[發明專利]可控電流開關設備和包括該開關設備的電氣組件

有效

• 申請號: 201810832531.5
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109308977B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: L.烏蘭卡;S.福利克;S.里佐托
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: H01H47/32
• 分類號: H01H47/32;H01H47/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳金林

該可控電流開關設備(1)包括：雙穩態繼電器(4)，包括可分離的電接觸(41)和勵磁線圈(42)，其用于當所述線圈接收到具有高于預定的功率閾值的電功率的高于預定的勵磁能量閾值的量的能量時在打開和閉合狀態之間切換接觸；控制電路(5)，包括功率級(6)和用于觸發繼電器(4)的切換的邏輯級(7)；功率級(6)包括功率轉換器、連接在轉換器的輸入端處的第一組電容器、以及連接在轉換器的輸出端處的第二組電容器，轉換器的額定功率嚴格地低于功率閾值，電容器組能夠存儲高于或等于勵磁能量閾值的50％的量的能量。

技術領域

本發明涉及可控電流開關設備。本發明還涉及包括該開關設備的電氣組件。

背景技術

眾所周知，存在電流開關設備，例如接觸器，能夠被遠程地控制以便有選擇地中斷電路內的電流的流動，例如，以便將電力供應驅動到電氣負載。具體地，機電遠程開關和接觸器是公知的，通過電信號來操縱這些開關，以便在打開狀態或閉合狀態之間切換。這種機電開關設備長期以來一直令人滿意。

然而，新的應用使得越來越希望將新功能(稱為智能功能)集成到現代開關設備內，具體地是在驅動和遠程通信方面。具體地，工業和/或家用設施需要能夠被遠程地監視和控制，例如用于減載(load-shedding)或者用于家庭自動化應用管理目的，或者用于遠程診斷目的。

增加這樣的功能涉及將電子元件集成到該開關設備中，這引起某些缺陷。

首先，必須嚴格地控制該開關設備的體積和尺寸。對于該開關設備，具有使其與現有設施兼容的大小是至關重要的。因此，它必須具有不超過已知開關設備大小的尺寸，這些尺寸通常是小的。這在集成和小型化這些接觸器的組件方面造成了大的約束。

其次，與機電設備相比，增加電子組件和專用電路導致在電能消耗上的增加。這種消耗導致用戶的額外費用和必須被控制的散熱。由于上述小型化需求，這種散熱更加不方便，因為相對于開關設備的小容量而言，耗散功率可能變高到不利于其正確運行或不利于其壽命的程度。因此，需要優化電能消耗。

通過提出以改進的方式、并具有優化的能量管理和受控的體積的能夠被控制的可控電流開關設備，本發明具體要糾正的正是這些缺陷。

發明內容

為此，本發明涉及可控電流開關設備，該開關設備能夠連接在電氣負載和電源之間，從而選擇性地允許或阻止通過電源對電氣負載的電力供應，該開關設備包括：

-雙穩態繼電器，包括可分離的電接觸和用于操縱電接觸的切換的勵磁線圈，所述電接觸能夠將電氣負載連接到電源，當線圈接收到具有高于預定的功率閾值的電功率的高于預定的勵磁能量閾值的量的能量時，繼電器能夠在打開和閉合狀態之間切換電接觸；

-控制電路，包括功率級和邏輯級，功率級能夠向邏輯級提供電力供應，邏輯級包括用于向線圈供電的勵磁電路和驅動勵磁電路以跳脫繼電器的切換的可編程微控制器，

功率級包括功率轉換器、連接在功率轉換器的輸入端處的第一組電容器、以及連接在功率轉換器的輸出端處的第二組電容器，

功率轉換器的額定功率嚴格地低于線圈的勵磁功率閾值，

第一和第二組電容器能夠存儲高于或等于切換繼電器所需的勵磁能量閾值的50％的量的能量。

借助于本發明，通過在電容器中存儲能夠被用來激勵繼電器的線圈的能量，避免了在操縱繼電器的切換時控制電路的電能消耗上的急劇增加。事實上，需要供給電氣開關設備的電能隨著時間的推移更加穩定。這使得可以降低電氣開關設備的散熱并且簡化功率級的設計。此外，使用額定功率嚴格低于繼電器的線圈的勵磁功率的功率轉換器考慮到了降低的電能消耗。因此，電氣開關設備的能耗被約束了，并且散熱降低了。

根據本發明的一些有益但非強制的方面，這種開關設備可以單獨或以任意技術允許的組合包含一個或多個下述特征：