專利名稱：控制至少一個電控磁鐵的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個采用可以使電磁鐵將一個開關(guān)元件切換到所需開關(guān)部位并保持在此部位的控制功率控制至少一個電磁鐵的電路裝置。
根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的、用于控制在多溫冰箱中所使用的雙穩(wěn)態(tài)磁閥的一些電路裝置業(yè)已公知，這些磁閥用于致冷劑至在不同溫度的各箱室中所配裝的蒸發(fā)器的流量控制。這類在冷卻設(shè)備中應(yīng)用的電路裝置在輸入側(cè)具有一個用于分析控制參數(shù)，例如溫度調(diào)節(jié)器信號的邏輯電路部分，借助此邏輯電路在電路輸出側(cè)控制一個三端雙向可控硅開關(guān)元件或者兩個反并聯(lián)的晶閘管以便以相應(yīng)的控制功率驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)磁閥。在這些半導體器件中由于電網(wǎng)電壓尖峰而在其電源電壓中可能出現(xiàn)一個所謂“高空點火”現(xiàn)象，因此將產(chǎn)生一個所不希望的控制脈沖作用在磁閥上，于是此控制脈沖將由溫度調(diào)節(jié)器信號所決定的所需磁閥部位轉(zhuǎn)換到其相反的開關(guān)部位。這樣一種現(xiàn)象將導致一個雙溫冷卻設(shè)備的冷凍室中的溫度上升至一個所允許的數(shù)值，這樣在其中存在的食品至少在外觀和味道上受到明顯的影響，而另一方面在冷卻設(shè)備冷藏室中的溫度下降有可能導致用液態(tài)致冷劑冷卻的容器遭到破壞。
本發(fā)明的任務(wù)在于，根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分改進電路裝置，以便以簡單方式避免由于疏忽而引起的電控磁鐵的離開關(guān)部位的部位轉(zhuǎn)換。
按照本發(fā)明此項任務(wù)是這樣解決的，即電控磁鐵在開關(guān)元件切換至所需開關(guān)部位之后在預定時間間隔內(nèi)再一次用與此開關(guān)部位相應(yīng)的控制功率至少短時間地加以驅(qū)動。
通過本發(fā)明所述解決方案可以保證電控磁鐵勿需附加的監(jiān)控措施以及與此相關(guān)的分析手段總是可靠的保持在其所需的開關(guān)部位，從而可靠的避免了電控磁鐵處于所不希望的、在某些情況下甚至導致出現(xiàn)故障的錯誤部位。
按照本發(fā)明電路裝置另一優(yōu)先實施形式，為了用控制功率驅(qū)動電磁鐵而采用了半導體器件，這些半導體器件在開關(guān)元件切換到所需的開關(guān)部位之后在預定的時間間隔內(nèi)重新采用用于提供控制功率的控制信號加以驅(qū)動。
通過這類解決方法可以以簡單的方式和低廉的價格控制電磁鐵，其中控制元件在損壞的情況可以迅速地加以更換。
如果按照本發(fā)明電路裝置另一個優(yōu)先實施形式可以得到用于同時減少出現(xiàn)電控磁鐵錯誤部位可能性的邏輯電路的一個特別簡單的方案，即在控制信號之間的時間間隔相等。
按照本發(fā)明電路裝置的另一個優(yōu)先實施形式，控制功率是通過交流電壓的半波形成的，由這些半波中的相應(yīng)的產(chǎn)生許多前后排列的信號序列，其中，兩個相繼的信號序列通過比半波周期間大的時間彼此間隔開來。
通過這樣一種解決方案足以保證由電控磁鐵驅(qū)動的開關(guān)元件保持在所需的開關(guān)部位，與此同時電路裝置及其負荷而引起的功耗為最小。
特別準確地按照需要控制相應(yīng)流量值為一電路裝置，當按照本發(fā)明的最后的有利實施形式時，控制信號的產(chǎn)生自動通過與至少一控制參數(shù)有關(guān)的控制單元產(chǎn)生。
在如下的說明中以一個在附圖中所示的雙溫冷卻設(shè)備的簡化示意圖為例對本發(fā)明進一步加以闡述。


