CN108701567B - 用于致动电磁驱动系统的电路配置 - Google Patents

用于致动电磁驱动系统的电路配置 Download PDF

Info

Publication number
CN108701567B
CN108701567B CN201680071066.7A CN201680071066A CN108701567B CN 108701567 B CN108701567 B CN 108701567B CN 201680071066 A CN201680071066 A CN 201680071066A CN 108701567 B CN108701567 B CN 108701567B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
voltage
drive system
transformer
circuit arrangement
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.)
Active
Application number
CN201680071066.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108701567A (zh
Inventor
布克哈德·托恩
奥拉夫·雷斯科
麦可·瑙曼
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.)
Ellenberger&poensgen GmbH
PCS POWER CONVERTER SOLUTIONS GmbH
Original Assignee
Ellenberger&poensgen GmbH
PCS POWER CONVERTER SOLUTIONS GmbH
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 Ellenberger&poensgen GmbH, PCS POWER CONVERTER SOLUTIONS GmbH filed Critical Ellenberger&poensgen GmbH
Publication of CN108701567A publication Critical patent/CN108701567A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108701567B publication Critical patent/CN108701567B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • 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
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • 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
    • 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
    • H01H47/10—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 by switching-in or -out impedance external to the relay winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电路配置，其用于操作机电设备的电磁驱动系统，特别是具有机械锁定的最终位置的电磁驱动系统，所述电路配置包括：至少一个控制电压源(UB)；至少一个调节和控制电路(1)；至少一个驱动系统(2)；至少一个变压器(T1)；至少一个整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)；至少一个平滑电容(C5)；至少一个主开关晶体管(VT2)，借助该主开关晶体管能以特定的脉冲序列系统控制驱动系统(2)，其中主开关晶体管(VT2)和变压器(T1)的主支线串联，其中变压器(T1)和馈电电压(UB)相连，变压器(T1)的次级侧馈电给整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)，其输出直流电压通过平滑电容(C5)进行平滑，并叠加到控制电压源(UB)的电压上，从而实现了具有根据时间改变的馈电曲线的直流电压馈送。本发明还涉及一种致动电路配置的方法。

Description

用于致动电磁驱动系统的电路配置
技术领域
本发明涉及一种用于操作机电设备的电磁驱动系统的电路配置，以及，一种致动用于操作机电设备的电磁驱动系统的电路配置的方法。
背景技术
电磁驱动系统在电气领域经常被使用，其用来实现可动机械元件的动力供应。举例来说，这类系统会采用吸力磁铁或是其他以电磁为基础运作的模组。此外，这种驱动系统也会以多种形式在保护装置、保护开关、继电器、磁阀等中使用。
在操作这类驱动系统时，通常会使用控制电压源来直接激励磁系统；由此发生机械元件(比如电枢或杠杆系统)的加速。其例如作用于开关触点的关闭。在这种情况下，力曲线及关闭速度与所施加电压的大小相关。
还已知的是，驱动系统的能源供应常常借助于电子装置(镇流器)来控制，从而使得在操作时，力曲线的行程-时间-特性可最佳地对应机械系统的需求。
