温度保护电路的制作方法_4

文档序号:9383181阅读:来源:国知局
阻以如下程度加热,使双金属翻转片22保持在高于其翻回温度的温度上。
[0115]接触盘片24在所示的实施例中被具有圆形的弹簧翻转片21和圆形的弹性翻转片22的温控的接通机构11移动,同样可行的是,取消弹性翻转片,并且仅通过双金属翻转片22来保持和移动接触盘片24。另外,替代圆形的接触盘片24地也可以使用细长的接触桥形件。
[0116]在所示的实施例中,接触盘片24在中央由双金属翻转片22和弹性翻转片21保持,同样可行的是:应用在一侧被夹紧的细长的双金属弹簧,双金属弹簧在其自由端部承载接触桥形件,正如其例如由DE 10 2004 036 117 Al已知那样。
[0117]在图1中在两个连接接线端39、40之间示出图2中的温控开关10与电子的半导体开关41共同接线成以虚线框出边缘的温度保护电路42的方案,温度保护电路借助连接接线端39、40与出自供电直流电压源45的串联线路以及需要保护的电气设备46相连接。
[0118]开关10在图1中仅示意地示出;示意示出的结构特征设有与图2中相同的附图标记。两个连接线路43、44与开关10的两个外接线端35、36相连接,这两个外接线端又与固定不动的接触部31、32相连接,所述固定不动的接触部在图2中所示的开关位置中借助由接通机构11承载的接触盘片24短接。外接线端35、36与温度保护电路42的连接接线端39、或40相连接。
[0119]接触盘片24借助接通机构11 (即在这里为弹性翻转片21)在电学上与下部件14连接,下部件在图1中以圆圈作为接线端标绘。半导体开关41具有两个电流接线端47、48,电流接线端分别与连接线路43、44中的一个相连接。另外,半导体开关41具有控制输入端49,控制输入端与下部件14借助控制线路50相连接。
[0120]通过在连接线路43、44和控制线路50中呈波状的分段51来表示:半导体开关41能够在每个适当的部位上连接到连接线路43、44上。波状的接线端51可以构造为插头,从而半导体开关41可以事后连接到设备46上并且能够随时更换。
[0121]由此,在开关10与供电直流电压源45和设备46的现有的或固定的接线方案下,半导体开关41能够任意地连接到连接线路43、44或外部线路53、54上,所述线路不必为此重新敷设,而是仅须在适当的位置上为了连接到电流接线端47、48上剥去绝缘皮。仅是控制线路50还必须针对开关10来敷设,并且在那里在外部与下部件14相连接,由此,建立起连至接通机构11的而且借助接通机构连接至接触盘片24的电连接。
[0122]按照这种方式,现有的开关10能够与半导体开关41相连接,半导体开关41按照开头描绘的方式负责:使在开关10断开时在对接接触部27、28与固定不动的接触部31、32之间形成的电弧非常快速地熄灭,电弧在图1中示意地以55标示。在图1中,开关10以如下的开关状态示出,其中,接触盘片24恰由固定不动的接触部31、32移开。
[0123]当温控开关10断开时(如图1所示),则当接触盘片24从固定不动的接触部31、32上抬离时,产生电弧55,电弧快速地形成电弧电压。由此,针对半导体开关41产生足够高而且持续时间足够长的控制电流,该控制电流经接触盘片24、弹性翻转片21和下部件14流入控制线路50中并且从那里流入控制输入端49中。在半导体开关的输入端电容放电时(这仅持续数微秒),控制电流降低至残余电流,残余电流处在微安的范围内并且使半导体开关41闭合。
[0124]一旦半导体开关41闭合,则半导体开关承受负载电流,温控开关10变成无电流,从而电弧55熄灭,既而半导体开关41再度断开。
[0125]自保持电阻37在这时承担残余电流,残余电流使得开关10在设备46冷却之后仍保持断开。
[0126]在图1中还示出加热电阻56,加热电阻串联地接在固定不动的接触部31与外接线端35 (也就是温度保护电路42的连接接线端中的一个)之间。
[0127]无论是自保持电阻37还是加热电阻56都不妨碍到开关10和半导体开关41根据本发明利用的配合方案。
[0128]在图2的开关10中,下部件14导电地构造,而下部件也可以由绝缘材料制造。为了使接通机构11仍能够与控制输入端49连接,需要附加的电极,附加的电极建立起连至接通机构11的连接。这能够在图1的构造中是指在平台18的侧向上导出的鱼尾板。
[0129]当接触盘片24布置在双金属弹簧的自由端部上时,这可以是指与双金属弹簧的另外那个夹紧的端部连接的电极。
[0130]两个外接线端35和36也可以同时用作连接接线端39或40。外部线路53、54也可以通过连接线路43或44来形成,连接线路为此继续引导至设备46和供电直流电压源45 ο
