CN104620347A - 用于电气开关中的稳压电源组件 - Google Patents

Abstract

使用于电气开关中的稳压电源组件，本发明涉及一种适用于电气开关(100)中的稳压电源组件(106)。该稳压电源组件调节在电气开关内的提供给电磁组件(104)的激励电流。该稳压电流组件包括开关装置(206)、续流装置(208)以及控制装置(210)。该开关装置调节提供给电磁组件的激励电流。该续流装置提供用于激励电流的续流电流流动路径。该控制装置配置为调节开关装置和续流装置，以便在从关闭位置转换成打开位置期间，调节激励电流。

Description

用于电气开关中的稳压电源组件

技术领域

本发明总体上涉及一种用于在电源与电负载之间打开和关闭导电路径的电气开关。尤其地，本发明涉及一种适合于操作这种电气开关的稳压电源组件。

背景技术

在传统的电气开关中，至少一个活动触点相对于至少一对固定触点位移，以便建立或中断在电源侧与负荷侧固定触点之间的导电路径。电源侧和负荷侧固定触点分别连接至电源和电负载。包括电磁组件以提供驱动力，以便在接通操作期间，促使活动触点从打开位置根据要求移动到关闭位置。此外，包括偏置机构，以便提供偏置力，用于在切断操作期间，使活动触点从关闭位置返回打开位置。

一种典型的电磁组件包括磁框架，该框架包括称为‘磁轭’的固定部分以及称为‘电枢’(有时也称为‘衔铁’)的活动部分。磁轭和电枢具有互补结构，在对立的端部之间具有空气间隙。电磁组件的电枢耦合至活动触点，并且使用偏置机构与磁轭保持隔开的关系。磁轭与电磁线圈相关联。在接通操作期间，通过电源组件使电磁线圈通电，以便通过磁轭并且因此通过电枢建立磁通量，以便电枢在磁力的影响下移动，抵抗由偏置机构施加的偏置力，从而提供驱动力，以使活动触点从其打开位置移动到关闭位置。在切断操作期间，电源组件对电磁线圈断电，以便在由偏置机构施加的偏置力的影响下，活动触点返回打开位置。

在各种工业应用中，需要电气开关来处理高电负载，在相应较高的电压下，电流的范围从几百安培到甚至几千安培。

在本领域中众所周知，在每个切换操作期间，电气开关易于在相应的固定和活动触点之间形成电弧。这种电弧形成可以对触点造成大幅损害。因此，重要的是，在切换操作期间，采取可能的措施来尽可能减少在触点之间形成电弧。而且，迫切需要确保甚至在产生时，尽快消灭电弧。

在现有技术中，采用一种方法，来在切断操作期间，在中断穿过其中的电流的同时，缓解电弧形成以及对电气开关造成损害这一问题，该方法用于确保活动触点尽快地与相应的固定触点分开。

例如，从US 5,910,890中，已知这样一种解决方案。上述专利公开了一种用于电气开关装置的控制电路，该电路具有由电磁线圈操作的一组触点。

控制电路包括第一和第二输入终端，用于接收控制信号，来操作电气切换装置。

第一晶体管具有导电路径，该路径与在第一和第二控制终端之间的电磁线圈串联。控制器将一系列电脉冲施加于第一晶体管的控制终端，以便将该晶体管切换成导通状态，并且将电流脉冲施加于线圈中。

反激电路具有串联的第一二极管和第二晶体管，用于在第一晶体管不导电时，为在电磁线圈中产生的电流提供与电磁线圈平行的导电路径。第二晶体管由控制信号偏置到第一导通状态。在从第一和第二输入终端中去除控制信号后，第二晶体管由在电磁线圈中产生的电流偏置到第二导电状态内，第二导通状态比第一导通状态具有更小的导电性。因此，第一导通状态用于在电脉冲的发生之间保持由线圈产生的电磁场。在希望停用开关装置时，第二导电状态在电磁线圈中产生的电流的路径中产生电压降。该操作消耗了大量功率来快速耗尽线圈储存的磁场，这造成快速打开开关触点。

