CN109155219A - 用于给栓锁继电器和混合开关的线圈供电的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于通过机械栓锁装置栓锁继电器或混合开关中的至少一个有弹力的极的一个极触点从而维持至少一个第一触点与所述极触点的接合或脱离状态的设备和方法，所述机械栓锁装置包括施加微小的力的有弹力的锁定销、具有用于引导锁定销的凹槽路径的滑块和用于滑块的轨道，栓锁装置从电枢或有弹力的极延伸到继电器或混合开关的基部或主体，所述有弹力的极由所述滑块的移动引导，所述滑块的移动通过由所述额定电压脉冲馈送的电压额定的磁线圈的牵引和柱塞按压中的一项来推进，并且用于操作切换较高电流的更强的线圈，磁线圈被馈送有至少一个较高的放电电压，以增加线圈的磁牵引功率。

Description

用于给栓锁继电器和混合开关的线圈供电的设备和方法
技术领域
本发明涉及磁线圈的供电，用以致动机械栓锁混合开关和继电器，并且用于减少操作机械栓锁所需的力。
背景技术
用于使电气设备（比如热水器、空调、加热器、灯及住宅、办公室、公共建筑、企业、餐馆和工厂中的任何其它的电气装备和设备）接通-断开的开关和继电器是广为人知的。熟知的用于家庭自动化的继电器装置通常安装在给定场所的主电气柜或子电气柜中。已安装的继电器经由总线、RF操作，或通过经由AC电源线传播的控制信号来操作。
由于电气布线必须从其标准常规应用的布线系统发生变化，因此现有已知的自动化装置和继电器（包括其安装）的成本是非常高的，其中，电功率经由在电气暗线箱中常规安装的开关馈送。这与从主电气柜或子电气柜经由继电器的直接电气馈送形成鲜明对比。
为了控制电气柜中的继电器，常规使用的标准开关由控制开关取代，传播电信号、RF信号、AC电源线信号以及在一些情况下在露天中传播IR信号，以到达并且操作电气柜中的继电器控制电路。
结构化电气系统中的该基础的基本变化变得过于复杂、昂贵，而且此外，该复杂性是导致安装的电气自动化系统严重重复故障的原因。此外，已知的家庭自动化装置不报告由各单独的电气设备消耗的功率，并且既没有将报告统计的可用数据提供给业主，也没有将之提供给仍待诞生的“智能电网”。
美国专利号7,649,727引入了新的概念，由此，连接到常规使用的单极双掷（SPDT）开关或双极双掷（DPDT）开关的单极双掷（SPDT）继电器能够经由常规安装的开关手动地开关电气设备或灯，以及经由家庭自动化控制器远程地开关电气设备或灯。SPDT和DPDT开关也分别被称为双路开关、四路开关或交叉-直连开关（cross-straight switch）。
另外，美国专利号7,639,907、7,864,500、7,973,647、8,041,221、8,148,921、8,170,722、8,175,463、8,269,376、8,331,794、8,331,795、8,340,527、8,344,668、8,384,249和8,442,792公开了经由比如SPDT和DPDT继电器或电流损耗适配器之类的作为附加装置的装置来操作电气设备的家庭自动化控制件、连接件、开关和继电器。特别地，美国专利9,036,320、9,257,251和9,281,147公开了栓锁继电器和混合开关。
所引用的美国专利还详细地公开了通过继电器或通过AC插座和插头或通过电流损耗适配器报告由设备消耗的功率。电流损耗或功率消耗的报告经由光学信号通过被称为POF或光导的塑料光纤缆通信、在露天经由IR或RF通信，以及直接地通过总线或其它网络经由电气信号或经由指令转换器通信。
上面列举的美国专利和其它国家的待决申请公开了单独的SPDT或DPDT开关和/或电源插口和/或电流感测适配器组合的附加或组合，其全部充分教导了先进住宅与其它建筑物的自动化。
然而，仍存在对于包括如下这样的混合开关与继电器组合的单个自动化装置的需求：混合开关和继电器以比当前时期的自动化装置更低的成本被构造在当前时期常规使用的AC开关的尺寸和形状内，并且还提供了安装的容易性和简单性。
影响栓锁继电器或混合开关的尺寸和效率的一个问题是：磁线圈的牵引功率和对被称作锁定连杆的机械引导件的弹簧进行压缩所需的栓锁装置功率，以及如以下进一步公开的，继电器或混合开关的销在栓锁中在凹槽路径和脊内的移动和继电器或混合开关的释放移动。
另一件美国专利9,219,358公开了用于测量和报告由继电器、开关和混合开关消耗的功率的智能支持箱，继电器、开关和混合开关通过简单的按压附接而附接到智能箱，显著减少了开关安装的时间和成本，这需要适于安装到电气智能支持箱中的结构化的混合开关、继电器和开关，此为本发明的另一个目标。
美国专利申请15/073,081公开了用于手动致动混合开关，包括利用本发明的栓锁结构致动微开关极的键，但没有公开栓锁结构细节。
发明内容
因此，本发明的主要目标是提供SPST、SPDT、DPST或DPDT混合开关和继电器的小尺寸组合，其构造成类似于常规使用的AC开关（以下称为“标准AC开关”）的形状和尺寸，被安装在标准电气暗线箱中，比如已知的美国2x4"或4x4"的暗线箱，或比如60mm圆形欧洲电气暗线箱，或如在欧洲使用的用于安装多个标准AC开关和AC插座/插口的其它矩形电气箱。
本发明的另一个目标是整合组合开关，将AC SPDT或DPDT开关与SPDT继电器以及与智能暗线箱的功率消耗计算电路相组合。所组合的开关在以下以及在权利要求中被称为“混合开关”，被用于所引用的美国专利和专利申请中所公开的住宅自动化系统中和其它应用中。
为了控制混合开关和为了报告经由混合开关消耗的功率，提供了所公开的视频对讲机系统或购物终端和/或经由专用自动化控制器或控制站。视频对讲机公开在美国专利号5,923,363、6,603,842和6,940,957中，购物终端公开在美国专利号7,461,012、8,117,076和8,489,469中。
降低电功率消耗的需求是使消耗功率用于自操作和控制的许多继电器的使用最小化的另一个原因。住宅或商店或工厂或公共设施中安装的许多继电器持续损耗电流并消耗电力，因此当安装了许多这样的自动化系统时，总的消耗功率将是显著的。
使用双磁化电枢或极或其它结构化的磁元件的栓锁功率继电器是昂贵的，并且需要复杂的电路和编程来控制。此外，由于用于紧密接合继电器触点的磁功率有限，因此大多数磁栓锁继电器可提供有限的电流损耗，比如最大8安培，其低于作为示例的用于照明的通常使用的AC开关，作为标准其提供16A。
磁栓锁继电器由短功率脉冲操作，并且锁定或栓锁成接通或断开（SPST），或使用双极用于转换状态SPDT继电器。在接合触点之后，线圈不再消耗功率，并且极被磁性地栓锁就位。磁功率随时间的推移下降，以致最后使触点表面劣化，并且最终失效。
用于整合到比如美国专利9,219,358、9,257,251和9,281,147中公开的机械栓锁混合开关中且用于远程且高效地控制混合开关的小功率消耗线圈是需要的并且是本发明的主要目标。
实现的另一个实际目标被公开在美国专利申请15/073,081中，给混合开关提供了可与不同键杆配合的结构以及从种类繁多的杆和装饰盖和框架中任意选择的自由，包括可获得的并由不同开关制造商定期引入建筑/电气行业的各种设计和颜色。
对于AC设备和灯具，通常使用四种类型的开关；单极单掷（SPST）和单极双掷（SPDT）开关。SPST开关是基本的接通-断开式开关，并且SPDT开关是转换式开关。SPDT开关被用于从两个分开的位置（比如从同一大厅或房间的两个入口）接通-断开给定设备（比如灯具）。
在如果需要三个或更多个开关来接通-断开给定大厅或房间的同一灯具的情况下，则使用另一类型的双极双掷（DPDT）开关。DPDT开关或多个开关以给定的交叉-直连配置连接在上述两个SPDT开关中间。DPDT开关也被称为“换向”开关。
如在稍后将说明的，两个SPDT开关，包括以连续行进器（traveler）配置连接的一个或更多个DPDT开关为每个单独的开关提供自行操作，无论其它开关的状态如何。因此，连接在该SPDT和/或DPDT设置配置中的开关中的任何将不考虑其它连接开关的状态而接通或断开灯具。
