用於開啟和/或關斷電氣負載的電路的製作方法
2023-05-02 05:23:11 4
專利名稱：用於開啟和/或關斷電氣負載的電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於開啟和/或關斷電氣負載的電路。
背景技術：
在例如電視機，家用電器等的電氣負載中，這些電氣負載可以被切換到待機操作狀態，期望最小化或完全消除該待機操作狀態中的功耗。
為了完全消除待機操作狀態中的功耗，一般需要機械開關接觸件(switching contact)，該機械開關接觸件在待機操作狀態中或在關斷狀態中將電氣負載從其電源電壓完全斷開。所述電氣負載一般通過與該機械開關接觸件相關聯的操作者控制元件的機械操作被再次開啟，作為其結果，該機械開關接觸件閉合，並且該電氣負載被連接到其電源電壓。換言之，需要機械可操作的操作者控制元件用於開啟操作。發明內容
本發明基於提供一種用於開啟和/或關斷電氣負載的電路的問題，通過該電路， 可以完全消除待機操作狀態中或關斷狀態中的功耗，並且不需要機械可操作的操作者控制元件來開啟和/或關斷該電氣負載。
本發明憑藉具有權利要求I的特徵的電路解決了該問題。
優選的實施例是從屬權利要求的主題，在此通過引用將所述從屬權利要求書的措辭合併於說明書中。
用於開啟和/或關斷電氣負載的電路包括導電的、特別是扁平的操作者控制元件，例如採用導電的扁平電極的形式，例如作為所謂的電容性觸摸操作鍵被使用，電操作發光裝置以以下這樣的方式被環入(不具有或具有其他插入的元件)操作者控制元件和(電源)AC電壓源的帶電極(live pole)之間當用戶操作該操作者控制元件時，電流流過該發光裝置，並且電路被該用戶閉合，作為其結果，該發光裝置發光，光學耦合至該發光裝置的光電換能器，被屏蔽免受環境光，並且將該發光裝置發出的光轉換為電能，以及開關裝置， 其直接或間接地電耦合至該光電換能器，並且將電氣負載連接至電源電壓或將電氣負載從所述電源電壓斷開，當光電換能器向該開關裝置提供電能時，該開關裝置將電氣負載連接至該電源電壓。在開啟間隔期間，即當該電路從非通電狀態向通電狀態轉換時，光電換能器優選地排他地向所述開關元件提供所述電能。如果該光電換能器或其他能量源沒有向該開關裝置提供電能，則可以以以下這樣的方式設計該開關裝置在該情況中其將電氣負載從電源電壓斷開。與此同時，該AC電壓源可以為電氣負載遞送或者形成電源電壓，這就是說該電源電壓和由該AC電壓源傳遞的AC電壓可以相同。
在一個發展中，該操作者控制元件是導電的，特別是平面的接觸區域，例如具有約 Icm2面積的金屬化區域。
在一個發展中，該操作者控制元件具有電耦合至該發光裝置的第一傳導接觸部分，以及與該第一傳導部分間隔和電絕緣的以及電耦合至AC電壓源的參考電勢的第二傳導接觸部分，並且當用戶觸摸該操作者控制元件時，該第一和第二接觸部分藉助於用戶彼此連接。該AC電壓源優選地具有作為參考電勢的地電勢。
在一個發展中，該電操作發光裝置是輝光燈或氣體放電管。
在一個發展中，提供高值串聯電阻用於限制流經用戶的電流，該電操作發光裝置和該串聯電阻被串聯環入該操作者控制元件和該AC電壓源的帶電極之間。該串聯電阻的電阻值可以是例如約IMQ。
在一個發展中，該開關裝置是繼電器，並且當操作該操作者控制元件時，藉助於該光電換能器向繼電器線圈提供能量，在該情況中，該繼電器的工作接觸件將電氣負載連接至電源電壓。
作為替代方案，該開關裝置可以是半導體開關裝置，並且當操作該操作者控制元件時，藉助於該光電換能器向該半導體開關裝置的控制輸入提供能量，在該情況中，該半導體開關裝置將電氣負載連接至電源電壓。
在一個發展中，提供一種自鎖電路，這被設計為在電源電壓已被應用於所述電氣負載第一時間之後，在對該操作者控制元件操作後繼續將該電源電壓應用於該電氣負載。 這可以確保即使在該操作者控制元件被操作後，該電氣負載頁繼續連接至該電源電壓。該自鎖電路被優選地設計為以以下這樣的方式致動該開關裝置所述開關裝置在該電氣負載已被連接至該電源電壓第一時間之後保持其開關狀態。
在一個發展中，提供一种放大器電路，其被環入該光電換能器和該開關裝置之間， 並且被設計為從該光電換能器提供的電能生成適於致動該開關裝置的致動信號。
將在下面描述並且在圖中示意性地示出了本發明的優勢實施例，在圖中圖I示出了家用電器的一部分的框圖，該家用電器具有電氣負載和用於開啟和/或關斷該電氣負載的電路，以及圖2示出了操作者控制元件的實施例。
具體實施方式