由DE 20 2011 051 972 U1已知了一种用于控制开关装置的电路配置，所述开关装置具备第一开关位置和第二开关位置并且可在第一开关位置和第二开关位置之间进行切换，其中所述开关装置的控制是借助于至少一个电磁操作设备和控制电路，所述至少一个电磁操作设备用于产生所述开关装置在第一开关位置与第二开关位置之间进行切换的调整力，所述控制电路则用于控制电磁操作设备。
通过向磁系统直接施加可用的控制电压从而对前述驱动系统进行操作的方式有以下缺点，馈入的控制电流和由其产生的磁力通常都和前述被驱动的机械系统的力-行程-特性不相匹配。
用于致动磁驱动系统的已知电子控制装置会直接通过一个和多个电子开关对磁系统进行时钟控制。该方法的缺点是，现有的控制电压虽然可降低，但也无法再被提高。
然而，在所述驱动系统的一系列应用情况中，能够在必要时提高用于进行操作的控制电压将是有利的。否则，在例如电压不足的应用情况下将不可能进行安全的操作。
除此之外，这些控制装置还优选地用于操作保护装置形式的开关装置，对其而言力需求一开始会比较高，但接下来会随时间流逝而降低。
此外，通过对电子驱动系统进行直接的时钟控制会产生干扰电压频谱，该干扰电压频谱可能会对其他电子系统产生负面的影响。脉冲的陡率还会导致磁系统的线圈结构的增高的负荷，所述电磁系统通常为直流电或低频交流电操作而设计。因此，这种时钟控制的致动方式可能造成对磁系统线圈的损害。
发明内容
因此，本发明的任务在于以有利的方式实现一种电路配置以及一种致动电路配置的方法，特别要保证的是在整个输入电压范围和温度范围内有更安全的、机械上更顺畅的致动，同时也不会发生明显的干扰，而且还要能够操作以下类型的驱动系统，所述驱动系统有在操作时会根据时间大幅上升的力需求，以及机械锁定的、稳定的最终位置。
根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的技术特征的电路配置来解决。接下来提出一种电路配置，其可用于操作机电设备的电磁驱动系统，特别是具有机械锁定的最终位置的电磁驱动系统，所述电路配置包括：至少一个控制电压源；至少一个调节和控制电路；至少一个驱动系统；至少一个变压器；至少一个整流电桥；至少一个平滑电容器；至少一个主开关晶体管，借助该主开关晶体管能够以特定脉冲序列系统控制驱动系统，并且其中，所述主开关晶体管和所述变压器的主支线串联连接，其中所述变压器和馈电电压相连，而且变压器的次级侧馈电给所述整流电桥，所述整流电桥的输出直流电压通过平滑电容器进行平滑，并且叠加到控制电压源的电压上，从而实现了具有根据时间改变的馈电曲线的直流电压馈送。
本发明的基本思路是，被时钟控制的变压器变换电平通过调节和控制电路提供了为电磁驱动系统的特定致动所实现的、在整个输入电压范围和温度范围中的电馈送特征，而没有驱动系统线圈的脉冲冲击。现有技术所展现出的已知控制手段的缺点可由此避免，并且提出了一种电路配置，该电路配置致动被称为驱动系统的磁系统，特别是使用直流电磁线圈的磁系统，从而确保在整个输入电压范围和温度范围中有更安全的、机械上更顺畅的致动，同时也不会发生明显的干扰，而且还允许操作以下类型的驱动系统，该驱动系统有在操作时会根据时间大幅上升的力需求，以及机械锁定的、稳定的最终位置。
在致动具有电磁驱动系统的开关装置时，例如包括驱动系统中的吸力磁铁以及机械锁定的最终位置、保护线圈和继电器线圈、以及具有电磁阀控制能力的磁阀的电池保护开关，会通过内部架构产生有限的工作电压范围和升高的机械移动元件磨损。在使用时钟控制的电压进行致动时，会发生足以影响电子电路的干扰。
为了避免这些缺点，现在根据本发明提出了一种电路配置，其能够借助于带有下游整流器的开关级和变压器装置提供一受调节的直流电压，该受调节的直流电压具有对驱动系统有益的馈电曲线，并且还有可能实现的是，在必要时将操作电压升高到现有的并且可能有大公差的控制电压以。如此一来，在电池保护开关带有在驱动系统中的吸力磁铁和电池缓冲的电源供应装置的示例性情况下，可在提供其他输入电压范围时，确保其安全的导通。此外，这种电路配置也有可能实现对机械移动元件顺畅的并因此可延长其使用寿命的致动方式。通过向驱动系统馈送直流电压，特别是在所述电路配置与驱动系统之间有较长导线的情况下，可进一步避免发生干扰。
也可以设置一附加的二极管，其阳极侧与变压器–主开关晶体管的节点连接，而其阴极侧则与整流电桥的阴极节点连接。
整流电桥可通过多个二极管构成。这些二极管能够为例如用于输出整流的高速二极管。
此外能够设想的是，设置第二晶体管，并且所述电路配置能够以如下方式切换，即借助于变压器的反磁化能量(Rückmagnetisierungsenergie)在导通时间通过栅极电压的调节来启用第二晶体管，从而通过功率电路中的第二晶体管激活保持电路，并且在导通时间结束之后通过截止主开关晶体管以及消除反磁化能量来禁用保持电路。
此外还有可能的是，调节和控制电路具有一包括导通时间限制的PWM电路(PWM＝脉冲宽度调制)，而且借助于PWM电路可以储存对应于脉冲模式的驱动系统的特征之一，其通过适当的选择可以被分配用于相应的应用目的。
另外，也可设想的是，所述电路配置具有微控制器电路，而且将微控制器电路用于协调控制和脉冲调节。
此外还有可能的是，设置热保险装置(特别是可逆的热保险装置)以及用于控制电流源的前置电阻器，使得在主电流路径发生故障的情况下，该热保险装置和前置电阻器的组合以如下方式设置并且可切换，即通过热保险装置和前置电阻器的热连接可中断主电流路径。
另外可设想的是，所述电路配置还具有一包括光学耦合器和齐纳二极管的安全电路，其能以如下方式切换，即在输出负载中断的情况下可避免不被容许的高输出电压，其中安全电路的响应方式如下，光学耦合器能通过齐纳二极管由在发生故障的情况下过高的输出电压启用，并因此光学耦合器的输出会作用在调节和控制电路上，因而可降低功率晶体管的导通时间，使得输出电压维持限制在可容许的程度。
