专利名称：用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的控制方式的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的控制方 式的装置和方法，包括至少一个控制单元，该控制单元具有至少两个控制 输入端。
背景技术：
这种装置和这种方法在现有技术中已知。例如EP 1 009 005 Bl公开了 一种用于借助本地和远程控制装置来控制电磁体以使保护开关打开和闭合 的装置。该装置包括两个电流供给端子和一个远程操作端子以及一个就地 操作端子。在第一操作模式中，两个电流供给端子通过一个第一就地操作 机构与供给电压源连接。在第二操作模式中，两个电流供给端子直接与供 给电压源连接并且就地操作端子通过一个第二就地操作机构与所述一个电 流供给端子连接。此外，设有通信模块。在至少一个占用证明端子上设置 用于自动识别通信模块与该装置的远程操作端子和占用证明端子的连接的 装置。所述功率开关的关断或接通控制要么通过第二就地操作机构要么通 过通信模块的控制指令进行。此外，该装置还包括用于使表明电流供给端 子上的电压的参量与一确定的阈值进行比较的机构、用于识别远程操作端 子和占用证明端子与通信模块的占用的机构以及用于当所述表明的参量超 过所述阈值时控制电磁体的至少一个线圈的激励的装置。线圈的激励要么 在缺少占用证明时通过通信模块自动进行要么在证明占用时、即当此外在 远程操作端子或就地操作端子上出现操作信号时进行。此外， 一个欧姆分 压器连接至电流供给端子并且用于中间连接一个整流器以及一个微处理器 电路。该微处理器电路包括比较机构、占用证明机构和控制机构。可通过 就地操作机构操作的就地操作端子同样与该微处理器电路连接。 一个晶体 管在输出侧与该微处理器电路连接作为电子断路器，其中，在漏极侧线圈 同样与该晶体管连接。
由此，根据EP 1 009 005 Bl，要求多种多样的端子，以便能对于保护开关实现不同的控制方式。特别是在此设置通信模块，该通信模块用于在 就地模式和/或远程操作模式中操作该装置。在纯就地模式中，除了所述一 个就地操作机构之外还在所述一个电流供给端子的区域中设置一个第二就 地操作机构，由此，所述装置结构相当复杂。
发明内容
现在，本发明的目的在于，提出一种结构不太复杂的用于识别电压脱 扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的装 置。
所述目的对于如权利要求1前序部分所述的装置通过以下方式实现， 即，设置有用于识别控制单元的至少一个控制输入端上的信号状态的信号 检测装置和用于当在一个控制输入端上出现控制信号时使至少一个无控制 信号的控制输入端截止的装置。对于如权利要求11前序部分所述的用于识 别控制方式的方法来说，所述目的通过以下方式实现，即，检测控制单元 的控制输入端上的信号状态以显示所述电压脱扣器或电流脱扣器的操作， 当在一个控制输入端上出现控制信号时，所述至少一个另外的控制输入端 被截止。在从属权利要求中定义了本发明的进一步构型。
由此，提供了一种用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压 脱扣器或电流脱扣器的控制方式的装置和方法，其中，既不需要跳线装置 来识别电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式，也不像现有技术公知的那样 需要装置的复杂结构来识别控制方式。由此，电路耗费可以最小化并且从 而得到优化。此外，所有的控制方式总是可供使用并且相应的控制方式被 自动识别。但是为此与现有技术不同的是不需要附加的通信模块。相反， 通过简单的方式和方法，通过在开关设备的控制单元的电压接入之后询问 控制输入端的信号状态报告相应的控制方式。如果在所述一个控制输入端 上施加信号用于操作电压脱扣器或电流脱扣器，则不再能通过所述至少一 个另外的控制输入端进行另外的操作。即，这些控制输入端之一有利地与 开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器连接。由此，在操作电压脱扣器或电 流脱扣器时，在所述控制输入端上施加信号，从而所述至少一个其他的控 制输入端被截止。只有当取消所述一个控制输入端上的信号时，即该控制 输入端又没有信号时才进行释放。有利的是设置一个用于当取消所述一个控制输入端上的信号时释放所 述至少一个其他的控制输入端的装置。当取消所述一个控制输入端上的信 号时，所述至少一个另外的控制输入端被接通。由此又可以在所述一个另 外的并且当然也可以在所述其他的现在又无信号的控制输入端上进行指令 发出。所述至少一个另外的控制输入端特别是可以被用不同于所述供给电 压的电压、例如24伏特的电压操作。相反，所述其他的控制输入端被有利 地加载所述供给电压。有利的是设置一个开关装置，借助于该开关装置可 以向该控制输入端接入所述供给电压。