这还意味着：对于连接开关的键杆中的任何，不存在特定的接通或断开位置，并且接通或断开通过将开关杆按压到其相对位置实现，或通过按压按开-按关键实现。
因此，本发明的目标是提供一种混合开关，其包括SPDT继电器，所述SPDT继电器用于连接到具有相同的装饰键和框架的SPDT或DPDT手动开关，并被连接成操作灯具或其它电气设备，从而经由“常规使用的”手动开关维持操作，并且经由单个SPDT混合开关的线圈提供远程切换，或者用于经由如常规使用的DPDT和SPDT开关链来操作灯具，并且通过将交叉-直连DPDT继电器引入行进器线路链中而提供同样的远程切换，或通过在行进器线路的一端处连接单个SPDT混合开关来提供同样的远程切换。
连接用于远程接通-断开灯具或其它电气设备的四路DPDT继电器显著改善了住宅或办公建筑入口和楼梯的照明控制，所述灯具或其它电气设备连接到手动SPDT开关，并连接到包括两个SPDT和一个或更多个DPDT开关的更综合的开关设置，使用单个栓锁SPDT（双路）混合开关或继电器，由控制器在基层（base floor）远程地操作，所有其它楼层各自由手动DPDT（交叉-直连）开关手动操作，终止行进器线路的最后一个开关是SPDT（双路）开关。
以上引用的控制器是用于接收命令并且发送经由通信网络馈送的数据的控制器，所述通信网络从包含如下的组群中选择：有线网络（比如总线、光网络或光缆网格）、双路IR网络、RF无线网络及其组合，用于远程操作本发明的不同栓锁混合开关和继电器。
包括在智能支持箱中的混合开关的收发器与家庭自动化控制器、视频对讲机或购物终端通信双路或双向信号中的至少一路。收发器和CPU被编程成以确认电源接通的回复来响应对连接设备的电源接通命令，或响应关于状态、电流损耗和由设备消耗的功率的询问，从而更新家庭自动化控制器或以上引用的美国专利中描述的所述视频对讲机或购物终端，或者如果命令是断开设备，则响应以“断开状态”。
下文中对家庭自动化控制器的引用指的是具有类似于以上参考的申请和美国专利中公开的视频对讲机和/或购物终端的控制键、触摸图标或触摸屏和电路的显示装置。
在下文中和在权利要求中，术语“混合开关”和“混合开关继电器”指的是从包括以下的组群选择的整合组合：SPDT继电器、DPDT继电器、具有SPDT开关的DPDT换向继电器、本发明的优选实施例的DPDT开关和换向DPDT开关。
术语“SPDT混合开关”指的是用于手动和远程操作给定负荷的独立开关装置。
术语“DPDT混合开关”指的是用于在比如浴室或洗衣区域的潮湿或湿润环境中通过手动和远程开关负荷的两极（即AC火线和AC零线）来操作负荷的独立开关装置。
术语“换向混合开关”、“交叉混合开关”和“换向DPDT混合开关”指的是用于给定负荷的开关装置，给定负荷经由换向混合开关和经由至少一个SPDT开关和/或经由全部连接在双行进器线路的级联链中的中间的n个DPDT开关被接通-断开，所连接的开关中的每个可操作给定负荷或将其接通-断开。
本发明的主要目标是机械栓锁结构的使用，其类似于稍后在优选实施例的描述中说明的用于按压-按压或按压-释放开关的公开的栓锁结构。
机械栓锁结构提供附加的接触压力，实现用于以20A及以上AC电流损耗操作设备的小的继电器线圈在接通状态栓锁或断开状态栓锁两者中的使用。
应注意的是，在两种状态中，没有功率被馈送到继电器线圈，并且在任一状态中，负荷通过或可通过SPDT或DPDT栓锁继电器的行进器终端或混合开关供电，和/或经由SPST（单极单掷）和/或以其它方式被称为接通-断开开关或继电器或本发明的混合开关直接馈送。
另一个主要目标是减少延伸到栓锁滑块上的用于栓锁、部分释放和完全释放移动的力，稍后在附图中示出并详细说明。所公开的美国专利中提及的栓锁杆在本申请中被称为“滑块”，其如被用于将极栓锁到接触位置中，其制成由较小的按压力释放，无论是对于从现有技术的完全吸引电枢状态的移动，或是以其它方式从上述美国专利中公开的所施加的力。
该移动引起两个触点之间的移动，即极触点和SPDT继电器的双触点之一。通过微开关极的轻微移动可提供“擦拭效果”，用于从触点表面移除电瑕疵。然而，这样的移动可能会产生接触压力变化，接触压力变化必须被最小化，以确保电流承载能力不受触点间移动的影响。
提供延伸的“弯曲的”极或包括极本身的触点的弹簧激活触点的决定是设计选择，并且是提供平滑无故障栓锁机构的其它目标，所有这些涵盖了本发明的其它优选实施例。
术语“有弹力的元件”、“弹簧锁定销”和“有弹力的极”在下文中和在权利要求中指的是弯曲和/或挠曲的元件和部件，或弯曲和挠曲的极或者销，或构造用于提供弹簧状触点的极，或比如微开关极的包括弹簧的极，或由弹簧驱动的极，或由弹簧驱动的电触点，或包含弹簧的触点，或构造成弹簧状元件的触点，以及与栓锁继电器和/或混合开关的施加小的或微小的力用于引导锁定销和在释放移动期间从栓锁状态按压滑块的极、锁定销和触点相关联的弹簧或结构的任何组合。在下文中和在权利要求中，“微小的力”指的是按压力，比如大约0.1到0.2牛顿及以下范围，或低于10gr和/或大约在10-20克之间的按压力。
术语“栓锁装置”指的是比如杆或滑块的结构化元件，其具有凹槽路径和脊，通过电枢或抵抗给定弹簧的手动按压元件和/或有弹力的极或极的弹簧（比如微开关极的弹簧）压缩，在栓锁位置到释放位置之间驱动引导锁定销的栓锁销；或者构造成有弹力的销，比如有弹力的锁定销，用于在交替移动期间由滑块向栓锁路径上自施加按压力，即从栓锁状态到部分释放状态和从部分释放状态到完全释放状态。
在下文中和在权利要求中，术语“交替”指的是从栓锁到释放的栓锁状态的反转，如被用以使极触点与一个或另一个极接合和脱离。
美国专利9,219,358、9,257,251和9,281,147中公开的引导锁定连杆是由弹簧按压到栓锁杆或目前被称为滑块的凹槽中的刚性结构的销。
相同的弹簧用于按压杆使其远离接收部进入释放位置。双用途弹簧使用力用于其操作，并要求较大的磁线圈，消耗较高的电功率用于致动继电器或混合开关。
相应地，本发明的另一个主要目标是：减小操作栓锁滑块所需的机械力，并由此能够进一步减小线圈尺寸并简化栓锁和释放动作的机构，通过较小的继电器线圈（也被称为磁线圈）来操作机械栓锁继电器和/或混合开关。减小的线圈消耗较少的电功率。
另一目标通过以下实现：首先使用带有凹槽和脊的较小且较薄的滑块，以提供引导锁定销在栓锁点、部分释放与释放动作之间的移动。
其次是使用有弹力的引导锁定销，该有弹力的引导锁定销自身提供弹性压力，用于其销接到凹槽路径和脊中；以及，
第三是利用极的弹性功率，以通过极或电枢附接到滑块或致动滑块来释放滑块和引导锁定销，或提供非常低力的弹簧，用于与极断开连接的完全释放动作，无论是否从由电枢经由致动肩部致动的滑块的部分释放，从而从栓锁机构移除功率消耗项，并显著减少了线圈用于磁性吸引电枢开始所需的电功率。
实现减小由线圈施加的力的当前目标的另一解决方案是一个或多个微开关极的压缩弹簧的使用，用于滑块从其部分释放状态的释放移动，以及由于在极的弹力动作或弹簧之后没有使用另外的弹簧而用于简化整个混合结构，以及与带肩部的简化滑块的使用一起的有弹力的引导锁定销的使用，所述肩部用于通过电枢和/或通过手动按压键致动。
如在本发明的仍另一优选实施例中公开的受控功率馈送的使用通过以下实现：从比如所使用的额定线圈充电有更高的电压和电流容量的大的电容器向线圈指数地施放电功率，当电枢闭合磁线圈芯部与电枢之间的空间间隙达给定毫秒的持续时间时，施加呈指数减小的电压和电流，与牵引到磁芯部的电枢的速度相适应，利用下降到额定线圈功率的放电电功率的施加而加速和自调节，随后施加额定线圈功率，以稳定电枢并移除栓锁期间和释放过程中的任何反弹、震颤或晃动。
附图说明
参考附图，本发明的以上和其它目标及特征将从本发明的优选实施例的以下描述中变得显而易见，在附图中：
图1A~1C是美国专利9,257,251中公开的现有技术的说明性的栓锁装置元件，示出了双用途弹簧将引导锁定连杆加压到栓锁凹槽路径和脊上的使用，以及当压缩如用于栓锁继电器或混合开关的弹簧和栓锁装置时，另外的压力被提供；
