專利名稱：續(xù)流回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的續(xù)流回路。
背景技術(shù)：
感應(yīng)負(fù)載，例如線路接觸開關(guān)的線圈，它們在低壓開關(guān)裝置上利用DC控制器或者經(jīng)過整流器(AC/DC)工作的控制器來運(yùn)行，在饋電電壓下降后，盡管在低壓開關(guān)裝置中預(yù)設(shè)了續(xù)流回路用于消除在這種情況下由于感應(yīng)負(fù)載引起的切斷過電壓，感應(yīng)負(fù)載仍只會非常緩慢地下降。在不利的情況下，這會導(dǎo)致一種所謂的二級下降，這就是說，例如連接在一個主電流路徑中利用所述感應(yīng)負(fù)載通斷的觸點(diǎn)，在一段短暫時間內(nèi)在無彈簧力的情況下相互疊靠。這些觸點(diǎn)然后很容易被焊接，或者總的來說僅具有很短的電壽命。即使對該感應(yīng)負(fù)載進(jìn)行電子控制，也必須控制或者自控制地實(shí)現(xiàn)所述續(xù)流回路，以便確保在斷開該感應(yīng)負(fù)載時盡可能迅速地消除感應(yīng)負(fù)載中儲存的磁能。一般公知的是，要借助續(xù)流回路內(nèi)的一個二極管或者一個齊納二極管來解決這個問題。這種解決方案的缺點(diǎn)是，其中總是出現(xiàn)很高的損耗功率。這種解決方案的一個變體是，受控地接通并斷開該續(xù)流回路。在正常運(yùn)行時，斷開續(xù)流回路，使得不再總是出現(xiàn)損耗動率。在此，線圈驅(qū)動電子裝置評測出開關(guān)閾限，并且根據(jù)超過了該開關(guān)閾限還是在該開關(guān)閾限以下，例如通過一個光電耦合器接通或者斷開所述續(xù)流回路。一個相應(yīng)的線圈驅(qū)動電子裝置例如由文獻(xiàn)DE 195 19 757 C2中公知。在此具有缺點(diǎn)的是，在為感應(yīng)負(fù)載預(yù)設(shè)的控制饋電電壓被切斷或者發(fā)生故障時，每次總是必須直至一個所具有的電容能量存儲器放電，該控制饋電電壓幾乎才完全消除，以便然后在又幾乎被放空的狀態(tài)下激活所述續(xù)流回路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，從開頭所述類型的一種線圈驅(qū)動電子裝置出發(fā)，通過在有需要時更迅速地激活續(xù)流回路的方法，在技術(shù)上對其進(jìn)行改進(jìn)。該目的根據(jù)本發(fā)明通過一個續(xù)流回路(Freilaufkreis)來實(shí)現(xiàn),它具有權(quán)利要求1所指出的特征。據(jù)此，在續(xù)流回路的控制回路中將歐姆電阻組件作為一個串聯(lián)電路來實(shí)現(xiàn)，該串聯(lián)電路由一個純歐姆電阻和一個開關(guān)閾組件組成。換句話說:在續(xù)流回路的驅(qū)動回路中引入了一個用于產(chǎn)生開關(guān)閾的電子構(gòu)件。該開關(guān)閾在此可以通過選擇使用的電子構(gòu)件或者通過實(shí)現(xiàn)使用電子部件的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。其他優(yōu)點(diǎn)還有:延遲很短；不會發(fā)生二級下降；防止觸點(diǎn)被焊接；因此觸點(diǎn)具有高電壽命；可以節(jié)省構(gòu)件并且不需要電子線圈控制器。通過開關(guān)閾組件，使得饋電電壓在被切斷或者發(fā)生故障時，不必直至一個電容能量存儲器被放電，幾乎才完全消除該控制饋電電壓，因?yàn)槟芰看鎯ζ鞯姆烹娪謺せ钜粋€相關(guān)的續(xù)流回路。