CN102754176B - 用于电磁开关设备的装置 - Google Patents

用于电磁开关设备的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102754176B
CN102754176B CN201080063401.1A CN201080063401A CN102754176B CN 102754176 B CN102754176 B CN 102754176B CN 201080063401 A CN201080063401 A CN 201080063401A CN 102754176 B CN102754176 B CN 102754176B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
coil
devices according
electric current
control signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080063401.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102754176A (zh
Inventor
文卡特拉马尼·苏布拉马尼亚姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN102754176A publication Critical patent/CN102754176A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102754176B publication Critical patent/CN102754176B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
    • H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于驱动电磁开关设备的线圈（17）的装置（18），该装置（18）包括将起动电流供给至线圈（17）的第一开关（19）、将保持电流供给至线圈（17）的第二开关（21），其中，第一开关（19）和第二开关（21）响应于流经所述线圈（17）的电流是可控制的。

Description

用于电磁开关设备的装置
技术领域
本发明涉及一种驱动电磁开关设备的线圈的装置。
背景技术
电磁开关设备通常用于控制电路中的电流流动。电磁开关设备是可控制的，以在闭合和断开状态之间转换从而闭合和断开电源电路。电磁开关设备可以手动或电控制。为了用电控制电磁开关设备，可以使用磁体以致动可移动的接触元件以断开和闭合电源电路。
通常，可移动接触元件移动至与固定接触元件接合以闭合电源电路的，固定接触元件电连接至电源。因此，当可移动接触元件与固定接触元件接合时电源电路闭合。用于致动可移动接触元件的磁体由线圈通电，线圈由流经线圈的电流通电。
发明内容
本发明实施例的一个目标在于测量以减轻发生在驱动电磁开关设备内的线圈的开关处的电损失。
该目标通过一种用于驱动电磁开关设备的线圈的装置来实现。该装置包括：将始动电流供给至线圈的第一开关，将保持电流供给至线圈的第二开关。
第一开关将始动电流供给至线圈而第二开关将保持电流供给至线圈。始动电流是使线圈通电以使接触元件进行电路闭合移动所需的电流，保持电流是使接触元件停留在电路闭合位置所需的电流。第一开关和第二开关可响应于流经线圈的电流进行控制。利用第一开关提供始动电流和利用第二开关提供保持电流能够随着开关处的热耗散降低而减轻开关处的电损失。
根据另一实施例，第一开关和第二开关在开关频率方面是不同的是不同的。通常，由于始动电流比保持电流具有更高的值，具有不同开关频率的开关能够有效操作开关。
根据另一实施例，其中，第一开关和第二开关是固态开关。
根据另一实施例，第一开关和第二开关互相并联连接。并联连接第一开关和第二开关能够从电源获得两个不同的电流路径。这能够控制供给至线圈的始动电流和保持电流。