此外，本发明还涉及一种致动电路配置的方法。
其中，对于一种致动电路配置的方法，所述电路配置用于操作机电设备的电磁驱动系统，特别是具有机械锁定的最终位置的电磁驱动系统，所述电路配置包括：至少一个控制电压源；至少一个调节和控制电路；至少一个驱动系统；至少一个变压器；至少一个整流电桥；至少一个平滑电容器；至少一个主开关晶体管，借助该主开关晶体管能够以特定脉冲序列系统在至少一种工作状态下控制驱动系统，并且其中，所述主开关晶体管和所述变压器的主支线串联连接，执行所述方法，使得所述变压器和馈电电压相连，并且使得变压器的次级侧馈电给所述整流电桥，所述整流电桥的输出直流电压通过平滑电容器进行平滑，并且叠加到控制电压源的电压上，从而实现了具有根据时间改变的馈电曲线的直流电压馈送。
此外能够设想的是，设置第二晶体管，并且所述电路配置在操作中能够以如下方式切换，即借助于变压器的反磁化能量在导通时间通过栅极电压的调节来启用第二晶体管，从而通过功率电路中的第二晶体管激活保持电路，并且在导通时间结束之后通过截止主开关晶体管以及消除反磁化能量来禁用保持电路。
此外还可设想的是，调节和控制电路具有一包括导通时间限制的PWM电路，并且借助于PWM电路储存对应于脉冲模式的驱动系统的特征之一，其通过适当的选择可以被分配用于相应的应用目的。
此外还有可能的是，设置热保险装置(特别是可逆的热保险装置)以及用于控制电流源的前置电阻器，使得在主电流路径发生故障的情况下，该热保险装置和前置电阻器的组合以如下方式切换，即通过热保险装置和前置电阻的热连接来中断主电流路径。
另外可设想的是，所述电路配置还具有一包括光学耦合器和齐纳二极管的安全电路，其在发生故障时要进行切换，即在输出负载中断的情况下避免不被容许的高输出电压，其中安全电路的响应方式如下，光学耦合器通过齐纳二极管由在发生故障的情况下过高的输出电压启用，并因此光学耦合器的输出会作用在调节和控制电路上，因而可降低功率晶体管的导通时间，使得输出电压维持限制在可容许的程度。
本发明的其他细节和优点现在可以由图中呈现的实施方式更详尽地阐释。
附图说明
图中所呈现的有：
图1是一种用于操作电磁驱动系统的电路配置的实施方式的原理电路图和对应的方法；以及
图2是根据图1的电路配置的导通机构的力-行程-特性的量化曲线图。
附图标记列表：
1 调节和控制电路
1.1 使用ZD的内部控制电压Us的稳定电路
1.2 测量值获得装置
1.3 包括导通时间限制t的PWM电路
1.4 断路器(VT2)的驱动电路
2 电磁驱动系统
UB 工作电压
MB 负电位(主电流)
S1 导通开关
R1 控制电流源Us的前置电阻器
R2 VT1的栅漏电阻器(Gateableitwiderstand)
R3 VT2的放电网络中的放电电阻器
R4 VT2的栅漏电阻器
R5 用于获得主电流以生成控制变量的分流电阻器
R6 电流限制电阻器
R7 过电压保护装置
C1 低电感中间电路电容器
C2 具有较高存储电容的中间电路电容器
C3 平滑电容器
C4 VT2的DRC放电网络的电容器
C5 输出负载的平滑电容器
VD1 反极性二极管和续流二极管
VD2 VT2的DRC网络的快速二极管
VD3 栅极电压限制装置
VD4 用于调节VT1的栅极电压的快速整流二极管
VD5至VD8 用于输出整流的快速二极管
VD9 T1的续流二极管
VT1 开关晶体管
VT2 用于自持电路的导通晶体管
L1 输入节流阀(导通电流限制装置)
F1 热熔保险装置
F2 过电流保险装置
电夹 1/2 导通开关的接头
3 控制电流源的馈电输入
4 用于启用VT1的接头
5 负电位(控制电压电平)
6/7 用于具有1.2的调节电路的分流电压引导装置
8/9 用于输出负载2的接头
tEin 导通时间
ttot 结束时间
F 调整力
FAnf 在导通时刻的调整力
Fmax 在压力点处的调整力
FEnd 在调整路径终点处的调整力
s 吸力磁铁的衔铁行程
s0 截止位置
s1 在截止位置与压力点之间的距离
s2 在截止位置与所需力最大点之间的距离
sEnd 在截止位置与结束位置之间的距离
具体实施方式
图1示出了一个电路配置的实施方式的原理电路图，其在这里以包括一吸力磁铁的电池保护开关的形式来实施，在图1中，其电路与功能原理会作更详细的说明如下。
所述电路配置具有调节和控制电路1，该调节和控制电路1特别具有使用ZD的内部控制电压US的稳定电路1.1、测量值获得装置1.2、包括导通时间限制t的PWM电路(脉冲宽度调制电路)1.3以及断路器(Leistungsschalter)(VT2)的驱动电路1.4。
另外，所述电路配置还有电磁驱动系统2。
所述电路配置是一种控制电压源，其和工作电压(UB)相连。
使用附图标记MB表示负电位(主电流)。
此外，所述电路配置具有：导通开关S1、电流源US的前置电阻器R1、开关晶体管VT1的栅漏电阻器R2、自持电路的导通晶体管VT2的放电网络中的放电电阻R3、导通晶体管VT2的栅漏电阻器以及用于获得主电流以生成控制变量的分流电阻器R5。另外还设置有：电流限制电阻器R6、过电压保护装置R7、低电感中间电路电容器C1、具有较高存储电容的中间电路电容C2、平滑电容C3、导通晶体管VT2的DRC放电网络的电容器C4、输出负载的平滑电容器C5。此外，所述电路配置具有：反极性二极管和续流二极管VD1、导通晶体管VT2的DRC网络的快速二极管VD2、栅极电压限制装置VD3、用于调节开关晶体管VT1的栅极电压的快速整流二极管VD4、用于输出整流的快速二极管VD5、VD6、VD7和VD8以及开关晶体管VT1的续流二极管VD9、输入节流阀(导通电流限制装置)L1、热熔保险装置F1以及过电流保险装置F2。
