KR102604621B1 - Passive triggering mechanisms for use with switching devices incorporating pyrotechnic features - Google Patents

Passive triggering mechanisms for use with switching devices incorporating pyrotechnic features Download PDF

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Abstract

요약서에는 컨택터 디바이스 및 퓨즈 디바이스와 같은 전기 스위칭 디바이스 내의 파이로테크닉 특징부의 활성화를 위한 수동형 트리거링 메커니즘이 개시된다. 파이로테크닉 특징부의 활성화는 스위칭 디바이스의 내측 구성요소의 구성을 변경시켜 디바이스를 통한 전류 흐름을 방지하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 트리거링 메커니즘은 자기장에 반응하는 특징부, 예를 들어 리드 스위치를 포함한다. 일부 실시예에서, 리드 스위치는 상승된 전류 흐름에 응답하고 그런 다음 전류 흐름이 상승된 신호를 사용하여 파이로테크닉 특징부를 활성화시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 리드 스위치는 이차 전력원으로부터의 전력 신호를 사용하여 파이로테크닉 특징부를 활성화시킨다. The abstract discloses a passive triggering mechanism for activation of pyrotechnic features in electrical switching devices, such as contactor devices and fuse devices. Activation of the pyrotechnic feature is configured to change the configuration of internal components of the switching device to prevent current flow through the device. In some embodiments, the triggering mechanism includes a feature that responds to a magnetic field, such as a reed switch. In some embodiments, the reed switch may respond to elevated current flow and then use the elevated current flow signal to activate the pyrotechnic feature. In another embodiment, the reed switch activates the pyrotechnic feature using a power signal from a secondary power source.

Description

파이로테크닉 피처를 포함하는 스위칭 디바이스와 함께 사용을 위한 수동형 트리거링 메커니즘{PASSIVE TRIGGERING MECHANISMS FOR USE WITH SWITCHING DEVICES INCORPORATING PYROTECHNIC FEATURES}PASSIVE TRIGGERING MECHANISMS FOR USE WITH SWITCHING DEVICES INCORPORATING PYROTECHNIC FEATURES}

본 출원은 2018년 8월 27일자로 "Passive Triggering Mechanisms for Use with Switching Devices Incorporating Pyrotechnic Features"이라는 명칭으로 출원된, Daniel Sullivan 등의 US 특허 출원 No. 16/114,802의 일부 계속 출원이며, 그 출원의 이득을 주장한다.This application is based on US patent application no. This is a continuation-in-part application of No. 16/114,802 and claims the benefit of that application.

본 명세서에는 컨택터 디바이스(contactor device) 및 전기 퓨즈 디바이스와 같은 전기 스위칭 디바이스와 함께 사용하기 위한 트리거링 메커니즘 및 구성에 관련하는 디바이스가 설명된다.Described herein are devices relating to triggering mechanisms and configurations for use with electrical switching devices such as contactor devices and electrical fuse devices.

전기 회로를 연결하고 단절하는 것은 전기 회로 자체만큼 오래된 것이고, 연결된 전기 디바이스에 제공되는 전력을 "온(on)" 상태와 "오프(off)" 상태 사이에서 스위칭하는 방법으로서 흔히 이용된다. 회로를 연결하고 단절하기 위해 주로 이용되는 하나의 디바이스의 예는 컨택터이며, 이 컨택터는 하나 이상의 디바이스 또는 전력원에 전기적으로 연결된다. 컨택터는 디바이스로 및 디바이스로부터의 전력을 제어하기 위해 회로를 차단하거나 완성시킬 수 있도록 구성된다. 하나의 유형의 통상적인 컨택터는 기밀하게 밀봉된 컨택터이다.Connecting and disconnecting electrical circuits is as old as electrical circuits themselves, and is commonly used as a method of switching the power provided to connected electrical devices between "on" and "off" states. An example of one device commonly used to connect and disconnect circuits is a contactor, which is electrically connected to one or more devices or power sources. The contactor is configured to interrupt or complete a circuit to control power to and from the device. One type of common contactor is a hermetically sealed contactor.

디바이스의 정상적인 작동 동안 전기 회로를 연결하고 단절하기 위한 목적을 수행하는 컨택터 이외에, 다양한 추가적인 디바이스가 과전류 보호를 위해 채용될 수 있다. 이러한 디바이스는 전기 시스템 또는 연결된 전기 디바이스에 대한 단락 회로, 과부하 및 영구적인 손상을 방지할 수 있다. 이러한 디바이스는 단절 디바이스를 포함하는데, 이 단절 디바이스는 단절 디바이스가 수리되거나, 교체되거나 또는 재설정될 때까지, 회로가 차단된 상태로 남아 있도록 영구적인 방식으로 회로를 빠르게 차단할 수 있다. 이러한 유형의 하나의 단절 디바이스는 퓨즈이다. 통상적인 퓨즈는 희생 디바이스로서 작동하는 일종의 낮은 저항의 저항기이다. 전형적인 퓨즈는 퓨즈를 통해 너무 많은 전류가 흐를 때 용융되어 퓨즈가 연결하는 회로를 차단하는 금속 와이어 또는 스트립을 포함한다.In addition to contactors, which serve the purpose of connecting and disconnecting electrical circuits during normal operation of the device, various additional devices may be employed for overcurrent protection. These devices can prevent short circuits, overloads and permanent damage to electrical systems or connected electrical devices. These devices include disconnecting devices, which can quickly interrupt a circuit in a permanent manner such that the circuit remains disconnected until the disconnecting device is repaired, replaced, or reset. One disconnecting device of this type is a fuse. A typical fuse is a type of low resistance resistor that acts as a sacrificial device. A typical fuse contains a metal wire or strip that melts when too much current flows through the fuse, blocking the circuit to which the fuse connects.

사회가 발전함에 따라, 전기 시스템 및 전자 디바이스에 대한 다양한 혁신이 점점 더 일반화되고 있다. 이러한 혁신의 예는 언젠가 에너지 효율의 표준이 될 수 있고 전통적인 석유-동력식 차량을 대체할 수 있는, 전기 자동차에서의 최근 진보를 포함한다. 이러한 고가의 일상적으로 사용되는 전기 디바이스에 있어서, 과전류 보호는 디바이스의 오작동을 방지하고 디바이스에 대한 영구적인 손상을 방지하는 데 특히 적용할 수 있다. 또한, 과전류 보호는 안전 위험, 예를 들어 전기 화재를 방지할 수 있다. 전기 시스템 및 디바이스에 대한 이러한 현대적인 개선은 퓨즈 디바이스를 트리거하기 위한 메커니즘의 편리성 및 효율성을 증가시키는 최신의 해결책을 필요로 한다.As society develops, various innovations in electrical systems and electronic devices are becoming increasingly common. Examples of such innovations include recent advances in electric vehicles, which could one day become the standard for energy efficiency and replace traditional petroleum-powered vehicles. For these expensive, everyday electrical devices, overcurrent protection is particularly applicable to prevent device malfunction and prevent permanent damage to the device. Additionally, overcurrent protection can prevent safety hazards, such as electrical fires. These modern improvements to electrical systems and devices require modern solutions that increase the convenience and efficiency of mechanisms for triggering fuse devices.

컨택터 디바이스 및 퓨즈 디바이스와 같은 스위칭 디바이스 내에서 퓨즈 메커니즘으로서 기능하는 파이로테크닉 피처(pyrotechnic features)의 활성화를 위한 수동형 트리거링 특징부가 본 명세서에 개시된다. 이러한 수동형 트리거링 구성은 위험한 과전류에 대응하는 디바이스를 통해 흐르는 임계 레벨의 전류에 대응하는 임계 자기장에 응답하여 트리거되도록 구성될 수 있다. 이러한 수동형 트리거링 구성을 트리거링하기 위해 요구되는 전류의 임계 레벨은 리드 스위치와 같은 수동형 트리거링 메커니즘 및 전력 단자 또는 전력 단자에 연결되는 특징과 같은 디바이스의 일 부분 사이의 거리에 관련될 수 있다.Disclosed herein are passive triggering features for activation of pyrotechnic features that function as fuse mechanisms within switching devices, such as contactor devices and fuse devices. This passive triggering configuration may be configured to trigger in response to a threshold magnetic field corresponding to a threshold level of current flowing through the device corresponding to a hazardous overcurrent. The threshold level of current required to trigger this passive triggering configuration may be related to the distance between the passive triggering mechanism, such as a reed switch, and a portion of the device, such as a power terminal or a feature connected to the power terminal.

본 발명에 따른 전기 스위칭 디바이스의 일 실시예는 내측 구성요소가 스위칭 디바이스의 상태를 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 가능하게 하는 폐쇄된 상태로부터 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 차단하는 개방된 상태로 변경하도록 구성되는 하우징을 포함한다. 파이로테크닉 피처가 포함되고, 파이로테크닉 피처는 파이로테크닉 피처가 활성화될 때 내측 구성요소와 상호작용하여 스위칭 디바이스를 폐쇄된 상태로부터 개방된 상태로 전이하도록 구성된다. 트리거될 때 파이로테크닉 피처를 활성화하도록 구성되는 수동형 트리거 스위치 구조체가 또한 포함되며, 수동형 트리거 스위치 구조체는 스위칭 디바이스를 통해 흐르는 상승된 전류 신호에 응답하여 트리거링되도록 구성된다. 수동형 트리거 스위치는 또한 상승된 전류 신호를 사용하여 파이로테크닉 피처를 활성화하도록 배열된다.One embodiment of an electrical switching device according to the invention allows the internal components to change the state of the switching device from a closed state, which allows current flow through the switching device, to an open state, which blocks current flow through the switching device. Includes a housing configured. A pyrotechnic feature is included, the pyrotechnic feature configured to interact with the inner component to transition the switching device from a closed state to an open state when the pyrotechnic feature is activated. Also included is a passive trigger switch structure configured to activate the pyrotechnic feature when triggered, the passive trigger switch structure being configured to trigger in response to an elevated current signal flowing through the switching device. The passive trigger switch is also arranged to activate the pyrotechnic feature using an elevated current signal.

본 발명에 따른 전기 시스템의 일 실시예는 전력원과 부하 사이에 컨택터가 있는, 전류 경로에 의해 작동 부하에 결합되는 작동 전력원을 포함하는 작동 전력 회로를 포함한다. 작동 전력 회로에서 상승된 전류를 감지하도록 배열된 트리거를 포함하는 파이로테크닉 활성화 회로가 포함되며, 활성화 회로는 파이로테크닉 액추에이터를 더 포함하고, 트리거는 작동 전력 회로에서 전류 경로를 차단하도록 파이로테크닉 액추에이터를 컨택터에 대해 작동하도록 활성화한다.One embodiment of an electrical system according to the invention includes an operational power circuit comprising an operational power source coupled to an operational load by a current path, with a contactor between the power source and the load. A pyrotechnic activation circuit comprising a trigger arranged to sense an elevated current in the operating power circuit, the activation circuit further comprising a pyrotechnic actuator, the trigger configured to block the current path in the operating power circuit. Activate the technique actuator to operate on the contactor.

본 발명에 따른 파이로테크닉 활성화 회로의 일 실시예는 회로의 상승된 전류로부터의 자기장을 감지하도록 배열된 트리거를 포함한다. 파이로테크닉 액추에이터가 포함되고, 트리거는 상승된 전류 레벨에 응답하여 파이로테크닉 액추에이터를 활성화시켜 상승된 전류가 흐르는 회로를 차단하며, 트리거는 상승된 전류를 사용하여 파이로테크닉 액추에이터를 활성화한다.One embodiment of a pyrotechnic activation circuit according to the invention includes a trigger arranged to sense a magnetic field from an elevated current in the circuit. A pyrotechnic actuator is included, and the trigger activates the pyrotechnic actuator in response to the elevated current level to interrupt the circuit through which the elevated current flows, and the trigger uses the elevated current to activate the pyrotechnic actuator.

본 발명의 이러한 특징과 장점 및 또 다른 특징과 장점은 첨부 도면과 함께 고려되면, 다음의 상세한 설명으로부터 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이며, 도면에서 동일한 숫자는 대응하는 부재를 지정한다.These and other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings, wherein like numbers designate corresponding members.

도 1은 디바이스를 통한 전기의 흐름을 가능하게 하는 "폐쇄된" 배향에 있는 것으로 도시된, 본 발명의 특징부를 포함할 수 있는 컨택터의 실시예의 전방 단면도이다.
도 2는 디바이스를 통한 전류의 흐름을 방지하는 "개방" 또는 "단절" 배향에 있는 것으로 도시된, 도 1의 컨택터 디바이스의 실시예의 전방 단면도이다.
도 3은 단절 요소가 "트리거링된" 상이한 배향에 있는 것으로 도시된, 도 1의 컨택터 디바이스의 실시예의 전방 단면도이다.
도 4는 휴지(resting)의 "트리거링되지 않은" 상태에 있는 것으로 도시된, 본 발명의 특징부를 포함할 수 있는 퓨즈 디바이스의 전방 단면도이다.
도 5는 활성화된 "트리거링된" 상태에 있는 것으로 도시된, 본 발명의 특징부를 포함할 수 있는 퓨즈 디바이스의 전방 단면도이다.
도 6은 본 발명의 특징부를 포함하는 파이로테크닉 트리거링 구성의 전방 상부 사시도이다.
도 7은 도 6의 파이로테크닉 트리거링 구성의 후방 평면도이다.
도 8은 본 발명의 특징부를 포함하는 다른 파이로테크닉 트리거링 구성의 전방 상부 사시도이다.
도 9는 도 8의 파이로테크닉 트리거링 구성의 후방 평면도이다.
도 10은 본 발명의 특징부를 포함하는 또 다른 파이로테크닉 트리거링 구성의 전방 상부 사시도이다.
도 11는 도 10의 파이로테크닉 트리거링 구성 일 부분의 전방 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 파이로테크닉 전력 스위칭 회로의 일 실시예의 개략도이다.
도 13은 본 발명에 다른 파이로테크닉 전력 스위칭 회로의 다른 실시예의 개략도이다.
1 is a front cross-sectional view of an embodiment of a contactor that may include features of the present invention, shown as being in a “closed” orientation to enable the flow of electricity through the device.
FIG. 2 is a front cross-sectional view of an embodiment of the contactor device of FIG. 1, shown as being in an “open” or “broken” orientation, which prevents the flow of current through the device.
Figure 3 is a front cross-sectional view of an embodiment of the contactor device of Figure 1, with the disconnection elements shown in a different “triggered” orientation.
Figure 4 is a front cross-sectional view of a fuse device that may include features of the present invention, shown as being in a resting, “non-triggered” state.
5 is a front cross-sectional view of a fuse device that may include features of the present invention, shown as being in an activated “triggered” state.
Figure 6 is a front top perspective view of a pyrotechnic triggering configuration incorporating features of the present invention.
Figure 7 is a rear plan view of the pyrotechnic triggering configuration of Figure 6;
Figure 8 is a front top perspective view of another pyrotechnic triggering configuration incorporating features of the present invention.
Figure 9 is a rear plan view of the pyrotechnic triggering configuration of Figure 8;
Figure 10 is a front top perspective view of another pyrotechnic triggering configuration incorporating features of the present invention.
Figure 11 is a front cross-sectional view of a portion of the pyrotechnic triggering configuration of Figure 10.
Figure 12 is a schematic diagram of one embodiment of a pyrotechnic power switching circuit according to the present invention.
Figure 13 is a schematic diagram of another embodiment of a pyrotechnic power switching circuit according to the present invention.

이제 본 개시내용은 다양한 실시예의 상세한 설명을 제시할 것이다. 이러한 실시예는 파이로테크닉 회로 차단 특징부을 포함하는 컨택터 또는 퓨즈 디바이스와 같은 스위칭 디바이스와 함께 사용하기 위한 구성 및 수동형 스위칭 특징부을 제시한다. 이러한 스위칭 디바이스는 전기 디바이스 또는 시스템에 전기적으로 연결되어 연결된 디바이스 또는 시스템에 제공되는 전력을 "온(on)" 또는 "오프(off)"할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 예시적인 디바이스가 개시된 수동형 특징부에 부가하여 또는 이를 대신하여 활성 트리거링 구성을 이용할 수 있지만, 수동 특징부는 임계 전류 레벨에 응답하여 파이로테크닉 회로 차단을 자동적으로 트리거링하는 장점을 제공한다.This disclosure will now present detailed descriptions of various embodiments. This embodiment presents a configuration and passive switching feature for use with a switching device, such as a contactor or fuse device that includes a pyrotechnic circuit breaking feature. These switching devices can be electrically connected to an electrical device or system to turn “on” or “off” power provided to the connected device or system. Although exemplary devices disclosed herein may utilize active triggering configurations in addition to or in lieu of the passive features disclosed, the passive features provide the advantage of automatically triggering a pyrotechnic circuit break in response to a threshold current level. do.

