[發明專利]雙穩態開關

在審

• 申請號: 202011546622.6
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112599388A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 車佳宇;林小軍;陳錢林;李偉;洪佳崎;陳澤龍;劉春青;謝翔;熊偉慶;陳仁宗;陳悉律
• 申請（專利權）人: 浙江正泰汽車科技有限公司
• 主分類號: H01H51/01
• 分類號: H01H51/01;H01H51/27;H01H50/20;H01H50/36;H01H50/44
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 葉湖東

本發明公開了一種雙穩態開關，包括外殼，所述外殼內設置有線圈架、兩個接線柱以及接觸橋，所述線圈架設置有一中空套管以及線圈繞組，所述中空套管內設置有靜鐵芯和動鐵芯，接觸橋與動鐵芯之間固定連接有導桿，所述線圈架上設置有用于保持動鐵芯和靜鐵芯吸合或釋放狀態的穩態組件，穩態組件包括復位彈簧、用于抵壓接觸橋的壓力彈簧以及用于加強動鐵芯電磁吸力的永磁塊。本發明提供了一種結構簡單，具有穩定導通以及穩定斷開的雙重穩定狀態，無需線圈持續供電，線圈不發熱，保證開關內部溫度與外部環境溫度動態平衡，尤其是在極冷的惡劣環境下，能夠正常通斷，解決行業內極冷環境下汽車無法正常啟動的問題，有效提高開關使用壽命的雙穩態開關。

技術領域

本發明屬于開關技術領域，尤其是一種雙穩態開關。

背景技術

汽車的電源總開關一般分為電磁式和機械式，其中電磁式為控制開關接通電磁線圈回路，利用電磁吸力將動觸點和靜觸點連接，從而將整車電氣負載與整車電源接通。但現有的電磁式電源總開關僅靠電磁吸力吸動動觸點，使動觸點與靜觸點連接，這樣需要較大的電磁吸力，為了滿足電磁吸力的強度要求，就需要大線圈、大鐵芯等，不僅浪費材料，還造成現有的電磁式電源總開關價格高，重量大等問題。除此以外，電磁式開關包括線圈架、設置在線圈架上的線圈繞組、動鐵芯和復位彈簧，為了能夠使得動鐵芯克服復位彈簧的彈力，從而保證電磁開關保持接通狀態，就需要一直對線圈進行通電，但當線圈持續供電狀態下，會導致線圈發熱，在天氣極冷，溫度極低的惡劣環境下，冷熱交替，容易在線圈上形成液化水，從而導致線圈無法正常工作，開關失效，造成汽車無法正常啟動。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種結構簡單，具有穩定導通以及穩定斷開的雙重穩定狀態，無需線圈持續供電，線圈不發熱，保證開關內部溫度與外部環境溫度動態平衡，尤其是在極冷的惡劣環境下，能夠正常通斷，解決行業內極冷環境下汽車無法正常啟動的問題，有效提高開關使用壽命的雙穩態開關。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種雙穩態開關，包括外殼，所述外殼內設置有線圈架、兩個接線柱以及用于連接接線柱的接觸橋，所述線圈架設置有一中空套管以及卷繞設置在中空套管外側壁的線圈繞組，所述中空套管內設置有靜鐵芯和動鐵芯，所述動鐵芯滑動設置在中空套管內，所述接觸橋與動鐵芯之間固定連接有導桿，所述線圈架上設置有用于保持動鐵芯和靜鐵芯吸合或釋放狀態的穩態組件，所述穩態組件包括設置于動鐵芯和靜鐵芯之間復位彈簧以及設置在磁感線路徑上用于加強動鐵芯電磁吸力的永磁塊。

采用上述方案，對線圈繞組施加瞬間的正向電壓或反向電壓，施加正向電壓時，在通電線圈的作用下，位于中空套管內動鐵芯會朝靜鐵芯方向滑動，從而形成吸合狀態，由于靜鐵芯在中空套管內保持靜止固定，因此靜鐵芯對動鐵芯還起到行程限位的作用，與動鐵芯一起滑動的還有通過導軌與動鐵芯聯動的接觸橋，使得接觸橋與兩個接線柱電連，開關導通。由于，穩態組件中的永磁塊能夠為動鐵芯提供額外的磁力，因此，我們只需給一個瞬間的正向電壓，當正向電壓形成的電磁吸力能夠達到促使動鐵芯克服復位彈簧的彈力滑動即可，保證動鐵芯向靜鐵芯吸合后，使得動鐵芯上的作用力(永磁鐵產生的磁力作用在動鐵芯上)能夠大于復位彈簧的最大彈力，達到吸合的穩態目的。壓力彈簧的主要作用是能夠在吸合狀態下，通過壓力彈簧的彈力，將接觸橋穩固地抵壓在兩個接線柱，保持穩定通電。因此，若要對動鐵芯開始進行釋放，首先需要施加反向電壓，在通電線圈的作用下，反向電壓會使得動鐵芯產生反向(與靜鐵芯方向相反)的電磁力，反向電壓形成的反向電磁力抵消部分已經作用在動鐵芯上的作用力(永磁鐵產生的磁力作用在動鐵芯上)后，進而能夠使得動鐵芯的上的作用力小于復位彈簧的彈力和壓力彈簧反向作用力之和，因此，在復位彈簧的彈力以及壓力彈簧反向作用力作用下，動鐵芯復位，從而帶動接觸橋復位，使得兩個接線柱斷開，開關斷開，并保持穩定釋放狀態。整個工作過程中，線圈繞組均只需瞬間通電即可，因此在瞬間通電的情況下，線圈繞組產生的熱量可忽略不計，從而達到不發熱的目的，在極冷的惡劣環境下，能夠正常通斷。