专利名称：半导体继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有一个基本上长方六面体形状外壳的半导体继电器。例如由DE 19956445C2已知一种半导体继电器。
半导体继电器或半导体接触器有用于主电路或负载电流电路以及用于控制电路的接头。若应提供附加的功能，例如监控或测量功能，则通常借助附加的与一个相应的电路或多个相应的电路连接的设备实现。在这里，尤其针对不同的监控功能可以采用不同的设备，其中，负载电流电路的要求与应用这些设备无关。按选择使用多个设备，与使用仅仅一个半导体继电器或半导体接触器相比，意味着在设计、库存、装配和投入运行等方面大得多的开支。此外，除了继电器或接触器之外在开关柜内安装这些设备所需要的空间位置也有重要意义。
本发明的目的是，以特别低的设备费用和位置需求，在具有一个半导体继电器或半导体接触器的电路内实现附加功能。
上述目的通过一种具有如权利要求1所述特征的半导体继电器来达到。在这里，术语“半导体继电器”也包括通常称为半导体接触器的设备。这种半导体继电器有一个基本上长方六面体形状的外壳，外壳可通过一个称为固定侧的侧面固定在例如固定装置上，尤其支承轨或冷却体上。外壳的其余五个侧面统称连接侧。在这些侧面的一个或多个上设有电接头。一个可安装在外壳上的功能组件可与连接侧中的至少一个连接。优选地，单个功能组件与外壳在多个侧面尤其一个垂直于固定侧布置的侧面上以及在一个与固定侧对置的前侧上触点接通。在这方面例如可以规定，外壳的一侧与功能组件的一侧只是机械连接，而外壳的另一侧与功能组件的另一侧既机械连接又电连接。此功能组件与半导体继电器的控制电路和/或负载电流电路连接。
功能组件与半导体继电器外壳的连接优选地可以无工具地完成和可以无工具地拆卸，尤其借助一种卡扣连接来实现。但按另一种替代方案或辅助手段，例如也可以采用螺钉连接。优选地，在半导体继电器的唯一的一个外壳上可以接合多个功能组件。同样可以在多个功能组件之间建立连接。
可安装在继电器外壳上的功能组件优选地就支承轨的长度方向而言不比外壳本身宽，这样，由半导体继电器和功能组件组成的装置实际上在开关柜内不需要附加的空间。这种功能组件的特征还在于，它可以非常简单地事后装备在现成的开关设备内。
功能组件与半导体继电器的机械及电连接可以先后完成或同时完成。通过与相关的外壳连接建立功能组件与半导体继电器之间的电连接，最大程度地降低了布线的费用，并与此同时意味着避免产生布线错误。在这里，在半导体继电器的外壳内和在功能组件内设对应的触点接通元件，例如弹簧触头，它们可以实现半导体继电器电子控制装置的触点接通，由此，功能组件可以直接对于在半导体继电器内的控制装置施加影响。借助功能组件扩展后的半导体继电器的电气特性，优选地与一个没有附加功能的电路支路的特性一致。这种主电路或负载电流电路的电气特性与功能组件的存在及特性的不相关性，意味着是一种经济的设计和大大节省库存成本。利用该半导体继电器和与之协调的功能组件，总体上可得到一个通用和可模块化构筑的产品家族，同时，即便没有与之连接的功能组件的半导体继电器也可以不受限制地使用。
为了特别充分地利用在开关柜内为了安装功能组件在半导体继电器附近所提供使用的空间，按一项优选的设计，功能组件不仅有一个连接在半导体继电器前侧上的部分，而且还有一个连接在侧面，亦即平行于支承轨定向的那个侧面上的部分。其中，后面所述的那个部件有一个所谓的基础侧，它与半导体继电器的固定侧至少近似对齐。所述基础侧与功能组件的前侧一个优选地插塞连接的端子板对置。
若半导体继电器的外壳有一个孔，它即使在装上功能组件时仍应保持畅通，则按一种优选的实施形式，在孔的两侧在功能组件上成形两个固定边腿，它们优选地用于在功能组件与半导体继电器外壳之间建立卡扣连接。在这里，只要孔处于外壳的前侧上，固定边腿平行于外壳的两个侧面定向，在这种情况下固定边腿的卡扣连接元件便可以在一个在半导体继电器外壳的前侧与一个侧面之间的棱边上与外壳互锁。