附加的二极管VD9在阳极侧与变压器T1–开关晶体管VT2的节点连接，而在阴极侧则与通过二极管VD5、VD6、VD7、VD8所构成的整流电桥的阴极VD6、VD8的节点连接。
另外还有：电夹1/2，其为导通开关的接头；电夹3，其作为控制电流源的馈电输入；电夹4，其为用于启用开关晶体管VT1的接头；电夹5，其作为控制电压电平的负电位；电夹6/7，其作为具有测量值获得装置1.2的调节电路的分流电压引导装置；电夹8/9，其作为电磁驱动系统2的输出负载的接头。
导通时间以附图标记tEin表示，结束时间以附图标记ttot表示。
现在，在下文中阐述控制配置的工作方式以及根据本发明的方法：
电池保护开关在导通状态下会达到一机械锁定的、稳定的最终位置。吸力磁铁的安全吸动以及电池保护开关的机械固定的最终位置的可靠到达，其必须确保在65V到150V的电压范围里，其中的额定控制电压为110V。
在这种应用中，所建议的配置必须确保的是，即使力需求大幅增加——这与常见的保护装置相反——在操作时间结束时仍有足够的能量被提供给磁系统。
通过启动开关S1可以开始导通过程，从而使得处于截止状态下的晶体管VT1被桥接，而调节和控制电路则通过前置电阻器R1激活；控制电压调节装置1.1用ZD符号表示。为了形成脉冲序列，生成一具有恒定基准频率40kHz的脉冲宽度调制信号。
安排导通时间tEin，使得在所有环境条件下维持必要的吸引时间，这要考虑吸力磁铁的可容许的工作时间，如图2所示。
吸力磁铁2被设计用于短期工作；而不被容许的长时间工作会导致损坏。如果在发生故障的情况下超过容许的工作时间，则热熔保险装置F1会因与电阻器R1的热耦合断开。前置电阻器R1和可逆热保险装置具有相同的外壳基本形状(T0220)，而且在外壳的热接触面处彼此机械连接，从而使得在发生故障的情况下可确保以预定的方式安全断开。通过选择电阻器的尺寸可得到与吸力磁铁2类似的热等效的特性。
晶体管VT2会通过调节和控制电路1在PWM电路的1.6秒的时间tEin内启用，其中会在相应于变压器T1的转换比例的控制-(输入)-电压UB上叠加一电压，该电压通过包括VD5到VD8的整流电桥来形成，并且通过C5平滑。通过这种配置可实现的是，通过改变PWM的占空比，可能将吸力磁铁上的电压设置到低于或高于控制电压的值。开关S1能够在关闭之后被再度打开；包括VT1的自持电路会继续供电给电路，方法是将T1的反磁化电压通过二极管VD4，(包括VD3、R2和C3的限制和稳定电路的)电流限制电阻器R6引导至VT1的栅极，从而使VT1导通。只要包括VT2的一级(Stufe)受时钟控制，则功率电路可通过VT1维持导通状态。在经过时间tEin之后，包括VT2的一级截止，则功率电路中断。而在经过结束时间ttot之后，切换过程被重新开始。结束时间ttot可以防止因不当使用造成驱动系统线圈过度负载。
除此之外，内部控制电压调节装置1.1还能通过自有的时间阶段来确保稳定装置ZD不会因不当操作导通开关S1(持续接通)而发生过度负载；在这种情况下，1.1在预定的时间(该预定的时间大于设备正常工作的时间)之后会强制截止。
为了让馈电源UB的固有电阻充分去耦合，设置有电容器C1和C2，其中通过低电感电容器C1在VT2的接通时刻进行馈电，并接收具有明显较高电容和较高的内阻的中间电路电容器C2的交流分量。
设置节流阀L1用于导通电流限制以及开关S1的电流释放。
电路配有电流调节装置；通过分流电阻R5，可以获得功率电路中的主电流，并将其引导至测量值获得装置1.2。测量值获得装置1.2会提供用于调节和控制电路1.3的信号，所述调节和控制电路可调节对应于电磁驱动系统2的特定特征的脉冲宽度模式(Impulsweitenmuster)。在调节和控制电路1.3中可以储存一系列的特定馈电特征，其能够以适当的方式选择，并由此对应于相应的应用目的。
如果因为使用中的故障造成没有从输出电夹8和9到保护开关2的连接，则可通过调节和控制电路1.3产生输出电压限制。
正如从图2可以看到的，力-行程-特性要使得：当开关装置2从对应于第一开关位置s0的打开位置经过调整行程s过渡至对应于第二开关位置sEnd的关闭位置时，首先需要相对较低的初始力FAnf，其从一压力点s1开始直至最大点s2增长为最大力Fmax，并且在最大点s2之后到第二开关位置sEnd会降至最终力FEnd。根据这一力-行程-特性的关系曲线，可以在吸力磁铁ZM1、ZM2上产生调整力F，使得该调整力F和开关装置2的力-行程-特性相匹配。
通过调整力F与开关装置2的力-行程-特性的匹配，可确保开关装置2在机械上顺畅的致动。特别是要避免过高的调整力F，此种过高的调整力会在机械操作的组件发生碰撞时造成开关装置2的磨损甚至是破坏。
此外，通过调整力F与开关装置2的力-行程-特性的匹配，可确保无论实际可用的控制电压UDauer如何，都能实现开关装置2可靠的切换。特别地，通过将控制电压UDauer转换为中间电路电压UZK以及调整力F与开关装置2的力-行程-特性在控制电压UDauer的整个电压范围上的匹配能够确保的是，有足够的能量对开关装置2进行切换，并且开关装置2的机械操作元件不会发生跳动(Prellen)。

Claims (11)

