温度保护电路的制作方法_2

文档序号:9383181阅读:来源:国知局
633 A 分别已知一种电路,其中,在交流电压电路中,借助温控开关使引导设备运行电流的可控硅点火或熄灭。
[0034]在本申请人的DE 20 2013 100 509 Ul中介绍了:针对供电交流电压的电弧熄灭方案的在上面提到的DE 31 32 338 Al中介绍的原理令人惊讶地也能够用于现有的温控开关。即当半导体阀的控制输入端优选借助下部件与开关的接通机构连接,以及借助接通机构与电流传输件上的对接接触部连接时,在由DE 26 44 411 C2已知的开关中,借助弹性翻转片和/或双金属翻转片在电学上与接触桥形件连接,并且借助该接触桥形件与对接接触部相连接。因为在这里接触桥形件自身是导电的,所以控制输入端与两个设置于接触桥形件上的对接接触部相连接,进而处在两个对接接触部的电位上。
[0035]而接触桥形件自身不一定是导电的,当设置于其上的对接接触部能够相互导电连接并且与接通机构连接就足够了,从而接通机构处在对接接触部的电位上。
[0036]当温控开关闭合时,电位等于半导体阀的基准电流接线端上的供电交流电的电位,从而针对半导体阀没有控制电流产生。当温控开关断开时,则当接触桥形件从固定不动的接触部上抬离时开始产生电弧,电弧迅速达到10伏特的电弧电压。由此,针对半导体阀产生足够高而且持续时间足够长的控制电流,该控制电流使半导体阀点火,进而断开。
[0037]—旦半导体阀点火,其就承受负载电流,而温控开关变成无电流,从而熄灭电弧。当运行交流电压达到过零点时,半导体阀再度闭合。在这一时间段期间,接触桥形件已经从固定不动的接触部移开足够远,使得不会发生击穿以及重又形成电弧。
[0038]DE 20 2013100 509 Ul中的构思在于,仍然迀就电弧的产生,并且在供电交流电压达到其过零点之前,就已经借助可控硅的交流电接通特性再度熄灭,而且反正在过零点处电弧也会熄灭。由此,提高了温控开关的寿命和/或切断负载。

