專利名稱：開關組件、具有該開關組件的電機及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電子開關組件且，更具體地，涉及一種控制通過電路中電流的電子開關組件，如電機輔助電路(例如輔助啟動電路)。
背景技術：
分相和電容啟動類型的單相感應式馬達典型地具有在啟動馬達時連接至電源的啟動繞組。然而，一旦啟動，通常要移去啟動繞組，導致馬達變得更加有效率。移去啟動繞組和啟動電容(如果存在)的一個原因是啟動繞組和啟動電容不是典型地設計用于連續的任務。即是說，這些部件如果不變地保留在電路中其將會發生故障。關于此問題通常的解決方案是將電子開關電路與啟動繞組(和啟動電容)串聯連接，用以控制通過啟動繞組的電流。
關于上述馬達的啟動開關的最常用的實現方案是安裝在馬達軸上的離心開關，該離心開關檢測馬達軸速度并在適當的速度斷開(open)啟動繞組觸點。此速度典型地約為馬達額定運轉速度的75％到80％。
存在一些與包括有離心開關的馬達相關聯的問題。由于開關斷開的是感性負載，所以在觸點斷開時產生巨大的瞬間放電(spark)。該瞬間放電使開關觸點凹陷并最終導致開關故障。關于機械開關的另一問題是必須在生產中進行調整該開關以獲得準確的開關速度。這是在生產過程中增加成本的又一步驟。同樣地，如果出現調整困難，則該步驟會延緩馬達的生產。另一經常被引用的問題是開關必須安裝在馬達軸上，并因此限制了封裝的選擇。開關組件增加了馬達的長度，這使得在緊湊的空間中安置馬達更加具有挑戰性。次要的問題是開關在斷開和閉合(close)時產生噪聲。某些用戶會發現噪聲是令人反感的。

發明內容
對于包括有離心啟動開關的馬達的一種選擇方案是具有電啟動開關的馬達。在一個實施例中，本發明提供了一種用于控制通過電路的電流的新穎和有效的電子開關組件。如同在這里所使用的，該電路是導體或導體的系統，電流可以或計劃通過該導體或導體的系統。示例性電路是電容啟動類型的單相感應式馬達的啟動繞組和啟動電容(此處被稱為輔助電路)。然而，電子組件不限于電容啟動類型的感應式馬達。
在該電子組件的一種結構中，該組件包括電源模塊、開關控制模塊和電路控制模塊。如在這里所使用的，模塊是電路組件和/或執行單元功能的部件。電源模塊為電子開關組件供電。開關控制模塊包括電子開關，且通常基于從電路控制模塊所接收的信號來斷開(或閉合)開關。
在另一實施例中，本發明提供了一種電機(例如馬達)，其具有由電子開關組件控制的繞組(例如啟動繞組)。通過參考詳細說明和附圖，本發明的其他方面將變得顯而易見。


圖1是體現本發明的包括有電子開關的馬達的電氣示意圖。
圖2是能夠用于圖1所示電路的典型的電子開關組件的框圖。
圖3是能夠用于圖2的電子開關組件的示例性電源的電氣示意圖。
圖4是能夠用于圖3的電子開關組件的示例性開關控制模塊和電路控制模塊的電氣示意圖。
圖5是圖4所示電氣示意圖一部分的電氣示意圖，且具體地，是電壓檢測電路、發生器電路、NAND門和開關驅動器的電氣示意圖。
圖6是圖4所示電氣示意圖一部分的電氣示意圖，且具體地，是啟動設置電路、定時器電路、電流檢測電路和鎖存電路的電氣示意圖。
圖7是通過單相、電容啟動感應式馬達輔助電路的、以安培為單位的電流與以毫秒為單位的時間相對照，以及以馬達速度百分數與以毫秒為單位的時間相對照的曲線圖。
具體實施例方式
