CN111696829A - 根据控制部件导通或阻断状态供电或不供电的电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及根据控制部件导通或阻断状态供电或不供电的电气设备。该电气设备将通过电缆被连接到用于家用或第三产业的电气设施的交流电源、负载和控制部件，使交流电源根据控制部件采取的导通和阻断的状态来对负载供电或不供电。该设备包括电压转换器(553，552)，其输出被连接至操纵部件(544)以向其提供安全电压，操纵部件(544)被配置以当第一控制端子(522)和第二控制端子(520)在所述设备外部彼此电绝缘时在第一控制端子(522)和第二控制端子(520)之间施加安全电压，以及当第一控制端子(522)和第二控制端子(520)在所述设备外部被设置为相同电位时，不在它们之间施加安全电压。

Description

根据控制部件导通或阻断状态供电或不供电的电气设备

技术领域

本发明涉及一种通过电缆连接至交流电源、负载和控制部件的电气设备，用于使所述电源根据控制部件的导通或阻断状态为所述负载供电或不供电。

背景技术

如附图的图1至图4所示的接触器的现有技术已为人所知，其中：

[图1]图1是已知接触器从其右侧和前方的透视图；

[图2]图2是已知接触器的内部电路的极简示意图；

[图3]图3是已知接触器的正视图，该接触器与小安培断路器，这里为2A，并置，其本身与一个较高安培的断路器，这里为20A，并置在支撑轨上；以及

[图4]图4是图3中所示的设备以及在它们之间连接并连接到控制部件和负载的电缆的示意图。

图1中所示的接触器100是模块形式的，也就是说其具有总体上平行六面体形状，带两个主面，分别是左面101和右面102，以及从主面101和102相互延伸的侧面，即后面103，上面104，前面105和底面106，后面103具有凹口107，用于将接触器100安装在电柜，电箱或电盒之类的保护性外壳的，尤其是在图3中可见的标准化为Ω形轮廓的例如112的支撑轨上。根据模块形式，接触器100的宽度，其对应于左面101和右面102之间的距离，是标准化值的倍数，标准化值被称为“标准尺寸”，其为约18毫米。接触器100具有一个标准尺寸的宽度。

前面105在中心位置具有带有键109的鼻状构造108，该键可以选择性地处于三个档位之一，分别是自动操作档，强制操作档和停止档。

在自动操作档，接触器100分别根据控制部件是接通还是阻断来允许或不允许为负载供电。在强制操作档，接触器100始终为负载供电。在停止档，接触器100始终禁止为负载供电。

接触器100的上面104具有两个输入开口110和111，使得能够分别到达连接端子113和连接端子114(图2)。输入开口110和连接端子113位于左侧。输入开口111和连接端子114位于右侧。

底面106具有四个输入开口115、116、117和118，使得能够分别到达连接端子119、连接端子120、连接端子121和连接端子122(图2)。输入开口115、输入开口116、连接端子119和连接端子120位于左侧。输入开口117、输入开口118、连接端子121和连接端子122位于右侧。

连接端子113、114、119、120、121和122中的每一个被设计用于接收电缆的剥皮末端区段。

位于顶部的连接端子113和114被设计用于通过接触器100为其供电或不供电的负载保护断路器，例如300(图3和4)，连接到配电网络的两极

此处分别为中性极和相极。

连接端子119和121被设计为连接到该负载。

连接端子122被设计成连接到例如123(图4)的控制部件的第一侧。控制部件的第二侧被设计为连接至保护断路器的出发端子之一，此处为相端子,例如400(图3和图4)，以避免在包括例如123的控制部件和接触器100包括的操纵线圈125的电路中的过电流。

连接端子120被设计为被连接到例如400的该保护断路器的另一个出发端子，这里是中性线端子。

如在图2中可见，接触器100的内部电路包括线圈125和两对触点126和127，其中每对触点包括一个固定触点和一个活动触点，线圈125通过一个操纵机械传动装置128被连接到每对触点126和127，使它们处于阻断状态(移动触点远离固定触点)或导通状态(移动触点压在固定触点上)。

触点对126的第一侧被连接到连接端子113。触点对126的第二侧被连接到连接端子119。触点对127的第一侧被连接到端子114。触点对127的第二侧被连接到连接端子121。线圈125的第一侧被连接到连接端子120。线圈125的第二侧被连接到连接端子122。

当端子120和122之间存在网络电压时，线圈125被激活并将触点对126和127切换到导通状态。端子119则被连接到端子113，而端子121则被连接到端子114，以便被设计为永久存在于端子113和114(到达端子)之间的网络电压，同样也存在于端子119和121(出发端子)之间，得益于此置于端子119和121之间的负载得到供电。

在端子120和122之间没有网络电压的情况下，线圈125不被激活，触点对126和127处于阻断状态，以便置于端子119和121之间的负载不被供电。

如图3所示且根据模块化形式，接触器100被配置成属于并排布置的一排模块化设备，其通过从后方固定在水平布置的支撑轨112上。

接触器100被配置为被连接到此处标定为20A的断路器300和此处标定为2A的断路器400。

断路器300和400通常在上部具有两个到达端子且在下部具有两个出发端子，如果电流值过高(短路)或电流长时间超过标定电流，则中断到达和出发端子之间的电流行进。

位于顶部的连接端子113和114被设计为被连接至断路器300的出发端子。

连接端子120被设计为连接到断路器400的对应于中性极的出发端子。如图所示，断路器300和断路器400每一个均具有整体平行六面体的形状并且为模块化形式。每一个都有一个标准尺寸的宽度。

