EP4567842A1 - Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs - Google Patents

Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs Download PDF

Info

Publication number
EP4567842A1
EP4567842A1 EP23214312.3A EP23214312A EP4567842A1 EP 4567842 A1 EP4567842 A1 EP 4567842A1 EP 23214312 A EP23214312 A EP 23214312A EP 4567842 A1 EP4567842 A1 EP 4567842A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
electrical energy
circuit arrangement
input
linear drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23214312.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jonny Rödiger
Ingo Wolff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murrelektronik GmbH
Original Assignee
Murrelektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murrelektronik GmbH filed Critical Murrelektronik GmbH
Priority to EP23214312.3A priority Critical patent/EP4567842A1/de
Priority to US18/967,874 priority patent/US20250182943A1/en
Publication of EP4567842A1 publication Critical patent/EP4567842A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/064—Circuit arrangements for actuating electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1811—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current demagnetising upon switching off, removing residual magnetism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F2007/062—Details of terminals or connectors for electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator
    • H01F2007/1822—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator using a capacitor to produce a boost voltage

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for actuating an electromagnetic linear actuator.
  • Electromagnetic linear actuators are used, for example, to actuate valves, relays, contactors, and the like.
  • An electromagnetic linear drive within the meaning of the invention is an electrically operated motor with a stator and an armature movably mounted on the stator such that the armature can move translationally relative to the stator, i.e., can be displaced along a mostly straight line.
  • the armature can be elastically preloaded into a rest position of the armature by means of a spring fixed in position relative to the stator. In the rest position, the armature is usually arranged partially outside the stator or next to the stator with respect to a direction of movement of the stator.
  • a maximum length of the translational movement between the rest position and a working position of the armature is referred to as a stroke of the electromagnetic linear drive.
  • the stator and the armature can each comprise electromagnets or a soft magnetic, particularly ferromagnetic, material.
  • Each electromagnet typically comprises an electrical coil with self-inductance.
  • the electrical coil comprises an electrical conductor, for example, a copper wire wound in a plurality of turns.
  • the electrical coil of the electromagnetic linear actuator can comprise a plurality of windings.
  • the electric coil When an electric current flows in the electric coil, the electric coil generates a magnetic field and magnetizes the soft magnetic core of the armature, thereby subjecting the armature to a force and accelerating it in the constant magnetic field provided by the electric coil. If the armature is elastically preloaded into the rest position by a spring, the armature is accelerated from the rest position against the elastic restoring force of the spring.
  • the electromagnetic linear actuator is operated by means of a suitable circuit arrangement.
  • the circuit arrangement connects the electromagnetic linear actuator to an electrical voltage source, which provides an electrical potential difference, referred to as the supply voltage, for operating the electromagnetic linear actuator.
  • the circuit arrangement comprises at least one electronically controllable switching element for selectively connecting and disconnecting the electromagnetic linear drive to or from the voltage source and may comprise a plurality of additional electronic components.
  • a switching element, or switch for short, is electronically controllable if it enables actuation by means of an electrical signal, and in particular, automatic actuation.
  • a normal operating cycle of an electromagnetic linear actuator can be divided into four phases: a pull-in phase until the armature leaves the rest position, a flight phase during which the armature moves from the rest position to the working position, a holding phase during which the armature remains in the working position, and a release phase during which the armature moves back to the rest position.
  • a pull-in phase until the armature leaves the rest position
  • a flight phase during which the armature moves from the rest position to the working position
  • a holding phase during which the armature remains in the working position
  • a release phase during which the armature moves back to the rest position.
  • the electromagnetic linear actuator is connected to the supply voltage of a voltage source, i.e. an electrical potential difference
  • the electric coil is electrically connected to the voltage source by closing at least one electronically controllable switching element.
  • An electric current then flowing through the electric coil generates an induced voltage by means of self-induction in the electric coil.
  • This induced voltage is polarized opposite to the supply voltage according to Lenz's law and counteracts the electric current. Due to the induced voltage, the electric current does not increase abruptly, but rather steadily.
  • the armature When the magnetic field generated by the coil reaches a minimum strength, the armature leaves the rest position, and the electromagnetic linear actuator enters the flight phase.
  • the minimum strength can be defined by the elastic restoring force of a spring.
  • the strength of the generated magnetic field continues to increase asymptotically until it reaches a maximum strength.
  • the armature finally reaches the working position. The armature, advancing toward the stator, increases the self-inductance of the electric coil.
  • the holding phase can begin, during which the armature remains in the operating position and the strength of the generated magnetic field is maintained, compensating for ohmic losses in the electrical coil.
  • the magnetic field generated by the electrical coil during the holding phase stores electrical energy.
  • a spring deflected in the holding position can store mechanical energy.
  • the electromagnetic linear drive is disconnected from the supply voltage, which initiates the final decay phase.
  • the electrical coil provides an induction voltage that is polarized opposite to the supply voltage according to Lenz's law. Due to the increased self-inductance of the electrical coil in the operating position, the induction voltage can be so high that the voltage required to disconnect the electromagnetic linear drive from the power source used electronically controllable switching element is damaged or destroyed, for example by means of an electrical breakdown or a switching spark or a switching arc.
  • the circuit arrangement can include an electronic valve that connects the terminals of the electrical coil.
  • An electronic valve is understood here and below to be an electronic component that usually includes at least one pn junction and can prevent current flow through the electronic component in a voltage-dependent manner.
  • diodes, bidirectional diodes, and varistors are electronic valves within the meaning of the invention.
  • a bidirectional diode is also referred to as a DIAC (diode for alternating current).
  • a diode consists of exactly two oppositely doped semiconductor regions, known as a pn junction.
  • the pn junction allows current to flow in a forward direction above a so-called threshold voltage and prevents current flow in a reverse direction opposite to the forward direction below a so-called breakdown voltage.
  • a varistor is a voltage-dependent resistor that prevents current flow in any direction below a so-called varistor voltage and allows it above the varistor voltage.
  • a diode as an electronic valve is arranged in the reverse direction with respect to the supply voltage and only provides a short circuit to the electrical coil for an electrical current flowing against the supply voltage. Due to the self-induction of the electrical coil, the electrical current flowing through the electronic valve does not decrease abruptly, but rather steadily and exponentially. The energy stored in the electromagnetic linear actuator is thus essentially transformed into ohmic heat loss by the electrical coil and remains unused.
  • the magnetic field generated by the electric coil does not decrease abruptly, but rather steadily and exponentially.
  • the return of the armature from the working position to the rest position, and thus the subsequent activation of the circuit arrangement for actuating an electromagnetic linear actuator is delayed.
  • the ohmic heat loss generated during each cycle of the electromagnetic linear actuator can impede a rapid cycle sequence.
  • the supply input and the ground input form in particular an input side of the circuit arrangement for connecting the DC voltage source.
  • the load output and the ground output form in particular an output side of the circuit arrangement for connecting the electromagnetic linear drive.
  • the supply input, the ground input, the load output and the ground output serve to define the circuit arrangement and can be physically designed as connection contacts. However, it is also conceivable that these are merely imaginary points in the respective lines.
  • the first switching element and the second switching element enable the outputs of the circuit arrangement to be separated from the inputs of the circuit arrangement.
  • the switching elements allow the electromagnetic linear drive to be completely disconnected from the DC voltage source.
  • the control unit is configured to operate the first electronically controllable switching element and the second electronically controllable switching element synchronously, i.e., to open and close them simultaneously.
  • the circuit arrangement according to the invention comprises a first electronic valve connecting the load output to the ground input and a second electronic valve connecting the ground output to an input side of the first switching element, which each provide electrical connections from the second pole of the electromagnetic linear drive to the ground input and from the first pole of the electromagnetic linear drive to the input side of the first switching element in order to conduct an induction current induced in the electromagnetic linear drive after opening of the electronically controllable switching elements.
  • the first electronic The valve and the second electronic valve are designed, for example, as diodes or varistors and are configured and arranged to block a current provided by the DC voltage source—in short, the supply current.
  • the electronic valves do not generate a short circuit when the electronically controllable switching elements are closed, i.e., during the pull-in phase, the flight phase, and the holding phase of the electromagnetic linear drive.
  • the supply current flows, in particular, from one pole of the DC voltage source through the closed switching elements and the electromagnetic linear drive to the other pole.
  • the electronic valves allow the induction current to flow out of the electromagnetic linear actuator, particularly during the decay phase, thus preventing harmful overvoltage and making it possible to utilize the energy stored in the electromagnetic linear actuator, i.e. electrical energy of the magnetic field and, if applicable, mechanical energy of the spring.
  • the electronic valves connect the ground output to the supply input, and the load output to the ground input.
  • the electronically controllable switching elements are opened, the induced current flows into the DC power source.
  • the energy stored in the electromagnetic linear actuator is fed into the DC power source and is not lost as ohmic heat.
  • the circuit arrangement may comprise an electrical energy storage device connected to the ground input and the second electronic valve, which is charged by the induced induction current.
  • the electrical energy storage device is advantageously designed to be charged by the induction current, i.e., to absorb the energy stored in the electromagnetic linear drive after the holding phase and store it for later use.
  • the electrical energy storage device and the second electronic valve are connected to the supply input.
  • the DC voltage source can precharge the electrical energy storage device at least substantially to a supply voltage provided by the DC voltage source.
  • the electrical lines between the supply input and the electrical energy storage device and between the ground input and the electrical energy storage device, as well as any other electronic components through which a precharging current provided by the DC voltage source flows, can be referred to as a precharging circuit of the voltage arrangement.
  • Precharging refers to the charging of the electrical energy storage device using an electrical charging current provided by the DC voltage source.
  • the precharged energy storage device shortens the pull-in phase that begins with the closing of the electronically controllable switching elements and improves the response of the electromagnetic linear drive. In particular, heating of the circuit arrangement is prevented or at least reduced.
  • the circuit arrangement advantageously includes a third electronic valve connecting the supply input to the electrical energy storage device.
  • the third electronic valve enables a charging voltage of the electrical energy storage device that is higher than the supply voltage provided by the DC voltage source.
  • the circuit arrangement comprises a DC/DC converter with an input connected to the electrical energy storage device and an output for connecting a further electronic circuit.
  • the DC/DC converter converts an electrical voltage provided by the energy storage device into an electrical operating voltage required by the further electronic circuit. In this way, proper operation of the further electronic circuit is enabled regardless of the electrical voltage supplied by the electrical Energy storage is provided.
  • the combination of the DC/DC converter and the additional electronic circuit can be referred to as a discharge circuit of the circuit arrangement.
  • a further circuit arrangement for actuating an electromagnetic linear drive comprises a ground input for connecting a negative pole of a DC voltage source, a ground output connected to the ground input for connecting a first pole of the electromagnetic linear drive, a supply input for connecting a positive pole of the DC voltage source, a load output for connecting a second pole of the electromagnetic linear drive, a first, in particular electronically controllable, switching element for selectively disconnecting and connecting the load output from the supply input, wherein the first switching element is to be opened to disconnect the load output from the supply input, and a control unit connected to a control input of the first switching element for controlling the first switching element.
  • the circuit arrangement does not include a second electronically controllable switching element.
  • the ground output and the second pole of the electromagnetic linear drive are permanently electrically connected.
  • the electromagnetic linear drive is not potential-free, which offers advantages in terms of circuitry and/or measurement technology.