虽然在为了避免电弧形成所进行的切断操作期间，可取地实现快速打开，但是根据各种现有技术，不受控制地打开电气开关(在上述专利中也进行了例证)，具有几个缺点。

在切断操作期间，在对电磁组件断电以便去除驱动力时，在由偏置机构施加的偏置力的影响下，电气开关从关闭位置转换成打开位置。在该转换期间，提供给各种活动元件(主要是电枢和活动触点)的能量变得过高，从而在其内产生不期望的机械应力。这种机械应力不利地影响电气开关的使用寿命。在极端情况下，这种不受控制的打开可以不利地促使活动触点朝着相应的固定触点弹回，这会不期望地造成在活动和固定触点之间形成电弧。

现在要理解的是，很难确保通过这种方式来进行切断操作，以便满足相互矛盾的要求：实现快速打开电气开关，但是为实现这些要求，减少由提供给各种活动元件的能量造成的机械损害。

各种现有技术电气开关仅仅集中于在切断操作期间实现快速打开，而不提供任何措施来消除由其产生的机械损害。

有鉴于此，需要一种电气开关，该电气开关适合于调节从其关闭位置到打开位置的转换。可取的是，电气开关适合于在从关闭位置转换成打开位置的同时，不仅在相应的活动和固定触点之间确保快速分离，以便尽可能减少其间的电弧形成，而且还调节在电气开关内提供给各种活动元件的(例如，一个或多个活动触点、电枢等)能量，以便消除对其造成的任何机械损害。

发明内容

因此，本发明的一个目标在于，提供一种适用于电气开关中的稳压电源组件，以便有效地调节和优化从关闭位置到打开位置的转换。

由根据权利要求1和8所述的适用于电气开关的稳压电源组件、根据权利要求11和13所述的用于提供适用于电气开关的稳压电源的方法、以及根据权利要求15所述的电气开关实现本发明的目标。在相应的从属权利要求中解决了本发明的其他实施方式。

电气开关包括至少一对固定触点以及至少一个活动触点。电气开关还包括电磁组件，该电磁组件配置为在其打开位置与关闭位置之间移动所述活动触点。

在本发明的第一方面，提供了一种适用于电气开关的稳压电源组件。

根据本发明的一个实施方式，稳压电源组件包括开关装置、续流装置以及控制装置。开关装置与电磁组件串联，并且被配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，用于调节通过电磁组件的激励电流。续流装置与所述电磁组件并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径。续流装置在高阻抗模式和低阻抗模式的一个中可操作。控制装置被配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，在高阻抗模式中操作所述开关装置，并且用于在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，在第一时间段内在所述高阻抗模式中并且在第二时间段内在所述低阻抗模式中，操作所述续流装置。

根据本发明的一个替换的实施方式，稳压电源组件包括整流装置、开关装置、续流装置以及控制装置。整流装置被配置为在一对输入终端上接收输入电压，并且在一对输出终端上从其中生成输出电压。所述输出终端连接至所述电磁组件，用于为其提供激励电流。开关装置与所述电磁组件串联，并且被配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，用于调节所述激励电流。续流装置与所述电磁组件并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径。续流装置在高阻抗模式和低阻抗模式的一个中可操作。控制装置被配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第一时间段内，在各个所述高阻抗模式中操作所述开关装置和所述续流装置中的每个，并且进一步被配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第二时间段内，在各个低阻抗模式中操作所述开关装置和所述续流装置中的至少一个。

在本发明的第二方面，提供了一种用于提供适用于电气开关中的稳压电源的方法。

根据本发明的一个实施方式，提供了与电磁组件串联的开关装置。开关装置被配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，用于调节通过所述电磁组件的激励电流。此外，还提供了与电磁组件并联的续流装置。续流装置被配置为给激励电流提供续流电流流动路径；并且在高阻抗模式和低阻抗模式的一个中可操作。在从关闭位置转换成打开位置期间，在高阻抗模式中操作开关装置，并且进一步，在从关闭位置转换成打开位置期间，在第一时间段内在高阻抗模式中并且在第二时间段内在低阻抗模式中，操作所述续流装置。