图2A示出图1A~1C的相似的栓锁机构，但在有弹力的栓锁销之外没有使用主弹簧，有弹力的栓锁销是用于到凹槽栓锁路径上的力的最小化施加的结构；
图2B-2C示出图2B中所示的现有技术的包括杆、接收部和弹簧的结构化栓锁继电器与图2C中示出的栓锁滑块、轨道和利用最小延伸压力来操作的引导锁定销之间的对比，图2B和图2C的两种栓锁继电器的所有其它元件在其它方面是相同的；
图2D示出三个结构化的栓锁滑块，一个用于附接到图2C中所示的极，并且另一个用于通过图2E中所示的继电器极或电枢致动；
图2E示出另一种滑块，该滑块包括突起的肩部，用于通过极或电枢致动滑块，并且滑块由低压力弹簧轻轻向上加压用于释放滑块，并且第三滑块图示滑块和轨道元件的翻转以及继电器或开关主体与极或电枢之间的运作；
图3A是局部分解视图，示出了双极双掷（DPDT）微开关，其具有受致动的栓锁滑块，该栓锁滑块延伸出肩部和两个推臂，用于致动和栓锁DPDT微开关的极及用以通过电枢的线圈磁牵引而从部分释放状态开启释放位置；
图3B是混合开关的截面图，混合开关通过键直接按压到滑块臂上而手动操作以及通过由线圈牵引的电枢而远程操作，用于经由致动肩部而致动栓锁滑块，以通过压缩而栓锁和释放；
图3C是本发明的优选实施例的混合开关的分解视图，示出了用于通过手指按压而手动操作混合开关的按压键的细节；
图4是本发明的如被用在智能支持电气暗线箱中的电路框图，智能支持电气暗线箱容纳现有技术的如被修改用于本发明的混合开关和栓锁继电器；
图5A是本发明的电力供电电路的框图，用于通过受控功率馈送致动电枢，用于提供致动本发明及以上图2C-3B中所示的栓锁滑块和微开关极或继电器极所需的磁牵引；
图5B是图表，示出了施加给线圈的电压对比时间移动的组合以及牵引电枢到线圈的磁芯部所需的电功率和提供在线圈的物理磁芯部与电枢之间的变化的间隙（距离）处牵引电枢所需的初始的高磁牵引所需的电功率。
具体实施方式
图2a1B和图1C示出了如被用于按压开关和被应用于栓锁继电器及混合开关的现有技术的已知的锁定-释放装置。所示锁定-释放件也被称为继电器的机械栓锁件，并且，在所引用的美国专利中，所示的锁定-释放件被示出为开关和继电器组合的手动按压键。已知机构通常单独嵌入到键杆中，并且用于栓锁SPDT继电器极或DPDT继电器双极的相似栓锁结构的使用是栓锁美国专利9,257,251的继电器极的新颖结构。
图1A示出了现有技术的机构，其被引入以说明将非常简单的锁定-释放件组合到图2B中所示的现有技术的结构所产生的特征，图2B中所示的结构被附接到继电器极并附接到接收部R，继电器极松松地附接到图2B的电枢ARM-1。接收部R和杆B经由被释放的弹簧S1所加压的刚性引导锁定连杆LP连接，同时向凹槽路径上加压锁定连杆LP。
图1B和图1C以弹簧的多个角度图示了引导锁定连杆在栓锁位置和释放位置之间的动作和移动。图1B和图1C清楚地图示了施加到弹簧上的压力，该压力使引导锁定连杆压缩并向凹槽路径上和脊上加压引导锁定连杆。实践中，弹簧上所施加的压力范围在0.7 ~1.2 N（牛顿）之间或在70 gr ~ 120 gr的施加力之间。
以上范围可使用继电器行业中已知的3 – 4 W功率消耗（比如12V DC伴随300 ~350 mA电流损耗）线圈的线圈尺寸来实现。然而，所述线圈强制电枢与线圈磁芯部之间比如1 ~ 1.2mm距离的窄的间隙。
对于利用AC电源线操作的较高功率的继电器，1 ~ 1.2mm的间隙是小的，并且对于经由线圈和手动键操作的混合开关，间隙应增大。然而，为了使混合开关的尺寸维持在常规可用开关的尺寸内，3 – 4W线圈的尺寸无法增大。
这要求减小施加用于将杆压缩到接收部中和凹槽路径上的物理力。
图2A图示了滑块13的模制锁定-释放凹槽。“滑块”是给本发明所示的细杆和轨道TK的术语。带凹槽14的滑块13给引导锁定销15提供路径，并与凹槽路径和脊一起形成锁定释放结构。
引导锁定销的一端保持在引导中心点R16所示的位置，而另一端是引导锁定销的销17，销17经由轨道TK的开口34在沟槽或凹槽14内行进，轨道TK在两个位置之间限制滑块沿左右方向的移动，所示向上经由栓锁路径到锁定点19，并且向下经由释放路径到释放点20。引导锁定销的后端在凹槽14的栓锁路径与释放路径之间沿着轴线18利用摇摆移动行进，并对由销17施加到凹槽14上的小的压力提供对抵支持。
除了有弹力的引导锁定销之外，没有别的弹簧被使用或被示出在图2A中。
引导锁定销15将滑块13的向前-向后移动限制到凹槽14的长度，并且限制到两个位置，即锁定位置或锁定点19和释放位置20。释放点19利用宽的容差来提供上下自由移动，并且其不是一个严格的点。
滑块13在凹槽路径14内的移动是借助手动按压键或电枢ARM-2或ARM-3的受迫移动，其通过牵引以锁定并通过弹簧压力以释放。弹簧在以下进一步讨论。
逆时针方向的移动通过如下产生：阻挡示出为脊R1 ~ R3的脊以解锁，以及阻挡图1C中的现有技术的脊R4以锁定。脊防止沿顺时针方向的移动，仅两个静止点被保留，分别为锁定点或锁定位置19和释放点或释放位置20。
可使用以上列举的双位置机构或任何其它已知的锁定-释放机构，其被用于锁定或栓锁机械结构以接合滑块13。所示结构是优选的低成本的机构，仅利用两个移动部件，即模制滑块13和作为另一部件的有弹力的引导锁定销15，这样简单的机构是非常可靠的，正常使用中从未失效。
如图2A中所示，锁定位置与释放位置之间的距离处于图2A中所示的最大移动距离内。实践中，移动范围在1.5 ~ 2.0 mm之间。这样的锁定释放移动，其中，图2C的电枢ARM-2或图2E的ARM-3，或者通过图3B-3C的混合开关的键12或1SPL，将利用1.5 ~ 2.0 mm的行程移动来锁定和释放极。这样有限的行程是小的行程，作为示例，其可能不足以操作图3A~3B的SPST或SPDT微开关MS1和MS2，并且行程范围必须被扩大。容差是需要的，以涵盖由弹簧S4致动的微开关的不精确的变化，包括使以下进一步论述的局部释放状态纳入考虑。
以上提及的修改的锁定-释放机构/结构能够操作混合开关组合，不管是SPDT或是带SPDT继电器的DPDT开关，并提供双向开关：经由图3B的键12和/或图3C的装饰键1SPL手动地开关，以及通过借由其线圈1L来操作SPDT继电器而远程地开关。
DPST继电器或混合开关（双极单掷）需要更换建筑物和住宅中潮湿房间或区域用于接通-断开AC火线和AC零线的DPST手动开关。常见的或者一些国家中建立的建筑物/电气规范，作为示例，浴室或洗衣角中的灯、加热器和热水器必须经由接通-切断火线和零线的双极开关来接通-切断。
对于这样的应用，本发明与要求、规范和规定完全一致，并经由图3A的两个微开关MS1和MS2来提供两条AC线的手动致动和远程致动。图3A中所示的混合开关是DPDT（双极双掷），并且作为示例，端子T2和T2A的移除将使混合开关变化成DPST开关装置。
以上简单介绍仅仅通过移除两个端子使DPDT开关变化成DPST开关的目的也在于介绍栓锁装置的实际结构，即具有图3A和图3B中所示的肩部和轨道的滑块。
熟知的微开关通过柱塞来操作，柱塞抵抗弹簧S4力按压极组件MS1或MS2，所述弹簧S4力使极维持在其N.C.（正常关闭）状态，即极MS1和MS2与所示端子T2和T2A触点接合。已知微开关的柱塞由推臂31和31A更换，其用于“向下”按压极（如所示的），以便致动弹簧S4，以快速按动图3B中所示的极MS2，以便接合触点T1。
以上对“向下”所作的引用是出于说明的目的，其基于附图的上下或左右取向。本发明的微开关和混合开关可能为壁或被安装在壁上，并且，术语“向下”因此应包括抵靠壁的按压。以上的“向下”术语暗示或表明了抵抗正常状态（即，N.C.或“正常关闭”）的按压，并且下文中的术语“向下”或“向上”可被解读为：使当前状态翻转到相反状态，或者使当前状态交替到相反状态。
对于电气开关应用，正常状态指的是装置（比如微开关）处于其静置位置的状态，即弹簧S4未被柱塞或图3A和图3B的推臂31或31A致动。
