DE102006004220A1

DE102006004220A1 - Elektronisches Schaltgerät mit unterbrechungsfreiem Spannungsregelschalter

Info

Publication number: DE102006004220A1
Application number: DE102006004220A
Authority: DE
Inventors: Chung-Fan Liu; Chih-Wei Hsu
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-06-14
Also published as: JP2007159381A; NL1031408A1; TW200723330A; KR100716845B1; US20070126289A1; NL1031408C2; TWI270910B

Abstract

Ein elektronisches Schaltgerät, das extern mit einer Wechselstrom-Spannungsquelle gekoppelt ist, enthält einen unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter zum Erzeugen einer energiespeichernden elektromotorischen Kraft; einen Signalsender; und ein ferngesteuertes Modul, das mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist und mindestens eine Signalsteuereinheit, einen Spannungsdetektor und einen Leistungsschalter aufweist. Das ferngesteuerte Modul schaltet die Spannungsquelle für die elektrische Vorrichtung, um die elektrische Vorrichtung auf ferngesteuerte oder manuelle, handgesteuerte Art und Weise ein/aus zu schalten, nachdem es die Spannungsdifferenz aufgrund des Umwandelns zwischen den Spannungswerten der externen Spannungsquelle und der energiespeichernden elektromotorischen Kraft detektiert hat oder ein drahtloses Signal, das mittels eines Signalsenders gesendet wurde, empfangen hat. Das ferngesteuerte Modul ist ohne Einschränkung der Leistungseffizienz der elektrischen Vorrichtung mit der elektrischen Vorrichtung parallel gekoppelt und dazu in der Lage, vollkommen mit der ursprünglichen Schaltkreis-Verdrahtung kompatibel zu sein, um so Konstruktionsplatz und Kosten zu sparen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter für eine elektrische Vorrichtung, und insbesondere ein elektronisches Schaltgerät für eine elektrische Vorrichtung, das sowohl mittels Fernsteuerung als auch mittels manueller Handsteuerung, das heißt, direkt am Gerät, betätigt werden kann.

Heutzutage werden herkömmliche ferngesteuerte Schalter für elektrische Vorrichtungen im Allgemeinen in ferngesteuerte Geräte parallelen Typs und ferngesteuerte Geräte seriellen Typs klassifiziert.

Ein ferngesteuertes Gerät parallelen Typs ist mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt, wie in 1 gezeigt ist. Ein ferngesteuertes Gerät parallelen Typs 110 ist extern mit einer Wechselstrom (AC)-Spannungsquelle 105 gekoppelt, wobei das Steuermodul 102 mit einem Leistungsschalter 103 gekoppelt ist und mit einer elektrischen Vorrichtung 104 parallel geschaltet ist, und außerdem mit einem Leistungsschalter 101 zum Bestimmen des Betriebs des Steuermoduls gekoppelt ist. Ein Benutzer überträgt ein drahtloses Signal 107 mittels eines Signalsenders 106 an das Steuermodul 102, und das Steuermodul 102 bewirkt mittels einer Steuerschaltung, wenn es das drahtlose Signal empfängt, das Öffnen oder Schließen des Leistungsschaltermoduls 101 und schaltet dadurch die elektrische Vorrichtung ein oder aus. Jedoch erfordert das Koppeln des Steuermoduls 102 mit dem Leistungsschalter 103 zusätzliche Verdrahtung, wodurch die Kosten und die Anforderung an die Konstruktion erhöht werden.

