[发明专利]电子开关

说明书

涉及电气安装技术的电子开关(1)，具有用于连接电压网络的交流电压(U_N)的L相导线的第一接头(A)、用于连接电气负载(L)的第二接头(B)、至少用于负载在接通状态和切断状态之间切换的电子开关装置、用于操控开关装置的电子控制装置(SE)及使用流过负载的负载电流(I_L)用于控制装置的内部自供给电压(U_E)的装置。在第一接头和第二接头之间，在第一电流通路(I₁)中布置开关装置的初级开关(S1)及在与第一电流通路并联布置的第二电流通路(I₂)中布置开关装置的次级开关(S2)。并联于次级开关在第三电流通路(I₃)中布置高阻的开关调节器(SR)。串联于次级开关和开关调节器布置低阻的能量存储器(C)。

技术领域

本发明涉及一种电气安装技术的电子开关，具有用于连接电压网络的交流电压的L相导线的第一电气接头、用于连接电气负载的第二电气接头、至少用于所述负载在接通状态和切断状态之间切换的电子开关装置、用于操控所述开关装置的电子控制装置以及使用流过所述负载的负载电流用于控制装置的内部自供给电压的装置。

背景技术

这种电子开关应尤其旨在作为建筑物电气安装技术中传统机电开关的替代装置。后者通常以双线技术工作，也就是说，它们用于在交流电压网络(在欧洲，例如230V，50Hz)的L相导线/外导线和用于负载的切换导线之间切换。因此，在传统的建筑安装中，在装配现场的开关盒中往往分别只有这两条导线，而没有交流电压网络的N-中性线。在采用这种双线技术的机电开关处于切断状态时，通过负载并由此通过开关的电流为零。与此相对，在接通状态下，开关处的电压为零。因此，这两种状态都为电子开关的必要自供给电压提供了较差的先决条件。就这方面来说，电子开关必须根据待连通负载的负载电流为开关的开关电子设备提供工作直流电压。

就本发明而言，负载的“接通状态”是指至少非常多的电压在负载处，使人察觉负载已接通(也就是说，不一定所有的电压都在负载处)。相应地，就本发明而言，负载的“切断状态”是指流过负载的最大电流使人仍然察觉负载已切断(也就是说，不一定没有电流流过负载)。

已知的是用于双线技术的电子开关，其根据电子调光器的原理借助于相位切割的方式从连接的负载为自己提供电流。在开关的切断状态下，交流输入电压的很大一部分在此过程中在开关处。作为先决条件，连接的负载也必须在切断状态下仍允许低的电流流动(在此过程中无需以人可察觉的方式转换到接通状态)，也就是说，负载不得在切断状态下是理想的高阻的。建筑物中电气安装技术的大多数传统负载通常是这种情况，但是根据负载的类型和大小，即使在切断状态下允许的(以便不被察觉的)电流量也会有很大差异。

虽然较大的白炽灯(阻性负载)在切断状态下可以承受几毫安的电流，而不会造成例如人们可察觉的不期望的发光现象，但是特别对于具有低功率值(10W)的新LED灯(容性负载)，其在切断状态下允许几百微安，可能会发生负面照明情况，例如闪烁和/或闪光。如果开关切断，即尽可能高阻抗，则整个电压尽可能在其上。开关使用其上的电压进行自供电，但电流消耗不得超过流过负载的可能小的允许电流。

如果开关接通，即尽可能低阻抗，则在其处电压下降尽可能地小，以便为负载提供全部功率。为了确保进一步的自供电，开关周期性地短暂切断，其处电压再次(短暂)下降，电流可以被负载再次吸收。在此过程中，切断的时间间隔如此选择，使得人眼无法察觉到负载切断，从而使负载保持在接通状态。

已知电子开关的周期性切断通常以电网电压的每个半波的前沿或后沿相位的方式进行(调光器原理)。该原理在纯阻性负载(负载电流的理想正弦形式)时非常有效，但对于感性或容性负载，存在可能导致干扰并且在极端情况下导致电子开关破坏的缺点。

如果相应的切断没有准确在电流的过零情况下进行，则切断(或例如调光过程中的短期切断)感性负载，例如带变压器的低压卤素照明，可能会产生非常高的过压。在这方面，应将前沿相位原理(Phasen-Anschnitts-Prinzip)用于感性负载。房屋电压网络上的干扰使得难以确定过零。