功能组件可例如包括下列一项或多项功能监控负载电流电路、负载电流电路内的功率调节、电流测量、模拟-数字转换。功能组件可借助模拟和/或数字信号控制。本发明的优点尤其在于，通过可预先和/或事后装备可以卡扣在半导体继电器或半导体接触器上的功能组件，可以方便地模块式扩展继电器的功能，和/或优选可以在控制电路内实现附加功能。
下面借助附图详细说明本发明的多个实施方式。附图中
图1至3分别表示用于半导体继电器的功能组件的一种实施方式；图4表示半导体继电器和一个可与之连接的功能组件；图5至8分别表示半导体继电器的一种实施方式；图9表示多个半导体继电器和与之配合作用的功能组件；以及图10表示一个半导体继电器和多个示意表示的功能组件。
在所有的附图中互相对应的部分采用相同的附图标记。
图1至3分别表示用于半导体继电器或半导体接触器的功能组件1的一种实施形式。功能组件1至少卡接在半导体继电器的控制电路内以及代替传统的为了控制一个半导体继电器必须与之布线连接的设备。图4表示业已在图3中表示的功能组件1连同相关的半导体继电器2。半导体继电器2有一个用于固定在支承结构上的固定侧3，两个纵侧4、5以及两个横侧6、7，统称为侧面4、5、6、7，以及一个与固定侧3对置的前侧8。纵侧和横侧4、5、6、7和前侧8也统一称为连接侧，在图示的实施方式中在纵侧4、5上没有设接头。半导体继电器2的这个用塑料制的外壳有基本上长方六面体形状的造型以及用符号20表示。从外壳20的横侧6、7出发可以接触到为主电路或负载电流电路配设的主接头9、10，而从前侧8出发可以接触进入多个接插套筒11、12。所述功能组件1的插销13或插头14作为电连接元件插入所述接插套筒11、12内。插销13与半导体继电器2内看不到的接触面触点接通并构成弹簧触头。因此，在半导体继电器2与功能组件1之间的全部电连接元件处于前侧8上或功能组件1的一个与之对应的触点接通侧15上，或可以从各自的侧8、15出发接触到。不需要在功能组件1与半导体继电器2之间附加的布线。半导体继电器2可以根据需要与不同的功能组件1组合。只要例如用于在负载电流电路中电流调节的功能组件1既能在控制电流方面也能在负载电流方面可与所述的半导体继电器2连接，则这些连接通过将功能组件1卡扣在半导体继电器2上便自动建立。因此原则上排除产生触点误接通危险的可能性。
在图2至4中表示的功能组件1基本上有L形，其中第一个较长的L边贴靠在半导体继电器2的前侧8上，而第二个较短的L边贴靠在横侧7上。后面提到的那个L边以基础侧16为界，基础侧16处于半导体继电器2固定侧3直的延长线内。功能组件1的固定侧17与横侧8毗邻地与基础侧16成直角地延伸，它有一个槽18，槽18与半导体继电器2外壳20的横侧7上的一个用作对应的机械连接元件的轨道19配合作用。因此其外壳32与半导体继电器2的外壳20一样用塑料制成的功能组件1可以套在半导体继电器上。在对置的横侧6上设有一卡扣连接装置21，它将功能组件1固定在外壳20的一个棱边22上。该卡扣连接装置21由两个卡钩23构成，它们卡锁在横侧6上的另一些构成机械连接元件的凹槽24内。卡钩23弹性地分别成形在功能组件1上的各一个固定边腿25上，该固定边腿25平行于纵侧4、5定向。在固定边腿25之间留有一个空隙，为的是使外壳20上为主接头9配设的孔26即使功能组件1已卡扣在它上面仍能保证其可通达性。在外壳20内另一个为主接头10配设的孔27可通过在功能组件1外壳32中的操作孔28进入。一块插塞连接端子板29与基础侧16对置处于该功能组件1的前侧。
图5至8分别表示一个半导体继电器2，其中，图5中表示的实施形式与图4所示的结构形式一致。在图6和8中分别表示同样归属于术语“半导体继电器”范畴内的固定在冷却体30上的半导体接触器2。所述冷却体在后侧，亦即与半导体继电器2对置地具有一个槽31，借助它可以将一个继电器2固定在图中未表示的垂直于纵侧4、5延伸的一支承轨上。