1.一种电路配置，其用于操作机电设备的电磁驱动系统，其中所述电磁驱动系统具有机械锁定的最终位置，所述电路配置包括：至少一个控制电压源；至少一个调节和控制电路(1)；至少一个驱动系统(2)；至少一个变压器(T1)；至少一个整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)；至少一个平滑电容(C5)；至少一个主开关晶体管(VT2)，借助所述主开关晶体管(VT2)能够以特定的脉冲序列系统控制所述驱动系统(2)，并且其中所述主开关晶体管(VT2)和所述变压器(T1)的主支线串联连接，其中所述变压器(T1)与馈电电压相连，并且所述变压器(T1)的次级侧馈电给所述整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)，所述所述整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)的输出直流电压通过所述平滑电容(C5)进行平滑，并叠加到所述控制电压源的电压上，从而实现了具有根据时间改变的馈电曲线的直流电压馈送。
2.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，设置第二晶体管(VT1)，所述电路配置能够以如下方式切换，借助于所述变压器(T1)的反磁化能量在导通时间(tEin)通过栅极电压(VD4、R6、VD3、R2、C3)的调节来启用所述第二晶体管(VT1)，从而通过功率电路中的第二晶体管(VT1)激活保持电路，并且在所述导通时间(tEin)结束之后通过截止所述主开关晶体管(VT2)和消除所述反磁化能量来禁用所述保持电路。
3.根据权利要求1或2所述的电路配置，其特征在于，所述调节和控制电路(1)具有一包括导通时间限制的脉冲宽度调制电路(1.3)，而且借助于所述脉冲宽度调制电路(1.3)能够储存对应于一脉冲模式的所述驱动系统的特征之一，所述脉冲模式通过适当的选择能够被分配用于相应的应用目的。
4.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，所述电路配置具有微控制器电路，并且为了协调控制以及脉冲调节而使用所述微控制器电路。
5.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，设置热保险装置(F1)，通过包括可逆的热保险装置的所述热保险装置和用于控制电流源的前置电阻器(R1)，从而使得在主电流路径发生故障的情况下，所述热保险装置和前置电阻器的组合以如下方式设置并且能够切换，通过所述热保险装置与前置电阻器的热连接能够中断所述主电流路径。
6.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，所述电路配置还具有一包括光学耦合器和齐纳二极管的安全电路，所述安全电路能够以如下方式切换，在输出负载中断的情况下能够避免不被容许的高输出电压，其中所述安全电路的响应方式如下，所述光学耦合器通过所述齐纳二极管由在发生故障的情况下过高的输出电压启用，并因此所述光学耦合器的输出作用在所述调节和控制电路(1)上，因而能够降低功率晶体管的导通持续时间，使得所述输出电压能维持限制在可容许的程度。
7.一种致动电路配置的方法，所述电路配置用于操作机电设备的电磁驱动系统，其中所述电磁驱动系统具有机械锁定的最终位置，所述电路配置包括：至少一个控制电压源(UB)；至少一个调节和控制电路(1)；至少一个驱动系统(2)；至少一个变压器(T1)；至少一个整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)；至少一个平滑电容(C5)；至少一个主开关晶体管(VT2)，借助所述主开关晶体管(VT2)能够以特定的脉冲序列系统在至少一种工作状态下控制所述驱动系统(2)，并且其中，所述主开关晶体管(VT2)和所述变压器(T1)的主支线串联连接，其中，所述变压器(T1)与馈电电压(UB)相连，并且所述变压器(T1)的次级侧馈电给所述整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)，所述整流电桥(VD5、VD6、VD7、VD8)的输出直流电压通过所述平滑电容(C5)进行平滑，并且叠加到所述控制电压源(UB)的电压上，从而实现了具有根据时间改变的馈电曲线的直流电压馈送。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置第二晶体管(VT1)，所述电路配置在操作中能够以如下方式切换，借助于所述变压器(T1)的反磁化能量在导通时间(tEin)通过栅极电压(VD4、R6、VD3、R2、C3)的调节来启用所述第二晶体管(VT1)，从而通过功率电路中的第二晶体管(VT1) 激活保持电路，并且在所述导通时间(tEin)结束之后通过截止所述主开关晶体管(VT2)和消除所述反磁化能量来禁用所述保持电路。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，其中所述调节和控制电路(1)具有一包括导通时间限制的脉冲宽度调制电路(1.3)，并且借助于所述脉冲宽度调制电路(1.3)能够储存对应于一脉冲模式的所述驱动系统的特征之一，所述脉冲模式通过适当的选择能够被分配用于相应的应用目的。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置热保险装置(F1)，通过包括可逆的热保险装置的所述热保险装置和用于控制电流源的前置电阻器(R1)，从而使得在主电流路径发生故障的情况下，所述热保险装置和前置电阻器的组合以如下方式切换，通过所述热保险装置与前置电阻器的热连接能够中断所述主电流路径。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电路配置还具有一包括光学耦合器和齐纳二极管的安全电路，所述安全电路在发生故障的情况下要进行切换，在输出负载中断的情况下能够避免不被容许的高输出电压，其中所述安全电路的响应方式如下，所述光学耦合器通过所述齐纳二极管由在发生故障的情况下过高的输出电压启用，并因此所述光学耦合器的输出作用在所述调节和控制电路(1)上，因而能够降低功率晶体管的导通持续时间，使得所述输出电压维持限制在可容许的程度。
