EP3363036A1 - Control device for an electromagnetic drive of a switching apparatus - Google Patents

Control device for an electromagnetic drive of a switching apparatus

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EP3363036A1
EP3363036A1 EP16781711.3A EP16781711A EP3363036A1 EP 3363036 A1 EP3363036 A1 EP 3363036A1 EP 16781711 A EP16781711 A EP 16781711A EP 3363036 A1 EP3363036 A1 EP 3363036A1
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EP
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voltage
drive
power supply
holding
control device
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Ingo Schaar
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Eaton Intelligent Power Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
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    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits

Definitions

  • the invention relates to a control device for an electromagnetic drive of a switching device, in particular a contactor, which is provided for the power supply of the drive, and a switching device with such a control device.
  • electromagnetic drives are supplied by switching devices such as contactors with different voltages depending on the drive mode: in tightening operation, the coil of an electromagnetic drive is supplied with a tightening voltage, which generates a corresponding Anzugenergy for applying the tightening forces of the switching device; As soon as the contacts of the switching device are closed, the tightening voltage can be lowered to a holding voltage in order to switch the drive into a holding mode.
  • the holding energy generated by the holding voltage is less than the Anzug energie, as for the safe "closed hold" less energy is needed.
  • PWM pulse-width modulation
  • German patent application DE 100 22 342 AI it is known to apply an unregulated supply voltage for a predetermined duty cycle during a tightening operation to a drive coil of an electromagnetic switching device drive, and then to control during a holding operation, the drive coil current by reducing the supply voltage.
  • a controllable by a microprocessor voltage regulator is used.
  • the German patent application DE 102 27 278 AI discloses a relay control, which has a control unit with a controlled by a computing unit voltage regulator. Upon power up, the voltage regulator initially generates a minimum turn-on voltage for the relay. After switching on, the voltage regulator reduces the supply voltage of the relay to a minimum holding voltage, or increases the supply voltage to a full battery voltage.
  • the German patent application DE 10 2006 005 267 AI describes a control device for relays, which has a controlled by a microcontroller switching power supply for supplying power to the relay coils. The microcontroller controls the switching power supply so that it generates either an Anzu- or a holding voltage.
  • Object of the present invention is therefore to propose an improved control device for an electromagnetic drive of a switching device, in particular a contactor, and an improved switching device.
  • One of the present invention underlying idea is to provide a control device for an electromagnetic drive of a switching device with a power supply that generates a pull-in and a holding DC voltage depending on a control signal generated by a control unit.
  • the power supply can also be designed to supply power to the control unit.
  • the use of a power supply in contrast to a PWM-based generation of the starting and holding voltage has the advantage that fewer problems with EMC (electromagnetic compatibility) of a switching device occur, which are mainly caused by steep edges in PWM-based pull and holding voltage generation .
  • Another advantage is to be seen in the invention in the fact that can be achieved by the use of a single power supply, which generates a tightening and holding DC voltage for the switching device drive, by the smaller footprint a relatively compact design of the control electronics of a switching device , which in turn improves the EMC behavior through smaller clearance and creepage distances between individual components and a reduction in the number of components can be achieved.
  • An embodiment of the invention now relates to a control device for an electromagnetic drive of a switching device comprising a power supply for generating a tightening and a holding DC voltage for the electromagnetic drive of the switching device in response to a control signal and a control unit for generating the control signal.
  • a control device allows a compact design of the control electronics of a switching device, in particular a contactor, since the energy for the tightening operation and the power for the holding operation of the switching device are generated by a power supply.
  • the control unit is additionally designed to generate a second control signal for actuating a switch for connecting or disconnecting the drive from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply as a function of a measuring voltage derived from an input voltage of the control device.
  • the power supply is a switched-mode power supply designed for an input voltage range adapted to the operating voltage range of the switching device, the input voltage range being about 48 volts to about 240 volts, about 110 volts to about 240 volts, or about 24 volts to about 240 volts ,
  • the input voltage range being about 48 volts to about 240 volts, about 110 volts to about 240 volts, or about 24 volts to about 240 volts
  • a multi-voltage switching device when using a power supply with an input voltage range of about 24 volts to about 240 volts, a multi-voltage switching device can be created that is suitable for operation with a variety of mains voltages. This ultimately enables a minimization of the variants of switching devices.
  • control unit may be configured to generate the control signal in such a way that the power supply unit generates at least one tightening condition a DC pull-in voltage for the drive and a holding DC voltage for the drive when fulfilling at least one holding condition.
  • the at least one tightening condition may include attaining a minimum input voltage and / or minimum output voltage of the power supply, and the at least one Holding condition the expiration of a predetermined time after fulfilling the at least one tightening condition.
  • control unit may be configured to generate the second control signal for activating the switch for disconnecting the drive from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply when the measuring voltage signals a drop below a predetermined minimum voltage. This can be ensured that the power supply is safely disconnected from the drive and no longer charged by the drive when the input voltage drops below the predetermined minimum voltage.
  • a rapid de-energizing unit for de-energizing a coil of the drive can be provided, which is automatically activated when disconnecting the coil from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply.
  • the fast degeneration may comprise a diode and a Zener diode, which are connected in series with the coil of the drive. The fast de-excitation can thus be implemented with little circuit complexity.
  • a further embodiment of the invention relates to a switching device, in particular contactor, with a switching drive having a coil, and a control device according to the invention and as described herein for controlling the power supply of the coil.
  • the switching device can also have a rectifier for generating a rectified output voltage from an AC voltage in a predetermined input voltage range, wherein the output voltage is supplied to the power supply of the control device.
  • the control unit of the control device may comprise a microprocessor or microcontroller configured by a program stored in a memory to generate a control signal for controlling the generation of a pull and a hold DC voltage by the power supply such that the power supply satisfies conditions of fit a DC voltage for the drive and when holding conditions generated a holding DC voltage for the drive.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for an electromagnetic drive of a switching device according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a time diagram of an exemplary profile of the output voltage generated by the power supply unit of an embodiment of a control device for an electromagnetic drive of a switching device according to the present invention for supplying the drive.
  • Fig. 1 shows a block diagram of a control device or control electronics according to the invention, which can be designed in principle for a wide input voltage range and relatively compact can be implemented on a circuit board.
  • the control device is suitable, for example, for integration into a switching device such as a contactor. It makes it possible to generate the energy for the starting and holding operation of an electromagnetic switching device drive from a power supply, in particular without the use of PWM (on the drive), whereby the EMC behavior can be improved.