【发明内容】

[0039]基于现有技术,本发明的目的在于,在开头提到的温度保护电路中,温控开关的最大容许的切换直流电压以结构上简单而且成本低廉的方式得到提高。
[0040]根据本发明,该目的在开头提及的温度保护电路中以如下方式实现:该温度保护电路包括至少一个针对直流电压的电子半导体开关,以便使在温控开关中产生的电弧熄灭。该温控开关优选包括两个电流接线端和一个控制输入端,其中,两个电流接线端中的每一个与连接接线端之一连接,控制输入端优选经串联电阻,至少在温控开关闭合的情况下经接通机构与电流传输件上的对接接触部电连接。
[0041]本申请的发明人在这里发现:通过与电子半导体开关的外部接线,能够提高现有的温控开关的最大容许的切换直流电压,而无需在开关本身上进行结构改变。
[0042]根据本申请,本发明的构思在于,对于用在直流电压电路中的温控开关,不同于现有技术的教导,由于切换直流电压较高而对电弧形成加以迀就,但借助电子半导体开关再使产生的电弧熄灭。
[0043]在此,结构上有利的是,不必将活动的线缆向开关中引至电流传输件,而是意想不到地,温控的接通机构能够在半导体开关的控制输入端与电流传输件上的对接接触部之间建立电连接。
[0044]通过根据本发明对电子半导体开关的应用,以令人惊讶的方式将由于很高的切换直流电压而产生的电弧快速地熄灭,使得不会在开关内部引起损伤,以及未缩短开关的寿命O
[0045]在开关断开的情况下,加在开关上的如此高的直流电压首先降低,从而在接触桥形件与固定不动的接触部之间产生电弧。电弧击穿半导体开关,从而温控开关短接进而变成无电流的。由此电弧熄灭。
[0046]按照这种方式,能够根据本发明利用现有的开关将远高于电弧电压的直流电压可靠切断。
[0047]由此,开头所述类型的现有的温控开关在没有进行结构改变的情况下就能够针对比不带熄灭电弧的半导体开关的温度保护电路中更高的切断负载所使用。
[0048]现有的开关在一种构造方案中具有弹性翻转片,该弹性翻转片能够由双金属制成且承载电流传输件,以及持续地在机械上以及电学上与下部件相连接。在这里,导电的电流传输件持续地与半导体开关的控制输入端相连接。
[0049]但也已知具有双金属和弹性翻转片的构造,其中,弹性翻转片至少在开关完全断开之后不再与下部件保持电连接,这是因为弹性翻转片从其凸着的形状回弹到其凹着的形状。在断开过程开始时,弹性翻转片以其边缘还在内部压在下部件上,而双金属翻转片已经开始克服在此渐渐被压扁平的弹性翻转片的力而将电流传输件从固定不动的接触部上抬离,从而产生电弧。
[0050]当双金属翻转片将弹簧翻转片以足够程度压扁平时,弹性翻转片才回弹。而直至这一时刻,弹性翻转片都与下部件电连接,从而能够使控制电流到达控制输入端。令人惊讶的是,直至该时刻的时间段足够使半导体开关可靠闭合并且熄灭电弧。
[0051]根据本发明应用半导体开关,用以熄灭在温控开关中的直流电压电路中产生的电弧,所以无需将控制输入端持续地与接通机构电连接。重点仅在于,该连接至少在开关闭合的情况下产生而且之后以如下时长存在,即,直至半导体开关闭合并且熄灭电弧。
[0052]本申请的发明人首次发现:一定的现有的温控开关在电流传输件上的对接接触部与下部件之间提供电连接,该电连接从断开过程一开始就一直保持获得,直到通过所产生的电弧能够闭合半导体开关为止。
[0053]半导体开关为此仅须在适当的部位并联地与连至温控开关的输入线路相连接。附加地,仅还需要从控制输入端至接通机构的控制线路。在此,半导体开关能够装配在存在相应的装配空间的位置。另外,装配空间以如下方式选定:半导体开关并不布置在线圈绕组的内部,而是布置在较低温度主导的、不妨碍半导体开关功能的位置。
[0054]半导体开关不必直接布置在设备上。因此,半导体开关例如可以借助插头装配在设备上,即使温控开关是构造在设备上并且设备被防水浸渍的话,这特别是对于电马达和线圈是有利的。
[0055]在这种措施中,例如有利的是:半导体开关能够随时后续装备和/或被更换。
[0056]因此,本发明也涉及一种电气设备,其设有新型的温度保护电路,其中,半导体开关优选以与所述或每个温控开关能分离的方式优选借助插头来连接。
[0057]在这里,本发明首次实现了:使简单构造而且进而高性价比的温控开关被用于在无附加的半导体开关的情况下并未对应设计的切断负载。
[0058]由此,在这时也能够首次应用针对高切换直流电压而言可靠的温控开关,这种温控开关的作为电流传输件的不是接触盘片而是弹性件,该弹性件承载两个对接接触部或者在弹性件上构造有两个对接接触部。弹性件可以是双金属部件,特别是双金属翻转片,双金属翻转片不仅负责温控的接通功能,而且同时在开关闭合的情况下还引导电流。
[0059]因为根据本发明在开关断开时在两个对接接触部上产生的电弧通过半导体开关被非常迅速地再次熄灭,所以双金属片在开关断开的情况下不被损伤,或者仅以如下程度稍微受损,也就是相比于不具有半导体开关的运行情况,这种非常简单地构造的温控开关的寿命以及主要是容许的切断负载得到明显提高。
[0060]发明人并未走在现有技术中所涉足的途径,也就是没有在较高的最低电弧电压方面进一步优化已知开关的构造,而是在选择了乍一看来不平常的而且也并不是有成功希望的途径的情况下,附加地使用半导体开关,尽管这还产生附加的成本。
[0061]而附加的成本根据发明人的认知以如下方式得到大大补偿:不仅现有开关在这时超出预期能够用于更高的切断负载,而且也能够提高现有温控开关的寿命。
[0062]发明人提出如下电路,其对于具有双金属接通机构的温控开关实现了在直流电压回路中电子方式的电弧熄灭。
[0063]本发明所基于的目的按照上述方式完美解决。
[0064]对于“针对直流电压的电子半导体开关”在本发明的范围内认为是如下的半导体开关,在其控制输入端上没有操控信号的情况下,将加载到其电流接线端上的直流电压截止,并且在加载控制电压时接通,也就是导通。
[0065]根据本发明的温度保护电路在需要受到保护防止过热的电气设备的供电直流回路中被接入,其中,在两个连接接线端之间接入半导体开关以及至少一个温控开关。
[0066]在一种实施例中,设置有两个半导体开关,半导体开关的控制输入端优选分别经一串联电阻,至少在温控开关闭合的情况下经接通机构在电学上与对接接触部相连接,其中,每个半导体开关具有第一电流接线端和第二电流接线端,其中一个半导体开关的第一电流接线端与另外那个半导体开关的第一电流接线端相连接,所述其中一个半导体开关的第二电流接线端以及所述另外那个半导体开关的第二电流接线端与连接接线端中的一个相连接。
[0067]两个半导体开关按照这种方式反向串联地接线,从而所述其中一个半导体开关负责在供电交流电压的一个极性上熄灭电弧,所述另外那个半导体开关负责在供电交流电压的另外那个极性上熄灭电弧。
[0068]按照这种方式,温度保护电路单极地设计,从而在关断供电交流电压时,与其极性无关地可靠熄灭所产生的电弧。
[0069]针对根据本发明使用的半导体开关的实施例是晶体管,其特别是选自:双极晶体管、场效应晶体管(FET)、金氧半场效应晶体管(MOS-FET),其特别是涉及自截止类型的。
[0070]在此,优选的是,温控的接通机构包括弹性件,其承载电流传输件并
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