  • the circuit arrangement comprises an electrical energy store, a first electronic valve connecting the electrical energy store to the load output, which first electronic valve allows further charging of the electrical energy store with an induction current induced in the electromagnetic linear drive, and a pre-charging and discharging circuit for pre-charging and discharging the electrical energy store to a supply voltage provided by the DC voltage source, wherein the electrical energy store is connected to the electromagnetic linear drive in such a way can be connected such that, after the first switching element is opened, the induction current induced in the electromagnetic linear drive is conducted to the electrical energy storage device and further charges it.
  • the pre-charging and discharging circuit ensures that, before the first electronically controllable switching element is closed, the electrical energy storage device is pre-charged to the supply voltage using a charging current provided by the DC voltage source. Pre-charging the electrical energy storage device improves the responsiveness of the electromagnetic linear drive. By continuing to charge, the electrical energy storage device is further charged after pre-charging.
  • the pre-discharge and discharge circuit also ensures that the electrical energy storage device is discharged to the supply voltage after the first electronically controllable switching element is opened.
  • a discharge current provided by the electrical energy storage device can flow through the pre-discharge and discharge circuit into the DC voltage source. This prevents harmful overvoltage during the decay phase of the electromagnetic linear drive.
  • the energy stored in the electromagnetic linear drive is fed into the DC power source and is not lost as heat due to ohmic losses.
  • the circuit arrangement preferably comprises a plurality of electronically controllable first switching elements, load outputs, and first electronic valves.
  • the circuit arrangement can operate a plurality of electromagnetic linear drives independently of one another.
  • the second poles of the electromagnetic linear drives are connected to the ground output of the circuit arrangement and are at the same electrical potential.
  • the first pole of each electromagnetic linear drive is connected to exactly one load output.
  • the electrical energy storage device of the pre-discharge and discharge circuit is designed to absorb the stored energy of all electromagnetic linear drives during respective decay phases and to release it again during discharging in order to feed it into the DC voltage source.
  • the circuit arrangement may also comprise at least one second electronic valve which connects the ground output to the energy storage device and allows further charging of the electrical energy storage device with the induction current induced in the electromagnetic linear drive.
  • the pre-discharge and discharge circuit comprises a bidirectional charge pump that provides the electrical energy storage device, which is connected to the ground input, the ground output, and the first electronic valve connected to the load output.
  • the bidirectional charge pump is advantageously designed to transport, i.e., pump, electrical energy from the DC voltage source to the electrical energy storage device or from the electrical energy storage device to the DC voltage source. The transport preferably takes place in multiple steps and periodically.
  • the bidirectional charge pump comprises an additional electrical energy storage device for charging and discharging the electrical energy storage device.
  • the additional electrical energy storage device acts as an intermediate storage device for the electrical energy transported bidirectionally between the DC voltage source and the electrical energy storage device.
  • the pre-discharge and discharge circuit can comprise at least one third electronically controllable switching element with a control input connected to the control unit, via which the electrical energy storage device can be pre-charged or discharged to the voltage provided by the DC voltage source.
  • Each third electronically controllable switching element serves to start and end a pumping step.
  • several, in particular four, third electronically controllable switching elements can be opened and closed in pairs synchronously and alternately to start or end a pumping step.
  • the pre-discharge and discharge circuit comprises at least one coil, a second electronic valve, and/or a pre-charging resistor, via which the electrical energy storage device can be pre-charged.
  • the at least one coil can reduce ohmic losses during pumping.
  • the second electronic valve and/or the precharge resistor may belong to a precharge and discharge circuit separate from the bidirectional charge pump.
  • the precharge resistor may limit a precharge current provided by the DC voltage source.
  • the precharge and discharge circuit may comprise a plurality of precharge resistors.
  • At least one of the electrical energy storage devices is designed as a capacitor.
  • the capacitor is very well suited for storing electrical energy. Capacitors with different capacitances are available, so that the capacitor can be selected to match the electromagnetic linear drive.
  • the electrical energy storage device can comprise a plurality of capacitors, in particular in a parallel circuit.
  • Any electronically controllable switching element can be a bipolar transistor, IGBT, field-effect transistor (FET), thyristor, or relay.
  • the IGBT is a bipolar transistor with an insulated-gate electrode (insulated-gate bipolar transistor).
  • Bipolar transistors can switch higher currents than conventional transistors.
  • the thyristor comprises four or more semiconductor layers with alternating doping. While in bipolar transistors electrons and holes can contribute to charge transport, in field-effect transistors either electrons or holes contribute to charge transport.
  • the respective control inputs are referred to as the base and gate, respectively.
  • the DC voltage source connected to the supply input and the ground input, into which the induced current is fed, can also be part of the circuit arrangement.
  • the DC voltage source absorbs the energy stored in the electromagnetic linear actuator during the decay phase.
  • a connector according to the invention for controlling a solenoid valve comprises a circuit arrangement according to one embodiment of the invention and an electromagnetic linear drive connected to the circuit arrangement on the output side.
  • the connector comprises a housing in which the circuit arrangement and the electromagnetic linear drive are arranged and is a compact, efficient, and reliable component that is easy to handle.
  • a linear drive according to the invention comprises a circuit arrangement according to one embodiment of the invention.
  • the linear drive comprises a housing in which the circuit arrangement is arranged and is a compact, efficient, and reliable component that has universal applicability and is particularly suitable for continuous operation.
  • a major advantage of the circuit arrangement according to the invention is that it allows electrical energy stored in an electromagnetic linear drive to be utilized. This increases the efficiency of the electromagnetic linear drive. Furthermore, the circuit arrangement according to the invention enables a rapid cycle sequence of the electromagnetic linear drive. Furthermore, the circuit arrangement according to the invention protects an electronically controllable switching element used to operate the electromagnetic linear drive from a harmful induction voltage of the electromagnetic linear drive. Furthermore, the circuit arrangement according to the invention enables the provision of an integrated connector for a valve or a compact electromagnetic linear drive.
  • Fig. 1 shows a circuit arrangement 1 according to a first embodiment of the invention for actuating an electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 1 comprises a ground input 8 for connecting a negative pole 6 of a DC voltage source 5 and a ground output 9 for connecting a first pole 4 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 1 further comprises a supply input 12 for connecting a positive pole 7 of the DC voltage source 5 and a load output 13 for connecting a second pole 3 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 1 further comprises a first, in particular electronically controllable, switching element 10 for selectively disconnecting the load output 13 from and connecting the load output 13 to the supply input 12. To disconnect the load output 13 from the supply input 12, the first switching element 10 must be opened.
  • the circuit arrangement 1 also includes a second, in particular electronically controllable, switching element 14 for selectively disconnecting the ground output 9 from and connecting the ground output 9 to the ground input 8. To disconnect the ground output 9 from the ground input 8, the second switching element 14 must be opened.
  • Each electronically controllable switching element 10, 14 is designed, for example, as a bipolar transistor, IGBT, a field-effect transistor (FET), a thyristor, or a relay.
  • the circuit arrangement 1 includes a control unit 18 for controlling the first switching element 10 and the second switching element 14.
  • the control unit 18 is connected to a control input 11 of the first switching element 10 and a control input 15 of the second switching element 14.
  • the control unit 18 can be configured to actuate the first switching element 10 and the second switching element 14 synchronously.
  • the circuit arrangement comprises a first electronic valve 16, which connects the load output 13 to the ground input 8, and a second electronic valve 17, which connects the ground output 9 to an input side of the first switching element 10.
  • the electronic valves 16 and 17 are diodes. However, it can also be provided that the electronic valves are varistors or bidirectional diodes (DIACs).
  • the electronic valves 16, 17 each provide electrical connections from the second pole 3 of the electromagnetic linear drive 2 to the ground input 8 and from the first pole 4 of the electromagnetic linear drive 2 to the input side of the first switching element 10. The electrical connections serve to conduct an induced current induced in the electromagnetic linear drive 2 after the electronically controllable switching elements 10, 14 have opened.
  • the circuit arrangement 1 advantageously comprises an electrical energy storage device 19 connected to the ground input 8 and the second electronic valve 17, which is charged by the induced induction current.
  • the electrical energy storage device 19 and the second electronic valve 17 are preferably connected to the supply input 12.
  • the electrical energy storage device 19 can be designed as a capacitor.
  • the circuit arrangement 1 advantageously comprises a third electronic valve 20, which connects the supply input 12 to the electrical energy storage device 19.
  • the third electronic valve 20 is a diode.
  • the circuit arrangement 1 can comprise a DC/DC converter 21 with an input connected to the electrical energy storage device 19 and an output for connecting a further electronic circuit 22.
  • the further electronic circuit 22 can also belong to the circuit arrangement 1.
  • Fig. 2 shows a circuit arrangement 24 according to a second embodiment of the invention for actuating an electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 24 comprises a ground input 8 for connecting a negative pole 6 of a DC voltage source 5 and a ground output 9 connected to the ground input 8 for connecting a first pole 4 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 24 comprises a supply input 12 for connecting a positive pole 7 of the DC voltage source 5 and a load output 13 for connecting a second pole 3 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 24 also includes a first, in particular electronically controllable, switching element 10 for selectively disconnecting and connecting the load output 13 from the supply input 12. To disconnect the load output 13 from the supply input 12, the first electronically controllable switching element 10 must be opened.
  • the first electronically controllable switching element 10 can be a bipolar transistor, IGBT, a field effect transistor (FET), a thyristor, or a relay.
  • the circuit arrangement 24 comprises, in contrast to the Fig. 1 shown circuit arrangement 1 does not have a second electronically controllable switching element, ie the ground output 9 is electrically inseparably connected to the ground input 8.
  • the circuit arrangement 24 further comprises a control unit 18 for controlling the first switching element 10, which is connected to a control input (not shown) of the first switching element 10.
  • the circuit arrangement 24 comprises an electrical energy storage device 19, a first electronic valve 16 connecting the electrical energy storage device 19 to the load output 13, which allows further charging of the electrical energy storage device 19 with an induction current induced in the electromagnetic linear drive 2, and a precharging and discharging circuit 25 for precharging and discharging the electrical energy storage device 19 to a supply voltage provided by the DC voltage source 5.
  • the electrical energy storage device 19 can be designed as a capacitor.
  • the electrical energy storage device 19 is connected to the electromagnetic linear drive 2 in such a way that, after opening of the first switching element, the induction current induced in the electromagnetic linear drive is conducted to the electrical energy storage device 19 and charges it further, in particular above the level of the supply voltage.
  • the pre-charging and discharging circuit 25 ideally comprises at least a second electronic valve 17.
  • the second electronic valve 17 connects the ground output 9 to the electrical energy storage device 19 and allows further charging of the electrical energy storage device 19 with the induction current induced in the electromagnetic linear drive 2.
  • the pre-charging and discharging circuit 25 can further comprise pre-charging resistors 33, via which the electrical energy storage device 19 can be pre-charged, and a third electronically controllable switching element 34, via which the electrical energy storage device 19 can be discharged to the voltage provided by the DC voltage source 5.
  • the third electronically controllable switching element 34 comprises a thyristor. A cathode of the thyristor is connected, on the one hand, via the first electronic valve 16 to the load output 13 and, on the other hand, via a pre-charging resistor 33 to the ground input 8 and the ground output 9. An anode of the thyristor is connected to the ground input 8 and the ground output 9.
