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用于在包含致动器、传感器和/或负载的电气装置中,尤其是家用电器中控制这些部件的方法和电路布置

摘要

根据本发明,可以实现对电器设备中的电致动器和/或传感器和/或用户(V1,V2,V3)的安全控制,其中,控制对应于AND链路工作的至少两个开关体(SW1,SW2),以借助双稳态控制体(SG1,SG2)有效开关所述电致动器和/或传感器和/或用户(V1,V2,V3),通过供应连续信号(DS)和供应连续信号(DS)期间所供应的脉冲信号(IS),使其处于有效切换开关体(SW1,SW2)的激活状态(置位状态),仅通过切断所述连续信号(DS)才能使其进入断开状态(复位状态),其中,ST为控制器,SG1、SG2为双稳态控制体,RE为继电器驱动器。

著录项

  • 公开/公告号CN101535708A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-09-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 BSH博世和西门子家用器具有限公司;

    申请/专利号CN200780041637.3

  • 发明设计人 H·G·阿尔巴伊拉克;G·萨特勒;

    申请日2007-10-31

  • 分类号F16P3/08(20060101);G05B9/03(20060101);H01H47/00(20060101);D06F37/42(20060101);

  • 代理机构72002 永新专利商标代理有限公司;

  • 代理人陈松涛;王英

  • 地址 德国慕尼黑

  • 入库时间 2023-12-17 22:40:15

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-07-01

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G05B9/03 变更前: 变更后: 申请日:20071031

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2013-07-17

    授权

    授权

  • 2009-11-11

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2009-09-16

    公开

    公开

说明书

本发明涉及一种方法和电路布置,用于对包含致动器、传感器和/或负 载的电气设备中,尤其是家用电器中的这些部件进行安全控制,该电路布 置具有至少两个对应的开关体,所述开关体根据与逻辑门工作,以通过作 用于开关体上的控制信号有效地开关所述致动器、传感器或负载。

在电气设备中,可能必须以特定方式监测是否采取了特定操作状态。 这种操作状态例如是在打开这种设备的门,例如尤其是在打开电操作洗衣 机或电操作转筒式干燥机的门之后安全地关闭致动器、传感器或负载,以 及在再次关闭门之后保持关闭状态,并在响应于用户请求通过调度而可以 允许重新开通致动器、传感器或负载之前保持在这种状态下。在诸如家用 电器的电气设备的电子控制器中,例如所谓的保护电子电路-也称为PEC- 中,通常会防止这些类型的临界设备状态。通常使用软件来确保不发生这 种临界电器状态。于是软件本身成为PEC的部件。不过,必须在较为复杂 的方法和测试中证明软件能正常工作。因此非常希望能避免这种工作或至 少减少工作量。

已知一种具有两个串联的晶体管的电子开关,该电子开关例如用于接 通控制声音复现装置中的音量的电动机(DE3517030A1)。对于这种已 知的电子开关而言,解除两个已知晶体管的基极的耦合,使得开关电流到 达两个基极,但是在一个晶体管的低电阻桥接不允许时,另一晶体管不会 变为导电的。这防止了在一个晶体管的电极短路期间整个开关变为导通。 不过,这种已知的开关不适于以上述方式使用。

已知还有另一种所谓的冗余安全开关装置,用于切换负载(EP 1 131 684 B1=DE 699 05 751 T2)。这种已知的安全开关装置包含一种电路布置,其 中有通过两个串联连接的开关而处于电源电压下的负载。与连接到电源电 压源的一个极的一个开关并行切换电阻。连接到该电阻器的是误差检测器, 其能够根据相关电阻器处的电压降来判断两个开关是否工作正常或(如果 必要)两个开关中的哪个工作不正常,即短路或断路。于是,利用相关的 公知安全开关装置,开关的控制设施在去激活期间是故障安全或工作安全 的。换言之,这意味着该公知安全开关装置涉及到在开关和控制器发生错 误时安全地切断负载。为此,所述控制器包括排序装置,在激活时,该排 序装置首先将具体而言为脉冲信号的第一控制信号切换到第一控制输出 端,该第一控制输出端控制着未与所述电阻器并行切换的一个开关,之后 特定时间段后,向第二控制输出端馈送具体而言为直流信号的第二控制信 号,这样做表示其以闭合的方式来控制第二开关。这样就能够监测两个开 关的功能完整性。