在詳細解釋本發明的實施例之前，需要理解本發明不限于其在下文的描述中所提出的或下文圖中所說明的部件結構和配置細節中的應用。本發明可用于其它實施例，并可通過不同的方法實踐或實現。同樣地，需要理解本文中使用的用語和術語是用于說明的目的而不應被視作限制性的。“包括”、“包含”或“具有”及其在本文中變化的使用意指包括其后面列出的項目和其等效物，也意指附加的項目。術語“連接”、“耦合”和“安裝”及其變化在本文中被廣泛的使用，并且，除非有另外的規定，包括直接和間接的連接、耦合和安裝。而且，術語“連接”和“耦合”及其變化在本文中不限于物理和機械連接或耦合。
圖1示意性地描繪了單相、電容啟動感應式馬達100。該馬達100包括主繞組105、啟動繞組110、啟動電容115和電子開關組件120。除非另外的詳細說明，下文的描述將特指馬達100。然而，本發明不限于馬達100。例如，下文中描述的電子開關組件120可用于單相、分相感應式馬達；電容啟動、電容運轉感應式馬達和相似的感應式馬達。同樣預見電子開關組件120(或開關組件120的方面)可被用于其它馬達類型或其它電機，其中電子開關組件120控制通過馬達或電機的電路的電流。也預見電子開關組件120(或該開關組件的方面)可被用于任何電路，其中開關組件120控制通過電路的電流。
通過參考圖1，主繞組105、啟動繞組110和啟動電容115是電容啟動、電容運轉感應式馬達的傳統的部件。預見其它部件可以補充到馬達100中，且圖1僅意指能夠結合電子開關組件120使用的代表性的感應式馬達。
圖2顯示了一個電子開關組件120的結構框圖。通過參考圖2，電子開關組件包括電源200、開關控制模塊205和電路控制模塊210。圖3和4是詳細的顯示一個示例性電子開關組件120的電氣結構圖。
電源200接收來自供電源的供電(例如115VAC或230VAC供電)并提供調整過的(也就是恒定的或穩定的)電壓。對于圖2中所示的結構，電源200連接至電源線并提供直流(例如-5VDC)供電。
圖3是顯示一個能夠結合電子開關120使用的示例性電源200的詳細示意圖。通過參考圖3，電源200包括電阻R1、R12和R23；電容C5；二極管D6；齊納(Zener)二極管D5和D9；以及晶體管Q7。在操作中，當正半周期電壓跨接在電源200時，二極管D6阻擋通過電源的電流。當負半周期電壓跨接在電源200時，二極管D6導通，引起電流流過電阻R1、由此對電容C5充電。當電容C5達到由齊納二極管D5確定的電壓時，齊納二極管D5開始導通，由此限制了電容C5上的電壓。電阻R5在從電源200移走供電時耗散電容C5的電荷，允許電子開關組件120重置。
圖3中所示電路的一個特征是，如果馬達100被接入錯誤的供電電壓時該電路防止電子開關120操作。為提供某些背景，馬達制造商常常將馬達設計用于雙電壓操作(例如115或230VAC操作)，用以將所生產不同馬達類型的數目保持為最少。技術人員常犯的錯誤是將設置為115VAC的馬達接入230VAC的供電線。當該供電接入馬達時，電子開關將如同正常情況那樣操作且馬達將啟動(如果不存在電壓鉗位電路)。然而，當開關電路閉合啟動繞組時，三端雙向可控硅開關元件(triac)將需要阻擋大的電壓(例如1200V)。電源鉗位防止馬達啟動，并因此三端雙向可控硅開關元件需要阻擋相對很小的電壓(例如350V)。由于馬達不啟動，因此鉗位電路具有警告安裝者某些東西出錯的額外的優點。
再次參考圖3，晶體管Q7、電阻R23和齊納二極管D9形成電源鉗位電路。更具體地，齊納二極管D9具有已設置的反向擊穿電壓(例如200VDC)，其導致齊納二極管在施加在電源200的電壓大于設計的馬達電壓(例如130VAC)時導通。當齊納二極管D9導通、晶體管Q7斷開時，由此短接了電源。此電路通過防止電源200為電路供電來在馬達100被接入錯誤的供電電壓時防止電子開關120工作。