CN201680071066.7A 2015-12-04 2016-12-05 用于致动电磁驱动系统的电路配置 Active CN108701567B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015015580.6A DE102015015580A1 (de) 2015-12-04 2015-12-04 Schaltungsanordnung zum Betrieb elektromagnetischer Triebsysteme
DE102015015580.6 2015-12-04
PCT/EP2016/079706 WO2017093552A1 (de) 2015-12-04 2016-12-05 Schaltungsanordnung zum betrieb elektromagnetischer triebsysteme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108701567A CN108701567A (zh) 2018-10-23
CN108701567B true CN108701567B (zh) 2020-10-09

Family

ID=57482426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680071066.7A Active CN108701567B (zh) 2015-12-04 2016-12-05 用于致动电磁驱动系统的电路配置

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10755881B2 (zh)
EP (1) EP3384514B1 (zh)
JP (1) JP6900391B2 (zh)
KR (1) KR20180112767A (zh)
CN (1) CN108701567B (zh)
AU (1) AU2016362010B2 (zh)
BR (1) BR112018011283B1 (zh)
CA (1) CA3006630C (zh)
DE (1) DE102015015580A1 (zh)
ES (1) ES2893243T3 (zh)
PL (1) PL3384514T3 (zh)
PT (1) PT3384514T (zh)
WO (1) WO2017093552A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016125031A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitsschaltanordnung zum fehlersicheren Abschalten einer elektrisch angetriebenen Anlage
DE102018109594A1 (de) 2018-04-20 2019-10-24 Ellenberger & Poensgen Gmbh Batteriemanagementsystem, insbesondere für ein Schienenfahrzeug
US10674585B1 (en) * 2019-04-30 2020-06-02 Ledvance Llc Reliability of hardware reset process for smart light emitting diode (LED) bulbs
KR102154635B1 (ko) * 2019-08-26 2020-09-10 엘에스일렉트릭(주) 코일 구동 장치
CN112366121B (zh) * 2020-10-15 2024-02-09 国网山东省电力公司枣庄供电公司 一种电力电源保护开关
DE102020131819A1 (de) 2020-12-01 2022-06-02 PTC Rail Services GmbH Schaltungsanordnung und Verfahren zum energieoptimierten Betrieb elektromagnetischer Triebsysteme

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0575626A4 (en) * 1992-01-14 1994-09-21 Nippon Signal Co Ltd Circuit for driving load
DE19744202A1 (de) * 1997-09-30 1999-04-01 Siemens Ag Sperrwandlerschaltung, insbesondere in einer Stromwandlereinrichtung für elektronische Auslöseschaltung mit Schaltnetzteil eingesetzt
FR2803956A1 (fr) * 2000-01-13 2001-07-20 Systemes Et Conversion Ind D E Dispositif et procede pour alimenter une bobine de commande d'un contacteur electrique, notamment d'un contacteur de puissance