因此，正常状态下，图3A中所示的极MS2“向上”倚靠触点和端子T2。微开关的柱塞或者滑块13的臂31A的转接，或者为了将微开关交替成接合端子T1的触点，微开关的柱塞或滑块13的臂31A向下按压极MS2的后端，并由此致动弹簧S4，以便快速按动并转接、翻转或交替极，以便接合T1的触点。
这意味着滑块13和推臂事实上是微开关采用的为人熟知的柱塞，其由采用了微开关极的混合开关向上按压用于机械切换。弹簧S4是与图2C中所示的栓锁继电器的有弹力的极PR相似的弹簧，和/或与图2B的现有技术的极PR中的有弹力的极PR相似的弹簧，其经由柱塞（在所引用的美国专利中被称为杆）操作，向上快速按动极的后部并向上按压滑块13。
在锁定点与释放点之间，滑块13及其臂31和31A由锁定销引导。如图2A和图3B中所示的移动限制释放位置向上到肩部32与图3B的32R中所示的释放的电枢ARM-3的接合点，电枢ARM-3通过弹簧S4所致动的极MS2向上按压。
不管是经由手动键12及双柱塞12PL和12PR还是通过经由电枢ARM-3而一路将肩部32按压到线圈1L的筒管BT的顶表面，都是为了栓锁滑块。对于手动按压或磁力牵引电枢以移动图3B的32M中所示的滑块，筒管顶部BT为物理界限。然而，筒管BT限制并未将锁定销17引导到锁定点19。
在肩部与筒管顶部BT的接合点处，肩部32和销17在凹槽路径14内的向下移动的协同限制是为了使销17引导通过图1C和图2A的脊/R3，脊/R3将销引导到凹槽的比图1C和图2A的锁定点19更高的位置。
在肩部被释放时，即在将功率脉冲馈送到线圈1L结束时，或在释放键12时，通过微开关弹簧S4和销17的力，滑块13被向上按压，以经由图1C和图2A中所示的脊/R4而移动到锁定点中。销17的锁定阻止滑块13的反向（向上）移动。
然而，从BT点到停止点19的初始反向（向上）移动仍将导致肩部32从其最大按压位置的部分释放，使肩部32脱离如图3B的32P中所示的筒管顶部BT。
肩部32的部分释放是实现新按压的绝对必要条件，或实现通过线圈1L的牵引释放引导锁定销的绝对必要条件，以及在每次新的按压或牵引情况下实现电枢使混合开关状态翻转的绝对必要条件。不管它是经由键12手动进行还是经由将电功率脉冲馈送到线圈1L。
如果肩部32锁定到线圈1L的筒管BT的顶部上并且销17被锁定到停止点19中，则翻转混合开关的状态将是不可能的，混合开关将永久或“永远地”锁定。相应地，如所引用的美国专利中所说明和要求保护的，部分释放是强迫性的状态。
从以上的说明应清楚的是，带单或双微型致动弹簧S4的微开关极MS1和/或MS2的使用提供用于滑块所需的移动的“向上”推进，即沿与滑块（柱塞）上所施加的翻转开关状态的按压相反的方向。
还应清楚的是，仅图3B所示的混合开关中所使用的弹簧是弹簧S4和有弹力的引导锁定销13，在借助线圈1L牵引方面，有弹力的引导锁定销13不体现有意义的力。
图2D和图2E示出了如与滑块13A一起使用的弹簧S3，但弹簧S3不与图2C的滑块13一起使用。原因是简单的：滑块13经由沟槽13B附接到有弹力的极PR，极PR松松地附接到电枢ARM-2，并因销17从其停止点释放而向上移动。图2E的滑块13A由极PR或电枢ARM-3或以上两者致动并且没被附接，并且因此，滑块13A不能通过极而被向上牵引。
滑块13A可构造有双肩部32和32A，用于通过极按压到下肩部32上和经由上肩部32A向上提升和牵引，或者滑块13A可设置有如所示的用于向上推进并移动滑块的低力弹簧S3。用以将非常轻重量的滑块（1 ~ 2gr）推进并移动到1.5 – 2.0 mm距离的这样的低力弹簧是可忽略的，并且不成为妨碍功率馈送到线圈1L的有意义的力。
然而，应清楚的是，移除现有技术的压缩弹簧在减小使本发明的一个或两个或更多个微开关极致动的线圈的功率和尺寸的需求上提供了优势。
在以上所有说明的情况下，需要指向图3B和图3C中所示的其它弹簧S5和S6。两个弹簧S5用于维持柱塞12PL和12PR，以在键12或1SPL处于其静置位置时或键未被手指或其它以任何方式按压时使柱塞12PL和12PR脱离滑块13。
弹簧S6是用于对柱塞12PL和12PR提供迅捷按压作用的触觉型弹簧，通过手指在键盖1SPL表面各处的按压，柱塞12PL和12PR被致动。当键处于其静置位置时，弹簧S6脱离柱塞12PL和12PR。
图3B和图3C图示了弹簧S5和S6，其中，图3B示出：当键12示出为被按压用于致动臂（柱塞）12PL和12PR以便按压微开关极的后端时，弹簧S6和S5压缩。当电枢ARM-3被致动（充分牵引）、释放或部分释放时，在图3B的三个状态框32R、32M和32P中，弹簧S5示出为是伸展的。
相同的内容适用于图3C中所示的弹簧S6，当键12或1SPL没有被压下时，弹簧一路向上静置，由两个设定或倒圆的边缘12R铰接，使弹簧和键与柱塞12PL和12PR分离开。
这清楚地显示：混合开关和/或栓锁继电器的其它弹簧没有使线圈1L加载有待由线圈1L的磁牵引功率克服的任何另外的重量、摩擦或力。
另一值得注意的重要事项是图2D的轨道TK和滑块13C的翻转。尽管没有论述，然而所示轨道和滑块被示出为是基部B1或B2的一部分或附接到基部B1或B2，然而，如果滑块和轨道如图2D中13C处所示地翻转，则图2C和图2E中所示的栓锁继电器的操作没有任何差别。
如果滑块和轨道被翻转并且推臂是轨道而非滑块的一部分，则相同的内容将适用于图3A ~ 3C的混合开关，混合开关H的操作将是相同的。
图4示出了用于给本发明的n个混合开关和继电器供电并操作其的智能支持暗线箱的电气及控制电路的修改框图。
图4还示出了对美国专利9,219,358中公开的智能支持箱框图所作的修改和在专利申请15/073,075中所作的用以包括n个指示器的另外的修改。图3C中所示的LED指示器3用于经由图3B中以虚线示出的光引导LG和经由图3C中示出的键盖1SPL的指示器窗口1-IN来指示图3C中所示的混合开关的状态。本申请的单个LED3或比如图3B中示出的多个指示器3可使用如被分配并编程用于给定支持箱尺寸和组合的LED I/O驱动器A1 ~ An或B1 ~ Bn中的任何，不管其对于本发明的每个混合开关或继电器为单个指示器或多个指示器。
对本申请的图4的修改是：添加DC电源线V2A，用于增加对线圈1L的功率馈送。增大的DC功率是较高的电压，在所述额定电压脉冲初始馈送之后预定的n毫秒时，其通过经二极管引入所述脉冲中而充电到大的电容器用于放电，由此线圈1L被馈送以包括额定电压V2和以指数形式放电的放电电压V2A这两个不同电压的组合脉冲。
功率供应电路的修改显示，添加了电阻器R4A和R5A、电容器C4A、整流器D4A、稳压二极管ZD4A和电解质电容器C12，电解质电容器C12用于充电和放电nV，作为V2A值的示例，该nV被示出为12V DC。
另一添加是二极管D10，二极管D10将现有公开的功率V2连接到12V线，作为示例，功率V2被示出为5V。如以下将阐述的，通过将V2A引向线圈1L，由此将功率馈送线转换成用于输出功率脉冲组合的双电压，该双电压包括VCC线电压和呈至少两个电压接连馈送顺序的较高的放电电压。
输出的V2/V2A线经由插接连接器（未示出）连接到多个开关晶体管DL-1—DL-n，用于给H-1 ~ H-n的线圈1L-1 ~ 1L-n（如由智能箱的CPU 50命令的）供电。作为示例，H代表如所示的混合开关。在以上参考文献中，H还涵盖栓锁继电器，比如本申请中公开的和图2C和图2E中示出的。
图4中示出的添加的功率电路2VA是基本电路，经由用于AC线的已知的聚酯电容器C4A供电，用于将小的AC电流滤波或馈送到整流器D4A。图5A的框图更加详细地示出了用于提供双稳压DC电压的功率供应，其由CPU 50控制，用于接连馈送两个电压，如以下进一步论述的。图5A还示出了第三或第n功率供应，用于接连馈送三个或更多电压，如果这样的馈送是需要的。
稳压器1C1和1C2被简单示出，并且其可以是用于输出两个或更多不同稳压电压的熟知的单个集成电路。
