專利名稱：靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法及靜電驅(qū)動(dòng)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電器自動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及繼電器的微功耗驅(qū)動(dòng)和自鎖，多用于零功耗待機(jī)。
背景技術(shù)：
凡是具備遙控功能的電器，如電視機(jī)、投影機(jī)、影碟機(jī)、空調(diào)器、遙控風(fēng)扇等都存在一個(gè)日益突出的問題，就是待機(jī)功耗，它不但無故地消耗著寶貴的電能，還在不斷地增加環(huán)境污染，同時(shí)，待機(jī)時(shí)對家電的壽命和家庭其它財(cái)產(chǎn)造成威脅?，F(xiàn)有的零功耗待機(jī)方法，有的要用超級電容，有的要用充電電池。它們的不足，或是待機(jī)時(shí)間太長，將無法遙控開機(jī)；或是造成更大的環(huán)境污染。可見，既有的零功耗待機(jī)都是由別的能量消耗替代電網(wǎng)電能的消耗而實(shí)現(xiàn)的待機(jī)方式，均非真正零功耗待機(jī)。 待機(jī)電路是一種自動(dòng)控制電路，為了安全常需要讓被控設(shè)備在待機(jī)時(shí)與電網(wǎng)隔離，故一般要用到繼電器，而既有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路在驅(qū)動(dòng)前后存在電流回路，從而消耗電能，這就形成了進(jìn)一步減少待機(jī)電耗的瓶頸。 本發(fā)明靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法及靜電驅(qū)動(dòng)開關(guān)公開的是一種解決這些問題的方法和電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法，利用靜電的高電壓、零電流而靜電放電時(shí)瞬時(shí)功率大、時(shí)間短、能量少的規(guī)律，讓靜電有控制地在繼電器線圈中釋放，釋放瞬間在線包內(nèi)產(chǎn)生短時(shí)間強(qiáng)磁通，對繼電器銜鐵產(chǎn)生沖擊性吸合力，從而達(dá)到驅(qū)動(dòng)繼電器吸合又節(jié)省能耗的目的。 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) —種由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法，包括電荷供給、靜電貯存、泄放開關(guān)和脈沖控制電路，其中，所述電荷提供電路與靜電貯存電路相連，在需要的時(shí)候?yàn)殪o電貯存電路提供電荷，而所述靜電貯存電路經(jīng)所述泄放開關(guān)與繼電器的線包相通；當(dāng)泄放開關(guān)受遙控指令而接通時(shí)，所述靜電貯存電路貯存的電荷經(jīng)線包釋放，利用靜電放電具有的電壓高、電量少、時(shí)間短、能量小而瞬態(tài)功率大的特性，使繼電器銜鐵得到充足的吸引力，達(dá)到驅(qū)動(dòng)銜鐵動(dòng)作的目的。 放電后的貯電電容，由所述電荷提供電路自動(dòng)補(bǔ)足，以備下次使用。 這種驅(qū)動(dòng)繼電器的方法只能使繼電器的銜鐵在消耗電能接近零的狀態(tài)下得到強(qiáng)
大的吸合力。 吸合后的繼電器可以由推推開關(guān)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖，也可以由機(jī)械自鎖型繼電器實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖，還可以由繼電器供電的設(shè)備反饋電流實(shí)現(xiàn)電自鎖。


圖1是靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法原理框 圖2是靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法施實(shí)例1原理 圖3是靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法施實(shí)例2原理 圖4是靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)的電原理圖； 圖5是靜電驅(qū)動(dòng)繼電器并由被控設(shè)備反饋電流自鎖的一個(gè)實(shí)例的原理圖。
具體施實(shí)方式 下面接合附圖對靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法及自鎖實(shí)例加以詳細(xì)的說明。
在附圖1中，各箭頭指示的是電荷從取得到泄放的流向。 在附圖2中，虛線方框1內(nèi)，由電容和兩二極管組成被倍壓整流電路，為虛線方框2內(nèi)的靜電貯存電路提供電荷；虛線方框3中兩三極管組成泄放開關(guān)，接受方框9內(nèi)脈沖信號控制；貯存在虛線方框2內(nèi)的靜電貯存電路中的電荷經(jīng)虛線方框4內(nèi)的線包泄放時(shí)，對虛線方框5內(nèi)的銜鐵產(chǎn)生短暫而強(qiáng)力的吸引。 在附圖3中，虛線方框1內(nèi)大阻值電阻和二極管組成半波整流電路，從電網(wǎng)中取得微量電荷即可使貯電電容充滿至310V，這種方式比附圖2電路簡單且成本更低，在驅(qū)動(dòng)力要求不大時(shí)很適用，放電線包4和由VMOS擔(dān)當(dāng)?shù)男狗砰_關(guān)3位置對換是為了與脈沖控制電路9更易連接。 在俯圖4中，虛線方框6內(nèi)為成品推推式電源開關(guān)，其參數(shù)為5A/80A250V 。驅(qū)動(dòng)這只電源開關(guān)的靜電驅(qū)動(dòng)電路各元件參數(shù)選擇為R :51K/0. 25W、 D :1N4007、 C :6. 8uF/400V、線包成品9V繼電器線包、三極管13001. 在俯圖5中，為了使被控設(shè)備在關(guān)機(jī)時(shí)與交流電網(wǎng)完全隔離，使用了具有三組觸頭的成品繼電器，其中兩組用來開關(guān)被控設(shè)備電源，一組經(jīng)虛線方框7中電容降壓式整流電路形成繼電器線包的維持的電流，使繼電器自鎖。這個(gè)維持電流也可取自于被控設(shè)備開關(guān)變壓器上的獨(dú)立繞組。 進(jìn)一步地，本發(fā)明公開的靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的電路中，虛線方框1內(nèi)的電阻或電容的選擇由繼電器的驅(qū)動(dòng)頻度決定，與繼電器的線包參數(shù)無關(guān)，繼電器的驅(qū)動(dòng)時(shí)間間隔越長電阻取值越大、電容取值越小，其大小以每次驅(qū)動(dòng)前剛好為靜電貯存電路充滿電荷為度。