于是,在每种情况下,如果两个控制信号中的至少一个出现故障,都 会从电源电压断开前述负载的连接。在这种情况下,也就是断开了由两个 所述开关定义的开关路径。然而,相关已知安全开关装置不适于控制信号 相关的开关路径的直通以及随后仅通过切断所述连续信号来中断开关路 径,控制信号中一个是脉冲信号,另一个是连续信号。

已知还有一种安全开关装置,用于控制机动车的电子控制制动系统的 安全继电器(DE 39 24 988)。该公知电路布置具有至少两个与其开关路径 串联的晶体管以及测试电路,在发生误差类型或错误时其使晶体管截止。 每隔一定时间,例如每次打开机动车引擎的点火装置时,检查晶体管和测 试电路的功能能力。晶体管或测试电路之一的故障会导致安全继电器被切 断。不过,相关的已知安全设置不适于通过控制信号(其一为脉冲信号, 另一个为连续信号)对所述开关路径进行安全直通开关以及随后仅通过切 断所述连续信号来进行中断,因为在相关公知安全电路布置中,两个所述 信号是相似类型的信号。

最后,已经提出了一种方法和电路布置(DE 10 2005 034 911.0)用 于对包含致动器、传感器或负载的电气设备,尤其是对家用电器中的致动 器、传感器或负载进行安全控制,其具有控制器,仅在相关电气设备工作 正常时才从控制器额外发出表示特定特征的特殊信号或脉冲序列,且监测 该特殊信号或脉冲序列的发生。在这种情况下,仅当在相关控制器的输出 侧上判定有表示特定特征的特殊信号或脉冲序列时,才使相关致动器和/或 传感器和/或负载能够接收或执行控制器馈送给它们的控制信号。这确实能 够保证家用电器的高等级的安全性;不过,不能利用连续信号和脉冲信号, 即单个脉冲来操作该方法和该电路布置。

本发明的基本目的是展示一种方式,在这种方式中,利用开篇给出的 类型的方法和电路布置可以用尤其简单但仍有效的方式借助开关体安全控 制致动器和/或传感器和/或负载,使得要将它们切换成活动状态需要两种 不同信号,且仅缺少两种控制信号中的特定控制信号导致它们被切换成不 活动状态且保持不活动状态。

通过上文给出类型的方法创造性地实现上述目的,方式如下:向对应 于开关体的数量的若干双稳态控制体发出连续信号和脉冲信号作为控制信 号,仅通过发出所述连续信号并发出在发出连续信号期间发生的所述脉冲 信号使其进入导通状态,在导通状态下将所述开关体切换成活动状态,仅 通过切断所述连续信号来使其进入切断状态并即使在再次发出相关连续信 号时也保持该切断状态,在切断状态中,断开所述开关体。

本发明的优点在于,需要彼此独立发生的两个控制信号来对设备,尤 其是家用电器的致动器和/或传感器和/或电负载进行安全控制。仅在正确 发出两个控制信号,即连续信号和脉冲信号时,才允许接通所提供的双稳 态控制体,由此安全且有效地开关致动器和/或传感器和/或负载。为了再 次有效而安全地关闭相关致动器、传感器或负载并使其保持关闭状态,仅 仅切断所述连续信号就足够了。即,重新仅发出连续信号将不会导致双稳 态控制元件的任何重新接通。这意味着,利用根据本发明的方法,将满足 上述PEC必需满足的条件。

有利地,监测脉冲信号的发出情况,仅在以低于定义时长的时长发出 脉冲信号且存在所述连续信号时,才有效开关所述致动器、传感器或电负 载。这样做的优点是可以监测出脉冲信号,尤其是连续信号的不正常发出 并判定为故障。

