用於直流電氣設備的繼電器的製作方法
2023-05-07 03:40:46
專利名稱：用於直流電氣設備的繼電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種與設計成在例如12V或更高電壓的直流電下工作的設備相連接的繼電器。
背景技術：
當今，機動車輛的電池提供12V的直流電，因此，設置在機動車輛中的電氣設備通常在12VDC下工作。這些設備，例如一個車窗調整器馬達，通常由設計來切換所述設備的開關的繼電器控制。
繼電器是一種用於將電路合上或斷開的電磁控制裝置。通常，繼電器包括一個線圈，該線圈與一連接到一個開關的磁體偶聯。當對所述線圈施加一個控制電壓時，所產生的磁場導致所述開關切換。另外，當電力供應中斷時，該繼電器還可以吸收由過高電壓在所述設備的端子處產生的電弧。所述電弧相當於在有電流流過所述開關的端子時分開所述端子而在它們之間產生的放電。由於所述設備的電容或感應負載，當所述開關斷開時對所述設備的供給電流並不會立即變成零。這种放電可以在所述繼電器的觸點之間洩放。
更具體地，所述繼電器通常對設計成與電動馬達整流器相接觸的電刷的電力供應進行控制。
圖1顯示一個直流電動馬達，例如一個車窗調整器馬達。
一個電動馬達10通常包括一個定子殼和一個可旋轉地安裝在定子中的轉子20。該馬達還包括一個整流器15，該整流器15通常由一個緊固安裝在轉子軸上並且外周上具有一系列導電子片的環構成。
所述整流器的導電子片連接到所述轉子的繞組。由至少一對電刷11、12對至少兩個徑向相對的子片依次供以電流。所述電刷通常設置在電刷固定器13上，該電刷固定器13可以設置在一個整流器外殼上或者直接設置在一個含有馬達控制電子設備的印刷電路板100上。所述電刷以相對於整流器徑向相對的方式設置並設計成在連接到轉子軸的整流器子片旋轉的過程中與所述子片接觸而依次向轉子繞組供電。
為此，繼電器1通過電刷固定器13控制供應到電刷11、12的電力。
圖2示意性地圖示了圖1中馬達的電路。
設備10，諸如用於致動車輛通風件的馬達(例如車窗調整器馬達)應該被供以電壓值為一預先設定電壓Ua的直流電，該電壓值通常對應於所述車輛電池的輸出電壓，例如12伏。
在圖2中，馬達10停機，與圖1中整流器供電電刷相對應的馬達端子11和12連接到相同的電位點。因此，所述馬達短接。馬達10的端子11、12連接到由繼電器1控制的開關3和4。繼電器1的切換控制可以由一個專門的電路5執行，例如由一個微控制器執行。
為了啟動馬達10，也就是將馬達的端子11連接到供電電位Ua並將另一端子12接地，必須切換一個開關4。馬達10的轉動方向取決於馬達端子11或12中的哪一個通過切換相應開關3或4連接到供電電壓Ua，馬達的另一個端子12或11接地。
繼電器1和微控制器5、以及電刷11、12的供電端子可以與連接到馬達10的印刷電路板100成一體，如圖1和3所示。
圖3顯示一個包括繼電器1的印刷電路板100。以一種本質上已知的方式，繼電器1可以包括兩個線圈6、7，其中每個線圈偶聯一塊連接到開關3和4之一上的磁體。微控制器5的控制使得對線圈6和7之一施加一電流以產生一個磁場，該磁場設計成通過磁體之一而致動開關3和4中的一個。
圖3還顯示電刷固定器13，電刷固定器13一方面連接到電刷11、12以給馬達供電，另一方面連接到設置在印刷電路板100上的電連接引腳14。電刷固定器的各連接引腳14通過電路板100的一個線徑16和繼電器1中的一個連接引腳17而電連接到繼電器的控制開關3、4。
儘管集成在同一印刷電路板100中，繼電器1和電刷固定器13仍是不同的元件，需要在它們之間提供電連接。
對於某些應用，直流電動馬達越來越小。因此，需要有最大的集成化以實現最小的體積佔用並使得各種元件的裝配儘可能簡單。