替代地，所示稳压器中的任何都是不需要的。所示的V2可以是通过稳压器58馈送的图4中所使用的VCC，并且V2A可由DC转DC转换器（未示出）产生，DC转DC转换器是熟知的开关IC或熟知的振荡电路，用于馈送整流功率V2A，用于对如C12所示的电容器充电，该电容器是比如470μF ~ 2000μF的大的电容器，以实现12V DC的放电，具有像1A~2A一样大或更大的瞬时电流，具有比如100mA~500mA的充电电流，这将花费n秒或n毫秒以完全充满电容器。
以上说明总结了与待由线圈1L产生的磁牵引力相适应的功率脉冲所需的电压和电流的功率供应和稳压器，用于致动图2C和图2E中所示的继电器、图3A – 3C中所示的混合开关和美国专利9,036,320、9,257,251和9,281,147中公开的任何其它继电器或混合开关。
栓锁继电器和混合开关的其它基础的问题在于经由极和端子触点的电流损耗。这涉及触点的合金及尺寸，其不是本发明的主题。
继电器和开关结构的具有基础重要性的其它问题在于接合触点的速度和力（牛顿）。这通常通过引入较大的磁线圈用于增加由线圈产生的磁牵引力来解决。由于封装件的增大的尺寸和支持所述继电器或混合开关的电气暗线箱的尺寸，所述解决方案不总是简单的，其既不实际也非是设计美观的。
另一新颖的解决方案是：馈送组合了n个低于V2A且高于V2电压的稳压中值功率源的电脉冲，用于以与所需加速度和速度相适应的方式对线圈充能，以牵引电枢从电枢释放一路至电枢完全被线圈吸引，用于以如由继电器或混合开关额定的适当的力接合触点。
为实现其，馈送到线圈的DC电压会需要适当地高于额定线圈功率（电压和电流），这是设置有给定电阻的磁线圈的基础事项。
电阻是限定最大电流损耗并表征功率损失且减少线圈Q因子的主要事项，其影响线圈效率对磁力的关系。出于以上原因和尺寸的考虑，本发明优选的实施例线圈是具有较小电阻和较厚绕组线的低电压线圈，如以下进一步说明的。
另一重要问题是安全事项，比如对于安装在公共区域中的AC功率继电器的UL或VDE许可。
将电压馈越到线圈会使线圈变热并导致起火，在任何情况下这样的状况都不能被允许，不管是安装者的失误或是控制电路的故障。
出于该原因和其它原因，高于额定功率给继电器线圈供电的当前解决方案借助放电电容器，其永远不会成为比额定电流更大的电流的连续功率馈送，该馈送是瞬时的并且指数下降，计算为与所需的磁牵引力相适应，这是本发明的另一主要目标和优选实施例。
本发明的另一优选实施例是，比如经由二极管引入、包括一个或更多个放电功率的接连馈送多个功率源，用于馈送功率以产生与运动中的电枢物理位置相适应的磁牵引和用于致动电枢一路至芯部的所需的磁牵引，以操作要求具有通常仅以较大的线圈和芯部尺寸来实现的较高磁功率的线圈的继电器或混合开关。
图5A所示的功率供应电路用以给单个线圈1L供电，但可制作成如图4中所示的每次给多个线圈1L中的一个供电或者等待多个电容器C12经由图4中也示出的CPU 50的端口I/O1 – I/On报告充电状态或电压水平数据来间歇地给所有线圈一起供电。
连接到VCC稳压器1C1和开关晶体管TR1的端口I/OA和I/OB控制VCC功率或V2到L1线圈或到多个1L线圈的馈送和切换。
相同的内容适用于所示12V稳压器IC2和晶体管TR2的端口I/OC和I/OD，其用于控制并切换12V或V2A，用于充电和使充电功率放电到线圈1L或接连放电到多个1L线圈或到多个线圈，所述多个线圈各自利用连接到图3B中所示的继电器端子TC的放电电容器12馈送，另一线圈端子连接到L端子，该L端子是如下说明的L端子（AC火线端子）。
同样简单的是，给多个高容量电解质电容器充电，一个用于各混合开关或继电器，并按照需求或按照编程使电容器同时向多个线圈1L放电。
这是设计选择的问题。CPU 50仅需的信息是被充电的给定电容器的状态，其从各单个电容器C12或多个电容器C12经由一个I/O1端口或图4中所示的多个端口I/O1 – I/On馈送至CPU。
图5A中所示的TL（AC火线端子）和TN（AC零线端子）和电阻器R13、二极管D13、过滤器线圈L2和过滤器电容器C20和C21是连接到开关稳压器的AC电源线的典型输入电路，用于给开关稳压器IC提供干净且安全的整流AC馈送。重要的是，注意到，智能支持箱的电路采用新颖的概念，其中，AC火线连接到电路地，涵盖图4中所示的电路的PCB的整个接地模式。
这样的连接能够经由AC零线馈送整流AC功率。与选择性馈送功率的AC火线不一样的是，AC零线通常不加区分地连接到电插座和给定舱室的设备，暴露于电泳和混合和融合的噪声。出于该原因和其它原因，本控制电路使用火线用于接地模式。此外，AC零线功率源到功率供应电路的馈送消除了与间距相关联的问题，这些问题是PCB的许多部分和区域中的强制电路分离，当AC零线是连接到PCB的地表面的线时，该问题是常见的。
在本申请的智能支持箱中和在现有的美国专利中以及在图5A中详示的应用中，零线存在于连接到电阻器R13和二极管D13的TN端子中，不带有任何其它的连接部和暴露部。
在相关的零线部件于端子TN周围占据小的空间的情况下，C20、L2和C21不再受间距限制制约，且因此与图4和图5A的整个电路的其它元件、图案和部件安全地分隔开。
连接到D10且引导到继电器线圈1L的电源线的二极管Dn被示出为具有另一输入，用于将给定的电压V2n连接到示出为3 – 5V（VCC）的两个电压V2和示出为12V的V2A，由此使操作线圈1L的馈送电压增加到三或n。如以下进一步说明的，优选的是，使另外的功率（如果需要）成为放电功率并且不直接馈送，但是这也是根据不同案例基础对案例的设计选择。
如以上提及的，受其物理尺寸限制，所选线圈1L具有有限的磁牵引能力。如果尺寸不成问题并且可通过线圈的额定电压和电流来操作线圈以致动栓锁继电器或混合开关，则以上所有另外的功率供应都不需要并且不被使用。
本发明的优选的解决方案是为了在线圈额定馈送下通过力来操作给定的机械载荷，该力大于由给定线圈的磁牵引产生的力。
线圈1L、磁电枢ARM-3和包括中心芯部1CC的芯部以及电枢支持件ARS一起形成用于给电枢ARM-3提供磁牵引力的熟知的磁C芯部。
在图5A中，电枢被示出为定位在经由指示器A、B、C和D以箭头指示的三个角度。
最后示出的角度C和D是充分牵引位置，当电枢ARM-3闭合与中心芯部1CC的间隙（D）时，其是被充分牵引的位置。出于栓锁或释放继电器或混合开关的极的目的，或者由于如以上图3B的32M中所示的滑块肩部到筒管的顶表面BT的最大牵引，被充分牵引的状态是短时间状态。
线圈由熟知的漆包绕组铜线缠绕，漆包绕组铜线具有范围从0.08mm一直到1.0mm的厚度或更厚的直径，其根据选择的给定电压和电流、根据给定的筒管和芯部尺寸来选定。
选择受电线电阻以及对于一起形成线圈磁功率和效率的给定匝数、电流损耗和所施加电压的需求限制。
熟知的是，高电阻降低线圈效率，并且较低的电阻减小所施加的电压但增加电流损耗。
本发明的优选实施例的选择是减小电阻以在磁线圈效率上改善，并提供较高的放电电压且使电流减小到一定程度，如以下进一步论述的。
图5B的线圈组件的磁牵引功率取决于电枢ARM-3与中心芯部1CC表面的距离。比如力=1/距离2或质量×加速度的已知的简化公式不能应用于所示组件。电枢与中心芯部之间的距离不是单个数字。芯部不是测量的点，并且正确的力不是问题。此外，弹簧S4或两个S4弹簧代表了待克服的有意义的力，并且正在讨论的问题是如何供给线圈1L过大的功率以在短的脉冲时间期间将惯性和移动速度强加给电枢，从而致动微开关的极接合其它触点，即在持续比如10-20毫秒持续时间的功率脉冲馈送期间交替或翻转极或极状态并且栓锁或释放滑块。
来自图5A的电路的功率被馈送到图5B中所示的线圈组件1L的两个端子TCL和TCA，其中，TCL是接地端子，该接地端子在以上被阐述为AC火线L，并且TCA是DC电压，该DC电压是图5B的图表中所示的V2/V2A组合，如被施加在AC火线与DC电压端子之间。
在所示的电压对比时间坐标图表中，建议的值是，例如，12V DC是V2A，并且VCC是例如4V，在图5A中，3 – 5 V的中位值被示出为VCC的稳压输出。