接触器100以及断路器300和400之间以及与控制部件123和负载124的布线在图4中示出。

控制部件123可采取两种稳定状态，分别为导通和被阻断。在导通状态下，其两侧被电连接以便电流可以从一侧传递到另一侧。在阻断状态下，其两侧相互电绝缘。在此，控制部件123是电力配电网连接机组的一部分并受其控制：它在电费率降低的时段内处于导通状态，而在电费率为额定的时段内处于阻断状态。

接触器100被设计使得，例如积蓄电热水器的负载124在电费率降低的时段内(控制部件123处于导通状态)被供电而在电费率为额定的时段内(控制部件123处于阻断状态)不被供电。

接触器100的连接端子122通过电缆130连接到控制部件123的第一侧。控制部件123的第二侧通过电缆129连接到断路器的其中一个端子，这里是相极。

负载124第一侧通过第一电缆131被连接到连接端子119而第二侧通过第二电缆132被连接到连接端子121。

可以看出当控制部件123处于导通状态时，网络电压出现在端子120和122之间，线圈125被激活，触点对126和127处于导通状态且负载124被供电。当控制部件123处于阻断状态时，端子120和122之间没有电压，线圈125未被激活，触点对126和127处于阻断状态且负载124未被供电。

断路器400用于保护包括控制部件123和线圈125的电路，该电路在断路器400的出发端子之间。由于相对低的电流在该电路中流动，因此断路器400被标定为相对低的电流，此处为2A。

断路器300用于保护包括负载124的电路，该电路在断路器300的出发端子之间，断路器根据负载124可消耗的强度进行标定，此处为20A。

从附图的图5至图8所示的遥控开关的现有技术同样已为人知，其中：

[图5]图5是在该遥控开关的右侧和前方看到的已知遥控开关的透视图；

[图6]图6是已知的遥控开关的内部电路的极简示意图；

[图7]图7是在一条支撑轨上，并置有低安培，这里为2A，的断路器的已知遥控开关的正视图，该低安培断路器本身与高安培，这里为20A，的断路器并置；以及

[图8]图8是图7中所示的设备以及将它们连接在一起以及连接至控制部件和负载的电缆的示意图。

像接触器100一样，图5所示的遥控开关200是模块形式的，具有一个标准尺寸的宽度。

因此遥控开关200具有总体上平行六面体的形状且带有两个主面，分别是左面201，右面202以及从主面201和202中的一个彼此延伸出的侧面，即后面203，上面204，前面205和底面206。

后面203具有凹口207，用于将遥控开关200安装在电柜、电箱或电盒之类的保护性外壳的尤其是在图7中可见的Ω形轮廓的标准化支撑轨例如212上。

前面205在中心位置具有带有按键209的鼻状构造208，该按键可以选择性地处于两个档位，分别是操作档和停止档。

在操作档上，遥控开关200允许或不允许为负载供电，每当控制部件从阻断状态转变为导通状态时便会发生切换，控制部件通常是一个按钮。在停止档上，遥控开关200始终禁止为负载供电。

遥控开关200的上面204具有一个输入开口211其使得能够到达连接端子214(图6)。

底面206具有三个输入开口216、217和218，分别使得通向连接端子220、221和222(图6)。输入开口216和连接端子220位于左侧。输入开口211、217和218以及连接端子214、221和222位于右侧。

每个连接端子214、220、221和222被设计用于接收电缆的剥开的末端区段。

位于顶部的连接端子214被设计用于通过遥控开关200应为其供电或不供电的负载保护断路器300(图7和8)被连接到配电网络的一个极，在此为相极。

端子221被设计为被连接到该负载的第一侧。

断路器300的出发端子之一，这里在中性极处，被设计为被连接到该负载的第二侧。断路器300的另一个出发端子，这里在相极处，如刚刚所示，被设计为被连接到端子214。

端子222被设计为被连接至例如223(图8)的控制部件的第一侧。控制部件223的第二侧被设计为被连接到例如400(图7和8)的保护断路器的其中一个出发端子，这里是相极处的出发端子。

连接端子220被设计为被连接至断路器400的另一个出发端子，其位于中性极。

如在图6中可见，遥控开关200的内部电路包括线圈225和一对触点227，其包括固定触点和活动触点，线圈225通过操纵机械传动装置228被连接到触点对227，使其处于阻断状态(移动触点远离固定触点)或导通状态(移动触点压在固定触点上)，。

触点对227的第一侧被连接到连接端子214。触点对227的第二侧被连接到连接端子221。线圈225的第一侧被连接到连接端子220。线圈225的第二侧被连接到连接端子222。

在端子220和222之间不存在网络电压的情况下，根据传动装置228的设置，线圈225不被激活，这对触点对227没有影响。当网络电压开始出现在端子220和222之间时，根据传动装置228的设置，线圈225从未激活状态变为激活状态，使得触点227改变状态，也就是说如果触点对227处于阻断状态，它则呈现导通状态而如果触点对227处于导通状态，它则呈现阻断状态。当端子220和221之间开始不存在网络电压时，线圈225变为非激活状态，根据传动装置228的设置，这对触点对227没有影响。

当触点对227处于导通状态时，端子221被连接到端子214，以便端子221与端子214处于相同电位，被设计为被连接到断路器300的其中一个出发端子，这里是相极处。负载的第一侧，被设计为被连接到端子221，则处于相同的电位，并且负载的第二侧被设计为被连接到断路器300的另一个出发端子，负载被供电。