[0131]替代具有两个同时断开的接触配对件27/31和28/32的开关10,也可以应用两个单极温控开关,例如在DE 21 21 802 A中以及本申请人的其他专利权中介绍的那样。
[0132]在图3中,在两个连接接线端59、60之间,示出温控保护电路61,在温控保护电路中,构造为η通道双极晶体管62的半导体开关与两个单极温控开关63、64借助两个连接接线端65、66和一个控制线路67连接。开关63和64作为所谓的孪生件来接线。
[0133]晶体管62作为控制输入端具有基极68以及集电极69和发射极70,它们用作电流接线端。基极68借助串联电阻71与控制线路67连接。
[0134]每个开关63、64具有两个外接线端72、73或73、74。外接线端73和75相互连接并且经由控制线路67与串联电阻71连接,以及经由串联电阻与基极68连接。外接线端72和74与连接接线端59或60连接并且连接到连接线路65或66上。
[0135]每个开关63、64还具有接通机构76或77,接通机构经由外接线端73或75与晶体管62连接。当接通机构76、77由于与连接接线端59、60相连接的设备78过热而断开时,获得了与图2中的温度保护电路41相类似的功能。外部线路80用于串联连接温度保护电路61、设备78和供电直流电压源79。
[0136]基于晶体管62的根据本发明使用的保护功能,能够将非常简单地构造的温控开关63、64用于图3中的温度保护电路61,而所述温控开关原本仅被设计用于很低的切断负载。因为晶体管62按照所介绍的方式负责使所产生的电弧非常迅速地被熄灭,所以这种开关能够用于更高的切断负载并且还具有更长的寿命。
[0137]两个外接线端72和74也可以同时用作连接接线端59或60。外部线路80也可以由连接线路59或60形成,连接线路为此继续引导至设备78和供电直流电压源79。
[0138]在图4中示例地示出简单的单极的温控开关63,其具有底部电极81,底部电极被以由合成材料构成的承载部件82包铸,在承载部件上安置有顶电极83,顶电极借助承载部件82的热压的边缘84来保持。
[0139]顶电极83以及底部电极81设有外接线端72或73。
[0140]在开关63的这样构造的壳体的内部中,布置有温控的接通机构76,温控的接通机构在这里的情形下包括由双金属材料制成的弹性舌片85。
[0141]弹性舌片85在其自由端部87上承载能运动的接触部件86。能运动的接触部件86与底面电极81的拱起部88相配合。拱起部88作为固定不动的接触部件起作用,从而接触部件86和拱起部形成开关接触部。
[0142]弹性舌片85在其后端部89上借助中间部件91与顶电极83连接。
[0143]当开关63内部的温度提高至超出弹性舌片85的响应温度时,弹性舌片使其在图4中的自由端部87朝上运动,从而能够运动的接触部件86从拱起部88上抬离。在此产生的电弧借助晶体管62以所介绍的方式熄灭。
[0144]在图5中作为半导体开关41示出的是自截止的η-通道MOSFET 94,自截止的η-通道MOSFET具有作为控制输入端的门电极和作为电流接线端的漏极96以及源极97。MOSFET94可以作为半导体开关41用在图1中的温度保护电路42中,或者替代晶体管62用在图3中的温度保护电路61中。
[0145]为此,MOSFET的门电极95借助串联电阻98与控制线路50或67连接,而漏极96和源极97与连接线路44和43或66和65连接。
[0146]在温控开关10、63、64断开的情况下,在门-源区段降低了一半的电弧电压,这接通了 MOSFET 94。MOSFET 94承受负载电流并且熄灭电弧,然后MOSFET 94再次断开。
[0147]在这种电路中,必须关注MOSFET 94相对于供电直流电压源45、79的正确极性。当设备46、78具有电感负载或电容负载时,MOSFET还可以替代空载二极管。
[0148]通过串联电阻71、98的电阻值,来限制晶体管62、94的接通速度。
[0149]在图6中,以如图5中的图示示出电路,其中,使用第二 MOSFET 101,其具有门电极102、漏极103以及源极104,从而温度保护电路在两个电流方向上设计有电弧熄灭方案。
[0150]MOSFET 94,101以如下方式反向串联地接到两个连接线路44出6)与43 ¢7)之间,使得MOSFET的漏极96和103相互连接并且MOSFET的源极104或97与连接线路44(66)与43 (67)相连接。门电极95和102借助其串联电阻98和105相互连接并且
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