对于每个T步骤，作为示例，持续的时间可以是5.0毫秒，T——用于充电电容器的时间常数的符号，由于其涉及电枢移动位置（以毫秒为单位），故而在图5B中被示出。
在上述值的情况下，电容器C12可以是例如1000μF，并且线圈1L的电阻（在4V下的额定）将是大约8欧姆，并且12V的电容器放电到1/3的值（4V）。对于完全放电，计算放电大约为C×R×5（5倍的C×R）。
相应地，（1000μF）0.001（F）×8（R）×5（T）= 40毫秒。实践中，电容器C12是680~820μF，以提供时间常数（持续时间），以在大约15毫秒下放电降到4V。
图5A的图表示出了：在时间T0，VCC或4V经由开关晶体管TR1馈送到继电器并经由二极管D10馈送到线圈1L。在脉冲初始开始时间，线圈1L立刻产生吸引电枢ARM-3向上到接合肩部32的点的磁牵引，或者如果电枢接合肩部32，则牵引将促使电枢和滑块接合微开关极的后端，在该时间点，在12V向线圈放电之前，所产生的磁牵引力小于另外所需的牵引（在其释放状态下的混合开关）。
由于电枢处在释放状态下的位置没有精确限定，因此由额定线圈功率牵引的电枢ARM-3初始移动的持续时间不能精确计算，相同的内容适用于滑块13和（多个）微开关极的后端：在释放状态内，其被自由释放，没有特定的停止位置或停止点。然而，单独释放的元件的移动和组合的距离是1.0mm的一部分。
相应地，向线圈1L的功率（4V/VCC）的初始馈送之后是来自电容器C12的12V放电，其被定时，以在电枢将要静置之前，即在停止小于1.0mm距离的初始移动之前提供加速惯性。在额定线圈电压馈送下的小于1.0mm内的该初始移动通常指定为在10-20毫秒内。
因此，优选且安全的是，在5.0毫秒的时间延迟T1下接通晶体管TR2，在此期间，电枢被牵引并处于运动中，从非指定的释放位置AR移动到A1。TR1连通的时候TR2接通，并且电枢移动强有力地加速（使电枢移动惯性加速），其将以平稳的、高的速度将电枢（包括滑块和微开关极的后端）带到位置B1中。
尽管放电功率电压呈指数下降，然而稳定的、高的速度的维持是电枢与磁芯部中心1CC之间间隙减小的结果，需要指数下降的力以牵引电枢。
以上所提及的术语“指数地”不是被称为指数或比如Xn或Yn中的“n”的幂次数的确切术语。R-C充电（到电容器）和（从电容器）放电模式的已知图表显示：在充电时间期间，随着电压上升，电流下降，并且在放电电流中，随着电压下降，电流下降。
然而，用于电容器电压放电的时间轴线图使人联想到与2n图相似的曲线，相应地，术语“指数的”应被解读为如以上所说明的，并且不是被解读为X“n”中的幂“n”。
在施加VCC之后将较高的电压引入线圈1L中是设计选择。较高的电压可从充电电容器作为单个脉冲本身（例如15V）被馈送。线圈1L将产生足够的磁牵引并操作栓锁装置，并将致动继电器或混合开关以改变其状态。
然而，优选的实施例是如以上所说明和以下进一步论述的馈送两个电压，因为VCC或4V和放电电压经由受控开关晶体管的施加能够向线圈馈送稳定的功率，以更好的控制栓锁；控制由滑块、（多个）极和电枢产生的触点接合及移动，防止回弹和震颤和在切断VCC（大约30毫秒）之前将锁定销引导到稳定的位置。
当充电电压到达VCC水平时，不需要通过CPU 50的任何动作，并且VCC将继续将其功率馈送到线圈用于拖曳器（trailer）或电枢（移动中）的最后的牵引，并且在距离C处，其处于通过由VCC（4V）产生的额定线圈功率馈送的牵引内，以在D处接合磁芯部中心1CC，用于使电枢、接合以及栓锁稳定。
将VCC和放电功率馈送到线圈1L的晶体管TR1和TR2和二极管D10和D11防止VCC线与充电/放电线之间的沿着两个方向的反向电流。CPU将在放电结束时在被示出为5.0毫秒的第二持续时间的T2时间处到VCC水平时切断晶体管TR2。
由于通过切断TR2使线圈1L从放电功率被切断，因此12V稳压器继续向电容器C12充电，预备下一个循环，用于致动电枢，用于翻转本发明的继电器或混合开关。
重复循环经由电阻器R12进行，电阻器R12使充电电流限制于故障或另外情况下不可能损坏线圈的电流。这不考虑12V稳压器电路或IC2的组成，并且如果稳压器经由DC-DC转换电路或如图5A中所示的整流AC电源线电路来操作，则不考虑。电阻器R12是12V以低于线圈额定电流的电流到达线圈的仅有路径。
额定4V或5V或12V的线圈1L不会被低于线圈的额定电流的电流所损坏或烧毁。在以上反复提及的示例中，用于施加2 – 3 W的线圈尺寸被选定，并因此用于4V设计的电流损耗将是500 ~ 750 mA。这将要求向电容器C12中充电1.5A ~ 2.25A用于初始放电。充电电流和时间是设计选择。
为了在一秒内向电容器C12新充电1.5 ~ 2.25 A，那么要求1.5A或2.25A的全电流充电。如果设计选择是在3秒内充电，那么额定电流是适当的，即分别为500或750 mA。此外，在比如住宅中接通-切断灯的混合开关的情况中，或分配由人控制的栓锁继电器的情况中，应当没有理由不将充电时间延长到5秒，从而使用户能够每五秒交替或翻转开关。
五秒内的这样的充电使得能够给C12充电300mA或450mA。该电流水平（300 ~ 450mA）低于线圈1L的额定电流，并永远不会引起故障情况下可能损坏线圈、继电器或开关的热。电阻器R12选自33或27欧姆之一，以限制充电电流，其将进一步限制线圈常数损耗（在电路故障的情况下），当向线圈端子上添加线圈电阻（8-6欧姆）和待测量的小于2.0V的电压时，具有小于250或300mA的最大电流。
用于承载如指定的500或750 mA的线圈的漆包绕组线的厚度（直径）必须是AWG29或30，包括漆包绝缘体的其厚度是0.3mm。当然，这取决于线圈筒管和芯部以及电线的长度/电阻。如果芯部直径较大并且电线长度对500或450 mA的电流形成较高的电阻，如以上论述的是不可能的并且较厚（较大直径）的电线是必需的。
具有0.3mm直径或更厚的绕组线不能过热或由500 ~ 750 mA电流以任何方式毁坏，也不能由持续小于5毫秒或甚至10或20毫秒（如果不是每5秒重复放电）的1.5 ~ 2.25安培的放电电流毁坏。
在说明了以上的情况下，清楚的是，通过将本发明应用于所引用的专利和智能支持暗线箱中所公开的栓锁继电器和混合开关而获得的安全性和优势是清楚的且有意义的。
在T2时间点处，移动的电枢ARM-3与芯部1CC相距短的距离，芯部1CC将通过由VCC线馈送的额定功率牵引，并且晶体管TR2被切断，然而，晶体管TR1维持在其接通状态持续达引导到T3和切断的持续时间。T3持续时间可以是5毫秒或更长，这也是用于防止颤振和由触点产生的反弹并且是对栓锁销安置在位且在稳定状态下完成动作给予时间的设计选择。
出于正当理由，图5B的图表没有以特定的值标示X-Y坐标。坐标是参考非特定的持续时间和电压，电压与线圈结构和与继电器和开关的不同尺寸、结构及组合的背景相联系的电枢移动有关。
由任何已知继电器或开关制造商提供的资料或目录的简短学习充满了不同的类型、形状分类、结构、用途和目的以及无穷无尽的线圈表格和供选择的长的电压列表。长列表和表格用于选择经由极和触点的电压和电流损耗以及继电器/开关尺寸。
相似的没有限定的状态在提供线圈电压范围、电枢移动的给定时间（力）和将本发明应用于如公开的线圈的步骤的持续时间上是适当的。
与设计选择有关的另一事项是向线圈1L施加致动脉冲，用于从栓锁状态释放滑块13。滑块13的释放不包括由部分释放的电枢向（多个）微开关极的后端上的长按压，即电枢靠近磁芯部1CC静置，并且为了将销17释放到释放路径中，滑块13需要被按压到1.0mm的一部分（0.3 – 0.4 mm）的距离。
释放栓锁滑块所需的动作不要求图5B的三个步骤，单个VCC步骤将足以将图3B的32P中所示的电枢ARM-3牵引至其部分释放状态。将销17从其锁定点释放到释放凹槽路径（大约0.4mm距离）中所需的移动：通过（多个）弹簧S4反向致动的极MC1和/或MC2的后端沿相反方向一路被按压到图2A的释放区域内的某个位置。