  • a control input (gate) of the thyristor is connected, via a series resistor that sets a firing voltage of the thyristor, on the one hand, via the second electronic valve 17 to the ground input 8 and the ground output 9 and, on the other hand, via a pre-charging resistor 33 to the supply input 7.
  • Fig. 3 shows a circuit arrangement 32 according to a third embodiment of the invention for actuating an electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 32 comprises a ground input 8 for connecting a negative pole 6 of a DC voltage source 5 and a ground output 9 connected to the ground input 8 for connecting a first pole 4 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 32 comprises a supply input 12 for connecting a positive pole 7 of the DC voltage source 5 and a load output 13 for connecting a second pole 3 of the electromagnetic linear drive 2.
  • the circuit arrangement 32 also includes a first, in particular electronically controllable, switching element 10 for selectively disconnecting and connecting the load output 13 from the supply input 12. To disconnect the load output 13 from the supply input 12, the first switching element 10 must be opened. To connect a plurality of electromagnetic linear drives 2, the circuit arrangement a corresponding plurality of load outputs 13, electronically controllable first switching elements 10 and first electronic valves 16.
  • the circuit arrangement 32 further comprises a control unit 18 for controlling the first switching element 10, which is connected to a control input (not shown) of the first switching element 10.
  • the circuit arrangement 24 comprises an electrical energy storage device 19, a first electronic valve 16 connecting the electrical energy storage device 19 to the load output 13, which allows further charging of the electrical energy storage device 19 with an induction current induced in the electromagnetic linear drive 2, and a precharging and discharging circuit 25 for precharging and discharging the electrical energy storage device 19 to a supply voltage provided by the DC voltage source 5.
  • the electrical energy storage device 19 can be designed as a capacitor.
  • the pre-discharge and discharge circuit 25 may comprise a bidirectional charge pump that provides the electrical energy storage 19.
  • the electrical energy storage 19 is connected to the ground input 8, the ground output 9, and the first electronic valve 16 connected to the load output 13.
  • the electrical energy storage device 19 is connected to the electromagnetic linear drive 2 in such a way that, after the first switching element 10 is opened, the induction current induced in the electromagnetic linear drive 2 is conducted to the electrical energy storage device 19 and further charges it.
  • the bidirectional charge pump can comprise a further electrical energy storage device 26 for charging and discharging the electrical energy storage device 19.
  • the further electrical energy storage device 26 can be designed as a capacitor.
  • the bidirectional charge pump advantageously comprises at least one third electronically controllable switching element, here four electronically controllable switching elements 27, 28, 29, 30, each with a control input (not shown) connected to the control unit 18, via which the electrical energy storage device 19 can be precharged, in particular, to the supply voltage provided by the DC voltage source 5, or discharged to the voltage provided by the DC voltage source 5.
  • Each electronically controllable switching element 10, 14, 27, 28, 29, 30 is designed, for example, as a bipolar transistor, IGBT, a field-effect transistor (FET), a thyristor, or a relay.
  • the pre-discharge and discharge circuit 25 can comprise at least one coil 31.
  • the coil 31 serves to minimize energy losses.
  • the coil 31 allows energy to be temporarily stored in the magnetic field of the coil 31 and then passed on to the energy storage device 19 and/or to the additional energy storage device 26. This can prevent energy from being lost in the form of heat.
  • the coil 31 is electrically arranged between the DC voltage source 5 and the energy storage device 19.
  • the coil 31 is electrically arranged between the energy storage device 19 and the additional energy storage device 26.
  • the further electrical energy storage device 26 is electrically connected to the positive pole 7, in particular to the supply input 12, via the first further electronically controllable switching element 27.
  • the negative pole 6, in particular the ground input 8 is electrically connected to the further energy storage device 26 via the second further electronically controllable switching element 28.
  • the third further electronically controllable switching element 29 is electrically arranged between the electrical energy storage device 19 and the further electrical energy storage device 26, in particular the coil 31.
  • the fourth further electronically controllable switching element 30 connects the electrical connection between the electrical energy store 19 and the further electrical energy store 26, in particular between the further electrical energy store 26 and the coil 31, electrically connected to the negative pole 6, in particular to the ground output 8.
  • the further electrical energy store 26 is electrically arranged between the electrical energy store 19 and the negative pole 6, in particular to the ground input 8.
  • the electrical energy store 19 and the further electrical energy store 26 are electrically connectable via the second further electronically controllable switching element 28.
  • the first further electronically controllable switching element 27 is bridged by an electronic valve which, in the conventional current direction, allows current to flow from the further electrical energy storage device 26 to the positive pole 7, in particular to the supply input 12, and blocks it in the opposite direction.
  • the second further electronically controllable switching element 28 is bridged by an electronic valve which, in the conventional current direction, allows current to flow from the electrical energy storage device 19 to the further electrical energy storage device 26 and blocks it in the opposite direction.
  • the third further electronically controllable switching element 29 is bridged by an electronic valve which, in the conventional current direction, allows current to flow from the electrical energy storage device 19 to the further electrical energy storage device 26 and blocks it in the opposite direction.
  • the fourth further electronically controllable switching element 30 is bridged by an electronic valve which allows current flow from the further electrical energy storage device 26 to the negative pole 6, in particular to the ground input 8, in the conventional current direction and blocks it in the opposite direction.
  • the additional electrical energy storage device 26 is first charged.
  • the first additional electronically controllable switching element is closed so that charge can flow through and the additional electrical energy storage device 26 can be charged.
  • the fourth additional electronically controllable switching element 30 is open and is connected to the associated electronic valve is bridged.
  • One side of the further electrical energy store 26, which in the exemplary embodiment is designed as a capacitor is then electrically connected to the positive pole 7, in particular to the supply input 12, via the first further electronically controllable switching element 27.
  • the other side of the further electrical energy store 26, which in the exemplary embodiment is designed as a capacitor is then electrically connected to the negative pole 6, in particular to the ground input 8, via the electronic valve assigned to the fourth further electronically controllable switching element 30.
  • the second further electronically controllable switching element 28 and the third further electronically controllable switching element 29 are open in this first charging step of the pre-discharging and discharging circuit 25.
  • the first additional electronically controllable switching element 27 is opened.
  • the additional energy storage device 26 which is charged in particular to the supply voltage, is electrically connected to the negative pole 6, in particular to the ground input 8, by which the switching element is closed.
  • the electrical energy storage device 19 is charged.
  • the electrical energy storage device 19 is connected to the additional electrical energy storage device 26 via the electronic valve assigned to the third additional electronically controllable switching element 29.
  • the third additional electronically controllable switching element 29 is open.
  • the electrical energy storage device 19 is charged to a negative potential.
  • the two charging steps can be repeated several times, so that the negative potential of the electrical energy storage device 19 can be greater in magnitude than the supply voltage. This process of charging the electrical energy storage device 19 is also referred to as charge pumping.
  • the first further electronically controllable switching element 27, the second further electronically controllable switching element 28 and the fourth further electronically controllable switching element 30 are opened.
  • the third further electronically controllable switching element 29 is closed.
  • the second further electronically controllable switching element 28 is bridged by the associated electronic valve, so that in the first discharge step, regardless of the position of the second further electronically controllable switching element 28, current can flow in the conventional current direction from the further electrical energy store 26 to the electrical energy store 19.
  • the further electrical energy store 26 is charged. If the voltage of the first electrical energy store 19 is higher or was higher before the first discharge step, the further energy store 26 is thereby charged to a voltage that is higher than the supply voltage.
  • the additional electrical energy storage device 26 can be discharged toward the supply voltage.
  • the fourth additional electronically controllable switching element 30 is closed. All other switching elements 27, 28, and 29 are open. The current flows in the conventional current direction through the electronic valve associated with the first additional electronically controllable switching element 27.
  • the electrical energy storage device 19 can be charged and discharged by the pre-charging and discharging circuit 25.
  • the electrical energy storage device 19 pre-charged by the pre-charging and discharging circuit 25 can be further charged with an induction current induced in the electromagnetic linear drive 2.
  • each circuit arrangement according to the invention in particular each circuit arrangement 1, 14, 32 described above, can comprise the DC voltage source 5 connected to the supply input 12 and the ground input 8, into which the induced induction current is fed.
  • an inventive Circuit arrangement 1, 14, 32 belongs to an electromagnetic linear drive 2 or to a connector for controlling a solenoid valve, wherein the connector comprises, in addition to the circuit arrangement 1, 14, 32, an electromagnetic linear drive 2 connected to the circuit arrangement on the output side.
  • the circuit arrangement 1, 14, 32 can be arranged in a housing of the connector or the solenoid valve.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (1) zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs (2), umfassend einen Masseeingang (8) zum Anschließen eines Minuspols (6) einer Gleichspannungsquelle (5), einen Masseausgang (9) zum Anschließen eines ersten Pols (4) des elektromagnetischen Linearantriebs (2), einen Versorgungseingang (12) zum Anschließen eines Pluspols (7) der Gleichspannungsquelle (5), einen Lastausgang (13) zum Anschließen eines zweiten Pols (3) des elektromagnetischen Linearantriebs (2), ein erstes Schaltglied (10) zum wahlweisen Trennen des Lastausgangs (13) von und Verbinden des Lastausgangs (13) mit dem Versorgungseingang (12), ein zweites Schaltglied (14) zum wahlweisen Trennen des Masseausgangs (9) von und Verbinden des Masseausgangs (9) mit dem Masseeingang (8) und eine mit einem Steuereingang (11) des ersten Schaltglieds (10) und einem Steuereingang (15) des zweiten Schaltglieds (14) verbundene Steuereinheit (18) zum Steuern des ersten Schaltglieds (10) und des zweiten Schaltglieds (14). Der Lastausgang (13) ist mit dem Masseeingang (8) durch ein erstes elektronisches Ventil (16) und der Masseausgang (9) mit einer Eingangsseite des ersten Schaltglieds (10) durch ein zweites elektronisches Ventil (17) verbunden, die jeweils elektrische Verbindungen bereitstellen, um nach einem Öffnen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder (10, 14) einen in dem elektromagnetischen Linearantrieb (2) induzierten Induktionsstrom zu leiten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs. Elektromagnetische Linearantriebe werden beispielsweise zum Betätigen von Ventilen, Relais, Schützen und dergleichen verwendet.
  • Ein elektromagnetischer Linearantrieb im Sinne der Erfindung ist ein elektrisch betriebener Motor mit einem Stator und einem an dem Stator derart beweglich gelagerten Anker, dass sich der Anker relativ zu dem Stator translatorisch bewegen kann, d.h. entlang einer zumeist geraden Linie verschieben kann. Der Anker kann mittels einer relativ zu dem Stator ortsfest fixierten Feder elastisch in eine Ruhestellung des Ankers vorgespannt sein. In der Ruhestellung ist der Anker gewöhnlich teilweise außerhalb des Stators oder bezogen auf eine Bewegungsrichtung des Stators neben dem Stator angeordnet. Eine maximale Streckenlänge der translatorischen Bewegung zwischen der Ruhestellung und einer Arbeitsstellung des Ankers wird als ein Hub des elektromagnetischen Linearantriebs bezeichnet.
