CN209233805U - 触头保护供电 - Google Patents

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Abstract

本公开主题涉及一种电路装置(1)，用于在额定值监测器的所要清洁的触头(K1、K2)上产生周期性地连续的电流脉冲(I1,...In)，所述额定值监测器为了连续地轮询所要监控的额定值信号(V1)构造具有电阻(R1)的信号回路，而且所述电阻R1具有开关监测器的特性，所述开关监测器在所要监控的额定值的额定范围内处在截止的高欧姆状态下，而在所述额定范围之外处在使控制电流导通的低欧姆状态下，其中所述电路装置(1)与所述信号回路集成地来构造并且其中所述触头(K1、K2)借助于周期性的电流脉冲(I1,...In)来清洁，而所述周期性的电流脉冲(I1,...In)分别与对所述额定值的信号轮询同时在所述信号回路中产生。

Description

触头保护供电
技术领域
本公开主题涉及一种用于在额定值监测器的所要清洁的触头上产生周期性的连续电流脉冲的电路装置。
背景技术
触头，尤其是在温度监测器中的触头由于因潮湿作用和温度作用造成的触头腐蚀而发生变化，使得所需的触头特性逐渐变差。为此，从现有技术公知两种一般的用于避免在触头部上形成腐蚀的方法。所谓的清洁过程也被称作自清洁过程。该清洁过程以在接触部上的过压或者通过经过接触面的高通过电流来实现。在此，清洁过程在时间上与信号轮询分开并且以在触头上的相同的振幅大小来执行，以便避免由于电流和电压注入引起的对信号轮询的不利影响。
从DE 3910405 A1例如公知一种用于控制耗电器的电功率的电路装置，其中借助于机械编码开关来调整电额定值并且轮询该额定值，而且其中机械触头借助于电流脉冲来清洁，其中轮询电流脉冲和清洁电流脉冲在时间上彼此分开地来实现。
从DE 101 24 910 A1公知一种一般的用于检测机动车的操纵元件的开关状态的方法，其中与操作元件连接的电流源产生脉冲的自清洁电流，其中所述脉冲的自清洁电流的脉冲时长或重复频率及其振幅被选择为使得提供自清洁电流的足够的值而且提供足够的电压信号用来检测操作元件的开关状态。
此外，从100 43 755 A1公知一种用于检测具有评价单元的机动车电子装置的操纵元件的开关状态的方法，其中借助于可切换的能量源以能量强度来轮询开关状态，使得要切换的电流基本上在操纵装置的额定电流强度的范围内，以便借此引起开关的触头的自清洁，使得可以防止由于触头的污染或熏黑而引起的不良接触。
从EP 1 240 654 B1公知一种用于产生自清洁电流的方法，其中多个开关关于其开关状态方面被监控而且在开关闭合的情况下PWM调制的自清洁电流被引导经过闭合的触头，其中该自清洁电流的大小根据闭合的开关的数目来调整。如果在上述这些公知的方法中，在闭合状态期间，开关的供电也不是连续地进行，而是以PWM调制的电流进行，那么例如在长时间的时长内闭合的开关或操纵元件的情况下要忍受高耗电。
之前提到的方法一方面不能容易地被转用到温度监测器及其触头上，而且也具有正需要克服的各种各样的缺点。
一方面不利的是，分析电路的信号轮询在这些方法中只是周期性地进行，因为所需的清洁电流在信号轮询时使测量值失真。此外，或者附加地需要分析电压用于触头评价或者必须在自清洁过程中在较长的时间内有被提高的直流电流流动。
同样，测量与自清洁之间的同步过程是必要的，所述自清洁正需要避免。进一步值得期望的是，取消用于自清洁过程的生成过压的附加电路。
实用新型内容
因而，本公开主题所基于的任务在于：克服之前提及的缺点并且提出一种经改善的装置以及一种经改善的并且要简单地实现的方法，以便可以减少触头腐蚀和触头污染以及随之而来的质量损失或可以使触头质量在更长的时间间隔内保持在高水平上。
该任务通过按照本实用新型的特征组合来解决。
本公开主题的基本思想在于将用于控制自清洁过程的电路装置直接集成到热监测器的信号回路中。在此，尤其是设置对触头的周期性的清洁，所述周期性的清洁与信号轮询同时被执行，使得该信号轮询可以连续进行。