优选地,监测连续信号是否正确发出或是否存在。这样做的优点是可 以容易地通过所述连续信号检测出相应双稳态控制体的不正确激活。

优选地,还监测两个双稳态控制元件发出的输出信号是否是正确发出 的。这样就以有利方式使得相关双稳态控制元件能够也包括在功能监测中。

依照根据本发明的方法的另一有利的实施例,在控制器中监测脉冲信 号、连续信号和双稳态开关体的输出信号的发出情况,通过监测,仅在双 稳态开关体的脉冲信号、连续信号和输出信号正确产生时,才有效控制致 动器、传感器和/或负载。这样产生了非常有效监测所述信号的优点。利用 同一监测装置可以监测相关信号的正确产生。

根据本发明,进一步由用于执行根据本发明的方法的电路布置来实现 上述目的,该电路布置用于对尤其是家用电器中的电致动器、传感器和/或 负载进行安全控制,其特征在于根据与逻辑门操作的至少两个对应开关体, 用于通过作用于开关体上的控制信号而有效开关所述致动器、传感器和/或 负载。根据本发明,该电路布置的特征在于,为了发出控制信号,提供连 续信号发出装置和脉冲信号发出装置,其在对应于开关体的数量的若干双 稳态控制元件处允许发出连续信号或脉冲信号,且通过发出所述连续信号 并在发出相关连续信号的同时发出所述脉冲信号,能够使双稳态控制元件 保持在接通状态,在该状态下能够有效开关开关体,且仅通过切断所述连 续信号就可以将其置于切断状态,在该状态下有效断开开关体并且即使在 重新发出相关连续信号时也保持在该切断状态。

这样获得的优点是,用于有效激活所述开关体并由此激活致动器和/或 传感器和/或负载的总电路成本较低。此外,电路成本较低确保了如下效果: 仅在以指定定义顺序发出连续信号和脉冲信号时才能够有效开关相关开关 体并从而开关所述致动器、传感器和/或负载,在切断所述连续信号之后, 它们进入切断状态并保持在该状态,即,仅通过发出相关连续信号不能再 次有效开关它们。于是,本发明的电路布置满足本文开始时定义的对保护 电子电路(PEC)提出的条件。

本发明对两个开关体进行的与操作具体而言由这些开关体的串联来代 表。该串联连接必须仅在所需与逻辑门的意义上提供期望功能,未必意味 着在空间上两个开关体彼此靠近。不过,对于相应开关布置的建设性布局 而言,这种邻近可能是有利的。

根据本文所述发明的开关装置的有利发展,提供脉冲信号监测装置, 可以以如下方式通过其对脉冲信号进行监测,使得仅在以低于定义时长的 时长发出脉冲信号且存在所述连续信号时,才能够有效开关电路元件。通 过这种方式,如果在发出脉冲信号期间有错误,可以用尤其简单的方式抑 制所述电路元件的有效开关。

有利地,还提供了连续信号监测装置,其监测连续信号发出装置发出 的连续信号是否是正常发出的。通过对连续信号的发出进行这种监测,进 一步有利地提高了有效开关所述电路元件的安全性。

优选地,在输出侧将双稳态开关体连接到监测装置,该监测装置监测 在每种情况下由相关控制元件发出的输出信号的发出情况。这种措施意味 着将双稳态控制元件有利地包括在信号监测中,使得仅在双稳态控制元件 也发出正确输出信号时才能进行所述开关体的有效控制。

优选地,上述监测装置包含在公共控制器中,该控制器优选是具有相 关软件的微型计算机和微控制器或由后者实现。这样带来的优点是警报监 测装置的电路成本尤其低。

依照根据本发明的另一有利的实施例,由所述电气设备的门开关触点 形成连续信号发出装置,由可以独立于门开关触点致动的按钮形成脉冲信 号发出装置。在有效开关所述电路元件方面,独立致动门开关触点和按钮 确保了非常高级别的安全性。

有利地,电致动器和/或传感器和/或负载与开关体一起连接到继电器 电路,继电器电路能够被控制器控制,控制器优选是前述控制器。这一措 施带来的好处是简单地使电致动器和/或传感器和/或负载与开关装置和控 制器电隔离。出于安全的原因,这种电隔离常常是合乎需要的或必需的, 因为致动器、传感器或负载通常工作在例如230V的较高AC电源电压下, 不能与其工作于例如+5V的较低电压的激活电路有任何导电连接。