当触点对227处于阻断状态时，端子221不被连接至端子214，以便连接至端子221的负载不被供电。

如图7所示并且根据模块化形式，遥控开关200被配置成属于并排布置的一排模块化设备，其通过从后方固定在水平布置的支撑轨212上。

如上所述，遥控开关200被配置为连接到此处标定为20A的断路器300以及此处标定为2A的断路器400。

断路器300和400与先前与接触器100一起介绍的断路器相似。

遥控开关200以及断路器300和400之间的以及与控制部件223和负载224的布线在图8中示出。

控制部件223可以采取两种状态，分别为导通或阻断。在导通状态下，控制部件223的两侧被电连接使得电流可以从一侧流到另一侧。在阻断状态下，两侧彼此电绝缘。默认情况下，也就是说在没有用户操作的情况下处于阻断状态。当用户对控制部件223进行操作时，导通状态被采用。这里，控制部件223是用于控制作为发光点的负载224的按钮。如所示，其他类似的控制部件可以并联连接。

遥控开关200的连接端子222被电缆230连接至控制部件223的第一侧。控制部件223的第二侧被电缆229连接至断路器400的其中一个端子，这里是相极。

负载224在第一侧被第一电缆231连接到连接端子221并且在第二侧被第二电缆232连接到断路器300的对应出发端子。

可以看出当控制部件223被启动以呈现导通状态时，网络电压出现在端子220和222之间，线圈225被激活，以便触点对227改变状态。因此，每次控制部件223被启动以处于导通状态时，如果负载224正被供电则负载224被停止供电，或者如果它没被供电则被开始供电。

断路器400用于保护包括控制部件223和线圈225的电路，该电路在断路器400的出发端子之间。由于相对低的电流在该电路中流动，所以断路器400在相对较低的电流强度下被标定，此处为2A。

断路器300用于保护包括负载224的电路，该电路在断路器300的出发端子之间，其根据负载224可消耗的电流强度进行标定，此处为20A。

应当注意上述接触器100具有两对触点，也就是说对于网络的两极中的任一个都具有到负载的电流路径并且这些电流路径中的每一个都包括一对触点以允许电流通过或不通过。

同样存在仅有一对触点的接触器，其中，就像遥控开关200一样，对于网络的单极仅有一条通往负载的电流路径，该路径中有一对触点可以让电流通过或不通过。

最后应该指出，法国专利申请2 906 075描述了一种遥控开关的实施方式，该遥控开关的操纵机械传动装置228可以通过省略连杆和弹簧来进行修改，以将该传动装置228转换为传动装置128，以使得该设备不再是遥控开关而是接触器。

发明内容

本发明旨在提供与接触器100或遥控开关200相同种类的电气设备，但能够改善人身安全性，同时可以简单方便和经济地集成到家庭或第三产业电气设施中。

本发明为此提出了一种电气设备，该电气设备被电缆连接到用于家庭或第三产业电气设备的交流电源、负载和控制部件，以使所述交流电源根据控制部件采取的导通和阻断状态向所述负载供电或不供电，所述设备包括：

-到达端子，被配置以被连接到所述交流电源的一个极；

-出发端子，被配置以被连接到所述负载；

-被配置以被连接到所述控制部件第一控制端子和被配置以处于参考电位的第二控制端子，所述第一控制端子和所述第二控制端子被配置为根据控制部件所采取的所述导通和阻断状态向其施加或不施加的预定电位差；

-连接到所述第一控制端子和所述第二控制端子的操纵部件，根据在第一控制端子和第二控制端子之间是否存在所述预定电位差而选择性地处于激活状态和非激活状态；和

-连接到所述到达端子和所述出发端子的切换部件，处于禁止电流在到达端子和出发端子之间通过的阻断状态或者处于允许电流在到达端子和出发端子之间通过的导通状态，所述切换部件由所述操纵部件经由操纵传动装置控制，该操纵传动装置被配置为切换部件在阻断状态和导通状态之间的切换随着操纵部件在非激活状态和激活状态之间的切换而发生，或者被配置为切换部件在阻断状态和导通状态之间的切换仅随着从非激活状态到激活状态的切换而发生；

该设备的特征在于它包括被配置为被连接到所述交流电源的另一极的另一个到达端子，还包括电压转换器，在其输入端连接到所述到达端子和所述另一个到达端子以便由所述交流电源供电，在其输出端连接到所述操纵部件以便向其提供安全电压，该安全电压为小于50V的交流有效电压或小于120V的直流电压，所述操作部件被配置以当所述第一控制端子和所述第二控制端子在所述设备的外部彼此电绝缘时在所述第一控制端子和所述第二控制端子之间施加所述安全电压以及被配置以当第一控制端子和第二控制端子在设备外部处于相同的电位时，不在第一控制端子和第二控制端子之间施加所述的安全电压，当所述第一控制端子和所述第二控制端子在所述设备外部彼此电绝缘时所述操纵部件处于所述的未激活状态，而当所述第一控制端子和所述第二控制端子在所述设备外部被设置为相同的电位时处于所述激活状态，所述操纵部件包括提供逻辑信号的电路，所述逻辑信号由分别代表激活状态和非激活状态的两个预定电压阈值构成，所述操纵传动装置包括连接至所述操作部件的逻辑单元以及连接至所述逻辑单元的所述切换部件的电磁致动器。

第一控制端子(被配置为被连接至控制部件)和第二控制端子(被配置为达到参考电位)因此被配置以当它们在所述设备外部彼此电绝缘时，也就是说当控制部件处于阻断状态时向它们施加安全电压，以及被配置以当它们在设备外部被设置于相同的电位时，也就是说当控制部件处于导通状态时不会对其施加安全电压。

因此，与已知设备不同，不是交流电源的电压被施加到控制端子(并因此被施加到控制部件)，而是得益于设备中存在的由交流电源供电的电压转换器由设备提供的安全电压被施加到控制端子。

