專利名稱：用于在包含致動器、傳感器和/或負載的電氣裝置中，尤其是家用電器中控制這些部件的 ...的制作方法
用于在包含致動器、傳感器和/或負載的電氣裝置中，尤其是家用電器中控
制這些部件的方法和電路布置
本發明涉及一種方法和電路布置，用于對包含致動器、傳感器和/或負 載的電氣設備中，尤其是家用電器中的這些部件進行安全控制，該電路布 置具有至少兩個對應的開關體，所述開關體根據與邏輯門工作，以通過作 用于開關體上的控制信號有效地開關所述致動器、傳感器或負載。
在電氣設備中，可能必須以特定方式監測是否采取了特定操作狀態。 這種操作狀態例如是在打開這種設備的門，例如尤其是在打開電操作洗衣 機或電操作轉筒式干燥機的門之后安全地關閉致動器、傳感器或負載，以 及在再次關閉門之后保持關閉狀態，并在響應于用戶請求通過調度而可以 允許重新開通致動器、傳感器或負載之前保持在這種狀態下。在諸如家用
電器的電氣設備的電子控制器中，例如所謂的保護電子電路-也稱為PEC-中，通常會防止這些類型的臨界設備狀態。通常使用軟件來確保不發生這 種臨界電器狀態。于是軟件本身成為PEC的部件。不過，必須在較為復雜 的方法和測試中證明軟件能正常工作。因此非常希望能避免這種工作或至 少減少工作量。
已知一種具有兩個串聯的晶體管的電子開關，該電子開關例如用于接 通控制聲音復現裝置中的音量的電動機(DE 35 17 030 Al)。對于這種已 知的電子開關而言，解除兩個已知晶體管的基極的耦合，使得開關電流到 達兩個基極，但是在一個晶體管的低電阻橋接不允許時，另一晶體管不會 變為導電的。這防止了在一個晶體管的電極短路期間整個開關變為導通。 不過，這種已知的開關不適于以上述方式使用。
已知還有另一種所謂的冗余安全開關裝置，用于切換負載(EP 1 131 684 B1=DE 699 05 751 T2)。這種已知的安全開關裝置包含一種電路布置，其 中有通過兩個串聯連接的開關而處于電源電壓下的負載。與連接到電源電 壓源的一個極的一個開關并行切換電阻。連接到該電阻器的是誤差檢測器， 其能夠根據相關電阻器處的電壓降來判斷兩個開關是否工作正常或(如果必要)兩個開關中的哪個工作不正常，即短路或斷路。于是，利用相關的 公知安全開關裝置，開關的控制設施在去激活期間是故障安全或工作安全 的。換言之，這意味著該公知安全開關裝置涉及到在開關和控制器發生錯 誤時安全地切斷負載。為此，所述控制器包括排序裝置，在激活時，該排 序裝置首先將具體而言為脈沖信號的第一控制信號切換到第一控制輸出 端，該第一控制輸出端控制著未與所述電阻器并行切換的一個開關，之后 特定時間段后，向第二控制輸出端饋送具體而言為直流信號的第二控制信 號，這樣做表示其以閉合的方式來控制第二開關。這樣就能夠監測兩個開 關的功能完整性。
于是，在每種情況下，如果兩個控制信號中的至少一個出現故障，都 會從電源電壓斷開前述負載的連接。在這種情況下，也就是斷開了由兩個 所述開關定義的開關路徑。然而，相關已知安全開關裝置不適于控制信號 相關的開關路徑的直通以及隨后僅通過切斷所述連續信號來中斷開關路 徑，控制信號中一個是脈沖信號，另一個是連續信號。
已知還有一種安全開關裝置，用于控制機動車的電子控制制動系統的