圖1示出打開柜門的，具有一個冷藏室和一個冷凍室的雙溫冷卻設(shè)備，其溫度是采用電子調(diào)節(jié)設(shè)備控制的，圖2示出了具有用于產(chǎn)生控制信號以保證一個雙穩(wěn)態(tài)的、控制致冷劑流至冷凍室和冷藏室的磁閥所需開關(guān)部位的電子電路裝置的電子調(diào)節(jié)設(shè)備的電路圖，圖3示出了與雙穩(wěn)態(tài)磁閥的兩個開關(guān)部位相對應(yīng)的控制信號，給在同一個時間坐標上。
圖1示出了一個冷藏室和冷凍室的組合10，其熱絕緣外殼11具有兩個通過熱絕緣的中間壁12彼此隔熱的、上下垂直排列的并且用分立柜門13和14密封的儲藏室。其中，上面的用柜門13密封的儲藏室形成冷藏室15，配裝了以垂直間距上下排列的用于放置冷卻物品的層板16。另一個在冷藏室15下面的、由熱絕緣中間壁12隔開的并且用柜門14密封的儲藏室13形成了冷凍室17，其中配裝了放置冷凍物品的抽屜形所拔插的若干冷凍容器18。
無論是冷藏室15還是冷凍室17均配裝了圖中未示出的、用于保持其特定儲藏室溫度的蒸發(fā)器，這些蒸發(fā)器捆扎在一個圖中同樣未示出的冷卻環(huán)路中，在環(huán)路內(nèi)配裝了一個以液態(tài)致冷劑供給各個蒸發(fā)器的斷斷續(xù)續(xù)工作的壓縮機，其中，此壓縮機的接通和分斷時間與儲藏室的溫度相關(guān)。溫度由未示出的若干溫度傳感器采集并且在一個電子調(diào)節(jié)設(shè)備所屬的分析邏輯電路19中一方面選擇整理成在溫度顯示元件中所顯示的數(shù)值，并且另一方面處理成在電路裝置30可以繼續(xù)處理的數(shù)字量信號“A”和“B”(見圖2)。
從圖2中不難看出，輸出側(cè)在分析邏輯電路19的數(shù)字信號“A”和“B”構(gòu)成了電路裝置30的輸入信號，其中一個正輸出信號“A”指示冷藏室15的冷卻需求，而一個正輸出信號“B”意味著冷凍室的冷卻需求。在分析邏輯電路19上的輸出信號“A”為了進一步加以處理經(jīng)一個限流電阻30.1傳輸至一個與非門31的輸入端，其第二個輸入端上加上輸入信號“C”。此信號即可以是電壓電平邏輯“1”，也可以是電壓電平邏輯“0”，它們分別由一個在其兩個輸入端連接的與非-史密特-觸發(fā)器32產(chǎn)生，其中各個信號狀態(tài)的持續(xù)時間的長短是不同的。在邏輯電平“1”的情況下，此持續(xù)時間是由一個通過歐姆電阻33和一個以其陰極接地的電容34的充電時間產(chǎn)生，其中，為了確定充電電流的方向在RC-網(wǎng)絡(luò)上串聯(lián)了一個以其陰極與歐姆電阻33連接的二極管。對于輸入信號“C”、邏輯電平“0”的持續(xù)時間是由電容34和歐姆電阻36構(gòu)成的RC-網(wǎng)絡(luò)決定的，為了產(chǎn)生邏輯電平“0”的較長的持續(xù)時間，歐姆電阻36要比歐姆電阻33大得多。
此外，分析邏輯電路19以其提供了數(shù)字信號“A”的輸出端經(jīng)一個以其陽極與此輸出端連接的二極管37與電路裝置30所屬的、用于分析通常為驅(qū)動家用電器所需的交流電壓的電路部分相連，此電壓通過一個用“L”表示的交流電網(wǎng)的導線電極而加在一個為了限流而用來驅(qū)動邏輯電路組件的電阻38上。此電阻與兩個串聯(lián)的二極管39和40連接，其中，二極管39以其陰極接線端與一個直流電源UB連接，而另一支二極管40以其陽極接線端與地電位連接，此地電位同時又是交流電壓的零極“N”。在串聯(lián)連接的二極管39和40接點上的相應(yīng)電位傳送至與非-史密特-觸發(fā)器41的輸入端，其兩個輸入端彼此相連。與非-史密特-觸發(fā)器41的輸出端連接到一個二極管41.1的陰極接線端，而此二極管的陽極側(cè)與一個與非-史密特-觸發(fā)器42的輸入端相連，此觸發(fā)器輸入端同時加上分析邏輯電路19的輸出信號“B”。信號“C”加在與非-史密特-觸發(fā)器42的另一個輸入端。此與非-史密特-觸發(fā)器42的輸出端如同與非-史密特-觸發(fā)器31的輸出端與一個pnp-晶體管43的基極連接，而其發(fā)射極接線端與直流電源UB連接，其集電極接線端經(jīng)一個限制集電極電流的歐姆電阻44與地電位相連。在pnp-晶體管43和歐姆電阻44之間配置與限流串聯(lián)電阻44.1連接的一個三端雙向可控硅開關(guān)元件45的控制極接線端以獲得其點火電流，以其第二主電極接線端與一個230V交流電壓的導線電極“L”相連的雙穩(wěn)態(tài)、切換兩個電流通道的電控磁閥46連接。此三端雙向可控硅開關(guān)元件45的另一個主電極與交流電源的零極“N”連接。