  • the control device comprises a power supply unit 10, a control unit 16, for example implemented by a microcontroller with memory, a fast de-excitation unit 22 and a controllable switch 18.
  • the rectifier 24 shown in FIG. 1 belongs strictly speaking not to the control device, but can still be provided on a board of the control device. All voltages and signals of the control device are related to a reference potential (eg ground).
  • the rectifier 24 is fed via a voltage applied to the terminals AI and A2, for example, an AC voltage (within or outside the usual 50Hz or 60Hz) or a DC voltage.
  • the output voltage generated by the rectifier 24 from the voltage feeds the power supply 10, which generates therefrom an output voltage for supplying the control unit 16 and a coil 12 of an electromagnetic drive of a (not shown) switching device.
  • Parallel to the coil 12, the rapid excitation unit 22 is connected.
  • Between the coil 12 and the ground of the controllable switch 18 is connected, for example, a switching transistor with a corresponding current carrying capacity and suitability for the voltages occurring.
  • control device The function of the control device will now be explained with reference to the timing diagram shown in FIG. 2 of an exemplary profile of the output voltage generated by the power supply 10 for supplying the coil 12 of the drive:
  • the output voltage generated by the rectifier 24 from the applied voltage is supplied on the input side to the power supply unit 10, which generates an output DC voltage therefrom, which increases with time and whose exemplary profile is shown in the timing diagram of FIG.
  • control is started, in particular by a microcontroller implementing the control unit 16 starting to execute a firmware stored in its memory.
  • control unit 16 When the control unit 16 is operating, it measures a measuring voltage 20 derived from the voltage generated by the rectifier 24 Measuring voltage 20 are derived via a voltage divider from the voltage generated by the rectifier 24, which may have very high values depending on the input voltage, which may be too high for direct processing by the control unit 16.
  • the control unit 16 controls the connection or disconnection of the coil 12 of the drive from the power supply of the power supply 10. If the measuring voltage 20 exceeds a predetermined minimum voltage, the control unit can switch the coil 12 via the controllable switch 18 into the supply path of the power supply 10 via a corresponding second control signal 15, in that the connection of the coil 12 to ground is closed. Conversely, the control unit 16 switches off the supply of the coil 12 via the second control signal 15, by opening the switch 18 when the predetermined minimum voltage is exceeded.
  • the predetermined minimum voltage is determined depending on parameters of the drive.
  • the control unit 16 now monitors further the output voltage generated by the power supply 10 and further increasing. As soon as the output DC voltage exceeds a minimum value which is sufficient and predetermined for a tightening operation of the switching device, a tightening condition is satisfied (time t2 in the time diagram), and the control unit 16 generates a control signal 14 such that the power supply unit 10 by the control signal 14 in a mode is switched, in which it now generates and outputs the output DC voltage obtained as a DC voltage for the switching drive of the switching device.
  • control unit 16 now generates the second control signal 15 such that the controllable switch 18 is closed, whereby the coil 12 connected to the ground and thus can be supplied by the DC voltage of the DC power supply 10, so that a corresponding tightening current through the coil 12 flows and the drive of the switching device is moved to close the switch contacts.
  • a timer is started in the control unit 16, which runs a predetermined time after the generation of the control signal 14 for generating and outputting the DC-voltage.
  • the predetermined time is hereby dependent on the switching drive and the duration such that it is the time to close the switching contacts of the switching device comprises (typically corresponds approximately to the starting time of the switching drive).
  • the control unit 16 When the timer and thus the time specified by it expires, a holding condition is met, and the control unit 16 generates the control signal 14 such that the power supply 10 is switched by the control signal 14 in a mode in which it now as a DC output voltage Generates and outputs holding DC voltage for the switching drive of the switching device, which is lower than the DC voltage (time t3 in the time diagram).
  • the power supply 10 practically lowers its output DC voltage to the holding DC voltage and now outputs the holding DC voltage as long as a voltage in the specified input voltage range is present at the terminals AI and A2 and the switching contacts of the switching device are to remain closed.
  • the control unit 16 shuts off the switching drive by thus generating and outputting the second control signal 15, that the controllable switch 18 is opened. After opening the switch 18, the rapid de-energizing 22 is automatically activated, via which the energy stored in the coil 12 is discharged.
  • the main advantages of the present invention consist in a simplification of the circuit of the control device and the associated robustness, a possible minimization of the circuit variants, an improvement of the EMC behavior as well as the possibility of implementing a multi-voltage switching device, for a large input voltage range suitable is. Further advantages are the fact that the coil types of the electromagnetic drive of a switching device can be reduced, since no longer a separate coil must be used for each input voltage range, but a coil can be used for several input voltage variants, the number of components can be reduced, and a more compact design is made possible, which leads to smaller clearances and creepage distances and thus improved EMC behavior and has a smaller footprint.

Abstract

The invention relates to a control device for an electromagnetic drive of a switching apparatus, comprising a power supply unit (10) for generating a starting direct voltage and a holding direct voltage for the electromagnetic drive (12) of the switching apparatus in accordance with a control signal (14), and a control unit (16) for generating the control signal (14).

Description

Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts  Control device for an electromagnetic drive of a switching device
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts, insbesondere ein Schütz, welche zur Energieversorgung des Antriebs vorgesehen ist, sowie ein Schaltgerät mit einer derartigen Steuervorrichtung. The invention relates to a control device for an electromagnetic drive of a switching device, in particular a contactor, which is provided for the power supply of the drive, and a switching device with such a control device.
Es ist bekannt, dass elektromagnetische Antriebe von Schaltgeräten wie Schützen mit unterschiedlichen Spannungen abhängig vom Antriebsmodus versorgt werden: im Anzugbetrieb wird die Spule eines elektromagnetischen Antriebs mit einer Anzugspannung versorgt, welche eine entsprechende Anzugenergie zum Aufbringen der Anzugkräfte des Schaltgeräts erzeugt; sobald die Kontakte des Schaltgerätes geschlossen sind, kann die Anzugspannung auf eine Haltespannung abgesenkt werden, um den Antrieb in einen Haltebetrieb umzuschalten. Die durch die Haltespannung erzeugte Halteenergie ist geringer als die Anzugenergie, da für das sichere„geschlossen Halten" weniger Energie benötigt wird. It is known that electromagnetic drives are supplied by switching devices such as contactors with different voltages depending on the drive mode: in tightening operation, the coil of an electromagnetic drive is supplied with a tightening voltage, which generates a corresponding Anzugenergie for applying the tightening forces of the switching device; As soon as the contacts of the switching device are closed, the tightening voltage can be lowered to a holding voltage in order to switch the drive into a holding mode. The holding energy generated by the holding voltage is less than the Anzugenergie, as for the safe "closed hold" less energy is needed.