释放是电枢限制之外的推进动作。电枢接合的目的在于通过按压滑块前进0.4mm或更小的距离而将销17从其位置释放。
这里的设计选择是引入两种不同的致动脉冲，一种用于锁定，并且另一种用于释放，其要求进一步编程，包括在致动时间时确认当前状态，这不能基于由命令产生的最后的操作状况。存储数据还必须包括手动操作混合开关的数据。因此，完全可经由智能支持箱的CPU来实施并应用使用相同脉冲或不同功率脉冲的决定，即两种选择，然而，如所陈述的，这是设计选择，因为在将相同的三步骤脉冲施加到释放动作中不涉及任何损害或成本。
对于仅由命令操作的栓锁继电器（不涉及手动开关的手指按压），设计选择可以是不同的。CPU可以非常简单地记忆最后的命令并也被馈送以状态数据（电流、电压水平），并在运行操作中产生不同的脉冲以栓锁和释放继电器。
图2A – 3C的继电器和混合开关被示出为插入式类型，因为连接端子TL、T2、TC、T1A – T2-A和T1都暗示或暗含插入式端子。
尽管未被示出在本申请中，然而继电器和开关可设置有螺栓型端子、推线端子（wire push terminal）、焊接端子、截面压接端子和许多其它的连接端子，包括用于将继电器或开关或两者安装到PCB上的焊接端子。
此外，图4和图5A的电路的公开内容涉及操作继电器和混合开关的支持电箱。然而，应当清楚的是，所涉及的电路可建立到混合开关或用于包括控制及操作电路的继电器封装件中，或这样的电路可直接连接到继电器或混合开关，或者电路的一部分可并入继电器和/或混合开关的壳体中。
相似的，许多不同的小尺寸一直到非常大尺寸的继电器可使用本发明的引导锁定销，并以装入控制电路中或连接到当地或远程控制电路来使用。通过给定的设计选择，利用单个电压脉冲或包括在脉冲馈送内的电压组合，占据小或大规模的通信设备和PCB的许多或若干信号继电器都可通过有效的功率（电流和电压）来操作。
所有这样的继电器不管是用于功率馈送或用于小信号操作都可极大受益于本发明，并应由如提交的权利要求的限制涵盖且界定。
从以上所有应当清楚的是，许多事项用于简化并改善栓锁机构的结构、减少所使用的元件的数目并显著且有意义地降低致动栓锁继电器和混合开关的电枢所需的功率，以及进一步教导发明的、简单的方法以实现使操作栓锁继电器和混合开关的线圈的尺寸减小，并从而减小机械栓锁继电器和混合开关的总体尺寸和成本。
当然，应理解的是，以上公开内容仅涉及本发明的优选实施例，并且其意图涵盖本文中出于公开目的而选出的本发明示例的所有改变和修改，该修改不构成偏离本发明的范围。

Claims (24)

1.一种栓锁装置，包括有弹力的锁定销、具有用于引导所述锁定销的凹槽路径的滑块、和用于所述滑块的轨道，所述栓锁装置从电枢与至少一个有弹力的极中的一者延伸到基部与主体中的一者，所述基部与主体包含结构化继电器与混合开关中的一者，通过牵引所述电枢和经由柱塞手动按压所述滑块中的至少一项，所述结构化继电器和混合开关用于使所述滑块和所述至少一个有弹力的极的状态从栓锁交替到释放和从释放交替到栓锁，所述电枢的牵引由电压额定的磁线圈产生，所述电压额定的磁线圈被馈送有所述额定的电压脉冲；
所述滑块维持至少一个第一触点与所述至少一个有弹力的极的单掷触点的接合和脱离状态中的一者，且分别在各个所述栓锁和释放状态期间，通过各所述牵引和按压中的一项，所述滑块维持所述至少一个有弹力的极的双掷触点与所述至少一个第一触点的接合和所述双掷触点与至少一个第二触点的交替接合中的一者；
所述有弹力的锁定销向所述凹槽路径上施加微小的引导力，并且通过向所述滑块上施加可忽略的推回力，从而将锁定销反向引导到栓锁状态并将所述滑块引导到部分释放状态与充分释放状态中的一者，所述至少一个有弹力的极反向推进和按压所述滑块，由此，通过与致动所述电枢所需的所述额定电压脉冲相适应的磁牵引力，包括由所述锁定销向所述凹槽路径上施加的所述微小的引导力和移动所述滑块的可忽略的力，从而实现至少一个有弹力的极的所述触点与第一触点和第二触点中的所述一者的所述接合。
2.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，所述继电器和所述混合开关从如下组群选择，所述组群包括：单极单掷（SPST）、单极双掷（SPDT）、双极单掷（DPST）、双极双掷（DPDT）、换向DPDT、三极及以上（多极）单掷（MPST）和多极双掷（MPDT）；并且
继电器和混合开关中的所述一者的所述状态从如下组群选择，所述组群包括：接通、转接、切断；通过使所述至少一个极分别与所述至少一个所述第一触点和至少一个第二触点接合，包括没有触点，以便从交叉切换到直连和从直连切换到交叉。
3.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，所述极的部分释放和完全释放移动强制所述至少一个极的触点与第一触点和第二触点中的所述一者之间的微移动，用于擦拭所述触点的电瑕疵。
4.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，继电器和混合开关中的所述一者构造成在所述栓锁过程中和之后通过从如下组群选择的有弹力的元件而维持与第一触点和第二触点中的所述一者的所述接合，所述组群包括：有弹力的结构化极、微开关极、细长极、弹簧驱动极、第一触点和第二触点中的有弹力的结构化的所述一者、第一触点和第二触点中的弹簧驱动的所述一者、以及其组合。
5.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，所述混合开关还包括用于按压所述柱塞的键，从而通过所述牵引和按压所述键中的一项实现所述至少一个极的所述接合。
6.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，继电器和混合开关中的所述一者被封装在壳体中，所述壳体具有从如下组群选择的连接端子和销，所述组群包括：用于焊接到印刷电路板（PCB）上的表面安装端子、用于焊接到PCB的焊接销和端子中的至少一者、用于插入到接收部插口中的插入销和端子中的至少一者、用于与互反插口和端子配合的插入端子和插口中的至少一者、用于电线附接的电线端子和连接器中的至少一者，所述电线端子和连接器从如下组群选择，所述组群包括：螺旋型端子、插入式电线端子、截面压接端子、缠绕式端子、焊接电线端子、及其组合。
7.根据权利要求1所述的栓锁装置，其中，所述至少一个有弹力的极是由更有力的弹簧构造的和包括更有力的弹簧中的一者，用于以更大的力接合第一触点和第二触点中的所述至少一者，用于处理更高的电流，并且所述额定电压脉冲被增大，以增加在所述额定电压下由所述磁线圈产生的磁牵引力；并且
其中，使向所述磁线圈馈送所述额定电压脉冲的关联的电路增加具有较高电压的用于给电容器充电的至少一个电气馈送源，用于通过将较高的放电电压实时引入所述脉冲中，由此产生组合脉冲，从而增加所述额定电压脉冲，在呈指数下降的所述较高电压之前，所述组合脉冲包括额定电压下的初始馈送，在与电枢加速移动相适应的较高的电压和电流的放电模式下，随着放电电压馈送下降至额定电压和额定电压以下中的一者，通过以较高的速度闭合尾部磁间隙，一路强制电枢接合磁芯部。
8.根据权利要求7所述的栓锁装置，其中，所述组合脉冲通过至少一个中值放电电压被进一步增加，以使指数型曲线变宽，由此使放电电压的馈送时间变长，以与电枢充分接合磁芯部的加速速度和尾部距离相适应。
9.根据权利要求8所述的栓锁装置，其中，一路下降至额定电压的所述放电电压通过所述额定电压的拖曳器被增大，用于使所述栓锁和所述接合稳定。
10.根据权利要求7所述的栓锁装置，其中，所述继电器和所述混合开关从如下组群选择，所述组群包括：单极单掷（SPST）、单极双掷（SPDT）、双极单掷（DPST）、双极双掷（DPDT）、换向DPDT、三极及以上（多极）单掷（MPST）和多极双掷（MPDT）；并且