根据本发明的一个替换的实施方式，提供了整流装置以及开关装置和续流装置。整流装置被配置为在一对输入终端上接收输入电压，并且在一对输出终端上从其中生成输出电压。输出终端连接至电磁组件，用于为其提供激励电流。开关装置与电磁组件串联，并且被配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，用于调节激励电流。续流装置与电磁组件并联，以提供用于激励电流的续流电流流动路径，并且在高阻抗模式和低阻抗模式的一个中可操作。在从关闭位置转换成打开位置期间的第一时间段内，在各高阻抗模式中操作开关装置和续流装置中的每个，并且进一步地，在从关闭位置转换成打开位置期间的第二时间段内，在各低阻抗模式中操作开关装置和续流装置中的至少一个。

在本发明的第三方面，提供了一种包括在本发明的第一方面中叙述的稳压电源组件的电气开关。如在本文中所叙述的，稳压电源组件根据本发明的第二方面进行操作。

因此，本发明提供了一种适用于电气开关的稳压电源组件、一种用于提供适用于电气开关的稳压电源的方法、以及一种电气开关，该电气开关包括稳压电源组件并且根据所述的方法进行操作。

本发明有利于有效地调节从关闭位置到打开位置的转换，以便在第一时间段内，一个或多个活动触点较快速地从相应的固定触点中移开。在第一时间段之后的第二时间段内，调节提供给各种活动元件的能量，以便实现“软打开”。

这种有效的调节进而使得在一段时间内，消除任何过度的机械应力以及对电气开关的相关不利影响，从而提高其使用寿命。

附图说明

在后文中，参照在附图中显示的所说明的实施方式，进一步描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的电气开关的示意图；

图2示出了根据本发明的第一实施方式的稳压电源组件的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施方式的激励电流、磁行程(magnetstroke)以及触点行程(contact stroke)的变化的图示；以及

图4示出了根据本发明的第二实施方式的稳压电源组件的示意图。

具体实施方式

参照附图，描述各种实施方式，其中，在全文中，相似的参考数字用于表示相似的部件。在以下描述中，为了进行解释，提供了多个具体细节，以便彻底理解一个或多个实施方式。显然，无需这些具体细节，也可实践这种实施方式。

参照图1，提供了电气开关100的示意图。

电气开关100包括触点组件102、电磁组件104以及稳压电源组件106。应注意的是，除了在相邻的附图中示出的元件，电气开关100还包括各种其他元件。然而，为了清晰的考虑，在相邻的示图中并未示出这些额外元件。

触点组件102包括至少一对固定触点108以及相应的至少一个活动触点110。活动触点110在打开位置与关闭位置之间可移动，以便在固定触点108与活动触点110之间的相对间隔‘G’在最大值(打开位置)与0(关闭位置)之间变化。在关闭位置中，活动触点110通过桥式方式在固定触点之间建立电气流动路径。

电磁组件104包括磁轭112、电枢114以及电磁线圈116。如在相邻的示图中所示，电磁组件104可操作地耦合至活动触点110，并且被配置为在其打开位置与关闭位置之间移动活动触点110。尤其地，电磁组件104被配置为提供驱动力，以便在接通操作期间，促使活动触点从打开位置根据要求移动到关闭位置；电磁组件104还被配置为在其关闭位置中，将保持力提供给活动触点110。此外，在电气开关100中包括偏置机构(未示出)，以便提供偏置力，用于在切断操作期间，使活动触点110从关闭位置返回打开位置。

在接通操作期间，使电磁线圈116通电，以便通过磁轭112并且因此通过电枢114建立磁通量，以便电枢114在磁力的影响下抵抗偏置力移动。电枢114耦合至活动触点110，因此，提供驱动力，以使活动触点110从其打开位置移动到关闭位置。电枢114的运动的特征在于术语“磁行程”，该磁行程是电枢114穿过的距离并且在从处于打开位置中的值M＝0到处于关闭位置中的值M＝M(max)的范围内。同时，活动触点110的位置的特征在于术语“触点行程”，该触点行程是活动触点110相对于其打开位置穿过的距离并且在从处于打开位置中的值C＝0到处于关闭位置中的值C＝C(max)的范围内。