根据另一实施例，并联连接的第一开关和第二开关串联连接至线圈。将并联连接的第一开关和第二开关串联连接至线圈能够在两个不同的电流路径上供给始动电流和保持电流。
根据另一实施例，装置还可以包括配置为响应于流经所述线圈的电流向第一开关提供第一控制信号并向第二开关提供第二控制信号的控制器。响应于流经线圈的电流的控制器可以向第一开关提供第一控制信号并向第二开关提供第二控制信号以分别控制开关。
根据另一实施例，第一控制信号供给至第一开关以将始动电流供给至线圈。响应于流经线圈的电流将第一控制信号供给至第一开关，这能够控制第一开关以将始动电流供给至线圈。
根据另一实施例，第一开关适用于在接触元件的电路闭合移动期间保持接通状态。第一开关适用于在电路闭合移动期间保持接通状态能够将始动电流供给至线圈。
根据另一实施例，第二控制信号供给至第二开关以将保持电流供给至线圈。响应于流经线圈的电流将第二控制信号供给至第二开关，这能够控制第二开关以将保持电流供给至线圈。
根据另一实施例，第二开关适用于响应于第二控制信号进行高频率开关。响应于第二控制信号进行高频率开关能够减少供给至线圈的电流，从而将保持电流供给至线圈。
根据另一实施例，其中，第二控制信号是脉宽调制信号。脉宽调制信号能够使开关响应于对脉冲宽度进行高频率开关。
根据另一实施例，第一开关的开关频率小于第二开关。提供始动电流的第一开关可以不要求进行高频率开关。因此，第一开关的开关频率可能低于第二开关的开关频率，这能够减轻第一开关处的电损失。
根据另一实施例，其中，第一开关是从由晶体管和IGBT构成的组中选取的。由于始动电流具有比保持电流更高的值，为晶体管或IGBT的第一开关可以有效操作以提供始动电流。
根据另一实施例，第二开关是MOSFET。由于MOSFET在高开关频率操作更有效，为MOSFET的第二开关可以有效操作以供应保持电流。
另一实施例包括，包括根据权利要求1-14中任一项所述的装置的电池开关设备。
附图说明
下文参考附图所示示例性实施例对本发明实施例进一步说明，其中：
图1a示出了根据本文的一个实施方式的电磁开关装置的载体，
图1b示出了根据本文的一个实施例的电磁系统和图1a的载体1的组装，以及
图2是根据本文的实施例用于将始动电流和保持电流供给至线圈的装置的示意图。
具体实施方式
参照附图描述了多个实施方式，在整个说明书中，相似的参考标号用于表示相似的部件。在下面的描述中，为了说明的目的，阐述多个具体细节以便提供一个或多个实施方式的彻底的理解。显然，没有这些具体细节时，也可实践这些实施例。
参照图1a,示出了根据本文的实施方式的电磁开关装置的载体1。接触元件3支撑在载体内并且从电路断开位置可移动到电路闭合位置，其中接触元件3移动至固定接触部件并与所述固定接触部件接触，以进入电路闭合位置。固定接触部件可以连接到输入电源。
图1b为电磁系统和根据本文的一个实施例的图1a载体1的组装。在图1b的示出的实例中，载体1包括垂直向上延伸的柱体7。电磁系统8支撑在柱体7上以致动载体。在本实施方式中，图中示意出的电磁系统8示出为包括电磁电枢9，13。然而，可用另一种方法设计电磁系统8，包括更少或更多的电磁电枢。通常地，电磁电枢9,13适于致动载体1。电磁电枢9通过部件11接合柱体7以将电枢9移动转移到载体1。载体1进一步将接触元件3移动到电路闭合位置中。在图1b的示出的实例中，电磁电枢9经由部件11与柱体机械接合。然而，电磁电枢9可以利用其它已知的机械装置而与柱体7接合。包括线圈17的另一个电磁电枢13也支撑在柱体7上。在图1b的示出的实例中示出了两个线圈17。然而，在电磁电枢在一些实施例中可以仅包括单个线圈17。线圈17可以通过供给由电源提供的电流而通电。在线圈17被通电时，将电磁电枢9吸引向电磁电枢13。该电枢9的移动传送到载体1和接触元件3以便电路闭合运动。然而，在其它实施方式中，载体可以包括竖直向下延伸的柱体并且电磁电枢9以及电磁电枢13可以支撑在柱体上。
在电路闭合运动中，接触元件3被移动以便与固定接触元件相接触。与固定接触元件接触的接触元件3被称为处于电路闭合位置。用于接触元件3的电路闭合运动的使线圈17通电所需要的电流在下文中称作为始动电流(pick-upcurrent)。一旦接触元件3被移动到电路闭合位置处，用于使线圈17通电使得接触元件3保持在电路闭合位置处所需的电流称作保持电流(hold-oncurrent)。