Es ist außerdem bekannt, die Anzug- und -Haltespannung durch eine Puls-Weiten- Modulation (PWM) zu erzeugen, siehe beispielsweise die aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 16 995 AI bekannte Schütz-Ansteuerung. It is also known to generate the tightening and holding voltage by a pulse-width modulation (PWM), see, for example, known from German Patent Application DE 195 16 995 AI contactor control.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 22 342 AI ist es bekannt, eine ungeregelte Versorgungsspannung für eine vorgegebene Einschaltdauer während eines Anzugbetriebs an eine Antriebsspule eines elektromagnetischen Schaltgerät-Antriebs anzulegen, und anschließend während eines Haltebetriebs den Antriebsspulenstrom durch eine Reduzierung der Versorgungsspannung zu regeln. Hierzu wird ein von einem Mikroprozessor steuerbarer Spannungsregler eingesetzt. From the German patent application DE 100 22 342 AI it is known to apply an unregulated supply voltage for a predetermined duty cycle during a tightening operation to a drive coil of an electromagnetic switching device drive, and then to control during a holding operation, the drive coil current by reducing the supply voltage. For this purpose, a controllable by a microprocessor voltage regulator is used.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 102 27 278 AI offenbart eine Relaisansteuerung, die ein Steuergerät mit einem von einer Recheneinheit gesteuerten Spannungsregler aufweist. Mit dem Einschalten erzeugt der Spannungsregler zunächt eine Mindesteinschaltspannung für das Relais. Nach dem Einschalten reduziert der Spannungsregler die Versorgungsspannung des Relais auf eine minimale Haltespannung, oder erhöht die Versorgungsspannung auf eine volle Batteriespannung. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 005 267 AI beschreibt eine Steuervorrichtung für Relais, die ein von einem Mikrokontroller gesteuertes Schaltnetzteil zur Spannungsversorgung der Relais-Spulen aufweist. Der Mikrokontroller steuert das Schaltnetzteil derart, dass diese entweder eine Anzu- oder eine Haltespannung erzeugt. The German patent application DE 102 27 278 AI discloses a relay control, which has a control unit with a controlled by a computing unit voltage regulator. Upon power up, the voltage regulator initially generates a minimum turn-on voltage for the relay. After switching on, the voltage regulator reduces the supply voltage of the relay to a minimum holding voltage, or increases the supply voltage to a full battery voltage. The German patent application DE 10 2006 005 267 AI describes a control device for relays, which has a controlled by a microcontroller switching power supply for supplying power to the relay coils. The microcontroller controls the switching power supply so that it generates either an Anzu- or a holding voltage.
Weitere Steuervorrichtungen für elektromagnetische Antrieb insbesondere von Relais sind aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2008 023 626 AI und DE 10 2012 221 212 AI sowie der US-Offenlegungsschrift US2014/0192571 AI bekannt. Further control devices for electromagnetic drive, in particular of relays, are known from German Offenlegungsschriften DE 10 2008 023 626 AI and DE 10 2012 221 212 AI and US Pat. No. US2014 / 0192571 AI.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine verbesserte Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts, insbesondere ein Schütz, und ein verbessertes Schaltgerät vorzuschlagen. Object of the present invention is therefore to propose an improved control device for an electromagnetic drive of a switching device, in particular a contactor, and an improved switching device.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegender Gedanke besteht darin, eine Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts mit einem Netzteil auszustatten, das eine Anzug- und eine Halte-Gleichspannung abhängig von einem von einer Steuereinheit erzeugten Steuersignal generiert. Das Netzteil kann zudem zur Spannungsversorgung der Steuereinheit ausgebildet sein. Der Einsatz eines Netzteils im Unterschied zu einer PWM-basierten Erzeugung der Anzug- und Haltespannung besitzt den Vorteil, dass weniger Probleme mit EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) eines Schaltgeräts auftreten, die vor allem durch steile Flanken bei PWM-basierter Anzug- und Haltespannungserzeugung verursacht werden. Ein weiterer Vorteil ist bei der Erfindung auch darin zu sehen, dass durch den Einsatz eines einzelnen Netzteils, welches eine Anzug- und Halte-Gleichspannung für den Schaltgerät-Antrieb erzeugt, durch den geringeren Platzbedarf ein relativ kompakter Aufbau der Steuerelektronik eines Schaltgeräts erreicht werden kann, wodurch wiederum das EMV-Verhalten durch kleinere Luft- und Kriechstrecken zwischen einzelnen Bauelementen verbessert und eine Verringerung der Bauteileanzahl erzielt werden kann. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun eine Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts aufweisend ein Netzteil zum Erzeugen einer Anzug- und einer Halte-Gleichspannung für den elektromagnetischen Antrieb des Schaltgeräts abhängig einem Steuersignal und eine Steuereinheit zum Erzeugen des Steuersignals. Eine derartige Steuervorrichtung ermöglicht einen kompakten Aufbau der Steuerelektronik eines Schaltgeräts, insbesondere eines Schütz, da die Energie für den Anzugbetrieb und die Leistung für den Haltebetrieb des Schaltgeräts von einem Netzteil generiert werden. Die Steuereinheit ist zudem ausgebildet, ein zweites Steuersignal zum Ansteuern eines Schalters zum Zuschalten oder Trennen des Antriebs von der vom Netzteil erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung abhängig von einer aus einer Eingangsspannung der Steuervorrichtung abgeleiteten Messspannung zu erzeugen. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass überhaupt erst bei Erreichen einer bestimmten Eingangsspannung der Antrieb durch Erzeugen einer Anzug- Gleichspannung in Betrieb genommen werden kann und das Netzteil nicht schon bei geringen Eingangsspannungen durch den Antrieb belastet wird. Weiterhin ist das Netzteil ein Schaltnetzteil, das für einen Eingangsspannungsbereich ausgelegt ist, der an den Betriebsspannungsbereich des Schaltgeräts angepasst ist, wobei der Eingangsspannungsbereich etwa 48 Volt bis etwa 240 Volt, etwa 110 Volt bis etwa 240 Volt oder etwa 24 Volt bis etwa 240 Volt beträgt. Durch die Verwendung eines Netzteils mit einem entsprechend großen Eingangsspannungsbereich kann eine flexibel einsetzbare Steuerelektronik für Schaltgerät geschaffen werden. Insbesondere bei Einsatz eines Netzteils mit einem Eingangsspannungsbereich von etwa 24 Volt bis etwa 240 Volt kann ein Multispannungs-Schaltgerät geschaffen werden, dass für den Betrieb mit verschiedensten Netzspannungen geeignet ist. Dies ermöglicht letztendlich eine Minimierung der Varianten von Schaltgeräten. One of the present invention underlying idea is to provide a