  • Der Stator und der Anker können jeweils Elektromagnete bzw. ein weichmagnetisches, insbesondere ferromagnetisches Material umfassen. Jeder Elektromagnet umfasst in der Regel eine elektrische Spule mit einer Selbstinduktivität. Die elektrische Spule umfasst eine elektrische Leitung, beispielsweise einen Kupferdraht, der in einer Mehrzahl von Windungen gewickelt ist. Die elektrische Spule des elektromagnetischen Linearantriebs kann eine Mehrzahl von Wicklungen umfassen.
  • Wenn in der elektrischen Spule ein elektrischer Strom fließt, erzeugt die elektrische Spule ein Magnetfeld und magnetisiert den weichmagnetischen Kern des Ankers, wodurch der Anker in dem von der elektrischen Spule bereitgestellten, insbesondere konstanten Magnetfeld mit einer Kraft beaufschlagt und beschleunigt wird. Wenn der Anker durch eine Feder elastisch in die Ruhestellung vorgespannt ist, wird der Anker aus der Ruhestellung gegen eine elastische Rückstellkraft der Feder beschleunigt.
  • Der elektromagnetische Linearantrieb wird mittels einer geeigneten Schaltungsanordnung betrieben. Die Schaltungsanordnung verbindet den elektromagnetischen Linearantrieb mit einer elektrischen Spannungsquelle, die eine als Versorgungsspannung bezeichnete elektrische Potentialdifferenz zum Betreiben des elektromagnetischen Linearantriebs bereitstellt.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst zumindest ein elektronisch steuerbares Schaltglied zum wahlweisen Verbinden und Trennen des elektromagnetischen Linearantriebs mit bzw. von der Spannungsquelle und kann eine Mehrzahl von weiteren elektronischen Bauteilen umfassen. Ein Schaltglied, kurz ein Schalter, ist elektronisch steuerbar, wenn es ein Betätigen mittels eines elektrischen Signals und insbesondere ein automatisches Betätigen ermöglicht.
  • Ein bestimmungsgemäßer Betriebszyklus des elektromagnetischen Linearantriebs lässt sich in vier Phasen unterteilen: eine Anzugphase, bis der Anker die Ruhestellung verlässt, eine Flugphase, während derer sich der Anker aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bewegt, eine Haltephase, während derer der Anker in der Arbeitsstellung verharrt, und eine Abfallphase, während derer sich der Anker zurück in die Ruhestellung bewegt. Während eines bestimmungsgemäßen Betriebs folgen üblicherweise mehrere Betriebszyklen aufeinander.
  • Zum Einleiten der Anzugphase wird der elektromagnetische Linearantrieb mit der Versorgungsspannung einer Spannungsquelle, d.h. einer elektrischen Potentialdifferenz, beaufschlagt, indem die elektrische Spule durch Schließen des zumindest einen elektronisch steuerbaren Schaltglieds mit der Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden wird. Ein danach durch die elektrische Spule fließender elektrischer Strom stellt mittels einer Selbstinduktion der elektrischen Spule eine Induktionsspannung bereit, die entsprechend der Lenzschen Regel entgegengesetzt zu der Versorgungsspannung polarisiert ist und dem elektrischen Strom entgegenwirkt. Infolge der Induktionsspannung nimmt der elektrische Strom nicht sprunghaft zu, sondern stetig zu.
  • Wenn das von der Spule erzeugte Magnetfeld eine Mindeststärke erreicht, verlässt der Anker die Ruhestellung, und der elektromagnetische Linearantrieb geht in die Flugphase über. Die Mindeststärke kann durch eine elastische Rückstellkraft einer Feder definiert sein. Während der Flugphase nimmt die Stärke des erzeugten Magnetfelds asymptotisch bis zu einer Maximalstärke weiter zu. Der Anker erreicht schließlich die Arbeitsstellung. Der in Richtung des Stators vorrückende Anker erhöht die Selbstinduktivität der elektrischen Spule.
  • Mit dem Erreichen der Arbeitsstellung kann die Haltephase beginnen, während derer der Anker in der Arbeitsstellung verbleibt und die Stärke des erzeugten Magnetfelds unter Kompensation von ohmschen Verlusten in der elektrischen Spule aufrechterhalten wird. Das von der elektrischen Spule in der Haltephase erzeugte Magnetfeld speichert eine elektrische Energie. Zusätzlich kann eine in der Haltestellung ausgelenkte Feder eine mechanische Energie speichern.
  • Durch ein Öffnen des zumindest einen elektronisch steuerbaren Schaltglieds wird der elektromagnetische Linearantriebs von der Versorgungsspannung getrennt, was die abschließende Abfallphase einleitet. Mittels der Selbstinduktion stellt die elektrische Spule eine Induktionsspannung bereit, die entsprechend der Lenzschen Regel entgegengesetzt zu der Versorgungsspannung polarisiert ist. Infolge der in der Arbeitsstellung erhöhten Selbstinduktivität der elektrischen Spule kann die Induktionsspannung derart hoch sein, dass das zum Trennen des elektromagnetischen Linearantriebs von der Stromquelle verwendete elektronisch steuerbare Schaltglied beschädigt oder zerstört wird, beispielsweise mittels eines elektrischen Durchbruchs oder eines Schaltfunkens bzw. eines Schaltlichtbogens.
  • Um die Höhe der Induktionsspannung zu begrenzen, kann die Schaltungsanordnung ein elektronisches Ventil umfassen, das die Anschlüsse der elektrischen Spule verbindet. Unter einem elektronischen Ventil wird hier und nachfolgend ein elektronisches Bauteil verstanden, das gewöhnlich zumindest einen pn-Übergang umfasst und einen Stromfluss durch das elektronische Bauteil spannungsabhängig verhindern kann. Beispielsweise sind Dioden, Zweirichtungs-Dioden und Varistoren elektronische Ventile im Sinne der Erfindung. Eine Zweirichtungs-Diode wird auch als DIAC bezeichnet (Diode for alternating current).
  • Eine Diode umfasst genau zwei entgegengesetzt dotierte Halbleiterbereiche, die als pn-Übergang bezeichnet werden. Der pn-Übergang erlaubt in einer Durchlassrichtung oberhalb einer sogenannten Schleusenspannung einen Stromfluss und verhindert den Stromfluss in einer zu der Durchlassrichtung entgegengesetzten Sperrrichtung unterhalb einer sogenannten Durchbruchspannung. Ein Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand, der einen Stromfluss in jede Richtung unterhalb einer sogenannten Varistorspannung verhindert und oberhalb der Varistorspannung ermöglicht.
  • Eine Diode als elektronisches Ventil wird bezogen auf die Versorgungsspannung in der Sperrrichtung angeordnet und stellt ausschließlich für einen entgegen der Versorgungsspannung fließenden elektrischen Strom einen Kurzschluss der elektrischen Spule bereit. Wegen der Selbstinduktion der elektrischen Spule nimmt der durch das elektronische Ventil fließende elektrische Strom nicht sprunghaft ab, sondern stetig exponentiell ab. Die in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie wird auf diese Weise im Wesentlichen mittels der elektrischen Spule in eine ohmsche Verlustwärme transformiert und bleibt ungenutzt.
  • Wegen des nach dem Trennen des elektromagnetischen Linearantriebs von der Versorgungsspannung weiterhin fließenden elektrischen Stroms, der nachfolgend als ein induzierter Induktionsstrom bezeichnet wird, nimmt auch das von der elektrischen Spule erzeugte Magnetfeld nicht sprunghaft ab, sondern stetig exponentiell ab. Infolgedessen werden eine Rückkehr des Ankers aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung und damit eine folgende Anzug Schaltungsanordnung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs verzögert. Abgesehen davon kann die bei jedem Zyklus des elektromagnetischen Linearantriebs erzeugte ohmsche Verlustwärme einer schnellen Zyklenfolge entgegenstehen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung für einen elektromagnetischen Linearantrieb bereitzustellen, die ein Nutzen einer in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherten elektrischen Energie in einer Abfallphase des elektromagnetischen Linearantriebs und eine schnelle Zyklenfolge des elektromagnetischen Linearantriebs ermöglicht und ein zum Betreiben des elektromagnetischen Linearantriebs genutztes elektronisch steuerbares Schaltglied vor einer schädlichen Induktionsspannung des elektromagnetischen Linearantriebs schützt. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, einen Steckverbinder und einen elektromagnetischen Linearantrieb bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch Schaltungsanordnungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs umfasst einen Masseeingang zum Anschließen eines Minuspols einer Gleichspannungsquelle, einen Masseausgang zum Anschließen eines ersten Pols des elektromagnetischen Linearantriebs, einen Versorgungseingang zum Anschließen eines Pluspols der Gleichspannungsquelle, einen Lastausgang zum Anschließen eines zweiten Pols des elektromagnetischen Linearantriebs, ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied zum wahlweisen Trennen des Lastausgangs von und Verbinden des Lastausgangs mit dem Versorgungseingang, wobei das erste Schaltglied zum Trennen des Lastausgangs von dem Versorgungseingang zu öffnen ist, ein zweites, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied, zum wahlweisen Trennen des Masseausgangs von und Verbinden des Masseausgangs mit dem Masseeingang, wobei das zweite Schaltglied zum Trennen des Masseausgangs von dem Masseeingang zu öffnen ist, und eine mit einem Steuereingang des ersten Schaltglieds und einem Steuereingang des zweiten Schaltglieds verbundene Steuereinheit zum Steuern des ersten Schaltglieds und des zweiten Schaltglieds. Der Versorgungseingang und der Masseeingang bilden insbesondere eine Eingangsseite der Schaltungsanordnung zum Anschließen der Gleichspannungsquelle. Der Lastausgang und der Masseausgang bilden insbesondere eine Ausgangsseite der Schaltungsanordnung zum Anschließen des elektromagnetischen Linearantriebs. Der Versorgungseingang, der Masseeingang, der Lastausgang und der Masseausgang dienen der Definition der Schaltungsanordnung und können physisch als Anschlusskontakte ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass es sich hierbei lediglich um gedachte Stellen in den jeweiligen Leitungen handelt.
  • Das erste Schaltglied und das zweite Schaltglied ermöglichen ein Trennen der Ausgänge der Schaltungsanordnung von den Eingängen der Schaltungsanordnung. Mittels der Schaltglieder kann der elektromagnetische Linearantrieb vollständig von der Gleichspannungsquelle getrennt werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, das erste elektronisch steuerbare Schaltglied und das zweite elektronisch Schaltglied synchron zu betätigen, d.h. gleichzeitig zu öffnen und zu schließen.
  • Ferner umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein den Lastausgang mit dem Masseeingang verbindendes erstes elektronisches Ventil und ein den Masseausgang mit einer Eingangsseite des ersten Schaltglieds verbindendes zweites elektronisches Ventil, die jeweils elektrische Verbindungen von dem zweiten Pol des elektromagnetischen Linearantriebs zu dem Masseeingang und von dem ersten Pol des elektromagnetischen Linearantriebs zu der Eingangsseite des ersten Schaltglieds bereitstellen, um nach einem Öffnen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder einen in dem elektromagnetischen Linearantrieb induzierten Induktionsstrom zu leiten. Das erste elektronische Ventil und das zweite elektronische Ventil sind beispielsweise als Dioden oder Varistoren ausgebildet und derart ausgelegt und angeordnet, dass sie einen von der Gleichspannungsquelle bereitgestellten Strom, kurz Versorgungsstrom, sperren. Mit anderen Worten erzeugen die elektronischen Ventile keinen Kurzschluss, wenn die elektronisch steuerbaren Schaltglieder geschlossen sind, d.h. während der Anzugphase, der Flugphase und der Haltephase des elektromagnetischen Linearantriebs. Der Versorgungsstrom fließt insbesondere von einem Pol der Gleichspannungsquelle durch die geschlossenen Schaltglieder und den elektromagnetischen Linearantrieb zu dem anderen Pol.