進(jìn)一步地，本發(fā)明公開的靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的電路中，虛線方框2內(nèi)的貯電電容的選擇由繼電器的驅(qū)動(dòng)難度決定。本發(fā)明公開的靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的電路中，驅(qū)動(dòng)能力的大小由靜電電壓和靜電電量共同決定，這兩個(gè)決定因素又以靜電電壓更關(guān)鍵，當(dāng)被驅(qū)繼電器需要的沖擊性吸合力較大時(shí)靜電儲(chǔ)備要足夠多且電壓足夠高；靜電電壓的高低由虛線方框1內(nèi)的電路選擇決定。實(shí)踐證明，驅(qū)動(dòng)常見繼電器只需要耐壓400V、容量0. 1 luF的電解電容。
進(jìn)一步地，本發(fā)明公開的靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的電路及靜電驅(qū)動(dòng)開關(guān)中，對線包的要求很低，其線徑及匝數(shù)均可在很大的范圍內(nèi)選擇。 同時(shí)，以上三點(diǎn)也是本發(fā)明公布的驅(qū)動(dòng)繼電器方法與別的驅(qū)動(dòng)方法的明顯區(qū)別，
同時(shí)也奠定了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法與別的驅(qū)動(dòng)方法具備的顯著有益之處。 當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述實(shí)施例，在本發(fā)
明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法，包括電荷供給、靜電貯存、泄放開關(guān)和脈沖控制電路，其特征在于這些電路在繼電器動(dòng)作前后電流均為零，電路處于高電壓、低電量、零電流的靜電狀態(tài)；動(dòng)作時(shí)，控制電路發(fā)出脈沖信號打開泄放開關(guān)，使貯存在電容內(nèi)的電荷經(jīng)繼電器線包釋放，在線包內(nèi)產(chǎn)生瞬間強(qiáng)磁通量，對銜鐵產(chǎn)生瞬間強(qiáng)大的沖擊性吸合力，使繼電器動(dòng)作；放電后的貯電電容由電荷供給電路補(bǔ)充電量，以備下次動(dòng)作之需。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器方法，其特征在于電荷供給電路為整 流或倍壓整流電路，當(dāng)靜電貯存電路電荷未充滿時(shí)，從電網(wǎng)取得電荷給予補(bǔ)充，其它時(shí)間無 電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器方法，其特征在于靜電貯存在高耐壓 小容量的電容內(nèi)。
4. ，根據(jù)權(quán)利要求書1所述的靜電驅(qū)動(dòng)繼電器方法，其特征在于泄放開關(guān)為電子開關(guān) 或繼電器的常開觸點(diǎn)。
5. —種由靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)，包括靜電驅(qū)動(dòng)繼電器和機(jī)械開關(guān)，其特征在于所述 靜電驅(qū)動(dòng)繼電器由靜電驅(qū)動(dòng)電路、線包和銜鐵組成，所述機(jī)械開關(guān)為普通家電用推推式電 源開關(guān)，銜鐵與推推開關(guān)尾部相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書1和5所述由靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)，其特征在于所述線包內(nèi)產(chǎn)生 的瞬間強(qiáng)磁通對銜鐵產(chǎn)生瞬間強(qiáng)拉力，銜鐵拉動(dòng)推推開關(guān)的推桿尾部使開關(guān)實(shí)現(xiàn)開和關(guān)的 動(dòng)作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求書5和6所述由靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)所述推推開關(guān)還裝有開關(guān)狀態(tài) 傳感器，對其開或關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢測，以實(shí)現(xiàn)掉電或電壓異常時(shí)自動(dòng)關(guān)斷推推開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求書5、6和7所述由靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)，其特征在于機(jī)械開關(guān)為機(jī)械自鎖型繼電器。
9. 一種由靜電驅(qū)動(dòng)的繼電器和電自鎖電路，包括靜電驅(qū)動(dòng)的繼電器和由繼電器供電的設(shè)備反饋電流電路，其特征在于所述由繼電器供電的設(shè)備反饋電流由該設(shè)備得電后產(chǎn)生， 所述反饋電流加在所述繼電器線包，使繼電器保持吸合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種由靜電驅(qū)動(dòng)繼電器的方法，包括電荷提供、靜電貯存、泄放開關(guān)、脈沖控制電路及繼電器，其特征在于整個(gè)電路待機(jī)電流為零，具備靜電特有的高電壓、低電量的特性；利用靜電放電時(shí)時(shí)間短、功率大、能量小，在線包內(nèi)產(chǎn)生的瞬時(shí)磁通量大的原理，使銜鐵受線圈產(chǎn)生的短暫的強(qiáng)大的吸合力而動(dòng)作，本發(fā)明同時(shí)還公開了一種由靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)，所述靜電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械開關(guān)也工作在零電流待機(jī)狀態(tài)。
文檔編號H01H59/00GK101714480SQ20091022225
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者袁欲曉, 袁龍 申請人:袁欲曉;袁龍