众所周知，电压源，如安全电压源，也就是说交流有效电压小于50V或直流电压小于120V，比用于家用或第三产业电气设施的交流电源(通常为50Hz的交流230V或在60Hz的交流110V)对人更安全。

根据本发明的设备因此在连接到两个控制端子的设施中提供改善的人身安全。

本发明基于以下观察：预定电位差可以自设备(而不是如已知设备那样自外部)供给，只要(i)在设备外部两个控制端子可被设置为相同的电位(即短路)而在设备内部将它们被连接到电压源，和只要(ii)将两个控制端子之间存在和不存在预定电位差的条件颠倒，也就是说而不是像在已知设备中那样当控制部件处于导通状态时具有预定电位差和当控制部件处于阻断状态时不存在预定电位差，相反，当控制部件处于阻断状态时存在预定的电位差和当控制部件处于导通状态时没有预定的电位差。

本发明同样还基于这样的观察，可以通过适当的操纵部件和操纵传动装置，以相对简单和方便的方式满足两个要求(i)和(ii)中的每一个。

要求(i)实际上可以通过操纵部件来满足，该操纵部件被配置以在设备外部将两个控制端子彼此电绝缘时在两个控制端子之间施加安全电压，以及被配置以当两个控制端子在设备外部被短路时不再施加安全电压，这可以例如得益于串联一个相对较高值的电阻器来实现，该电阻器串联在安全电压源的其中一极与其中一个控制端子之间的电流路径上：在两个控制端子之间的外部短路期间，电阻器两侧之间的电位差为安全电压，并且由于电阻器具有高值，通过电阻器并在两个端子之间流动的电流最小。

要求(ii)实际上可以通过用提供逻辑信号的电路来代替形成已知设备的操纵部件的线圈来满足，在这种情况下两个预定的电压阈值代表激活状态和非激活状态；并且用逻辑单元和切换部件的电磁致动器来代替在已知设备中构成操纵传动装置的机械传动器，逻辑单元与提供逻辑信号的电路相连且致动器与该逻辑单元相连。

根据有利特征：

-所述电压转换器被配置为所述安全电压源为直流的；

-操纵部件包括限流电阻器，该限流电阻器的一侧连接到所述电压转换器的输出极而另一侧连接到所述第一控制端子；

-所述操纵部件此外还包括偏压电阻，其被设置在所述逻辑单元和所述限流电阻器连接至第一控制端子的一侧之间；

-所述设备包括输入保护部件，其被设置在一方面所述到达端子和另一到达端子和另一方面所述安全电压转换器之间，所述输入保护端包括防过流保护部件和防过压保护部件；

-所述防过流保护部件是正系数热敏电阻而防过压保护部件是压敏电阻；

-所述设备包括输出保护部件，其被设置在一方面所述第一控制端子和第二控制端子和另一方面所述操纵部件之间，所述输出保护级包括至少一个防过流保护部件和防过压保护部件；

-所述防过流保护部件是正系数热敏电阻而所述防过压保护部件是双向齐纳二极管；

-所述设备包括连接到所述逻辑单元的射频通信部件；

-切换部件是一对触点并且是电磁继电器的一部分，电磁继电器包括线圈和在所述线圈和所述触点对之间的机械传动装置；

-所述设备包括电流测量部件，其被设置在所述到达端子和所述出发端子之间并且被连接至所述逻辑单元；和/或

-电流测量设备是一个分流器。

本发明，在第二方面，还涉及一种电路，其包括如上所述的设备、至少一个被配置以控制至少一个负载的控制部件、和断路器，其特征在于：

-控制部件的第一侧被连接到所述设备的第一控制端子并且其第二侧被连接到所述设备的第二控制端子；

-负载的第一侧被连接到所述设备的出发端子且第二侧被连接到断路器的端子；并且

-所述设备的到达端子和另一个到达端子每个都被连接到断路器的端子。

本发明，在第三方面，还涉及一种电路，其包括如上所述的设备，包括被配置以控制至少一个负载的至少一个控制部件、第一断路器和第二断路器，其特征在于：

-控制部件的第一侧被连接到第一控制端子且其第二侧被连接到第二断路器的端子；

-负载的第一侧被连接到所述设备的出发端子且第二侧连接到第一断路器的端子；和

-所述设备的到达端子和另一个到达端子每个都被连接到第一断路器的端子。

附图说明

现在将参考附图通过示例性实施例的详细描述继续本发明的描述，该示例性实施例在下面通过图示而非限制的方式给出，其中：

图1、图2、图3和图4如上所述示出了已知的接触器和与其相关联的电气设施的一部分；

图5、图6、图7和图8如上所述示出了已知的遥控开关和与其相关联的电气设施的一部分；

[图9]图9是根据本发明的电气设备的第一实施例的右侧和前方透视图，该电气设备是接触器；

[图10]图10是根据本发明的接触器内部电路的简要示意图；

[图11]图11是根据本发明的接触器内部电路的输入保护级的简要示意图；

[图12]图12是根据本发明的接触器所包括的控制部件和输出保护级的简要示意图；

[图13]图13是从该设备的左侧看到的根据本发明的接触器电子卡透视图；

[图14]图14是从该设备的右侧看到的根据本发明的接触器电子卡透视图；

[图15]图15是根据本发明的接触器、断路器、控制部件和负载以及将它们连接以形成构成家用或第三产业电气设施一部分的电路的电缆的示意图；

[图16]图16类似于图15，但是针对根据本发明的电气设备的第二实施例，其是遥控开关；并且

[图17]图17类似于图16，但是针对一种变化情况，其中根据本发明的遥控开关替代作为图8所示电路的一部分的已知遥控开关，根据本发明的遥控开关因此与两个不同安培数的断路器相关联。