Eine ferngesteuertes Gerät seriellen Typs ist mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt, wie in 2 gezeigt ist. Eine ferngesteuertes Gerät seriellen Typs 210 bildet mit einer elektrischen Vorrichtung 204 und einer AC-Spannungsquelle 205 mittels nichtpolarer ("non-polar") Reihenschaltung eine geschlossene Schleife. Der Benutzer sendet mittels eines Signalsenders 206 ein drahtloses Signal 207 an ein Steuermodul 202, und das Steuermodul 202 aktiviert, wenn es das drahtlose Signal empfängt, mittels einer Steuerschaltung 208 ein Leistungsschaltermodul 201 und schaltet dadurch die elektrische Vorrichtung 204 ein/aus. Ohne zusätzliche elektrische Verdrahtung muss das ferngesteuerte Gerät 210 dazu vorgesehen sein, einen Leistungsschalter 203 zum in Betrieb setzen des Steuermoduls 202 zu integrieren. Wenn der Leistungsschalter 203 offen ist, kann das Steuermodul 202 nicht betrieben werden und kann daher nicht das Signal empfangen, das mittels dem Signalsender 206 gesendet wurde. Ferner beeinflussen die Widerstände der elektrischen Vorrichtung 204 und des ferngesteuerten Gerätes seriellen Typs 210 die Spannungsaufteilung, da der geschlossene Stromkreis durch eine nichtpolare Reihenschaltung gebildet ist. Falls der Widerstand der elektrischen Vorrichtung 204 übermäßig hoch ist, was eine unzureichende Ansteuerungsspannung für das ferngesteuerte Gerät 210 seriellen Typs zu Folge hat, kann das ferngesteuerte Gerät 210 nicht angemessen angesteuert werden. Andererseits, falls das ferngesteuerte Gerät 210 seriellen Typs einen übermäßig hohen Widerstand hat, wird die Leistung der eingerichteten elektrischen Vorrichtung 204 sehr eingeschränkt.

In Hinblick auf das oben Beschriebene, ist ein Ziel der Erfindung, ein elektronisches Schaltgerät bereitzustellen zum Einschalten/Ausschalten einer elektrischen Vorrichtung mittels Fernsteuerung oder manueller Handsteuerung.

Basierend auf das obige Ziel, stellt die Erfindung ein elektronisches Schaltgerät bereit, das einen extern mit einer AC-Spannungsquelle gekoppelten unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter verwendet, wobei das elektronische Schaltgerät aufweist:
einen unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter, der einen Federschalter ("spring switch") mit einem Knopf aufweist, wobei der Federschalter einen Stromkreis geöffnet hält, wenn der Knopf gedrückt gehalten wird, und andernfalls kurzschließt; ein Energiespeicherelement, das mit dem Federschalter parallel geschaltet ist; ein ferngesteuertes Modul, das mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist und das mit dem unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter und einer AC-Spannungsquelle in Reihe geschaltet ist, um im Ganzen eine Schleife zu bilden und mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt zu sein, wobei das ferngesteuerte Modul mindestens ein Leistungsschaltermodul, eine Signalsteuereinheit, einen Spannungsdetektor und einen Spannungsstabilisator aufweist; und einen Signalsender, der ein drahtloses Steuersignal senden kann.

In der obigen Struktur kann das Leistungsschaltermodul als siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR), als Triac oder als Relais ausgestaltet sein, und dass Energiespeicherelement kann ein Kondensator sein.

Wenn der Benutzer den Knopf des Federschalter drückt und hält, fließt, da der Kreis des Federschalters geöffnet ist, ein Strom über einen anderen Abzweigkreis mit einem Energiespeicherelement, und eine energiespeichernde elektromotorische Kraft mit einer niedrigeren Spannung als die der extern angeschlossenen AC-Spannungsquelle wird an beiden Enden des Energiespeicherelements bzw. zwischen den Enden des Energiespeicherelements oder in dem Energiespeicherelement erzeugt. Wenn der Benutzer den Knopf des Federschalters loslässt, kehrt der Federschalter wieder in den kurzgeschlossenen Zustand zurück, wodurch das ferngesteuerten Modul kontinuierlich mit der Spannung der AC-Spannungsquelle versorgt wird. In dieser Zeit detektiert der Spannungsdetektor die energiespeichernde elektromotorische Kraft und sendet ein Signal zur Signalsteuereinheit, das mittels eines Steuerschaltkreises das Offensein/Kurzgeschlossensein des Leistungsschaltermoduls steuert, um die elektrische Vorrichtung ein/aus zu schalten.