일부 실시예에서, 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(PCB) 또는 외측 트리거링 메커니즘 파이로테크닉은 차지(charge)와 연통되는 파이로테크닉 핀을 향해 신호가 전달되도록 구성된다. 이러한 신호가 스위칭 디바이스의 파이로테크닉 피처를 트리거링하는 데 필요한 전력은 별개의 전력원(즉, 스위칭 디바이스가 연결된 디바이스 또는 전기 시스템의 전력원 이외의 전력원)에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 신호에 필요한 전력은 스위칭 디바이스가 연결된 디바이스 또는 전기 시스템의 전력원으로부터 제공되거나 또는 전환(divert)될 수 있다. 파이로테크닉 차지는, 예를 들어, 가동 접점을 고정 접점과 접촉하지 않게 이동시킴으로써, 컨택터 또는 퓨즈 디바이스를 통한 회로를 영구적으로 차단하는 퓨즈로서 기능하도록 구성된다.In some embodiments, a printed circuit board (PCB) or external triggering mechanism pyrotechnic is configured to direct a signal toward a pyrotechnic pin in communication with the charge. The power required for these signals to trigger the pyrotechnical features of the switching device may be provided by a separate power source (i.e., a power source other than that of the device or electrical system to which the switching device is connected). Alternatively, the power required for the signal may be provided or diverted from a power source in the device or electrical system to which the switching device is connected. The pyrotechnic charge is configured to function as a fuse to permanently break the circuit through the contactor or fuse device, for example by moving the movable contact out of contact with the stationary contact.

PCB 또는 외측 트리거링 메커니즘은 리드 스위치와 같은 수동형 트리거 스위치를 포함하며, 이 스위치는 휴지 상태에서 개방되어 트리거링 신호가 파이로테크닉 핀으로 보내지는 것을 방지하고 이에 따라 전류가 디바이스를 통해 흐를 수 있게 한다. 수동형 트리거 스위치는 충분한 세기의 자기장에 응답하여 트리거링되도록 구성될 수 있으며, 이 자기장은 디바이스를 통한 전류의 원하는 임계 레벨, 예를 들어, 위험한 과전류에 대응하도록 계산될 수 있다. 수동형 트리거 스위치를 트리거링하는 데 요구되는 자기장의 필요로 하는 임계 강도는 자기장 소스에 대한 수동형 트리거 스위치의 근접성에 종속하므로, 수동형 트리거 스위치는 "근접 스위치"로서 구성될 수 있다. 이것은 원하는 트립 전류(trip current)가 수동형 트리거 스위치와 전력 단자 중 하나의 전력 단자와 같은 디바이스의 영역 사이의 거리에 따라 설정할 수 있게 한다.The PCB or external triggering mechanism includes a passive trigger switch, such as a reed switch, which opens in the resting state to prevent the triggering signal from being sent to the pyrotechnic pin and thus allows current to flow through the device. A passive trigger switch may be configured to trigger in response to a magnetic field of sufficient intensity, which magnetic field may be calculated to respond to a desired threshold level of current through the device, for example, a hazardous overcurrent. Since the required threshold strength of the magnetic field required to trigger a passive trigger switch depends on the proximity of the passive trigger switch to the magnetic field source, the passive trigger switch may be configured as a “proximity switch.” This allows the desired trip current to be set based on the distance between an area of the device, such as a passive trigger switch and one of the power terminals.

다른 실시예에, 추가적인 특징부가 포함될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 디바이스의 전력 단자 중 하나를 적어도 부분적으로 둘러싸는 철 코어(ferrous core) 구조체가 위치될 수 있으며 트립 전류는 코어 구조체와 수동형 트리거 스위치 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 외측 트리거링 메커니즘이 이용될 수 있고, 외측 트리거링 메커니즘은 전도성 버스 부분, 및 비자성(non-magnetic) 스페이서 부분에 의해 전도성 버스 부분으로부터 이격된 수동형 트리거 스위치를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 트립 전류는 비자성 스페이서 부분의 두께에 의해 결정될 수 있다.In other embodiments, additional features may be included. For example, a ferrous core structure can be positioned that at least partially surrounds one of the power terminals of the switching device and the trip current can be determined by the distance between the core structure and the passive trigger switch. In some embodiments, an external triggering mechanism may be utilized, which may include a conductive bus portion and a passive trigger switch spaced from the conductive bus portion by a non-magnetic spacer portion. In this embodiment, the trip current may be determined by the thickness of the non-magnetic spacer portion.

이러한 설명에 전체에서, 예시되는 바람직한 실시예 및 예는 본 발명에 관한 제한이라기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 명세서에 사용된 것으로, "발명", "디바이스", "본 발명", 또는 "본 디바이스"라는 용어는 본 명세서에 설명되는 발명의 실시예 중 어느 하나, 및 임의의 균등물을 지칭한다. 또한, 본 명세서 전체에서, "발명", "디바이스", "본 발명", 또는 "본 디바이스"의 다양한 특징부(들)를 참조한다고 하여 모든 청구된 실시예 또는 방법이 참조되는 특징부(들)를 포함해야 한다는 것을 의미하지는 않는다.Throughout this description, the preferred embodiments and examples illustrated are to be regarded as illustrative rather than limiting with respect to the invention. As used herein, the terms “invention,” “device,” “the present invention,” or “the present device” refer to any one of the embodiments of the invention described herein, and any equivalents. Additionally, throughout this specification, reference to various feature(s) of the “invention,” “device,” “the present invention,” or “the present device” refers to the feature(s) to which any claimed embodiment or method is referred. ) does not mean that it must be included.

하나의 요소 또는 특징부가 다른 요소 또는 특징부 "상"에 또는 "인접하게" 있는 것으로 언급될 때, 이 요소 또는 특징부가 다른 요소 또는 특징부 상에 바로 있거나, 또는 개재하는 요소 또는 특징부가 또한 존재할 수 있다는 것이 또한 이해된다. 하나의 요소가 다른 요소에 "부착된", "연결된" 또는 "결합된"것으로 언급될 때, 하나의 요소가 다른 요소에 직접 부착되거나, 연결되거나 또는 결합될 수 있거나, 또는 개재하는 요소가 존재할 수 있다는 것이 또한 이해된다. 이에 반해, 하나의 요소가 다른 요소에 "직접 부착된", "직접 연결된" 또는 "직접 결합된"것으로 언급될 때, 개재하는 요소가 존재하지 않는다.When an element or feature is referred to as being “on” or “adjacent” to another element or feature, this element or feature may be directly on the other element or feature, or intervening elements or features may also be present. It is also understood that it can be done. When an element is referred to as being "attached," "connected," or "coupled" to another element, it means that the one element can be directly attached, connected, or coupled to the other element, or if an intervening element is present. It is also understood that it can be done. In contrast, when one element is referred to as being "directly attached," "directly connected," or "directly coupled" to another element, no intervening elements are present.

상대적인 용어, 예를 들어 "외측", "위", "하측", "아래", "수평", "수직" 및 유사한 용어는 본 명세서에서 하나의 특징부의 다른 특징부와의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어가 도면에 도시되는 배향뿐만 아니라 상이한 배향을 포함하도록 의도되는 것이 이해된다.Relative terms, such as “outer,” “above,” “bottom,” “below,” “horizontal,” “vertical,” and similar terms, are used herein to describe the relationship of one feature to another feature. can be used It is understood that these terms are intended to include different orientations in addition to the orientations shown in the figures.

제1, 제2 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 요소 또는 구성요소를 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소 또는 구성요소는 이러한 용어에 의해 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 단지 하나의 요소 또는 구성요소를 다른 요소 또는 구성요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 아래에서 논의되는 제1 요소 또는 구성요소는 본 발명의 교시로부터 벗어나지 않으면서 제2 요소 또는 구성요소로 지칭될 수 있다.Although terms such as first, second, etc. may be used herein to describe various elements or components, such elements or components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element or component from another element or component. Accordingly, a first element or component discussed below may be referred to as a second element or component without departing from the teachings of the present invention.

본 명세서에 사용되는 용어는 특정한 실시예만을 설명하기 위한 것이지 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "하나", "하나의" 및 "그"라는 단수 형태는, 맥락 상 명확하게 달리 지적하지 않는 한, 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다", "포함하는"이라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특징부, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배재하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.The terms used in this specification are intended to describe only specific embodiments and are not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms “a”, “an” and “the” are intended to include the plural forms, unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprise", "comprising", when used herein, specify the presence of a referenced feature, integer, step, operation, element, and/or component, but also specify one or more other features, integers, steps, elements, and/or components. It will also be understood that this does not exclude the presence or addition of steps, operations, elements, components and/or groups thereof.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상화된 실시예의 개략적인 예시인 상이한 도면 및 예시를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 이와 같이, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 허용오차의 결과로서 예시의 형상으로부터의 변형이 예상된다. 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 예시되는 영역의 특정한 형상으로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하지만, 예를 들어, 제조로부터 발생하는 형상의 변형을 포함하여야 한다.Embodiments of the invention are described herein with reference to different drawings and examples that are schematic illustrations of idealized embodiments of the invention. As such, variations from the example shapes are expected, for example, as a result of manufacturing techniques and/or tolerances. Embodiments of the invention should not be construed as limited to the specific shapes of the regions illustrated herein, but should include variations in shape resulting, for example, from manufacturing.

제1 요소가 두 개 이상의 다른 요소 "사이에 있는", "샌드위치된" 또는 "사이에 샌드위치된" 것으로 언급될 때, 제1 요소가 바로 두 개 이상의 다른 요소 사이에 있을 수 있거나 또는 개재하는 요소가 또한 두 개 이상의 다른 요소 사이에 존재할 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 만약 제1 요소가 제2 요소와 제3 요소 "사이에 있는" 또는 "사이에 샌드위치된" 것이면, 제1 요소는 개재하는 요소 없이 바로 제2와 제3 요소 사이에 있을 수 있거나 또는 제1 요소는 하나 이상의 추가 요소에 인접하고, 제1 요소 및 하나 이상의 추가 요소가 모두 제2 요소와 제3 요소 사이에 있을 수 있다.When a first element is referred to as being "between", "sandwiched" or "sandwiched between" two or more other elements, the first element may be directly between or intervening with two or more other elements. It is understood that can also exist between two or more different elements. For example, if a first element is “between” or “sandwiched between” a second element and a third element, then the first element can be directly between the second and third elements without any intervening elements, or Alternatively, the first element may be adjacent to one or more additional elements, and both the first element and the one or more additional elements may be between the second and third elements.

본 발명의 특징부를 포함하는 특정한 파이로테크닉 트리거링 구성을 상세히 설명하기 전에, 파이로테크닉 피처를 포함하고 그리고 본 개시내용에 따른 수동형 트리거링 구성을 위한 예시적인 환경을 제공하는 예시적인 스위칭 디바이스가 먼저 설명될 것이다. 이러한 스위칭 디바이스는 파이로테크닉 피처를 포함하는 임의의 스위칭 디바이스, 예를 들어, "온"과 "오프" 상태 사이에서 디바이스를 스위칭할 수 있도록 구성된 컨택터를 포함할 수 있다.Before describing in detail specific pyrotechnical triggering configurations incorporating features of the present disclosure, an exemplary switching device that includes pyrotechnic features and provides an exemplary environment for a passive triggering configuration in accordance with the present disclosure is first described. It will be. Such switching devices may include any switching device that includes pyrotechnic features, such as a contactor configured to switch the device between “on” and “off” states.

일부 컨택터 디바이스에서, 파이로테크닉 피처는 컨택터 디바이스 안에 포함된 퓨즈 요소로서 기능한다. 이러한 컨택터 디바이스의 예는 본 출원의 양수인인 Gigavac, Inc.에 양도된, "Contactor Device Integrating Pyrotechnic Disconnect Features"라는 명칭의 US 출원 No. 16/101,143에서 제시되며, 이 출원은 본 출원에서 참조 문헌으로 인용된다. "온" 상태와 "오프" 상태 사이에서 자유롭게 스위칭되도록 구성되는 컨택터 이외에, 본 개시내용에 따른 파이로테크닉 트리거링 구성은 트리거링되지 않을 때 전기 시스템 또는 디바이스를 통해 전류가 흐를 수 있도록 구성되고, 트리거링되었을 때 전기 시스템 또는 디바이스를 통한 전류를 방지하도록 구성되는, 희생 퓨즈 디바이스와 함께 또한 이용될 수 있다. 이러한 퓨즈 디바이스의 예는 본 출원의 양수인인 Gigavac, Inc.에 양도된, "MECHANICAL FUSE DEVICE"이라는 명칭의 US 출원 No. 15/889,516에서 제시되며, 이 출원은 본 출원에서 참조 문헌으로 인용된다.In some contactor devices, the pyrotechnic feature functions as a fuse element contained within the contactor device. An example of such a contactor device is disclosed in US Application No. 104, entitled “Contactor Device Integrating Pyrotechnic Disconnect Features,” assigned to Gigavac, Inc., assignee of this application. No. 16/101,143, which application is incorporated herein by reference. In addition to a contactor configured to freely switch between an “on” state and an “off” state, a pyrotechnic triggering configuration according to the present disclosure is configured to allow current to flow through the electrical system or device when not triggered, and is configured to allow current to flow through the electrical system or device when not triggered. It may also be used with a sacrificial fuse device, which is configured to prevent current through an electrical system or device when exposed. Examples of such fuse devices are described in US Application No. No. 15/889,516, which application is incorporated herein by reference.

파이로테크닉 피처를 포함하는 예시적인 컨택터 디바이스와 관련하여, 도 1은 과전류 이벤트에서 희생 단절부로서 기능할 수 있는 통합된 파이로테크닉 단절 구성요소를 포함하는 컨택터 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다. 도 1은 컨택터 디바이스(100)를 통한 전기의 흐름을 가능하게 하는 "폐쇄된" 회로 위치에 있는 컨택터 디바이스를 도시한다. 도 1은 컨택터 디바이스가 정상적으로 기능하여 자신의 "폐쇄된" 위치와 "개방된" 위치 사이에서 작동될 수 있게 하는, 트리거되지 않은 또는 "설정된" 기계적 배향에 있는 컨택터 디바이스(100)의 파이로테크닉 단절 부분을 또한 도시한다. 컨택터 디바이스(100)의 단절 부분은 또한, 컨택터 디바이스가 교체되거나 또는 수리되어 리세트되기 전까지 회로가 차단되고 컨택터 디바이스를 통한 전기의 흐름이 영구적으로 불가능하게 되는, "트리거된" 배향을 갖는다. "폐쇄된" 컨택터 모드 및 "개방된" 컨택터 모드, 및 "설정된" 단절 모드 및 "트리거된" 단절 모드는 둘 다 본 명세서에서 보다 상세히 설명된다.1 shows an example contactor device 100 including an integrated pyrotechnic disconnection component that can function as a sacrificial disconnection in an overcurrent event. A cross-sectional view of the embodiment is shown. 1 shows the contactor device in a “closed” circuit position allowing the flow of electricity through contactor device 100. 1 is a schematic diagram of a contactor device 100 in an untriggered or “set” mechanical orientation, which allows the contactor device to function normally and be operated between its “closed” and “open” positions. A low-technical break is also shown. A disconnected portion of contactor device 100 may also cause a “triggered” orientation in which the circuit is broken and the flow of electricity through the contactor device is permanently disabled until the contactor device is replaced or repaired and reset. have “Closed” and “open” contactor modes, and “set” and “triggered” disconnect modes are both described in greater detail herein.

도 1의 컨택터 디바이스(100)는 바디(102)(또한, 하우징(102)이라 지칭함), 및 외측 회로, 예를 들어, 전기 시스템 또는 디바이스에 컨택터 디바이스의 내측 구성요소를 전기적으로 연결하도록 구성되는 두 개 이상의 고정 접점 구조체(104, 106)(두 개가 도시됨)를 포함한다. 바디(102)는 본 명세서에 개시되는 바와 같은 컨택터 디바이스(100)의 구조 및 기능을 지지할 수 있는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있으며, 바람직한 재료는 고정 접점(104, 106) 및 디바이스의 내측 구성요소를 통한 전기 흐름을 간섭하지 않는 컨택터 디바이스(100)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있는 강건한 재료이다. 일부 실시예에서, 바디(102)는 내구적인 플라스틱 또는 폴리머를 포함한다. 바디(102)는 본 명세서에 보다 상세히 설명되는, 컨택터 디바이스(100)의 다양한 내측 구성요소를 적어도 부분적으로 둘러싼다.Contactor device 100 of FIG. 1 includes a body 102 (also referred to as housing 102) and an external circuit, e.g., to electrically connect internal components of the contactor device to an electrical system or device. It includes two or more stationary contact structures 104, 106 (two are shown) configured. Body 102 may include any suitable material capable of supporting the structure and function of contactor device 100 as disclosed herein, with preferred materials being those of stationary contacts 104, 106 and of the device. It is a robust material that can provide structural support for the contactor device 100 without interfering with electrical flow through the internal components. In some embodiments, body 102 includes durable plastic or polymer. Body 102 at least partially surrounds various internal components of contactor device 100, which are described in greater detail herein.

바디(102)는 임의의 정다각형 또는 불규칙한 다각형을 포함하는 다양한 내측 구성요소를 수용하기 위해 적합한 임의의 형상을 포함할 수 있다. 바디(102)는 연속적인 구조체일 수 있거나, 또는, 예를 들어, 에폭시 재료로 밀봉된 베이스 바디 "컵", 및 상부 "헤더" 부분을 포함하는, 서로 결합된 다수의 구성요소 부품을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 바디 구성은 US 특허 No. 7,321,281, 7,944,333, 8,446,240 및 9,013,254에서 제시되는 구성을 포함하고, 이들 특허는 모두 본 출원의 양수인인 Gigavac, Inc.에 양도되며, 전체 내용이 참조 문헌으로 인용된다.Body 102 may include any shape suitable to accommodate various internal components, including any regular or irregular polygon. Body 102 may be a continuous structure, or may include multiple component parts joined together, including, for example, a base body “cup” sealed with an epoxy material, and an upper “header” portion. You can. Some exemplary body configurations are described in US Pat. Nos. 7,321,281, 7,944,333, 8,446,240 and 9,013,254, all of which are assigned to Gigavac, Inc., the assignee of this application, and are incorporated by reference in their entirety.