随后，电磁组件104继续提供驱动力(优选地相对减小)，以保持活动触点110的关闭位置。

在切断操作期间，对电磁线圈116断电，以便活动触点110在有偏置机构施加的偏置力的影响下，返回打开位置。

如在以上描述中所述，在本领域中，众所周知电气开关100的操作。

根据本发明的各种技术，稳压电源组件106用于调节提供给电磁组件104的激励电流，以便有效地调节活动触点110从关闭位置到打开位置的转换。现在，结合图2到图4，详细描述稳压电源组件106。

现在参照图2，其示出了根据本发明的第一实施方式的稳压电源组件106的示意图。

稳压电源组件106包括整流装置204、开关装置206、续流装置208以及控制装置210。

稳压电源组件106还包括一对输入终端T1、T2以及一对输出终端T3、T4。输入终端T1、T2被配置为连接至驱动源202，以便在输入终端T1、T2上施加输入电压Vin。同样，输出终端T3、T4被配置为连接至电磁组件104，以便在电磁组件104上施加输出电压Vout，从而为其提供激励电流。

驱动源202提供在电磁组件104内生成激励电流所需要的电源。驱动源202可以是电压源或电流源。

开关装置206与电磁组件104串联。续流装置208与所述电磁组件104并联。控制装置210可操作地耦合至输入终端T1、T2、开关装置206以及续流装置208。

根据在相邻的示图中显示的实施方式，输入终端T1、T2连接至整流装置204。因此，将输入电压Vin施加给整流装置204。整流装置204有助于实现单向电压。在一个实例中，整流装置204包括全波整流电路，例如，桥式整流器。如图所示，通过开关装置206的串联，整流装置204的输出连接至输出终端T3、T4。输出终端T3、T4连接至电磁组件104。

现在要理解的是，整流装置204被配置为在输入终端T1、T2上接收输入电压Vin，并且在输出终端T3、T4上从其中生成输出电压Vout，该输出终端连接至电磁组件104，用于为其提供激励电流。

整流装置204有利地能够使用基于交流以及基于直流的驱动源202来操作稳压电源组件106。

应注意的是，根据本发明的各种技术，整流装置204是可选的。因此，在本发明的替换的实施方式中，如后面结合图4所描述的，如果已知驱动源202基于直流电源，那么不提供整流装置204。

开关装置206被配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间进行切换，用于调节通过电磁组件104的激励电流。开关装置206根据从控制装置210中接收的开关控制信号进行操作。

在本发明的一个示例性实施方式中，晶体管Q1用于实现开关装置206。开关控制信号(CS)应用于晶体管Q1的栅极终端，同时建立从晶体管的源极到漏极的电流路径。

在接通晶体管Q1时，通过晶体管Q1建立低阻抗电流流动路径。另一方面，在切断晶体管Q2时，通过Q1建立高阻抗电流流动路径，有效地防止电流流过其中。因此，根据从控制装置210中接收的开关控制信号，开关装置206在高阻抗模式和低阻抗模式中的一个中进行操作。

续流装置208在高阻抗模式和低阻抗模式中的一个中进行操作，并且被配置为提供用于激励电流的续流电流流动路径。续流装置208在输出终端T3、T4上连接。因此，续流装置208与电磁组件104有效地平行耦合，并且因此，提供用于激励电流的续流电流流动路径。续流装置208根据从控制装置210中接收的续流控制信号进行操作。

在本发明的一个示例性实施方式中，续流装置208包括晶体管Q2、与晶体管Q2串联的二极管D、以及在晶体管Q2的源极和漏极上连接的变阻器VAR。在晶体管Q2的栅极上施加续流控制信号(CF)。应注意的是，在本发明的各种替换的实施方式中，变阻器VAR可以由相似的可变阻抗元件代替，例如，齐纳二极管或者瞬态电压抑制器(TVS)。

在接通晶体管Q2时，通过晶体管Q2和二极管D建立低阻抗续流电流流动路径。另一方面，在切断晶体管Q2时，通过变阻器VAR和二极管D建立高阻抗续流电流流动路径。因此，根据从控制装置210中接收的续流控制信号，续流装置208在高阻抗模式和低阻抗模式中的一个中进行操作。

控制装置210提供开关控制信号，以控制开关装置206。此外，控制装置提供续流控制信号，以便控制续流装置208。在本发明的一个示例性实施方式中，使用微控制器实现控制装置210。