再次參考圖2，電子開關組件120包括開關控制模塊205。該開關控制模塊205包括與待控制電路串聯連接的開關215。對于所顯示的結構，開關215與啟動繞組110和啟動電容115串聯連接。開關215可以是響應于控制信號來防止/允許電流通過開關215的任何電子開關。示例性開關215是三端雙向可控硅開關元件。在一個具體的結構中，電子開關215是“AC Switch”牌的開關，型號ACST8-8C，由法國ST Microelectronics生產，在其同一封裝內其還提供向三端雙向可控硅開關元件(triac)提供高壓鉗位器件，用以向三端雙向可控硅開關元件提供更好的線路瞬變抵抗力和能力來對感性負載進行開關。除非另外的具體說明，用于下文中說明的開關215是三端雙向可控硅開關元件。
再次參考圖2所示的結構，開關控制模塊205包括發生器220和NAND門225。發生器220向NAND門225提供信號，其將產生的信號同來自電路控制模塊210(在下文中說明)的信號進行比較。NAND門225的結果對開關215進行控制。在進一步的說明之前，應當指出，盡管所示的電子開關通過NAND門230描述，但是該電路也可以容易地設計成其它門類型。
當開關215是三端雙向可控硅開關元件時，發生器225可以是脈沖發生器，且開關控制205也可包括電壓檢測電路230。一般說來，三端雙向可控硅開關元件是雙向門控可控硅(thyristor)，其有能力響應脈沖在各方向導通。因此，三端雙向可控硅開關元件不需要用于允許電流通過該三端雙向可控硅開關元件的固定控制(OR門)電壓。相反，發生器200可以是提供控制脈沖的脈沖發生器。為協助脈沖發生器，開關控制模塊205包括電壓檢測電路230。電壓檢測電路230通常監控加在開關215上的電壓(也就是加在輔助電路上的電壓)并基于所加的電壓產生脈沖。例如，電壓檢測電路230可監控加在三端雙向可控硅開關元件上的電壓，并產生關于所加電壓與零點交叉后的電壓起期(inception)的脈沖(也稱為選通脈沖)。脈沖被加到NAND門225上。NAND門225基于電路控制模塊215的條件判定選通脈沖是否應被加到三端雙向可控硅開關元件開關215上，其結果控制通過三端雙向可控硅開關元件215的電流。預見電壓檢測電路230和發生器220可被不同地設計用于其它門邏輯類型和其它開關類型(例如其它電子器件類型)。
圖5是顯示一個示例性開關控制模塊的詳細原理圖，該開關控制模塊包括三端雙向可控硅開關元件Q1、三端雙向可控硅開關元件電壓檢測電路530、脈沖發生器520、NAND門U1D和開關驅動器570。三端雙向可控硅開關元件電壓檢測電路530包括電阻R10、R11、R18和R19；二極管D3；齊納二極管D4；晶體管Q5以及NAND門U1C。脈沖發生器520包括電容C1和電阻R3。輸出驅動器570包括電阻R5、R7、R8、R16和R17以及晶體管Q3和Q4。
一種使電子電路的成本盡可能低的方法是使電源提供的電流盡可能地低。一種在電子開關電路中幫助達到此目的的方法是將三端雙向可控硅開關元件用作開關215。三端雙向可控硅開關元件具有是雙向門控可控硅的優點，該可控硅對于連續地導通僅需要重復性的脈沖。因此，與向三端雙向可控硅開關元件提供連續的信號(就是說通過NAND門225)不同的是，電壓檢測電路530和發生器電路520僅需要短的連續脈沖(例如25μs)，其中每個脈沖產生于加在三端雙向可控硅開關元件開關Q1的電壓的每個半周期。
