检测电路及开关结构的制作方法

本实用新型涉及开关领域，尤其涉及一种检测电路及开关结构。

背景技术：

在工业环境中，开关是一种常用的元件，其用于控制电路的导通或断开。

图1是一种现有的开关结构的示意图，其中，图1的(A)表示开关处于断开状态，图1的(B)表示开关处于导通状态。如图1的(A)所示，该开关结构具有切换按钮101，调节杆102和弹性部103，其中，切换按钮101置于电路板104，并且切换按钮101的底部设置有金属连接部(图未示)，弹性部件103设置于壳体105，用于使调节杆102的位置复位。

如图1的(A)所示，使用者不按压调节杆102的情况下，调节杆102不按压切换按钮101，因此切换按钮101下方的电路不被接通，由此，开关处于断开状态。如图1的(B)所示，在使用者F按压调节杆102的情况下，调节杆102按压切换按钮 101，切换按钮101底部的金属连接部使电路板上的电路接通，由此，开关处于接通状态。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

本申请的发明人发现，图1所示的开关结构中，调节杆102贯通壳体105，因此，在调节杆102和壳体105之间需要设置密封结构，增加了开关结构的设计难度和成本；并且，图1所示的开关结构因为零部件复杂，体积小，很难实现机械化生产，只能用人工进行组装，制造成本高。

本实用新型实施例提供一种开关结构和检测电路，根据本实用新型的开关结构，能够降低对开关结构各零件的设计要求，减少组装时对操作人员技能的要求，缩短装配时间，并适合大规模机器生产，摆脱人力成本的限制。

根据本实用新型的第一方面，提供一种检测电路，用于检测储能线圈中的涡流损耗，其特征在于，该检测电路包括：

振荡单元，其与储能线圈构成振荡电路，所述振荡电路用于根据输入的激励信号产生振荡信号；

滤波单元，其用于对所述振荡信号进行滤波，以得到滤波后的信号；以及

检测单元，其根据所述滤波后的信号，检测所述储能线圈中是否存在涡流损耗。

根据本实用新型的第二方面，其中，所述振荡单元包括串联的第一电容和第二电容，并且，从所述第一电容和第二电容的连接点向所述滤波单元输出所述振荡信号。

根据本实用新型的第三方面，其中，所述振荡单元包括串联的第三电容和第一电阻，并且，从所述储能线圈和所述第一电阻的连接点向所述滤波单元输出所述振荡信号。

根据本实用新型的第四方面，其中，所述滤波单元包括具有第二电阻和第四电容的低通滤波电路。

根据本实用新型的第五方面，其中，所述检测电路还包括：

放大单元，其用于对所述滤波后的信号进行放大，并将放大后的信号输入到检测单元。

根据本实用新型的第六方面，其中，所述检测电路还包括：

电压/电流转换单元，其用于将脉冲电压转换为脉冲电流，所述脉冲电流作为所述激励信号被输入到所述振荡电路。

根据本实用新型的第七方面，其中，所述检测电路还包括：

二极管单元，其用于防止所述振荡信号沿着与所述激励信号相反的路径流出所述振荡电路。

根据本实用新型的第八方面，其中，所述检测单元根据1个或连续N个检测结果，判断所述储能线圈中是否存在涡流损耗，其中，N为大于或等于2的整数，并且，每一个检测结果与输入的每一个所述激励信号对应。

根据本实用新型的第九方面，提供一种开关结构，其特征在于，所述开关结构包括：

储能线圈；

如上述第一方面-第八方面中任一方面所述的检测电路，其用于检测所述储能线圈中的涡流损耗；以及

金属部件，其与所述储能线圈的距离能够改变，其中，在所述金属部件与所述储能线圈的距离改变而使所述开关结构处于第一状态的情况下，所述检测电路输出检测到所述储能线圈中存在涡流损耗的第一检测信号，在所述金属部件与所述储能线圈的距离改变而使所述开关结构处于第二状态的情况下，所述检测电路输出检测到所述储能线圈中不存在涡流损耗的第二检测信号。

根据本实用新型的第十方面，其中，所述开关结构还包括：

操作部，其用于接收外力并带动所述金属部件变形或运动，以改变所述金属部件与所述储能线圈的距离。

本实用新型的有益效果在于：本实施例的开关结构中各零件的设计要求降低，安装难度降低，并且适合大规模机器生产；并且，本申请的检测电路结构简单且灵敏度高，能够准确地检测出涡流损耗。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1的(A)是一种现有的开关结构处于断开状态的一个示意图；