control device for an electromagnetic drive of a switching device with a power supply that generates a pull-in and a holding DC voltage depending on a control signal generated by a control unit. The power supply can also be designed to supply power to the control unit. The use of a power supply, in contrast to a PWM-based generation of the starting and holding voltage has the advantage that fewer problems with EMC (electromagnetic compatibility) of a switching device occur, which are mainly caused by steep edges in PWM-based pull and holding voltage generation , Another advantage is to be seen in the invention in the fact that can be achieved by the use of a single power supply, which generates a tightening and holding DC voltage for the switching device drive, by the smaller footprint a relatively compact design of the control electronics of a switching device , which in turn improves the EMC behavior through smaller clearance and creepage distances between individual components and a reduction in the number of components can be achieved. An embodiment of the invention now relates to a control device for an electromagnetic drive of a switching device comprising a power supply for generating a tightening and a holding DC voltage for the electromagnetic drive of the switching device in response to a control signal and a control unit for generating the control signal. Such a control device allows a compact design of the control electronics of a switching device, in particular a contactor, since the energy for the tightening operation and the power for the holding operation of the switching device are generated by a power supply. The control unit is additionally designed to generate a second control signal for actuating a switch for connecting or disconnecting the drive from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply as a function of a measuring voltage derived from an input voltage of the control device. As a result, it can be ensured, for example, that the drive can not be put into operation until a certain input voltage has been reached by generating a DC voltage and the power supply is not already loaded by the drive at low input voltages. Furthermore, the power supply is a switched-mode power supply designed for an input voltage range adapted to the operating voltage range of the switching device, the input voltage range being about 48 volts to about 240 volts, about 110 volts to about 240 volts, or about 24 volts to about 240 volts , By using a power supply with a correspondingly large input voltage range, a flexibly applicable control electronics for switching device can be created. In particular, when using a power supply with an input voltage range of about 24 volts to about 240 volts, a multi-voltage switching device can be created that is suitable for operation with a variety of mains voltages. This ultimately enables a minimization of the variants of switching devices.
Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet sein, das Steuersignal derart zu erzeugen, dass das Netzteil bei Erfüllen von mindestens einer Anzugbedingung eine Anzug-Gleichspannung für den Antrieb und bei Erfüllen von mindestens einer Haltebedingung eine Halte-Gleichspannung für den Antrieb erzeugt. Die mindestens eine Anzugbedingung kann das Erreichen einer Mindest-Eingangsspannung und/oder Mindest-Ausgangsspannung des Netzteils umfassen, und die mindestens eine Haltebedingung den Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach Erfüllen der mindestens einen Anzugbedingung. In particular, the control unit may be configured to generate the control signal in such a way that the power supply unit generates at least one tightening condition a DC pull-in voltage for the drive and a holding DC voltage for the drive when fulfilling at least one holding condition. The at least one tightening condition may include attaining a minimum input voltage and / or minimum output voltage of the power supply, and the at least one Holding condition the expiration of a predetermined time after fulfilling the at least one tightening condition.
Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, das zweite Steuersignal zum Ansteuern des Schalters zum Trennen des Antriebs von der vom Netzteil erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung zu erzeugen, wenn die Messspannung ein Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestspannung signalisiert. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass das Netzteil sicher vom Antrieb abgekoppelt und von diesem nicht mehr belastet wird, wenn die Eingangsspannung unter die vorgegebene Mindestspannung absinkt. Furthermore, the control unit may be configured to generate the second control signal for activating the switch for disconnecting the drive from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply when the measuring voltage signals a drop below a predetermined minimum voltage. This can be ensured that the power supply is safely disconnected from the drive and no longer charged by the drive when the input voltage drops below the predetermined minimum voltage.
Weiterhin kann eine Schnellentregungseinheit zum Entregen einer Spule des Antriebs vorgesehen sein, die automatisch beim Trennen der Spule von der vom Netzteil erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung aktiviert wird. Insbesondere kann die Schnellentregung eine Diode und eine Zenerdiode aufweisen, die als Reihenschaltung parallel zur Spule des Antriebs geschaltet sind. Die Schnellentregung kann somit mit geringem schaltungstechnischem Aufwand implementiert werden. Furthermore, a rapid de-energizing unit for de-energizing a coil of the drive can be provided, which is automatically activated when disconnecting the coil from the pull-in or holding DC voltage generated by the power supply. In particular, the fast degeneration may comprise a diode and a Zener diode, which are connected in series with the coil of the drive. The fast de-excitation can thus be implemented with little circuit complexity.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere Schütz, mit einem Schaltantrieb, der eine Spule aufweist, und einer Steuervorrichtung nach der Erfindung und wie hierin beschrieben zum Steuern der Stromversorgung der Spule. Das Schaltgerät kann auch einen Gleichrichter zum Erzeugen einer gleichgerichteten Ausgangsspannung aus einer Wechselspannung in einem vorgegebenen Eingangsspannungsbereich aufweisen, wobei die Ausgangsspannung dem Netzteil der Steuervorrichtung zugeführt ist. A further embodiment of the invention relates to a switching device, in particular contactor, with a switching drive having a coil, and a control device according to the invention and as described herein for controlling the power supply of the coil. The switching device can also have a rectifier for generating a rectified output voltage from an AC voltage in a predetermined input voltage range, wherein the output voltage is supplied to the power supply of the control device.