  • Die elektronischen Ventile ermöglichen insbesondere in der Abfallphase ein Abfließen des Induktionsstroms aus dem elektromagnetischen Linearantrieb, wodurch eine schädliche Überspannung verhindert und eine in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie, d.h. eine elektrische Energie des Magnetfelds und ggf. eine mechanische Energie der Feder, nutzbar werden.
  • Die elektronischen Ventile verbinden den Masseausgang mit dem Versorgungseingang sowie den Lastausgang mit dem Masseeingang. Insbesondere fließt auf diese Weise nach einem Öffnen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder der induzierte Induktionsstrom in die Gleichstromquelle. Mit anderen Worten wird die in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie in die Gleichstromquelle gespeist und geht nicht als ohmsche Verlustwärme verloren.
  • Die Schaltungsanordnung kann einen mit dem Masseeingang und dem zweiten elektronischen Ventil verbundenen elektrischen Energiespeicher umfassen, den der induzierte Induktionsstrom lädt. Der elektrische Energiespeicher ist zweckmäßig ausgebildet, durch den Induktionsstrom geladen zu werden, d.h. nach der Haltephase die in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie aufzunehmen und für eine spätere Nutzung zu speichern.
  • In einer Ausführungsform sind der elektrische Energiespeicher und das zweite elektronische Ventil mit dem Versorgungseingang verbunden. Auf diese Weise kann die Gleichspannungsquelle den elektrischen Energiespeicher zumindest im Wesentlichen auf eine von der Gleichspannungsquelle bereitgestellte Versorgungsspannung vorladen. Die elektrischen Leitungen zwischen dem Versorgungseingang und dem elektrischen Energiespeicher und zwischen dem Masseeingang und dem elektrischen Energiespeicher sowie mögliche weitere elektronische Bauteile, durch welche ein von der Gleichspannungsquelle bereitgestellter Vorladestrom fließt, können als ein Vorladestromkreis der Spannungsanordnung bezeichnet werden.
  • Unter dem Vorladen ist ein Laden des elektrischen Energiespeichers durch einen von der Gleichspannungsquelle bereitgestellten elektrischen Ladestrom zu verstehen. Der vorgeladene Energiespeicher verkürzt die mit dem Schließen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder beginnende Anzugphase und verbessert ein Ansprechverhalten des elektromagnetischen Linearantriebs. Insbesondere wird ein Erwärmen der Schaltungsanordnung verhindert oder zumindest verringert.
  • Zu der Schaltungsanordnung gehört vorteilhaft ein den Versorgungseingang mit dem elektrischen Energiespeicher verbindendes drittes elektronisches Ventil. Das dritte elektronische Ventil ermöglicht eine Ladespannung des elektrischen Energiespeichers, die größer ist als die von der Gleichspannungsquelle bereitgestellte Versorgungsspannung.
  • Günstigerweise umfasst die Schaltungsanordnung einen DC/DC-Wandler mit einem an den elektrischen Energiespeicher angeschlossenen Eingang und einem Ausgang zum Anschließen eines weiteren elektronischen Schaltkreises. Der DC/DC-Wandler wandelt eine von dem Energiespeicher bereitgestellte elektrische Spannung in eine von dem weiteren elektronischen Schaltkreis benötigte elektrische Betriebsspannung. Auf diese Weise wird ein bestimmungsgemäßer Betrieb des weiteren elektronischen Schaltkreises unabhängig von der elektrischen Spannung ermöglicht, die von dem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt wird. Die Kombination aus dem DC/DC-Wandler und dem weitere elektronischen Schaltkreis kann als ein Entladeschaltkreis der Schaltungsanordnung bezeichnet werden.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs umfasst einen Masseeingang zum Anschließen eines Minuspols einer Gleichspannungsquelle, einen mit dem Masseeingang verbundenen Masseausgang zum Anschließen eines ersten Pols des elektromagnetischen Linearantriebs, einen Versorgungseingang zum Anschließen eines Pluspols der Gleichspannungsquelle, einen Lastausgang zum Anschließen eines zweiten Pols des elektromagnetischen Linearantriebs, ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied zum wahlweisen Trennen und Verbinden des Lastausgangs von dem Versorgungseingang, wobei das erste Schaltglied zum Trennen des Lastausgangs von dem Versorgungseingang zu öffnen ist, und eine mit einem Steuereingang des ersten Schaltglieds verbundene Steuereinheit zum Steuern des ersten Schaltglieds.
  • Zu der Schaltungsanordnung gehört insbesondere kein zweites elektronisch steuerbares Schaltglied. Infolgedessen sind der Masseausgang und der zweite Pol des elektromagnetischen Linearantriebs dauerhaft elektrisch leitend verbunden. Der elektromagnetische Linearantrieb ist nicht potentialfrei, was schaltungstechnische und/oder messtechnische Vorteile bietet.
  • Bevorzugt umfasst die Schaltungsanordnung einen elektrischen Energiespeicher, ein den elektrischen Energiespeicher mit dem Lastausgang verbindendes erstes elektronisches Ventil, das ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers mit einem in dem elektromagnetischen Linearantrieb induzierten Induktionsstrom zulässt, und einen Vor- und Entladeschaltkreis zum Vorladen und Entladen des elektrischen Energiespeichers auf eine von der Gleichspannungsquelle bereitgestellte Versorgungsspannung, wobei der elektrische Energiespeicher derart mit dem elektromagnetischen Linearantrieb verbindbar ist, dass nach einem Öffnen des ersten Schaltglieds der in dem elektromagnetischen Linearantrieb induzierte Induktionsstrom zu dem elektrischen Energiespeicher geleitet wird und diesen weiter lädt. Der Vor- und Entladeschaltkreis stellt sicher, dass der elektrische Energiespeicher vor dem Schließen des ersten elektronisch steuerbaren Schaltglieds mittels eines von der Gleichspannungsquelle bereitgestellten Ladestroms auf die Versorgungsspannung vorgeladen wird. Das Vorladen des elektrischen Energiespeichers verbessert ein Ansprechverhalten des elektromagnetischen Linearantriebs. Durch das Weiterladen wird der elektrische Energiespeicher nach dem Vorladen noch weiter aufgeladen.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis stellt ferner sicher, dass der elektrische Energiespeicher nach dem Öffnen des ersten elektronisch steuerbaren Schaltglieds auf die Versorgungsspannung entladen wird. Ein von dem elektrischen Energiespeicher bereitgestellter Entladestrom kann durch den Vor- und Entladeschaltkreis in die Gleichspannungsquelle fließen. Dadurch wird in der Abfallphase des elektromagnetischen Linearantriebs eine schädliche Überspannung vermieden. Die in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie wird in die Gleichstromquelle gespeist und geht nicht als Wärme aufgrund ohmscher Verluste verloren.
  • Bevorzugt umfasst die Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von elektronisch steuerbaren ersten Schaltgliedern, Lastausgängen und ersten elektronischen Ventilen. Die Schaltungsanordnung kann eine Mehrzahl von elektromagnetischen Linearantrieben voneinander unabhängig betätigen. Die zweiten Pole der elektromagnetischen Linearantriebe sind mit dem Masseausgang der Schaltungsanordnung verbunden und liegen auf demselben elektrischen Potential. Der erste Pol jedes elektromagnetischen Linearantriebs ist allein mit genau einem Lastausgang verbunden. Der elektrische Energiespeicher des Vor- und Entladeschaltkreises ist ausgebildet, während jeweiliger Abfallphasen die gespeicherten Energien aller elektromagnetischer Linearantriebe aufzunehmen und beim Entladen wieder abzugeben, um sie in die Gleichspannungsquelle zu speisen.
  • Die Schaltungsanordnung kann auch zumindest ein zweites elektronisches Ventil umfassen, das den Masseausgang mit dem Energiespeicher verbindet und ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers mit dem in dem elektromagnetischen Linearantrieb induzierten Induktionsstrom zulässt.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Vor- und Entladeschaltkreis eine bidirektionale Ladungspumpe, die den elektrischen Energiespeicher bereitstellt, der mit dem Masseeingang, dem Masseausgang und dem mit dem Lastausgang verbundenen ersten elektronischen Ventil verbunden ist. Die bidirektionale Ladungspumpe ist vorteilhaft ausgebildet, eine elektrische Energie von der Gleichspannungsquelle in den elektrischen Energiespeicher bzw. von dem elektrischen Energiespeicher in die Gleichspannungsquelle zu transportieren, d.h. zu pumpen. Das Transportieren erfolgt dabei bevorzugt mehrschrittig und periodisch.
  • Insbesondere umfasst die bidirektionale Ladungspumpe einen weiteren elektrischen Energiespeicher zum Laden und Entladen des elektrischen Energiespeichers. Der weitere elektrische Energiespeicher fungiert als ein Zwischenspeicher für die zwischen der Gleichspannungsquelle und dem elektrischen Energiespeicher bidirektional transportierte elektrische Energie.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis kann zumindest ein drittes elektronisch steuerbares Schaltglied mit einem mit der Steuereinheit verbundenen Steuereingang umfassen, über das der elektrische Energiespeicher vorladbar oder auf die von der Gleichspannungsquelle bereitgestellte Spannung entladbar ist. Jedes dritte elektronisch steuerbare Schaltglied dient dem Starten und Beenden eines Pumpschritts. Insbesondere können mehrere, insbesondere vier, dritte elektronisch steuerbare Schaltglieder paarweise synchron und alternierend geöffnet und geschlossen werden, um eine Pumpschritt zu starten bzw. zu beenden.
  • Vorteilhaft umfasst der Vor- und Entladeschaltkreis zumindest eine Spule, ein zweites elektronisches Ventil und/oder einen Vorladewiderstand, über den der elektrische Energiespeicher vorladbar ist. Als Teil der bidirektionalen Ladungspumpe kann die zumindest eine Spule ohmsche Verluste beim Pumpen verringern.
  • Das zweite elektronische Ventil und/oder der Vorladewiderstand können zu einem von der bidirektionalen Ladungspumpe verschiedenen Vor- und Entladeschaltkreis gehören. Der Vorladewiderstand kann einen von der Gleichspannungsquelle bereitgestellten Vorladestrom begrenzen. Der Vor- und Entladeschaltkreis kann eine Mehrzahl von Vorladewiderständen umfassen.
  • Bevorzugt ist zumindest einer der elektrischen Energiespeicher, insbesondere jeder elektrische Energiespeicher als ein Kondensator ausgebildet. Der Kondensator ist zum Speichern von elektrischer Energie sehr gut geeignet. Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitäten sind verfügbar, so dass der Kondensator passend zu dem elektromagnetischen Linearantrieb gewählt werden kann. Selbstverständlich kann der elektrische Energiespeicher eine Mehrzahl von Kondensatoren, insbesondere in einer Parallelschaltung, umfassen.