安全繼電器(DE 39 24 988)。該公知電路布置具有至少兩個與其開關路徑 串聯的晶體管以及測試電路，在發生誤差類型或錯誤時其使晶體管截止。 每隔一定時間，例如每次打開機動車引擎的點火裝置時，檢査晶體管和測 試電路的功能能力。晶體管或測試電路之一的故障會導致安全繼電器被切 斷。不過，相關的已知安全設置不適于通過控制信號(其一為脈沖信號， 另一個為連續信號)對所述開關路徑進行安全直通開關以及隨后僅通過切 斷所述連續信號來進行中斷，因為在相關公知安全電路布置中，兩個所述 信號是相似類型的信號。
最后，已經提出了一種方法和電路布置(DE 10 2005 034 911.0)用 于對包含致動器、傳感器或負載的電氣設備，尤其是對家用電器中的致動 器、傳感器或負載進行安全控制，其具有控制器，僅在相關電氣設備工作 正常時才從控制器額外發出表示特定特征的特殊信號或脈沖序列，且監測 該特殊信號或脈沖序列的發生。在這種情況下，僅當在相關控制器的輸出 側上判定有表示特定特征的特殊信號或脈沖序列時，才使相關致動器和/或 傳感器和/或負載能夠接收或執行控制器饋送給它們的控制信號。這確實能夠保證家用電器的高等級的安全性；不過，不能利用連續信號和脈沖信號， 即單個脈沖來操作該方法和該電路布置。
本發明的基本目的是展示一種方式，在這種方式中，利用開篇給出的 類型的方法和電路布置可以用尤其簡單但仍有效的方式借助開關體安全控 制致動器和/或傳感器和/或負載，使得要將它們切換成活動狀態需要兩種 不同信號，且僅缺少兩種控制信號中的特定控制信號導致它們被切換成不 活動狀態且保持不活動狀態。
通過上文給出類型的方法創造性地實現上述目的，方式如下向對應 于開關體的數量的若干雙穩態控制體發出連續信號和脈沖信號作為控制信 號，僅通過發出所述連續信號并發出在發出連續信號期間發生的所述脈沖 信號使其進入導通狀態，在導通狀態下將所述開關體切換成活動狀態，僅 通過切斷所述連續信號來使其進入切斷狀態并即使在再次發出相關連續信 號時也保持該切斷狀態，在切斷狀態中，斷開所述開關體。
本發明的優點在于，需要彼此獨立發生的兩個控制信號來對設備，尤 其是家用電器的致動器和/或傳感器和/或電負載進行安全控制。僅在正確 發出兩個控制信號，即連續信號和脈沖信號時，才允許接通所提供的雙穩 態控制體，由此安全且有效地開關致動器和/或傳感器和/或負載。為了再 次有效而安全地關閉相關致動器、傳感器或負載并使其保持關閉狀態，僅 僅切斷所述連續信號就足夠了。即，重新僅發出連續信號將不會導致雙穩 態控制元件的任何重新接通。這意味著，利用根據本發明的方法，將滿足 上述PEC必需滿足的條件。
有利地，監測脈沖信號的發出情況，僅在以低于定義時長的時長發出 脈沖信號且存在所述連續信號時，才有效開關所述致動器、傳感器或電負 載。這樣做的優點是可以監測出脈沖信號，尤其是連續信號的不正常發出 并判定為故障。
優選地，監測連續信號是否正確發出或是否存在。這樣做的優點是可 以容易地通過所述連續信號檢測出相應雙穩態控制體的不正確激活。
優選地，還監測兩個雙穩態控制元件發出的輸出信號是否是正確發出 的。這樣就以有利方式使得相關雙穩態控制元件能夠也包括在功能監測中。
依照根據本發明的方法的另一有利的實施例，在控制器中監測脈沖信號、連續信號和雙穩態開關體的輸出信號的發出情況，通過監測，僅在雙 穩態開關體的脈沖信號、連續信號和輸出信號正確產生時，才有效控制致 動器、傳感器和/或負載。這樣產生了非常有效監測所述信號的優點。利用 同一監測裝置可以監測相關信號的正確產生。