优选地,每个电致动器、传感器和/或负载属于独立的继电器。这样产 生的优点是激活相应电致动器、传感器和/或负载尤其简单。

为了将开关体连接到继电器电路,优选提供两个不同的电路选择。根 据一种电路选择,将开关体连接到电源电路,所述电源电路共同连接到与 电致动器和/或传感器和/或负载相关联的继电器。根据另一种电路选择, 将开关体共同连接到相关电致动器、传感器和/或负载的继电器的触点并与 相关电致动器、传感器和/或负载的电源电路中的这些触点一起设置。在两 种情况下,都获得了如下优点:用于由包括继电器电路的所述开关体激活 电致动器、传感器和/或负载的电路技术中的成本非常低。

双稳态控制元件优选均由诸如双稳态触发器或双稳态电子部件的双稳 态电路元件形成。这样做的优点是,对于实现双稳态控制体而言,电路技 术中的成本非常低。

优选地,双稳态控制体均由半导体元件构成。开关体优选由半导体元 件形成。这样获得的优点是非常容易制造双稳态控制体和开关体。

下面将根据参考附图的实施例更详细地解释本发明。

附图示出了:

图1,根据本发明第一实施例的电路布置的基本布局的示意电路图,

图2,根据本发明第二实施例的图1所示电路布置的变型的示意电路图,

图3,根据图1和2的电路布置中所用的双稳态控制元件的可能布局的 示意电路图,以及

图4,根据图1和2的电路布置中所提供的双稳态控制元件的另一可能 布局的示意电路图。

在更详细地解释附图之前,应当指出,在所有附图中彼此对应的元件 是用相同附图标记标识的。

图1中所示的电路布置用于保证对图1中标记为V1、V2和V3的电致 动器和/或传感器和/或负载进行控制。致动器例如可以是电气设备,尤其 是家用电器中的断路开关、逆流继电器等。所述电传感器例如可以是尤其 是在电操作家用器具中设置的温度传感器、填充水平或水位传感器等。所 述电负载例如可以是类似地包含在电操作家用器具中的电动机、发热电阻 器等。

如下文将更明白阐述的,借助作用在开关体SW1和SW2上的控制信号, 由根据相应与逻辑门操作的至少两个开关体SW1和SW2激活电致动器和/或 传感器和/或负载V1、V2、V3。从图1可以看出,例如可以由半导体开关实 现两个开关体SW1和SW2,它们是在其开关路径上被串联开关的。在这种情 况下,相关串联电路的开关体SW1以其一个开关路径连接到分别为相应致 动器或传感器或负载V1、V2、V3提供的电磁继电器的继电器绕组RW1、RW2 和RW3。属于继电器绕组RW1、RW2和RW3中的每个的是动合触点K1、K2或 K3,相应电致动器、传感器或负载V1、V2、V3的相应一端通过动合触点连 接到公共电路点N,电路点N例如可以承载230V的50HzAC电源电压。在这 种情况下,电致动器、传感器和/或负载V1、V2、V3的另一端例如处于体 块(mass)电势或地电势。

上述继电器绕组RW1、RW2、RW3以其尚未提及的端部连接到继电器驱 动器RE的输出侧,这里未更加详细地示出继电器驱动器RE的结构。例如 可以用个体控制晶体管实现该继电器驱动器RE,其开关路径分别与上述继 电器绕组RW1、RW2或RW3连接,其控制电极共同与图1所示的继电器驱动 器RE的输入端相连接。继电器驱动器RE的相关输入端连接到控制器ST的 输出端EA3,下面将会更详细地讨论该控制器ST。上述控制晶体管可以连 接到它们的开关路径电极,开关路径电极未连接到继电器绕组RW1、RW2或 RW3,例如连接到电路中承载+5V直流电压的点。