Die Steuereinheit der Steuervorrichtung kann einen Mikroprozessor oder Mikrokontroller aufweisen, der durch ein in einem Speicher abgelegtes Programm konfiguriert ist, ein Steuersignal zum Steuern der Erzeugung einer Anzug- und einer Halte-Gleichspannung durch das Netzteil derart zu erzeugen, dass das Netzteil bei Erfüllen von Anzugbedingungen eine Anzug-Gleichspannung für den Antrieb und bei Erfüllen von Haltebedingungen eine Halte-Gleichspannung für den Antrieb erzeugt. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. The control unit of the control device may comprise a microprocessor or microcontroller configured by a program stored in a memory to generate a control signal for controlling the generation of a pull and a hold DC voltage by the power supply such that the power supply satisfies conditions of fit a DC voltage for the drive and when holding conditions generated a holding DC voltage for the drive. Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In the description, in the claims, in the abstract and in the drawings, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.
Die Zeichnungen zeigen in The drawings show in
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung; und 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for an electromagnetic drive of a switching device according to the present invention; and
Fig. 2 ein Zeitdiagramm eines beispielhaften Verlaufs der vom Netzteil eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Ausgangsspannung zum Versorgen des Antriebs. 2 shows a time diagram of an exemplary profile of the output voltage generated by the power supply unit of an embodiment of a control device for an electromagnetic drive of a switching device according to the present invention for supplying the drive.
In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen. In the following description, identical, functionally identical and functionally connected elements may be provided with the same reference numerals. Absolute values are given below by way of example only and are not to be construed as limiting the invention.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung bzw. Steuerelektronik gemäß der Erfindung, die prinzipiell für einen weiten Eingangsspannungsbereich ausgelegt und relativ kompakt auf einer Platine implementiert werden kann. Die Steuervorrichtung ist beispielsweise zur Integration in ein Schaltgerät wie ein Schütz geeignet. Sie ermöglicht es, die Energie für den Anzug- und Haltebetrieb eines elektromagnetischen Schaltgerät- Antriebs aus einem Netzteil zu generieren, insbesondere ohne Einsatz von PWM (am Antrieb), wodurch das EMV-Verhalten verbessert werden kann. Fig. 1 shows a block diagram of a control device or control electronics according to the invention, which can be designed in principle for a wide input voltage range and relatively compact can be implemented on a circuit board. The control device is suitable, for example, for integration into a switching device such as a contactor. It makes it possible to generate the energy for the starting and holding operation of an electromagnetic switching device drive from a power supply, in particular without the use of PWM (on the drive), whereby the EMC behavior can be improved.
Die Steuervorrichtung umfasst ein Netzteil 10, eine Steuereinheit 16, beispielsweise implementiert durch einen Mikrokontroller mit Speicher, eine Schnellentregungseinheit 22 und einen steuerbaren Schalter 18. Der in Fig. 1 dargestellte Gleichrichter 24 gehört streng genommen nicht zur Steuervorrichtung, kann aber dennoch auf einer Platine der Steuervorrichtung vorgesehen sein. Alle Spannungen und Signale der Steuervorrichtung sind auf ein Bezugspotential (z.B. Masse) bezogen. The control device comprises a power supply unit 10, a control unit 16, for example implemented by a microcontroller with memory, a fast de-excitation unit 22 and a controllable switch 18. The rectifier 24 shown in FIG. 1 belongs strictly speaking not to the control device, but can still be provided on a board of the control device. All voltages and signals of the control device are related to a reference potential (eg ground).
Der Gleichrichter 24 wird über eine an den Anschlüssen AI und A2 anliegende Spannung gespeist, beispielsweise eine Wechselspannung (innerhalb oder auch außerhalb der üblichen 50Hz bzw. 60Hz) oder auch eine Gleichspannung. Die vom Gleichrichter 24 aus der Spannung erzeugte Ausgangsspannung speist das Netzteil 10, welches daraus eine Ausgangsspannung zum Versorgen der Steuereinheit 16 und einer Spule 12 eines elektromagnetischen Antriebs eines (nicht dargestellten) Schaltgeräts generiert. Parallel zur Spule 12 ist die Schnellentregungseinheit 22 geschaltet. Zwischen die Spule 12 und die Masse ist der steuerbare Schalter 18 geschaltet, beispielsweise ein Schalttransistor mit entsprechender Stromtragfähigkeit und Eignung für die auftretenden Spannungen. The rectifier 24 is fed via a voltage applied to the terminals AI and A2, for example, an AC voltage (within or outside the usual 50Hz or 60Hz) or a DC voltage. The output voltage generated by the rectifier 24 from the voltage feeds the power supply 10, which generates therefrom an output voltage for supplying the control unit 16 and a coil 12 of an electromagnetic drive of a (not shown) switching device. Parallel to the coil 12, the rapid excitation unit 22 is connected. Between the coil 12 and the ground of the controllable switch 18 is connected, for example, a switching transistor with a corresponding current carrying capacity and suitability for the voltages occurring.
Die Funktion der Steuervorrichtung wird nun anhand des in Fig. 2 gezeigten Zeitdiagramms eines beispielhaften Verlaufs der vom Netzteil 10 erzeugten Ausgangsspannung zum Versorgen der Spule 12 des Antriebs erläutert: The function of the control device will now be explained with reference to the timing diagram shown in FIG. 2 of an exemplary profile of the output voltage generated by the power supply 10 for supplying the coil 12 of the drive:
Zum Starten der Steuervorrichtung wird an die Anschlüsse AI und A2 eine Spannung im spezifizierten Eingangsspannungsbereich angelegt (Zeitpunkt t=t0 im Zeitdiagramm). Die vom Gleichrichter 24 aus der angelegten Spannung erzeugte Ausgangsspannung wird eingangsseitig dem Netzteil 10 zugeführt, das daraus eine Ausgangs- Gleichspannung erzeugt, die mit der Zeit ansteigt und deren beispielhafter Verlauf im Zeitdiagramm von Fig. 2 gezeigt ist. To start the control device, a voltage in the specified input voltage range is applied to the terminals AI and A2 (time t = t0 in the time diagram). The output voltage generated by the rectifier 24 from the applied voltage is supplied on the input side to the power supply unit 10, which generates an output DC voltage therefrom, which increases with time and whose exemplary profile is shown in the timing diagram of FIG.
Sobald die Ausgangsspannung des Netzteils 10 zum Versorgen der Steuereinheit 16 ausreicht (Zeitpunkt tl im Zeitdiagramm), wird die Steuerung gestartet, insbesondere indem ein die Steuereinheit 16 implementierender Mikrokontroller mit der Ausführung einer in seinem Speicher abgelegten Firmware startet. As soon as the output voltage of the power supply unit 10 is sufficient for supplying the control unit 16 (time t 1 in the time diagram), control is started, in particular by a microcontroller implementing the control unit 16 starting to execute a firmware stored in its memory.