因此，需要將電子元件最大地集成至連接到直流電動馬達的印刷電路板中。特別是，需要消除這些不同元件間的某些電連接以及使連接引腳的數量實現最少化。
發明內容
為此，本發明提出一種電控制裝置，用於切換在預先設定供電電壓下直流工作的設備，該設備包括一個機電式繼電器，該機電式繼電器包括所述設備的一個轉換開關；至少兩個形成轉換開關接觸部的電刷固定器。
根據一個特徵，所述轉換開關包括兩個開關，每一開關具有由電刷固定器形成的接觸部。
根據一個具體實施方式
，所述開關為感應開關。
根據一個具體實施方式
，所述轉換開關包括兩個用於與所述設備的各電力供應引腳相接觸的引腳。
根據另一個具體實施方式
，所述轉換開關包括用於與所述設備的至少一個電力供應引腳相接觸的單個引腳。
根據一個特徵，所述裝置還包括一個微控制器，該微控制器設計成控制所述繼電器的轉換開關的狀態。
根據一個具體實施方式
，所述微控制器控制至少一個設計用於致動開關的線圈。
根據一個具體實施方式
，兩個線圈具有一個共同的接觸引腳。
根據一個具體實施方式
，所述線圈與所述設備的電源供應引腳具有一個共同的接觸引腳。
本發明還涉及一種車輛通風件致動馬達，該馬達包括一個整流器；以及一個帶有本發明控制裝置的印刷電路板，所述電刷固定器包括設計成與所述整流器相接觸的電刷。
閱讀以下對本發明具體實施方式
的詳細描述將清楚本發明的其它特徵和優點，所述具體實施方式
僅僅作為例子給出並參考附圖，在所述附圖中圖1，已描述過，是一個現有技術直流電動馬達的示意圖；圖2，已描述過，是圖1中馬達的電路的示意圖；圖3，已描述過，是圖1中馬達印刷電路板的示意圖；圖4，是本發明第一具體實施方式
的印刷電路板的示意圖；圖5，是本發明第二具體實施方式
的印刷電路板的示意圖；圖6，是本發明第三具體實施方式
的印刷電路板的示意圖；圖7，是本發明第四具體實施方式
的印刷電路板的示意圖；圖8，是本發明第五具體實施方式
的印刷電路板的示意圖。
具體實施例方式
用於切換在一預先設定供應電壓的直流電下工作的設備的電控制裝置，包括機電式繼電器。根據本發明，所述繼電器包括所述設備的轉換開關和至少兩個形成轉換開關接觸部的電刷固定器。
這樣，消除了所述繼電器和電刷固定器之間的電路線徑、以及用於將所述繼電器連接到這些線徑的引腳，因為電刷固定器本身形成轉換開關接觸部。
下面將參考圖4到圖8對本發明進行描述，這些圖顯示本發明的五個根據本發明，所述繼電器的開關的斷開狀態以及閉合狀態定義為分別對應於通過所述設備的供電電流的通路的接通狀態以及通過所述設備的所述電流通路的中斷狀態。所述設備中電流通路的此種中斷可以通過短接所述設備或者斷開所述電路而實現。
圖4顯示了一個包括一繼電器1的印刷電路板100。所述繼電器1可以包括兩個線圈6、7，其中每個線圈偶聯一個與開關3、4相連接的磁體。
圖4還顯示連接到所述電刷11、12用於給馬達供電的電刷固定器13。根據本發明，所述電刷固定器13還形成繼電器1的開關3、4的接觸部。
這樣，能夠消除設置在印刷電路板100上的電連接引腳14、以及繼電器1中的連接引腳17和電路板100的連接線徑16。
在圖4中，所述馬達停止運轉，其原因在於電刷11和12電連接到相同的電位點。因此，該馬達短接，並且根據前面給出的定義所述開關3和4均處於斷開狀態。
為了啟動該馬達，一個電刷11必須連接到供電電位Ua而另一電刷12必須接地；因此，一個開關4必須在供電端子上切換到閉合狀態。
開關3、4的切換可以通過一個微控制器5實現。所述微控制器5施加一個控制電壓為繼電器1的線圈6、7中的一個供電，從而致動開關3、4中的一個使之切換。
所述微控制器5還可以測量供電電壓Ua的值，以致動一軟體控制電路斷開器，例如在馬達轉子上所檢測到的扭矩大於一個預先設定的閥值的情況下。另外，所述微控制器5監視馬達10的運行狀態。特別是，該微控制器識別由繼電器1控制的開關3、4的閉合或斷開狀態。