根據(jù)調(diào)節(jié)開關(guān)閾，在控制饋電電壓達(dá)到一個較早的余值時，具體來說就是在低于調(diào)節(jié)的開關(guān)閾值以下時，電容能量存儲器就已經(jīng)被放電，結(jié)果就使得相應(yīng)地更早激活所述續(xù)流回路。因此更迅速地激活該續(xù)流回路，并且更迅速地消除由于饋電電壓被切斷或者發(fā)生故障而由感應(yīng)負(fù)載引起的切斷過電壓。本發(fā)明有利的構(gòu)造方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。據(jù)此，開關(guān)閾組件例如通過一個具有預(yù)定齊納電壓的簡單的齊納二極管、通過具有一個齊納二極管控制器的晶閘管或者一個可變電阻電路來實(shí)現(xiàn)。所有這些實(shí)現(xiàn)方法都可以通過簡單地選擇開關(guān)閾來個別地匹配于當(dāng)前情況。當(dāng)前的續(xù)流回路還可以設(shè)計具有改良的性能。如果第二開關(guān)晶體管并聯(lián)電容能量存儲器，并且第二開關(guān)晶體管具有的工作原理是在出現(xiàn)切斷過電壓時通過感應(yīng)負(fù)載導(dǎo)通第二開關(guān)晶體管，并且由此安全地將已經(jīng)存在的第一開關(guān)晶體管關(guān)斷，則實(shí)現(xiàn)的是，由切斷的感應(yīng)負(fù)載引起的切斷過電壓可靠地施加在壓敏電阻上，并且由此可靠地實(shí)現(xiàn)消除切斷過電壓。以這種方法實(shí)現(xiàn)第二開關(guān)晶體管的驅(qū)動回路的線路，即該驅(qū)動回路包含由第三歐姆電阻、第二齊納二極管和第三二極管組成的串聯(lián)回路，其中，第二齊納二極管和第三二極管電極相對地連接，這就確保了通過第二開關(guān)晶體管可靠地關(guān)斷第一開關(guān)晶體管。
具體實(shí)施例方式下面借助具有一個唯一圖形的附圖
更詳盡地闡述本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖中示出了一個與感應(yīng)負(fù)載I (下面也簡稱為線圈)并聯(lián)的續(xù)流回路。這個并聯(lián)電路連接在具有正極3和負(fù)極4的控制饋電電壓源2上。續(xù)流回路包括一個直接與線圈I并聯(lián)設(shè)置的串聯(lián)電路，它由第一二極管5和第一開關(guān)晶體管6串聯(lián)而成，第一開關(guān)晶體管與一個壓敏電阻7并聯(lián)。其中，開關(guān)晶體管6的漏極接頭D連接在負(fù)極4上。開關(guān)晶體管6的源級接頭S與第一二極管5的陽極連接，該第一二極管又利用其陰極接頭連接在正極3上。正極3通過第二二極管8和一個與之串聯(lián)連接設(shè)置的電阻組件9與第一開關(guān)晶體管6的柵極接頭G連接。該電阻組件9被實(shí)現(xiàn)為由第一歐姆電阻10和開關(guān)閾組件11構(gòu)成的串聯(lián)電路。由第二歐姆電阻12和電容器13構(gòu)成的并聯(lián)電路14位于第一開關(guān)晶體管6的源級接頭S和柵極接頭G之間。該并聯(lián)電路14與第一齊納二極管15和第二開關(guān)晶體管16并聯(lián)連接，該第二開關(guān)晶體管利用其發(fā)射級連接在源級接頭S上，并且利用其集電級連接在第一開關(guān)晶體管6的柵極接頭G上。第二開關(guān)晶體管16的基級通過由第三歐姆電阻17、第二齊納二極管18和第三二極管19構(gòu)成的串聯(lián)電路連接在負(fù)極4上，其中，第三二極管19的陰極接頭貼放在負(fù)極上，并且第三二極管19和第二齊納二極管18的兩個陰極接頭相互連接。線圈I例如是一個接觸器線圈，如圖所示，電子驅(qū)動裝置20可以與之串聯(lián)。如圖中用虛線所示，所述電子驅(qū)動裝置20可能對負(fù)極4發(fā)出脈沖。所述控制饋電電壓源2是一個直流電壓源，用來為線圈I供電。