(57)【要約】  本発明は、特に、機械的にロックされる端部位置と、少なくとも１つの制御電圧源（ＵＢ）と、少なくとも１つの調整および制御回路（１）と、少なくとも１つの駆動システム（２）と、少なくとも１つの変圧器（Ｔ１）と、少なくとも１つの整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）と、少なくとも１つの平滑コンデンサ（Ｃ５）と、少なくとも１つの主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）と、を備え、これらによって駆動システム（２）を特徴的なパルス追跡システムにおいて制御することができる、電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置に関し、主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）が変圧器（Ｔ１）の一次分枝に直列に接続され、変圧器（Ｔ１）が供給電圧（ＵＢ）に接続され、変圧器（Ｔ１）の二次巻線が整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）を給電し、整流器ブリッジの出力ＤＣ電圧が平滑コンデンサ（Ｃ５）によって平滑化されて制御電圧源（ＵＢ）の電圧に加算され、結果として時系列的な給電推移を有するＤＣ電圧が供給される。本発明は、回路装置を動作させるための方法にさらに関する。【選択図】  図１
2019504461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、機械的にロックされる端部位置と、
少なくとも１つの制御電圧源（ＵＢ）と、
少なくとも１つの調整および制御回路（１）と、
少なくとも１つの駆動システム（２）と、
少なくとも１つの変圧器（Ｔ１）と、
少なくとも１つの整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）と、
少なくとも１つの平滑コンデンサ（Ｃ５）と、
少なくとも１つの主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）と、を備え、これらによって前記駆動システム（２）を特徴的なパルス追跡システムにおいて制御することができる、電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置であって、
前記主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）が前記変圧器（Ｔ１）の一次分枝に直列に接続され、
前記変圧器（Ｔ１）が前記供給電圧（ＵＢ）に接続され、前記変圧器（Ｔ１）の二次巻線が前記整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）を給電し、
前記平滑コンデンサ（Ｃ５）によって平滑化された前記整流器ブリッジの出力ＤＣ電圧が前記制御電圧源（ＵＢ）の電圧に加算され、結果として時系列的な給電推移を有するＤＣ電圧が供給される、回路装置。
【請求項２】
第２のトランジスタ（ＶＴ１）が設けられ、ゲート電圧の処理（ＶＤ４、Ｒ６、ＶＤ３、Ｒ２、Ｃ３）を介して、稼働時間（ｔＥｉｎ）に前記変圧器Ｔ１の帰還磁化エネルギーを使用して、第２のトランジスタ（ＶＴ１）によって電源回路において保持回路を稼働させるように、スイッチング装置が切替可能であり、
前記第２のトランジスタ（ＶＴ１）を稼働させ、前記主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）のスイッチングオフおよび前記帰還磁化エネルギーの停止によって前記稼働時間（ｔＥｉｎ）の後に非作動にする、請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記調整および制御回路（１）が、稼働時間制限を有するＰＷＭ回路（１．３）を備え、適切な選択によってそれぞれの用途に割り当てることができる前記駆動システムの仕様に対応するパルスパターンが、前記ＰＷＭ回路（１．３）を介して記憶される、請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記回路装置がマイクロコントローラ回路を備え、該マイクロコントローラ回路が協調制御およびパルス処理に使用される、請求項１から３のいずれか一項に記載の回路装置。