圖I示意性地示出了家用電器(例如電炊具)的一部分的框圖，該家用電器具有例如家用電器控制器形式的電氣負載20以及用於開啟和/或關斷該電氣負載20的電路 10。
該電路10包括用戶(未示出)例如使用手指可以操作的、導電接觸區域11形式的操作者控制元件，輝光燈12形式的電操作發光裝置，其被環入該操作者控制元件11和傳統電源AC電壓源的帶電極LI之間，具有高值串聯電阻15，光耦合至輝光燈12的、太陽能電池13形式的光電換能器,其被屏蔽免受環境光並將該輝光燈12發出的光轉換為電能，以及繼電器14形式的開關裝置，並且放大器電路16被環入太陽能電池13和繼電器14之間。
出於防止極性反轉的目的提供可選的二極體17和18，所述二極體被環入電源AC 電壓源的帶電極LI或電源AC電壓源的中性導體N與串聯電阻15之間。如果二極體17和 18被省卻，則應當注意串聯電阻15被連接至電源AC電壓源的帶電極LI並且不連接至該中性導體N。
繼電器14藉助於放大器電路16電耦合至太陽能電池13，並且當太陽能電池13或放大器電路16向繼電器14提供電能時，繼電器14將電氣負載20連接至電源電壓UV0
放大器電路16用於從太陽能電池13提供的電能或電壓生成適於致動繼電器14 的致動信號或適合電壓，也就是說以以下這樣的方式向繼電器14的繼電器線圈14a供電 繼電器的開關接觸件14b被閉合，從而將電源負載20連接至電源電壓UV。
當操作者控制元件11被用戶操作時，電路藉助於用戶連接至地電勢，並且因此電流流過輝光燈12，其結果為發光。因此，繼電器線圈14a被合適地供電，並且因此電氣負載 20被連接至電源電壓UV。
在操作者控制元件11的操作之後，電氣負載20中的自鎖電路(未詳細示出)使得以以下這樣的方式獨立於操作者控制元件11的操作向繼電器線圈14a供電繼電器14 保持其開關狀態，也就是說電源電壓UV繼續被應用於電氣負載20。為了關斷家用電器或將家用電器切換到待機操作狀態或關斷狀態，自鎖電路終止向繼電器線圈14a供電，作為其結果，電氣負載20從電源電壓UV斷開。因此，可以完全消除待機操作狀態中或關斷狀態中的功耗。
作為替代方案，自鎖電路還可包括其他繼電器(未示出)，其被電氣負載20致動， 所述其他繼電器的開關接觸件與繼電器14的開關接觸件14b並聯連接。如果電氣負載20 以所述繼電器的開關接觸件閉合這樣的方式致動該繼電器，則有可能在操作後甚至在開關接觸件14b斷開時也確保電氣負載20繼續被連接至電源電壓UV。
為了提供給操作者控制元件11進一步的功能，可以在電氣負載20中附加地檢測操作者控制元件11的操作狀態。進一步地，為了這個目的必須提供傳統元件(未示出)。 例如，操作者控制元件11也可以被用於以軟體觸發的方式關斷電氣負載20。
圖2示出了操作者控制元件11』的另一實施例，操作者控制元件11』具有第一傳導的扁平的接觸部分11』 a，其電耦合至輝光燈12，以及與該第一傳導部分11』 a間隔和電絕緣的以及電耦合至地電勢的第二傳導接觸部分11』 b，當用戶觸摸操作者控制元件11』時， 該第一和第二接觸部分藉助於用戶彼此連接。例如，當存在到地的不良連接時，特別是在高電絕緣層的情況中，這種操作者控制元件是有優勢的。
根據本發明的實施例藉助於利用機械中繼器接觸件的所謂的觸摸操作鍵結合了操作者控制的優勢，其不需要機械操作，該機械繼電器接觸件確保基本上避免了待機能量損耗。
可以利用來進行接觸的觸摸操作控制鍵或電極11或11』形式的操作者控制元件作為用於下遊電器控制部件20的主開關來工作。為了關斷或開啟操作(實現控制器20的待機狀態或就緒(readiness)狀態)的目的，操作者利用手指觸摸所述主開關。具有串聯電阻15的輝光燈12被布置在電極的下遊。該串聯電路的末端連接至接地電源系統的帶電導體LI。在這方面，該設置的該部分與商用電壓測試儀相對應。
當手指觸摸電極11時，來自於輝光燈12的光撞擊不透明的光耦合的太陽能電池 13並且在那裡生成DC電壓。可能藉助於電壓放大器16或相似電路布置調節的所述DC電壓被用於開啟繼電器14。輝光燈12和太陽能電池13形成光耦合器。當手指進行接觸時， 輝光燈12和操作者控制元件11根據電壓測試儀的原理操作。來自於太陽能電池的能量開啟繼電器14。控制器20具有用於其電源電壓UV的自鎖功能。
不言而喻，替代輝光燈12，也可使用相媲美的發光裝置，例如LEDs等。
不言而喻，可以使用任何期望的光電換能器來替代太陽能電池13。