고정 접점(104, 106)은 바디(102) 내에 수용된 컨택터 디바이스(100)의 다양한 내측 구성요소가 외측 전기 시스템 또는 디바이스와 전기적으로 연통되어, 컨택터 디바이스(100)가 본 명세서에 설명되는 바와 같이 전기 회로를 차단하거나 완성하는 스위치로서 기능할 수 있도록 구성된다. 고정 접점(104, 106)은 컨택터 디바이스의 내측 구성요소에 전기 접점을 제공하기 위한 임의의 적합한 전도성 재료, 예를 들어, 다양한 금속 및 금속성 재료 또는 관련 기술분야에서 공지된 임의의 전기 접점 재료 또는 구조체를 포함할 수 있다. 고정 접점(104, 106)은 (도시된 바와 같이) 단일의 연속적인 접점 구조체를 포함할 수 있거나 또는 다수의 전기적으로 연결된 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 고정 접점(104, 106)은 두 개의 부분을 포함할 수 있는데, 바디(102)로부터 연장되는 제1 부분은 본 명세서에 설명되는 바와 같이 바디에 내측인 다른 구성요소와 상호작용하도록 구성되는 바디(102)에 내측인 제2 부분에 전기적으로 연결된다.Stationary contacts 104, 106 allow the various interior components of contactor device 100 housed within body 102 to be in electrical communication with an exterior electrical system or device such that contactor device 100 is configured as described herein. It is configured to function as a switch that blocks or completes an electric circuit. Stationary contacts 104, 106 may be made of any suitable conductive material for providing electrical contact to the inner components of the contactor device, such as various metals and metallic materials or any electrical contact material known in the art or Can contain structures. Stationary contacts 104, 106 may include a single continuous contact structure (as shown) or may include multiple electrically connected structures. For example, in some embodiments, stationary contacts 104, 106 may include two portions, a first portion extending from body 102 and another configuration internal to the body as described herein. It is electrically connected to a second portion internal to the body 102 that is configured to interact with the element.

바디(102)는 컨택터 디바이스(100)의 다양한 내측 구성요소를 수용하는 바디(102)의 내측 공간이 기밀하게 밀봉되도록 구성될 수 있다. 음전기 가스(electronegative gas)의 사용과 결합될 때, 이러한 기밀하게 밀봉된 구성은 인접한 전도성 요소 사이의 전기적 아크를 완화하거나 방지하는 데 도움이 될 수 있고, 일부 실시예에서는 공간적으로 분리된 접점 사이에 전기 절연을 제공하는 데 도움이 된다. 일부 실시예에서, 바디(102)는 진공 상태하에 있을 수 있다. 바디(102)는 기밀하게 밀봉된 전기 디바이스를 생성하는 임의의 알려진 수단을 이용하여 기밀하게 밀봉될 수 있다. 기밀하게 밀봉된 디바이스의 몇몇 예는 US 특허 No. 7,321,281, 7,944,333, 8,446,240 및 9,013,254에 제시된 디바이스를 포함하며, 이들 특허는 모두 본 출원의 양수인인 Gigavac, Inc.에 양도되며, 모두 그 전체 내용이 참조 문헌으로 인용된다.The body 102 may be configured such that the inner space of the body 102 that accommodates the various inner components of the contactor device 100 is hermetically sealed. When combined with the use of an electronegative gas, this hermetically sealed configuration can help mitigate or prevent electrical arcing between adjacent conductive elements and, in some embodiments, between spatially separated contacts. Helps provide electrical insulation. In some embodiments, body 102 may be under vacuum conditions. Body 102 may be hermetically sealed using any known means of creating a hermetically sealed electrical device. Some examples of hermetically sealed devices are described in US Pat. Nos. 7,321,281, 7,944,333, 8,446,240 and 9,013,254, all of which are assigned to Gigavac, Inc., the assignee of this application, all of which are incorporated by reference in their entirety.

일부 실시예에서, 바디(102)는 음전기 가스, 예를 들어, 육플루오르화황(sulfur hexafluoride) 또는 질소와 육플루오르화황의 혼합물로 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 일부 실시예에서, 바디(102)는 하우징 내에 주입된 가스에 대해 낮은 투과성을 갖는 또는 실질적으로 투과성이 없는 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 바디는 디바이스의 성능을 높이도록 구성된 다양한 가스, 액체 또는 고체를 포함할 수 있다.In some embodiments, body 102 may be at least partially filled with a negatively charged gas, such as sulfur hexafluoride or a mixture of nitrogen and sulfur hexafluoride. In some embodiments, body 102 includes a material that has low or substantially no permeability to gases injected within the housing. In some embodiments, the body may contain various gases, liquids, or solids configured to enhance the performance of the device.

과전류 보호를 위해 사용되는 컨택터 디바이스(100)의 파이로테크닉 단절 구성요소를 설명하기 전에, 컨택터 디바이스(100)의 일반적인 스위칭 사용 중에 이용되는 컨택터 구성요소가 먼저 설명될 것이다. 고정 접점(104, 106)은 바디(102)에 대해 내측인 다른 구성요소 중 어느 하나와 상호작용하지 않을 때, 달리 서로 전기적으로 절연되어, 전기가 이들 사이에서 자유롭게 흐르지 못한다. 고정 접점(104, 106)은 임의의 알려진 전기적 절연의 구조체 또는 방법을 통해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.Before describing the pyrotechnic disconnection components of contactor device 100 used for overcurrent protection, the contactor components used during typical switching use of contactor device 100 will first be described. Stationary contacts 104, 106, when not interacting with any of the other components internal to body 102, are otherwise electrically isolated from each other, such that electricity does not flow freely between them. Stationary contacts 104 and 106 may be electrically isolated from each other via any known structure or method of electrical isolation.

컨택터 디바이스(100)가 도 1에 도시된 바와 같이 "폐쇄된" 위치에 있을 때, 달리 전기적으로 절연되는 두 고정 접점(104, 106)은 모두 가동 접점(108)에 의해 접촉된다. 가동 접점(108)은, 예를 들어, 제1 고정 접점(104)으로부터 가동 접점(108)으로, 제2 접점(106)으로 또는 그 반대로, 디바이스를 통해 전기 신호가 흐를 수 있게 하는 브릿지로서 기능한다. 따라서, 가동 접점이 고정 접점과 전기적으로 접촉하고 있는 동안, 컨택터 디바이스(100)는 전기 회로, 시스템 또는 디바이스에 연결되어 회로를 완성할 수 있다.When contactor device 100 is in the “closed” position as shown in FIG. 1 , the two otherwise electrically isolated stationary contacts 104 and 106 are both contacted by movable contact 108 . Movable contact 108 functions as a bridge that allows electrical signals to flow through the device, for example, from first stationary contact 104 to movable contact 108 to second contact 106 or vice versa. do. Accordingly, while the movable contact is in electrical contact with the stationary contact, contactor device 100 can be connected to an electrical circuit, system, or device to complete the circuit.

가동 접점(108)은 고정 접점(104, 106)과 관련하여 본 명세서에서 논의되는 재료 중 어느 하나를 포함하는 임의의 적합한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 고정 접점(104, 106)과 마찬가지로, 가동 접점(108)은 (도시된 바와 같이) 단일의 연속적인 구조체를 포함할 수 있거나, 또는 서로 전기적으로 연결되는 다수의 구성요소 부품을 포함하여, 달리 전기적으로 절연된 고정 접점(104, 106) 사이에서 접점 브릿지(contact bridge)로서 기능할 수 있어서, 전기는 컨택터 디바이스(100)를 통해 흐를 수 있다.Movable contact 108 may comprise any suitable conductive material, including any of the materials discussed herein with respect to stationary contacts 104 and 106. Like stationary contacts 104, 106, movable contact 108 may comprise a single continuous structure (as shown), or may comprise multiple component parts that are electrically connected to one another, otherwise electrically connected. may function as a contact bridge between the insulated stationary contacts 104, 106, so that electricity can flow through the contactor device 100.

가동 접점(108)은 가동 접점이 고정 접점(104, 106)과 전기적으로 접촉하도록 및 전기적으로 접촉하지 않도록 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이것은 가동 접점이 고정 접점(104, 106)과 전기적 접촉 상태에 있을 때, 회로가 "폐쇄되도록" 또는 완성되도록 하고, 가동 접점(108)이 고정 접점(104, 106)과 전기적 접촉 상태에 있지 않을 때, 회로가 "개방되도록" 또는 차단되도록 한다. 고정 접점(104, 106)은 가동 접점(108)과 접촉하고 있지 않을 때, 달리 전기적으로 서로 절연된다. 도 1에 도시된 실시예를 비롯한 일부 실시예에서, 가동 접점(108)은 컨택터 디바이스(100) 내에서 미리 결정된 거리를 따라 이동하도록 구성되는 샤프트 구조체(110)에 물리적으로 연결된다. 샤프트(110)는 가동 접점(108)에 물리적으로 연결되는 자신의 내측 가동 구성요소로서의 기능에 적합한 임의의 재료 또는 형상을 포함할 수 있으므로, 가동 접점(108)은 샤프트(110)와 함께 이동될 수 있다.The movable contact 108 may be configured such that the movable contact can be moved into and out of electrical contact with the stationary contacts 104 and 106. This causes the circuit to be “closed” or completed when the movable contact is in electrical contact with the fixed contacts 104, 106, and when the movable contact 108 is not in electrical contact with the fixed contacts 104, 106. When, the circuit is either “opened” or closed. Stationary contacts 104, 106 are otherwise electrically isolated from each other when not in contact with movable contact 108. In some embodiments, including the embodiment shown in FIG. 1 , the movable contact 108 is physically connected to a shaft structure 110 that is configured to move along a predetermined distance within the contactor device 100 . Shaft 110 may include any material or shape suitable for its function as an internal movable component that is physically connected to movable contact 108 such that movable contact 108 can be moved with shaft 110. You can.

샤프트(110)의 이동은 가동 접점(108)의 이동을 제어하고, 이것은 차례로 고정 접점(104, 106)에 대해 가동 접점(108)의 위치를 제어하고, 이것은 차례로 본 명세서에 설명되는 바와 같이 컨택터 디바이스(100)를 통한 전기의 흐름을 제어한다. 샤프트의 이동은, 이것으로 제한되는 것은 아니지만 전기적 및 전자적, 자기적 및 솔레노이드, 및 수동(manual) 구성을 비롯한 다양한 구성을 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, 가동 접점에 연결되는 샤프트를 제어하기 위한 수동 구성은 본 출원의 양수인인 Gigavac, Inc.에 양도되고, 본 출원에서 그 전체 내용이 참조 문헌으로 인용되는, US 특허 No. 9,013,254에서 제시된다. 수동 제어 특징부의 이러한 예시적인 구성 중 일부는 자기 구성, 다이어프램 구성 및 벨로우식(bellowed) 구성을 포함한다.Movement of the shaft 110 controls the movement of the movable contact 108, which in turn controls the position of the movable contact 108 relative to the stationary contacts 104 and 106, which in turn control the movement of the movable contact 108 as described herein. Controls the flow of electricity through the power device 100. Movement of the shaft can be controlled through a variety of configurations, including but not limited to electrical and electronic, magnetic and solenoid, and manual configurations. For example, a manual arrangement for controlling a shaft connected to a movable contact is described in US Pat. No. 1,850,000, assigned to Gigavac, Inc., the assignee of this application, and incorporated herein by reference in its entirety. Presented in 9,013,254. Some of these example configurations of manual control features include magnetic configurations, diaphragm configurations, and bellowed configurations.

도 1에 도시된 실시예에서, 샤프트(110)의 이동은 솔레노이드 구성을 사용함으로써 제어된다. 플런저 구조체(111)는 샤프트(110)의 일 부분에 연결되거나, 또는 이것을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 바디(102)는 또한 솔레노이드(112)를 수용한다. 많은 상이한 솔레노이드가 사용될 수 있으며, 적합한 솔레노이드의 일 예는 낮은 전압 하에서 그리고 상대적으로 큰 힘으로 동작되는 솔레노이드이다. 많은 다른 솔레노이드가 사용될 수 있지만, 적합한 솔레노이드의 일 예는 상업적으로 이용 가능한 Bicron Inc.로부터의 모델 No. SD1564 N1200이다. 도시된 실시예에서, 플런저 구조체(111)는 솔레노이드(112)에 의해 이동되고 제어될 수 있는 금속성 재료를 포함할 수 있다. 플런저 구조체(111)의 이동은 연결된 샤프트(110)의 이동을 제어하고, 이것은 연결된 가동 접점(108)의 이동을 차례로 제어한다.In the embodiment shown in Figure 1, the movement of shaft 110 is controlled using a solenoid configuration. The plunger structure 111 is connected to a portion of the shaft 110, or at least partially surrounds it. Body 102 also accommodates solenoid 112. Many different solenoids can be used, one example of a suitable solenoid is a solenoid that operates under low voltage and with relatively high force. Although many different solenoids may be used, one example of a suitable solenoid is Model No. 12 from Bicron Inc., which is commercially available. It is SD1564 N1200. In the depicted embodiment, plunger structure 111 may include a metallic material that can be moved and controlled by solenoid 112. The movement of the plunger structure 111 controls the movement of the connected shaft 110, which in turn controls the movement of the connected movable contact 108.

샤프트(110)의 이동 거리는 다양한 특징부, 예를 들어, 이동/과이동 거리를 제어하는 스프링 또는, 샤프트(110)의 이동 거리를 차단하거나 제한할 수 있는 바디(102)의 다양한 부분을 이용하여 제어될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 샤프트(110)의 이동 거리는 샤프트(110)가 고정 접점(104, 106)으로부터 충분한 거리를 이동한 때에 샤프트(110)의 거리를 제한하도록 샤프트(110)의 날개형 부분(114)에 대항하여 접촉되도록 구성되는 하드 스톱(113)에 의해 부분적으로 제어된다. 하드 스톱(113)은 샤프트(110)의 이동 거리를 제한하기 위해 샤프트(110)와 상호작용하는 표면을 제공하기에 적합한 임의의 형상 또는 재료를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 하드 스톱(113)은 플라스틱 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 하드 스톱(113)은, 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 파이로테크닉 단절 요소가 트리거링될 때, 파단되거나 또는 직접 전단(shear off)되도록 구성된다.The travel distance of the shaft 110 can be adjusted using various features, such as springs that control the travel/over-travel distance, or various parts of the body 102 that can block or limit the travel distance of the shaft 110. It can be controlled. In the embodiment shown in Figure 1, the movement distance of the shaft 110 is the wings of the shaft 110 to limit the distance of the shaft 110 when the shaft 110 has moved a sufficient distance from the fixed contact points 104, 106. This is controlled in part by a hard stop 113 configured to contact against the mold portion 114. Hard stop 113 may include any shape or material suitable to provide a surface that interacts with shaft 110 to limit the distance that shaft 110 moves. In the embodiment shown in Figure 1, hard stop 113 includes a plastic material. In some embodiments, hard stop 113 is configured to fracture or directly shear off when the pyrotechnic break element is triggered, as discussed in more detail below.

컨택터 디바이스(110)의 기본적인 스위칭 특징부가 제시되었음으로, 이제는 파이로테크닉 단절 요소가 설명될 것이다. 컨택터 디바이스(100)는, 파이로테크닉 차지(202) 및 피스톤 구조체(204)를 포함하는, 과전류 보호로서 기능할 수 있는 몇몇 요소를 포함할 수 있다. 피스톤 구조체(204)는, 도시된 바와 같이 내측 구성요소 중 하나 이상, 예를 들어 샤프트(110)에 이웃하게 또는 적어도 부분적으로 그 주위에 위치될 수 있다. 휴지 위치로부터의 피스톤이 이동하면, 내측 구성요소의 구성이 변경되어, 예를 들어, 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 샤프트(100)에 대항하여 가압하거나 또는 달리 샤프트를 이동시킴으로써, 디바이스를 통한 전기의 흐름이 차단될 수 있다. 연결된 전기 디바이스에 미치는 영구적인 손상 또는 전기 화재와 같은 안전 위험을 방지하기 위해, 파이로테크닉 차지(202)는 전류가 미리 결정된 임계 레벨을 초과할 때 활성화되도록 구성될 수 있다.Now that the basic switching features of contactor device 110 have been presented, the pyrotechnic disconnection elements will be described. Contactor device 100 may include several elements that may function as overcurrent protection, including a pyrotechnic charge 202 and a piston structure 204. Piston structure 204 may be positioned adjacent to or at least partially about one or more of the inner components, such as shaft 110, as shown. Movement of the piston from the rest position changes the configuration of the internal components to allow electricity through the device, for example, by pressing against or otherwise moving the shaft 100, as described herein. The flow may be blocked. To prevent safety hazards such as electrical fire or permanent damage to connected electrical devices, pyrotechnic charge 202 may be configured to activate when the current exceeds a predetermined threshold level.