具体实施方式

图9至图15所示的电气设备500是根据本发明的电气设备的第一实施方式，其是接触器。

稍后在图16和17的支持下描述的根据本发明的电气设备的第二实施方式，是遥控开关，该遥控开关除了其操纵传动装置以外是相同的，其包括例如基于微控制器被不同编程的软件部分：而在接触器中操纵传动装置被编程以使切换部件在阻断状态和导通状态之间的切换随着控制部件在阻断状态和导通状态之间的切换而发生，在遥控开关中操纵传动装置被编程以使切换部件在阻断状态和导通状态之间的切换仅随着控制部件自阻断状态到导通状态的切换而发生。

为简化起见，在下面的描述中，对于电气设备的第一实施方式(接触器)和第二实施方式(遥控开关)使用相同的数字参考号500。

像接触器100和遥控开关200一样，图9中所示的电气设备500是模块化形式，具有一个标准尺寸的宽度。

电气设备500因此具有总体上平行六面体的形状，带有两个主面，分别是左面501和右面502，以及从主面501和502中的任一个延伸到另一个的侧面，即后面503，上面504，前面505和底面506。

后面具有一个凹口507，用于将电气设备500安装在一条具有Ω形轮廓的标准支撑轨上，如轨道112(图3)或轨道212(图7)。

前面505在中心位置具有带有按键509的鼻状结构508，使得可以通过连续按压按键509在设备500上选择性地选取三种配置之一，分别是自动操作配置、强制操作配置和停止配置。

在自动操作配置中，电气设备500分别依据控制部件是导通还是阻断来允许或不不允许向负载供电。在强制操作配置中，电气设备500始终允许向负载供电。在停止配置中，电气设备500始终禁止向负载供电。

电气设备500的上面504具有两个输入开口510和511，其使得能够分别到达连接端子522和连接端子520(图10)。输入开口510和连接端子522位于左侧。输入开口511和连接端子520位于右侧。

底面506具有三个输入开口516、517和518，使得能够分别到达连接端子513、521和514(图10)。输入开口516和连接端子513位于左侧。输入开口517和518以及连接端子521和514位于右侧。

连接端子513、514、520、521和522中的每一个被设计用于接收电缆剥开的末端区段。

端子522被设计为通过例如530的电缆(图15)被连接至与控制部件123相同的如523的控制部件的第一侧。端子520被设计成通过如531的电缆连接到该控制部件523的第二侧上。

端子521被设计为通过如电缆525(图15)被连接到与负载124相同的如524的负载的第一侧。该负载524的第二侧被设计成通过如526的电缆被连接至与断路器300相同的如600的断路器的出发端子。

位于底部的控制端子513和514被设计为通过如600的断路器，被连接到配电网络的两极，此处分别为中性级和相级。

此处，端子513被设计为通过如527的电缆被连接到位于中性极如600的断路器的出发端子并且端子514被设计为通过如528的电缆被连接到位于相极如600的断路器的出发端子。

在图10中以简化的方式示出了由图13和14所示的电子卡560实现的电气设备500的内部电路。

电气设备500包括输入保护级547，输出保护级540，操纵部件544，切换部件557，在操纵部件544与切换部件557之间的、由逻辑单元550和电磁致动器556实现的操纵传动装置，提供非常低的安全电压(此处为3.3V)的第一直流电源552和提供非常低的安全电压(此处为12V)的第二直流电源553，射频通信部件554和一个分流器555。

操纵部件544、射频通信部件554和逻辑单元550由电源552供电。

电磁致动器556由电源553供电。

逻辑单元550分别被连接到操纵部件544、射频通信部件554、电磁致动器556和分流器555。

输入保护级547和输出保护级540稍后将在图11和12的支持下作详细描述。在该阶段，将注意它们被配置为在正常操作中它们对其输入和输出之间的电流路径没有影响，或者在任何情况下都具有很小的影响。

端子513和514、输入保护级547、电源553、电源552、操纵部件544、输出保护级540及端子522和520逐个依次被设置。

因此，保护级547的两个输入被分别连接到端子513和端子514，电源553的两个输入分别被连接到保护级547的其中一个和另一个输出，电源552的两个输入分别被连接至电源553的其中一个和另一个输出，操纵部件544的两个输入分别连接至电源552的其中一个和另一个输出，输出级540的两个输入端分别连接到操纵部件544的其中一个和另一个输出，端子522被连接到保护级540的一个输出且端子520被连接到保护级540的另一个输出。

设备500内部电路的参考电位是端子514的参考电位。

因此，如图10所示，输入保护级547、电源553、电源552、操纵部件544和输出保护级540分别被配置为其对应与端子514相同极的输入和输出处于相同电位。

因此，除了输出保护级540可能具有的最小影响外，端子520的电位与端子514的电位相同。

在此，与端子514和520处于相同电位的电源552的输出是其负极而电源552的另一输出是其正极。

操纵部件544被配置为，除了输出保护级540可能具有的最小影响外，当端子520和522在设备500外部彼此电绝缘时端子520应与电源552的正极处于相同电位，并且被配置为当端子520和522在设备500外部被设置为相同的电位，即处于短路时，并没有劣化。

因此，操纵部件544被配置为当端子520和522在设备500外部相互电绝缘时，将由电源552提供的电压施加到端子520和522，且当端子520和522在设备500外部被设置为相同电位时，不施加电源552提供的电压。