  • Jedes elektronisch steuerbare Schaltglied kann als ein Bipolartransistor, IGBT, ein Feldeffekttransistor (FET), ein Thyristor, oder ein Relais ausgebildet sein. Der IGBT ist ein Bipolartransistor mit einer isolierten Gate-Elektrode (insulated-gate bipolar transistor). Bipolartransistoren können höhere Stromstärken schalten als gewöhnliche Transistoren. Der Thyristor umfasst vier oder mehr als vier Halbleiterschichten mit alternierender Dotierung. Während bei Bipolartransistoren Elektronen und Defektelektronen, d.h. Löcher, zum Ladungstransport beitragen können, tragen bei Feldeffekttransistoren entweder Elektronen oder Löcher zum Ladungstransport bei. Die jeweiligen Steuereingänge werden als Basis bzw. Gate bezeichnet.
  • Auch die an den Versorgungseingang und den Masseeingang angeschlossene Gleichspannungsquelle, in die der induzierte Induktionsstrom geleitet wird, kann zu der Schaltungsanordnung gehören. Die Gleichspannungsquelle nimmt während der Abfallphase die in dem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte Energie auf.
  • Ein erfindungsgemäßer Steckverbinder zum Steuern eines Magnetventils umfasst eine Schaltungsanordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung und einen ausgangsseitig mit der Schaltungsanordnung verbundenen elektromagnetischen Linearantrieb. Der Steckverbinder umfasst ein Gehäuse, in dem die Schaltungsanordnung und der elektromagnetische Linearantrieb angeordnet sind, und ist ein kompaktes, effizientes und zuverlässiges Bauteil, das einfach zu handhaben ist.
  • Ein erfindungsgemäßer Linearantrieb umfasst eine Schaltungsanordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Der Linearantrieb umfasst ein Gehäuse, in dem die Schaltungsanordnung angeordnet ist, und ist ein kompaktes, effizientes und zuverlässiges Bauteil, das eine universelle Verwendbarkeit aufweist und insbesondere für einen Dauerbetrieb geeignet ist.
  • Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, dass eine in einem elektromagnetischen Linearantrieb gespeicherte elektrische Energie nutzbar wird. Auf diese Weise wird eine Effizienz des elektromagnetischen Linearantriebs erhöht. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine schnelle Zyklenfolge des elektromagnetischen Linearantriebs. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein zum Betreiben des elektromagnetischen Linearantriebs genutztes elektronisch steuerbares Schaltglied vor einer schädlichen Induktionsspannung des elektromagnetischen Linearantriebs geschützt. Abgesehen davon ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein Bereitstellen eines integrierten Steckverbinders für ein Ventil oder eines kompakten elektromagnetischen Linearantriebs.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Schaltplans einer Schaltungsanordnung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Schaltplans einer Schaltungsanordnung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Schaltplans einer Schaltungsanordnung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs.
  • Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs 2. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Masseeingang 8 zum Anschließen eines Minuspols 6 einer Gleichspannungsquelle 5 und einen Masseausgang 9 zum Anschließen eines ersten Pols 4 des elektromagnetischen Linearantriebs 2. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst ferner einen Versorgungseingang 12 zum Anschließen eines Pluspols 7 der Gleichspannungsquelle 5 und einen Lastausgang 13 zum Anschließen eines zweiten Pols 3 des elektromagnetischen Linearantriebs 2.
  • Die Schaltungsanordnung 1 umfasst weiterhin ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied 10 zum wahlweisen Trennen des Lastausgangs 13 von und Verbinden des Lastausgangs 13 mit dem Versorgungseingang 12. Zum Trennen des Lastausgangs 13 von dem Versorgungseingang 12 ist das erste Schaltglied 10 zu öffnen.
  • Zu der Schaltungsanordnung 1 gehört auch ein zweites, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied 14, zum wahlweisen Trennen des Masseausgangs 9 von und Verbinden des Masseausgangs 9 mit dem Masseeingang 8. Zum Trennen des Masseausgangs 9 von dem Masseeingang 8 ist das zweite Schaltglied 14 zu öffnen. Jedes elektronisch steuerbare Schaltglied 10, 14 ist beispielsweise als ein Bipolartransistor, IGBT, ein Feldeffekttransistor (FET), ein Thyristor oder ein Relais ausgebildet.
  • Zu der Schaltungsanordnung 1 gehört eine Steuereinheit 18 zum Steuern des ersten Schaltglieds 10 und des zweiten Schaltglieds 14. Die Steuereinheit 18 ist mit einem Steuereingang 11 des ersten Schaltglieds 10 und einem Steuereingang 15 des zweiten Schaltglieds 14 verbunden. Die Steuereinheit 18 kann ausgebildet sein, das erste Schaltglied 10 und das zweite Schaltglied 14 synchron zu betätigen.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst ein erstes elektronisches Ventil 16, das den Lastausgang 13 mit dem Masseeingang 8 verbindet, und ein zweites elektronisches Ventil 17, das den Masseausgang 9 mit einer Eingangsseite des ersten Schaltglieds 10 verbindet. Im Ausführungsbeispielen sind die elektronischen Ventile 16 und 17 Dioden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die elektronischen Ventile Varistoren oder Zweirichtungs-Dioden (DIACs) sind. Die elektronischen Ventile 16, 17 stellen jeweils elektrische Verbindungen von dem zweiten Pol 3 des elektromagnetischen Linearantriebs 2 zu dem Masseeingang 8 und von dem ersten Pol 4 des elektromagnetischen Linearantriebs 2 zu der Eingangsseite des ersten Schaltglieds 10 bereit. Die elektrischen Verbindungen dienen dazu, nach einem Öffnen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder 10, 14 einen in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierten Induktionsstrom zu leiten.
  • Die Schaltungsanordnung 1 umfasst vorteilhaft einen mit dem Masseeingang 8 und dem zweiten elektronischen Ventil 17 verbundenen elektrischen Energiespeicher 19, den der induzierte Induktionsstrom lädt. Der elektrische Energiespeicher 19 und das zweite elektronische Ventil 17 sind bevorzugt mit dem Versorgungseingang 12 verbunden.
  • Der elektrische Energiespeicher 19 kann als ein Kondensator ausgebildet sein. In diesem Fall umfasst die Schaltungsanordnung 1 vorteilhaft ein drittes elektronisches Ventil 20, das den Versorgungseingang 12 mit dem elektrischen Energiespeicher 19 verbindet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das dritte elektronische Ventil 20 eine Diode.
  • Zusätzlich zu dem elektrischen Energiespeicher 19 kann die Schaltungsanordnung 1 einen DC/DC-Wandler 21 mit einem an den elektrischen Energiespeicher 19 angeschlossenen Eingang und einem Ausgang zum Anschließen eines weiteren elektronischen Schaltkreises 22. Der weitere elektronische Schaltkreis 22 kann ebenfalls zu der Schaltungsanordnung 1 gehören.
  • Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung 24 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs 2. Die Schaltungsanordnung 24 umfasst einen Masseeingang 8 zum Anschließen eines Minuspols 6 einer Gleichspannungsquelle 5 und einen mit dem Masseeingang 8 verbundenen Masseausgang 9 zum Anschließen eines ersten Pols 4 des elektromagnetischen Linearantriebs 2.
  • Ferner umfasst die Schaltungsanordnung 24 einen Versorgungseingang 12 zum Anschließen eines Pluspols 7 der Gleichspannungsquelle 5 und einen Lastausgang 13 zum Anschließen eines zweiten Pols 3 des elektromagnetischen Linearantriebs 2.
  • Zu der Schaltungsanordnung 24 gehört auch ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied 10 zum wahlweisen Trennen und Verbinden des Lastausgangs 13 von dem Versorgungseingang 12. Zum Trennen des Lastausgangs 13 von dem Versorgungseingang 12 ist das erste elektronisch steuerbare Schaltglied 10 zu öffnen. Das erste elektronisch steuerbare Schaltglied 10 kann als ein Bipolartransistor, IGBT, ein Feldeffekttransistor (FET), ein Thyristor, oder ein Relais ausgebildet sein. Die Schaltungsanordnung 24 umfasst im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung 1 kein zweites elektronisch steuerbares Schaltglied, d.h. der Masseausgang 9 ist elektrisch untrennbar mit dem Masseeingang 8 verbunden.
  • Die Schaltungsanordnung 24 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 18 zum Steuern des ersten Schaltglieds 10, die mit einem (nicht dargestellten) Steuereingang des ersten Schaltglieds 10 verbunden ist.
  • Die Schaltungsanordnung 24 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 19, ein den elektrischen Energiespeicher 19 mit dem Lastausgang 13 verbindendes erstes elektronisches Ventil 16, das ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers 19 mit einem in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierten Induktionsstrom zulässt, und einen Vor- und Entladeschaltkreis 25 zum Vorladen und Entladen des elektrischen Energiespeichers 19 auf eine von der Gleichspannungsquelle 5 bereitgestellte Versorgungsspannung. Der elektrische Energiespeicher 19 kann als ein Kondensator ausgebildet sein.
  • Der elektrische Energiespeicher 19 ist derart mit dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 verbunden, dass nach einem Öffnen des ersten Schaltglieds der in dem elektromagnetischen Linearantrieb induzierter Induktionsstrom zu dem elektrischen Energiespeicher 19 geleitet wird und diesen weiter, insbesondere über das Niveau der Versorgungsspannung hinaus, lädt.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis 25 umfasst idealerweise zumindest ein zweites elektronisches Ventil 17. Das zweite elektronische Ventil 17 verbindet den Masseausgang 9 mit dem elektrischen Energiespeicher 19 und lässt ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers 19 mit dem in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierten Induktionsstrom zu.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis 25 kann ferner Vorladewiderstände 33, über welche der elektrische Energiespeicher 19 vorladbar ist, und ein drittes elektronisch steuerbares Schaltglied 34, über welche der elektrische Energiespeicher 19 auf die von der Gleichspannungsquelle 5 bereitgestellte Spannung entladbar ist, umfassen. Das dritte elektronisch steuerbare Schaltglied 34 umfasst einen Thyristor. Eine Kathode des Thyristors ist einerseits über das erste elektronische Ventil 16 mit dem Lastausgang 13 und andererseits über einen Vorladewiderstand 33 mit dem Masseeingang 8 und dem Masseausgang 9 verbunden. Eine Anode des Thyristors ist mit dem Masseeingang 8 und dem Masseausgang 9 verbunden. Ein Steuereingang (Gate) des Thyristors ist über einen Vorwiderstand, der eine Zündspannung des Thyristors einstellt, einerseits über das zweite elektronische Ventil 17 mit dem Masseeingang 8 und dem Masseausgang 9 und andererseits über einen Vorladewiderstand 33 mit dem Versorgungseingang 7 verbunden.
  • Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung 32 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs 2. Die Schaltungsanordnung 32 umfasst einen Masseeingang 8 zum Anschließen eines Minuspols 6 einer Gleichspannungsquelle 5 und einen mit dem Masseeingang 8 verbundenen Masseausgang 9 zum Anschließen eines ersten Pols 4 des elektromagnetischen Linearantriebs 2.
  • Ferner umfasst die Schaltungsanordnung 32 einen Versorgungseingang 12 zum Anschließen eines Pluspols 7 der Gleichspannungsquelle 5 und einen Lastausgang 13 zum Anschließen eines zweiten Pols 3 des elektromagnetischen Linearantriebs 2.