Wenn die Steuereinheit 16 arbeitet, misst sie eine von der vom Gleichrichter 24 erzeugten Spannung abgeleitete Messspannung 20. Beispielsweise kann die Messspannung 20 über einen Spannungsteiler aus der vom Gleichrichter 24 erzeugten Spannung abgeleitet sein, die je nach Eingangsspannung sehr hohe Werte aufweisen kann, die ggf. für eine direkte Verarbeitung durch die Steuereinheit 16 zu hoch sind. When the control unit 16 is operating, it measures a measuring voltage 20 derived from the voltage generated by the rectifier 24 Measuring voltage 20 are derived via a voltage divider from the voltage generated by the rectifier 24, which may have very high values depending on the input voltage, which may be too high for direct processing by the control unit 16.
Abhängig von der Messspannung 20 wird von der Steuereinheit 16 das Zuschalten oder Trennen der Spule 12 des Antriebs von der Spannungsversorgung des Netzteils 10 gesteuert. Überschreitet die Messspannung 20 eine vorgegebene Mindestspannung, kann die Steuereinheit über ein entsprechendes zweites Steuersignal 15 die Spule 12 über den steuerbaren Schalter 18 in den Versorgungspfad des Netzteils 10 schalten, indem die Verbindung der Spule 12 zur Masse geschlossen wird. Umgekehrt schaltet die Steuereinheit 16 über das zweite Steuersignal 15 die Versorgung der Spule 12 ab, indem sie den Schalter 18 öffnet, wenn die vorgegebene Mindestspannung unterschritten wird. Die vorgegebene Mindestspannung ist hierbei abhängig von Parametern des Antriebs festgelegt. Depending on the measuring voltage 20, the control unit 16 controls the connection or disconnection of the coil 12 of the drive from the power supply of the power supply 10. If the measuring voltage 20 exceeds a predetermined minimum voltage, the control unit can switch the coil 12 via the controllable switch 18 into the supply path of the power supply 10 via a corresponding second control signal 15, in that the connection of the coil 12 to ground is closed. Conversely, the control unit 16 switches off the supply of the coil 12 via the second control signal 15, by opening the switch 18 when the predetermined minimum voltage is exceeded. The predetermined minimum voltage is determined depending on parameters of the drive.
Die Steuereinheit 16 überwacht nun weiter die vom Netzteil 10 erzeugte und weiter ansteigende Ausgangs-Gleichspannung. Sobald die Ausgangs-Gleichspannung einen Mindestwert überschreitet, der für einen Anzugbetrieb des Schaltgeräts ausreicht und vorgegeben ist, ist eine Anzugbedingung erfüllt (Zeitpunkt t2 im Zeitdiagramm), und die Steuereinheit 16 erzeugt ein Steuersignal 14 derart, dass das Netzteil 10 durch das Steuersignal 14 in einen Modus geschaltet wird, in dem es nun die erreichte Ausgangs- Gleichspannung als Anzug-Gleichspannung für den Schaltantrieb des Schaltgeräts erzeugt und ausgibt. Ferner erzeugt die Steuereinheit 16 nun das zweite Steuersignal 15 derart, dass der steuerbare Schalter 18 geschlossen wird, wodurch die Spule 12 mit der Masse verbunden und damit von der Anzug-Gleichspannung des Netzteils 10 versorgt werden kann, so dass ein entsprechender Anzugstrom durch die Spule 12 fließt und der Antrieb des Schaltgeräts zum Schließen der Schaltkontakte bewegt wird. The control unit 16 now monitors further the output voltage generated by the power supply 10 and further increasing. As soon as the output DC voltage exceeds a minimum value which is sufficient and predetermined for a tightening operation of the switching device, a tightening condition is satisfied (time t2 in the time diagram), and the control unit 16 generates a control signal 14 such that the power supply unit 10 by the control signal 14 in a mode is switched, in which it now generates and outputs the output DC voltage obtained as a DC voltage for the switching drive of the switching device. Furthermore, the control unit 16 now generates the second control signal 15 such that the controllable switch 18 is closed, whereby the coil 12 connected to the ground and thus can be supplied by the DC voltage of the DC power supply 10, so that a corresponding tightening current through the coil 12 flows and the drive of the switching device is moved to close the switch contacts.
Etwa zum Zeitpunkt t2 wird in der Steuereinheit 16 ein Timer gestartet, der eine vorgegebene Zeit nach dem Erzeugen des Steuersignals 14 für das Erzeugen und Ausgeben der Anzug-Gleichspannung läuft. Die vorgegebene Zeit ist hierbei abhängig vom Schaltantrieb und der Dauer derart bemessen, dass er die Zeit bis zum Schließen der Schaltkontakte des Schaltgeräts umfasst (entspricht typischerweise etwa der Anzugzeit des Schaltantriebs). At about time t2, a timer is started in the control unit 16, which runs a predetermined time after the generation of the control signal 14 for generating and outputting the DC-voltage. The predetermined time is hereby dependent on the switching drive and the duration such that it is the time to close the switching contacts of the switching device comprises (typically corresponds approximately to the starting time of the switching drive).
Wenn der Timer und damit die durch ihn vorgegebene Zeit abläuft, ist eine Haltebedingung erfüllt, und die Steuereinheit 16 erzeugt das Steuersignal 14 derart, dass das Netzteil 10 durch das Steuersignal 14 in einen Modus geschaltet wird, in dem es nun als Ausgangs-Gleichspannung eine Halte-Gleichspannung für den Schaltantrieb des Schaltgeräts erzeugt und ausgibt, die niedriger als die Anzug-Gleichspannung ist (Zeitpunkt t3 im Zeitdiagramm). Praktisch senkt hierbei das Netzteil 10 seine Ausgangs- Gleichspannung auf die Halte-Gleichspannung ab und gibt nun die Halte-Gleichspannung solange aus, solange eine Spannung im spezifizierten Eingangsspannungsbereich an den Anschlüssen AI und A2 anliegt und die Schaltkontakte des Schaltgeräts geschlossen bleiben sollen. When the timer and thus the time specified by it expires, a holding condition is met, and the control unit 16 generates the control signal 14 such that the power supply 10 is switched by the control signal 14 in a mode in which it now as a DC output voltage Generates and outputs holding DC voltage for the switching drive of the switching device, which is lower than the DC voltage (time t3 in the time diagram). In this case, the power supply 10 practically lowers its output DC voltage to the holding DC voltage and now outputs the holding DC voltage as long as a voltage in the specified input voltage range is present at the terminals AI and A2 and the switching contacts of the switching device are to remain closed.