应注意的是，控制装置210具有独立的能量来源，以便在从稳压电源组件106断开驱动源202之后，必要的能量可用于发出各种控制信号，例如，开关控制信号和续流控制信号。

在一个实施方式中，控制装置210具有能量储存部件，例如，电容器等，以便从驱动源202中获得必要的能量，同时稳压电源组件106与其连接。在一个替换的实施方式中，控制装置210通过单独的连接(未显示)单独连接至驱动源202本身，以便甚至在驱动源202从稳压电源组件106中分离，用于开始切断操作之后，控制装置202从驱动源202中获得必要的能量。在其他替换的实施方式中，控制装置210可以是电池供电，或者可提供单独的电子电路，以使用在电磁线圈116中的激励电流，生成必要的能量。

现在，结合图3，详细解释上面结合图2描述的稳压电源组件106的操作。

图3示出了根据本发明的一个实施方式的在电气开关100从关闭位置转换到打开位置期间的激励电流(曲线I)、磁行程(曲线II)以及触点行程(曲线III)的变化的图示。

曲线I示出了在时间点t1与t5之间在电气开关100从关闭位置转换到打开位置期间流过电磁组件104的激励电流的变化。激励电流在时间点t0与t1之间在电气开关100的关闭位置中处于稳态值(Iss)。在时间点t1，开始从关闭位置中转换。电气开关100在t5处实现打开位置。

曲线II和曲线III分别示出了在时间点t1与t5之间磁行程从M(max)到0的变化以及触点行程从C(max)到0的变化。

在稳压电源组件106的操作期间，控制装置210通过该取样信号SS对在输入终端T1、T2上施加的输入电压Vin采样。

在输入终端T1、T2上施加输入电压Vin(例如，通过关闭开关S，在图2中所示)时，控制装置210触发接通操作，由此活动触点110从打开位置转换成关闭位置。

在关闭位置中，在时间点t0与t1之间，控制装置210调节开关装置206和续流装置208。在相邻的示图中描述的示例性实施方式中，控制装置210使开关控制信号作为脉宽调制信号。在开关控制信号应用于开关装置206中时，在开关控制信号的‘打开’期间，激励电流流过晶体管Q1，然而，在开关控制信号的‘关闭’期间，续流装置208提供续流电流流动路径，以保持电流的连续性，并且避免在电磁线圈116中的激励电流的突然断开造成突然电压冲击以及其他不期望的效应。

在输入终端T1、T2上的电压差低于预定的阈值(即，电压差低于预定的阈值)时，控制装置210在时间点t1中开始使电气开关100从关闭位置转换成打开位置。在一个实例中，通过打开开关S，在输入终端T1、T2上的驱动源202断开。

在本发明的一个替换的实施方式中，使用耦合晶体管，实现开关S，并且控制装置210可以操作地耦合至开关S，以便在输入终端T1、T2上的电压差低于预定的阈值时，控制装置210切断耦合晶体管，以便隔离驱动源202。

在从关闭位置转换成打开位置期间，在电磁组件104(尤其是电磁线圈116)中的激励电流可首先通过较快的速率衰减，并且最后开始通过较慢的速率衰减。

因此，在从关闭位置转换成打开位置的第一时间段内，控制装置210在各高阻抗模式中操作开关装置206和续流装置208中的每个。在开关装置206在高阻抗模式中操作时，有效地阻止电流流过其中。由于续流装置208也在高阻抗模式中操作，所以也有效地阻止电流流过晶体管Q2，因此，促使激励电流流过变阻器VAR和二极管D。因此，激励电流开始快速衰减，如在曲线I中的区域‘b’中所示。

在时间点t2中，电枢114开始从磁轭112移开，因此，磁行程开始减小，如在曲线II中的区域‘c’中所示。由于电枢114从磁轭112移开，所以电磁感应造成激励电流开始上升，如在曲线I中的区域‘c’中所示。