圖5到圖8顯示圖4中控制裝置的具體實施方式
的變體。相同的元件具有相同的附圖標記。
在圖5中，電刷固定器13仍然形成繼電器1的開關3、4的接觸部。另外，已經可以通過使用一單一引腳作為用於兩個開關3、4的接地部而省去一個額外的引腳。
在圖6中，電刷固定器13仍然形成繼電器1的開關3、4的接觸部。另外，已經可以通過使用一單一引腳作為用於兩個開關3、4的供電接觸部Ua而省去一個額外的引腳。
在圖7中，電刷固定器13仍然形成繼電器1的開關3、4的接觸部。另外，已經可以通過使用一單一引腳作為用於控制所述兩個線圈引腳之一的供電接觸部而省去一個額外的引腳。
在圖8中，電刷固定器13仍然形成繼電器1的開關3、4的接觸部。另外，已經可以通過使用一單一引腳作為用於控制所述兩個線圈引腳之一的供電接觸部而省去一個額外的引腳，如圖7所示，這個單一引腳還形成開關3、4的接地引腳。
必須注意，在所圖示的例子中，接地和供電接觸引腳可以隨意轉換，特別是在圖8中，用於控制所述兩個線圈的一個引腳的供電接觸引腳還可以形成開關3、4的供電接觸引腳。
另外，圖示的各種通過省去引腳而進行的簡化可以隨意組合。
因此，根據本發明，得到一種由一個具有電刷固定器的繼電器所形成的電子元件。這樣一種元件使得可以更好集成電子元件來減少在電動馬達內佔用的體積。另外，這種集成有助於所述馬達的裝配。
當然，本發明並不限於作為例子描述的所述具體實施方式
；因此，本發明切換裝置的繼電器可以包括僅僅一個開關，所述開關的兩個接觸部由兩個電刷固定器形成。類似地，供電電壓Ua可以不同於12V。
權利要求
1.用於切換在一預先設定供電電壓(Ua)的直流電下工作之設備(10)的電控制裝置，該裝置包括一個機電式繼電器(1)，該繼電器(1)包括所述設備(10)的轉換開關(3、4、6、7)；以及至少兩個形成轉換開關接觸部的電刷固定器(13)。
2.如權利要求1所述的電控制裝置，其特徵在於，所述轉換開關包括兩個開關(3、4)，其中每個開關包括一個由電刷固定器(13)形成的接觸部。
3.如權利要求2所述的電控制裝置，其特徵在於，所述開關(3、4)是感應開關。
4.如權利要求1至3中任一項所述的電控制裝置，其特徵在於，所述轉換開關包括兩個用於與所述設備的各供電引腳(地、Ua)相接觸的引腳。
5.如權利要求1至3中任一項所述的電控制裝置，其特徵在於，所述轉換開關包括用於與所述設備的至少一個供電引腳(地、Ua)相接觸的單個引腳。
6.如權利要求1至5中任一項所述的電控制裝置，其特徵在於，該裝置還包括一個設計成控制所述繼電器(1)的轉換開關狀態的微控制器(5)。
7.如權利要求6所述的電控制裝置，其特徵在於，所述微控制器控制至少一個設計成致動開關(3、4)的線圈(6、7)。
8.如權利要求7所述的電控制裝置，其特徵在於，兩個線圈(6、7)具有一個共同的接觸引腳。
9.如權利要求7或8所述的電控制裝置，其特徵在於，所述線圈與所述設備的一個供電引腳(地、Ua)具有一個共同的接觸引腳。
10.車輛通風件致動馬達，包括一個整流器(15)；以及一個集成有一如權利要求1至9中任一項所述的控制裝置的印刷電路板(100)，所述電刷固定器包括設計成與所述整流器相接觸的電刷(11、12)。
全文摘要
用於切換在一預先設定供電電壓(Ua)的直流電下工作之設備(10)的電控制裝置，該裝置包括一個機電式繼電器(1)，該繼電器(1)包括所述設備(10)的轉換開關(3、4、6、7)、以及至少兩個形成轉換開關接觸部的電刷固定器(13)。
文檔編號H02P1/00GK1770346SQ200510117309
公開日2006年5月10日 申請日期2005年11月1日 優先權日2004年11月2日
發明者安東尼·魯塞爾 申請人:法國阿文美馳輕型車系統有限公司