有利的是，控制单元包括至少一个微控制器并且从而包括一个物美价 廉但有效且易于编程的元件。
另外，被证明有利的是，所述一个控制输入端通过一个自截止的场效
应晶体管与控制单元连接。通过自截止的场效应晶体管、特别是n沟道 MOSFET的使用，当晶体管的栅源电压小于阈龟压时可以防止漏极电流的
流动，其中，所述控制输入端处于该场效应晶体管的栅极端子上，漏极端 子与控制单元连接并且源极端子接地。
有利的是所有的、特别是两个控制输入端都分别通过一个自截止的场 效应晶体管、特别是自截止的n沟道MOSFET与所述控制单元连接。由此， 通过使用自截止的场效应晶体管可以当在所述其他的控制输入端上出现控 制信号时引起所述至少一个另外的控制输入端的期望的截止作用和释放。
作为替代方案，可以在所述一个另外的控制输入端与控制单元之间设 置光学连接来代替所述控制输入端与控制单元之间通过这种自截止的场效 应晶体管的电流连接。在此，所述控制输入端与控制单元之间的电流分隔 甚至也是可以的，使得该控制单元不会通过可能的过电压或高电流损坏。
包含这种用于识别控制方式的装置的、电压脱扣式或电流脱扣式开关 设备可以通过一信号检测装置根据该控制方式识别装置的控制单元的一个 控制输入端或这些控制输入端上的信号状态作为电压脱扣器或电流脱扣器 运行。
下面借助于附图对本发明的实施例进行详细说明以更详细地阐述本发 明。其中-
6图1是本发明的用于识别开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控
制方式的装置的第一实施方式的原理图2是用于识别开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的 装置的第二实施方式的原理图3是用于识别开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的 装置的第三实施方式的原理图。
具体实施例方式
在图1中示出用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣 器或电流脱扣器的控制方式的装置1的电路布置的原理图。该装置包括一 个控制单元IO，该控制单元具有两个控制输入端12、 14。此外，该控制单 元10具有一个15伏特端子16和一个3.3伏特端子18。此外，该控制单元 10设有一个地端子20、 一个用于与电压测量装置30连接的端子22以及两 个输出端24、 26，所述输出端通往一个吸动线圈40和一个吸持线圈50。 在这两个线圈40、 50前面分别连接一个自截止的场效应晶体管42、 52，在 此构造为n沟道MOSFET。
此外，所述装置1包括一个供电器60，该供电器连接在所述自截止的、 连接在吸持线圈50前面的场效应晶体管52的源极侧上。场效应晶体管52 在栅极侧与控制单元10连接并且在漏极侧与吸持线圈50连接。该供电器 60既可提供15伏特电压也可提供3.3伏特电压。
控制输入端12通过一个开关70与供给电压导线Ll连接。通过滤波和 整流装置80，对于吸动线圈40的和吸持线圈50的和电压测量装置30的端 子提供经滤波和经整流的供给电压。
此外，对于第二控制输入端14还设置一个地端子28。
控制输入端12可以通过开关70的操作而被加载供给电压，与此相反， 控制输入端14被以不同于所述供给电压的电压操作。例如在此可以施加24 伏特的电压。
控制单元10根据控制输入端12上的信号状态识别电压脱扣器或电流 脱扣器的相应控制方式。在操作了开关70、即向控制输入端12接入电压之 后，控制输入端12上的电压被控制单元10检测并且被推断控制方式(电 压脱扣器或电流脱扣器-操作)。 一旦在控制输入端12上施加一信号，则截止通过控制输入端14的操作，从而该控制输入端不再能向控制单元10发 送控制信号。 一旦控制输入端12上的控制信号不再存在，则控制输入端14 又接通以便发出指令。如果在控制输入端12上没有信号，则控制输入端12 或14上的指令发出可以这样长时间地进行，直到在这两个控制输入端12、 14之一上识别出一信号为止。控制单元10被这样构成，使得当在这两个控 制输入端12、 14之一上识别出一信号时，另一个输入端总是在被加载信号 的控制输入端的操作时间上截止。然而在此控制输入端12在通过操作开关 70而接入电压时向控制单元10报告电压脱扣器或电流脱扣器的相应控制方 式。由此，控制方式的识别自动地进行并且所有的控制方式在任何时刻都 可供使用。