  • Zu der Schaltungsanordnung 32 gehört auch ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied 10 zum wahlweisen Trennen und Verbinden des Lastausgangs 13 von dem Versorgungseingang 12. Zum Trennen des Lastausgangs 13 von dem Versorgungseingang 12 ist das erste Schaltglied 10 zu öffnen. Zum Anschließen einer Mehrzahl von elektromagnetischen Linearantrieben 2 kann die Schaltungsanordnung eine entsprechende Mehrzahl von Lastausgängen 13, elektronisch steuerbaren ersten Schaltgliedern 10 und ersten elektronischen Ventilen 16 umfassen.
  • Die Schaltungsanordnung 32 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 18 zum Steuern des ersten Schaltglieds 10, die mit einem (nicht dargestellten) Steuereingang des ersten Schaltglieds 10 verbunden ist.
  • Die Schaltungsanordnung 24 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 19, ein den elektrischen Energiespeicher 19 mit dem Lastausgang 13 verbindendes erstes elektronisches Ventil 16, das ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers 19 mit einem in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierten Induktionsstrom zulässt, und einen Vor- und Entladeschaltkreis 25 zum Vorladen und Entladen des elektrischen Energiespeichers 19 auf eine von der Gleichspannungsquelle 5 bereitgestellte Versorgungsspannung. Der elektrische Energiespeicher 19 kann als ein Kondensator ausgebildet sein.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis 25 kann eine bidirektionale Ladungspumpe umfassen, die den elektrischen Energiespeicher 19 bereitstellt. Der elektrische Energiespeicher 19 ist mit dem Masseeingang 8, dem Masseausgang 9 und dem mit dem Lastausgang 13 verbundenen ersten elektronischen Ventil 16 verbunden.
  • Der elektrische Energiespeicher 19 ist derart mit dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 verbunden, dass nach einem Öffnen des ersten Schaltglieds 10 der in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierte Induktionsstrom zu dem elektrischen Energiespeicher 19 geleitet wird und diesen weiter lädt. Dabei kann die bidirektionale Ladungspumpe einen weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zum Laden und Entladen des elektrischen Energiespeichers 19 umfassen. Der weitere elektrische Energiespeicher 26 kann als ein Kondensator ausgebildet sein.
  • Die bidirektionale Ladungspumpe umfasst vorteilhaft zumindest ein drittes elektronisch steuerbares Schaltglied, hier vier elektronisch steuerbare Schaltglieder 27, 28, 29, 30 jeweils mit einem mit der Steuereinheit 18 verbundenen Steuereingang (nicht dargestellt), über das der elektrische Energiespeicher 19 insbesondere auf die von der Gleichspannungsquelle 5 bereitgestellte Versorgungsspannung vorladbar, oder auf die von der Gleichspannungsquelle 5 bereitgestellte Spannung entladbar ist. Jedes elektronisch steuerbare Schaltglied 10, 14, 27, 28, 29, 30 ist beispielsweise als ein Bipolartransistor, IGBT, ein Feldeffekttransistor (FET), ein Thyristor oder ein Relais ausgebildet.
  • Der Vor- und Entladeschaltkreis 25 kann zumindest eine Spule 31 umfassen. Die Spule 31 dient zur Minimierung von Energieverlusten. Durch die Spule 31 kann Energie im Magnetfeld der Spule 31 zwischengespeichert werden und dann an den Energiespeicher 19 und/oder an den weiteren Energiespeicher 26 weitergegeben werden. Dadurch kann vermieden werden, dass Energie in Form von Wärme verloren geht. Im Ausführungsbeispiel ist die Spule 31 elektrisch zwischen der Gleichspannungsquelle 5 und dem Energiespeicher 19 angeordnet. Vorteilhaft ist die Spule 31 elektrisch zwischen dem Energiespeicher 19 und dem weiteren Energiespeicher 26 angeordnet.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der weitere elektrische Energiespeicher 26 über das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 27 elektrisch mit dem Pluspol 7, insbesondere mit dem Versorgungseingang 12 verbunden. Der Minuspol 6, insbesondere der Masseeingang 8, ist elektrisch über das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 mit dem weiteren Energiespeicher 26 verbunden. Das dritte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 29 ist elektrisch zwischen dem elektrischen Energiespeicher 19 und dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26, insbesondere der Spule 31, angeordnet. Das vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 verbindet die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Energiespeicher 19 und dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26, insbesondere zwischen dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 und der Spule 31, elektrisch mit dem Minuspol 6, insbesondere mit dem Masseausgang 8. Der weitere elektrische Energiespeicher 26 ist elektrisch zwischen dem elektrischen Energiespeicher 19 und dem Minuspol 6, insbesondere dem Masseeingang 8 angeordnet. Der elektrische Energiespeicher 19 und der weitere elektrische Energiespeicher 26 sind elektrisch über das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 verbindbar.
  • Das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 27 ist durch ein elektronisches Ventil überbrückt, das in konventioneller Stromrichtung Stromfluss von dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zu dem Pluspol 7, insbesondere zu dem Versorgungseingang 12 zulässt und in die Gegenrichtung sperrt. Das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 ist durch ein elektronisches Ventil überbrückt, das in konventioneller Stromrichtung Stromfluss von dem elektrischen Energiespeicher 19 zu dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zulässt und in die Gegenrichtung sperrt. Das dritte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 29 ist durch ein elektronisches Ventil überbrückt, das in konventioneller Stromrichtung Stromfluss von dem elektrischen Energiespeicher 19 zu dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zulässt und in die Gegenrichtung sperrt. Das vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 ist durch ein elektronisches Ventil überbrückt, das in konventioneller Stromrichtung Stromfluss von dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zu dem Minuspol 6, insbesondere zu dem Masseeingang 8 zulässt und in die Gegenrichtung sperrt.
  • Zum Vorladen des elektrischen Energiespeichers 19 wird zunächst der weitere elektrische Energiespeicher 26 geladen. Hierbei sind das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied geschlossen, so dass Ladung hindurch fließen und der weitere elektrische Energiespeicher 26 geladen werden kann. Das vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 ist offen und über eine das zugeordnete elektronische Ventil überbrückt wird. Die eine Seite des im Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgebildeten weiteren elektrischen Energiespeichers 26 ist dann über das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 27 elektrisch mit dem Pluspol 7, insbesondere mit dem Versorgungseingang 12 verbunden. Die andere Seite des im Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgebildeten weiteren elektrischen Energiespeichers 26 ist dann über das dem vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 zugeordnete elektronische Ventil elektrisch mit dem Minuspol 6, insbesondere mit dem Masseeingang 8 verbunden. Das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 und das dritte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 29 sind in diesem ersten Ladeschritt des Vor- und Entladeschaltkreises 25 offen.
  • In einem zweiten Ladeschritt des Vor- und Entladeschaltkreises 25 wird das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 27 geöffnet. Über das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 wird der insbesondere auf die Versorgungsspannung geladene weitere Energiespeicher 26 elektrisch mit dem Minuspol 6, insbesondere mit dem Masseeingang 8 verbunden, in dem das Schaltglied geschlossen wird. Hierbei wird der elektrische Energiespeicher 19 geladen. Der elektrische Energiespeicher 19 ist über das dem dritten weiteren elektronisch steuerbare Schaltglied 29 zugeordnete elektronische Ventil mit dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 verbunden. Das dritte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 29 ist offen. Der elektrische Energiespeicher 19 wird auf ein negatives Potential geladen. Die beiden Ladeschritte können mehrfach wiederholt werden, so dass das negative Potential des elektrischen Energiespeichers 19 betragsmäßig größer als der Betrag der Versorgungsspannung sein kann. Diesen Prozess des Aufladens des elektrischen Energiespeichers 19 bezeichnet man auch als Ladungspumpen.
  • In einem ersten Entladeschritt des Vor- und Entladeschaltkreises 25 sind das erste weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 27, das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 und das vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 geöffnet. Das dritte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 29 ist geschlossen. Das zweite weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 28 ist durch das zugeordnete elektronische Ventil überbrückt, so dass im ersten Entladeschritt unabhängig von der Stellung des zweiten weiteren elektronisch steuerbaren Schaltglieds 28 Strom in konventioneller Stromrichtung von dem weiteren elektrischen Energiespeicher 26 zu dem elektrischen Energiespeicher 19 fließen kann. In diesem Schritt wird der weitere elektrische Energiespeicher 26 aufgeladen. Wenn die Spannung des ersten elektrischen Energiespeichers 19 größer ist oder vor dem ersten Entladeschritt war, wird der weitere Energiespeicher 26 dadurch auf eine Spannung aufgeladen, die größer als die Versorgungsspannung ist.
  • In einem zweiten Entladeschritt kann der weitere elektrische Energiespeicher 26 in Richtung der Versorgungsspannung entladen werden. Hierbei ist das vierte weitere elektronisch steuerbare Schaltglied 30 geschlossen. Alle anderen weiteren Schaltglieder 27, 28 und 29 sind offen. Der Strom fließt in konventioneller Stromrichtung durch das dem ersten weiteren elektronisch steuerbaren Schaltglied 27 zugeordnete elektronische Ventil.
  • Auf diese Weise kann der elektrische Energiespeicher 19 durch den Vor- und Entladeschaltkreis 25 be- und entladen werden. Der durch den Vor- und Entladeschaltkreis 25 vorgeladene elektrische Energiespeicher 19 kann mit einem in dem elektromagnetischen Linearantrieb 2 induzierten Induktionsstrom weitergeladen werden.
  • Jede erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, insbesondere jede vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung 1, 14, 32, kann die an den Versorgungseingang 12 und den Masseeingang 8 angeschlossene Gleichspannungsquelle 5 umfassen, in die der induzierte Induktionsstrom geleitet wird. Ferner kann eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1, 14, 32 zu einem elektromagnetischen Linearantrieb 2 oder zu einem Steckverbinder zum Steuern eines Magnetventils gehören, wobei der Steckverbinder neben der Schaltungsanordnung 1, 14, 32 einen ausgangsseitig mit der Schaltungsanordnung verbundenen elektromagnetischen Linearantrieb 2 umfasst. Die Schaltungsanordnung 1, 14, 32 kann in einem Gehäuse des Steckverbinders bzw. des Magnetventils angeordnet sein.