【請求項５】
温度ヒューズ（Ｆ１）、特に可逆的な温度ヒューズ、および前記制御電流源用の直列抵抗器（Ｒ１）が、前記主電流経路の故障が発生した場合に、前記主電流経路が前記温度ヒューズと直列抵抗器の熱結合を介して遮断可能となるように、温度ヒューズと直列抵抗器の組合せが構成され切替可能であるように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の回路装置。
【請求項６】
前記回路装置が、切替可能なオプトカプラおよびＺダイオードを有する安全回路をさらに備え、それにより、故障が発生した場合に前記Ｚダイオードを介して過度の出力電圧によって前記オプトカプラを稼働させ、これによって前記オプトカプラの出力が前記制御および調整回路（１）に作用し、こうして前記出力電圧が許容レベルに限定されたままとなるように、前記パワートランジスタ（ＶＴ２）の前記稼働期間を低減させるように応答する前記安全回路によって、前記出力負荷（２）が遮断された場合に、許容しがたい高い出力電圧を防止することができる、請求項１から５のいずれか一項に記載の回路装置。
【請求項７】
特に、機械的にロックされる端部位置と、
少なくとも１つの制御電圧源（ＵＢ）と、
少なくとも１つの調整および制御回路（１）と、
少なくとも１つの駆動システム（２）と、
少なくとも１つの変圧器（Ｔ１）と、
少なくとも１つの整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）と、
少なくとも１つの平滑コンデンサ（Ｃ５）と、
少なくとも１つの主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）と、を備え、これらによって前記駆動システム（２）を、少なくとも１つの動作状態において特徴的なパルス追跡システムにおいて制御することができる、電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置を動作させる方法であって、
前記主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）が前記変圧器（Ｔ１）の一次分枝に直列に接続され、
前記変圧器（Ｔ１）が前記供給電圧（ＵＢ）に接続され、前記変圧器（Ｔ１）の二次巻線が前記整流器ブリッジ（ＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８）を給電し、
前記平滑コンデンサ（Ｃ５）によって平滑化された前記整流器ブリッジの出力ＤＣ電圧が前記制御電圧源（ＵＢ）の電圧に加算され、結果として時系列的な給電推移を有するＤＣ電圧が供給される、方法。
【請求項８】
第２のトランジスタ（ＶＴ１）が設けられ、ゲート電圧の処理（ＶＤ４、Ｒ６、ＶＤ３、Ｒ２、Ｃ３）を介して、前記稼働時間（ｔＥｉｎ）に前記変圧器Ｔ１の帰還磁化エネルギーを使用して、第２のトランジスタ（ＶＴ１）によって電源回路において保持回路を稼働させるように、前記スイッチング装置を動作中に切り替え、前記第２のトランジスタ（ＶＴ１）を稼働させ、
前記主スイッチング・トランジスタ（ＶＴ２）のスイッチングオフおよび前記帰還磁化エネルギーの停止によって前記稼働時間（ｔＥｉｎ）の後に非作動にする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記調整および制御回路（１）が、稼働時間制限（１．３）を有するＰＷＭ回路（１．３）を備え、適切な選択によってそれぞれの用途に割り当てることができる前記駆動システムの仕様に対応するパルスパターンが、前記ＰＷＭ回路（１．３）を介して記憶される、請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