컨택터 디바이스(100)는 디바이스를 통한 전류가 위험한 레벨에 도달되었을 때를 검출할 수 있고 이 임계 레벨이 검출되었을 때 파이로테크닉 차지를 트리거할 수 있는 다양한 센서 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨택터 디바이스(100)는 디바이스를 통한 전류의 레벨을 검출하도록 구성된 전용 전류 센서를 포함할 수 있다. 전류 센서는 전류가 임계 레벨에 도달될 때 파이로테크닉 차지를 직접 또는 간접적으로 활성화시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 센서는 임계 전류 레벨이 검출될 때 검출된 전류에 비례하는 신호를 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 센서는 홀 효과 센서, 변압기 또는 전류 클램프 미터, 저항기, 광섬유 전류 센서 또는 간섭계를 포함할 수 있다.Contactor device 100 can include various sensor features that can detect when the current through the device has reached a dangerous level and trigger a pyrotechnic charge when this threshold level is detected. In some embodiments, contactor device 100 may include a dedicated current sensor configured to detect the level of current through the device. The current sensor may be configured to directly or indirectly activate the pyrotechnic charge when the current reaches a threshold level. In some embodiments, the current sensor may transmit a signal proportional to the detected current when a threshold current level is detected. In some embodiments, the current sensor may include a Hall effect sensor, a transformer or current clamp meter, a resistor, a fiber optic current sensor, or an interferometer.

일부 실시예에서, 파이로테크닉 차지(202)는 전기 펄스에 의해 활성화되도록 구성되고, 현대의 자동차에서 이용되는 것과 유사하게, 다수의 인자를 검출하도록 구성되는 에어백 시스템에 의해 구동된다. 일부 실시예에서, 컨택터 디바이스(100)는 파이로테크닉 핀(203)이 활성화 신호를 수신할 때 파이로테크닉 차지(202)를 트리거링하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 파이로테크닉 핀(203)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 파이로테크닉 차지는 흐르는 전류를 이미 모니터링하고 있는 다른 특징부에 연결될 수 있다. 이후 이러한 다른 특징부, 예를 들어, 배터리 관리 구성요소는 임계 전류 레벨이 검출될 때 파이로테크닉 차지를 활성화시키는 신호를 보내도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the pyrotechnic charge 202 is configured to be activated by an electrical pulse and driven by an airbag system configured to detect a number of factors, similar to those used in modern automobiles. In some embodiments, contactor device 100 includes one or more pyrotechnic pins 203 that can be configured to trigger pyrotechnic charge 202 when pyrotechnic pins 203 receive an activation signal. It can be included. In some embodiments, the pyrotechnic charge may be connected to another feature that is already monitoring the current flowing. These other features, such as battery management components, can then be configured to send a signal to activate pyrotechnic charging when a threshold current level is detected.

파이로테크닉 차지(202)는 단일 차지 구조체이거나 또는 다수의 차지 구조체일 수 있다. 일부 실시예에서, 파이로테크닉 차지(202)는 먼저 개시기(initiator) 차지 및 그 다음으로 이차 가스 생성기 차지를 포함하는 이중의 차지 구조체를 포함한다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 사용되는 파이로테크닉 차지가 컨택터 디바이스(100)의 회로를 영구적으로 차단하도록 피스톤 구조체(204)를 이동시키기에 충분한 힘을 제공하기에 충분하다면, 많은 상이한 유형의 파이로테크닉 차지가 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 파이로테크닉 차지(202)는 개시기 차지 및 가스 발생기 차지 둘 모두로서 사용하기에 적합한 장점을 갖는, 지르코늄 포타슘 퍼클로레이트(zirconium potassium perchlorate)를 포함한다. 일부 실시예에서, 개시기 차지는, 예를 들어, 지르코늄 포타슘 퍼클로레이트, 지르코늄 텅스텐 포타슘 퍼클로레이트, 티타늄 포타슘 퍼클로레이트, 지르코늄 하이드라이드 포타슘 퍼클로레이트, 또는 티타늄 하이드라이드 포타슘 퍼클로레이트와 같은 고속 연소 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 가스 생성기 차지는, 예를 들어, 보론 포타슘 니트레이트, 또는 블랙 파우더와 같은 저속 연소 물질을 포함한다.Pyrotechnic charge 202 may be a single charge structure or multiple charge structures. In some embodiments, pyrotechnic charge 202 includes a dual charge structure comprising first an initiator charge and then a secondary gas generator charge. As described herein, there are many different types of pyrotechnic charges, provided that the pyrotechnic charge used is sufficient to provide sufficient force to move the piston structure 204 to permanently break the circuit of the contactor device 100. Pyrotechnic charge can be used. In some embodiments, pyrotechnic charge 202 includes zirconium potassium perchlorate, which has the advantage of being suitable for use as both an initiator charge and a gas generator charge. In some embodiments, the initiator charge includes a fast burning material, such as, for example, zirconium potassium perchlorate, zirconium tungsten potassium perchlorate, titanium potassium perchlorate, zirconium hydride potassium perchlorate, or titanium hydride potassium perchlorate. In some embodiments, the gas generator charge includes a slow burning material such as, for example, boron potassium nitrate, or black powder.

파이로테크닉 차지(202)가 활성화될 때, 결과적인 힘은 피스톤 구조체(204)가 파이로테크닉 차지(202)의 옆 또는 주위에 있는 휴지 위치로부터 멀리 밀려나게 하며, 이것은 차례로 피스톤 구조체(204)가 샤프트(110)를 밀게 하여 샤프트가 고정 접점(104, 106)으로부터 멀리 밀려나게 한다. 결과적인 힘은 또한 하드 스톱(113)을 파단시키거나 또는 직접 전단하기에 충분하여, 샤프트(110)가 고정 접점(104, 106)으로부터 더욱 더 멀어지게 되어, 예를 들어, 바디(102)의 별개의 내측 격실(206) 안으로 가압된다. 피스톤 구조체(204)는 피스톤 구조체(204)가 내측 구성요소를 컨택터 디바이스를 통해 전기가 흐르지 못하게 하는 위치에 또는 구성으로 유지할 수 있도록 충분한 치수(예를 들어, 형상, 사이즈, 공간적 배향 또는 다른 구성)를 포함할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 제 위치의 샤프트(110)를 고정 접점(104, 106)으로부터 더욱 더 멀리 유지시킴으로써, 예를 들어 샤프트(110)가 실질적으로 바디(102)의 별개의 내측 격실(206) 내에 있도록 샤프트를 유지시킴으로써 행해진다. 이것은 차례로 샤프트(110)에 연결되어 있는 가동 접점(108)이 고정 접점(104, 106)로부터 더욱 더 큰 공간적 갭만큼 분리되게 하여, 디바이스가 디바이스를 통해 전기가 흐르지 못하는 "트리거된" 또는 영구적인 "개방된" 구성에 있게 한다. 일부 실시예에서, 피스톤 구조체(204)는 파이로테크닉 차지(202)의 활성화에 의해 일단 변위되면, 피스톤 구조체(204)가 바디(102)의 일 부분과 상호작용하는 위치로 강제되어 용이하게 이동될 수 없도록 하는 충분한 치수를 포함한다.When the pyrotechnic charge 202 is activated, the resulting force causes the piston structure 204 to be pushed away from its resting position next to or around the pyrotechnic charge 202, which in turn causes the piston structure 204 to pushes the shaft 110 so that the shaft is pushed away from the fixed contact points 104 and 106. The resulting force may also be sufficient to fracture or directly shear the hard stop 113, causing the shaft 110 to move further away from the fixed contacts 104, 106, e.g. It is pressurized into a separate inner compartment (206). The piston structure 204 has sufficient dimensions (e.g., shape, size, spatial orientation or other configuration) to allow the piston structure 204 to maintain the inner components in a position or configuration that prevents electrical flow through the contactor device. ) may include. This may, for example, keep the shaft 110 in place further away from the stationary contacts 104, 106, so that the shaft 110 is substantially in a separate inner compartment 206 of the body 102. This is done by holding the shaft inside. This in turn causes the movable contact 108 connected to the shaft 110 to be separated from the stationary contacts 104, 106 by an ever-larger spatial gap, causing the device to become "triggered" or permanent, preventing electricity from flowing through the device. It is in an “open” configuration. In some embodiments, the piston structure 204, once displaced by activation of the pyrotechnic charge 202, is forced into a position where the piston structure 204 interacts with a portion of the body 102 to facilitate movement. Include sufficient dimensions to prevent this from happening.

고정 접점(104, 106)과 가동 접점(108) 사이의 빠르게 생성된 큰 공간적 갭에 부가하여, 추가적인 구조체가 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 아크 방출 자석(arc blowout magnet)(208)(두 개가 도시됨)이 전기적 아크를 더욱 제어하도록 이용될 수 있다. 전류의 흐름을 차단하기 위한 주된 방법은 본 명세서에 설명되는 바와 같이 접점을 더욱 큰 에어 갭으로서 빠르게 개방시키는 것이지만, 예를 들어, 가스 발생기 차지를 사용함으로써 아크를 향하는 제2차 가스 폭발을 통해 얻어지는 추가적인 성능이 또한 있을 수 있다.In addition to the quickly created large spatial gap between the stationary contacts 104, 106 and the movable contact 108, additional structures may be used. For example, in some embodiments, one or more arc blowout magnets 208 (two are shown) may be used to further control the electrical arc. The primary method for blocking the flow of current is to rapidly open the contacts as a larger air gap as described herein, but a secondary gas explosion directed toward the arc, for example, by using a gas generator charge, is achieved. There may also be additional capabilities.

도 1에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에, 파이로테크닉 차지(202)의 활성화로부터 말미암은 가스의 빠른 누적에 의해 유발되는 위험을 방지하는 데 도움이 될 수 있는 다른 임의적인 설계 특징부가 포함될 수 있다. 이러한 실시예에서, 바디(102)는 파이로테크닉 차지(202)가 활성화될 때 피스톤 구조체(204)가 샤프트(110)를 바디(102)의 일 부분을 관통하기에 충분한 힘으로 밀어내도록 구성될 수 있다. 이로 인해 가스의 빠른 누적이 배출될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 이것은 바디(102)의 일 부분이, 예를 들어, 샤프트(110)의 뾰족한 부분(210)에 의해 파이로테크닉 단절 사이클 동안 관통될 수 있는 멤브레인을 포함하여, 고온 필터 멤브레인일 수 있는 바디(102)의 연결된 통풍 부분(212)으로부터 가스가 배출될 수 있게 함으로써 달성된다. 이후 고온 가스는 바디(102)의 외부로 나갈 수 있다. 압력 방출은 컨택터 하우징이 파열되는 것을 방지할 수 있을뿐만 아니라 전기적 아크를 냉각시키고 성능을 개선할 수 있다.In some embodiments, including the embodiment shown in FIG. 1 , other optional design features may be added that may help prevent hazards posed by rapid accumulation of gases resulting from activation of the pyrotechnic charge 202. may be included. In this embodiment, body 102 may be configured such that when pyrotechnic charge 202 is activated, piston structure 204 pushes shaft 110 with sufficient force to penetrate a portion of body 102. You can. This will allow rapid accumulation of gas to be released. In some embodiments, this is a high temperature filter membrane, including a membrane in which a portion of body 102 may be pierced during a pyrotechnic disconnection cycle, for example, by pointed portion 210 of shaft 110. This is achieved by allowing gas to escape from the connected ventilation portion 212 of the body 102. Afterwards, the high temperature gas can exit to the outside of the body 102. Pressure relief can not only prevent contactor housings from rupturing, but can also cool electrical arcs and improve performance.

정상 스위칭 동작 동안 컨택터 디바이스(100)를 통한 전기 흐름의 회로의 차단과 컨택터 디바이스(100)가 "트리거된" 상태에 있을 때 디바이스를 통한 전기 흐름의 회로의 영구적 차단의 차이는 도 2 및 도 3에 더 잘 예시된다. 도 2 및 도 3은 도 1의 컨택터 디바이스(100)를 도시하지만, 상이한 배향으로 도시한다. 컨택터 디바이스(100)는 바디(102), 고정 접점(104, 106), 가동 접점(108), 샤프트(110), 플런저 구조체(111), 솔레노이드(112), 하드 스톱(113), 샤프트(110)의 날개형 부분(114), 파이로테크닉 차지(202), 파이로 핀(pyro pin)(203), 피스톤 구조체(204), 바디(102)의 별개의 격실(206), 아크 방출 자석(208), 샤프트(110)의 뾰족한 부분(210), 및 바디(102)의 통풍 부분(212)을 포함한다.The difference between interrupting the circuit of electrical flow through the contactor device 100 during normal switching operation and permanently interrupting the circuit of electrical flow through the device when the contactor device 100 is in the “triggered” state is shown in Figures 2 and 2 . This is better illustrated in Figure 3. Figures 2 and 3 show the contactor device 100 of Figure 1, but in different orientations. Contactor device 100 includes a body 102, fixed contacts 104, 106, movable contacts 108, shaft 110, plunger structure 111, solenoid 112, hard stop 113, shaft ( Wing-shaped portion 114 of 110, pyrotechnic charge 202, pyro pin 203, piston structure 204, separate compartment 206 of body 102, arc emission magnet. 208 , a pointed portion 210 of the shaft 110 , and a ventilated portion 212 of the body 102 .

컨택터 디바이스(100)는 연결된 가동 접점(108)이 단절 공간 갭(302)만큼 고정 접점(104, 106)로부터 분리되도록 샤프트(110)가 이동된 것을 보여주는, 도 2에서 "개방된" 상태에 있는 것으로 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컨택터 디바이스(100)는 여전히 파이로테크닉 피처가 활성화되지 않은 "설정된" 위치에 있다. 단절 공간 갭(302)은 달리 전기적으로 서로 절연되는 고정 접점(104, 106)으로부터 가동 접점(108)이 충분한 거리로 이격되게 하여, 디바이스를 통한 전기의 흐름을 차단한다. 그에 반해서, 도 3은 파이로테크닉 차지(202)가 활성화되어 피스톤 구조체(204)가 샤프트(110) 및 가동 접점(108)을 고정 접점(104, 106)로부터 더욱 더 멀어지는 방향으로 강제할 때, 트리거된 상태에 있는 컨택터 디바이스(100)를 도시한다. 이것은 고정 접점(104, 106)와 가동 접점(108) 사이에 더 큰 차단 공간 갭(350)을 신속하게 형성한다.The contactor device 100 is in the “open” state in FIG. 2 showing the shaft 110 moved so that the connected movable contact 108 is separated from the stationary contacts 104, 106 by a break space gap 302. It is shown as being there. As shown in Figure 2, contactor device 100 is still in the “set” position with no pyrotechnic features activated. The break space gap 302 separates the movable contacts 108 a sufficient distance from the stationary contacts 104, 106, which are otherwise electrically insulated from each other, to block the flow of electricity through the device. In contrast, Figure 3 shows that when the pyrotechnic charge 202 is activated and the piston structure 204 forces the shaft 110 and the movable contact 108 further away from the stationary contacts 104 and 106, It shows the contactor device 100 in a triggered state. This quickly creates a larger blocking space gap 350 between the stationary contacts 104, 106 and the movable contact 108.

파이로테크닉 차지(202)의 활성화, 및 피스톤 구조체(204) 및 샤프트(110)의 결과적인 갑작스러운 이동으로부터 생기는 결과적인 힘은 도 3에서 바디(113)에 연결된 원래의 위치로부터 변위되도록 도시되는 하드 스톱(113)을 파단 또는 직접 전단하기에 충분하다. 하드 스톱(113)은 바디(102)와 연결되거나 또는 일체화된 강건한 재료를 포함할 수 있어서, 하드 스톱은 "폐쇄된" 회로 상태와 "개방된" 회로 상태 사이에서 정상 디바이스 동작 동안 샤프트(110)에 대한 스톱부로서 기능한다. 그러나, 파이로테크닉 단절 특징부의 동작 동안에, 하드 스톱(113)은 스톱 구조체로서 "작동하지 않고(fail)" 그리고 파단 또는 직접 전단되어 샤프트(110)가 별개의 바디 격실(206) 안으로 진행할 수 있도록 의도적으로 설계될 수 있다.The resulting force resulting from activation of the pyrotechnic charge 202, and the resulting sudden movement of the piston structure 204 and shaft 110, is shown in FIG. 3 to be displaced from its original position connected to the body 113. It is sufficient to break or directly shear the hard stop (113). Hard stop 113 may include a robust material connected to or integral with body 102 such that the hard stop supports shaft 110 during normal device operation between “closed” and “open” circuit states. It functions as a stop for. However, during operation of the pyrotechnic break feature, hard stop 113 "fails" as a stop structure and fractures or shears directly, allowing shaft 110 to advance into separate body compartment 206. It can be intentionally designed.

일부 실시예에서, 피스톤 구조체(204)는 파이로테크닉 차지(202)가 활성화된 이후에 바디(102)의 피스톤-스톱 부분(352)과 상호작용할 수 있도록 구성될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 피스톤 구조체(204)의 위치, 예를 들어, 피스톤 구조체(204) 상의 다른 부분과 상호작용하거나 정합하도록 구성되는 피스톤-스톱 부분(352)의 일 부분과 상호작용함으로써 행해질 수 있다.In some embodiments, piston structure 204 may be configured to interact with piston-stop portion 352 of body 102 after pyrotechnic charge 202 is activated. This can be done, for example, by interacting with a portion of the piston-stop portion 352 that is configured to interact or mate with a position of the piston structure 204, for example, with another portion on the piston structure 204. there is.