與此同時，通過第二二極管8和歐姆電阻組件9為與其串聯(lián)的并聯(lián)電路加載一個控制電壓，該并聯(lián)電路由第一齊納二極管15、第二歐姆電阻12和電容器13構(gòu)成。通過所加載的控制電壓，將第一開關(guān)晶體管6接通到導(dǎo)通狀態(tài)，只要接通了控制饋電電壓源2，這個狀態(tài)就保持不變。當(dāng)控制饋電電壓源2被切斷或者發(fā)生故障時，第一開關(guān)晶體管6的驅(qū)動電壓在由并聯(lián)電路14預(yù)定的時間常數(shù)后才會慢慢降低，直至它降到一個使第一開關(guān)晶體管6關(guān)斷的值。為了避免第一開關(guān)晶體管6在它的線性工作范圍內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定的開關(guān)狀態(tài)，通過第二開關(guān)晶體管16確保了可靠地關(guān)斷這個作為續(xù)流晶體管(Freilauftransistor)工作的第一開關(guān)晶體管6。第二開關(guān)晶體管16的二極管布線由第三歐姆電阻17、第二齊納二極管18和第三二極管19構(gòu)成，它用來在第一開關(guān)晶體管6上出現(xiàn)當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管6在線性范圍內(nèi)工作時形成的過電壓時，可靠地導(dǎo)通第二開關(guān)晶體管16，并且因此可靠地短暫關(guān)閉第一開關(guān)晶體管6的柵極-源級-線段，并且因此可靠地關(guān)斷第一開關(guān)晶體管。壓敏電阻7用于保護(hù)第一開關(guān)晶體管6的漏極-源級-線段。它降低線圈I上的在切斷控制饋電電壓源2時形成的切斷過電壓，并且保護(hù)所述第一開關(guān)晶體管6不受損壞。通過改變第二歐姆電阻12和電容器13可以或多或少快速地消除存儲在線圈I中的剩余能量，或者說在用于一個接觸器線圈時，任意地調(diào)節(jié)接觸器的斷開延遲時間。這僅在不超過最大斷開延遲持續(xù)時間內(nèi)有效，其中，接觸器在沒有布線的情況下斷開。通過選擇第一二極管5 (也被稱為續(xù)流二極管)、第一開關(guān)晶體管6和壓敏電阻7的尺寸，使布線可以適應(yīng)不同的電磁驅(qū)動裝置。所述續(xù)流回路也可以用于一個電子脈沖的線圈控制器20。相對于迄今公知的線路布置，在此描述的續(xù)流回路的構(gòu)造方式基本上更簡單并且具有更少的構(gòu)造元件。代替所述的第一開關(guān)晶體管6和第二開關(guān)晶體管16也可以使用其他類型的開關(guān)
晶體管。所述續(xù)流回路的優(yōu)點(diǎn)在于其自控制的效果。因此它使得在線圈I上出現(xiàn)切斷過電壓時可靠地切斷續(xù)流晶體管，也就是說第一開關(guān)晶體管6，并且因此對壓敏電阻7上的電流進(jìn)行整流。所述開關(guān)閾組件11在圖中通過一個具有預(yù)定齊納電壓的在關(guān)斷方向上極化的齊納二極管11得以實(shí)現(xiàn)，該開關(guān)閾組件對于所述并聯(lián)電路14具有開關(guān)閾功能。只要由控制電壓源2提供的控制電壓大于該齊納二極管11的齊納電壓，那么由并聯(lián)電路14構(gòu)成的電容能量存儲器被充電，并且第一開關(guān)晶體管6被接通到導(dǎo)通狀態(tài)。如果由控制電壓源2提供的控制電壓被切斷，或者將其引至至少齊納二極管11的齊納電壓以下，那么從低于所述齊納電壓的那一刻開始，齊納二極管11關(guān)斷，并且由并聯(lián)電路14構(gòu)成的電容能量存儲器從這一刻起不僅不再充電，而且從這一刻起開始放電。因此，所述電容能量存儲器不會等到控制電壓降到幾乎為零才開始放電，而是在低于調(diào)節(jié)的開關(guān)閾時就開始放電。