Claims (15)

  1. Schaltungsanordnung (1) zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs (2), umfassend:
    - einen Masseeingang (8) zum Anschließen eines Minuspols (6) einer Gleichspannungsquelle (5),
    - einen Masseausgang (9) zum Anschließen eines ersten Pols (4) des elektromagnetischen Linearantriebs (2),
    - einen Versorgungseingang (12) zum Anschließen eines Pluspols (7) der Gleichspannungsquelle (5),
    - einen Lastausgang (13) zum Anschließen eines zweiten Pols (3) des elektromagnetischen Linearantriebs (2),
    - ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied (10) zum wahlweisen Trennen des Lastausgangs (13) von und Verbinden des Lastausgangs (13) mit dem Versorgungseingang (12), wobei das erste Schaltglied (10) zum Trennen des Lastausgangs (13) von dem Versorgungseingang (12) zu öffnen ist,
    - ein zweites, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied (14) zum wahlweisen Trennen des Masseausgangs (9) von und Verbinden des Masseausgangs (9) mit dem Masseeingang (8), wobei das zweite Schaltglied (14) zum Trennen des Masseausgangs (9) von dem Masseeingang (8) zu öffnen ist, und
    - eine mit einem Steuereingang (11) des ersten Schaltglieds (10) und einem Steuereingang (15) des zweiten Schaltglieds (14) verbundene Steuereinheit (18) zum Steuern des ersten Schaltglieds (10) und des zweiten Schaltglieds (14),
    gekennzeichnet durch ein den Lastausgang (13) mit dem Masseeingang (8) verbindendes erstes elektronisches Ventil (16) und ein den Masseausgang (9) mit einer Eingangsseite des ersten Schaltglieds (10) verbindendes zweites elektronisches Ventil (17), die jeweils elektrische Verbindungen von dem zweiten Pol (3) des elektromagnetischen Linearantriebs (2) zu dem Masseeingang (8) und von dem ersten Pol (4) des elektromagnetischen Linearantriebs (2) zu der Eingangsseite des ersten Schaltglieds (10) bereitstellen, um nach einem Öffnen der elektronisch steuerbaren Schaltglieder (10, 14) einen in dem elektromagnetischen Linearantrieb (2) induzierten Induktionsstrom zu leiten.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch einen mit dem Masseeingang (8) und dem zweiten elektronischen Ventil (17) verbundenen elektrischen Energiespeicher (19), den der induzierte Induktionsstrom lädt.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (19) und das zweite elektronische Ventil (17) mit dem Versorgungseingang (12) verbunden sind.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3,
    gekennzeichnet durch ein den Versorgungseingang (12) mit dem elektrischen Energiespeicher (19) verbindendes drittes elektronisches Ventil (20).
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen DC/DC-Wandler (21) mit einem an den elektrischen Energiespeicher (19) angeschlossenen Eingang und einem Ausgang zum Anschließen eines weiteren elektronischen Schaltkreises (22).
  6. Schaltungsanordnung (24, 32) zum Betätigen eines elektromagnetischen Linearantriebs (2), umfassend:
    - einen Masseeingang (8) zum Anschließen eines Minuspols (6) einer Gleichspannungsquelle (5),
    - einen mit dem Masseeingang (8) verbundenen Masseausgang (9) zum Anschließen eines ersten Pols (4) des elektromagnetischen Linearantriebs (2),
    - einen Versorgungseingang (12) zum Anschließen eines Pluspols (7) der Gleichspannungsquelle (5),
    - einen Lastausgang (13) zum Anschließen eines zweiten Pols (3) des elektromagnetischen Linearantriebs (2),
    - ein erstes, insbesondere elektronisch steuerbares, Schaltglied (10) zum wahlweisen Trennen und Verbinden des Lastausgangs (13) von dem Versorgungseingang (12), wobei das erste Schaltglied (10) zum Trennen des Lastausgangs (13) von dem Versorgungseingang (12) zu öffnen ist,
    - eine mit einem Steuereingang des ersten Schaltglieds (10) verbundene Steuereinheit (18) zum Steuern des ersten Schaltglieds (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (24) einen elektrischen Energiespeicher (19), ein den elektrischen Energiespeicher (19) mit dem Lastausgang (13) verbindendes erstes elektronisches Ventil (16), das ein Weiterladen des elektrischen Energiespeichers (19) mit einem in dem elektromagnetischen Linearantrieb (2) induzierten Induktionsstrom zulässt, und einen Vor- und Entladeschaltkreis (25) zum Vorladen und Entladen des elektrischen Energiespeichers (19) auf eine von der Gleichspannungsquelle (5) bereitgestellte Versorgungsspannung umfasst, und dass der elektrische Energiespeicher (19) derart mit dem elektromagnetischen Linearantrieb (2) verbindbar ist, dass nach einem Öffnen des ersten Schaltglieds (10) der in dem elektromagnetischen Linearantrieb (2) induzierte Induktionsstrom zu dem elektrischen Energiespeicher (19) geleitet wird und diesen weiter lädt.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (24, 32) zumindest ein zweites elektronisches Ventil (17) umfasst, das den Masseausgang (9) mit dem Energiespeicher (19) verbindet und ein Weiterladen des Energiespeichers (19) mit dem vom elektromagnetischen Linearantrieb (2) induzierten Induktionsstrom zulässt, und/oder dass die Schaltungsanordnung (24, 32) eine Mehrzahl von elektronisch steuerbaren ersten Schaltgliedern (10) und ersten elektronischen Ventilen (16) aufweist.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vorladeschaltkreis (25) eine bidirektionale Ladungspumpe umfasst, die den elektrischen Energiespeicher (19) bereitstellt, der mit dem Masseeingang (8), dem Masseausgang (9) und dem mit dem Lastausgang (13) verbundenen ersten elektronischen Ventil (16) verbunden ist, und/oder einen weiteren elektrischen Energiespeicher (26) zum Laden oder Entladen des elektrischen Energiespeichers (19) umfasst.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vor- und Entladeschaltkreis (25) zumindest ein drittes elektronisch steuerbares Schaltglied (27, 28, 29, 30, 34) mit einem mit der Steuereinheit (18) verbundenen Steuereingang umfasst, über das der elektrische Energiespeicher (19) vorladbar oder auf die von der Gleichspannungsquelle (5) bereitgestellte Versorgungsspannung entladbar ist.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vor- und Entladeschaltkreis (25) zumindest eine Spule (31) und/oder einen Vorladewiderstand (33), über den der Energiespeicher (19) vorladbar ist, umfasst.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der elektrischen Energiespeicher (19, 26), insbesondere jeder elektrische Energiespeicher (19, 26) als ein Kondensator ausgebildet ist.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedes elektronisch steuerbare Schaltglied (10, 14, 27, 28, 29, 30) als ein Bipolartransitor, IGBT, ein Feldeffekttransistor, ein Thyristor, oder ein Relais ausgebildet ist.
  13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    gekennzeichnet durch die an den Versorgungseingang (12) und den Masseeingang (8) angeschlossene Gleichspannungsquelle (5), in die der induzierte Induktionsstrom geleitet wird.
  14. Steckverbinder zum Steuern eines Magnetventils, umfassend eine Schaltungsanordnung (1, 24, 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einen ausgangsseitig mit der Schaltungsanordnung (1, 24, 32) verbundenen elektromagnetischen Linearantrieb (2).
  15. Elektromagnetischer Linearantrieb (2), umfassend eine Schaltungsanordnung (1, 24, 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
EP23214312.3A 2023-12-05 2023-12-05 Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs Pending EP4567842A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23214312.3A EP4567842A1 (de) 2023-12-05 2023-12-05 Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs
US18/967,874 US20250182943A1 (en) 2023-12-05 2024-12-04 Electronic circuit for actuating an electromagnetic linear actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23214312.3A EP4567842A1 (de) 2023-12-05 2023-12-05 Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4567842A1 true EP4567842A1 (de) 2025-06-11

Family

ID=89119239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23214312.3A Pending EP4567842A1 (de) 2023-12-05 2023-12-05 Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20250182943A1 (de)
EP (1) EP4567842A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1067668A2 (de) * 1999-07-09 2001-01-10 WABCO GmbH & CO. OHG Schaltungsanordnung zum Betreiben eines elektromagnetischen Stellglieds
EP1065677B1 (de) * 1999-06-30 2004-10-20 Denso Corporation Steuerungsvorrichtung für einen elektromagnetischen Verbraucher mit veränderlicher Antriebs- und Startenergieversorgung
US20070188967A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Eaton Corporation Solenoid driver circuit
DE102012207947A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Denso Corporation Magnetventilansteuervorrichtung
DE102017008944A1 (de) * 2017-09-23 2019-03-28 Hydac Accessories Gmbh Adaptervorrichtung nebst Verfahren zur Regelung eines Steuerstromes
EP3822993A1 (de) * 2019-11-13 2021-05-19 Minimax Viking Research & Development GmbH Verfahren und vorrichtung zur elektrischen ansteuerung eines aktors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1065677B1 (de) * 1999-06-30 2004-10-20 Denso Corporation Steuerungsvorrichtung für einen elektromagnetischen Verbraucher mit veränderlicher Antriebs- und Startenergieversorgung
EP1067668A2 (de) * 1999-07-09 2001-01-10 WABCO GmbH & CO. OHG Schaltungsanordnung zum Betreiben eines elektromagnetischen Stellglieds
US20070188967A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Eaton Corporation Solenoid driver circuit
DE102012207947A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Denso Corporation Magnetventilansteuervorrichtung
DE102017008944A1 (de) * 2017-09-23 2019-03-28 Hydac Accessories Gmbh Adaptervorrichtung nebst Verfahren zur Regelung eines Steuerstromes
EP3822993A1 (de) * 2019-11-13 2021-05-19 Minimax Viking Research & Development GmbH Verfahren und vorrichtung zur elektrischen ansteuerung eines aktors

Also Published As

Publication number Publication date
US20250182943A1 (en) 2025-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2058091C3 (de) Steuerschaltung für die Impulssteuerung eines Gleichstrommotors
DE102004005770B4 (de) Schaltung zur Steuerung mehrerer Magnetantriebe und Leistungsschaltvorrichtung mit einer derartigen Schaltung
EP1527470B1 (de) Steueranordnung für einen elektromagnetischen antrieb
DE102011004733A1 (de) Submodul eines modularen Mehrstufenumrichters
DE3702680A1 (de) Verfahren und schaltung zur ansteuerung von elektromagnetischen verbrauchern
EP3853957B1 (de) Elektronischer schalter mit überspannungsschutz
DE19723935C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
EP3915127B1 (de) Gleichstrom-schutzschaltgerät
DE102012017679A1 (de) Vorladeeinrichtung und Verfahren zum Koppeln einer HV-Batterie mit einem Fahrzeugnetz
DE10341582B4 (de) Schaltungsanordnung zum schnellen Schalten induktiver Lasten
EP0601352B1 (de) Bremseinrichtung für einen Reihenschluss-Kommutatormotor
EP4567842A1 (de) Schaltungsanordnung zum betätigen eines elektromagnetischen linearantriebs
EP0418545A2 (de) Elektrische Schaltung zur Ausschaltentlastung eines steuerbaren Halbleiterschalters
DE19632365C1 (de) Schaltungsanordnung zum voneinander unabhängigen Schalten mehrerer, paralleler induktiver Schalteinheiten
DE102011016056A1 (de) Hybrides Schaltelement, Schaltungsanordnung und Verfahren zur Steuerung eines hybriden Schaltelements einer Schaltungsanordnung
DE4229440B4 (de) Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten einer elektrischen Last
DE69028916T2 (de) Vorrichtung zur dämpfung des rücklaufstromes
WO2018073029A1 (de) Schaltungsanordnung zur vorladung einer zwischenkreiskapazität eines hochvolt-bordnetzes
EP1203389B1 (de) Beschaltung für ein elektromagnetisches schaltgerät
DE102009006618A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers und Verfahren zum Schalten eines Halbleiterschalters, insbesondere eines MOSFETs
DE102010001622A1 (de) Verfahren zum Entregen bei einer elektrischen Maschine
DE1288194B (de) Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von gleichstrombetriebenen Elektromagneten
DE102014212263A1 (de) Schaltungsanordnung zur selbstregelnden Anlaufstrombegrenzung einer elektrischen Maschine
DE102020215711B4 (de) Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter
WO2020052947A1 (de) Relaismodul

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251211