在图1所示的电路布置中,由两个开关体SW1和SW2构成的串联电路 中的开关体SW2以其一个开关路径连接连接到触点TK的端子,该触点TK 代表连续信号发出装置,其另一端子接地或体块。该触点TK例如可以是电 操作洗衣机或电操作转筒式干燥机的门触点,在门关闭时该触点是闭合的, 且在这种状况下发出连续信号(体块或地电势)。然后该连续信号DS位于 开关体SW2的下端;如果致动,即闭合了对应于与逻辑门的两个开关体SW1 和SW2,仅在此时该连续信号能够激励上文所述的继电器绕组RW1、RW2和 RW3。不过此时并非这种情况。

开关体SW1和SW2以其激励输入端连接到两个双稳态控制体SG1或SG2 的输出端AS1或AS2。通常以对应于开关体SW1、SW2数量的数量提供这些 双稳态控制体SG1和SG2。如上所述,该数量等于至少两个,在该范例中也 是两个。

图1中所示的双稳态控制体SG1和SG2均在其输入侧具有两个控制输 入端。双稳态控制体SG1具有两个控制输入端E11和E21,双稳态控制体 SG2具有两个控制输入端E12和E22。两个双稳态控制体SG1和SG2的两个 控制输入端E21和E22连接到其中使用整个电路布置的电气设备的前述门 触点TK,其代表连续信号发出装置。两个双稳态控制体SG1和SG2的其他 两个控制输入端E11和E12连接到脉冲信号发出装置TA,根据图1是由按 钮TA实现的该装置,两个双稳态控制体SG1和SG2的相关控制输入端E11 和E12经由该按钮连接到可以传导例如+2.7V电压的电路点U。在这种情况 下,能够独立于前述门触点TK致动该相关按钮TA,自然,该按钮也是独立 于门触点设置的。通过致动按钮TA,以单个例如+2.7V电压脉冲的形式发 出脉冲信号IS。于是,该脉冲信号涉及单个脉冲,如果正确操作了按钮TA, 该单个脉冲具有所定义时长以下的特定时长。

被致动时发出所述脉冲信号的按钮TA以及在其闭合状态下发出所述连 续信号DS的门触点TK被连接到前述控制器ST的输入端子EA1或EA2,控 制器ST例如可以是具有其自身软件的微控制器。在该控制器ST中,监测 脉冲信号IS和连续信号DS是否正确发生。对于脉冲信号IS而言,监测其 是否以所定义时长以下的时长发生,对于连续信号DS,监测其是否发生。 监测脉冲信号IS从而能判断按钮TA是否在正确工作,作为错误的结果是 根本不提供任何脉冲信号IS或者也是连续信号,例如因为公知的冻结 (freezing)。

前述控制器ST具有另外两个输入端子,被标示为RK1和RK2。在这些 输入端子中,输入端子RK1连接到双稳态控制体SG1的输出端子AS1,AS1 连接到上述开关体SW1的激励输入端。控制器ST的另一输入端子RK2连接 到双稳态控制体SG2的输出端子AS2,AS2连接到开关体SW2的激励输入端。 双稳态控制体SG1的输出端子AS1和双稳态控制体SG2的输出端子AS2与 控制器ST的前述输入端子RK1或RK2之间的连接代表所谓的返回通道连接, 控制器ST通过该返回通道连接监测两个双稳态控制体SG1或SG2的所述输 出端子AS1和AS2处是否发生输出信号。由形成控制器ST的部分的监测装 置像监测控制器ST的输入端子EA1和EA2处发生的信号那样进行这种监测。 不过,可以由特别由微控制器利用其自己的软件形成的控制器ST中的软件 来实现这些监测装置。

既然已经为了理解上文披露的信息充分解释了图1中所示的电路布置 结构,现在将更详细地考虑该电路布置的操作方法。令初始假设如下:门 触点TK和按钮TA都断开。在这种情况下,整个电路布置处于空闲或初始 状态,在这种状态下,双稳态控制体SG1、SG2处于其关闭或复位状态,开 关体SW1和SW2断开,且没有向电致动器和/或传感器和/或负载V1、V2、 V3供电。