Wird die Spannung an den Anschlüssen AI und A2 abgeschaltet oder sinkt sie unter die vorgegebene Mindestspannung, was von der Steuereinheit 16 über die Messspannung 20 detektiert werden kann, schaltet die Steuereinheit 16 den Schaltantrieb ab, indem sie das zweite Steuersignal 15 so erzeugt und ausgibt, dass der steuerbare Schalter 18 geöffnet wird. Nach dem Öffnen des Schalters 18 wird automatisch die Schnellentregung 22 aktiv, über welche die in der Spule 12 gespeicherte Energie entladen wird. If the voltage at the terminals AI and A2 is switched off or falls below the predetermined minimum voltage, which can be detected by the control unit 16 via the measuring voltage 20, the control unit 16 shuts off the switching drive by thus generating and outputting the second control signal 15, that the controllable switch 18 is opened. After opening the switch 18, the rapid de-energizing 22 is automatically activated, via which the energy stored in the coil 12 is discharged.
Die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen in einer Vereinfachung der Schaltung der Steuervorrichtung und einer damit in der Regel einhergehenden Robustheit, einer möglichen Minimierung der Schaltungsvarianten, einer Verbesserung des EMV- Verhaltens sowie der Möglichkeit der Implementierung eines Multispannungs- Schaltgeräts, das für einen großen Eingangsspannungsbereich geeignet ist. Weitere Vorteile sind darin zu sehen, dass die Spulentypen des elektromagnetischen Antriebs eines Schaltgeräts reduziert werden können, da nicht mehr für jeden Eingangsspannungsbereich eine eigene Spule verwendet muss, sondern eine Spule für mehrere Eingangsspannungsvarianten verwendet werden kann, die Anzahl der Bauteile reduziert werden kann, und ein kompakterer Aufbau ermöglicht wird, der zu kleineren Luft- und Kriechstrecken und damit einem verbesserten EMV-Verhalten führt sowie einen geringeren Platzbedarf aufweist. The main advantages of the present invention consist in a simplification of the circuit of the control device and the associated robustness, a possible minimization of the circuit variants, an improvement of the EMC behavior as well as the possibility of implementing a multi-voltage switching device, for a large input voltage range suitable is. Further advantages are the fact that the coil types of the electromagnetic drive of a switching device can be reduced, since no longer a separate coil must be used for each input voltage range, but a coil can be used for several input voltage variants, the number of components can be reduced, and a more compact design is made possible, which leads to smaller clearances and creepage distances and thus improved EMC behavior and has a smaller footprint.

Claims

Ansprüche claims
1. Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts aufweisend 1. Control device for an electromagnetic drive of a switching device comprising
• ein Netzteil (10) zum Erzeugen einer Anzug- und einer Halte-Gleichspannung für den elektromagnetischen Antrieb (12) des Schaltgeräts abhängig einem Steuersignal (14) und • A power supply (10) for generating a tightening and a holding DC voltage for the electromagnetic drive (12) of the switching device in response to a control signal (14) and
• eine Steuereinheit (16) zum Erzeugen des Steuersignals (14), die ausgebildet ist, ein zweites Steuersignal (15) zum Ansteuern eines Schalters (18) zum Zuschalten oder Trennen des Antriebs (12) von der vom Netzteil (10) erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass A control unit (16) for generating the control signal (14) which is designed to generate a second control signal (15) for activating a switch (18) for connecting or disconnecting the drive (12) from the tightening action generated by the power unit (10). or to generate holding DC voltage, characterized in that
• das Netzteil (10) ein Schaltnetzteil ist, das für einen • the power supply (10) is a switched mode power supply that is suitable for a
Eingangsspannungsbereich ausgelegt ist, der an den  Input voltage range is designed to be connected to the
Betriebsspannungsbereich des Schaltgeräts angepasst ist, wobei der  Operating voltage range of the switching device is adjusted, the
Eingangsspannungsbereich etwa 48 Volt bis etwa 240 Volt, etwa 110 Volt bis etwa 240 Volt oder etwa 24 Volt bis etwa 240 Volt beträgt, und  Input voltage range is about 48 volts to about 240 volts, about 110 volts to about 240 volts or about 24 volts to about 240 volts, and
• die Steuereinheit (16) ausgebildet ist, das zweite Steuersignal (15) abhängig von einer aus einer Eingangsspannung der Steuervorrichtung abgeleiteten Messspannung (20) zu erzeugen.. • the control unit (16) is designed to generate the second control signal (15) as a function of a measuring voltage (20) derived from an input voltage of the control device.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) ausgebildet ist, das Steuersignal (14) derart zu erzeugen, dass das Netzteil (10) bei Erfüllen von mindestens einer Anzugbedingung eine Anzug-Gleichspannung für den Antrieb (12) und bei Erfüllen von mindestens einer Haltebedingung eine Halte-Gleichspannung für den Antrieb (12) erzeugt. 2. Control device according to claim 1, characterized in that the control unit (16) is designed to generate the control signal (14) such that the power supply unit (10) satisfies at least one tightening condition a DC voltage for the drive (12). and generates a holding DC voltage for the drive (12) when fulfilling at least one holding condition.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anzugbedingung das Erreichen einer Mindest- Eingangsspannung und/oder einer Mindest-Ausgangs-Gleichspannung des Netzteils umfasst, und die mindestens eine Haltebedingung den Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach Erfüllen der mindestens einen Anzugbedingung umfasst. 3. Control device according to claim 2, characterized in that the at least one tightening condition comprises reaching a minimum input voltage and / or a minimum output DC voltage of the power supply, and the at least one holding condition the expiration of a predetermined time after fulfilling the at least one tightening condition includes.
4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) ausgebildet ist, das zweite Steuersignal (15) zum 4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (16) is formed, the second control signal (15) for
Ansteuern des Schalters (18) zum Trennen des Antriebs (12) von der vom Netzteil (10) erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung zu erzeugen, wenn die Messspannung (20) ein Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestspannung signalisiert.  Actuation of the switch (18) for separating the drive (12) from the power supply (10) generated tightening or holding DC voltage to generate when the measuring voltage (20) signals a falling below a predetermined minimum voltage.