温度ヒューズ（Ｆ１）、特に可逆的な温度ヒューズ、および前記制御電流源用の直列抵抗器（Ｒ１）が、前記主電流経路の故障が発生した場合に、前記主電流経路が前記温度ヒューズと直列抵抗器の熱結合を介して遮断されるように、前記温度ヒューズと直列抵抗器の組合せが切り替えられるように構成されている、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記回路装置が、故障が発生した場合に切り替えることができるオプトカプラおよびＺダイオードを有する安全回路をさらに備え、それにより、故障が発生した場合に前記Ｚダイオードを介して過度の出力電圧によって前記オプトカプラを稼働させ、これによって前記オプトカプラの出力が前記制御および調整回路（１）に作用し、前記出力電圧が許容レベルに限定されたままとなるように、前記パワートランジスタ（ＶＴ２）の前記稼働期間を低減させるように応答する前記安全回路によって、前記出力負荷（２）が遮断された場合に、許容しがたい高い出力電圧を防止することができる、請求項７から１０のいずれか一項に記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置、および電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置を動作させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁駆動システムは、電気工学において、可動機械部品に力を印加するためにしばしば使用される。そのようなシステムは、例えば、プルマグネットまたは他の電磁的に動作可能な部品アセンブリを使用する。これらの駆動システムは、様々な形態、とりわけ接触器、回路遮断器、中継器、ソレノイド弁などで使用される。
【０００３】
そのような駆動システムの作動において、磁気システムは、通常、制御電圧源によって直接励磁されるので、例えば、アーマチュアまたはレバーシステムなどの機械部品の加速が行われることにより、例えば、スイッチの接点が閉じられる。しかしながら、この場合の力曲線および閉速度は、印加する電圧量に依存する。
【０００４】
さらに、駆動システムのエネルギー供給は、力曲線の変位／時間特性が作動中の機械システムの要求事項に最適に対応するようにしばしば電子アセンブリ（安定器）によって制御されることも知られている。
【０００５】
第１のスイッチ位置および第２のスイッチ位置を示し、第１のスイッチ位置と第２のスイッチ位置との間で切替可能なスイッチング装置を作動させるための回路装置であって、第１のスイッチ位置と第２のスイッチ位置との間でスイッチング装置を切り替えるための作動力を生成するための少なくとも１つの電磁作動デバイス、および電磁作動デバイスを作動させるためのトリガ回路を備える回路装置がすでに特許文献１から知られている。
【０００６】
磁気システムに利用可能な制御電圧を直接負荷することによる前述の駆動システムの作動は、供給される制御電流、つまり磁力が、作動する機械システムの既存の力／変位特性に通常は適合しないという欠点を有する。
【０００７】
磁気駆動システムを動作させる公知の電子安定器は、１つまたは複数の電子スイッチを介して磁気システムを直接クロックする。このため、利用可能な制御電圧を低下させることはできるものの、増加させることができないという欠点がある。
【０００８】
さらに、前記駆動システムのいくつかの用途において、必要に応じて作動制御電圧を増加させることもできることが有利である。しかしながら、そのような用途では、例えば、低電圧状態では、安全な作動は、不可能である。
【０００９】
さらに、これらの安定器は、好ましくは、電力要求が最初は高いが、時間が経つにつれ低下する接触器の形態のスイッチング装置の作動に役立つ。
【００１０】