于是轉(zhuǎn)換第一開關(guān)晶體管6更迅速地進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，并且因此又更迅速地激活用于消除由線圈I引起的切斷過電壓的續(xù)流回路。根據(jù)布線和轉(zhuǎn)換情況，構(gòu)成開關(guān)閾組件11的齊納二極管也可以以具有一個齊納二極管控制器的晶閘管的形式得以實(shí)現(xiàn)，或者以一個可變電阻電路的形式得以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于感應(yīng)負(fù)載的續(xù)流回路，用于消除由所述感應(yīng)負(fù)載在被切斷所述感應(yīng)負(fù)載時引起的切斷過電壓，具有以下特征: a)所述續(xù)流回路包括與線圈⑴并聯(lián)的、由第一二極管(5)和壓敏電阻(7)構(gòu)成的串聯(lián)電路， b)第一開關(guān)晶體管(6)與所述壓敏電阻(7)并聯(lián)， c)為了驅(qū)動所述第一開關(guān)晶體管(6)，由第一歐姆電阻(12)和電容器(13)構(gòu)成的并聯(lián)電路(14)連接在所述第一開關(guān)晶體管的控制輸入端(G)上，并且 d)同時所述并聯(lián)電路(14)通過由第二二極管⑶和歐姆電阻組件(9)構(gòu)成的串聯(lián)電路連接在控制饋電電壓源(2)上，其特征在于，所述歐姆電阻組件(9)作為為由第一歐姆電阻(10)和開關(guān)閾組件(11)構(gòu)成的串聯(lián)電路來實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的續(xù)流回路，其特征在于，所述開關(guān)閾組件(11)通過齊納二極管、具有齊納二極管驅(qū)動裝置的晶閘管或者可變電阻電路來實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的續(xù)流回路，其特征在于，與所述并聯(lián)電路(14)并聯(lián)有第二開關(guān)晶體管(16)，并且在所述感應(yīng)負(fù)載(I)上出現(xiàn)切斷過電壓時，所述第二開關(guān)晶體管(16)導(dǎo)通，并且由此關(guān)斷所述第一開關(guān)晶體管(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的續(xù)流回路，其特征在于，所述第二開關(guān)晶體管(16)的驅(qū)動回路包含由第三歐姆電阻(17)、第二齊納二極管(18)和第三二極管(19)構(gòu)成的串聯(lián)電路，其中，所述第二齊納二極管(18)和所述第三二極管(19)反極性連接。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于迅速消除感應(yīng)負(fù)載(1)在其被切斷時出現(xiàn)的切斷過電壓的續(xù)流回路。所述續(xù)流回路包括一個開關(guān)閾組件(11)，通過該開關(guān)閾組件將續(xù)流回路相對于不具有這種開關(guān)閾組件(11)的續(xù)流回路更迅速地激活，并且因此更迅速地消除切斷過電壓。如果由控制電壓源(2)提供的控制電壓低于由開關(guān)閾組件(11)調(diào)節(jié)的閾值電壓，則電容能量存儲器就已經(jīng)放電，而不是等到控制電壓降到幾乎為零，當(dāng)該電容能量存儲器幾乎完全放電時，則激活用于消除切斷過電壓的續(xù)流回路。
文檔編號H02H9/04GK103109431SQ201080043664
公開日2013年5月15日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者克里斯蒂安·奧珀曼, 伯恩哈德·施特賴希 申請人:西門子公司