適合的半導體開關裝置，例如IGBT等，可以同樣地替代繼電器14而被用作開關裝置，並且當操作操作者控制元件11時，藉助於光電換能器向該半導體開關裝置的控制輸入提供能量，作為其結果，該半導體開關裝置將電氣負載20連接至其電源電壓。
該電路也可以被實現為可被插入傳統插座中的中間適配器，就將電氣負載的電源插頭插入到相關中間適配器的關聯插座中而言是可能的。
在家用電器具有傳統電源插頭的情況下，為了確保防止極性反轉，在家用電器中可提供適合的指示器作為對二極體17和18的替代方案，所述指示器指示電源插頭是否被正確插入到插座中。可以在該情況中省卻二極體17和18。
權利要求
1.用於開啟或關斷電氣負載(20)的電路(10)，包括-導電操作者控制元件)，-電操作發光裝置(12)，其以以下這樣的方式被環入所述操作者控制元件和AC電壓源的帶電極(LI)之間當操作所述操作者控制元件時，電流流過所述發光裝置，作為其結果， 所述發光裝置發光，-光電換能器(13)，其 -光耦合至所述發光裝置，-被屏蔽而免受環境光，以及-將所述發光裝置發出的光轉換為電能，以及-開關裝置(14)，其-電耦合至所述光電換能器，以及-將所述電氣負載連接至電源電壓(UV)或將所述電氣負載從所述電源電壓斷開，並且當所述光電換能器排他地向所述開關裝置提供所述電能時，在開啟間隔期間，所述開關裝置將所述電氣負載連接至所述電源電壓。
2.根據權利要求I的電路，其特徵在於所述操作者控制元件是導電接觸區域。
3.根據權利要求I或2的電路，其特徵在於所述操作者控制元件具有電耦合至所述發光裝置的第一傳導接觸部分(II』a)，以及與所述第一傳導部分間隔和電絕緣的以及電耦合至所述AC電壓源的參考電勢的第二傳導接觸部分(11』 b)，並且當用戶觸摸所述操作者控制元件時，第一和第二接觸部分藉助於用戶彼此連接。
4.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於所述AC電壓源具有作為所述參考電勢的地電勢。
5.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於所述電操作發光裝置是輝光燈。
6.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於串聯電阻(15)，所述電操作發光裝置和所述串聯電阻被串聯環入所述操作者控制元件和所述AC電壓源的帶電極之間。
7.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於所述開關裝置是繼電器，並且當操作所述操作者控制元件時，藉助於所述光電換能器向繼電器線圈提供所述能量。
8.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於所述開關裝置是半導體開關裝置，並且當操作所述操作者控制元件時，藉助於所述光電換能器向所述半導體開關裝置的控制輸入提供能量。
9.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於自鎖電路，其被設計為在所述開啟間隔期間，已經將所述電氣負載連接至所述電源電壓之後，繼續將所述電氣負載連接至所述電源電壓。
10.根據權利要求9的電路，其特徵在於所述自鎖電路被設計為以以下這樣的方式致動所述開關裝置在所述開啟間隔期間，所述開關裝置在所述電氣負載已被連接至所述電源電壓之後保持其開關狀態。
11.根據前述權利要求之一的電路，其特徵在於放大器電路(16)，其被環入所述光電換能器和所述開關裝置之間，並且被設計為從所述光電換能器提供的電能生成適於致動所述開關裝置的致動信號。
全文摘要
本發明涉及一種用於開啟和/或關斷電氣負載的電路。用於開啟和/或關斷電氣負載(20)的電路(10)，包括導電操作者控制元件(11)、電操作發光裝置(12)，其以以下這樣的方式被環入操作者控制元件和AC電壓源的帶電極(L1)之間當操作操作者控制元件時，電流流過發光裝置，作為其結果，發光裝置發光，光電換能器(13)，其光耦合至發光裝置、被屏蔽而免受環境光以及將發光裝置發出的光轉換為電能，以及開關裝置(14)，其電耦合至光電換能器並且將電氣負載連接至電源電壓(UV)或將電氣負載從所述電源電壓斷開，並且當光電換能器向開關裝置提供電能時，開關裝置將電氣負載連接至電源電壓。
文檔編號G05B19/04GK102540922SQ20111034870
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者L·奧澤 申請人:E.G.O.電氣設備製造股份有限公司