通過參考圖5，電壓檢測電路530監控跨接在三端雙向可控硅開關元件上的電壓(稱為三端雙向可控硅開關元件電壓)，并確定該三端雙向可控硅開關元件電壓的絕對值是否大于閾值(例如5V)。當該三端雙向可控硅開關元件電壓的絕對值大于閾值時，將邏輯0加到NAND門U1C的管腳9，由此導致邏輯1被加到脈沖發生器520。管腳8的電壓開始為電容C1充電，并將NAND門U1D的管腳12拉高。經過電容C1和電阻R3的時間常數，邏輯1被加到U1D的管腳12。因此，電壓檢測電路530和發生器520電路的結果是脈沖被提供給NAND門U1D，該脈沖僅在三端雙向可控硅開關元件電壓經過零點電壓到達正的或負的閾值時產生(就是說緊隨每個零點交叉事件之后產生)，且脈沖嚴格相關于電源的AC周期。開關驅動器570基于NAND門U1D的輸出驅動三端雙向可控硅開關元件Q1。盡管不需要，由于三端雙向可控硅開關元件Q1可浮于地，所以仍需要使用開關驅動器570。如果三端雙向可控硅開關元件Q1確實浮動，則驅動器570防止電壓反饋回NAND門U1C和U1D。
圖5所示電路的微妙的特征涉及圖5中標注為575的線。線575在脈沖被加到三端雙向可控硅開關元件Q1的門上時鎖住電壓檢測電路530。該特征確保全部電流脈沖被加到三端雙向可控硅開關元件Q1上，且由此防止三端雙向可控硅開關元件Q1被干擾而導通。更具體地，當電流脈沖被加到門上時，三端雙向可控硅開關元件Q1將開始導通。加在三端雙向可控硅開關元件Q1主端子上的電壓將接近零點，而不使用線575。這可能欺騙電壓檢測電路530使其認為三端雙向可控硅開關元件Q1全部導通，且該電路終止給門的電流脈沖。線575通過在電阻R3和C1的時間常數內使NAND門U1C提供邏輯1的結果來防止這種情況的發生。
在進一步的說明之前應當指出，在某些結構中，電壓檢測電路230、發生器220和NAND門225是不需要的。即是說，電路控制模塊210(在下文中討論)可直接控制開關215。
再次參考圖2，電子開關組件100包括電路控制模塊210。對于圖2中所示的結構，控制模塊210包括鎖存器235、啟動設置電路240、電流檢測電路245、OR門250和限制定時器255。鎖存器235，其顯示為SR鎖存器，其基于在鎖存器輸入端接收到的值向開關控制模塊205提供輸出，該鎖存器的輸入顯示為輸入S和R。該輸出確定開關215是斷開還是閉合。可使用其它的鎖存器和其他的用于SR鎖存器的布置(例如，如果用AND門替換NAND門225)。
當馬達電源200斷開，以及隨后電子開關組件斷開時，啟動設置電路240將鎖存器設置在設置條件。這確保啟動繞組110在至少設置脈沖期間內被賦能，還確保電流檢測電路245(在下文中討論)在允許其斷開開關215之前穩定。圖6中顯示了示例性啟動電路640。該啟動設置電路640包括電阻R4和R6、電容C2、二極管D2、齊納二極管D1以及晶體管Q2。啟動周期的持續時間由需要多少時間將電容C2充電至大于齊納二極管D1的反向擊穿電壓的電壓來設定。
有兩種方法可重置鎖存器235A)通過開關215(也就是通過控制電路)的電流幅度大于閾值或B)定時器超時。例如，如果馬達的轉子鎖定在啟動狀態，啟動繞組電流的幅度將不會增加，且啟動繞組將保持連接直至熱開關保護馬達最終斷開。由于此連續流過馬達啟動繞組的高電流，使得三端雙向可控硅開關元件開關和電流檢測電阻(在下文中討論)將變得非常熱并可能故障。為保持電路的成本低，添加限制定時器，以用于在定時周期(例如1到1.5秒)后終止啟動繞組電流，而不論馬達是否啟動。圖6顯示了作為電阻R9和電容C4的示例性定時器電路655，其中定時器電路655的周期由電阻R9和電容C4的RC時間常數確定。定時器在定時周期后改變提供給OR門250(圖2)的信號值(例如從邏輯0到邏輯1)。