实际上，操纵部件544包括设置在其输入和输出之间的限流电阻器545，其输入和输出分别连接到电源552的正极和端子522。

由于电阻器545具有相对较高的值，例如10kΩ，因此在端子520和522之间的外部短路期间，电阻器545两侧之间的电位差是由电源552提供的电压，而流经电阻器545并在端子522和520之间流动的电流极小，因为该电阻具有较高的值，例如在本示例中为0.33mA，其中电源552提供的电压为3.3V而电阻545的值为10kΩ。

操纵部件544还包括电阻器546，被设置在连接到端子522的输出和连接到逻辑单元550的连接点之间。

两个电阻器545和546用于操作逻辑单元550所需的偏压。

在连接到操纵部件544的逻辑单元的连接点上存在的电位因此是在端子522上存在的电位，或者在任何情况下由于保护级540和电阻546该电位存在非常微小的差异。

因此，与设备500内部的电路的参考电位相比，它对应于由同时为逻辑单元550供电的电源552所提供的电压的负极，当端子520和522在设备500外部彼此电绝缘时，连接至逻辑单元550的操纵部件544的连接点电压约为3.3V，而当端子520和522被设置为设备500外部的相同电位时则为0V。

操纵部件544因此向逻辑单元550提供由两个预定电压阈值构成的逻辑信号，这两个预定电压阈值在此大致为3.3V和大致为0V，分别代表了操纵部件544的非激活状态和激活状态。

因此，例如如图15至图17所示，如果端子520和522与控制部件连接，以便当控制部件处于阻断状态时端子520和522在设备500外部彼此电绝缘，且以便当控制部件处于导通状态时端子520和522被设置为在设备500外部的相同的电位，而当控制部件处于阻断状态时操纵部件544处于非激活状态(端子520和522在设备500外部彼此电绝缘)且当控制设备处于导通状态(端子520和522被设置为在设备500外部相同的电位)时处于激活状态。

将观察到，操纵部件544则在与接触器100线圈125和遥控开关200线圈225完全相同的条件下采取非激活状态和激活状态。

在设备500中，接触器100的完全机械传动装置128或遥控开关200的228被部分电子操纵传动装置代替，特别是由逻辑单元550和电磁致动器556实现。

因此，切换部件557通过部分电子操纵传动装置而由操纵部件544操纵，以使得切换部件557的阻断状态和导通状态之间的切换随着操纵部件544的非激活状态和激活状态之间的切换而发生。

操纵部件544此外还包括一个配置在其两个输出之间的电容器5400。电容器5400对于提供给逻辑单元550的信号的稳定性是有用的。

电磁致动器556和切换部件557在此是继电器551的一部分，其中电磁致动器556是线圈并且切换部件557是在线圈556和触电对557之间带有机械传动的一对触点。

触点对557包括固定触点以及移动触点。电磁致动器556使触点对557处于阻断状态(移动触点远离固定触点)或导通状态(移动触点压在固定触点上)。

触点对557的第一侧被连接到端子521。触点对的第二侧通过分流器555被连接到端子514。

更具体地，分流器555的第一侧被连接到端子514并且分流器555的第二侧被连接到与该对触点557的第二侧相对应的继电器551的输入。

如上所述，电磁致动器556，这里是线圈，由电源553供电。

该供电通过受控的电子开关539进行，其例如由晶体管及其偏压电阻实现，电子开关539的操纵由与电子开关539连接的逻辑单元550实施。

当开关539处于阻断状态时，线圈556不被供电并且切换部件557处于阻断状态。当开关539处于导通状态时，线圈556被供电并且切换部件处于导通状态。

设备500是接触器，逻辑单元550被编程，使得当其连接到操纵部件544的连接点接收到操纵部件544处于非激活状态的逻辑信号时，则其被连接到开关539的连接点发出使开关539处于阻断状态的逻辑信号；当其连接到操纵部件544的连接点接收到操纵部件544处于激活状态的逻辑信号时，则其连接到开关539的连接点发出使开关539处于导通状态的逻辑信号。

因此，切换部件557由操纵部件544经由包括逻辑单元550的部分电子操纵传动装置来控制，使得切换部件557在阻断状态和接通状态之间的切换随着操纵部件544的非激活状态和激活状态之间的切换而发生。

逻辑单元550同样还被连接到分流器555，这里通过两个专用导电轨道，分别将分流器555的输入连接到逻辑单元550的连接点以及将分流器555的输出连接到逻辑单元550的另一个连接点。

这允许逻辑单元550知道分流器555中的电压降。分流器555的电阻值是已知的，逻辑单元550可以从该电压降推导出流过分流器555以及在端子513和514之间、并且因此在这些端子连接的负载中的电流强度。

将分路器555连接到逻辑单元550的两个专用导电轨允许避免考虑不是由分流引起的电压降，以便以良好的精度知晓电流强度。

在未示出的一种变体中，仅将分流器的与连接到端子514的一侧相反的一侧连接到逻辑单元550，并且它根据参考电位(端子514的电位)和分流器的与连接到端子514的一侧相反的一侧的连接点之间的电压降来确定强度。

由逻辑单元550确定的电流强度可以由射频通信部件554在电气设备500外部传输。

这允许用户，例如通过移动应用程序，实时了解与电气设备500相关联的负载的电消耗。

连接到逻辑单元550的射频通信部件554，此外允许，例如通过移动应用程序，远程控制电气设备500，也就是说，使其采用上述配置之一(自动运行，强制运行和停止)。

按键509也被连接到逻辑单元550，以便连续按下按键509使设备500采取这些配置之一。

如图13和图14所示，电气设备500的电子卡560在这里是双面类型的，也就是说，它具有第一面561和第二面562，每一面都在560电子卡的一侧。

在电子卡560的第一面561上尤其配置有分流器555。

在该电子卡560的第二面562上，特别配置有继电器551、包括逻辑单元550的微控制器、以及调制解调器和包括射频通信部件554的天线559。

电子卡560由上面570、底面572、前面571和后面界定。连接端子522和520在上面处被连接到电子卡560并且连接端子513、521和514在底面572处被连接到该卡560。按键509本身则通过其前面571被连接到电子卡。