按照本实用新型，为此设置一种用于在额定值监测器(诸如传感器或温度监测器)的所要清洁的触头上产生周期性的地连续电流脉冲的电路装置，所述额定值监测器为了连续地轮询所要监控的额定值信号(例如发动机温度)构造具有电阻R1的信号回路，而且该电阻具有开关监测器的特性，所述开关监测器在所要监控的额定值的额定范围(下极限值与上极限值之间的额定值)内处在截止也就是说处在高欧姆状态下，而在该额定范围之外处在使控制电流导通的也就是说低欧姆的状态下，其中该电路装置与信号回路集成地来构造并且其中触头借助于周期性的电流脉冲来清洁，而这些周期性的电流脉冲分别与对额定值的信号轮询同时在该电路装置的信号回路中产生。
在本实用新型的一个优选的实施方式中，为此规定：在(用于轮询额定值的)信号回路中，电阻R1前置于光电耦合器的输入端，而在有控制电流通过时，借助于光电耦合器的发光的也就是说通电的LED使集成在光电耦合器中的使开关电路或开关电路中的线路支路接通的光电晶体管导通。
进一步有利的是，在开关电路的线路支路中集成有第一电阻R7并且与之串联地集成有测量电阻R11，而且设置有测量装置，以便根据在测量电阻上的电流或对应的电压的测量值来确定电阻R1的导通状态或截止状态。
在本实用新型的另一有利的设计方案中规定：电路装置还具有如下组件：
a.比较器；
b.Mosfet，其控制接线端子与比较器的输出端连接，以便根据在比较器上施加的电压来使该Mosfet接通；
c.第一可充电蓄能器(优选地由两个并联的电容器C1、C4构成)，所述第一可充电蓄能器具有在电阻(所述电阻具有开关监测器的特性)与光电耦合器的输入端之间的第一接线端子以及第二接线端子，所述第二接线端子不仅与两个并联连接的充电电阻连接而且与Mosfet的输出端连接；
d.第二可充电蓄能器(优选地是电容器C2)，所述第二可充电蓄能器在一个接线端子上与比较器连接而在另一接线端子上与适当地成比例的稳流电阻连接；
e.其中用于第一蓄能器的充电电阻根据至少一个代表周围环境条件的测量值来改变其电阻值，使得由此第一和/或第二蓄能器的充电和放电时间分别改变，使得然后由该电路装置产生的周期性的电流脉冲的周期时间和/或振幅相对应地发生变化。
进一步有利地规定：用于第一蓄能器的充电电阻是传感器的电阻，优选地温度传感器或湿度传感器的电阻。
进一步有利的是，在测量值升高时，用于第一蓄能器的充电电阻的电阻降低，并且相反地，在测量值降低时，该电阻升高，使得这一方面对该充电电阻的电压电平有影响而且然后对电流脉冲的周期时间有影响。
在按照本实用新型的电路的一个同样有利的设计方案中规定：该电路装置还具有如下配置：即至少一个由两个电阻R3、R4构成的分压器，其中分压器的中间抽头与所提到的比较器的输入端连接，而且该分压器的一个电阻与第二可充电蓄能器的接线端子连接，使得在比较器的输入端上施加的电位根据第二蓄能器的充电电平来改变。
本实用新型的另一方面涉及一种用于利用之前描述的电路装置在额定值监测器的所要清洁的触头上产生周期性地连续的电流脉冲的方法，其中由该电路装置产生的周期性的电流脉冲的周期时间和/或振幅根据代表周围环境条件的测量值按照规定地发生变化，所述测量值借助于电路的传感器来检测。
特别有利的是，在如下情况下：在电阻R1的低欧姆的导通状态下有电流流经光电耦合器的LED，该LED使光电耦合器的光电晶体管导通，由此有电流流经开关电路中的包括电阻R7和R11的线路支路并且由此在电阻R11上间接地探测电阻R1的导通或截止划分，其中通过充电电阻分别给两个彼此分开的可充电蓄能器充电，并且通过根据周围环境条件对可变充电电阻的改变来比第二蓄能器的充电状态更强烈地影响第一蓄能器的相应的充电状态，所述第二蓄能器被构造为确定电流脉冲的周期时长，其中在第一蓄能器上的充电电阻降低的情况下，由于周围环境条件改变，第一蓄能器在放电过程之前通过电阻被充电到相对更高的电压，直至第二蓄能器达到参考电压大小(所述参考电压大小利用由用于比较器的电阻R3和R4形成的分压器来调整)而且在超过蓄能器上的电压大小的情况下，在比较器的参考电压的充电过程中，比较器的输出端被拉到高电平大小上，由此使与之连接的Mosfet导通而且又使用于产生电流脉冲的第一蓄能器直接通过电阻放电。