如果现在致动按钮TA,则向双稳态控制体SG1和SG2以及控制器ST施 加脉冲信号IS,不过这样不会带来任何其他效果。图示的电路布置仍保持 其前述空闲或初始状态。即使一开始仅闭合门触点TK且保持闭合,图1中 所示的电路布置的空闲或初始状态也保持不变。然而,如果在门关闭的情 况下再致动按钮TA-这样就充当了启动铵钮,于是就发出了脉冲信号IS, 两个双稳态控制体SG1和SG2就进入相应的导通或设置状态。从而实现了 重新单次或多次致动按钮TA也不会对双稳态控制体SG1和SG2的状态有额 外效果。

在现在达到的设置状态下,两个双稳态控制体SG1和SG2在每种情况 下都从它们的输出端子AS1或AS2输出这种输出信号,例如对应于二元信 号“1”的(例如)+2.7V的输出信号,从而通过闭合其控制输入端将开关 体SW1或SW2连接到其相应的输出端子AS1或AS2。这意味着,如果从控制 器ST的输出端子EA3为继电器驱动器RE在其输入侧供应表示监测信号正 确状态的控制信号(例如二元信号“1”),继电器绕组RW1、RW2和RW3连 接到开关体SW1和SW2的串联电路的端部现在从闭合的控制触点TK获得体 块或地电势,并进入其激励状态。激励继电器绕组RW1、RW2和RW3的结果 是,与这些绕组相关联的继电器触点K1、K2或K3闭合,于是将来自开关 点N的电源电压施加到电致动器和/或传感器和/或负载V1、V2和V3。这样 就将激活相关致动器、传感器或负载V1、V2、V3。

如果现在再次断开门触点TK,就停止经由该控制触点TK发出连续信号 DS,即地或体块电势。这样做的唯一结果是,继电器电路的继电器绕组RW1、 RW2和RW3被去激励,但最重要的是,双稳态控制体SG1、SG2也返回其切 断或复位状态,在这种状态下,开关体SW1和SW2的开关路径再次断开。 继电器触点K1、K2和K3现在被断开的结果是电致动器和/或传感器和/或 负载V1、V2、V3再次与电路点N处的电源电压断开连接,从而被去激活。

重新激活-无论是有意还是无意-门触点TK不能导致刚激活的电致动 器、传感器或负载V1、V2和V3的任何重新激活,也不会导致任何这种激 活。实际上,仅仅由闭合的门触点TK提供连续信号DS不会使双稳态控制 体SG1和SG2返回它们的导通或设置状态。相反,这需要由将被再次致动 的按钮TA额外发出所定义时长的脉冲信号IS。然而,在未致动该按钮TA 时,双稳态控制体SG1和SG2保持处于其切断或复位状态,于是不能激活 电致动器、传感器或负载V1、V2、V3。

尽管在图1中所示的电路布置中,开关体SW1、SW2共同连接到与电致 动器和/或传感器和/或负载V1、V2、V3相关联的继电器的供电电路,更精 确地讲,连接到它们的继电器绕组RW1、RW2和RW3,但图2示出了开关体 SW1、SW2到相关继电器的连接的变型。根据图2,开关体SW1、SW2实际上 共同连接到继电器的继电器触点K1、K2、K3或与电致动器、传感器或负载 V1、V2、V3相关联且与相关致动器、传感器或负载V1、V2、V3的电路中的 这些触点一起设置的继电器绕组RW1、RW2、RW3。相对于图1中所示的电路 布置而言,这意味着,继电器绕组RW1、RW2、RW3的未连接到继电器驱动 器RE的那些末端直接连接到控制触点TK,两个开关装置SW1和SW2的串联 电路被插入到继电器触点K1、K2、K3的公共连接点和传导电源电压的电路 点N之间的连接线中。图2中所示的电路布置的其余结构完全对应于图1 中所示的电路布置,因此这里不再更详细地解释该电路结构。对于双稳态 控制体SG1和SG2从切断或复位状态进入其导通或设置状态,对于电致动 器、传感器或负载V1、V2、V3的激活/去激活切换,图2中所示的电路布 置的操作方法完全对应于图1中所示的电路布置的操作方法。因此,这里 可以省去对图2所示电路布置的操作方法的单独解释。

下文解释根据图1和2提供的电路布置中的双稳态控制体SG1和SG2 的两种可能的实现形式。由于这些双稳态控制体SG1和SG2构造可以相同 且通常也是以相同方式构造的,所以参考图3和4仅更详细描述双稳态控 制体SG1的一种可能结构。