電流檢測電路245的結果也提供給OR門250。再次參考圖2，電流檢測電路245檢測通過開關215的電流并將檢測值同閾值相比較。OR門的結果提供給鎖存器235，由此控制鎖存器235、NAND門225，并最終控制開關215。更具體地，如果電流檢測電路245或限制定時器255產生邏輯1，則SR鎖存器重置，由此控制NAND門225和開關210。在進一步的說明之前，應當指出定時器225或電流檢測電路245可從電路控制模塊210中移除。此外，在其它結構中，其它傳感器或電路可被用于替換電流檢測電路245(例如電壓傳感器)，且電流檢測電路245可檢測其它電路(例如主繞組電路)或部件。
圖6是顯示一個示例性電路控制模塊的詳細示意圖，其包括設置/重置鎖存電路635、啟動設置電路640、定時器電路655和電流檢測電路645。設置/重置鎖存電路635包括NAND門U1A和U1B。電流檢測電路645包括電阻R2、R13、R14和R15；電容C6；二極管D7；以及晶體管Q6。對于電流檢測電路，電流自三端雙向可控硅開關元件Q1(圖5)流經電阻R2(圖6)。這產生經過電阻R2的用于檢測的壓降。電流從所加供電的負半周期流經二極管D7和電阻R13，用以對電容C6充電。電容C6的充電涉及跨接在電阻R2的壓降。當跨接在電阻R2的壓降大于閾值時，開關Q6激活并將U1B的管腳5拉低。這導致鎖存器635的重置且隨即鎖存器635向NAND門U1D提供邏輯0，由此使三端雙向可控硅開關元件Q1去活。
電流檢測電路645的一個特征是電路645基于初始的啟動繞組電流來調節開關點。為提供某些背景，在低線路條件過程中，啟動繞組電流較低，而在高線路條件過程中，啟動繞組電流較高。這可潛在地產生開關速度錯誤。為補償這種情況，啟動繞組電流的最開始的兩個或三個周期將電容C6充電至低于跨接在電流檢測電阻R2的電壓峰值的0.7V的值(也就是二極管的正向壓降)。這為電路設置了斷路(trip)閾值。當在馬達達到操作速度時啟動繞組的電流幅度迅速增長時，晶體管Q6上從基極到發射極的電壓變得足夠使晶體管Q6導通。因此，電流檢測電路245調節開關點，用以探測輔助電路的電流何時激化(flare)(也就是幅度的迅速增長)。
圖4所示的電子開關組件的一個特征是該組件僅使用三個連接用于連接馬達。而且，每個連接可容易地獲得。這減小了添加圖4所示開關組件的復雜度，并潛在地減小了組裝時間。然而，對于其它結構，可能需要更多的連接。
如前文描述并最佳的顯示在圖1中的，電子開關組件120可控制通過單相、電容啟動感應式馬達的啟動繞組110和啟動電容115的電流。在操作中，當供電被加到馬達120上時，電源200充電并且當充電時，電子開關組件120被賦能。當加在啟動繞組110(和電子開關組件120)的電壓通過零點時，電壓檢測電路230和發生器220檢測在開關215上的電壓，并產生關于該電壓與零點交叉后的電壓起期的脈沖。該脈沖提供給NAND門225。
NAND門225接收來自鎖存器235的控制信號。基于此控制信號，NAND門225觸發(或“再觸發”)開關215進入導通。對于所顯示的結構，當NAND門225從鎖存器235接收邏輯1時，開關215導通，并且當NAND門225從鎖存器235接收邏輯0時，開關215防止電流通過輔助電路。