當冷藏室15由于里面溫度增高而需要冷卻時，這種情況通過一個前面提到的用于監(jiān)控冷氣溫度的傳感器采集并且將溫度傳感器產(chǎn)生的信號由分析邏輯電路19轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫛?”而至其輸出端。傳輸至與非-史密特-觸發(fā)器31相應(yīng)輸入端的這個電平在與非-史密特-觸發(fā)器31輸出端由信號“C”產(chǎn)生的同類電平一起產(chǎn)生一個作用在用作開關(guān)43的pnp-晶體管43基極上的低電平(邏輯“0”)，從而使此晶體管導通。
由與非-史密特-觸發(fā)器32自動產(chǎn)生的、在與非-史密特-觸發(fā)器31輸入端的輸入信號“C”僅在電容器34充電時間作為高電平(邏輯“1”)加在電阻33上，而在電容器34的放電時間在電阻36上有低電平，其中兩個電平狀態(tài)通過高于或低于某預定開關(guān)閾值而作用在輸入端連接的與非-史密特-觸發(fā)器32上。
此外，與非-史密特-觸發(fā)器31的輸出信號還通過電位對冷藏和冷凍組合運行的分析(例如230V)而受到影響，其中，通過此正弦交流電壓的負半波不僅使二極管40、而且也使二極管37處于導通狀態(tài)，這樣在加上了信號“A”的與非-史密特-觸發(fā)器31的輸入端在此半波期間具有低電平，從而與非-史密特-觸發(fā)器31的輸出端變?yōu)楦唠娖讲⑶乙虼耸筽np-晶體管43截止。與此相反，此正弦交流電壓的正半波可以是，對在與非-史密特-觸發(fā)器31輸出端原來整定的低電平?jīng)]有影響，于是這樣導通的pnp-晶體管43以及因此而導致的三端雙向可控硅開關(guān)元件45點火作用在雙穩(wěn)態(tài)電磁閥46上，從而使磁閥調(diào)整元件發(fā)生希望的部位變更以便將致冷劑轉(zhuǎn)輸至冷藏室15的蒸發(fā)器中。
由于輸出端“A”的電路，采用與輸出端“A”相比處于截止狀態(tài)的二極管37排除了對分析邏輯電路19和與非-史密特-觸發(fā)器41的影響，因為輸出端“A”處于不需要冷卻的低電平時由于正弦交流的正半波而在與非-史密特-觸發(fā)器31的輸入端可能不存在高電平，此觸發(fā)器有可能以不允許的方式起到對晶體管43的控制作用。
在信號“C”為高電平時并且冷藏室15需要冷卻的情況下，磁閥46在以相等時間間隔相繼出現(xiàn)的正弦交流電壓的正半波、如在圖3中部位“1”所示，被驅(qū)動，這樣，作為電磁鐵電樞的磁閥46的磁閥調(diào)整元件保持在所希望的符合要求的開關(guān)部位。在圖3中在部位“1”用tp(＝控制間歇時間)表示并且主要是相當于電容器34放電時間的持續(xù)時間內(nèi)信號“C”為低電平，從而在與非-史密特-觸發(fā)器31的輸出端調(diào)整至高電平，此電平使pnp-晶體管處于截止狀態(tài)，這樣，在此持續(xù)時間內(nèi)磁閥46未被控制功率驅(qū)動。在持續(xù)時間tp之后信號“C”又變?yōu)楦唠娖剑谑谴砰y46又被以電網(wǎng)交流電壓電源的正半波形式的控制功率驅(qū)動，從而磁閥46的開關(guān)元件又回到所需的開關(guān)部位，如果開關(guān)元件由于三端雙向可控硅開關(guān)元件的所謂“高空點火”有可能離開此部位的話。這里，控制間歇的時間tp需要30s的時間，而信號“C”的持續(xù)時間選擇70ms是有利的。