さらにまた、電気駆動システムの直接クロッキングは、結果として、他の電子システムに悪影響を及ぼすことがある妨害電圧スペクトルをもたらす。また、パルスの勾配は、ほとんどはＤＣまたは低周波ＡＣ動作のために設計されている磁気システムのコイル構造の負荷を増加させる。したがって、クロック動作モードは、磁気システムの巻線を損傷させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国実用新案公開第２０２０１１０５１９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、回路装置および回路装置を動作させるための方法、特に、全入力電圧および温度範囲にわたって実質的な放射妨害なしに、信頼性のある、機械的に優しい動作を保証するという趣旨に対して、さらに有利に開発することであり、作動中に時間が経つにつれて大幅に増加する電力要求や、機械的にロックされた安定な端部位置を有するそのような駆動システムの作動を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、請求項１の特徴を有する回路装置によってこの課題を解決する。本発明によれば、特に、機械的にロックされる端部位置と、少なくとも１つの制御電圧源と、少なくとも１つの調整および制御回路と、少なくとも１つの駆動システムと、少なくとも１つの変圧器と、少なくとも１つの整流器ブリッジと、少なくとも１つの平滑コンデンサと、少なくとも１つの主スイッチング・トランジスタと、を備え、これらによって駆動システムを特徴的なパルス追跡システムにおいて制御することができる電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置であって、主スイッチング・トランジスタが変圧器の一次分枝に直列に接続され、変圧器が供給電圧に接続され、変圧器の二次巻線が整流器ブリッジを給電し、平滑コンデンサによって平滑化された整流器ブリッジの出力ＤＣ電圧が制御電圧源の電圧に加算され、結果として時系列的な給電推移を有するＤＣ電圧が供給される回路装置が提供される。
【００１４】
本発明は、駆動システムのコイルをパルス的に負荷することなく、制御および調整回路を介して、全入力電圧および温度範囲にわたって電磁駆動システムの特定の動作に必要とされる給電特性を提供するクロックド変圧器変換段の基本概念に基づく。従来技術において確認された公知の制御システムの欠点が回避され、特に、ＤＣソレノイド・コイルを有する前記駆動システムの磁気システムを動作させる回路装置が提供されることにより、全入力電圧および温度範囲にわたって、実質的な放射妨害なしに、信頼性のある、機械的に優しい動作が保証され、作動中に時間が経つにつれて大幅に増加する電力要求や、機械的にロックされた安定な端部位置を有するそのような駆動システムの作動も可能にする。
【００１５】
電磁駆動システムを有するスイッチング装置、例えば、駆動システムのプルマグネットおよび機械的にロックされる端部位置を有するバッテリ回路遮断器、接触器およびリレーコイル、ならびに電磁弁制御を有するソレノイド弁の動作は、動作電圧範囲を制限し、その内部構造のために機械的に移動する構成部品の摩耗を増加させる。クロック電圧で動作させることによって、電子回路に影響を及ぼす可能性がある放射妨害が生じる。
【００１６】
これらの欠点を回避するために、下流の整流器を有するスイッチング段および変圧器装置によって、有益な給電推移を有する調整されたＤＣ電圧を駆動システムに供給し、必要に応じて、既存または、場合によっては高度に公差依存性のある制御電圧に対して作動電圧を増加させることもできる回路装置が本発明により提供される。これによって、例示されている駆動システムのプルマグネットを有するバッテリ回路遮断器、および広い入力電圧範囲に従うバッテリーバックアップ電源システムのように、安全な稼働が保証される。さらに、回路装置は、機械的に移動する構成部品に対して繊細なため、長寿命の動作モードを可能にする。特に記載された回路装置と駆動システムとの間の配線がより長い場合には、駆動システムにＤＣ電圧を供給することによって、放射妨害が大きく防止される。
【００１７】
アノード側が変圧器／主スイッチング・トランジスタのノードおよびカソード側が整流器ブリッジのカソード・ノードに接続された補助ダイオードを設けることができる。
【００１８】
整流器ブリッジは、複数のダイオードによって形成されることとしてもよい。これらのダイオードは、例えば、出力整流用の高速ダイオードであってもよい。