根據本發明，進一步由用于執行根據本發明的方法的電路布置來實現 上述目的，該電路布置用于對尤其是家用電器中的電致動器、傳感器和/或 負載進行安全控制，其特征在于根據與邏輯門操作的至少兩個對應開關體， 用于通過作用于開關體上的控制信號而有效開關所述致動器、傳感器和/或 負載。根據本發明，該電路布置的特征在于，為了發出控制信號，提供連 續信號發出裝置和脈沖信號發出裝置，其在對應于開關體的數量的若干雙 穩態控制元件處允許發出連續信號或脈沖信號，且通過發出所述連續信號 并在發出相關連續信號的同時發出所述脈沖信號，能夠使雙穩態控制元件 保持在接通狀態，在該狀態下能夠有效開關開關體，且僅通過切斷所述連 續信號就可以將其置于切斷狀態，在該狀態下有效斷開開關體并且即使在 重新發出相關連續信號時也保持在該切斷狀態。
這樣獲得的優點是，用于有效激活所述開關體并由此激活致動器和/或 傳感器和/或負載的總電路成本較低。此外，電路成本較低確保了如下效果: 僅在以指定定義順序發出連續信號和脈沖信號時才能夠有效開關相關開關 體并從而開關所述致動器、傳感器和/或負載，在切斷所述連續信號之后， 它們進入切斷狀態并保持在該狀態，即，僅通過發出相關連續信號不能再 次有效開關它們。于是，本發明的電路布置滿足本文開始時定義的對保護 電子電路(PEC)提出的條件。
本發明對兩個開關體進行的與操作具體而言由這些開關體的串聯來代 表。該串聯連接必須僅在所需與邏輯門的意義上提供期望功能，未必意味 著在空間上兩個開關體彼此靠近。不過，對于相應開關布置的建設性布局 而言，這種鄰近可能是有利的。
根據本文所述發明的開關裝置的有利發展，提供脈沖信號監測裝置， 可以以如下方式通過其對脈沖信號進行監測，使得僅在以低于定義時長的 時長發出脈沖信號且存在所述連續信號時，才能夠有效開關電路元件。通 過這種方式，如果在發出脈沖信號期間有錯誤，可以用尤其簡單的方式抑制所述電路元件的有效開關。
有利地，還提供了連續信號監測裝置，其監測連續信號發出裝置發出 的連續信號是否是正常發出的。通過對連續信號的發出進行這種監測，進 一步有利地提高了有效開關所述電路元件的安全性。
優選地，在輸出側將雙穩態開關體連接到監測裝置，該監測裝置監測 在每種情況下由相關控制元件發出的輸出信號的發出情況。這種措施意味 著將雙穩態控制元件有利地包括在信號監測中，使得僅在雙穩態控制元件 也發出正確輸出信號時才能進行所述開關體的有效控制。
優選地，上述監測裝置包含在公共控制器中，該控制器優選是具有相 關軟件的微型計算機和微控制器或由后者實現。這樣帶來的優點是警報監 測裝置的電路成本尤其低。
依照根據本發明的另一有利的實施例，由所述電氣設備的門開關觸點 形成連續信號發出裝置，由可以獨立于門開關觸點致動的按鈕形成脈沖信 號發出裝置。在有效開關所述電路元件方面，獨立致動門開關觸點和按鈕 確保了非常高級別的安全性。
有利地，電致動器和/或傳感器和/或負載與開關體一起連接到繼電器 電路，繼電器電路能夠被控制器控制，控制器優選是前述控制器。這一措 施帶來的好處是簡單地使電致動器和/或傳感器和/或負載與開關裝置和控 制器電隔離。出于安全的原因，這種電隔離常常是合乎需要的或必需的，
因為致動器、傳感器或負載通常工作在例如230V的較高AC電源電壓下， 不能與其工作于例如+5V的較低電壓的激活電路有任何導電連接。
優選地，每個電致動器、傳感器和/或負載屬于獨立的繼電器。這樣產 生的優點是激活相應電致動器、傳感器和/或負載尤其簡單。