Außerdem kann ein drahtloses Signal mittels eines Signalsenders zur Signalsteuereinheit gesendet werden, die mittels einem Steuerschaltkreis nach dem Empfangen des Signals auch die Aktionen des Leistungsschaltermoduls steuert.

Ferner wird das ferngesteuerte Modul durch ein einfaches Drücken des unterbrechungsfreien Spannungsregelschalters nicht ausgeschaltet, sondern der Benutzer kann das Eingeschaltetsein/Ausgeschaltetsein der elektrischen Vorrichtung immer noch mit dem Signalsender steuern.

Daher kann der Benutzer die elektrische Vorrichtung entweder mittels Fernsteuerung oder mittels manueller Handsteuerung einschalten/ausschalten. Außerdem kann das elektrische Schaltgerät in Übereinstimmung mit den Verdrahtungsbedingungen der Schaltung konfiguriert werden, so dass keine zusätzlichen Kosten und kein zusätzlicher Verdrahtungsplatz erforderlich ist.

Um die obigen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung offensichtlicher und verständlicher zu machen, wird unten, mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erklärt.

Ferner wird der Rahmen der Anwendbarkeit der Erfindung aus der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Jedoch ist es zu verstehen, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obgleich sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung angeben, nur zum Zweck der Veranschaulichung dienen, da aus dieser ausführlichen Beschreibung verschiedene Veränderungen und Modifikationen innerhalb der Lehre und des Rahmens der Erfindung für den Fachmann offensichtlich werden.