【００１９】
第２のトランジスタが設けられ、ゲート電圧の処理を介して、稼働時間に変圧器の帰還磁化エネルギーを使用して、第２のトランジスタによって電源回路において保持回路を稼働させることができるように、スイッチング装置が切替可能である。これにより、第２のトランジスタを稼働させ、主スイッチング・トランジスタのスイッチングオフおよび帰還磁化エネルギーの停止によって稼働時間の後に非作動状態とすることができる。
【００２０】
さらに、制御および調整回路が稼働時間制限を有するＰＷＭ回路（ＰＷＭ＝パルス幅変調）を備えてもよく、適切な選択によってそれぞれの用途に割り当てることができる駆動システムの仕様に対応するパルスパターンを、ＰＷＭ回路を介して記憶させることが可能である。
【００２１】
さらに、回路装置がマイクロコントローラ回路を備えてもよく、マイクロコントローラ回路が協調制御およびパルス処理に使用されることを提供することができる。
【００２２】
加えて、制御電流源に対して温度ヒューズ、特に可逆的な温度ヒューズおよび直列抵抗器を配置することが可能であり、それにより主電流経路の故障が発生した場合に、温度ヒューズと直列抵抗器の熱結合を介して主電流経路が遮断可能となるように、温度ヒューズと直列抵抗器の組合せを配置して切り替えることができる。
【００２３】
さらに、回路装置は、切り替えることができるオプトカプラおよびＺダイオードを有する安全回路をさらに備えてもよく、それにより、Ｚダイオードを介して過度の出力電圧によってオプトカプラを稼働させ、これによってオプトカプラの出力が制御および調整回路に作用し、出力電圧が許容レベルに限定されたままとなるように、パワートランジスタの稼働期間を低減させ、故障が発生した場合に応答する安全回路によって、出力負荷が遮断された場合に、許容しがたい高い出力電圧を防止することができることを提供することができる。
【００２４】
本発明は、回路装置を動作させる方法にさらに関する。
【００２５】
特に、機械的にロックされる端部位置と、少なくとも１つの制御電圧源と、少なくとも１つの調整および制御回路と、少なくとも１つの駆動システムと、少なくとも１つの変圧器と、少なくとも１つの整流器ブリッジと、少なくとも１つの平滑コンデンサと、少なくとも１つの主スイッチング・トランジスタと、を備え、これらによって駆動システムを、少なくとも１つの動作状態において、特徴的なパルス追跡システムにおいて制御することができ、主スイッチング・トランジスタが変圧器の一次分枝と直列に接続されている、電気機械デバイス用の電磁駆動システムを作動させるための回路装置を動作させる一方法において、本プロセスでは、これによって、変圧器が供給電圧に接続され、変圧器の二次巻線が整流器ブリッジを給電し、平滑コンデンサによって平滑化された整流器ブリッジの出力ＤＣ電圧が制御電圧源の電圧に加算され、結果として時系列的な給電推移を有するＤＣ電圧が供給される。
【００２６】
さらに、第２のトランジスタが設けられ、ゲート電圧の処理を介して、稼働時間に変圧器の帰還磁化エネルギーを使用して、第２のトランジスタによって電源回路において保持回路を稼働させることができるように、スイッチング装置を動作中に切り替え、これによって第２のトランジスタを稼働させ、主スイッチング・トランジスタのスイッチングオフおよび帰還磁化エネルギーの停止によって稼働時間の後、非作動にすることを、提供することができる。
【００２７】
さらに、調整および制御回路が稼働時間制限を有するＰＷＭ回路を備え、適切な選択によってそれぞれの用途に割り当てることができる駆動システムの仕様に対応するパルスパターンを、ＰＷＭ回路を介して記憶させることが可能である。
【００２８】
加えて、制御電流源に対して温度ヒューズ、特に可逆的な温度ヒューズおよび直列抵抗器を配置することが可能であり、それにより主電流経路の故障が発生した場合に、温度ヒューズと直列抵抗器の熱結合を介して主電流経路が遮断されるように、温度ヒューズと直列抵抗器の組合せを切り替えることができる。
【００２９】