為了將開關體連接到繼電器電路，優選提供兩個不同的電路選擇。根 據一種電路選擇，將開關體連接到電源電路，所述電源電路共同連接到與 電致動器和/或傳感器和/或負載相關聯的繼電器。根據另一種電路選擇， 將開關體共同連接到相關電致動器、傳感器和/或負載的繼電器的觸點并與 相關電致動器、傳感器和/或負載的電源電路中的這些觸點一起設置。在兩 種情況下，都獲得了如下優點用于由包括繼電器電路的所述開關體激活 電致動器、傳感器和/或負載的電路技術中的成本非常低。雙穩態控制元件優選均由諸如雙穩態觸發器或雙穩態電子部件的雙穩 態電路元件形成。這樣做的優點是，對于實現雙穩態控制體而言，電路技 術中的成本非常低。
優選地，雙穩態控制體均由半導體元件構成。開關體優選由半導體元 件形成。這樣獲得的優點是非常容易制造雙穩態控制體和開關體。
下面將根據參考附圖的實施例更詳細地解釋本發明。
附圖示出了
圖1，根據本發明第一實施例的電路布置的基本布局的示意電路圖， 圖2，根據本發明第二實施例的圖1所示電路布置的變型的示意電路圖，
圖3，根據圖1和2的電路布置中所用的雙穩態控制元件的可能布局的
示意電路圖，以及
圖4，根據圖1和2的電路布置中所提供的雙穩態控制元件的另一可能 布局的示意電路圖。
在更詳細地解釋附圖之前，應當指出，在所有附圖中彼此對應的元件 是用相同附圖標記標識的。
圖1中所示的電路布置用于保證對圖1中標記為VI、 V2和V3的電致 動器和/或傳感器和/或負載進行控制。致動器例如可以是電氣設備，尤其 是家用電器中的斷路開關、逆流繼電器等。所述電傳感器例如可以是尤其 是在電操作家用器具中設置的溫度傳感器、填充水平或水位傳感器等。所 述電負載例如可以是類似地包含在電操作家用器具中的電動機、發熱電阻 器等。
如下文將更明白闡述的，借助作用在開關體SW1和SW2上的控制信號， 由根據相應與邏輯門操作的至少兩個開關體SW1和SW2激活電致動器和/或 傳感器和/或負載Vl、 V2、 V3。從圖l可以看出，例如可以由半導體開關實 現兩個開關體SW1和SW2，它們是在其開關路徑上被串聯開關的。在這種情 況下，相關串聯電路的開關體SW1以其一個開關路徑連接到分別為相應致 動器或傳感器或負載V1、 V2、 V3提供的電磁繼電器的繼電器繞組RW1、 RW2 和RW3。屬于繼電器繞組RW1、 RW2和RW3中的每個的是動合觸點Kl、 K2或 K3，相應電致動器、傳感器或負載V1、 V2、 V3的相應一端通過動合觸點連 接到公共電路點N，電路點N例如可以承載230V的50HzAC電源電壓。在這種情況下，電致動器、傳感器和/或負載VI、 V2、 V3的另一端例如處于體 塊(mass)電勢或地電勢。
上述繼電器繞組RW1、 RW2、 RW3以其尚未提及的端部連接到繼電器驅 動器RE的輸出側，這里未更加詳細地示出繼電器驅動器RE的結構。例如 可以用個體控制晶體管實現該繼電器驅動器RE，其開關路徑分別與上述繼 電器繞組RW1、 RW2或RW3連接，其控制電極共同與圖l所示的繼電器驅動 器RE的輸入端相連接。繼電器驅動器RE的相關輸入端連接到控制器ST的 輸出端EA3，下面將會更詳細地討論該控制器ST。上述控制晶體管可以連 接到它們的開關路徑電極，開關路徑電極未連接到繼電器繞組RW1、 RW2或 RW3，例如連接到電路中承載+5V直流電壓的點。