啟動設置電路240經由鎖存器235和NAND門225使開關215在電源賦能電子開關組件之后導通一段時間間隔。電流檢測電路245監控流經開關組件的電流幅度。當此幅度大于閾值時，電流檢測電路245經由OR門250、鎖存器235和NAND門225使開關215防止電流通過輔助電路(也就是“斷開”開關215)。如果馬達在一段時間間隔沒有達到速度，則定時器225經由OR門250、鎖存器235和NAND門225使開關215防止電流通過輔助電路。防止電流通過輔助電路防止了電流通過啟動繞組110和啟動電容115。
電子開關組件120檢測輔助電路的電流幅度以確定用于輔助電路的適當的開關點。圖7顯示了典型的輔助電路電流波形700。可以發現當轉子速度上升(波形705)時，輔助電路的電流幅度保持相對恒定直至馬達接近運行速度。當馬達達到運行速度時，由于啟動繞組不再為輸出扭矩作出貢獻，但相反地與主繞組相逆，所以電流幅度迅速增長。針對其優點，電子開關電路120使用電流的激化用于使輔助電路和隨后的啟動繞組失去作用。
因此，本發明特別提供了一種新穎且有效的電子開關組件和具有該電子開關組件的馬達。上文中所描述的和在圖中所說明的實施例僅通過實例的方式提出而非意欲作為本發明的概念和原理的約束。本發明不同的特征和優點在下文中的權利要求中闡明。
權利要求
1.一種電子開關組件，包括電子開關；控制器，其連接至電子開關，用以控制電子開關；和電源，其可連接到供電源并連接至控制器，該電源被設置為接收來自供電源的供電，并可控地為控制器供電，該電源包括鉗位電路，其在當接收到的供電電壓大于閾值時阻止電源為控制器供電。
2.如權利要求1所陳述的電子開關組件，其中電源包括齊納二極管，且其中閾值近似為該齊納二極管的反向擊穿電壓。
3.如權利要求1所陳述的電子開關組件，其中電源包括開關和控制該開關的齊納二極管，其中該齊納二極管在供電源電壓近似等于該齊納二極管反向擊穿電壓時促使電流通過該齊納二極管，且其中電流控制該開關以阻止電源為控制器供電。
4.如權利要求1所陳述的電子開關組件，其中開關響應于來自齊納二極管的電流來短接電源。
5.如權利要求1所陳述的電子開關組件，其中控制器包括檢測參數的傳感器，且其中控制器基于該參數來選擇性地控制電子開關。
6.一種可連接到電源的電機，該電機包括轉子；繞組；和以串聯關系電氣連接至繞組的電子開關組件，該電子開關組件包括電子開關；控制器，其連接至電子開關，用于控制電子開關；電源，其可連接到供電源并連接至控制器，該電源被設置為接收來自供電源的供電并可控地為控制器供電，該電源包括鉗位電路，其在當接收到的供電電壓大于閾值時阻止電源為控制器供電，由此阻止電流通過繞組。
7.如權利要求6所陳述的電機，其中電源包括齊納二極管，且其中閾值近似為該齊納二極管的反向擊穿電壓。
8.如權利要求6所陳述的電機，其中電源包括開關和控制該開關的齊納二極管，其中該齊納二極管在供電源電壓近似等于該齊納二極管反向擊穿電壓時促使電流通過該齊納二極管，且其中電流控制該開關以阻止電源為控制器供電。
9.如權利要求6所陳述的電機，其中開關響應于來自齊納二極管的電流來短接電源。
10.如權利要求6所陳述的電機，其中控制器包括檢測參數的傳感器，且其中控制器基于該參數來選擇性地控制電子開關。
11.如權利要求6所陳述的電機，其中控制器包括電流傳感器，其檢測通過開關的電流，且其中控制器基于檢測到的電流來選擇性地控制電子開關。
12.如權利要求11所陳述的電機，其中控制器在當檢測到的電流大于閾值時斷開電子開關。
