釋放”移動(dòng)時(shí)，禁用電路53尤其有用。

由于禁用電路53適于確保驅(qū)動(dòng)電流ic的后續(xù)發(fā)射脈沖被給定時(shí)間間隔分開，因此避免或者減輕了電磁體2的過熱現(xiàn)象和線圈電磁體1的過分接近的電流吸收峰。

參照所引用的附圖示出的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)級(jí)6優(yōu)選地包括分流電阻器61和開關(guān)62，分流電阻器61和開關(guān)62電氣地串聯(lián)連接在接地與電磁體2的致動(dòng)線圈2a之間，電磁體2進(jìn)而與饋送級(jí)7電氣地連接以接收電力p(圖5d)。

以這種方式，可以由開關(guān)62恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電流ic可以在線圈致動(dòng)器1的工作期間流過致動(dòng)線圈2a、開關(guān)62和分流電阻器61。

優(yōu)選地，開關(guān)62與控制級(jí)5(特別是控制電路53)操作地連接，以接收控制信號(hào)c以及依賴于所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流ic。

作為示例，開關(guān)62可以是mosfet，該mosfet具有與輸入節(jié)點(diǎn)6a電氣地連接以接收(電壓)控制信號(hào)c的柵極端子、與致動(dòng)線圈2a電氣地串聯(lián)連接的漏極端子以及與輸入節(jié)點(diǎn)52c電氣地連接的源極端子。

然而，開關(guān)62還可以是igbt、bjt或者另一個(gè)等同的設(shè)備。

優(yōu)選地，分流電阻器61電氣地連接在接地與輸入節(jié)點(diǎn)52c之間以使得在輸入節(jié)點(diǎn)52c處提供指示流向接地的驅(qū)動(dòng)電流ic的電壓信號(hào)d。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)級(jí)6包括續(xù)流二極管63，續(xù)流二極管63與饋送級(jí)7和開關(guān)62電氣地串聯(lián)連接并且與致動(dòng)線圈2a電氣地并聯(lián)連接。

根據(jù)上述明顯可知，驅(qū)動(dòng)級(jí)6能夠怎樣控制通過致動(dòng)線圈2a的驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)電流ic的值可以由開關(guān)62依賴于開關(guān)62的工作狀態(tài)來調(diào)節(jié)，開關(guān)62的工作狀態(tài)進(jìn)而依賴于控制信號(hào)c。

作為示例，開關(guān)62可以接收控制信號(hào)c以切換至阻斷狀態(tài)(斷開)從而使得中斷通過致動(dòng)線圈2a的驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)。

作為另外的示例，開關(guān)62可以接收控制信號(hào)c以切換至導(dǎo)通狀態(tài)(接通)并且依賴于所述控制信號(hào)調(diào)制驅(qū)動(dòng)電流ic的流動(dòng)，例如，通過實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流ic的pwm控制。

在實(shí)踐中已經(jīng)示出的是，根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器1如何完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的和目標(biāo)。

多虧第三端子t3的存在，線圈致動(dòng)器1相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)應(yīng)設(shè)備顯示出改進(jìn)的性能。

實(shí)際上可以獨(dú)立于所施加的輸入電壓vin的值控制線圈致動(dòng)器的工作狀態(tài)，特別是在需要可移動(dòng)柱塞的“釋放”移動(dòng)時(shí)。

因此，線圈致動(dòng)器1示出了可以通過恰當(dāng)?shù)厍袚Q端子t3容易地選擇的不同工作模式。

這種操作靈活性使線圈致動(dòng)器1非常適合于集成在lv或mv開關(guān)設(shè)備中。

線圈致動(dòng)器具有非常緊湊的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)設(shè)備，這種結(jié)構(gòu)可以以有競(jìng)爭(zhēng)力的成本在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)。

由此構(gòu)想的根據(jù)本發(fā)明的線圈致動(dòng)器可以經(jīng)受許多修改和變型，所有這些修改和變型都在發(fā)明的概念的范圍內(nèi)。另外，本文描述的所有組件部分可以由其它技術(shù)上等同的元件來替代。在實(shí)踐中，根據(jù)需要，設(shè)備的組件材料和尺寸可以是任何性質(zhì)的。