图2示出两个控制输入端12和14以及控制单元10的更详细的电路布 置。在该实施例变型方案中，控制单元10包括一个微控制器11。在控制输 入端12与微控制器之间连接一个用于对控制输入端12上的信号进行整流 的整流器电路120以及一个RC-元件130，该RC-元件包括两个电阻131、 132和一个电容器133。由此，设置了一个分压器或一个滤波装置。作为替 代方案，在此也可以设置光电耦合器。
此外，设置一个自截止的场效应晶体管(n沟道MOSFET) 134， RC 元件130连接在该场效应晶体管的栅极侧。该场效应晶体管134在源极侧 接地并且在漏极侧设置一个另外的电阻135以及一个连接至微控制器.ll的 端子，所述另外的电阻本身连接至3.3伏特。
第二控制输入端14通过电阻140、 141连接至一个自截止的场效应晶 体管(n沟道MOSFET) 142的栅极侧。该场效应晶体管142在源极侧接地 并且在漏极侧通过一个电阻143接在3.3V上。此外，该场效应晶体管在漏 极侧与微控制器ll连接。
特别是通过设置自截止的场效应晶体管134和142允许相应一个控制 输入端12或14当另一个控制输入端12或14上被施加信号时释放和截止。 在此，这两个场效应晶体管以共用源极接线运行。这些场效应晶体管用于 信号适配。
在图3中示出关于该装置的包括两个控制输入端12、 14和控制单元10 的部分的实施方式的替代解决方案。在此，第一控制输入端12相应于图2 中的实施方式构成。在控制输入端14方面，设置通过光电耦合器149的光说明书第6/7页
学连接来代替控制输入端14与控制单元IO或微控制器11之间的电流连接,
该光电耦合器包括一个作为发送器的光敏二极管144和一个相应的、作为 接收器的光敏晶体管145。 一个第二二极管146与该光敏二极管144反向并 联。此外，在这两个二极管前面连接一个电阻147。所述光敏晶体管145或 者说光敏双二极管——因为光敏晶体管在基极侧没有伸出——用作光敏接 收器。该光敏晶体管在集电极侧通过电阻148接在3.3V上并且与微控制器 ll连接。该光敏晶体管145在发射极侧接地。所述光学连接允许在控制 输入端14与控制单元或微控制器之间可进行电流分隔，如果例如出于安全 原因应避免这种电流连接的话。因为仅仅询问控制输入端14上的信号施加， 所以在此不需要施加较高的电压，以至于信号的询问通过光学连接已经足 够。
除了前述的和附图所示的用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备 的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的装置的实施方式之外，还可以设 置大量另外的实施方式，在这些实施方式中，分别设置一个用于检测至少 一个第一控制输入端的信号状态的信号检测装置和一个用于当在所述第一 控制输入端上出现信号时使至少一个另外的控制输入端截止的装置。在此， 控制输入端与控制单元之间的连接可以通过电流进行或不通过电流进行， 因为仅仅询问控制输入端上的信号发出。
参考标号表
1用于识别控制方式的装置
10控制单元
11微控制器
12第一控制输入端
14第二控制输入端
1615V端子
183.3V端子
20地端子
22端子
24输出端
26输出端28 地端子
30 电压测量装置
40 吸动线圈
42 FET
50 吸持线圈
52 FET
60 供电器
70 开关
80 滤波和整流装置
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130 RC元件
131 电阻
132 电阻
133 电容器
134 FET
135 电阻
140 电阻
141 电阻
142 FET
143 电阻
144光敏二极管 145光敏晶体管
146 二极管
147 电阻
148 电阻
149光电耦合器
Ll 供给电压导线
权利要求
1.一种用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的装置(1)，包括至少一个控制单元(10)，该控制单元具有至少两个控制输入端(12，14)，其特征在于，设置有用于识别控制单元(10，11)的至少一个控制输入端(12，14)上的信号状态的信号检测装置(10，11)和用于当在一个控制输入端(12，14)上出现控制信号时使至少一个无控制信号的控制输入端(14，12)截止的装置(134，142，145)。