일부 실시예에서, 피스톤 구조체(204)는 파이로테크닉 차지(202)의 활성화에 의해 피스톤 구조체(204)가 변위된 이후까지 피스톤-스톱 부분(352)과 접촉하는 위치에 있을 것이다. 이것은, 파이로테크닉 차지(202)가 활성화되고 피스톤 구조체(204)가 휴지 위치로부터 강제되었을 때, 피스톤 구조체(204)가 피스톤-스톱 부분(352)과 가동 접점(108) 사이에 유지되게 한다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 이러한 구성은 피스톤 구조체(204)를 가동 접점(108)에 대항하여 피스톤 구조체(204)를 유지하거나 또는 잠그는 위치에 놓이게 한다. 피스톤 구조체(204)는 가동 접점(108)을 제 위치에 유지하고 회로 차단 공간 갭(350)을 유지하는 데 도움을 주어, 고정 접점(108)과 가동 접점(104, 106)가 슬립 백(slip back)되어 서로 접촉하지 못하게 함으로써, 컨택터 디바이스(100)가 동작하지 못하게 한다.In some embodiments, piston structure 204 will remain in contact with piston-stop portion 352 until after piston structure 204 is displaced by activation of pyrotechnic charge 202. This causes the piston structure 204 to remain between the piston-stop portion 352 and the movable contact 108 when the pyrotechnic charge 202 is activated and the piston structure 204 is forced from the resting position. As shown in FIG. 3 , this configuration places the piston structure 204 in a position that holds or locks the piston structure 204 against the movable contact 108 . The piston structure 204 holds the movable contact 108 in place and helps maintain the circuit break space gap 350 so that the stationary contact 108 and the movable contacts 104 and 106 slip back. back) to prevent contact with each other, thereby preventing the contactor device 100 from operating.

일부 실시예에 있어서, 바디(102)의 피스톤-스톱 부분(352)을 대신하여 또는 이에 부가하여, 바디(102)의 별개의 격실(206)은 별개의 격실(206)이 파이로테크닉 차지(202)의 활성화로 인하여 별개의 격실(206) 안으로 이동된 샤프트(110)의 부분과 상호작용할 수 있도록, 예를 들어 사이즈 및 형상을 포함하는 충분한 치수를 포함할 수 있다.In some embodiments, instead of or in addition to the piston-stop portion 352 of body 102, a separate compartment 206 of body 102 may be provided with a pyrotechnic charge ( It may include sufficient dimensions, including, for example, size and shape, to enable interaction with a portion of the shaft 110 that is moved into the separate compartment 206 due to activation of 202 .

일부 실시예에서, 별개의 격실(206)은 직접 전단된 하드 스톱(113) 또는 파이로테크닉 차지(202)의 활성화로 인하여 별개의 구성요소 안으로 이동된 샤프트(110)에 연결된 다른 구조체와 상호작용하도록 구성될 수 있다. 샤프트(110)의 이러한 부분 또는 연결된 구조체는 일반적인 디바이스 동작 동안에 별개의 격실(206) 내에 미리 있지 않겠지만, 과전류 보호 동작 동안 파이로테크닉 사이클 동안에는 별개의 격실(206) 안으로 강제된다. 별개의 격실(206)은 충분한 사이즈, 형상 또는 추가적인 특징부, 예를 들어 샤프트(110) 상의 대응하는 특징부 또는 연결된 구조체와 상호작용하거나 또는 정합하여 샤프트(110)를 제위치에 유지시키고, 그래서 샤프트(110)에 연결된 가동 접점(108)이 슬립 백되어 고정 접점(104, 106)과 접촉되지 못하도록 구성된 특징부를 포함한다.In some embodiments, the separate compartment 206 interacts with a directly sheared hard stop 113 or other structure connected to the shaft 110 that has been moved into a separate component due to activation of the pyrotechnic charge 202. It can be configured to do so. This portion of the shaft 110 or connected structure would not previously be within the separate compartment 206 during normal device operation, but is forced into the separate compartment 206 during the pyrotechnic cycle during overcurrent protection operation. Discrete compartments 206 may be of sufficient size, shape, or additional features, for example, to interact or mate with corresponding features or connected structures on shaft 110 to maintain shaft 110 in place, so as to maintain shaft 110 in place. The movable contact 108 coupled to the shaft 110 includes a feature configured to slip back and prevent contact with the stationary contacts 104 and 106.

전술의 특징부에 부가하여, 도 1 내지 도 3의 컨택터 디바이스(100)는 PCB(400)를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, PCB는 컨택터 디바이스(100)의 내측 구성요소가 본 발명의 특징부를 포함하는 파이로테크닉 트리거링 구성에 효율적이고 편리하게 연결 가능하게 한다. PCB(400)는 본 발명의 특징부를 포함하는 파이로테크닉 트리거링 구성을 수용하도록 설계된 PCB일 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서, PCB(400)는 컨택터 디바이스(100)의 상부 부분에 인접하게 위치되는 것으로 도시되지만, PCB(400)가 컨택터 디바이스(100)의 임의의 부분 내에 또는 그 부분 상에 위치될 수 있고, 컨택터 디바이스(100)의 내측에 또는 컨택터 디바이스(100)의 외측에 있을 수 있다는 것이 이해된다.In addition to the features described above, contactor device 100 of FIGS. 1-3 may further include a PCB 400. As discussed further herein, the PCB enables efficient and convenient connection of internal components of contactor device 100 to a pyrotechnical triggering configuration incorporating features of the present invention. PCB 400 may be a PCB designed to accommodate a pyrotechnical triggering configuration that includes features of the present invention. 1-3, PCB 400 is shown as being positioned adjacent the upper portion of contactor device 100, although PCB 400 may be positioned adjacent to any portion of contactor device 100. It is understood that it may be located within or on a portion thereof, and may be inside contactor device 100 or outside contactor device 100.

일반적인 동작 동안 자신을 통한 전기 흐름을 제한하거나 또는 가능하도록 동작될 수 있는 컨택터 디바이스 이외에, 수동형 파이로테크닉 트리거링 구성과 함께 사용하기 위한 예시적인 환경으로서 기능할 수 있는 다른 유형의 스위칭 디바이스는 퓨즈 디바이스이다. 퓨즈 디바이스는 일반적인 동작 동안 디바이스를 통해 단지 전기가 흐를 수 있게 하고, 임계 전류 레벨이 디바이스를 통과할 때 희생 회로 차단기로서 기능한다. 도 4 내지 도 5는 도 1 내지 도 3에서의 컨택터 디바이스(100)와 유사한 특징부를 포함하고 그와 유사하게 동작하지만, 고정 접점과 가동 접점을 개방하고 폐쇄하기 위한 솔레노이드 또는 다른 메커니즘과 같은 일부의 특징부를 포함하지 않는, 이러한 예시적인 퓨즈 디바이스(430)를 도시한다. 일반적인 동작 동안, 퓨즈 디바이스(430)는 파이로테크닉 피처가 활성화되어, 그 이후에 디바이스가 디바이스를 통한 전류 흐름을 차단하는 "개방된" 상태를 초래할 때까지, 계속하여 디바이스를 통한 전류 흐름을 가능하게 하는 "폐쇄된" 상태에 있다. 도 4 내지 도 5는 (위의 도 1 내지 도 3에서 바디(102)와 유사한) 바디(432), (위의 도 1 내지 도 3의 고정 접점(104, 106)와 유사한) 고정 접점(434, 436)을 도시한다. 그러나, 이 실시예에서, 고정 접점(434, 436)은 외측 회로에 연결을 위해 고정 접점(434, 436)에 전기적으로 연결되는 전력 단자(438, 440)와 별개로 형성되며, 도 1 내지 도 3의 실시예에서 전력 단자 및 고정 접점은 같은 것이다. 도 4 내지 도 5는 (위의 도 1 내지 도 3에서 가동 접점(108)과 유사한) 가동 접점(442), (상이하게 형상화된 것을 제외하고는, 위의 도 1 내지 도 3의 샤프트 구조체(110)와 유사한) 샤프트 구조체(444)를 더 도시한다.In addition to contactor devices, which can be operated to restrict or enable electrical flow through them during normal operation, other types of switching devices that can serve as exemplary environments for use with passive pyrotechnic triggering configurations are fuse devices. am. A fuse device only allows electricity to flow through the device during normal operation and functions as a sacrificial circuit breaker when a critical current level passes through the device. 4-5 include similar features and operate similarly to the contactor device 100 of FIGS. 1-3, but include some elements such as solenoids or other mechanisms to open and close the stationary and movable contacts. This example fuse device 430 is shown, but does not include the features of . During normal operation, fuse device 430 continues to allow current flow through the device until the pyrotechnic feature is activated, resulting in an “open” state that subsequently blocks current flow through the device. It is in a “closed” state that allows it to do so. 4-5 show a body 432 (similar to body 102 in FIGS. 1-3 above), a stationary contact 434 (similar to stationary contacts 104, 106 in FIGS. 1-3 above). , 436). However, in this embodiment, the stationary contacts 434 and 436 are formed separately from the power terminals 438 and 440, which are electrically connected to the stationary contacts 434 and 436 for connection to an external circuit, as shown in FIGS. In embodiment 3, the power terminal and fixed contact are the same. 4-5 illustrate a movable contact 442 (similar to the movable contact 108 in FIGS. 1-3 above), the shaft structure of FIGS. 1-3 above (except that it is shaped differently). A shaft structure 444 (similar to 110) is further shown.

샤프트 구조체(444)는 가동 접점(442) 및 피스톤 구조체(446)(위 도 1 내지 도 3의 피스톤 구조체(204)와 유사함)에 연결된다. 피스톤 구조체(446)는, 파이로테크닉 차지(448)가 활성화될 때, 가동 접점(442) 및 피스톤 구조체(446)가 고정 접점(434, 436)으로부터 멀어지는 방향으로 강제되어 회로를 차단하도록, 파이로테크닉 차지(448)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 일부 실시예에서, 퓨즈 디바이스(430)는 고정 접점(434, 436) 및 가동 접점(442)을 제 자리에 유지시키는 것을 돕도록 구성된 지지 구조체(450)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 파이로테크닉 차지(448)의 트리거링은 지지 구조체(450)가 파단되거나 변위되게 하는 힘으로 피스톤 구조체(446)가 파이로테크닉 차지로부터 멀리 밀려나게 한다. 일부 실시예에서, 퓨즈 디바이스(430)는 활성 신호에 의해 트리거링될 수 있다. 일부 실시예에서, 퓨즈 디바이스(430)는 본 명세서에서 논의되는 구성과 같은 수동형 트리거링 구성에 의해 트리거링될 수 있다. 도 4는 고정 접점(434, 436) 및 가동 접점(442)이 함께 붙어 있고 퓨즈 디바이스(430)를 통한 전기 흐름을 가능하게 하는 "폐쇄된" 상태에 있는 퓨즈 디바이스(430)를 도시한다. 이에 반해서, 도 5는 고정 접점(434, 436) 및 가동 접점(444)이 떨어지고 퓨즈 디바이스(430)를 통한 전기 흐름이 방지되는, 파이로테크닉 차지(448)의 트리거링 이후에 "개방된" 상태에 있는 퓨즈 디바이스(430)를 도시한다.Shaft structure 444 is connected to movable contact 442 and piston structure 446 (similar to piston structure 204 in FIGS. 1-3 above). The piston structure 446 is configured such that when the pyrotechnic charge 448 is activated, the movable contact 442 and the piston structure 446 are forced in a direction away from the stationary contacts 434, 436, thereby breaking the circuit. It surrounds, at least in part, the Law Technique Charge (448). In some embodiments, fuse device 430 may include a support structure 450 configured to help hold stationary contacts 434, 436 and movable contacts 442 in place. In some embodiments, triggering of the pyrotechnic charge 448 causes the piston structure 446 to be pushed away from the pyrotechnic charge with a force that causes the support structure 450 to fracture or displace. In some embodiments, fuse device 430 may be triggered by an activation signal. In some embodiments, fuse device 430 may be triggered by a passive triggering configuration, such as the configuration discussed herein. 4 shows the fuse device 430 with fixed contacts 434, 436 and movable contact 442 glued together and in a “closed” state allowing electrical flow through fuse device 430. In contrast, Figure 5 shows an “open” state after triggering of the pyrotechnic charge 448, in which fixed contacts 434, 436 and movable contact 444 are disconnected and electrical flow through fuse device 430 is prevented. shows the fuse device 430 in .

두 가지 유형의 스위칭 디바이스, 즉 컨택터 및 퓨즈 디바이스가 본 개시내용에 따른 파이로테크닉 트리거링 메커니즘을 이용할 수 있는 예시적인 환경으로서 설명되었음으로, 이제는 파이로테크닉 트리거링 메커니즘의 실시예가 보다 완전하게 설명될 수 있다. 도 6 내지 도 11과 관련하여 설명되는 다음과 같은 실시예에서, 파이로테크닉 트리거링 구성은 도 1 내지 도 3의 컨택터 디바이스에 적용되는 것을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 도 6 내지 도 11과 관련하여 설명되는 파이로테크닉 트리거링 구성은, 예를 들어 도 4 내지 도 5와 관련하여 설명되는 퓨즈 디바이스를 포함하는 파이로테크닉 피처를 포함하는 임의의 스위칭 메커니즘에 트리거링 디바이스로서 적용될 수 있다는 것이 이해된다.Having described two types of switching devices, contactors and fuse devices, as example circumstances in which a pyrotechnic triggering mechanism in accordance with the present disclosure may be utilized, embodiments of a pyrotechnic triggering mechanism will now be more fully described. You can. In the following embodiments described in connection with FIGS. 6 to 11 , the pyrotechnic triggering configuration will be described with reference to its application to the contactor device of FIGS. 1 to 3 . However, the pyrotechnical triggering configuration described in connection with FIGS. 6-11 may trigger on any switching mechanism that includes a pyrotechnical feature, including, for example, a fuse device as described in connection with FIGS. 4-5. It is understood that it can be applied as a device.

도 6은 도 1 내지 도 3에서 PCB(400)와 유사한 PCB(502)(트레이스는 도시되지 않음), 도 1 내지 도 3에서 고정 접점 구조체(104, 106)와 유사한 전력 단자(504), 및 수동형 트리거 스위치(506)를 포함하는 파이로테크닉 트리거링 구성(500)을 도시한다. 도 6은 내부에 내측 구성요소를 수용하는, 바디(102)와 유사할 수 있는 바디(508)를 포함하는 전기 디바이스(503)와 통합되는 파이로테크닉 트리거링 구성(500)을 더 도시한다. 도 6의 파이로테크닉 트리거링 구성(500)은 PCB(502)가 보일 수 있게 노출되도록 바디의 상측 "캡" 부분 없이 도시되지만, 정상 디바이스 동작에서, 캡 및 에폭시 재료를 포함하는 폐쇄된 바디와 같은 특징부가 포함될 수 있다. 도 6은 또한 도 1 내지 도 3의 파이로테크닉 핀(203)과 유사한 파이로테크닉 핀(510)을 도시한다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에서 솔레노이드(112)와 유사한 내측 코일 또는 솔레노이드에 대한 전기적 연결을 가능하게 하는 코일 핀(512)이 포함된다. 전기 디바이스(503) 내의 음전기 가스의 관리 또는 내측 기밀 밀봉의 형성을 촉진할 수 있는 관상 구조체(514)가 또한 포함된다.6 shows a PCB 502 (trace not shown) similar to PCB 400 in FIGS. 1-3, a power terminal 504 similar to fixed contact structures 104, 106 in FIGS. 1-3, and A pyrotechnic triggering arrangement (500) is shown including a passive trigger switch (506). FIG. 6 further illustrates a pyrotechnic triggering arrangement 500 integrated with an electrical device 503 comprising a body 508 , which may be similar to body 102 , housing internal components therein. The pyrotechnic triggering configuration 500 of FIG. 6 is shown without the upper “cap” portion of the body so that the PCB 502 is visible and exposed; however, in normal device operation, the pyrotechnic triggering configuration 500 is shown as a closed body containing a cap and an epoxy material. Features may be included. Figure 6 also shows a pyrotechnic pin 510 similar to the pyrotechnic pin 203 of Figures 1-3. For example, a coil pin 512 is included to enable electrical connection to an inner coil or solenoid, similar to solenoid 112 in FIGS. 1-3. Also included is a tubular structure 514 that can facilitate the management of negative gases within the electrical device 503 or the formation of an internal gas-tight seal.

도 6의 파이로테크닉 트리거링 구성(500)의 동작에서, 미리 결정된 레벨의 전류, 예를 들어, 화재와 같은 위험의 발생 또는 디바이스에 대한 영구적인 손상을 초래할 수 있는 위험한 레벨의 전류를 나타내는 레벨의 전류가 디바이스(503)를 통과할 때, 수동형 트리거 스위치(506)가 활성화될 것이다. 이것은 차례로 파이로테크닉 핀(510)에 신호를 전송하는 회로를 완성하여, 예를 들어, 도 1 내지 도 3의 파이로테크닉 차지(202)와 같은 내측 파이로테크닉 요소를 활성화시킨다. 이러한 실시예에서, PCB(502)는 디바이스(503)에 대해 내측인 파이로테크닉 피처와 전기적으로 연통되는 파이로테크닉 핀(510)으로 트리거링 신호가 향하도록 구성될 수 있다. 이러한 트리거링 신호를 위한 전기적 경로는 수동형 트리거 스위치(506)를 폐쇄하거나 또는 활성화시키는 것에 종속적일 수 있으므로, 수동형 트리거 스위치(506)가 개방되거나 또는 트리거링되지 않을 때(휴지 상태에 있을 때) 파이로테크닉 핀(510)에 제공되는 트리거링 신호를 위한 전기적 경로가 차단된다. 마찬가지로, 수동형 트리거 스위치(506)가 폐쇄되거나 또는 활성화될 때, 트리거링 신호는 파이로테크닉 핀(510) 쪽으로 향하고 내측 파이로테크닉 피처를 트리거링할 수 있다.In operation of the pyrotechnic triggering configuration 500 of FIG. 6, a predetermined level of current is generated, e.g., a level indicative of a dangerous level of current that could result in a hazard such as fire or permanent damage to the device. When current passes through device 503, passive trigger switch 506 will be activated. This in turn completes the circuit to send a signal to the pyrotechnic pin 510, activating an inner pyrotechnic element, for example, pyrotechnic charge 202 of FIGS. 1-3. In this embodiment, PCB 502 may be configured to direct a triggering signal to pyrotechnic pin 510, which is in electrical communication with a pyrotechnic feature internal to device 503. The electrical path for this triggering signal may be dependent on closing or activating the passive trigger switch 506, so that when the passive trigger switch 506 is open or not triggered (at rest), the pyrotechnic The electrical path for the triggering signal provided to pin 510 is blocked. Likewise, when the passive trigger switch 506 is closed or activated, a triggering signal can be directed toward the pyrotechnic pin 510 and trigger the inner pyrotechnic feature.