图2示出了根据本发明实施例用于将始动电流和保持电流供给至线圈的装置18的示意图。在图2所示实例中，用于为线圈17通电的始动电流通过使用开关19供给至线圈17，而保持电流通过开关21供给。开关19可操作用于在电路闭合运动期间将始动电流供给至线圈17并且开关21可操作用于将保持电流供给至线圈17以使图1a所示接触元件3保持在电路闭合位置。例如，开关19和开关21可以是固体静态开关或者说固态静态开关(solidstatestaticswitch)。
还是参考图2，控制器23配置为控制开关19以在电路闭合运动期间中将始动电流供给至线圈17以及控制开关21以将保持电流供给至线圈17以使图1所示接触元件3停留在电路闭合位置。控制器23响应于在线圈17内流动的电流的控制开关19和开关21。在线圈17内流动的电流通过调整电路25供给至控制器23。控制器23可能是处理器、微控制器等。
在实例中，调整电路25连接在将电流提供到线圈17的电路上的电阻器R27的A端。端电压A由调整电路25调节并随后供给至控制器23。控制器23响应于调整电路25的输出确定流过线圈17的电流。
例如，在电路闭合运动期间中，起动电路供给至线圈17以为线圈17通电。在电路闭合运动期间，开关19开启以将始动电流供给至线圈17。控制器23可以通过提供第一控制信号控制开关19。一旦接触元件3与固定接触元件接触，流经线圈17的电流减少。流经线圈17的电流减少可以由控制器23检测。响应于电流减少控制器23断开开关19并开启开关21。开关21可以操作用于高频率开关，以将保持电流供给至线圈17。开关21响应于控制器23提供的第二控制信号-诸如PWM脉冲进行高频率开关，作出反应。由开关21进行的高频率开关减少了流经线圈17的电流，从而将保持电流供给至线圈17以使接触元件3保持在电路闭合位置。使用两个开关19、21将始动电流和保持电流供给至线圈17分别减轻了开关19、21处产生的电损失。
开关19可能是固体静态开关，选取为使其适用于携带高电流，并且开关21可能是固体静态开关，选取为使其能够进行高频率开关同时具有最少的开关损失。第一开关19的开关频率可能低于第二开关21的开关频率。在一个实施例中，开关19可能是诸如IGBT的晶体管，开关21可能是MOSFET。IGBT能够携带高的电流，并且MOSFET能够进行高频率开关同时具有最少的开关损失。
由于开关19适用于携带高电流并且开关21适用于高频率开关同时具有最少的转换损失，发生在开关19、21处的电损失得以减轻，从而降低了开关19、21处的热耗散，这能够消除使用体积较大的热沉的必要，从而缩小了电磁开关设备的尺寸。此外，由于产生的热量降低，开关19、21的使用寿命延长。
在一个可选实施例中，在电路闭合运动期间中，开关19可以开启以将始动电流供给至线圈17，并且开关21也可以开启以携带部分始动电流。控制器23可以分别向第一开关19和第二开关21提供控制信号以在电路闭合运动期间中开启两个开关19、21，这能够进一步减轻开关19的电损失，从而降低开关19产生的热量。类似地，为了使图1a所示的接触元件3保留在电路闭合位置，开关21可以开启以将保持电流供给至线圈17，并且开关19也可以开启以携带部分保持电流。控制器23可以分别向第一开关19和第二开关21提供控制信号开启两个开关19、21使接触元件3保留在电路闭合位置，这能够进一步减轻开关21的电损失，从而降低开关21产生的热量。
本文所述实施例能够减轻发生在开关处的电损失，从而降低开关处的热耗散。这能够消除使用体积较大的热沉的必要，从而缩小了电磁开关设备的尺寸。此外，由于热耗散降低，开关的使用寿命得以延长，这能够形成有效开关(switching)以便将始动电流和保持电流供给至线圈。
参看某些优选的实施例详细描述本发明的同时，应理解的是，本发明不限于那些具体的实施例。更确切地说，该公开描述了实践本发明的现有最佳方式，根据该公开，在不背离本发明的范围和精神的情况下，该领域中的技术人员进行多个修改和变化。因此，本发明的范围由以下权利要求书表示，而非由上述描述表示。在权利要求书的等同的意义和范围内发生的所有变化、修改和变更应视为在其范围内。