さらに、回路装置は、故障が発生した場合に切り替えることができるオプトカプラおよびＺダイオードを有する安全回路をさらに備え、それにより、Ｚダイオードを介して過度の出力電圧によってオプトカプラを稼働させ、これによってオプトカプラの出力が制御および調整回路に作用し、出力電圧が許容レベルに限定されたままとなるように、パワートランジスタの稼働期間を低減させ、故障が発生した場合に応答する安全回路によって、出力負荷が遮断された場合に、許容しがたい高い出力電圧を防止することができることを提供することができる。
【００３０】
次に、本発明のさらなる詳細および利点が、図面に表された例示的な実施形態に基づいてより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電磁駆動システムを作動させるための回路装置および、これに対する対応する方法の例示的な一実施形態に対する概略回路図である。
【図２】図１によるスイッチング装置のパワーメカニズムの力／変位特性の定量的な推移である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、プルマグネットを有するバッテリ回路遮断器としてここでは具現化されている回路装置の例示的な実施形態の概略回路図を示し、この回路および動作原理が図１に示され、以下でより詳細に記載される。
【００３３】
回路装置は、調整および制御回路１を備え、この回路１が、詳細には、ＺＤ１．１を有する内部制御電圧ＵＳ用の安定化回路、測定値検出１．２、稼働時間制限ｔを有するＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）１．３、および電源スイッチ（ＶＴ２）用のドライバー回路１．４を備える。
【００３４】
加えて、スイッチング装置は、電磁駆動システム２を備える。
【００３５】
スイッチング装置は、動作電圧を有する制御電圧源（ＵＢ）に接続されている。
【００３６】
参照符号ＭＢは、負電位（主電流）を示す。
【００３７】
スイッチング装置は、電源ボタンＳ１、電流源ＵＳ用の直列抵抗器Ｒ１、スイッチング・トランジスタＶＴ１用のゲート・ブリーダー抵抗器Ｒ２、自己保持回路のパワートランジスタＶＴ２用のスナバー回路の放電抵抗器Ｒ３、パワートランジスタＶＴ２用のゲート・ブリーダー抵抗器Ｒ４、および制御変数を生成するために主電流を検出するためのスタンディング（ｓｔａｎｄｉｎｇ）抵抗器Ｒ５をさらに備える。さらに、電流制限抵抗器Ｒ６、過電圧保護装置Ｒ７、低インダクタンス中間回路コンデンサＣ１、より高い蓄積容量の中間回路コンデンサＣ２、平滑コンデンサＣ３、パワートランジスタＶＴ２用のＤＲＣスナバー回路のコンデンサＣ４、および出力負荷用の平滑コンデンサＣ５が設けられている。スイッチング装置は、逆極性ダイオードおよび環流ダイオードＶＤ１、パワートランジスタＶＴ２用のＤＲＣ回路の高速ダイオードＶＤ２、ゲート電圧制限ＶＤ３、スイッチング・トランジスタＶＴ１のゲート電圧処理用の高速整流ダイオードＶＤ４、出力整流用の高速ダイオードＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７およびＶＤ８、ならびにスイッチング・トランジスタＶＴ１用の環流ダイオードＶＤ９、入力チョークＬ１（突入電流制限）、温度ヒューズＦ１、ならびに過電流保護装置Ｆ２をさらに備える。
【００３８】
補助ダイオードは、アノード側が変圧器Ｔ１／スイッチング・トランジスタＶＴ２のノードに、およびカソード側がダイオードＶＤ５、ＶＤ６、ＶＤ７、ＶＤ８によって形成された整流器ブリッジのカソードＶＤ６、ＶＤ８から構成されたノードに接続されている。
【００３９】
さらに、電源ボタンの接続部を表わす端子１／２、制御電流源用の電源入力部としての１つの端子３、スイッチング・トランジスタＶＴ１稼働用の１つの接続端子４、制御電圧レベルの負電位としての１つの端子５、測定磁場検出１．２を有する調整回路用のシャント電圧源としての端子６／７、および電磁駆動システム２の出力負荷２用の接続部としての端子８／９が設けられている。
【００４０】
参照記号ｔＥｉｎは、稼働時間を示し、参照記号ｔｔｏｔは、不動時間を示す。
【００４１】
ここで、制御装置の機能性および本発明の方法について以下の通り説明する。