电子卡560被配置为保护其内部电路本身。因此，不必将该电路连接到如上述断路器400的专用断路器。

实际上，如上所述，由卡560实现的设备500的内部电路包括输入保护级547，图10中示出总体并且在图11中示出细节。

输入保护级547包括防过流保护组件549，这里是正系数热敏电阻，以及防过压保护组件548，在这里是压敏电阻。

在输入保护级547中，防过流保护组件549被设置在其输入和其输出之间，该输入和输出分别连接到端子513和电源553的相应输入。防过压保护组件548被设置在输入保护级547的两个输出之间。

输入保护级547还包括与组件548并联设置的电容器5470。电容器5470用于过滤可能存在于预计连接到端子513和514的交流电源中的干扰。

热敏电阻549的电阻根据温度而增加，这允许保护电路免于短路，特别是在线圈556出现故障的情况下。压敏电阻548允许吸收相当大的电压冲击，这可以保护电路，特别是防止由于雷电引起的冲击。

如上所述，设备500的内部电路包括输出保护级540，在图10中总体示出并且在图12中详细示出。输出保护级540通过第一侧被连接到操纵部件544以及端子514并且通过第二侧被连接到端子520和522。

输出保护级540包括防过压保护组件543，这里是双极齐纳二极管，防过流保护组件541，这里是正系数热敏电阻，和另一防过流保护组件54，这里是正系数热敏电阻。

在输出保护级540中，防过流保护组件541被设置在其分别连接到端子520和操纵部件544的相应输出的输出和输入之间；防过流保护组件542被设置在其分别连接到端子522和操纵部件的相应输出的输出和其输入之间；并且防过压保护组件543被设置在输出保护级540的两个输入之间。

输出保护级540用于保护设备500的内部电路免于布线错误，例如通过将其中一个端子连接到中性极并将另一个端子连接到相极，在端子520和522之间施加网络电压。由于由输入保护级547提供的保护，在图15所示的电路中，其中电气设备500是接触器，仅设计了与上述断路器300相同的断路器600。

注意到在该电路中端子522通过第一电缆530被连接到控制部件523的第一侧并且通过第二电缆531被连接到控制部件523的第二侧；端子513、521和514如上所述通过电缆被连接到断路器600和负载524。

当部件523处于阻断状态时，负载524不被供电；而当控制部件523处于导通状态时，负载524被供电。

在图16所示的第二实施方式中，设备500是遥控开关。

如上所述，除了逻辑单元550被不同编程，该第二实施方式与第一实施方式相同：在第一实施方式(接触器)中，逻辑单元550被编程以使得切换部件557在阻断状态和通过状态之间的切换随着如523的控制部件在阻断状态和导通状态之间的切换而发生，在遥控开关中，逻辑单元550被编程以使得切换部件557在阻断状态和导通状态之间的切换仅随着操纵部件544从非激活状态到激活状态的切换而发生，因此，只有如523的控制部件从阻断状态到导通状态的切换。

我们看到图16所示的电路与图15所示的电路相同，除了电气设备500是遥控开关(而不是接触器)并且控制部件523与以上描述的控制部件223(而非控制部件123)相同。

在图17所示的变体中，电气设备500的第二实施方式是遥控开关，其代替了作为如图8所示的电路的一部分的已知的遥控开关200。

电气设备500的第二实施方式，即遥控开关，因此与两个不同安培数的断路器相关联，在这种情况下，不仅与负载524的保护断路器600(可以是上述的断路器300)相关联，也与上述断路器400相关联。

在图17所示的电路中，端子522通过电缆580被连接至控制部件523的第一侧。控制部件523的第二侧被连接至断路器400的出发端子，此处为相电位端子。

端子521通过电缆581被连接到负载524的第一侧。负载524的第二侧通过电缆582被连接到断路器600的其中一个出发端子，这里是中性电位。端子513通过电缆被连接到断路器600的与负载524的第二侧相同的出发端子(此处为中性电位的端子)。端子524通过电缆被连接至断路器600的另一个出发端子(此处为相电位)。

我们看到图17所示的电路类似于图16所示的电路，包括控制部件523的一侧，该一侧通过电缆连接到端子522，而控制部件523的另一侧被连接到在相电位上的断路器400的出发端子，而不是被连接到端子520。

由于端子520处于相电位，因此操作保持不变。

在未示出的变体中，该电路与图17所示的电路相同，除了设备500符合第一实施方式即接触器以外，以及除了控制部件523与上述控制部件123相同(与控制部件223不同)以外。

在未显示的变体中：

-如555的分流器被另一个电流测量部件代替，例如安培表回路(boucleampermetrique)(磁芯和绕组)或霍尔效应探头；

-参考极不同于交流电网的相，例如中性极；

-如500的设备不包括如554的射频通信部件、和/或如分流器555的电流测量部件、和/或如按钮509的配置选择按钮；

-直流电源是单级的，例如带有5.5V的单个输出，而不是如所述示例中那样具有如553和552的两级；

-设备施加或不施加到如520和522的控制端子的安全电压不是直流电而是交流电；并且更一般而言，安全电压为直流时包含在0.5至120V之间，或者为交流时有效电压在0.5V至50V之间；和/或