图1的(B)是一种现有的开关结构处于导通状态的一个示意图；

图2的(A)是本申请实施例1的开关结构处于第二状态的一个示意图；

图2的(B)是本申请实施例1的开关结构处于第一状态的一个示意图；

图3是本申请实施例2的检测电路的一个示意图；

图4是本申请实施例2的检测电路的另一个示意图；

图5的(A)是本申请实施例2的储能线圈中不存在涡流损耗时振荡电流的一个波形图；

图5的(B)是本申请实施例2的储能线圈中存在涡流损耗时振荡电流的一个波形图；

图6的(A)是本申请实施例2的储能线圈中不存在涡流损耗时信号Ui的一个波形图；

图6的(B)是本申请实施例2的储能线圈中存在涡流损耗时信号Ui的一个波形图；

图7是本申请实施例2的激励信号与信号Ui的对应关系的一个示意图；

图8是本申请实施例3的检测电路的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本实用新型的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本实用新型的特定实施方式，其表明了其中可以采用本实用新型的原则的部分实施方式，应了解的是，本实用新型不限于所描述的实施方式，相反，本实用新型包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。另外，在附图说明中，对于相同的构成要件赋予相同的编号，并且省略重复的说明。

实施例1

本实用新型实施例1提供一种开关结构。

图2是本实施例1的开关结构的一个示意图，如图2的(A)所示，开关结构200 包括：储能线圈201，检测电路(图未示)，以及金属部件203。

在本实施例中，储能线圈201中可以流过交变的电信号，从而对外发射交变的磁场；金属部件203与储能线圈201之间的距离能够改变，并且，当金属部件203与储能线圈201的距离较近时，储能线圈201所发射的交变的磁场会在金属部件203中产生涡流信号，该涡流信号会使储能线圈201中的电信号加速衰减，即，使储能线圈 201中产生涡流损耗；检测电路可以检测储能线圈201中的涡流损耗。

在本实施例中，检测电路的检测结果与开关结构200的状态相关，例如，在金属部件203与储能线圈201的距离改变而使开关结构200处于第一状态的情况下，检测电路能够输出检测到储能线圈201中存在涡流损耗的第一检测信号；在金属部件203 与储能线圈201的距离改变而使开关结构200处于第二状态的情况下，该检测电路能够输出检测到储能线圈201中不存在涡流损耗的第二检测信号。

根据本实施例，通过检测储能线圈中是否存在涡流损耗来判断开关处于接通状态或是断开状态，储能线圈与可动的金属部件之间无需接触，因此，对开关结构中各零件的设计要求降低，安装难度降低，并且适合大规模机器生产。

在本实施例中，图2的(A)示出的开关结构200处于第二状态，该第二状态例如可以是断开状态。如图2的(A)所示，在该第二状态下，金属部件203与储能线圈201的距离为d1，该距离d1不足以在储能线圈201中产生涡流损耗，因此，检测电路能够输出第二检测信号，该第二检测信号能够用于指示开关结构200处于第二状态。

图2的(B)示出的开关结构200处于第一状态，该第一状态例如可以是接通状态。如图2的(B)所示，在该第一状态下，金属部件203与储能线圈201的距离为 d2，其中，d2可以小于d1，该距离d2使得在储能线圈201中产生涡流损耗，因此，检测电路能够输出第一检测信号，该第一检测信号能够用于指示开关结构200处于第一状态。

上述对于第一状态和第二状态的说明只是举例，本实施例并不限于此。例如，可以改变基于第一检测信号和第二检测信号的控制逻辑，以使该第一状态对应于开关结构的断开状态，使该第二状态对应于该开关结构的接通状态。

在本实施例中，金属部件203的材料可以是铁磁材料，例如铁，也可以是非铁磁材料，例如铜。该金属部件203的材料可选范围宽，因此，增大了设计自由度。

在本实施例中，金属部件203的形状可以是片状，但本实施例不限于此，也可以是其它的形状。

在本实施例中，金属部件203可以变形，并且通过变形来改变与储能线圈201 之间的距离，例如，如图2的(A)和(B)所示，金属部件203为中间凸起的片状，在中间凸起部位可以被按压，从而改变该金属部件203与储能线圈之间的距离；或者，金属部件203也可以具有其它的弯折形状，该折弯形状在受到外力时产生变形，从而改变金属部件203与储能线圈的距离。