根据图3,双稳态控制体SG1包含双稳态触发器KS,KS优选是D型双 稳态触发器,例如,由名称为74LVC1G74的双稳态触发器实现。该双稳态 触发器GS特征为输入端子或数据端子D,其经由非门或NOT元件NG连接到 双稳态触发器SG1的输入端子E21,从而向其馈送根据图1和2的连续信号 DS。此外,该相关双稳态触发器KS的特征是复位输入端R,在目前的情况 下该复位输入端R连接到双稳态控制体SG1的输入端子E21。此外,该双稳 态触发器KS的特征为时钟输入端C,其连接到双稳态控制体SG1的输入端 子E11,即被馈送根据图1和2的脉冲信号的控制输入端。在双稳态触发器 KS的输出侧有两个输出端Q和Q,在目前的情况下输出端Q连接到双稳态 控制体SG1的输出端子AS1。

下面简述图3所示的双稳态控制体SG1的操作方法。在输入端子E11 处仅供应一种信号—在目前的情况下是如图1所示的脉冲信号IS,从而在 双稳态触发器KS的时钟输入端C仅输入该信号,仅可导致根据双稳态控制 体SG的输入端子E21处的输入信号设置该同一双稳态触发器。如果未给该 输入端子E21供应对应于二元信号“0”-连续信号DS的体块或地电势,由 于根据图1或根据图2的电路布置的门触点TK仍然断开,在这种情况下将 为双稳态控制体SG1中的双稳态触发器KS的复位输入端D供应对应于二元 信号“1”的电势,并将为相关双稳态触发器KS的输入端馈送对应于二元 信号“0”的电势。如果双稳态触发器KS不是已经处于其复位状态,则通 过该二元信号使其进入该复位状态。在这种情况下,双稳态触发器KS从其 输出端Q输出对应于二元信号“1”的输出信号,从其输出端Q输出对应于 二元信号“0”的输出信号。

不过,如果在双稳态触发器KS的前述复位状态下,仅为双稳态控制体 SG1的输入端子E21以连续信号DS的形式供应对应于二元信号“0”的体块 或地电势,那么在双稳态触发器KS的输入或数据端子D会有对应于二元信 号“1”的信号,在该触发器KS的复位输入端R处有对应于二元信号“0” 的电势。不过,仅仅这样不会对双稳态触发器KS的设置状态有任何影响。 只是在现在,即在发出所述连续信号DS期间,在双稳态控制体SG1的输入 端子E11,从而在双稳态触发器KS的时钟输入端T处产生脉冲信号IS(“1”), 其设置状态变为置位状态,在该状态下,从该双稳态触发器KS的输出端子 Q发出对应于二元信号“1”的输出信号,导致相关开关体SW1的闭合。随 后在输入端子E11再次出现单个或多个所述脉冲信号IS不会改变双稳态触 发器KS所达到的设置状态。仅在供应给输入端子E21的连续信号DS(“0”) 再次消失时,才会给双稳态触发器KS的复位输入端R供应对应于二元信号 “1”的信号,结果,即使在没有脉冲信号IS,且其时钟输入端C处也没有 时钟信号的情况下该双稳态触发器KS也返回其复位状态,在该状态下,从 其输出端子Q发出对应于二元信号“1”的电势,从其输出端子Q发出对应 于二元信号“0”的电势,结果再次断开相关的开关体SW1。

如果接下来仅仅再次为输入端子E21供应连续信号(“0”),这对双稳 态触发器KS的设置状态没有影响—其保持其复位状态。于是,该电路布置 也满足如从本文开始所述的对受保护电路(PEC)的要求。