수동형 트리거 스위치(506)는 미리 결정된 레벨의 전류가 디바이스(503)를 통과할 때를 검출하는 센서에 연결될 수 있고, 센서는 신호를 보내어 수동형 트리거 스위치(506)가 트리거링되게 한다. 일부 실시예에서, 디바이스(503)를 통해 흐르는 전류가 미리 결정된 레벨에 도달된 때를 검출하거나 그 때에 수동적으로 응답하여 트리거링하도록 구성되는 것은 수동형 트리거 스위치(506) 자체이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 수동형 트리거 스위치(506)는 디바이스(503)의 전력 단자(504)를 통해 흐르는 전류에 의해 또는 디바이스(503)의 영역을 통한 전류의 흐름으로부터 생성되는 자기장에 반응하도록 구성된 스위치를 포함한다.Passive trigger switch 506 may be connected to a sensor that detects when a predetermined level of current passes through device 503, and the sensor sends a signal causing passive trigger switch 506 to be triggered. In some embodiments, it is the passive trigger switch 506 itself that is configured to detect or passively trigger in response when the current flowing through device 503 reaches a predetermined level. For example, in some embodiments, passive trigger switch 506 responds to a magnetic field generated by current flowing through power terminal 504 of device 503 or from the flow of current through a region of device 503. Includes a switch configured to

일부 실시예에서, 수동형 트리거 스위치(506)는 리드 스위치 또는 충분한 강도의 자기장의 발생에 응답하여 활성화되도록 구성된 다른 스위칭 메커니즘이다. 상이한 구성이 리드 스위치와 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 리드 스위치는 접점이 휴지 중일 때 개방되고, 충분한 자기장이 존재할 때 폐쇄되거나, 또는 휴지 중일 때 폐쇄되고, 충분한 자기장이 존재할 때 개방되도록 구성될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 리드 스위치는 리드 릴레이로 구성되고 자기 코일에 의해 활성화될 수 있다. 본 명세서에서 리드 스위치를 포함하는 대부분의 실시예에서, 리드 스위치는 접점이 휴지 중일 때 개방되어, 위험한 전류 레벨에 대응하는 충분한 자기장이 리드 스위치를 닫을 때까지, 전기 신호가 파이로테크닉 핀(510)으로 이동되는 것을 방지하도록 구성된다.In some embodiments, passive trigger switch 506 is a reed switch or other switching mechanism configured to be activated in response to the generation of a magnetic field of sufficient intensity. Different configurations can be used with reed switches. For example, a reed switch can be configured to open when the contact is at rest and close when a sufficient magnetic field is present, or to close when at rest and open when a sufficient magnetic field is present. Additionally, in some embodiments, the reed switch may be configured as a reed relay and activated by a magnetic coil. In most embodiments involving a reed switch herein, the reed switch is open when the contacts are at rest, such that an electrical signal is transmitted to the pyrotechnic pin 510 until a sufficient magnetic field corresponding to a hazardous current level closes the reed switch. ) is configured to prevent it from being moved to ).

일부 실시예에서, PCB(502)는 파이로테크닉 트리거링 구성(500)이 원하는 트립 전류에 따라서 조정될 수 있게 하는 복수의 수동형 트리거 스위칭 장착 특징부(516)를 포함한다. 예를 들어, 도 7은 파이로테크닉 트리거링 구성(500), PCB(502), 전기 디바이스(503), 전력 단자(504), 수동형 트리거 스위치(506), 바디(508), 파이로테크닉 핀(510), 코일 핀(512), 관상 구조체(514), 및 트리거 스위칭 장착 특징부(516)를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 원하는 트립 전류는 트리거 스위치 장착 특징부(516) 중 상이한 하나에 수동형 트리거 스위치(506)를 장착함으로써 조정될 수 있고, 이것은 차례로 수동형 트리거 스위치(506)와 전력 단자(504) 중 하나 이상의 전력 단자 사이의 트립 거리(518)를 조정할 수 있다.In some embodiments, PCB 502 includes a plurality of passive trigger switching mounting features 516 that allow pyrotechnic triggering configuration 500 to be adjusted depending on the desired trip current. For example, Figure 7 shows a pyrotechnic triggering configuration 500, a PCB 502, an electrical device 503, a power terminal 504, a passive trigger switch 506, a body 508, and a pyrotechnic pin ( 510), coil fin 512, tubular structure 514, and trigger switching mounting feature 516. As shown in Figure 7, the desired trip current can be adjusted by mounting a passive trigger switch 506 on a different one of the trigger switch mounting features 516, which in turn connect the passive trigger switch 506 and the power terminal 504. ) The trip distance 518 between one or more power terminals can be adjusted.

수동형 트리거 스위치(506)와 전력 단자(504) 중 하나 이상의 전력 단자 사이의 트립 거리(518)를 조정함으로써, 수동형 트리거 스위치(506)를 활성화하고 이에 따라 디바이스의 내측 파이로테크닉 피처를 트리거링하는 데 요구되는 디바이스(503)를 통해 흐르는 전류의 양이 조정될 수 있다. 예를 들어, 수동형 트리거 스위치(506)는 미리 결정된 자기장이 전력 단자(504)를 통해 흐르는 미리 결정된 레벨의 전류로 인해 생성될 때 활성화되도록 구성되는 리드 스위치를 포함할 수 있다. 수동형 트리거 스위치(506)를 트리거링하는 데 필요한 자기장의 강도 및 이에 따라 수동형 트리거 스위치(506)를 트리거링하는 데 요구되는 디바이스를 통해 흐르는 대응하는 전류의 레벨은 수동형 트리거 스위치(506)와 전력 단자(504) 사이의 트립 거리(518)를 간단히 변경함으로써 조정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 이것은 수동형 트리거 스위치(506)를 상이한 수동형 트리거 스위치 장착 특징부(516)에 장착함으로써 달성될 수 있다.By adjusting the tripping distance 518 between the passive trigger switch 506 and one or more of the power terminals 504, the passive trigger switch 506 can be activated and thereby triggering the internal pyrotechnic features of the device. The amount of current flowing through device 503 can be adjusted as required. For example, passive trigger switch 506 may include a reed switch configured to activate when a predetermined magnetic field is generated due to a predetermined level of current flowing through power terminal 504. The strength of the magnetic field required to trigger the passive trigger switch 506 and thus the corresponding level of current flowing through the device required to trigger the passive trigger switch 506 are determined by the passive trigger switch 506 and the power terminal 504. ) can be adjusted by simply changing the trip distance 518 between. In the depicted embodiment, this can be accomplished by mounting the passive trigger switch 506 to a different passive trigger switch mounting feature 516.

수동형 트리거 스위치(506)를 전력 단자(504)로부터 더 멀리 이동시킴으로써, 수동형 트리거 스위치(506)를 트리거링하기 위해, 그리고 이에 따라 디바이스(503)의 파이로테크닉 피처를 트리거링하기 위해 더 큰 자기장 및 이에 따라 더 큰 전류가 요구될 수 있다. 이것은 수동형 트리거 스위치 장착 특징부(516) 중의 상이한 특징부에 있는 수동형 트리거 스위치(506)의 배치에 기초하여 상이한 트립 전류를 가능하게 하면서, 디바이스가 대량 생산될 수 있도록 미리 설계된 PCB에 미리 설계된 스위칭 디바이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 수동형 트리거 스위치 장착 특징부(516)는 상이한 레벨의 자기장 강도에 대응하는 - 이것은 차례로 원하는 상이한 레벨의 트립 전류에 대응할 수 있음 - PCB(502)의 위치에 있을 수 있다. 회사는 하나의 PCB 구성을 제조할 수 있고, 수동형 트리거 스위치(506)를 상이한 수동형 트리거 스위치 장착 특징부(516)에 배치하여 상이한 전류에서 트립되는 디바이스를 만들 수 있다. 예를 들어, 컨택터와 함께 코일 또는 솔레노이드를 이용하는 실시예에서, 수동형 트리거 스위치(506)는 코일에 제공되는 전력을 오프하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 이러한 구성은 파이로테크닉 피처가 코일을 저항할 필요가 없기 때문에 접점을 개방하는 데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다.By moving the passive trigger switch 506 further away from the power terminal 504 , a larger magnetic field and thus a larger magnetic field are required to trigger the passive trigger switch 506 and thus the pyrotechnic features of the device 503 . Depending on this, a larger current may be required. This allows for different trip currents based on the placement of the passive trigger switch 506 on different features among the passive trigger switch mounting features 516, while allowing the device to be mass produced on a pre-designed switching device on a pre-designed PCB. can be provided. For example, passive trigger switch mounting feature 516 may be at positions on PCB 502 that correspond to different levels of magnetic field strength, which in turn may correspond to different levels of desired trip current. A company can manufacture one PCB configuration and place the passive trigger switch 506 on different passive trigger switch mounting features 516 to create a device that trips at different currents. For example, in embodiments that utilize a coil or solenoid with a contactor, the passive trigger switch 506 may be configured to turn off the power provided to the coil. In such embodiments, this configuration may reduce the time it takes to open the contact because the pyrotechnic feature does not need to resist the coil.

다른 실시예에서, 수동형 트리거 스위치(506)와 추가로 상호작용하기 위해, 추가적인 특징부가 트리거 스위치 장착 특징부(516) 대신에 또는 이에 부가하여 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 8은 도 6 및 도 7의 파이로테크닉 트리거링 구성(500)과 유사한 파이로테크닉 트리거링 구성(600)을 갖는 디바이스(602)를 도시한다. 디바이스(603)는 (도 7의 PCB(502)와 유사한) PCB(602), (도 7의 전기 디바이스(503)와 유사한) 전기 디바이스(603), 및 (도 7의 전력 단자(504)와 유사한) 전력 단자(604)를 포함한다. 디바이스(603)는 (도 7의 수동형 트리거 스위치(506)와 유사한) 수동형 트리거 스위치(606), (도 7의 바디(508)와 유사한) 바디(608), (도 7의 파이로테크닉 핀(510)과 유사한) 파이로테크닉 핀(610), (도 7의 코일 핀(512)와 유사한) 코일 핀(612), 및 (도 7의 관상 구조체(514)와 유사한) 관상 구조체(614)를 더 포함한다. 유사한 실시예가 트리거 스위치 장착 특징부를 포함할 수 있지만, 도 8에 도시된 실시예는 트리거 스위치 장착 특징부를 포함하지 않는다. 대신에, 파이로테크닉 트리거링 구성(600)은 파이로테크닉 트리거링 구성(600)의 목표 트립 전류를 결정하는 데 기여하는 코어 구조체(630)를 포함한다.In other embodiments, additional features may be included instead of or in addition to the trigger switch mounting feature 516 to further interact with the passive trigger switch 506. For example, FIG. 8 shows a device 602 with a pyrotechnic triggering configuration 600 similar to the pyrotechnic triggering configuration 500 of FIGS. 6 and 7. Device 603 includes a PCB 602 (similar to PCB 502 in FIG. 7), an electrical device 603 (similar to electrical device 503 in FIG. 7), and a power terminal 504 (in FIG. 7). and a power terminal 604 (similar). Device 603 includes a passive trigger switch 606 (similar to passive trigger switch 506 in Figure 7), a body 608 (similar to body 508 in Figure 7), and a pyrotechnic pin (in Figure 7). A pyrotechnic fin 610 (similar to 510), a coil fin 612 (similar to coil fin 512 in FIG. 7), and a tubular structure 614 (similar to tubular structure 514 in FIG. 7). Includes more. Although similar embodiments may include a trigger switch mounting feature, the embodiment shown in Figure 8 does not include a trigger switch mounting feature. Instead, the pyrotechnic triggering configuration 600 includes a core structure 630 that contributes to determining the target trip current of the pyrotechnic triggering configuration 600.

코어 구조체(630)는 디바이스(603)를 통해 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 채널링하거나, 지향시키거나, 또는 제어할 수 있는 임의의 알려진 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 코어 구조체(630)는 금속을 포함한다. 일부 실시예에서, 코어 구조체(630)는 철, 철 합금 또는 다른 철 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 코어 구조체(630)는 자성을 띤다. 코어 구조체(630)는 임의의 정다각형 또는 불규칙한 다각형 또는 커스텀 형상(custom shape)을 포함하는, 원하는 자기장 특성을 생성하는 임의의 적합한 형상 또는 구성을 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 실시예에서, 코어 구조체(630)는 만곡된 스트립 형상을 포함한다. 코어 구조체(630)는 생성된 자기장과 수동형 트리거 스위치(606) 사이의 상호작용을 촉진하도록 디바이스(603) 및 PCB(602)와 관련하여 임의의 공간적 위치에 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 실시예에서, 코어 구조체(630)는 전력 단자(604) 중 하나를 적어도 부분적으로 둘러싸며 수동형 트리거 스위치(606)에 인접해 있다.Core structure 630 may include any known material capable of channeling, directing, or controlling the magnetic field generated by current flowing through device 603. For example, in some embodiments, core structure 630 includes metal. In some embodiments, core structure 630 includes iron, iron alloy, or other ferrous material. In some embodiments, core structure 630 is magnetic. Core structure 630 may include any suitable shape or configuration that produces desired magnetic field characteristics, including any regular or irregular polygon or custom shape. In the embodiment shown in Figure 8, core structure 630 includes a curved strip shape. Core structure 630 may be configured at any spatial location relative to device 603 and PCB 602 to facilitate interaction between the generated magnetic field and passive trigger switch 606. In the embodiment shown in Figure 8, core structure 630 at least partially surrounds one of the power terminals 604 and is adjacent to passive trigger switch 606.

코어 구조체(630)로부터 생성되는 자기장은 전력 단자 자체의 자기장보다 중요할 수 있고, 원하는 트리거 전류는 도 6 내지 도 7의 실시예에서와 같이 전력 단자(604) 및 수동형 트리거 스위치(606)로부터 라기보다는 코어 구조체(630)의 일 부분과 수동형 트리거 스위치(606) 사이의 거리를 조정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 9는 파이로테크닉 트리거링 구성(600), PCB(602), 전기 디바이스(603), 전기적 전력 단자(604), 수동형 트리거 스위치(606), 바디(608), 파이로테크닉 핀(610), 코일 핀(612), 관상 구조체(614), 및 코어 구조체(630)를 도시한다. 도 9는 수동형 트리거 스위치(606)와 코어 구조체(630) 사이의 트립 거리(636)를 또한 도시한다. 도 7 내지 도 8의 실시예와 같이, 수동형 트리거 스위치(606)는 미리 결정된 자기장이 전력 단자(604) 및/또는 코어 구조체(630)를 통해 흐르는 미리 결정된 레벨의 전류로 인해 생성될 때 활성화되도록 구성되는, 리드 스위치 또는 다른 수동형 메커니즘을 포함할 수 있다.The magnetic field generated from the core structure 630 may be more significant than the magnetic field of the power terminal itself, and the desired trigger current may be generated from the power terminal 604 and the passive trigger switch 606, as in the embodiment of FIGS. 6-7. Rather, it can be controlled by adjusting the distance between a portion of the core structure 630 and the passive trigger switch 606. For example, Figure 9 shows a pyrotechnic triggering configuration 600, PCB 602, electrical device 603, electrical power terminal 604, passive trigger switch 606, body 608, and pyrotechnic pins. 610, coil fin 612, tubular structure 614, and core structure 630 are shown. 9 also shows the tripping distance 636 between the passive trigger switch 606 and the core structure 630. 7-8 , the passive trigger switch 606 is configured to be activated when a predetermined magnetic field is generated due to a predetermined level of current flowing through the power terminal 604 and/or the core structure 630. The device may include a reed switch or other passive mechanism.

수동형 트리거 스위치(606)를 트리거링하는 데 필요한 자기장의 강도 및 이에 따라 수동형 트리거 스위치(606)를 트리거링하는데 요구되는 디바이스를 통해 흐르는 대응하는 전류의 레벨은, 수동형 트리거 스위치(606)와 코어 구조체(630)의 일 부분 사이의 트립 거리(636)를 간단히 변경함으로써 조정될 수 있다. 수동형 트리거 스위치(606)를 코어 구조체(630)로부터 더 멀리 이동시킴으로써, 수동형 트리거 스위치(606)를 트리거링하기 위해, 그리고 이에 따라 디바이스(603)의 파이로테크닉 피처를 트리거링하기 위해 더 큰 전류가 요구될 수 있다.The strength of the magnetic field required to trigger the passive trigger switch 606, and thus the corresponding level of current flowing through the device required to trigger the passive trigger switch 606, is determined by the passive trigger switch 606 and the core structure 630. ) can be adjusted by simply changing the trip distance 636 between portions of By moving the passive trigger switch 606 further away from the core structure 630, a greater current is required to trigger the passive trigger switch 606 and thus the pyrotechnic features of the device 603. It can be.