如果冷凍室17需要冷卻，則通過在分析邏輯電路19輸出端“B”的高電平給出指示信號，此電平經(jīng)一個限流電阻30.2如同信號“C”那樣加在與非-史密特-觸發(fā)器42的輸入端，用于在冷凍室需要冷卻時控制pnp-晶體管43，從而經(jīng)三端雙向可控硅開關(guān)元件45有針對性的控制磁閥46。其控制功率在冷凍室需要冷卻時是通過正弦交流電壓的負半波形成的，如同在圖3中的部位“0”所示。其中，通過與非-史密特-觸發(fā)器41的電路與二極管41.1一起只有負半波在相應(yīng)于信號“C”的電平時才能在與非-史密特-觸發(fā)器42的輸出端產(chǎn)生一個低電平從而使pnp-晶體管43導通，而在正弦交流電壓的正半波時不可能驅(qū)動作為電子開關(guān)應(yīng)用的晶體管43。通過與非-史密特-觸發(fā)器41在輸出端與二極管41.1的連接，在分析邏輯電路19輸出端“B”處于高電平時，在與非-史密特-觸發(fā)器42上的相應(yīng)輸入信號跟隨著與非-史密特-觸發(fā)器41的輸出信號，而在輸出端“B”處于低電平時，此輸入信號與非-史密特-觸發(fā)器41的輸出信號不相關(guān)而保持在與非-史密特-觸發(fā)器42的輸入端。如同按照圖3所示部位“1”用正半波驅(qū)動磁閥46，負半波(圖3中部位“0”)只有在與非-史密特-觸發(fā)器32輸出端處于高電平的時間內(nèi)才傳輸至磁閥46。
為了在作為電樞的磁閥開關(guān)元件轉(zhuǎn)換到特別是冷凍室所需的開關(guān)部位之后進一步保證此磁閥46的開關(guān)元件保持在此所希望的部位，則此開關(guān)元件隨時采用一個用作控制功率的、具有正弦交流電壓負半波形式的信號序列加以驅(qū)動，其中，此信號序列的長度是由信號“C”高電平的持續(xù)時間決定的，而信號序列之間的持續(xù)時間tp是由信號“C”的低電平的持續(xù)時間決定的。
權(quán)利要求
1.采用可以使電磁鐵將一個開關(guān)元件切換到所需開關(guān)部位并保持在此部位的控制功率控制至少一個電磁鐵的一個電路裝置，其特征在于，電磁鐵(46)在開關(guān)元件切換到所希望的開關(guān)部位(15，17)之后在預先設(shè)定的時間范圍內(nèi)重復用與此開關(guān)部位相應(yīng)的控制功率至少短時間地加以驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路裝置，其特征在于，為了用控制功率驅(qū)動電磁鐵(46)，采用了若干半導體器件(45)，這些器件在開關(guān)元件切換到所希望的開關(guān)部位(15，17)之后在預先設(shè)定的時間范圍內(nèi)重復采用與控制功率相關(guān)的控制信號加以驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電路裝置，其特征在于，在控制信號之間的時間間隔相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2其中之一所述電路裝置，其特征在于，控制功率是通過一個交流電壓的半波形成的，由這些半波相應(yīng)地產(chǎn)生許多相繼的信號序列，其中，前后兩個信號序列以比半波周期時間要長的時間彼此隔離開來。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路裝置，其特征在于，控制信號的產(chǎn)生是通過與至少一個控制參數(shù)相關(guān)的控制單元(32，33，34，35，36)進行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個采用可以使電磁鐵將一個開關(guān)元件切換到所需開關(guān)部位并保持在此部位的控制功率控制至少一個電磁鐵的電路裝置。電磁鐵在開關(guān)元件切換到所希望的開關(guān)部位之后在預先設(shè)定的時間范圍內(nèi)重復用與此開關(guān)部位相應(yīng)的控制功率至少短時間的加以驅(qū)動。
文檔編號H01F7/18GK1160444SQ95194742
公開日1997年9月24日 申請日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月23日
發(fā)明者G·斯特勞斯 申請人:博施-西門子家用器具有限公司