-如500的设备采用模块化之外的形式。

根据环境，许多其他变体是可能的，并且在这一点上提醒下本发明不限于所描述和示出的示例。

Claims (14)

1.一种电气设备，通过电缆连接到用于家用或第三产业电气设施的交流电源、负载(524)和控制部件(523)，用于使所述交流电源根据控制部件(523)所采取的导通和阻断状态向所述负载(524)供电或不供电，所述设备(500)包括：

-到达端子(514)，被配置以被连接到所述交流电源的一极；

-出发端子(521)，被配置以被连接到所述负载(524)；

-被配置以被连接到所述控制部件(523)的第一控制端子(522)和被配置以达到参考电位的第二控制端子(520)，所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)被配置为根据控制部件(523)所采取的所述导通和阻断状态而被施加或不施加预定电位差；

-被连接到所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)的操纵部件(544)，根据在第一控制端子(522)和第二控制端子(520)之间是否存在所述预定电位差来选择性地采取激活状态和非激活状态；和

-被连接到所述到达端子(514)和所述出发端子(521)的切换部件(557)，采取禁止电流在到达端子(514)和出发端子(521)之间通过的阻断状态或者允许电流在到达端子(514)和出发端子(521)之间通过的导通状态，所述切换部件(557)被所述操纵部件(544)经由操纵传动装置来操纵，该操纵传动装置被配置以便在切换部件(557)的阻断状态和接通状态之间的切换随着操纵部件(544)的非激活状态和激活状态之间的切换而发生，或者被配置以便切换部件(557)的阻断状态与接通状态之间的切换仅随着从非激活状态到激活状态的切换而发生；

所述设备的特征在于包括另一个到达端子(513)，其被配置用于连接到所述交流电源的另一极，并且包括电压转换器(553、552)，该电压转换器(553，552)在其输入端被连接到所述到达端子(514)和所述另一个到达端子(513)，以便由所述交流电源供电，并且在其输出端被连接到所述操纵部件(544)以为其提供小于50V的交流有效安全电压或小于120V的直流安全电压，所述操纵部件(544)被配置用于当所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)在所述设备外部彼此电绝缘时在所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)之间施加所述安全电压，并且被配置为当所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)在所述设备外部被设置为相同的电位时不在所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)之间施加所述安全电压，当所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)在所述设备外部彼此电绝缘时所述操纵部件处于所述非激活状态并且当所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)在所述设备外部被设置为相同的电位时所述操纵部件处于所述激活状态，所述操纵部件(544)包括提供逻辑信号的电路，该逻辑信号由分别代表激活状态和非激活状态的两个预定电压阈值形成，所述操纵传动装置包括连接至所述操纵部件(544)的逻辑单元(550)以及连接至所述逻辑单元(550)的所述切换部件(557)的电磁致动器(556)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述电压转换器(552，553)被配置为所述安全电压源是直流的。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于操纵部件(544)包括限流电阻器(545)，限流电阻器(545)的一侧被连接到所述电压转换器(552，553)的输出极并且另一侧被连接到所述第一控制端子(522)。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述操纵部件(544)还包括偏压电阻器(546)，其被设置在所述逻辑单元(550)和所述限流电阻器(545)的连接到第一控制端子(522)的一侧之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括一方面的被设置在所述到达端子(514)与另一到达端子(513)之间的输入保护级(547)和另一方面的所述安全电压转换器(552，553)，所述输入保护级(547)包括防过流保护部件(549)和防过压保护部件(548)。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于防过流保护部件是正系数热敏电阻(549)并且防过压保护部件是压敏电阻(548)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括一方面的被设置在所述第一控制端子(522)和所述第二控制端子(520)之间的输出保护级(540)和另一方面的所述操纵部件(544)，所述输出保护级(540)包括至少一个防过流保护部件(541，542)和防过压保护部件(543)。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述防过流保护部件是正系数热敏电阻(541，542)并且所述防过压保护部件是双向齐纳二极管(543)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于所述设备包括连接到所述逻辑单元(550)的射频通信部件(554)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于所述切换部件是一对触点(557)并且是电磁继电器(551)的一部分，该继电器包括线圈(556)和所述线圈(556)与所述一对触点(557)之间的机械传动装置(568)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，特征在于所述设备包括电流测量部件，该电流测量部件被设置在所述到达端子(514)与所述出发端子(521)之间并且被连接到所述逻辑单元(550)。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述电流测量部件是分流器(555)。

13.一种电路，包括根据权利要求1至12中的任一项所述的设备、被配置用于控制至少一个负载(524)的至少一个控制部件(523)、以及断路器(600)，其特征在于：

-控制部件(523)的第一侧被连接到所述设备(500)的第一控制端子(522)并且其第二侧被连接到所述设备(500)的第二控制端子(520)；

-负载(524)的第一侧被连接到所述设备(500)的出发端子(521)并且其第二侧被连接到断路器(600)的端子；并且

-所述设备(500)的到达端子(514)和另一到达端子(513)每个都被连接到断路器(600)的端子上。

14.一种包括根据权利要求1至12中任一项的所述的设备的电路，包括被配置用于控制至少一个负载(524)的至少一个控制部件(523)、第一断路器(600)和第二断路器(400)，其特征在于：

-控制部件(523)的第一侧被连接到所述设备(500)的第一控制端子(522)并且其第二侧被连接到第二断路器(400)的端子；

-负载的第一侧被连接到所述设备(500)的出发端子(521)并且其第二侧被连接到第一断路器(600)的端子；并且

-所述设备(500)的到达端子(514)和另一个到达端子(513)每个都被连接到第一断路器(600)的端子。

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