Claims (30)

1.一种用于驱动电磁开关设备的线圈(17)的装置(18)，所述装置(18)包括：
将始动电流供给至所述线圈(17)的第一开关(19)，
将保持电流供给至所述线圈(17)的第二开关(21)，以及
其中，所述第一开关(19)和所述第二开关(21)能够响应于流经所述线圈(17)的电流进行控制，其中，在所述第一开关供给始动电流时，所述第二开关能够开启以携带部分所述始动电流，并且，在所述第二开关供给保持电流时，所述第一开关能够开启以携带部分所述保持电流。
2.根据权利要求1所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)和所述第二开关(21)在开关频率方面是不同的。
3.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)和所述第二开关(21)是固态开关。
4.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)和所述第二开关(21)互相并联连接。
5.根据权利要求3所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)和所述第二开关(21)互相并联连接。
6.根据权利要求4所述的装置(18)，其中，并联连接的所述第一开关(19)和所述第二开关(21)串联连接至所述线圈(17)。
7.根据权利要求5所述的装置(18)，其中，并联连接的所述第一开关(19)和所述第二开关(21)串联连接至所述线圈(17)。
8.根据权利要求1或2所述的装置(18)，还包括配置为响应于流经所述线圈(17)的电流向所述第一开关(19)提供第一控制信号并向所述第二开关(21)提供第二控制信号的控制器(23)。
9.根据权利要求7所述的装置(18)，还包括配置为响应于流经所述线圈(17)的电流向所述第一开关(19)提供第一控制信号并向所述第二开关(21)提供第二控制信号的控制器(23)。
10.根据权利要求8所述的装置(18)，其中，所述第一控制信号供给至所述第一开关(19)以将所述始动电流供给至所述线圈。
11.根据权利要求9所述的装置(18)，其中，所述第一控制信号供给至所述第一开关(19)以将所述始动电流供给至所述线圈。
12.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)适用于在接触元件(3)的电路闭合运动期间中处于接通状态。
13.根据权利要求11所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)适用于在接触元件(3)的电路闭合运动期间中处于接通状态。
14.根据权利要求8所述的装置(18)，其中，所述第二控制信号供给至所述第二开关(21)以将所述保持电流供给至所述线圈(17)。
15.根据权利要求13所述的装置(18)，其中，所述第二控制信号供给至所述第二开关(21)以将所述保持电流供给至所述线圈(17)。
16.根据权利要求8所述的装置(18)，其中，所述第二开关(21)适于响应于所述第二控制信号进行高频率开关。
17.根据权利要求13所述的装置(18)，其中，所述第二开关(21)适于响应于所述第二控制信号进行高频率开关。
18.根据权利要求8所述的装置(18)，其中，所述第二控制信号是脉宽调制信号。
19.根据权利要求15所述的装置(18)，其中，所述第二控制信号是脉宽调制信号。
20.根据权利要求17所述的装置(18)，其中，所述第二控制信号是脉宽调制信号。
21.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)的开关频率小于所述第二开关(21)。
22.根据权利要求19所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)的开关频率小于所述第二开关(21)。
23.根据权利要求20所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)的开关频率小于所述第二开关(21)。
24.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)从由晶体管和IGBT构成的组中选取。
25.根据权利要求22所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)从由晶体管和IGBT构成的组中选取。
26.根据权利要求23所述的装置(18)，其中，所述第一开关(19)从由晶体管和IGBT构成的组中选取。
27.根据权利要求1或2所述的装置(18)，其中，所述第二开关(21)是MOSFET。
28.根据权利要求25所述的装置(18)，其中，所述第二开关(21)是MOSFET。
29.根据权利要求26所述的装置(18)，其中，所述第二开关(21)是MOSFET。
30.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的装置(18)的电磁开关设备。
CN201080063401.1A 2010-02-08 2010-02-08 用于电磁开关设备的装置 Expired - Fee Related CN102754176B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/051477 WO2011095223A1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Apparatus for an electromagnetic switching device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102754176A CN102754176A (zh) 2012-10-24
CN102754176B true CN102754176B (zh) 2015-12-02