Die vorliegende Erfindung wird aus den beiliegenden Zeichnungen verständlicher. In den Zeichnungen zeigt
1 die Struktur eines herkömmlichen ferngesteuerten Schaltgeräts parallelen Typs;
2 die Struktur eines herkömmlichen ferngesteuerten Schaltgeräts seriellen Typs;
3 die Struktur eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts;
4 schematisch den Stromfluss, wenn ein erfindungsgemäßes Schaltgerät einen offenen Stromkreis bildet;
5 schematisch den Stromfluss, wenn ein erfindungsgemäßes Schaltgerät einen kurzgeschlossenen Stromkreis bildet;
6 schematisch die Umschaltung des Leistungsschaltermoduls eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
7 schematisch das Schaltgerät eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wenn es auf ferngesteuerte Art und Weise gesteuert wird.
3 zeigt die Struktur eines elektronischen Schaltgeräts eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist. Ein mit einer elektrischen Vorrichtung 34 gekoppeltes ferngesteuertes Modul 30 enthält ein Leistungsschaltermodul 32; ein Steuermodul 33 mit einer Signalsteuereinheit 332, einem Spannungsdetektor 333 und einem Spannungsstabilisator 331, wobei der Spannungsstabilisator 331 zum Stabilisieren der Eingangsspannung von der extern angeschlossenen AC-Spannungsquelle 35 verwendet wird; und einen Signalsender 36, der zum Senden eines drahtlosen Signals 37 in der Lage ist.
Ferner ist ein unterbrechungsfreier Spannungsregelschalter 31 extern mit einer AC-Spannungsquelle 35 gekoppelt und mit einem ferngesteuerten Modul 30 gekoppelt, um einen seriellen Stromkreis zu bilden. Der unterbrechungsfreie Spannungsregelschalter 31 hat einen Federschalter 311 und ist mit einem Energiespeicherelement 312 parallel geschaltet.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der offene Zustand des Leistungsschaltermodul 32 voreingestellt, das heißt, die elektrische Vorrichtung 34 befindet sich in einem geschlossenen, unerregten Zustand. Da der Knopf des Federschalters 311 nicht von dem Benutzer gedrückt ist, befindet sich der Federschalter 311 noch immer im kurzgeschlossenen Zustand, und der von dem Spannungsdetektor 333 detektierte Spannungswert ist in dieser Zeit genau gleich dem der Spannungswert der AC-Spannungsquelle 35.
Wie in 5 gezeigt ist, wenn der Knopf des Federschalters 311 durch den Benutzer gedrückt wird, befindet sich der Federschalter 311, während der Knopf gedrückt und gehalten wird, im offenen Zustand, so dass der Strom durch die Abzweigschaltung mit dem Energiespeicherelement 312 fließt und eine elektromotorische Kraft an beiden Enden des Energiespeicherelements 312 erzeugt wird. In dieser Zeit detektiert der Spannungsdetektor 333 den Spannungswert der energiespeichernden elektromotorischen Kraft, die niedriger ist als die der AC-Spannungsquelle 35. Wenn der Benutzer den Knopf des Federschalters 311 loslässt, kehrt der Federschalter 311 in den kurzgeschlossenen Zustand zurück, und der von dem Spannungsdetektor 333 detektierte Spannungswert 333 ist in dieser Zeit genau gleich dem Spannungswert der AC-Spannungsquelle 35. Der Spannungsdetektor 333 sendet ein Signal zu der Signalsteuereinheit 332, wenn er einen Spannungsabfall aufgrund des Umwandelns von dem Spannungswert der AC-Spannungsquelle 35 in den Spannungswert der energiespeichernden elektromotorischen Kraft oder einen Spannungsanstieg aufgrund des Umwandelns von dem Spannungswert der energiespeichernden elektromotorischen Kraft in den Spannungswert der AC-Spannungsquelle 35 detektiert.
Wie in 6 gezeigt ist, sendet der Spannungsdetektor 333, wenn er infolge des Umwandelns zwischen den Spannungswerten der AC-Spannungsquelle 35 und der energiespeichernden elektromotorischen Kraft eine Veränderung der Spannung detektiert, ein Signal an die Signalsteuereinheit 332, welche das Leistungsschaltermodul 32 mittels einer Steuerschaltung 38 in den kurzgeschlossenen Zustand steuert, damit Strom geleitet wird, wodurch die elektrische Vorrichtung 34 eingeschaltet wird. Falls jedoch der offene Zustand des Leistungsspeichermoduls 32 voreingestellt ist, steuert die Signalsteuereinheit 332 das Leistungsspeichermodul 32 in den offen Zustand, um den Strom abzuschalten, wodurch die elektrische Vorrichtung 34 ausgeschaltet wird.
Wie in 7 gezeigt ist, sendet der Benutzer, wenn sich der Federschalter 311 in dem kurzgeschlossenen Zustand befindet, mittels eines Signalsenders 36 ein drahtloses Signal 37. Das drahtlose Signal 37 wird mittels der Signalsteuereinheit 332 empfangen, um das Leistungsschaltermodul 32 zu steuern kurzgeschlossen/offen zu sein, um so die elektrische Vorrichtung 34 ein/aus zu schalten.
Eine Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Benutzer einen unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter auf lokale, manuelle Art und Weise drücken kann, indem er ein elektronisches Schaltgerät verwendet, oder auf ferngesteuerte Art und Weise mittels Senden eines drahtlosen Signals mittels eines Signalsenders, um so die elektrische Vorrichtung ein/aus zu schalten.
Darüber hinaus können die örtlichen Positionen der Elemente in dem elektronischen Schaltgerät variiert werden, um mit dem Stil der Schaltkreis-Verdrahtung in einem Gebäude kompatibel zu sein. Daher ist das elektronische Schaltgerät insbesondere für elektrische Vorrichtungen wie beispielsweise Lampenvorrichtungen, Klimaanlagen, elektronische Türschlossvorrichtungen, oder Deckenventilatoren, usw. geeignet.
Die Erfindung wurde auf die Weise beschrieben, dass es offensichtlich ist, dass das gleiche auf viele Art und Weisen variiert werden kann. Solche Variationen verlassen nicht die Lehre und den Rahmen der Erfindung, und es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass es beabsichtigt ist, dass alle derartigen Modifikationen innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche enthalten sind.