在本实施例中，金属部件203也可以不变形，而是通过运动产生位移来改变与储能线圈201之间的距离。

在本实施例中，如图2所示，该开关结构200还可以具有操作部204，该操作部 204用于接收外力并带动金属部件203变形或运动，以改变金属部件203与储能线圈 201的距离。例如，该操作部204可以为杆状，并设置于金属部件203的上部，由此，当操作部204被按压，该操作部204能带动金属部件203的中间凸起部位变形，从而改变金属部件203与储能线圈201的距离。

在本实施例中，该开关结构200还可以具有弹性部件2041，该弹性部件2041可以用于使操作部204的位置复位。

在本实施例中，如图2所示，该操作部204和金属部件203可以被设置于壳体 205，例如，壳体205的背向储能线圈201的表面可以具有沉孔2051，并且，操作部 204和金属部件203可以被设置于沉孔2051中，由此，壳体205中不必设置通孔，也就不需要在操作部204与壳体205之间设置密封部件，从而进一步降低了设计难度和制造成本。

在本实施例中，储能线圈201可以被设置于电路板206，由此，可以在形成电路板206布线的步骤中形成储能线圈201，所以，能够降低制造和安装难度。

根据本实施例的开关结构，通过检测储能线圈中是否存在涡流损耗来判断开关处于接通状态或是断开状态，储能线圈与可动的金属部件之间无需接触，因此，对开关结构中各零件的设计要求降低，安装难度降低，并且适合大规模机器生产。

实施例2

在实施例2中，对实施例1的检测电路进行说明。

图3是实施例2的检测电路的一个示意图，如图3所示，检测电路300用于检测储能线圈201中的涡流损耗，该检测电路300包括：振荡单元301，滤波单元302和检测单元303。

在本实施例中，振荡单元301能够与储能线圈201构成振荡电路，该振荡电路用于根据输入的激励信号产生振荡信号；滤波单元302用于对该振荡信号进行滤波，以得到滤波后的信号；检测单元303根据该滤波后的信号，检测储能线圈201中是否存在涡流损耗。

本实施例的检测电路结构简单且灵敏度高，能够准确地检测出涡流损耗，而无需对引起涡流损耗的金属部件203的材质做出特殊要求。

需要说明的是，本实施例2所描述的检测电路不仅能用于在实施例1的开关结构中检测储能线圈201中是否存在涡流损耗，也能用于其它的器件中以检测储能线圈中是否存在涡流损耗。

在本实施例中，如图3所示，振荡单元301可以包括串联的第一电容C1和第二电容C2，并且，从第一电容C1和第二电容C2的连接点向滤波单元302输出振荡信号，例如，C1＝270皮法，C2＝270皮法。

在本实施例中，振荡单元301还可以具有其它的结构，图4是本实施例的检测电路的另一个示意图，图4所示，该检测电路300与图3的区别仅在于用振荡单元301a 代替图3的振荡电路301。在图4中，振荡单元301a包括串联的第三电容C3和第一电阻R1，并且，从储能线圈201和第一电阻R1的连接点向滤波单元302输出该振荡信号，例如，C3＝470皮法，R1＝10欧姆。

在本实施例中，如图3所示，滤波单元302可以包括低通滤波电路，该低通滤波电路例如可以具有第二电阻R2和第四电容C4，例如，R2＝47千欧母，C4＝220皮法。

在本实施例中，检测单元303可以是微处理器，也可以是其它的电路。

如图3所示，在本实施例中，检测电路300还可以包括放大单元304，该放大单元304用于对滤波后的信号进行放大，并将放大后的信号输入到检测单元303，由此，检测单元303能够针对信号中更为灵敏的变化进行检测。

如图3所示，在本实施例中，检测电路300还可以包括电压/电流转换单元305，电压/电流转换单元305用于将脉冲电压转换为脉冲电流，该脉冲电流能够作为激励信号被输入到振荡电路。