CN2757191Y (zh) * 2004-11-16 2006-02-08 路放鸣 由微处理器组成的电动自行车直流电机控制器
EP0989653B1 (de) * 1998-09-25 2008-08-20 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Hilfsenergie zum Betrieb einer Steuereinheit
CN101388302A (zh) * 2007-03-02 2009-03-18 通用电气公司 具有用于驱动机电开关的电源电压的电路系统
CN105580101A (zh) * 2013-08-09 2016-05-11 亨顿半导体有限公司 用于为电气-机械式继电器的电线圈通电和断电的电气式继电器驱动装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5070852U (zh) * 1973-10-31 1975-06-23
JPS5875724A (ja) * 1981-10-13 1983-05-07 エルイン・シツク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・オプテイ−ク−エレクトロニク リレ−回路に結合される二値出力を有する入力段を備える電子式装置
US4777556A (en) * 1986-08-22 1988-10-11 Datatrak Solenoid activation circuitry using high voltage
US4859921A (en) * 1988-03-10 1989-08-22 General Electric Company Electronic control circuits, electronically commutated motor systems, switching regulator power supplies, and methods
DE4015672A1 (de) * 1990-05-16 1991-11-21 Ant Nachrichtentech Verfahren zur beeinflussung des anlaufverhaltens eines schaltreglers sowie schaltregler und anwendung
JP3062707B2 (ja) * 1992-01-14 2000-07-12 日本信号株式会社 負荷駆動回路
DE4329917A1 (de) * 1993-09-04 1995-03-09 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur getakteten Versorgung eines elektromagnetischen Verbrauchers
DE19851973A1 (de) * 1998-09-25 2000-04-06 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Hilfsenergie zum Betrieb einer Steuereinheit
HK1049265A2 (en) * 2002-02-27 2003-04-11 Easy Charm Ltd A two-wire power switch with line-powered switch controlling means
DE102008064659B4 (de) * 2008-07-03 2013-05-29 Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property Gmbh Schaltungsanordnung und Ansteuerschaltung für ein Netzteil, Computernetzteil und Verfahren zum Schalten eines Netzteils
DE202011051972U1 (de) 2011-11-15 2012-01-23 Pcs Power Converter Solutions Gmbh Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Schaltgerätes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0575626A4 (en) * 1992-01-14 1994-09-21 Nippon Signal Co Ltd Circuit for driving load
DE19744202A1 (de) * 1997-09-30 1999-04-01 Siemens Ag Sperrwandlerschaltung, insbesondere in einer Stromwandlereinrichtung für elektronische Auslöseschaltung mit Schaltnetzteil eingesetzt
EP0989653B1 (de) * 1998-09-25 2008-08-20 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Hilfsenergie zum Betrieb einer Steuereinheit