最后，在时间点t3中，活动触点110与相应的固定触点108断开接触。活动触点110从固定触点108中撤回，如在曲线III中的区域‘d’中所述。

在时间点t4中，在活动触点110获得相对于固定触点108的充足的位移或速度时，控制装置210开始在各低阻抗模式中操作开关装置206和续流装置208中的至少一个。因此，在时间点t4与t5之间的第二时间段内，开关装置206和续流装置208中的至少一个在低阻抗模式中进行操作。因此，激励电流开始通过较慢的速率衰减，如在曲线I中的区域‘e’中所示。

根据本发明的一种有利技术，只要在输入终端T1、T2上的输入电压Vin恰好是0，开关装置206就在低阻抗模式中进行操作。如果输入电压Vin低于预定的阈值，但是具有非零值，那么开关装置206就在高阻抗模式中进行操作，并且续流装置208在低阻抗模式中进行操作。

如果开关装置206在低阻抗模式中进行操作，那么激励电流就通过晶体管Q1和整流装置204续流。如果续流装置208在低阻抗模式中进行操作，那么激励电流就通过晶体管Q2和二极管D续流。

在时间点t4与t5之间的在电磁线圈116中的激励电流在电枢114上施加制动力，因此，用于使活动触点110和其他活动元件减速，以便在电气开关100中实现“软打开”。

因此，控制装置210配置为在从关闭位置转换成打开位置期间在时间点t1与t4之间的第一时间段内，在各高阻抗模式中操作开关装置206和续流装置208中的每个。进一步地，在从关闭位置转换成打开位置期间的第二时间段内，在各低阻抗模式中操作开关装置206和续流装置208中的至少一个。

第一时间段在开始从关闭位置转换成打开位置的时间点(t1)开始，并且在活动触点(110)获取相对于固定触点(108)预定的速度和/或预定的位移的时间点(t4)结束。第二时间段在时间点(t4)开始，并且在活动触点(110)获取打开位置的时间点(t5)结束。

应注意的是，可以根据需要配置第一和第二时间段。在本发明的一个实施方式中，在控制装置210中预先配置第一和第二时间段。在本发明的一个替换的实施方式中，控制装置210可以使用合适的检测形式，通过直接确定活动触点110(和/或电枢114)相对于固定触点108(和/或磁轭112)的位置和/或速度，来确定第一和第二时间段。在本领域中众所周知用于确定在电气开关100中的一个或多个活动元件的位置和/或速度的这种检测形式，因此，在本文中不详细进行描述。

而且，在第二时间段内，开关装置206和/或续流装置208可以在各高阻抗模式与低阻抗模式之间变化，以便更好地调节从关闭位置到打开位置的转换。为了达到该目的，控制装置210可以配置为将脉宽调制信号提供给开关装置206和/或续流装置208。

现在，参照图4，根据本发明的第二实施方式描述了稳压电源组件106的示意图。

在第二实施方式中的稳压电源组件106的各种元件与在本发明的第一实施方式中的稳压电源组件106的各种元件相同，如结合图2所描述的；除了在第二实施方式中，不包括整流装置204以外。

在该实施方式中，输入终端T1、T2通过开关装置206的串联，直接连接(即，无需整流装置204)输出终端T3、T4。

根据本发明的第二实施方式，在从时间点t1到t5从关闭位置转换成打开位置期间，控制装置210在高阻抗模式中操作开关装置206。进一步地，在从关闭位置转换成打开位置期间，在时间点t1与t4之间的第一时间段内，在高阻抗模式中，并且在时间点t4与t5之间的第二时间段内，在低阻抗模式中，控制装置210操作续流装置208。

通过以上描述，显而易见，在第二实施方式中的稳压电源组件106的操作与在第一实施方式中的稳压电源组件的操作基本上相似，唯一的差别在于，在时间点t4与t5之间的第二时间段内，仅仅续流装置208可以在低阻抗模式中进行操作。这直接遵循根据本发明的第二实施方式中在稳压电源组件106中并不具有整流装置204。

为第一实施方式描述的各种其他技术特征适用于本发明的第二实施方式。

鉴于在本文中提供的描述，现在要理解的是，本发明有利于通过控制在电磁组件内的激励电流，有效地调节从关闭位置到打开位置的转换。因此，在打开操作期间，本发明优化活动触点以及相关联的活动元件的能量。

这种有效的控制进而使得在一段时间内消除任何过度的机械应力以及对电气开关的相关不利影响，从而提高电气开关的使用寿命。

虽然参照某些实施方式描述了本发明，但是应理解的是，本发明不限于那些实施方式。鉴于本公开，在不背离本发明的范围和精神的情况下，向本领域的技术人员展现大量修改和变化。因此，本发明的范围由以下权利要求，而非由以上面描述表示。在权利要求的等同物的意义和范围内的所有变更、修改以及变化应视为在其范围内。

参考标号列表

100     电气开关

102     触点组件

104     电磁组件

106     稳压电源组件

108     固定触点

110     活动触点

112     磁轭

114     电枢

116     电磁线圈

G       触点间隙

202     驱动源

204     整流装置

206     开关装置

208     续流装置

210     控制装置

T1、T2  输入终端

T3、T4  输出终端

VIN     输入电压

VOUT    输出电压

Q1      晶体管Q1

Q2      晶体管Q2

D       二极管

VAR     变阻器

SS      采样信号

CS      开关控制信号

CF      续流控制信号

曲线I   激励电流

曲线II  电枢行程

曲线III 触点行程

Claims (15)

1.一种适用于电气开关(100)中的稳压电源组件(106)，所述电气开关(100)包括至少一对固定触点(108)、至少一个活动触点(110)以及电磁组件(104)，该电磁组件配置用于在所述活动触点的打开位置和关闭位置之间移动该活动触点，所述稳压电源组件(106)包括：

开关装置(206)，该开关装置与所述电磁组件(104)串联并且配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，以调节通过所述电磁组件(104)的激励电流，

续流装置(208)，该续流装置与所述电磁组件(104)并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径，并且其中，所述续流装置(208)能够在高阻抗模式和低阻抗模式的其中一个中操作，以及

控制装置(210)，该控制装置配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，在所述高阻抗模式中操作所述开关装置(206)，并且在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，用于在第一时间段在所述高阻抗模式中操作所述续流装置(208)，并且在第二时间段在所述低阻抗模式中操作所述续流装置。

2.根据权利要求1所述的稳压电源组件(106)，还包括一对输入终端(T1、T2)，该输入终端配置为连接至驱动源(202)，并且还包括一对输出终端(T3、T4)，该输出终端配置为连接至所述电磁组件(104)以向该电磁组件提供所述激励电流。

3.根据权利要求2所述的稳压电源组件(106)，还包括整流装置(204)，该整流装置配置为在所述输入终端(T1、T2)上接收输入电压(Vin)，并且在所述输出终端(T3、T4)上生成输出电压(Vout)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的稳压电源组件(106)，其中，所述开关装置(206)包括晶体管(Q1)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的稳压电源组件(106)，其中，所述续流装置(208)包括晶体管(Q2)、二极管(D)以及变阻器(VAR)，其中，所述二极管(D)与所述晶体管(Q2)串联，并且所述变阻器(VAR)与所述晶体管(Q2)并联。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的稳压电源组件(106)，其中，所述控制装置(210)配置为在所述输入终端(T1、T2)上对电压差采样，并且在所述电压差低于预定的阈值时，开始从所述关闭位置转换成所述打开位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的稳压电源组件(106)，其中，所述第一时间段于从所述关闭位置开始转换成所述打开位置的时间点(t1)开始，并且于所述活动触点(110)获取相对于所述固定触点(108)的预定速度和/或预定位移的时间点(t4)结束，并且其中，所述第二时间段在所述时间点(t4)开始，并且在所述活动触点(110)获取所述打开位置的时间点(t5)结束。

8.一种适用于电气开关(100)中的稳压电源组件(106)，所述电气开关(100)包括至少一对固定触点(108)、至少一个活动触点(110)以及电磁组件(104)，该电磁组件配置为在打开位置与关闭位置之间移动所述活动触点(110)，所述稳压电源组件(106)包括：

整流装置(204)，该整流装置配置为在一对输入终端(T1、T2)上接收输入电压(Vin)，并且在一对输出终端(T3、T4)上生成输出电压(Vout)，所述输出终端(T3、T4)连接至所述电磁组件(104)以向该电磁组件提供激励电流，

开关装置(206)，该开关装置与所述电磁组件(104)串联并且配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换，以调节所述激励电流，