【００４２】
稼働すると、バッテリ回路遮断器は、機械的にロックされた安定な端部位置に達する。プルマグネットを安全に励磁し、バッテリ回路遮断器の機械的に固定された端部位置を確実に実現する機能は、定格制御電圧が１１０Ｖとなる６５Ｖ〜１５０Ｖの電圧範囲で保証されなければならない。
【００４３】
本用途では、提案された装置は、一般に知られている接触器とは対照的に、大幅に増加する電力要求にもかかわらず、確実に、作動期間の最後に磁気システムに十分なエネルギーを提供する必要がある。
【００４４】
稼働プロセスは、始動ボタンＳ１を介して開始され、それにより、オフ状態のトランジスタＶＴ１がブリッジされ、調整および制御回路が直列抵抗器Ｒ１を介して稼働する。制御電圧処理１．１は、ＺＤによって象徴されている。パルスパターンを確立するために、４０ｋＨｚの一定の基本周波数のパルス幅変調された信号が生成される。
【００４５】
稼働時間ｔＥｉｎは、図２に表わすように、プルマグネットの許容動作時間を考慮して、必要なピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）時間が、すべての環境条件下で維持されるように計算される。
【００４６】
プルマグネット２は、短期動作用に設計されており、許容できないほどの長い動作時間は、損傷につながる。故障が発生した場合に許容動作時間を超えると、温度ヒューズＦ１が抵抗器Ｒ１との熱結合により稼働する。直列抵抗器Ｒ１および可逆的な温度ヒューズは、同一の基本的なケーシング設計（ＴＯ２２０）を有し、ケーシングの熱接触表面に機械的に接続されているので、故障が発生した場合であっても安全で規定された稼働を保証する。抵抗器のサイズを選択することによって、プルマグネット２に対してほぼ熱的に等価な挙動が得られる。
【００４７】
トランジスタＶＴ２をＰＷＭ回路の１．６秒の時間ｔＥｉｎ内に調整および制御回路１によって稼働させるので、変圧器Ｔ１の伝達比に対応する、ＶＤ５〜ＶＤ８の整流器ブリッジによって生成されＣ５によって平滑化された電圧が、制御（入力）電圧ＵＢに加算される。この装置は、ＰＷＭのデューティサイクルを変えることによって、制御電圧の上下両方の値にすることが可能なプルマグネットの電圧を実現する。スイッチＳ１は、閉じた後にまた開くことができ、ＶＴ１を有する自己保持回路は、ＶＤ３、Ｒ２、およびＣ３を有する制限および安定化回路のダイオードＶＤ４と、電流制限抵抗器Ｒ６とを介して、ＶＴ１が稼働するようにＶＴ１がゲートにＴ１の帰還磁化電圧を供給することによって回路にさらに電力を供給する。この段がＶＴ２によってクロッキングしている限り、電源回路は、ＶＴ１を介して稼働したままである。時間ｔＥｉｎが経過した後、ＶＴ２を有する段は非稼働となり、電源回路が遮断される。不動時間ｔｔｏｔが経過した後、切替動作を再開することができる。不動時間ｔｔｏｔは、不適切な使用により駆動システムのコイルが過負荷となるのを防止する。
【００４８】
さらに、内部制御電圧処理１．１は、それ自身の時間段で電源ボタンＳ１の不適切な作動（絶え間ない開閉操作（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ  ｋｅｙｉｎｇ））に起因して安定器ＺＤが過負荷になることが確実にないようにし、そのような場合には、１．１を、デバイスの通常の動作時間よりも長い所定時間後に強制的に非稼働にする。
【００４９】
コンデンサＣ１およびＣ２は、電源ＵＢの固有抵抗を十分にデカップリングするために設けられているので、ＶＴ２の稼働時に低インダクタンスコンデンサＣ１が給電し、さらに、実質的に、より高い容量およびより高い内部抵抗を有する中間回路コンデンサＣ２のＡＣ部分が引き継ぐ。
【００５０】
チョークＬ１は、スイッチＳ１の突入電流制限および電力放電のために設けられている。
【００５１】
回路は、電流制御部が装備されており、電力回路の主電流は、分路抵抗器Ｒ５を介して検出され、測定値検出１．２に供給される。測定値検出１．２は、電磁駆動システム２の特定の特性に従ってパルス幅パターンを処理する制御および調整回路１．３に信号を提供する。制御および調整回路１．３では、適切に選択することができるので、それぞれの意図された用途に対応する一連の特定の給電特性を記憶することができる。