在按照本实用新型的方法的一个有利的实施方式中规定：经检测的周围环境条件是周围环境温度，其中在周围环境温度升高时，第一蓄能器在周期时长同时被缩短的情况下被充电到与较低的周围环境温度相比进一步提高的电压电平上，由此使每个时间段通过电阻R1的放电过程的次数提高，这导致为了清洁触头而产生的电流脉冲的更短的周期时间。
附图说明
本实用新型的其它有利的扩展方案在从属权利要求中表征或在下文与对本实用新型的优选的实施方案的描述一起依据附图进一步予以阐述。其中：
图1示出了按照本实用新型的电路的一个实施例；
图2示出了具有在周围环境温度为-40℃的情况下的清洁电流脉冲的图表；以及
图3示出了具有在周围环境温度为100℃的情况下的清洁电流脉冲的图表。
具体实施方式
在下文，本实用新型依据所选择的实施例参考图1至3进一步予以阐述。
在图1中示出了按照本实用新型的电路装置1的实施例。电路装置1被构造用于产生周期性的连续电流脉冲I1,...In，如这些电流脉冲在图2和3中示例性地针对两个不同的周围环境温度示出的那样。如在图2中可见的那样，在周围环境温度为-40℃的情况下，每个时间段的由电路装置1产生的电流脉冲的数目小于在周围环境温度为100℃的情况下每个时间段的由电路装置1产生的电流脉冲的数目。利用相应虚线TW示出了温度监测器监控信号，所述温度监测器监控信号可以与电流脉冲的产生同时地、不受电流脉冲的产生影响地同时被检测。
该电路装置将所提及的电流脉冲I1,...In传导到额定值监测器的所要清洁的触头上，所述额定值监测器为了连续地轮询所要监控的额定值信号V1而构造具有电阻R1的信号回路SIK，而且电阻R1具有开关监测器的特性，所述开关监测器在所要监控的额定值的额定范围内处在截止的高欧姆状态下而在该额定范围之外处在使控制电流导通的低欧姆的状态下。
温度监测器在其功能方面是在继电器考虑方面的NC触头。该温度监测器例如在发动机技术方面或在冷却技术方面被放置在发动机或者压缩机上。如果在温度监测器上超过了可靠的温度(上额定值温度)，那么通过双金属偏转使触头断开。这种温度监测器的所描述的特性在根据图1的电路装置中通过电阻R1的电阻大小来示出。源V1例如描述了连接到发动机的换向电子装置上的内部的或外部的所要监控的信号。由两个电阻R3、R4构成的分压器与信号源V1并联，其中分压器的中间抽头(Mi)与比较器U1的输入端连接。
电路装置1还具有Mosfet M1，所述Mosfet的控制接线端子与比较器U1的输出端(这里通过二极管D2)连接，以便根据在比较器U1的输入端上的电压电平来使Mosfet M1接通。
进一步，在电路中设置有以电容器为形式的可充电蓄能器C1、C4和C2。
第一可充电蓄能器由两个电容器C1、C4的并联电路形成，充电电阻R6或R10分别前置于所述两个电容器C1、C4。电容器C1、C4的并联电路与在电阻R1和光电耦合器U2的输入端之间的第一接线端子A1连接，而且以其第二接线端子A2与充电电阻R6和R10的并联电路连接，以及与Mosfet M1的输出端连接。
第二可充电蓄能器C2是单个的电容器，所述单个的电容器以其接线端子A3与比较器U1(通过分压器)连接而在另一接线端子A4上与充电电阻R5连接。二极管D1前置于充电电阻R5。
光电耦合器U2在控制路径内包括二极管D3并且在开关电路SK的开关电路支路中包括光电晶体管F。在有电流在电阻R1导通的情况下从电阻R1流经光电耦合器U2的LED的情况下，该LED使光电晶体管F导通，由此有电流流过在开关电路SK中的包括电阻R7和R11的线路支路，并且由此在电阻R11上间接地探测电阻R1的导通或截止划分。