일부 실시예에서, 트리거 스위치 장착 특징부(606) 또는 코어 구조체(630) 대신에 또는 이에 부가하여, 외측 트리거링 메커니즘이 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 외측 트리거링 메커니즘이 PCB에 부가하여 이용될 수 있지만, 일부 실시예에서, 이러한 외측 트리거링 메커니즘은 PCB의 필요성을 대체할 수 있다. 외측 트리거링 메커니즘이 PCB의 필요성을 대체하는 예시적인 실시예가 도 10에 도시된다. 도 10은 (도 8의 파이로테크닉 트리거링 구성(600)과 유사한) 파이로테크닉 트리거링 구성(700)을 도시한다. 구성(700)은 (도 8의 전기 디바이스(603)와 유사한) 전기 디바이스(703), (도 8의 전력 단자(604)와 유사한) 전력 단자(704), (도 8의 수동형 트리거 스위치(606)와 유사한) 수동형 트리거 스위치(706), (도 8의 바디(608)와 유사한) 바디(708), (도 8의 파이로테크닉 핀(610)과 유사한) 파이로테크닉 핀(710), 내측 솔레노이드 또는 코일로의 와이어 접근을 제공할 수 있는 액세스 포인트(712), 및 (도 8의 관상 구조체(614)와 유사한) 관상 구조체(714)를 포함한다. 도 10은 전력 단자(704)가 돌출되는 상부 또는 캡 부분(716)을 포함하는 바디(708)를 또한 도시한다.In some embodiments, an external triggering mechanism may be used instead of or in addition to trigger switch mounting feature 606 or core structure 630. In other embodiments, an external triggering mechanism may be used in addition to a PCB, although in some embodiments, such an external triggering mechanism may replace the need for a PCB. An exemplary embodiment in which an external triggering mechanism replaces the need for a PCB is shown in Figure 10. FIG. 10 shows a pyrotechnic triggering configuration 700 (similar to the pyrotechnic triggering configuration 600 of FIG. 8 ). Configuration 700 includes an electrical device 703 (similar to electrical device 603 in Figure 8), a power terminal 704 (similar to power terminal 604 in Figure 8), and a passive trigger switch 606 (in Figure 8). ) (similar to) passive trigger switch 706, body 708 (similar to body 608 in Figure 8), pyrotechnic pin 710 (similar to pyrotechnic pin 610 in Figure 8), inner It includes an access point 712 that can provide wire access to a solenoid or coil, and a tubular structure 714 (similar to tubular structure 614 in FIG. 8). FIG. 10 also shows body 708 including a top or cap portion 716 from which power terminal 704 protrudes.

도 10에 도시된 바디(708)의 캡 부분(716)과 유사한 상부 또는 캡 부분이 본 발명의 특징부를 포함하는 모든 다른 실시예에 적용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 도 6 및 도 8의 디바이스 실시예가 아래에 놓이는 PCB 구성을 더 잘 예시하기 위해 캡 부분 없이 도시되는 것이 이해된다. 그러나, 최종 조립 중에, 도 6 및 도 8의 실시예는 모든 내측 구성요소가 바디 내부에 완전히 내장되게 할 수 있고 바디의 캡 부분을 포함할 수 있다.It is understood that a top or cap portion similar to the cap portion 716 of body 708 shown in FIG. 10 may be applied to any other embodiment incorporating features of the present invention. For example, it is understood that the device embodiments of FIGS. 6 and 8 are shown without cap portions to better illustrate the underlying PCB configuration. However, during final assembly, the embodiment of FIGS. 6 and 8 may have all internal components fully embedded within the body and may include a cap portion of the body.

도 10의 실시예는, 수동형 트리거 스위치(706), 전도성 버스 바(732) 및 스페이서 부분(734)을 포함하는 외측 트리거링 메커니즘(730)을 또한 도시한다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 전도성 버스 바(732)는 다수의 연결 부분을 포함할 수 있으며, 도시된 실시예에서 전도성 버스 바(732)는 전력 단자(704) 중 하나에서 디바이스(708)에 연결되도록 구성되는 제1 연결 지점(736), 및 외부 전력원에 연결되도록 구성되는 제2 연결 지점(738)을 포함한다.The embodiment of FIG. 10 also shows an outer triggering mechanism 730 that includes a passive trigger switch 706, a conductive bus bar 732, and a spacer portion 734. As shown in FIG. 10 , conductive bus bar 732 may include multiple connection portions, and in the illustrated embodiment, conductive bus bar 732 connects one of the power terminals 704 to device 708. It includes a first connection point 736 configured to be connected, and a second connection point 738 configured to be connected to an external power source.

전도성 버스 바(732)는 임의의 전도성 재료, 예를 들어, 금속 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전도성 버스 바(732)는 구리를 포함한다. 스페이서 부분(734)은 비자성 재료를 포함할 수 있다. 전도성 버스 바(732)는 전류가 파이로테크닉 핀(710)으로 흐르게 하고 이에 따라 디바이스(703)의 내측 파이로테크닉 피처를 트리거링하도록 구성될 수 있다. 도 6 및 도 8의 실시예에서 수동형 트리거 스위치와 유사한 수동형 트리거 스위치(706)는 전류가 전도성 버스 바(732)를 통과할 수 없도록 하고 이에 따라 파이로테크닉 피처를 트리거링할 수 없게 하는 개방된 상태에 있도록 구성된다.Conductive bus bar 732 may include any conductive material, such as a metallic material. In some embodiments, conductive bus bar 732 includes copper. Spacer portion 734 may include a non-magnetic material. Conductive bus bar 732 may be configured to allow current to flow to pyrotechnic pin 710 and thereby trigger the inner pyrotechnic feature of device 703. 6 and 8 the passive trigger switch 706, similar to the passive trigger switch in the embodiment of FIGS. It is configured to be in.

디바이스(703)로부터의 전류가 임계 레벨에 도달할 때, 수동형 트리거 스위치(706)를 트리거링 하기에 충분한 자기장이 생성된다. 이것은 전도성 버스 바(732)의 제2 연결부(738)에 연결된 외측 전력원으로부터의 전류가 전도성 버스 바(732)를 통해 파이로테크닉 핀(710)으로 흐르게 하고 이에 따라 디바이스의 파이로테크닉 피처를 트리거링할 수 있게 한다.When the current from device 703 reaches a threshold level, a magnetic field sufficient to trigger passive trigger switch 706 is generated. This causes current from an external power source connected to the second connection 738 of the conductive bus bar 732 to flow through the conductive bus bar 732 to the pyrotechnic pin 710, thereby improving the pyrotechnic features of the device. Allows triggering.

수동형 트리거 스위치(706)를 활성화하는 데 필요한 임계 자기장, 및 이에 따라 파이로테크닉 회로 차단 특징부를 활성화하는 것을 보장하기에 충분히 위험한 것으로 정의되는 필요한 전류 레벨은 전도성 버스 바(732)로부터 수동형 트리거 스위치(706)의 거리를 조정함으로써 조정될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 비자성 스페이서 부분(734)의 두께를 조정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 도 11은 도 10의 외측 트리거링 메커니즘(730)의 확대된 단면도를 도시하며, 외측 트리거링 메커니즘(730)은 수동형 트리거 스위치(706), 전도성 버스 바(732), 및 스페이서 부분(734), 제1 연결 지점(736) 및 제2 연결 지점(738)을 포함한다. 도 11은 비자성 스페이서 부분(734)의 두께에 대응하는 트립 거리(750)를 또한 도시한다.The critical magnetic field required to activate the passive trigger switch 706, and thus the required current level, defined as sufficiently hazardous to ensure activation of the pyrotechnic circuit break feature, is supplied from the conductive bus bar 732 to the passive trigger switch ( 706) can be adjusted by adjusting the distance. This can be achieved, for example, by adjusting the thickness of the non-magnetic spacer portion 734. For example, FIG. 11 shows an enlarged cross-sectional view of the outer triggering mechanism 730 of FIG. 10, which includes a passive trigger switch 706, a conductive bus bar 732, and a spacer portion 734. ), including a first connection point 736 and a second connection point 738. 11 also shows the trip distance 750 corresponding to the thickness of the non-magnetic spacer portion 734.

위에서 논의된 실시예와 같이, 수동형 트리거 스위치(706)는 리드 스위치 또는 다른 수동형 메커니즘을 포함할 수 있다. 스위치는 미리 결정된 자기장이 전력 단자(604)를 통해 흐르는 미리 결정된 레벨의 전류로 인해 생성될 때 활성화되도록 구성될 수 있고, 이 경우에 전력 단자(604)는 외측 트리거링 메커니즘(730)과 전기적으로 연결되어 있다. 수동형 트리거 스위치(706)를 트리거링하는 데 필요한 자기장의 강도 및 이에 따라 수동형 트리거 스위치(706)를 트리거링하는 데 요구되는 디바이스(703)를 통해 흐르는 대응하는 전류의 레벨은 수동형 트리거 스위치(706)와 전도성 버스 구조체(732) 사이의 트립 거리(750)를 간단히 변경함으로써 조정될 수 있다. 비자성 스페이서 부분(734)의 두께를 증가하고 이에 따라 수동형 트리거 스위치(706)를 전도성 버스 구조체(732)로부터 더 멀게 이동시킴으로써, 수동형 트리거 스위치(706)를 트리거링하기 위해, 그리고 이에 따라 디바이스(703)의 파이로테크닉 피처를 트리거링하기 위해 더 큰 전류가 요구될 수 있다. 마찬가지로, 수동형 트리거 스위치(706)를 전도성 버스 구조체(732)에 더 가깝게 이동시킴으로써, 수동형 트리거 스위치(706)를 트리거링 하기 위해 그리고 이에 따라 디바이스(703)의 파이로테크닉 피처를 트리거링하기 위해 더 적은 자기장 및 이에 따라 더 적은 전류가 요구될 것이다.As with the embodiments discussed above, passive trigger switch 706 may include a reed switch or other passive mechanism. The switch may be configured to be activated when a predetermined magnetic field is generated due to a predetermined level of current flowing through the power terminal 604, where the power terminal 604 is electrically connected to the external triggering mechanism 730. It is done. The strength of the magnetic field required to trigger the passive trigger switch 706 and thus the corresponding level of current flowing through the device 703 required to trigger the passive trigger switch 706 are This can be adjusted by simply changing the trip distance 750 between bus structures 732. to trigger the passive trigger switch 706 by increasing the thickness of the non-magnetic spacer portion 734 and thus moving the passive trigger switch 706 further away from the conductive bus structure 732, and thus device 703 ), larger currents may be required to trigger the pyrotechnic features. Likewise, by moving the passive trigger switch 706 closer to the conductive bus structure 732, there is less magnetic field to trigger the passive trigger switch 706 and thus the pyrotechnic features of the device 703. And therefore less current will be required.

상이한 파이로테크닉 수동형 스위치 회로가 본 발명에 따른 많은 상이한 방식으로 배열될 수 있다는 것이 이해된다. 도 12는 본 발명에 따른 파이로테크닉 수동형 스위칭 회로(800)의 일 실시예의 간략화된 개략도를 도시한다. 회로(800)는 일반적으로 전력원(804)에 의해 에너지를 받고 전력을 공급받는 작동 부하(806)에 연결되는 표준 작동 전력원(804)를 포함하는 작동 전력 회로(802)를 포함한다. 컨택터 또는 퓨즈(808)는 회로(800)에 배열되어, 위험한 전류가 회로(802)를 흐를 때 전력원(804)와 부하 사이의 전기적 연결을 차단한다. 또한 퓨즈(808)가 정상 작동 조건 중에 부하로부터 전력원(804)을 단절하는 컨택터로서 작동되는 특징부와 함께 포함될 수 있다는 것이 이해된다. 퓨즈는 수동형 스위칭 회로(808)가 위에서 설명된 바와 같이 회로 경로를 차단하는 컨택터의 조건을 변경하도록 작동하는 컨택터를 포함할 수 있다는 것이 또한 이해된다.It is understood that different pyrotechnic passive switch circuits can be arranged in many different ways in accordance with the present invention. Figure 12 shows a simplified schematic diagram of one embodiment of a pyrotechnic passive switching circuit 800 in accordance with the present invention. Circuit 800 generally includes an operational power circuit 802 that includes a standard operational power source 804 coupled to an operational load 806 that is energized and powered by power source 804. A contactor or fuse 808 is arranged in circuit 800 to break the electrical connection between the power source 804 and the load when hazardous current flows through circuit 802. It is also understood that fuse 808 may be included with features that operate as a contactor to disconnect power source 804 from the load during normal operating conditions. It is also understood that the fuse may include a contactor that the passive switching circuit 808 operates to change the condition of the contactor blocking the circuit path as described above.

작동 전력 회로(802)와 함께 동작하여 과전류 조건에 대항하여 보호하도록 배열되는 파이로테크닉 활성화 회로(810)가 포함될 수 있다. 회로(810)는 활성화되는 때의 퓨즈(808)의 조건을 변경하도록 배열되는, 위에서 설명된 바와 같은 파이로테크닉 액추에이터/액티베이터(812)를 포함한다. 회로는 회로(802)에서 과전류 조건을 감지하게 하는 위치에 있는 회로(802)에 인접하게 배열되는 과전류 작동식 파이로테크닉 퓨즈 트리거(814)를 또한 포함한다. 도시된 실시예에서, 트리거(814)는 리드 스위치를 포함할 수 있지만, 많은 상이한 대안적인 디바이스가 사용될 수 있는 것이 이해된다. 트리거(814)는 회로(802)에 관련하여 많은 상이한 위치에, 예를 들어, 위에서 설명한 바와 같이 전력 단자에 인접하게 또는 작동 전류를 반송하는 회로의 다른 전도체에 인접하게 배치될 수 있다. 회로(810)는 퓨즈 트리거가 상승된 전류 레벨에 응답하여 폐쇄될 때 파이로테크닉 액추에이터(812)에 결합될 수 있는 이차 전력원(816)을 또한 포함할 수 있다.A pyrotechnic activation circuit 810 may be included, arranged to operate in conjunction with the operating power circuit 802 to protect against overcurrent conditions. Circuit 810 includes a pyrotechnic actuator/activator 812 as described above, arranged to change the conditions of fuse 808 when activated. The circuit also includes an overcurrent actuated pyrotechnic fuse trigger 814 arranged adjacent to the circuit 802 in a position to detect an overcurrent condition in the circuit 802. In the depicted embodiment, trigger 814 may include a reed switch, but it is understood that many different alternative devices could be used. Trigger 814 may be placed in many different locations relative to circuit 802, for example, adjacent to a power terminal as described above or adjacent to another conductor in the circuit that carries actuation current. Circuit 810 may also include a secondary power source 816 that may be coupled to pyrotechnic actuator 812 when the fuse trigger closes in response to an elevated current level.

작동 중에, 퓨즈(808)는 폐쇄되어, 작동 전력원(804)이 부하(806)에 전력을 공급할 수 있게 한다. 정상 전류 레벨이 회로(802)를 통해 흐를 때, 트리거(814)는 개방된 채로 있고 이차 전력원(816)은 파이로테크닉 액추에이터(812)로부터 단절된다. 특정 레벨(위험하게 높은 레벨)을 넘는 전류가 회로(802)를 통해 흐를 때, 트리거(814)는 상승된 자기장에 응답하여 폐쇄된다. 이것은 이차 전력원을 파이로테크닉 액추에이터(812)에 연결시키고, 액추에이터가 퓨즈(808)를 작동시키고 차단시키게 한다. 이것은 차례로 부하(806)로부터 작동 전력원(804)를 단절시켜 회로(802)에서 상승된 전류의 전도성 경로를 차단한다.During operation, fuse 808 closes, allowing operating power source 804 to power load 806. When a normal current level flows through circuit 802, trigger 814 remains open and secondary power source 816 is disconnected from pyrotechnic actuator 812. When current flows through circuit 802 above a certain level (a dangerously high level), trigger 814 closes in response to an elevated magnetic field. This connects the secondary power source to the pyrotechnic actuator 812, which causes the actuator to actuate and blow the fuse 808. This in turn disconnects the operating power source 804 from the load 806, thereby blocking the conductive path for the elevated current in the circuit 802.

본 발명에 따른 다른 회로가 많은 상이한 디바이스 및 요소와 함께 많은 상이한 방식으로 배열될 수 있다는 것이 이해된다. 많은 상이한 이차 전력원이 사용될 수 있으며, 일부 실시예는 파이로테크닉 액추에이터(812)를 개시시키기에 충분한 전하를 저장하는 캐패시터 회로 또는 일체형 배터리(integrated battery)를 사용한다. 다른 실시예에서, 이차 전력원은 파이로테크닉 액추에이터(812)를 개시시키기에 또한 충분한 저전압 전력을 보드 상에 포함할 수 있다. It is understood that different circuits according to the present invention can be arranged in many different ways, with many different devices and elements. Many different secondary power sources can be used, with some embodiments using a capacitor circuit or integrated battery that stores sufficient charge to initiate the pyrotechnic actuator 812. In other embodiments, the secondary power source may also include sufficient low voltage power on board to initiate the pyrotechnic actuator 812.