续流装置(208)，该续流装置与所述电磁组件(104)并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径，并且其中，所述续流装置(208)能够在高阻抗模式和低阻抗模式的其中一个中操作，以及

控制装置(210)，该控制装置配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第一时间段内，在各所述高阻抗模式中操作每个所述开关装置(206)和每个所述续流装置(208)，并且进一步配置为在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第二时间段内，在各低阻抗模式中操作所述开关装置(206)和所述续流装置(208)中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的稳压电源组件(106)，其中，所述控制装置(210)配置为在所述输入终端(T1、T2)上对电压差采样，并且在所述电压差低于预定的阈值时，开始从所述关闭位置转换成所述打开位置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的稳压电源组件(106)，其中，所述第一时间段于从所述关闭位置开始转换成所述打开位置的时间点(t1)开始，并且在所述活动触点(110)获取相对于所述固定触点(108)的预定速度和/或预定位移的时间点(t4)结束，并且其中，所述第二时间段在所述时间点(t4)开始，并且在所述活动触点(110)获取所述打开位置的时间点(t5)结束。

11.一种用于提供适用于电气开关(100)中的稳压电源的方法，所述电气开关(100)包括至少一对固定触点(108)、至少一个活动触点(110)以及电磁组件(104)，所述电磁组件配置为在打开位置与关闭位置之间移动所述活动触点(110)，所述方法包括：

提供开关装置(206)，该开关装置与所述电磁组件(104)串联并且配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换以调节通过所述电磁组件(104)的激励电流，

提供续流装置(208)，该续流装置与所述电磁组件(104)并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径，其中，所述续流装置(208)能够在高阻抗模式和低阻抗模式的其中一个中操作，以及

在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，在所述高阻抗模式中操作所述开关装置(206)，并且进一步在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间，在第一时间段内在所述高阻抗模式中操作所述续流装置(208)并且在第二时间段内在所述低阻抗模式中操作所述续流装置。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一时间段在开始从所述关闭位置转换成所述打开位置的时间点(t1)开始，并且在所述活动触点(110)相对于所述固定触点(108)获取预定的速度和/或预定的位移的时间点(t4)结束，并且其中，所述第二时间段在所述时间点(t4)开始，并且在所述活动触点(110)获取所述打开位置的时间点(t5)结束。

13.一种用于提供适用于电气开关(100)中的稳压电源的方法，所述电气开关(100)包括至少一对固定触点(108)、至少一个活动触点(110)以及电磁组件(104)，所述电磁组件配置为在该电磁组件的打开位置与关闭位置之间移动所述活动触点(110)，所述方法包括：

提供整流装置(204)，该整流装置配置为在一对输入终端(T1、T2)上接收输入电压(Vin)，并且在一对输出终端(T3、T4)上生成输出电压(Vout)，所述输出终端(T3、T4)连接至所述电磁组件(104)以向该电磁组件提供激励电流，

提供开关装置(206)，该开关装置与所述电磁组件(104)串联并且配置为在高阻抗模式与低阻抗模式之间切换以调节所述激励电流，

提供续流装置(208)，该续流装置与所述电磁组件(104)并联，以提供用于所述激励电流的续流电流流动路径，并且其中，所述续流装置(208)能够在高阻抗模式和低阻抗模式的其中一个中操作，

在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第一时间段内，在各所述高阻抗模式中操作每个所述开关装置(206)和每个所述续流装置(208)，并且进一步在从所述关闭位置转换成所述打开位置期间的第二时间段内，在各所述低阻抗模式中操作所述开关装置(206)和所述续流装置(208)中的至少一个。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一时间段于从所述关闭位置开始转换成所述打开位置的第一时间点(t1)开始，并且在所述活动触点(110)获取相对于所述固定触点(108)的预定速度和/或预定位移的第二时间点(t4)结束，并且其中，所述第二时间段在所述第二时间点(t4)开始，并且在所述活动触点(110)获取所述打开位置的第三时间点(t5)结束。

15.一种包括根据权利要求1到10中任一项所述的稳压电源组件(106)的电气开关(100)，其中，所述稳压电源组件(106)根据权利要求11到14中任一项进行操作。