5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnellentregungseinheit (22) zum Entregen einer Spule (12) des Antriebs vorgesehen ist, die automatisch beim Trennen der Spule von der vom Netzteil (10) erzeugten Anzug- oder Halte-Gleichspannung aktiviert wird. 5. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that a rapid de-excitation unit (22) for de-energizing a coil (12) of the drive is provided, which automatically when disconnecting the coil from the power supply (10) generated tightening or holding DC voltage is activated.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellentregung (22) eine Diode und eine Zenerdiode aufweist, die als Reihenschaltung parallel zur Spule (12) des Antriebs geschaltet sind. 6. Control device according to claim 5, characterized in that the fast degeneration (22) comprises a diode and a Zener diode, which are connected in series with the coil (12) of the drive in parallel.
7. Schaltgerät, insbesondere Schütz, mit einem Schaltantrieb, der eine Spule (12) aufweist, und einer Steuervorrichtung (10, 16, 18, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Steuern der Stromversorgung der Spule (12). 7. switching device, in particular contactor, with a switching drive having a coil (12), and a control device (10, 16, 18, 22) according to one of the preceding claims for controlling the power supply of the coil (12).
8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) der Steuervorrichtung einen Mikroprozessor oder Mikrokontroller aufweist, der durch ein in einem Speicher abgelegtes Programm konfiguriert ist, ein Steuersignal (14) zum Steuern der Erzeugung einer Anzug- und einer Halte- Gleichspannung durch das Netzteil (10) derart zu erzeugen, dass das Netzteil (10) bei Erfüllen von Anzugbedingungen eine Anzug-Gleichspannung für den Antrieb (12) und bei Erfüllen von Haltebedingungen eine Halte-Gleichspannung für den Antrieb (12) erzeugt. 8. Switching device according to claim 7, characterized in that the control unit (16) of the control device comprises a microprocessor or microcontroller, which is configured by a program stored in a memory, a control signal (14) for controlling the generation of a suit and a hold - To generate DC voltage through the power supply (10) such that the power supply (10) generates a DC voltage for the drive (12) and fulfillment of holding conditions a DC holding voltage for the drive (12) when fulfilling the tightening conditions.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018105908U1 (en) 2018-10-16 2020-01-20 WAGO Verwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung Circuit for reducing the energy consumption when driving a relay

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5539608A (en) * 1993-02-25 1996-07-23 Eaton Corporation Electronic interlock for electromagnetic contactor
DE19516995A1 (en) 1995-05-09 1996-11-14 Siemens Ag Relay switch control circuit including oscillator
US5953198A (en) * 1996-07-31 1999-09-14 Matsushita Electric Works, Ltd. Electromagnetic drive apparatus
DE10022342C2 (en) * 2000-05-08 2003-04-24 Siemens Ag Drive electronics and method for electrically controlled activation of an electromagnetic switching device
US6633478B2 (en) 2000-08-24 2003-10-14 Xerox Corporation System for controlling an electromagnetic device
US6836121B2 (en) * 2001-06-06 2004-12-28 Abb Inc. Apparatus for controlling a magnetically actuated power switching device and method of controlling the same
US6583997B1 (en) * 2002-01-30 2003-06-24 Square D Company Ultra-wide input range switching power supply for circuit protection devices
DE10227278B4 (en) * 2002-06-19 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Control circuit for an electromagnetic actuator
US6903942B2 (en) * 2003-02-12 2005-06-07 Tyco Electronics Corporation Switch mode power converter
US7245475B2 (en) * 2005-04-14 2007-07-17 Ranco Incorporated Of Delaware Wide input voltage range relay drive circuit for universal defrost timer
DE102006005267A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Yazaki Europe Ltd., Hemel Hempstead Switching device with electrical switching configuration for use in motor vehicle, has relay coils connecting to power supply unit, which provides actuating voltage for relays and controls each relay individually
US20090080133A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 General Electric Company Electronic module for ac/dc coil within an electromagnetic contactor
DE102008018260A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 Siemens Aktiengesellschaft Controller for electromechanical drive of electrical switchgear i.e. contactor, has current sensor connected with output, and energy storage i.e. capacitor, supplying current to electromechanical drive after omission of control voltage
DE102008023626B4 (en) 2008-05-15 2016-11-10 Infineon Technologies Ag Relay control for controlling an excitation current of a relay
CN201348976Y (en) 2009-01-22 2009-11-18 厦门士林电机有限公司 Drive circuit for coil of contactor
US20130009464A1 (en) 2010-03-23 2013-01-10 A123 Systems, Inc. System and Method for Controlling a Battery Pack Output Contactor
KR101546297B1 (en) 2010-10-26 2015-08-21 지멘스 악티엔게젤샤프트 Circuit for an electromagnetic switching device
DE102012221212B4 (en) * 2012-01-13 2014-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement and method for switching electromagnetic switching elements
US9050893B2 (en) * 2012-06-29 2015-06-09 Lg Chem, Ltd. Driver circuit for an electric vehicle and a diagnostic method for determining when a first voltage driver is shorted to a high voltage and a second voltage driver has a low electrical current flowing therethrough
CN103578854B (en) * 2012-08-10 2016-01-06 伊顿电气Ip两合公司 For having the control device of the switchgear of sucking coil separately and hold-in winding
EP2885804B1 (en) * 2012-09-21 2016-05-11 Siemens Aktiengesellschaft Regulated power supply assembly for use in electrical switch
AU2013372965B2 (en) * 2013-01-10 2017-12-21 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for controlling relays
US9155232B2 (en) * 2013-01-10 2015-10-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Wide input voltage range power supply circuit
US9887053B2 (en) * 2014-07-29 2018-02-06 Abl Ip Holding Llc Controlling relay actuation using load current
CN204230158U (en) * 2014-10-11 2015-03-25 江阴市嘉颖电子技术有限公司 AC/DC contactor power module
CN204375656U (en) 2015-01-04 2015-06-03 河南中云创光电科技股份有限公司 For the drive circuit of contactor
US9911561B2 (en) * 2015-11-13 2018-03-06 Target Rock Division Of Curtiss-Wright Flow Control Corporation Solenoid current control with fault detection, override, and shutdown features

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Publication number Publication date
US20180301305A1 (en) 2018-10-18
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CN108140510B (en) 2020-06-09
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