13.如權利要求6所陳述的電機，其中控制器包括提供第一信號的發生器，電路控制，其包括檢測參數的檢測器，該電路控制基于檢測到的信號提供第二信號，連接至發生器、電路控制和開關的判定邏輯，該判定邏輯接收第一和第二信號并產生控制信號，該控制信號基于第一和第二信號選擇性地控制電子開關。
14.如權利要求13所陳述的電機，其中開關包括三端雙向可控硅開關元件，且其中第一信號包括多個脈沖。
15.如權利要求14所陳述的電機，其中控制器進一步包括電壓檢測電路，其包括檢測跨接在三端雙向可控硅開關元件的電壓的傳感器。
16.如權利要求15所陳述的電機，其中脈沖與所檢測的電壓與零點交叉后的電壓起期相關。
17.如權利要求13所陳述的電機，其中該電路控制包括定時器，且其中該電路控制基于檢測的參數和定時器來提供第二信號。
18.如權利要求17所陳述的電機，其中控制信號在定時器定時時間周期時斷開開關。
19.如權利要求18所陳述的電機，其中控制信號在檢測到的參數大于閾值時斷開開關。
20.如權利要求19所陳述的電機，其中電路控制包括在第二時間周期內防止開關斷開的延時。
21.如權利要求19所陳述的電機，其中該傳感器是電流傳感器，且該參數是通過開關的電流。
22.如權利要求13所陳述的電機，其中控制信號在當檢測到的參數大于閾值時斷開開關。
23.如權利要求22所陳述的電機，其中該傳感器是電流傳感器，且該參數是通過開關的電流。
24.一種控制具有自供電源供電的電機的方法，該電機包括轉子、繞組和電氣連接至該繞組的電子開關組件，該電子開關組件包括電子開關、連接至該電子開關用于控制該電子開關的控制器和連接到供電源和控制器的電源，該方法包括以下動作將電子開關組件連接至電源；為電源供電；在電源處確定供電電壓是否大于一個值；并當電壓大于該值時阻止電源為控制器供電。
25.如權利要求24所陳述的方法，還進一步的包括響應于阻止電源為控制器供電，以防止電流通過繞組。
26.如權利要求25所陳述的方法，其中電機是馬達，且其中該方法進一步包括響應于防止電流通過繞組來防止馬達啟動。
27.如權利要求26所陳述的方法，其中阻止電源為控制器供電包括短接該電源。
28.如權利要求24所陳述的方法，其中阻止電源為控制器供電包括短接該電源。
29.一種控制具有自供電源供電的電機的方法，該電機包括轉子、繞組和以串聯關系電氣連接至該繞組的電子開關組件，該開關組件包括開關和連接至該電子開關用于控制該電子開關的控制器，該方法包括以下動作將馬達連接至供電源；允許電流通過電子開關；監控電流；并當監控電流激化時防止電流通過電子開關。
30.如權利要求29所陳述的方法，其中監控電流包括檢測電流和基于初始的檢測到的電流來確定閾值。
31.如權利要求30所陳述的方法，其中防止電流通過電子開關包括將檢測到的電流同閾值相比較。
32.如權利要求31所陳述的方法，其中防止電流通過電子開關包括在檢測到的電流大于閾值時防止電流流過電子開關。
33.如權利要求29所陳述的方法，其中開關包括電子開關。
34.如權利要求33所陳述的方法，其中電子開關包括三端雙向可控硅開關元件。
35.如權利要求34所陳述的方法，其中允許電流通過電子開關包括向三端雙向可控硅開關元件提供脈沖。
36.如權利要求35所陳述的方法，其中該方法進一步包括監控提供給開關組件的供電電壓，并基于該監控電壓向三端雙向可控硅開關元件提供脈沖。
37.如權利要求35所陳述的方法，其中監控供電電壓包括監控和零點交叉的電壓，并根據該零點交叉后的電壓起期向三端雙向可控硅開關元件提供脈沖。
