[发明专利]致动器系统

说明书

本发明涉及包含线性致动器、控制器、电源和操作单元的致动器系统。

具有电驱动线性致动器的致动器系统广泛用于可调节家具领域内，诸如例如，可调节桌、可调节床和椅。电驱动线性致动器还被用于很多其它的工业产品中，其中电驱动线性致动器有利地集成到机械结构中，以用于调节机械可移动的部件。包含活塞杆的线性致动器(例如WO02/29284A1LinakA/S中描述的类型的致动器)很好地适合该任务。该类型的线性致动器包含具有轴螺母(spindlenut)的轴。该轴经由传动装置由可反转的电动马达驱动。当轴被驱动时，轴螺母根据电动马达旋转的方向在向内或者向外的方向上移动。线性致动器是单独的产品，其中轴、传动装置和电动马达被封闭在外壳内。外壳通常由马达外壳和外管(outertube)组成。内管被紧固到轴螺母。随着轴螺母在轴上进出移动，内管同时进出外管地移位。线性致动器还可以被设计为升降柱(liftingcolumn)，如在LinakA/S的WO2004/100632A1中所描述的。

通常经由变换器从主电源(mains)为致动器系统供电，该变换器适于将来自主电源的交流电压变换为合适电压电平的直流电压。基于变压器的变换器已被使用了数十年，但近年来对节能变换器和低待机功耗的关注已将注意力越来越引向开关模式电源的使用，所述开关模式电源的使用在相对较低的变换损失、而且在构造更紧凑、并且因此不占据那么大的空间上均具有明显的优点。然而，开关模式电源制造更昂贵，并且还具有以下缺点：由于其操作模式(通过该操作模式，它们以小的包(packet)切换变换的电力)，它们会产生电噪声，该电噪声对于连接到主电源的其它电子设备会是干扰的。致动器的DC马达也促成噪声，因为换向器同样为电枢绕组切换电流。因此，有效地防止该电噪声传播回主电源是法定需要。由于要减小的噪声在150kHz至30MHz的频率范围内，所以这通过在开关模式电源的输入处设计合适的低通滤波器来确保。这对仍然应能够从主电源汲取必要的电力的电源提出了要求。

对减小共模噪声(即，发生在参考地的两根输入引线(lead)上的噪声)还存在特别的关注。共模噪声通过在两根输入引线中引入自电感而被减小，所述自电感位于同一芯部。因此，噪声使它本身在线圈中电磁地平衡掉并且因此不传播到主电源。此外，共模线圈具有用于未平衡的噪声的良好的阻尼装置。缺点是共模线圈昂贵且相对庞大，因为这个原因，期望减小或者消除开关模式电源的输入级中的共模噪声的较廉价且较紧凑的问题解决方案。

为理解该发明，相关的是，研究在电源上构造共模滤波器和在电源中放置滤波器的传统方法是有意义的。

电源的输入级可以分成块，每个块具有其自身的功能：第一块，用于连接到主电源，具有消除高频噪声的电容器；另一个块，由共模滤波器组成；第三块，具有整流器电路，以及最后的块，具有用于噪声减小和直流电压的纹波(ripple)减小的电容器。

经由串联地位于输入引线之一上的保险丝来实现到主电源的交流电压的连接。为了限制连接到主电源时的峰值电流，还已与输入引线串联地引入NTC电阻。此后，电容器跨输入引线并联地被插入。根据现有技术，具有两个绕组的共模滤波器按照两个输入引线中的每一个被引导通过公共芯部上的单独的各个自电感的方式插入在该位置处。供电从共模滤波器中的自电感的另一侧被引导到用于交流电压的整流的桥式整流器。连接在来自桥式整流器的输出电压上的电容器平滑该电压以用于进一步供给到开关模式变换器中。

电路内电压和电流的快速计算揭示了桥式整流器的下游电压比输入电压高2的平方根倍。以同样的方式，输出侧的电流比输入侧低2的平方根倍。换句话说，乘积VA(其描述电功率)在级的输入侧与级的输出侧相同。级内的损耗最小，并且因此可以被忽略。

然而，共模线圈的物理尺寸取决于流经线圈的电流，该尺寸与电流的平方成比例地增大。

考虑这些发现，并且在意图解决所概述的问题的情况下，其中在设计用于致动器系统的开关模式电源的上下文中，并且特别在减小输入级中的共模噪声的上下文中，需要更廉价和紧凑的解决方案，这根据本发明来实现，在本发明中共模滤波器被放置在输入级中。

用于致动器系统的电源由用于将交流电压整流为直流电压的整流器电路、用于减小共模噪声的共模滤波器以及用于调控直流电压的开关模式变换器组成，其中共模滤波器被插入到电源中整流器电路与开关模式变换器之间。

更具体地，经由电源的被整流的电压供给来执行共模噪声的滤波。

此外，电源的交流电压输入具有用于噪声减小的电容器。

电源的被整流的电压供给具有用于噪声减小和直流电压纹波减小的电容器。