充电电阻R10根据周围环境温度T来改变其电阻值，使得由此第一和第二蓄能器C1、C4、C2的充电和放电时间分别改变，使得然后由该电路装置产生的周期性的电流脉冲I1,...In的周期时间和振幅相对应地改变，如这在图2和3中针对两个不同的温度示例性地示出的那样。
本实用新型在其实施方案方面并不限于在上文说明的优选的实施例。更确切地说，多个变型方案都是可设想的，所述多个变型方案在基本上有不同特征的实施方案的情况下也利用所示出的解决方案，使得替代温度监测器，例如也可能会使用其它传感器，诸如湿度传感器。

Claims (9)

1.一种电路装置(1)，用于在额定值监测器的所要清洁的触头(K1、K2)上产生周期性地连续的电流脉冲(I1,...In)，其特征在于，
所述额定值监测器为了连续地轮询所要监控的额定值信号(V1)构造具有电阻(R1)的信号回路，而且所述电阻(R1)具有开关监测器的特性，所述开关监测器在所要监控的额定值的额定范围内处在截止的高欧姆状态下，而在所述额定范围之外处在使控制电流导通的低欧姆状态下，其中所述电路装置(1)与所述信号回路集成地来构造并且其中所述触头(K1、K2)借助于周期性的电流脉冲(I1,...In)来清洁，而所述周期性的电流脉冲(I1,...In)分别与对所述额定值的信号轮询同时在所述信号回路中产生。
2.根据权利要求1所述的电路装置(1)，其中在所述信号回路(SI)中，所述电阻(R1)接在光电耦合器(U2)的输入端前面，而且在有控制电流通过时借助于所述光电耦合器(U2)的LED使集成在所述光电耦合器(U2)中的使开关电路(SK)接通的光电晶体管(F)导通。
3.根据权利要求2所述的电路装置(1)，其特征在于，在所述开关电路(SK)中集成有第一电阻(R7)并且与之串联地集成有测量电阻(R11)，而且设置有测量装置，以便根据在所述测量电阻(R11)上的电流或对应的电压的测量值来确定所述电阻(R1)的导通状态或截止状态。
4.根据上述权利要求之一所述的电路装置(1)，其特征在于，所述电路装置还具有如下组件：
a.比较器(U1)；
b.Mosfet(M1)，其控制接线端子与所述比较器(U1)的输出端连接，以便根据在所述比较器(U1)上施加的电压来使所述Mosfet(M1)接通；
c.第一可充电蓄能器(C1、C4)，所述第一可充电蓄能器具有在所述电阻(R1)与所述光电耦合器(U2)的输入端之间的第一接线端子(A1)以及第二接线端子(A2)，所述第二接线端子不仅与两个并联连接的充电电阻(R6、R10)连接而且与所述Mosfet(M1)的输出端连接；
d.第二可充电蓄能器(C2)，所述第二可充电蓄能器在一个接线端子(A3)上与所述比较器(U1)连接而在另一接线端子(A4)上与稳流电阻(R5)连接；
e.其中充电电阻(R10)根据至少一个代表周围环境条件的测量值(T)来改变其电阻值，使得由此第一可充电蓄能器(C1、C4)和/或第二可充电蓄能器(C2)的充电和放电时间分别改变，使得然后由所述电路装置产生的周期性的电流脉冲(I1,...In)的周期时间和/或振幅相对应地发生变化。
5.根据权利要求4所述的电路装置(1)，其特征在于，所述充电电阻(R10)是传感器的电阻。
6.根据权利要求5所述的电路装置(1)，所述传感器的电阻是温度传感器或者湿度传感器的电阻。
7.根据权利要求4所述的电路装置(1)，其特征在于，在测量值(T)升高时，所述充电电阻(R10)降低，而且相反地，在测量值(T)降低时，所述电阻(R10)升高。
8.根据权利要求4所述的电路装置(1)，其特征在于，所述电路装置还具有如下配置：
a.设置有由两个电阻(R3、R4)构成的分压器，而且所述分压器的中间抽头(Mi)与所述比较器(U1)的输入端连接；而且
b.所述分压器的电阻(R4)与所述第二可充电蓄能器(C2)的接线端子连接。
9.根据权利要求4所述的电路装置(1)，其特征在于，所述第一可充电蓄能器(C1、C4)和第二可充电蓄能器(C2)被构造为电容器。
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