在圖1所示的電路布置中，由兩個開關體SW1和SW2構成的串聯電路 中的開關體SW2以其一個開關路徑連接連接到觸點TK的端子，該觸點TK 代表連續信號發出裝置，其另一端子接地或體塊。該觸點TK例如可以是電 操作洗衣機或電操作轉筒式干燥機的門觸點，在門關閉時該觸點是閉合的， 且在這種狀況下發出連續信號(體塊或地電勢)。然后該連續信號DS位于 開關體SW2的下端；如果致動，即閉合了對應于與邏輯門的兩個開關體SW1 和SW2，僅在此時該連續信號能夠激勵上文所述的繼電器繞組RW1、 RW2和 RW3。不過此時并非這種情況。
開關體SW1和SW2以其激勵輸入端連接到兩個雙穩態控制體SG1或SG2 的輸出端AS1或AS2。通常以對應于開關體SW1、 SW2數量的數量提供這些 雙穩態控制體SG1和SG2。如上所述，該數量等于至少兩個，在該范例中也 是兩個。
圖1中所示的雙穩態控制體SG1和SG2均在其輸入側具有兩個控制輸 入端。雙穩態控制體SG1具有兩個控制輸入端Ell和E21，雙穩態控制體 SG2具有兩個控制輸入端E12和E22。兩個雙穩態控制體SG1和SG2的兩個 控制輸入端E21和E22連接到其中使用整個電路布置的電氣設備的前述門 觸點TK，其代表連續信號發出裝置。兩個雙穩態控制體SG1和SG2的其他 兩個控制輸入端Ell和E12連接到脈沖信號發出裝置TA，根據圖1是由按 鈕TA實現的該裝置，兩個雙穩態控制體SG1和SG2的相關控制輸入端Ell 和E12經由該按鈕連接到可以傳導例如+2. 7V電壓的電路點U。在這種情況下，能夠獨立于前述門觸點TK致動該相關按鈕TA，自然，該按鈕也是獨立 于門觸點設置的。通過致動按鈕TA，以單個例如+2.7V電壓脈沖的形式發 出脈沖信號IS。于是，該脈沖信號涉及單個脈沖，如果正確操作了按鈕TA， 該單個脈沖具有所定義時長以下的特定時長。
被致動時發出所述脈沖信號的按鈕TA以及在其閉合狀態下發出所述連 續信號DS的門觸點TK被連接到前述控制器ST的輸入端子EA1或EA2，控 制器ST例如可以是具有其自身軟件的微控制器。在該控制器ST中，監測 脈沖信號IS和連續信號DS是否正確發生。對于脈沖信號IS而言，監測其 是否以所定義時長以下的時長發生，對于連續信號DS，監測其是否發生。 監測脈沖信號IS從而能判斷按鈕TA是否在正確工作，作為錯誤的結果是 根本不提供任何脈沖信號IS或者也是連續信號，例如因為公知的凍結 (freezing)。
前述控制器ST具有另外兩個輸入端子，被標示為RK1和RK2。在這些 輸入端子中，輸入端子RK1連接到雙穩態控制體SG1的輸出端子AS1， AS1 連接到上述開關體SW1的激勵輸入端。控制器ST的另一輸入端子RK2連接 到雙穩態控制體SG2的輸出端子AS2， AS2連接到開關體SW2的激勵輸入端。 雙穩態控制體SG1的輸出端子AS1和雙穩態控制體SG2的輸出端子AS2與 控制器ST的前述輸入端子RK1或RK2之間的連接代表所謂的返回通道連接， 控制器ST通過該返回通道連接監測兩個雙穩態控制體SG1或SG2的所述輸 出端子AS1和AS2處是否發生輸出信號。由形成控制器ST的部分的監測裝 置像監測控制器ST的輸入端子EA1和EA2處發生的信號那樣進行這種監測。 不過，可以由特別由微控制器利用其自己的軟件形成的控制器ST中的軟件 來實現這些監測裝置。