도 13은 도 12에 도시된 스위칭 회로(800)와 동일한 많은 특징부를 포함하는 본 발명에 따른 파이로테크닉 수동형 스위칭 회로(900)의 다른 실시예를 도시한다. 회로(900)는 작동 부하(906)에 결합된 표준 작동 전력원(904)을 포함하는 작동 전력 회로(902)를 포함한다. 컨택터 또는 퓨즈(908)는 회로(900)에 배열되어, 위험한 전류가 회로(902)를 흐를 때 전력원(904)와 부하(906) 사이의 전기적 연결을 차단한다.FIG. 13 shows another embodiment of a pyrotechnic passive switching circuit 900 according to the present invention that includes many of the same features as the switching circuit 800 shown in FIG. 12 . Circuit 900 includes an operating power circuit 902 that includes a standard operating power source 904 coupled to an operating load 906. A contactor or fuse 908 is arranged in circuit 900 to break the electrical connection between power source 904 and load 906 when hazardous current flows through circuit 902.

회로(900)는 위에서 설명한 것과 유사한 과전류 작동식 파이로테크닉 퓨즈 트리거(914) 및 파이로테크닉 액추에이터/액티베이터(912)를 포함한다. 그러나, 회로(900)에서, 이러한 요소는 파이로테크닉 액추에이터(912)를 개시시키는 이차 전력원과 함께 동작하는 별개의 파이로테크닉 활성화 회로에 배열되지 않는다. 대신에, 이러한 요소는 작동 전력 회로(902)와 통합되며, 트리거(914)는 회로(902)에서 상승된 전류를 감지하도록 배열되고, 또한 상승된 전류가 흐르는 전도체에서 회로(902)에 결합된다. 도시된 실시예에서, 트리거(914)는 퓨즈(908)와 병렬인 회로 전도체에 결합되지만, 트리거가 다른 방식으로 배열될 수 있다는 것이 이해된다.Circuit 900 includes an overcurrent operated pyrotechnic fuse trigger 914 and pyrotechnic actuator/activator 912 similar to those described above. However, in circuit 900, these elements are not arranged in a separate pyrotechnic activation circuit that operates in conjunction with a secondary power source to initiate pyrotechnic actuator 912. Instead, this element is integrated with the operating power circuit 902, and the trigger 914 is arranged to sense an elevated current in the circuit 902 and is also coupled to the circuit 902 at a conductor through which the elevated current flows. . In the depicted embodiment, trigger 914 is coupled to a circuit conductor in parallel with fuse 908, but it is understood that the trigger may be arranged in other ways.

정상 작동 중에, 트리거(914)는 개방되고, 전력원(904)으로부터의 전력은 퓨즈(908)를 통해 부하(906)로 전도된다. 트리거(914)가 상승된 전류를 감지할 때, 트리거는 폐쇄되고 상승된 전류가 트리거(914)를 통해 파이로테크닉 액추에이터(912)로 흘러, 액추에이터를 개시시키고 퓨즈(908)를 차단한다. 이것은 전력원(904)과 부하(908) 사이의 정상 전도 경로를 차단한다.During normal operation, trigger 914 is open and power from power source 904 is conducted to load 906 through fuse 908. When the trigger 914 senses an elevated current, the trigger closes and the elevated current flows through the trigger 914 to the pyrotechnic actuator 912, starting the actuator and blocking the fuse 908. This blocks the normal conduction path between power source 904 and load 908.

트리거(914)는 또한 전력원(904)으로부터의 상승된 전류가 빠르게 트리거(914)를 파단하거나 또는 달리 파괴하여 트리거(914)를 통한 전류 경로를 차단하도록 배열된다. 트리거(914)는 액추에이터를 활성화하기에 충분히 오래 전류를 반송하지만, 그 이후에 곧바로 파괴된다. 이것은 전력원(904)이 부하(906)로부터 전기적으로 절연되고 임의의 상승된 전류 경로가 차단되는 결과를 가져온다. 트리거(914) 및 액추에이터(912)는 파단 또는 개시 동안에 이들을 수용하는 요소, 예를 들어 에폭시와 같은 둘러싸는 재료를 가질 수 있다는 것이 이해된다.Trigger 914 is also arranged such that elevated current from power source 904 can quickly rupture or otherwise destroy trigger 914, thereby blocking the current path through trigger 914. Trigger 914 carries current long enough to activate the actuator, but is destroyed shortly thereafter. This results in the power source 904 being electrically isolated from the load 906 and any elevated current path being blocked. It is understood that the trigger 914 and actuator 912 may have elements that accommodate them during fracture or initiation, for example an enclosing material such as epoxy.

본 발명에 따른 회로의 요소가 많은 상이한 전기 전도체를 사용하여 함께 결합될 수 있다는 것이 또한 이해된다. 이것은 인쇄 회로 기판 상의 전도성 경로 또는 와이어를 포함할 수 있다. 위에서 설명한 회로는 컨택터 또는 퓨즈 상에 배열되거나 또는 일체화되어 사용이 편리한 콤팩트한 디바이스를 제공할 수 있다. 회로(900)는 파이로테크닉 액추에이터(912)를 작동시키기 위해 별개의 이차 전력원을 필요로 하지 않는 것과 같은 특정한 장점을 제공할 수 있다. 이것은 결과적으로 디바이스를 간결하고 저렴하게 만들 수 있다.It is also understood that the elements of a circuit according to the invention may be joined together using many different electrical conductors. This may include conductive paths or wires on a printed circuit board. The circuit described above can be arranged or integrated on a contactor or fuse to provide a compact device that is convenient to use. Circuit 900 may provide certain advantages, such as not requiring a separate secondary power source to operate pyrotechnic actuator 912. This can ultimately make the device compact and inexpensive.

본 발명이 본 발명의 바람직한 특정 구성을 참조하여 상세히 설명되었지만, 다른 버전이 가능하다. 본 발명의 실시예는 다양한 도면에 도시된 양립 가능한 특징부의 모든 조합을 포함할 수 있고, 이러한 실시예는 명백하게 예시되고 논의된 것으로 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범위는 위에서 설명된 버전으로 제한되지 않아야 한다.Although the invention has been described in detail with reference to specific preferred configurations of the invention, other versions are possible. Embodiments of the invention may include any combination of compatible features shown in the various figures, and such embodiments are not limited to those explicitly illustrated and discussed. Accordingly, the spirit and scope of the invention should not be limited to the version described above.

전술한 것은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형예 및 대안적인 구성을 망라하는 것으로 의도되며, 본 개시내용의 어떤 부분도 청구항에 기재되지 않았다고 하더라도 명시적으로 또는 암시적으로 공공의 영역에 바치는 것으로 의도되지 않는다.The foregoing is intended to cover all modifications and alternative arrangements that fall within the spirit and scope of the invention, and no part of the disclosure is explicitly or implicitly committed to the public domain even if not recited in the claims. It is not intended to be

Claims (21)

전기 스위칭 디바이스로서,
하우징;
상기 하우징 내의 내측 구성요소 - 상기 내측 구성요소는 상기 스위칭 디바이스의 상태를 상기 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 가능하게 하는 폐쇄된 상태로부터 상기 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 차단하는 개방된 상태로 변경하도록 구성됨 -;
파이로테크닉 피처 - 상기 파이로테크닉 피처는 상기 내측 구성요소와 상호작용하여 상기 파이로테크닉 피처가 활성화될 때 상기 스위칭 디바이스를 상기 폐쇄된 상태로부터 상기 개방된 상태로 전이하도록 구성됨 -;
트리거링될 때 상기 파이로테크닉 피처를 활성화시키는 수동형 트리거 스위치 - 상기 수동형 트리거 스위치는 임계 전류 레벨이 상기 스위칭 디바이스를 통해 흐를 때 임계 강도에 도달하는 자기장에 응답하여 트리거링하도록 구성됨 -;
적어도 하나의 코어 구조체 - 상기 임계 전류 레벨이 상기 수동형 트리거 스위치와 상기 코어 구조체 사이의 거리에 의해 적어도 부분적으로 결정됨 -; 및
외측 회로에 연결하기 위해 상기 내측 구성요소에 전기적으로 연결되는 전력 단자를 포함하는, 전기 스위칭 디바이스.
As an electrical switching device,
housing;
An inner component within the housing - the inner component configured to change the state of the switching device from a closed state, allowing current flow through the switching device, to an open state, blocking current flow through the switching device. -;
a pyrotechnic feature, wherein the pyrotechnic feature is configured to interact with the inner component to transition the switching device from the closed state to the open state when the pyrotechnic feature is activated;
a passive trigger switch that activates the pyrotechnic feature when triggered, the passive trigger switch configured to trigger in response to a magnetic field reaching a threshold intensity when a threshold current level flows through the switching device;
at least one core structure, wherein the threshold current level is determined at least in part by a distance between the passive trigger switch and the core structure; and
An electrical switching device comprising a power terminal electrically coupled to the inner component for connection to an outer circuit.
제1항에 있어서,
상기 수동형 트리거 스위치는 리드(reed) 스위치를 포함하는, 전기 스위칭 디바이스.
According to paragraph 1,
The electrical switching device of claim 1, wherein the passive trigger switch comprises a reed switch.
제1항에 있어서,
상기 수동형 트리거 스위치는 PCB에 연결되는, 전기 스위칭 디바이스.
According to paragraph 1,
An electrical switching device, wherein the passive trigger switch is connected to a PCB.
제3항에 있어서,
상기 자기장의 상기 임계 강도는 상기 전력 단자 중 적어도 하나로부터 상기 수동형 트리거 스위치의 거리에 의해 적어도 부분적으로 결정되는, 전기 스위칭 디바이스.
According to paragraph 3,
and wherein the threshold strength of the magnetic field is determined at least in part by the distance of the passive trigger switch from at least one of the power terminals.
제4항에 있어서,
상기 PCB는 복수의 수동형 트리거 스위치 장착 특징부를 포함하는, 전기 스위칭 디바이스.
According to paragraph 4,
Wherein the PCB includes a plurality of passive trigger switch mounting features.
제5항에 있어서,
상기 복수의 수동형 트리거 스위치 장착 특징부는 상기 전력 단자 중 적어도 하나로부터 상이한 거리의 위치에 구성되어 상기 위치가 상이한 자기장 임계 강도에 기초하는 상이한 원하는 트리거링 임계 값에 대응하는, 전기 스위칭 디바이스.
According to clause 5,
An electrical switching device, wherein the plurality of passive trigger switch mounting features are configured at positions at different distances from at least one of the power terminals such that the positions correspond to different desired triggering threshold values based on different magnetic field threshold strengths.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 코어 구조체는 상기 전력 단자 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 둘러싸는, 전기 스위칭 디바이스.
According to paragraph 1,
wherein the core structure at least partially surrounds at least one of the power terminals.
제8항에 있어서,
상기 자기장의 상기 임계 강도는 상기 적어도 하나의 코어 구조체의 일 부분으로부터 상기 수동형 트리거 스위치의 거리에 의해 결정되는, 전기 스위칭 디바이스.
According to clause 8,
Wherein the threshold strength of the magnetic field is determined by the distance of the passive trigger switch from a portion of the at least one core structure.
전기 스위칭 디바이스로서,
하우징;
하우징 내의 내측 구성요소 - 상기 내측 구성요소는 상기 스위칭 디바이스의 상태를 상기 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 가능하게 하는 폐쇄된 상태로부터 상기 스위칭 디바이스를 통한 전류 흐름을 차단하는 개방된 상태로 변경하도록 구성됨 -;
파이로테크닉 피처 - 상기 파이로테크닉 피처는 상기 파이로테크닉 피처가 활성화될 때 상기 내측 구성요소와 상호작용하여 상기 스위칭 디바이스를 상기 폐쇄된 상태로부터 상기 개방된 상태로 전이하도록 구성됨 -; 및
트리거링될 때 상기 파이로테크닉 피처를 활성화시키는 수동형 트리거 스위치 - 상기 수동형 트리거 스위치는 상기 스위칭 디바이스를 통해 흐르는 상승된 전류 신호에 응답하여 트리거링되도록 구성되고, 상기 수동형 트리거 스위치는 상기 상승된 전류 신호를 사용하여 상기 파이로테크닉 피처를 활성화하도록 배열됨 - 를 포함하고,
상기 수동형 트리거 스위치는 PCB에 연결되고, 상기 PCB는 복수의 수동형 트리거 스위치 장착 특징부를 포함하며, 상기 복수의 수동형 트리거 스위치 장착 특징부는 적어도 하나의 전력 단자로부터 상이한 거리의 위치에 구성되어, 상기 위치가 상이한 자기장 임계 강도에 기초하는 상이한 원하는 트리거링 임계 값에 대응하는, 전기 스위칭 디바이스.
As an electrical switching device,
housing;
an inner component within the housing, the inner component being configured to change the state of the switching device from a closed state, allowing current flow through the switching device, to an open state, blocking current flow through the switching device; ;
a pyrotechnic feature, wherein the pyrotechnic feature is configured to interact with the inner component to transition the switching device from the closed state to the open state when the pyrotechnic feature is activated; and
A passive trigger switch that activates the pyrotechnic feature when triggered, wherein the passive trigger switch is configured to trigger in response to an elevated current signal flowing through the switching device, wherein the passive trigger switch uses the elevated current signal. arranged to activate the pyrotechnic feature - comprising,
The passive trigger switch is coupled to a PCB, the PCB including a plurality of passive trigger switch mounting features, the plurality of passive trigger switch mounting features being configured at positions at different distances from the at least one power terminal, wherein the positions Electrical switching device, corresponding to different desired triggering thresholds based on different magnetic field threshold strengths.
제10항에 있어서,
상기 수동형 트리거 스위치는 리드 스위치를 포함하는, 전기 스위칭 디바이스.
According to clause 10,
The electrical switching device of claim 1, wherein the passive trigger switch comprises a reed switch.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 수동형 트리거 스위치는 상기 전력 단자에서 상승된 전류에 응답하여 트리거링되도록 구성되는, 전기 스위칭 디바이스.
According to clause 10,
wherein the passive trigger switch is configured to be triggered in response to an elevated current at the power terminal.
전기 시스템으로서,
작동 전력 회로 - 상기 작동 전력 회로는 전류 경로에 의해 작동 부하에 결합되는 작동 전력원을 포함하고, 상기 전력원과 부하 사이에는 컨택터가 있음 -;
상기 작동 전력 회로에서 상승된 전류를 감지하도록 배열된 트리거/스위치를 포함하는 파이로테크닉 트리거 회로; 및
파이로테크닉 액추에이터 - 상기 트리거/스위치는 상기 작동 전력 회로에서 상기 상승된 전류에 응답하여 폐쇄되고, 상기 작동 전력 회로에서 상기 전류 경로를 차단하기 위해 상기 상승된 전류를 충분한 시간 동안 전도하여 상기 파이로테크닉 액추에이터를 상기 컨택터에 대해 작동하도록 활성화하고, 상기 트리거/스위치는 상기 파이로테크닉 액추에이터의 작동 후에 상기 상승된 전류에 의해 파괴됨 - 를 포함하는, 전기 시스템.
As an electrical system,
an operating power circuit, the operating power circuit comprising an operating power source coupled to an operating load by a current path, with a contactor between the power source and the load;
a pyrotechnic trigger circuit comprising a trigger/switch arranged to sense an elevated current in the operating power circuit; and
Pyrotechnic actuator - the trigger/switch closes in response to the elevated current in the operating power circuit and conducts the elevated current for a sufficient time to block the current path in the operating power circuit, causing the pyrotechnic actuator to activating a technique actuator to actuate the contactor, wherein the trigger/switch is destroyed by the elevated current after actuation of the pyrotechnic actuator.
제16항에 있어서,
상기 컨택터는 하우징 내의 내측 구성요소를 포함하고, 상기 내측 구성요소는 스위칭 디바이스의 상태를 상기 컨택터를 통한 전류 흐름을 가능하게 하는 폐쇄된 상태로부터 상기 컨택터를 통한 전류 흐름을 차단하는 개방된 상태로 변경하도록 구성되는, 전기 시스템.
According to clause 16,
The contactor includes an inner component within a housing, the inner component switching the state of the switching device from a closed state, which allows current flow through the contactor, to an open state, which blocks current flow through the contactor. An electrical system configured to change to.
제17항에 있어서,
상기 파이로테크닉 액추에이터는, 상기 파이로테크닉 액추에이터가 활성화될 때, 상기 내측 구성요소와 상호작용하여 상기 컨택터를 상기 폐쇄된 상태에서 상기 개방된 상태로 전이하는, 전기 시스템.
According to clause 17,
The pyrotechnic actuator interacts with the inner component to transition the contactor from the closed state to the open state when the pyrotechnic actuator is activated.
제17항에 있어서,
상기 트리거 회로는 상기 상승된 전류를 사용하여 상기 파이로테크닉 액추에이터를 활성화하는, 전기 시스템.
According to clause 17,
wherein the trigger circuit uses the elevated current to activate the pyrotechnic actuator.
제17항에 있어서,
상기 트리거 회로는 이차 전력원을 사용하여 상기 파이로테크닉 액추에이터를 활성화하는, 전기 시스템.
According to clause 17,
wherein the trigger circuit activates the pyrotechnic actuator using a secondary power source.
제20항에 있어서,
상기 이차 전력원은 배터리, 캐패시터 회로 또는 저전압 전력을 포함하는, 전기 시스템.
According to clause 20,
The electrical system of claim 1, wherein the secondary power source includes a battery, capacitor circuit, or low voltage power.
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