继电器和混合开关中的所述一者的所述状态从如下组群选择，所述组群包括：接通、转接、切断；通过使所述至少一个极分别与所述至少一个所述第一触点和至少一个第二触点接合，包括没有触点，以便从交叉切换到直连和从直连切换到交叉。
11.根据权利要求7所述的栓锁装置，其中，继电器和混合开关中的所述一者构造成在所述栓锁过程中和之后通过从如下组群选择的有弹力的元件而维持与第一触点和第二触点中的所述一者的所述接合，所述组群包括：有弹力的结构化极、微开关极、细长极、弹簧驱动极、第一触点和第二触点中的有弹力的结构化的所述一者、第一触点和第二触点中的弹簧驱动的所述一者、以及其组合。
12.根据权利要求7所述的栓锁装置，其中，继电器和混合开关中的所述一者被封装在壳体中，所述壳体具有从如下组群选择的连接端子和销，所述组群包括：用于焊接到印刷电路板（PCB）上的表面安装端子、用于焊接到PCB的焊接销和端子中的至少一者、用于插入到接收部插口中的插入销和端子中的至少一者、用于与互反插口和端子配合的插入端子和插口中的至少一者、用于电线附接的电线端子和连接器中的至少一者，所述电线端子和连接器从如下组群选择，所述组群包括：螺旋型端子、插入式电线端子、截面压接端子、缠绕式端子、焊接电线端子、及其组合。
13.一种用于通过栓锁装置栓锁至少一个有弹力的极的单掷和双掷极触点中的一者的方法，所述至少一个有弹力的极包括在继电器和混合开关中的一者中，从而维持至少一个第一触点与所述极触点的接合和脱离状态中的一者，所述栓锁装置包括施加微小的力的有弹力的锁定销、具有用于引导所述锁定销的凹槽路径的滑块和用于所述滑块的轨道，所述栓锁装置从电枢与所述至少一个有弹力的极中的一者延伸到继电器和混合开关中的所述一者的基部和主体中的一者，所述有弹力的极通过由可忽略的力推进的所述滑块的移动被引导，通过电压额定的磁线圈的牵引与柱塞按压中的一项来施加所述可忽略的力，所述方法包括如下步骤：
a.以与所述磁牵引力、由所述有弹力的锁定销施加的所述微小的力和用于推进并移动所述滑块位置的可忽略的力中的一者相适应的力施加所述牵引和所述按压中的一者，所述磁牵引力分别由被馈送有所述额定电压脉冲的所述线圈和由人体手指产生，以包括致动所述至少一个有弹力的极；
b.使经由所述牵引和按压中的一者推进的所述滑块位置从释放位置交替到栓锁位置包括部分释放，用于所述至少一个极触点与所述至少一个第一触点以及与所述至少一个第二触点和没有触点中的一者的所述接合和脱离中的一者；
c.维持所述滑块的所述释放和所述部分释放状态中的所述一者，用于维持如下中的所述一者：接合、以及脱离与等待牵引和按压中的新的所述一者来交替所述极的所述触点中的一者。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述继电器和所述混合开关从如下组群选择，所述组群包括：单极单掷（SPST）、单极双掷（SPDT）、双极单掷（DPST）、双极双掷（DPDT）、换向DPDT、三极及以上（多极）单掷（MPST）和多极双掷（MPDT）；并且
继电器和混合开关中的所述一者的所述状态从如下组群选择，所述组群包括：接通、转接、切断；通过使所述至少一个极分别与所述至少一个所述第一触点和至少一个第二触点接合，包括没有触点，以便从交叉切换到直连和从直连切换到交叉。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述极的部分释放和完全释放移动强制所述至少一个极的触点与第一触点和第二触点中的所述一者之间的微移动，用于擦拭所述触点的电瑕疵。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，继电器和混合开关中的所述一者构造成在所述栓锁过程中和之后通过从如下组群选择的有弹力的元件而维持与第一触点和第二触点中的所述一者的所述接合，所述组群包括：有弹力的结构化极、微开关极、细长极、弹簧驱动极、第一触点和第二触点中的有弹力的结构化的所述一者、第一触点和第二触点中的弹簧驱动的所述一者、以及其组合。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述混合开关还包括用于按压所述柱塞的键，从而通过所述牵引和按压所述键中的一项实现所述至少一个极的所述接合。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，继电器和混合开关中的所述一者被封装在壳体中，所述壳体具有从如下组群选择的连接端子和销，所述组群包括：用于焊接到印刷电路板（PCB）上的表面安装端子、用于焊接到PCB的焊接销和端子中的至少一者、用于插入到接收部插口中的插入销和端子中的至少一者、用于与互反插口和端子配合的插入端子和插口中的至少一者、用于电线附接的电线端子和连接器中的至少一者，所述电线端子和连接器从如下组群选择，所述组群包括：螺旋型端子、插入式电线端子、截面压接端子、缠绕式端子、焊接电线端子、及其组合。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个有弹力的极是由更有力的弹簧构造的和包括更有力的弹簧中的一者，用于以更大的力接合第一触点和第二触点中的所述至少一者，用于处理更高的电流，并且所述额定电压脉冲被增大，以增加在所述额定电压下由所述磁线圈产生的磁牵引力；并且
其中，使向所述磁线圈馈送所述额定电压脉冲的关联的电路增加具有较高电压的用于给电容器充电的至少一个电气馈送源，用于通过将较高的放电电压实时引入所述脉冲中，由此产生组合脉冲，从而增加所述额定电压脉冲，在呈指数下降的所述较高电压之前，所述组合脉冲包括额定电压下的初始馈送，在与电枢加速移动相适应的较高的电压和电流的放电模式下，随着放电电压馈送下降至额定电压和额定电压以下中的一者，通过以较高的速度闭合尾部磁间隙，一路强制电枢接合磁芯部。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述组合脉冲通过至少一个中值放电电压被进一步增加，以使指数型曲线变宽，由此使放电电压的馈送时间变长，以与电枢充分接合磁芯部的加速速度和尾部距离相适应。
21.根据权利要求20所述的栓锁装置，其中，一路下降至额定电压的所述放电电压通过所述额定电压的拖曳器被增大，用于使所述栓锁和所述接合稳定。
22.根据权利要求19所述的栓锁装置，其中，所述继电器和所述混合开关从如下组群选择，所述组群包括：单极单掷（SPST）、单极双掷（SPDT）、双极单掷（DPST）、双极双掷（DPDT）、换向DPDT、三极及以上（多极）单掷（MPST）和多极双掷（MPDT）；并且
继电器和混合开关中的所述一者的所述状态从如下组群选择，所述组群包括：接通、转接、切断；通过使所述至少一个极分别与所述至少一个所述第一触点和至少一个第二触点接合，包括没有触点，以便从交叉切换到直连和从直连切换到交叉。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，继电器和混合开关中的所述一者构造成在所述栓锁过程中和之后通过从如下组群选择的有弹力的元件而维持与第一触点和第二触点中的所述一者的所述接合，所述组群包括：有弹力的结构化极、微开关极、细长极、弹簧驱动极、第一触点和第二触点中的有弹力的结构化的所述一者、第一触点和第二触点中的弹簧驱动的所述一者、以及其组合。
24.根据权利要求19所述的方法，其中，继电器和混合开关中的所述一者被封装在壳体中，所述壳体具有从如下组群选择的连接端子和销，所述组群包括：用于焊接到印刷电路板（PCB）上的表面安装端子、用于焊接到PCB的焊接销和端子中的至少一者、用于插入到接收部插口中的插入销和端子中的至少一者、用于与互反插口和端子配合的插入端子和插口中的至少一者、用于电线附接的电线端子和连接器中的至少一者，所述电线端子和连接器从如下组群选择，所述组群包括：螺旋型端子、插入式电线端子、截面压接端子、缠绕式端子、焊接电线端子、及其组合。
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