如图3所示，在本实施例中，检测电路300还可以包括二极管单元306，二极管单元306用于防止该振荡信号沿着与激励信号相反的路径流出该振荡电路。

如图3所示，在本实施例中，检测电路300还可以包括第三电阻R3，其可以与第四电容C4并联，用于对第四电容C4进行放电，例如，R3＝100千欧姆。

如图3所示，储能线圈201可以具有内阻R0，例如，R0＝5欧姆。此外，尽管在图4中没有示出，但是图4中的储能线圈201也可以具有内阻R0。

如图3所示，在本实施例中，输入到电压/电流转换单元305中的脉冲电压可以由检测单元303来生成，由此，能够使电路结构更为简化。

在本实施例中，输入的每一个激励信号都能使检测单元303产生一个对应的检测结果。检测单元303可以基于1个检测结果来判断储能线圈201中是否存在涡流损耗。但是，本实施例不限于此，检测单元303也可以根据连续N个检测结果，判断储能线圈201中是否存在涡流损耗，其中，N为大于或等于2的整数，由此，能够得到更为准确的判断结果。

需要说明的是，图3和图4中的各单元也可以有其它的结构，本实施例并不限于在图3和图4中描述的结构。

下面，对图3的检测电路的工作原理进行说明。

在图3中，检测单元303可以是微处理器，检测单元303输出的脉冲电压V被电压/电流转换单元305转换为脉冲电流，该脉冲电流作为激励信号被输入到由储能线圈201和振荡单元301组成的振荡电路，由此在振荡电路中形成振荡信号。

图5是振荡信号的一个示意图，其中，图5的(A)是储能线圈中不存在涡流损耗的振荡电流的波形图，图5的(B)是储能线圈中存在涡流损耗的振荡电流的波形图。

振荡信号从电容C1和C2之间被输出，并经过滤波单元302中的电阻R2和电容 C4进行滤波，得到滤波后的信号Ui。图6是滤波后的信号Ui的一个示意图，图6 的(A)是储能线圈中不存在涡流损耗时信号Ui的波形图，图6的(B)是储能线圈中存在涡流损耗时信号Ui的波形图。可见，在10～20微秒期间，信号Ui波形的衰减幅度在(A)和(B)中具有明显差异。

信号Ui经放大单元304放大，并经过阻抗匹配，被输入到检测单元303中，检测单元303根据输入的信号来检测储能线圈中是否有涡流损耗。

图7是激励信号与信号Ui的对应关系的一个示意图，其中，AA表示激励信号的波形图，BB是储能线圈中不存在涡流损耗时信号Ui的波形图，CC是储能线圈中存在涡流损耗时信号Ui的波形图。在本实施例中，BB所示的波形图或CC所示的波形图经放大和阻抗匹配后被输入到检测单元303中，检测单元303可以仅根据对波形图中 1个峰位的检测结果，来判断储能线圈中是否存在涡流损耗，检测单元303也可以根据对波形图中2个以上连续峰位的检测结果，来判断储能线圈中是否存在涡流损耗。

图4的检测电路的工作原理与图3类似，本实施例不再进行说明。

实施例3

在实施例3中，对实施例1的检测电路的其它结构进行说明。

图8是实施例3的检测电路的一个示意图，如图8所示，检测电路800用于检测储能线圈201中的涡流损耗，该检测电路800包括：振荡单元801，滤波单元802，比较单元803和检测单元804。

如图8所示，振荡单元801与储能线圈201构成振荡电路，在储能线圈201中没有涡流损耗的情况下，振荡电路处于振荡状态，从A点输出的振荡信号如A-1的波形图所示，振荡信号经过滤波单元802滤波后从B点输出的信号如B-1的波形所示，从 B点输出的信号与比较单元803比较后的结果从C点输出，如C-1所示，C点输出高电平，C点输出的信号被输入到检测单元804，并由检测单元804检测为不存在涡流损耗。

如图8所示，在当储能线圈201中有涡流损耗的情况下，振荡电路中的振荡信号衰减，从A点输出的信号如A-2的波形图所示，仅包括直流偏置信号，A点输出的信号经过滤波单元802滤波后从B点输出的信号如B-2的波形所示，成为低电平信号，从B点输出的信号与比较单元803比较后的结果从C点输出，如C-2所示，C点输出低电平信号，C点输出的信号被输入到检测单元804，并由检测单元804检测为存在涡流损耗。

以上结合具体的实施方式对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本实用新型的精神和原理对本实用新型做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本实用新型的范围内。