FR2803956A1 (fr) * 2000-01-13 2001-07-20 Systemes Et Conversion Ind D E Dispositif et procede pour alimenter une bobine de commande d'un contacteur electrique, notamment d'un contacteur de puissance
CN2757191Y (zh) * 2004-11-16 2006-02-08 路放鸣 由微处理器组成的电动自行车直流电机控制器
CN101388302A (zh) * 2007-03-02 2009-03-18 通用电气公司 具有用于驱动机电开关的电源电压的电路系统
CN105580101A (zh) * 2013-08-09 2016-05-11 亨顿半导体有限公司 用于为电气-机械式继电器的电线圈通电和断电的电气式继电器驱动装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180366288A1 (en) 2018-12-20
BR112018011283A2 (pt) 2018-11-27
CA3006630A1 (en) 2017-06-08
US10755881B2 (en) 2020-08-25
EP3384514A1 (de) 2018-10-10
BR112018011283B1 (pt) 2023-01-17
EP3384514B1 (de) 2021-07-21
JP6900391B2 (ja) 2021-07-07
KR20180112767A (ko) 2018-10-12
PT3384514T (pt) 2021-10-19
JP2019504461A (ja) 2019-02-14
DE102015015580A1 (de) 2017-06-08
CA3006630C (en) 2023-11-21
PL3384514T3 (pl) 2021-12-27
ES2893243T3 (es) 2022-02-08
WO2017093552A1 (de) 2017-06-08
AU2016362010B2 (en) 2021-08-05
AU2016362010A1 (en) 2018-06-21
CN108701567A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108701567B (zh) 用于致动电磁驱动系统的电路配置
JP5786281B2 (ja) 駆動回路
JP4951118B2 (ja) Ｌｅｄおよび少なくとも１つの蛍光ランプを駆動させるための回路装置と方法
AU2008217605A1 (en) Switching means for connecting a load to a power supply and its method of operation
KR20120091134A (ko) 프리­휠링 회로
US20160307683A1 (en) Constant-current controller for an inductive load
EP1769576B1 (en) Device for driving an electromagnet, particularly for operating pumps
CN101978590A (zh) 双极电源控制器
US20100059023A1 (en) Circuit Arrangement and Method for Operating an Inductive Load
KR102161889B1 (ko) Led 디밍
JP2016527691A (ja) 電気機械式リレーの電気コイルへの電圧印加及び電圧遮断用の電気リレー駆動装置
US6229717B1 (en) Switched power supply converter operable in a natural zero-voltage switching mode
US8212495B2 (en) Method for controlling a half-bridge circuit and corresponding half-bridge circuit
RU2636052C1 (ru) Устройство управления электромагнитом постоянного напряжения
CN107208615B (zh) 用于运行活塞泵的方法、活塞泵的操控装置和活塞泵
US10727737B2 (en) System and method for using solenoid flyback to provide a low voltage solenoid driver power supply
JP2018085873A (ja) ゼロボルトスイッチング方式のスイッチング電源装置
CN102570822B (zh) 电源装置
TWM485439U (zh) 電源供應系統及其線性控制模組
US20210313131A1 (en) Relay module
CN101897111B (zh) 可变控制设备
CN210297671U (zh) 一种单火开关控制电路
KR20080072891A (ko) 적어도 하나의 방전 램프를 동작시키기 위한 장치
KR101665937B1 (ko) 고압 직렬형 양방향 컨버터
TWI551979B (zh) 電源供應系統、線性控制模組及開關元件之控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant