[发明专利]脉冲控制装置

说明书

脉冲控制装置10包括：开关输出单元100，其根据直流输入电压Vi产生脉冲输出电压Vo，并将脉冲输出电压Vo提供给负载(例如，机械继电器20的继电器线圈21)；低通滤波器单元300，其接收脉冲输出电压Vo的反馈输入并产生反馈电压Vfb；以及输出反馈控制单元200，其接收反馈电压Vfb的输入并控制开关输出单元100，使得脉冲输出电压Vo的平均值变得恒定。低通滤波器单元300可以被配置为没有线圈。

技术领域

本文公开的发明涉及一种脉冲控制装置。

背景技术

传统上，机械继电器(电动机械开关)广泛用作各种电气设备(家用设备、工业设备、运输设备、农业设备等)中的隔离开关。

图22是示出作为传统示例的设置有机械继电器的电气设备的图。在该传统示例的电气设备X中，使用开关X10接通和断开线圈电流导致驱动机械继电器X20打开和关闭。然而，不便的是，对于该传统示例的配置，直流输入电压Vi直接施加到继电器线圈X21，这要求可以根据直流输入电压Vi的电压值(例如，DC 6V，DC 12V，DC 24V或DC 48V)改变继电器线圈X21的直径和匝数。这在成本和管理方面造成问题。

在下面标识的专利文献1至4中可以看到与刚刚讨论的内容相关的传统技术的示例。

专利文献1中公开的控制流程可以总结如下：(1)产生脉冲电压并将其馈送到开关装置；(2)对于每个周期，预先设定脉冲电压的脉冲宽度和周期，使得线圈电流中的最大值超过工作电流值，另外最小值不下降到低于恢复电流值；以及(3)设置再生二极管，使得即使在脉冲电压的关闭期间，线圈电流也逐渐减小。

根据这种使用开放式控制的技术，脉冲电压的脉冲宽度和周期是恒定的。因此，开关控制电路和开关装置的特性的变化倾向于引起脉冲电压的变化。

专利文献2中公开的控制流程可以总结如下：(1)增加输入电压，同时进行监测；(2)当输入电压上升而达到低端(low-side)参考电压时，开关装置接通以开始模拟控制；(3)当输入电压进一步上升而达到高端(high-side)参考电压时，PWM(脉冲宽度调制)控制接管以降低功耗；以及(4)无论是模拟控制还是PWM控制，如果输入电压高于过激励电压值，则降低输出直到输入电压接近恢复电压值。

根据该技术，驱动电路设置有两个输出端子，根据输入电压(直流电压)的监测结果交替地选择其中一个输出端子，以在模拟控制和PWM控制之间切换。此外，这里还设置了再生二极管。

专利文献3中公开的控制流程可以总结如下：(1)通过继电器控制电路接通开关装置以使线圈电流通过；(2)当线圈电流达到过激励电压值并且继电器闭合并接通时，开始PWM控制，使得线圈电流不下降到低于保持电流值；这里，在开关装置的断开期间，再生二极管使线圈电流缓慢地减小；以及(3)当线圈电流下降到低于保持电流值时，继电器打开并断开。

根据该技术，通过对驱动信号的PWM控制(通过脉冲施加)，减小了继电器的接通状态期间的线圈电流。然而，不便的是，太高的开关频率导致需要处理发热；相反，太低的开关频率可能落在人类可听频率范围内，从而引起可听见的噪声。

专利文献4中公开的控制流程可以总结如下：(1)将可变电压调节器的直流输出电压设定为过激励电压值；(2)通过继电器控制电路接通开关装置，以使过激励电流通过继电器线圈，并由此接通继电器；(3)将可变电压调节器的直流输出电压降低到保持电压值；(4)断开开关装置以切断线圈电流，并由此断开继电器。

根据该技术，通过设置在继电器线圈之前的级中的可变电压调节器控制线圈电流，从而减少由高频驱动引起的发热。这里，不需要再生二极管。然而，不便的是，接收直流输出电压的反馈输入以执行输出反馈控制的可变电压调节器需要设置有平滑滤波器。因此，需要相应更多数量的部件。

现有技术文献

专利文献