既然已經為了理解上文披露的信息充分解釋了圖1中所示的電路布置 結構，現在將更詳細地考慮該電路布置的操作方法。令初始假設如下門 觸點TK和按鈕TA都斷開。在這種情況下，整個電路布置處于空閑或初始 狀態，在這種狀態下，雙穩態控制體SG1、 SG2處于其關閉或復位狀態，開 關體SW1和SW2斷開，且沒有向電致動器和/或傳感器和/或負載Vl、 V2、 V3供電。
如果現在致動按鈕TA，則向雙穩態控制體SG1和SG2以及控制器ST施加脈沖信號is，不過這樣不會帶來任何其他效果。圖示的電路布置仍保持 其前述空閑或初始狀態。即使一開始僅閉合門觸點TK且保持閉合，圖l中 所示的電路布置的空閑或初始狀態也保持不變。然而，如果在門關閉的情 況下再致動按鈕TA-這樣就充當了啟動銨鈕，于是就發出了脈沖信號IS， 兩個雙穩態控制體SG1和SG2就進入相應的導通或設置狀態。從而實現了 重新單次或多次致動按鈕TA也不會對雙穩態控制體SG1和SG2的狀態有額 外效果。
在現在達到的設置狀態下，兩個雙穩態控制體SG1和SG2在每種情況 下都從它們的輸出端子AS1或AS2輸出這種輸出信號，例如對應于二元信 號"1"的(例如)+2.7V的輸出信號，從而通過閉合其控制輸入端將開關 體SW1或SW2連接到其相應的輸出端子AS1或AS2。這意味著，如果從控制 器ST的輸出端子EA3為繼電器驅動器RE在其輸入側供應表示監測信號正 確狀態的控制信號(例如二元信號"l")，繼電器繞組RW1、 RW2和RW3連 接到開關體SW1和SW2的串聯電路的端部現在從閉合的控制觸點TK獲得體 塊或地電勢，并進入其激勵狀態。激勵繼電器繞組RW1、 RW2和RW3的結果 是，與這些繞組相關聯的繼電器觸點Kl、 K2或K3閉合，于是將來自開關 點N的電源電壓施加到電致動器和/或傳感器和/或負載VI、 V2和V3。這樣 就將激活相關致動器、傳感器或負載V1、 V2、 V3。
如果現在再次斷開門觸點TK，就停止經由該控制觸點TK發出連續信號 DS，即地或體塊電勢。這樣做的唯一結果是，繼電器電路的繼電器繞組RW1、 RW2和RW3被去激勵，但最重要的是，雙穩態控制體SG1、 SG2也返回其切 斷或復位狀態，在這種狀態下，開關體SW1和SW2的開關路徑再次斷開。 繼電器觸點Kl、 K2和K3現在被斷開的結果是電致動器和/或傳感器和/或 負載V1、V2、 V3再次與電路點N處的電源電壓斷開連接，從而被去激活。
重新激活-無論是有意還是無意-門觸點TK不能導致剛激活的電致動 器、傳感器或負載VI、 V2和V3的任何重新激活，也不會導致任何這種激 活。實際上，僅僅由閉合的門觸點TK提供連續信號DS不會使雙穩態控制 體SG1和SG2返回它們的導通或設置狀態。相反，這需要由將被再次致動 的按鈕TA額外發出所定義時長的脈沖信號IS。然而，在未致動該按鈕TA 時，雙穩態控制體SG1和SG2保持處于其切斷或復位狀態，于是不能激活電致動器、傳感器或負載V1、 V2、 V3。
盡管在圖l中所示的電路布置中，開關體SW1、 SW2共同連接到與電致 動器和/或傳感器和/或負載Vl、 V2、 V3相關聯的繼電器的供電電路，更精 確地講，連接到它們的繼電器繞組RW1、 RW2和RW3，但圖2示出了開關體 SW1、 SW2到相關繼電器的連接的變型。根據圖2，開關體SW1、 SW2實際上 共同連接到繼電器的繼電器觸點K1、 K2、 K3或與電致動器、傳感器或負載 VI、 V2、 V3相關聯且與相關致動器、傳感器或負載V1、 V2、 V3的電路中的 這些觸點一起設置的繼電器繞組RW1、 RW2、 RW3。