在图9所示的实施方式中，多个半导体继电器2固定在一共同的冷却体30上。此外，该图中示例性地表示出两个按图1所示结构形式的功能组件1，其中一个已卡扣在一个半导体继电器2上。为了将功能组件1卡扣在半导体继电器2上，与拆卸一样不需要任何工具。
按图10所示的实施方式表示一个半导体继电器2和五个仅象征性表示的功能组件1，它们可以固定在外壳20的全部连接侧4、5、6、7、8上。除了在半导体继电器2与功能组件1之间的电连接和机械连接外，这样的连接还可以按图中未进一步表示的方式设置在各个功能组件1之间。
权利要求
1.一种半导体继电器，其具有一个基本上长方六面体形状的外壳(20)，该外壳(20)有一个固定侧(3)和作为连接侧(4、5、6、7、8)的四个垂直于该固定侧(3)布置的侧面(4、5、6、7)以及一个与该固定侧(3)对置的前侧(8)，其特征为在一些连接侧(4、5、6、7、8)上总共设有至少一个电连接元件(11、12)和至少一个机械连接元件(19、24)用于连接一个可与所述外壳(20)连接的功能组件(1)。
2.按照权利要求1所述的半导体继电器，其特征在于一个与两个所述连接侧(4、5、6、7、8)连接的功能组件(1)。
3.按照权利要求1或2所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)用于监控负载电流电路。
4.按照权利要求1至3之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)用于负载电流电路内的功率调节。
5.按照权利要求1至4之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)可借助一模拟信号来控制。
6.按照权利要求1至5之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)用于电流测量。
7.按照权利要求1至6之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)用于模拟-数字信号转换。
8.按照权利要求1至7之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)可以无工具地与所述外壳(20)连接。
9.按照权利要求8所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)可以卡扣在所述外壳(20)上。
10.按照权利要求1至9之一所述的半导体继电器，其特征为多个功能组件(1)可与所述外壳(20)连接。
11.按照权利要求1至10之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)有一个可与所述外壳(20)的固定侧(3)对齐的基础侧(16)。
12.按照权利要求1至11之一所述的半导体继电器，其特征为所述功能组件(1)有两个设在所述外壳(20)的一个孔(26)的两侧、分别平行于一个侧面(4、5、6、7)定向的固定边腿(25)。
全文摘要
本发明公开了一种半导体继电器(2)，它有一个基本上长方六面体形状的外壳(20)，该外壳(20)有一个固定侧(3)和作为连接侧(4、5、6、7、8)的四个垂直于该固定侧布置的侧面(4、5、6、7)以及一个与该固定侧(3)对置的前侧(8)，其中，在一些连接侧(4、5、6、7、8)上总共设有至少一个电连接元件(11、12)和至少一个机械连接元件(19、24)用于连接一个可与该外壳(20)连接的功能组件(1)。
文档编号H05K7/14GK1757273SQ200480006081
公开日2006年4月5日 申请日期2004年2月9日 优先权日2003年3月28日
发明者沃尔特·阿普费尔巴彻, 安妮玛丽·莱迈耶, 约翰·塞茨 申请人:西门子公司