2. 根据权利要求1的装置(1)，其特征在于，所述一个控制输入端(12) 与所述电压脱扣器或电流脱扣器连接。
3. 根据权利要求1或2的装置(1)，其特征在于，设置有用于当所述一 个控制输入端(12， 14)上的信号取消时释放所述至少一个其他的控制输 入端(14， 12)的装置。
4. 根据权利要求1至3中任一项的装置(1)，其特征在于，控制单元(10) 包括至少一个微控制器。
5. 根据上述权利要求中任一项的装置(1)，其特征在于， 一个控制输入 端(12)通过一个自截止的场效应晶体管(134)与控制单元(10)连接。
6. 根据上述权利要求中任一项的装置(1)，其特征在于，所有的控制输 入端(12， 14)分别通过一个自截止的场效应晶体管(134， 142)与控制 单元(10， 11)连接。
7. 根据上述权利要求中任一项的装置(1)，其特征在于，在所述一个控 制输入端(14)与控制单元(10， 11)之间设置电流连接(144， 145)。
8. 根据权利要求1至6中任一项的装置(1)，其特征在于，在所述一个控制输入端(14)与控制单元(10， 11)之间设置光学连接(144， 145)。
9. 根据上述权利要求中任一项的装置(1)，其特征在于，所述一个控制 输入端(12)可被加载供给电压并且所述至少一个其他的控制输入端(14) 可被加载不同于该供给电压的电压。
10. —种电压脱扣式或电流脱扣式开关设备，包括根据上述权利要求中 任一项的装置(1)，其中，该电压脱扣式或电流脱扣式开关设备通过一信 号检测装置(10， 11)根据该装置的控制单元(10)的一个或这些控制输 入端(12， 14)上的信号状态可作为电压脱扣器或电流脱扣器运行。
11. 一种用于特别是在使用根据权利要求1至9中任一项的装置的情况 下识别电压脱扣式或电流脱扣式幵关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控 制方式的方法，所述装置包括至少一个控制单元(10)，该控制单元具有至 少两个控制输入端(12， 14)，其特征在于，检测控制单元(10， 11)的控 制输入端(12， 14)上的信号状态，当在一个控制输入端(12， 14)上出 现控制信号时，所述至少一个另外的控制输入端(14， 12)被截止。
12. 根据权利要求11的方法，其特征在于，控制单元(10， 11)的所述 一个控制输入端(12)上的信号状态的检测在向该控制输入端(12)接入 电压之后进行。
13. 根据权利要求11或12的方法，其特征在于，当所述一个控制输入 端(12)上的信号取消时，所述至少一个另外的控制输入端(14)被接通。
14. 根据权利要求11至13中任一项的方法，其特征在于，信号从至少 一个控制输入端(12， 14)向控制单元(10， 11)的传递通过电流和/或以 光学途径进行。
全文摘要
为了在不使用跳线装置的情况下识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式，提出了一种用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式装置(1)，其包括至少一个控制单元(10)，该控制单元具有至少两个控制输入端(12，14)，其中，设置有用于识别控制单元(10，11)的至少一个控制输入端(12，14)上的信号状态的信号检测装置(10，11)和用于当在一个控制输入端(12，14)上出现控制信号时使至少一个无控制信号的控制输入端(14，12)截止的装置(134，142，145)。本发明还涉及一种用于识别电压脱扣式或电流脱扣式开关设备的电压脱扣器或电流脱扣器的控制方式的方法，所述开关设备包括至少一个控制单元(10)，该控制单元具有至少两个控制输入端(12，14)，在该方法中，检测控制单元(10，11)的控制输入端(12，14)上的信号状态，当在一个控制输入端(12，14)上出现控制信号时，所述至少一个另外的控制输入端(14，12)被截止。
文档编号H01H47/00GK101681742SQ200880018815
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月12日 优先权日2007年6月4日
发明者W·迈德 申请人:默勒有限公司