相對于圖1中所示的電路 布置而言，這意味著，繼電器繞組RW1、 RW2、 RW3的未連接到繼電器驅動 器RE的那些末端直接連接到控制觸點TK，兩個開關裝置SW1和SW2的串聯 電路被插入到繼電器觸點K1、 K2、 K3的公共連接點和傳導電源電壓的電路 點N之間的連接線中。圖2中所示的電路布置的其余結構完全對應于圖1 中所示的電路布置，因此這里不再更詳細地解釋該電路結構。對于雙穩態 控制體SG1和SG2從切斷或復位狀態進入其導通或設置狀態，對于電致動 器、傳感器或負載V1、 V2、 V3的激活/去激活切換，圖2中所示的電路布 置的操作方法完全對應于圖1中所示的電路布置的操作方法。因此，這里 可以省去對圖2所示電路布置的操作方法的單獨解釋。
下文解釋根據圖1和2提供的電路布置中的雙穩態控制體SG1和SG2 的兩種可能的實現形式。由于這些雙穩態控制體SG1和SG2構造可以相同 且通常也是以相同方式構造的，所以參考圖3和4僅更詳細描述雙穩態控 制體SG1的一種可能結構。
根據圖3，雙穩態控制體SG1包含雙穩態觸發器KS， KS優選是D型雙 穩態觸發器，例如，由名稱為74LVC1G74的雙穩態觸發器實現。該雙穩態 觸發器GS特征為輸入端子或數據端子D，其經由非門或NOT元件NG連接到 雙穩態觸發器SG1的輸入端子E21，從而向其饋送根據圖1和2的連續信號 DS。此外，該相關雙穩態觸發器KS的特征是復位輸入端R，在目前的情況 下該復位輸入端R連接到雙穩態控制體SG1的輸入端子E21。此外，該雙穩 態觸發器KS的特征為時鐘輸入端C，其連接到雙穩態控制體SG1的輸入端 子Ell,即被饋送根據圖1和2的脈沖信號的控制輸入端。在雙穩態觸發器 ks的輸出側有兩個輸出端e和5，在目前的情況下輸出端^連接到雙穩態控制體SG1的輸出端子AS1。
下面簡述圖3所示的雙穩態控制體SG1的操作方法。在輸入端子Ell 處僅供應一種信號一在目前的情況下是如圖1所示的脈沖信號IS，從而在 雙穩態觸發器KS的時鐘輸入端C僅輸入該信號，僅可導致根據雙穩態控制 體SG的輸入端子E21處的輸入信號設置該同一雙穩態觸發器。如果未給該 輸入端子E21供應對應于二元信號"0"-連續信號DS的體塊或地電勢，由 于根據圖1或根據圖2的電路布置的門觸點TK仍然斷開，在這種情況下將 為雙穩態控制體SG1中的雙穩態觸發器KS的復位輸入端D供應對應于二元 信號"1"的電勢，并將為相關雙穩態觸發器KS的輸入端饋送對應于二元 信號"0"的電勢。如果雙穩態觸發器KS不是已經處于其復位狀態，則通 過該二元信號使其進入該復位狀態。在這種情況下，雙穩態觸發器KS從其 輸出端e輸出對應于二元信號"1"的輸出信號，從其輸出端^輸出對應于 二元信號"0"的輸出信號。
不過，如果在雙穩態觸發器KS的前述復位狀態下，僅為雙穩態控制體 SG1的輸入端子E21以連續信號DS的形式供應對應于二元信號"0"的體塊 或地電勢，那么在雙穩態觸發器KS的輸入或數據端子D會有對應于二元信 號"1"的信號，在該觸發器KS的復位輸入端R處有對應于二元信號"0" 的電勢。不過，僅僅這樣不會對雙穩態觸發器KS的設置狀態有任何影響。 只是在現在，即在發出所述連續信號DS期間，在雙穩態控制體SG1的輸入 端子El 1 ，從而在雙穩態觸發器KS的時鐘輸入端T處產生脈沖信號IS(" 1")， 其設置狀態變為置位狀態，在該狀態下，從該雙穩態觸發器KS的輸出端子 5發出對應于二元信號"1"的輸出信號，導致相關開關體SW1的閉合。