Claims

Unterbrechungsfreier Spannungsregelschalter, der mit einer externen Wechselspannungs (AC)-Stromquelle gekoppelt ist, der Spannungsregelschalter aufweisend: einen Federschalter mit einem Knopf, wobei sich der Federschalter normalerweise in einem kurzgeschlossenen Zustand befindet und in einen offenen Zustand wechselt, sobald der Knopf gedrückt und gehalten wird; und ein Energiespeicherelement, das mit dem Federschalter parallel gekoppelt ist, so dass, wenn sich der Federschalter in dem offenen Zustand befindet, ein Strom durch eine das Energiespeicherelement enthaltende Abzweigschaltung fließt und auf diese Weise eine energiespeichernde elektromotorische Kraft an beiden Enden des Energiespeicherelements erzeugt wird.
Unterbrechungsfreier Spannungsregelschalter gemäß Anspruch 1, wobei die Spannung der elektromotorischen Kraft niedriger ist als die Spannung der externen AC-Spannungsquelle.
Unterbrechungsfreier Spannungsregelschalter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Energiespeicherelement ein Kondensator ist.
Elektronisches Schaltgerät zum Steuern des Einschaltens/Ausschaltens einer elektrischen Vorrichtung, das einen unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter verwendet, der mit einer Wechselstrom (AC)-Spannungsquelle gekoppelt ist, das elektronische Schaltgerät aufweisend: einen unterbrechungsfreien Spannungsregelschalter, der aufweist einen Federschalter mit einem Knopf, wobei der Federschalter, der sich normalerweise in einem kurzgeschlossenen Zustand befindet, sich in einem offenen Zustand befindet, wenn der Knopf gedrückt und gehalten wird; und ein Energiespeicherelement, das parallel mit dem Federschalter gekoppelt ist, wobei ein Strom durch einen das Energiespeicherelement enthaltenden Abzweigstromkreis fließt und eine elektromotorische Kraft an beiden Enden des Energiespeicherelements erzeugt wird, wenn sich der Federschalter in einem offenen Zustand befindet; und ein mit einer elektrischen Vorrichtung gekoppeltes ferngesteuertes Modul, aufweisend ein Leistungsspeichermodul zum Bereitstellen oder zum Abschalten der elektrischen Spannung für die elektrische Vorrichtung; eine Signalsteuereinheit zum Steuern des Leistungsschaltermoduls mittels einer Steuerschaltung nach dem Empfangen eines Steuersignals; und einen Spannungsdetektor, der dazu in der Lage ist, aufgrund des Umwandelns zwischen den Spannungswerten der Spannung der externen Spannungsquelle und der Spannung der elektromotorischen Kraft eine Spannungsdifferenz zu detektieren und ein Signal an eine Signalsteuereinheit zu senden.
Elektronisches Schaltgerät gemäß Anspruch 4, wobei das elektronische Schaltgerät ferner einen Signalsender aufweist, um ein kabellosen Signal zu senden, wenn der Spannungsregelschalter sich in einem kurzgeschlossenen Zustand befindet und das drahtlose Signal mittels der Signalsteuereinheit empfangen wird, wodurch das Leistungsschaltermodul zu erregt wird.
Elektronisches Schaltgerät gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei das Leistungsschaltermodul ferner einen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR), einen Traic oder ein Relais aufweist.
Elektronisches Schaltgerät gemäß Anspruch einen der Ansprüche 4 bis 6, wobei das ferngesteuerte Modul ferner einen Spannungsstabilisator aufweist.
Elektronisches Schaltgerät gemäß Anspruch einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die elektrische Vorrichtung eine Lampenvorrichtung, eine Klimaanlage, ein elektronische Türschlossvorrichtung oder einen Deckenventilator umfasst.