38.一種可連接到電源的電機，該電機包括轉子；繞組，和以串聯關系電氣連接至繞組的開關組件，該開關組件包括開關，和連接至該開關用于控制該開關的控制器，該控制器包括檢測通過該開關的電流的電流傳感器、基于檢測到的電流產生閾值的調節器以及基于檢測到的電流和閾值控制開關的判定邏輯。
39.如權利要求38所陳述的電機，其中調節器產生具有相關于檢測到電流的閾值，使得判定邏輯探測檢測到的電流何時激化。
40.如權利要求38所陳述的電機，其中電流傳感器包括電阻。
41.如權利要求40所陳述的電機，其中調節器包括電容，其充電至同通過電阻的電流相關的電壓，該充電電壓和閾值相關，還包括開關，其在跨接在電阻的壓降大于閾值時向判定邏輯提供信號。
42.如權利要求38所陳述的電機，其中開關包括電子開關。
43.如權利要求42所陳述的電機，其中開關組件進一步包括可連接到供電源并連接至控制器的電源，該電源被設置為接收來自供電源的供電并可控地為控制器供電，該電源包括鉗位電路，其在當接收到的供電電壓大于閾值時阻止電源為控制器供電，由此防止電流通過繞組。
44.如權利要求43所陳述的電機，其中判定邏輯在檢測到的電流大于閾值時斷開電子開關。
45.如權利要求38所陳述的電機，其中控制器進一步包括提供信號的發生器，且其中判定邏輯進一步基于產生的信號來控制開關。
46.如權利要求45所陳述的電機，其中開關包括三端雙向可控硅開關元件，且其中第一信號包括多個脈沖。
47.一種可連接到電源的電機，該電機包括轉子；繞組；和以串聯關系電氣連接至繞組的電子開關組件，該電子開關組件包括電子開關，提供第一信號的發生器，電路控制，其包括檢測參數的傳感器，該電路控制基于檢測到的參數來提供第二信號，連接至發生器、電路控制和電子開關的判定邏輯，該判定邏輯接收第一和第二信號并產生控制信號，該控制信號基于第一和第二信號選擇性地控制電子開關。
48.如權利要求47所陳述的電機，其中開關包括三端雙向可控硅開關元件，且其中第一信號包括多個脈沖。
49.如權利要求48所陳述的電機，其中控制器進一步包括電壓檢測電路，其包括檢測跨接在三端雙向可控硅開關元件的電壓的傳感器。
50.如權利要求49所陳述的電機，其中脈沖與所檢測的電壓與零點交叉后的電壓起期相關。
51.如權利要求47所陳述的電機，其中電路控制包括定時器，且其中電路控制基于檢測的參數和定時器來提供第二信號。
52.如權利要求51所陳述的電機，其中控制信號在定時器定時時間周期時斷開開關。
53.如權利要求52所陳述的電機，其中控制信號在檢測到的參數大于閾值時斷開開關。
54.如權利要求53所陳述的電機，其中電路控制包括在第二時間周期內防止開關斷開的延時。
55.如權利要求53所陳述的電機，其中該傳感器是電流傳感器，且該參數是通過開關的電流。
56.如權利要求47所陳述的電機，其中控制信號在當檢測到的參數大于閾值時斷開開關。
57.如權利要求56所陳述的電機，其中該傳感器是電流傳感器，且該參數是通過開關的電流。
全文摘要
一種包括開關(例如電子開關)和連接至該開關用于控制該開關的控制器的開關組件。該開關組件還可包括可連接到供電源并連接至控制器的電源。該電源被設置為接收來自供電源的供電并可控地為控制器供電。該開關組件還可包括發生器和判定邏輯。該開關組件可被用于電機(例如馬達)。
文檔編號H03K17/292GK1578140SQ20041006980
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月9日 優先權日2003年7月9日
發明者威廉·L·梅爾霍恩 申請人:A.O.史密斯公司