【００５２】
使用中のエラーのために出力端子８、９の回路遮断器２への接続がない場合は、出力電圧は、制御および調整回路１．３によって制限される。
【００５３】
図２から明らかなように、力／変位特性は、スイッチング装置２が変位経路ｓ上を開位置の１つに対応する第１のスイッチング位置ｓ０から閉位置に対応する第２のスイッチング位置ｓＥｎｄへ切り替えると、比較的低い初期力ＦＡｎｆが最初に必要とされ、次いで、この力が圧力点ｓ１から極大点ｓ２まで最大力Ｆｍａｘにまで増加し、極大点ｓ２の後に、第２のスイッチング位置ｓＥｎｄまで最終力ＦＥｎｄに低下する。この力／変位特性のカーブに従って、プルマグネットＺＭ１、ＺＭ２への作動力Ｆは、スイッチング装置２の力／変位特性の作動力Ｆが調整されるように、生成される。
【００５４】
作動力Ｆをスイッチング装置２の力／変位特性に適合させることによって、スイッチング装置２の機械的に優しい動作が保証される。特に、作動部品が機械的に打撃された時にスイッチング装置２の磨耗や損傷を引き起こす過度の作動力Ｆが防止される。
【００５５】
加えて、作動力Ｆをスイッチング装置２の力／変位特性に適合させることによって、利用可能な特定の制御電圧ＵＤａｕｅｒとは無関係に、信頼性のあるスイッチング装置２の切り替えが保証される。特に、中間回路電圧ＵＺＫの制御電圧ＵＤａｕｅｒを変更し、作動力Ｆを制御電圧ＵＤａｕｅｒの全電圧範囲にわたってスイッチング装置２の力／変位特性に適合させることによって、スイッチング装置２を切り替えるのに十分なエネルギーを確保し、スイッチング装置２の機械的な作動部品のバウンシングを排除する。
【符号の説明】
【００５６】
１  調整および制御回路
１．１  ＺＤを有する内部制御電圧ＵＳ用の安定化回路
１．２  測定値検出
１．３  稼働時間制限ｔを有するＰＷＭ回路
１．４  電源スイッチ（ＶＴ２）用のドライバー回路
２  電磁駆動システム
ＵＢ  動作電圧
ＭＢ  負電位（主電流）
Ｓ１  電源ボタン
Ｒ１  制御電流源ＵＳ用の直列抵抗器
Ｒ２  ＶＴ１用のゲート・ブリーダー抵抗器
Ｒ３  ＶＴ２のスナバー回路の放電抵抗器
Ｒ４  ＶＴ２用のゲート・ブリーダー抵抗器
Ｒ５  主電流を検出して制御変数を生成するための分路抵抗器
Ｒ６  電流制限抵抗器
Ｒ７  過電圧保護装置
Ｃ１  低インダクタンス中間回路コンデンサ
Ｃ２  より高い蓄積容量の中間回路コンデンサ
Ｃ３  平滑コンデンサ
Ｃ４  ＶＴ２用のＤＲＣスナバー回路のコンデンサ
Ｃ５  出力負荷用の平滑コンデンサ
ＶＤ１  逆極性ダイオードおよび環流ダイオード
ＶＤ２  ＶＴ２用のＤＲＣ回路の高速ダイオード
ＶＤ３  ゲート電圧制限
ＶＤ４  ＶＴ１用のゲート電圧を処理するための高速整流ダイオード
ＶＤ５〜ＶＤ８  出力整流用の高速ダイオード
ＶＤ９  Ｔ１用の環流ダイオード
ＶＴ１  スイッチング・トランジスタ
ＶＴ２  自己保持回路用のパワートランジスタ
Ｌ１  入力チョーク（突入電流制限）
Ｆ１  温度ヒューズ
Ｆ２  過電流保護装置
端子：１／２  電源ボタン用の接続部
３  制御電流源用の供給入力
４  ＶＴ１を稼働させるための接続部
５  負電位（制御電圧レベル）
６／７  １．２を有する調整回路用のシャント電圧源
８／９  出力負荷２用の接続部
ｔＥｉｎ  稼働時間
ｔｔｏｔ  不動時間
Ｆ  作動力
ＦＡｎｆ  稼働時の作動力
Ｆｍａｘ  圧力点での作動力
ＦＥｎｄ  変位経路の端部での作動力
ｓ  プルマグネットのアーマチュア経路
ｓ０  非稼働位置
ｓ１  非稼働位置と圧力点間の距離
ｓ２  非稼働位置と必要とされる最大力間の距離
ｓＥｎｄ  非稼働位置と最終位置間の距離
【図１】
2019504461.tif 000003
【図２】
2019504461.tif 000004
【国際調査報告】
2019504461.tif 000005
2019504461.tif 000006
2019504461.tif 000007
2019504461.tif 000008