图4中所示的双稳态控制体SG1的实现形式示出了由两个彼此耦合的 双极晶体管(即npn导电类型的晶体管T1和pnp导电类型的晶体管T2)构 成的晶闸管等效电路。在该图中,晶体管T1以其基极连接到晶体管T2的 集电极,晶体管T2又以其基极连接到晶体管T1的集电极。晶体管T1的集 电极和晶体管T2的基极的公共连接点经过由欧姆电阻器R1和电容器C2构 成的串联RC元件连接到双稳态控制体SG1的输入端子E11。此外,刚刚提 到的晶体管T1的集电极和晶体管T2的基极之间的公共连接点经由欧姆电 阻器R2连接到承载例如+5V正向电源电压的电路点+UB,晶体管T2的发射 极也连接到该电路点。晶体管T1的基极和晶体管T2的集电极之间的公共 连接点一方面通过欧姆电阻器R连接到输入端子E21,另一方面,如果必要 的话直接连接到双稳态控制体SG1的输出端子AS1。最后,晶体管T1的发 射极也连接到双稳态控制体SG1的输入端子E21。

下文简述图4中所示的双稳态控制体SG1的电路布置的操作方法。如 已经参考图1和2所述,如果向图4中所示的双稳态控制体SG1的输入端 子E11馈送一个或多个脉冲信号IS,在未给双稳态控制体SG1的输入端子 E21供应任何体块或地电势形式的连续信号DS的情况下,这是没有效果的。 两个晶体管T1和T2所示的等效晶闸管电路保持在其初始状态,在该状态 下两个晶体管T1、T2都不导通。

另一方面,如果没有前述脉冲信号IS,则仅向双稳态控制体的输入端 子E21馈送连续信号DS。如参考图1和2所述,该连续信号DS也不会导致 两个晶体管T1和T2的导电状态发生任何变化。不过,如果将该连续信号 DS,即目前情况下的体块或地电势供应给输入端子E21,且如果同时根据图 1和2为双稳态控制体SG1的输入端子E11供应脉冲信号IS,形成差分元 件的RC元件R1、C1的区分效应导致晶体管T1和T2构成的晶闸管等效电 路在一定程度上被激活。这意味着两个晶体管T1和T2现在进入导通状态, 在该状态下,从晶体管T2的集电极和晶体管T1的基极的公共连接点并从 而从双稳态控制体SG1的输出端子AS1发出对应于电路点+UB处的电势“1” 的对应电势(“1”),结果接通或连通了连接到输出端子AS1的开关体SW1。

最后提到的晶闸管等效电路的该状态以及(因此)开关体SW1的该状 态保持与双稳态控制体SG1的输入端子E11处是否发生其他脉冲信号IS无 关,直到双稳态控制体SG1的端子E21处连续信号(体块或地电势)再次 消失时为止。在这种情况下,两个晶体管T1和T2再次回到它们图4所示 的非导通状态。

在最后提到的该状态下-其中两个晶体管T1和T2均处于非导通状态, 仅仅将连续信号DS,即体块或地电势返回到输入端子E21不会导致两个晶 体管T1和T2回到导通状态。这意味着,该电路布置也满足如从本文开始 所述的对受保护电子电路(PEC)的要求。

最后这里应当指出,也可以用除参考图3和4所述的方式之外的方式 实现双稳态控制体SG1、SG2。于是,如果在以所述方式供应连续信号和脉 冲信号时这些双稳态控制体以上述方式工作,就可以由例如其他双稳态触 发器或普通熄火(quench)晶闸管或三端双向可控硅开关来实现相关的双 稳态控制体SG1、SG2。

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附图标记列表

AS1、AS2               输出端子

C                      时钟输入端

C1                     电容器

D                      输入或数据端子

DS                     连续信号

E11、E12、E21、E22     输入端子

EA1、EA2               输入端子

EA3                    输出端子

IS                     脉冲信号

K1、K2、K3             继电器触点

KS                     双稳态触发器

N                      电路点

NG                     非门或NOT元件

Q,Q                   输出端子

R                      复位输入端

R1、R2、R3             欧姆电阻器

RE                     继电器驱动器

RK1、RK2               输入端子

RW1、RW2、RW3          继电器绕组

SG1、SG2               双稳态控制体

ST                     控制器

SW1、SW2               开关装置

T                      时钟输入端

T1、T2                 晶体管、双极晶体管

TA                     脉冲信号发出装置

TK                     连续信号发出装置、门触点

U                      电路点

+UB                    电路点

V1、V2、V3             电致动器和/或传感器和/或负载

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