Family

ID=42735628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080063401.1A Expired - Fee Related CN102754176B (zh) 2010-02-08 2010-02-08 用于电磁开关设备的装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2513938B1 (zh)
CN (1) CN102754176B (zh)
WO (1) WO2011095223A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3006817B1 (fr) * 2013-06-10 2016-11-18 Hispano Suiza Sa Dispositif et procede d'assistance d'un systeme de generation electrique d'un aeronef
RU2639306C2 (ru) * 2013-11-12 2017-12-21 Абб Текнолоджи Лтд Способ управления контактором и блок управления

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053911A (en) * 1989-06-02 1991-10-01 Motorola, Inc. Solenoid closure detection
EP1109178A2 (de) * 1999-12-16 2001-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Schalten einer induktiven Last
CN1358350A (zh) * 1999-07-26 2002-07-10 默勒股份有限公司 电子驱动控制装置
EP1956622A2 (en) * 2007-02-06 2008-08-13 Yazaki Corporation Relay control apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29909904U1 (de) * 1999-06-08 1999-09-30 Moeller Gmbh Antriebssteuerung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053911A (en) * 1989-06-02 1991-10-01 Motorola, Inc. Solenoid closure detection
CN1358350A (zh) * 1999-07-26 2002-07-10 默勒股份有限公司 电子驱动控制装置
EP1109178A2 (de) * 1999-12-16 2001-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Schalten einer induktiven Last
EP1956622A2 (en) * 2007-02-06 2008-08-13 Yazaki Corporation Relay control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN102754176A (zh) 2012-10-24
EP2513938B1 (en) 2018-07-04
EP2513938A1 (en) 2012-10-24
WO2011095223A1 (en) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105009233B (zh) 电磁操作装置
CN100341083C (zh) 电气开关装置、包括该开关装置的继电器以及电气设备
KR101068155B1 (ko) 조작기를 제어하는 구동 디바이스를 구비한 전자 접촉기
CN103415905A (zh) 改进的继电控制方法和装置
CN107769528A (zh) 栅极驱动装置
CN103367065A (zh) 一种具有过流和短路保护的限流保险器
CN100573770C (zh) 电子开关装置、继电器、插座和包括这样的装置的电子设备
CN102754176B (zh) 用于电磁开关设备的装置
JP6442013B2 (ja) リレー
CN103180928B (zh) 用于电磁开关设备的电路
CN108550503A (zh) 一种直流接触器
CN112074924B (zh) 电磁继电器及其控制方法
CN104037021B (zh) 互感器电流通断控制设备和装置
CN103065878A (zh) 永磁螺管式接触器
CN202905606U (zh) 机械电子组合式继电器
CN104718099A (zh) 用于至少一个接触器的控制电路和用于至少一个接触器的运行的方法
CN203950745U (zh) 互感器电流通断控制设备和装置
CN207800509U (zh) 接触器
KR101473848B1 (ko) 전자 접촉기
CN109427509A (zh) 继电器
CN220821407U (zh) 继电器驱动电路及电力控制装置
KR20140062845A (ko) 복합 스위치 및 이를 이용한 스위칭 방법
CN220914983U (zh) 单三相切换装置、充电设备及车辆
CN218968862U (zh) 一种基于微机电系统器件的功率继电器
CN214588642U (zh) 一种智能熔断继电器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151202

Termination date: 20210208