隨 后在輸入端子Ell再次出現單個或多個所述脈沖信號IS不會改變雙穩態觸 發器KS所達到的設置狀態。僅在供應給輸入端子E21的連續信號DS ("0") 再次消失時，才會給雙穩態觸發器KS的復位輸入端R供應對應于二元信號 "1"的信號，結果，即使在沒有脈沖信號IS，且其時鐘輸入端C處也沒有 時鐘信號的情況下該雙穩態觸發器KS也返回其復位狀態，在該狀態下，從 其輸出端子2發出對應于二元信號"1"的電勢，從其輸出端子5發出對應 于二元信號"0"的電勢，結果再次斷開相關的開關體SW1。
如果接下來僅僅再次為輸入端子E21供應連續信號("0")，這對雙穩態觸發器KS的設置狀態沒有影響一其保持其復位狀態。于是，該電路布置 也滿足如從本文開始所述的對受保護電路(PEC)的要求。
圖4中所示的雙穩態控制體SG1的實現形式示出了由兩個彼此耦合的 雙極晶體管(即叩n導電類型的晶體管Tl和pnp導電類型的晶體管T2)構 成的晶閘管等效電路。在該圖中，晶體管T1以其基極連接到晶體管T2的 集電極，晶體管T2又以其基極連接到晶體管T1的集電極。晶體管T1的集 電極和晶體管T2的基極的公共連接點經過由歐姆電阻器Rl和電容器C2構 成的串聯RC元件連接到雙穩態控制體SG1的輸入端子Ell。此外，剛剛提 到的晶體管Tl的集電極和晶體管T2的基極之間的公共連接點經由歐姆電 阻器R2連接到承載例如+5V正向電源電壓的電路點+UB,晶體管T2的發射 極也連接到該電路點。晶體管Tl的基極和晶體管T2的集電極之間的公共 連接點一方面通過歐姆電阻器R連接到輸入端子E21，另一方面，如果必要 的話直接連接到雙穩態控制體SG1的輸出端子AS1。最后，晶體管T1的發 射極也連接到雙穩態控制體SG1的輸入端子E21。
下文簡述圖4中所示的雙穩態控制體SG1的電路布置的操作方法。如 已經參考圖1和2所述，如果向圖4中所示的雙穩態控制體SG1的輸入端 子Ell饋送一個或多個脈沖信號IS，在未給雙穩態控制體SG1的輸入端子 E21供應任何體塊或地電勢形式的連續信號DS的情況下，這是沒有效果的。 兩個晶體管Tl和T2所示的等效晶閘管電路保持在其初始狀態，在該狀態 下兩個晶體管T1、 T2都不導通。
另一方面，如果沒有前述脈沖信號IS,則僅向雙穩態控制體的輸入端 子E21饋送連續信號DS。如參考圖1和2所述，該連續信號DS也不會導致 兩個晶體管Tl和T2的導電狀態發生任何變化。不過，如果將該連續信號 DS，即目前情況下的體塊或地電勢供應給輸入端子E21，且如果同時根據圖 1和2為雙穩態控制體SG1的輸入端子Ell供應脈沖信號IS，形成差分元 件的RC元件Rl、 Cl的區分效應導致晶體管Tl和T2構成的晶閘管等效電 路在一定程度上被激活。這意味著兩個晶體管Tl和T2現在進入導通狀態， 在該狀態下，從晶體管T2的集電極和晶體管Tl的基極的公共連接點并從 而從雙穩態控制體SG1的輸出端子AS1發出對應于電路點+UB處的電勢"l" 的對應電勢("l")，結果接通或連通了連接到輸出端子AS1的開關體SW1。最后提到的晶閘管等效電路的該狀態以及(因此)開關體SW1的該狀 態保持與雙穩態控制體SG1的輸入端子Ell處是否發生其他脈沖信號IS無 關，直到雙穩態控制體SGI的端子E21處連續信號(體塊或地電勢)再次 消失時為止。在這種情況下，兩個晶體管T1和T2再次回到它們圖4所示 的非導通狀態。
在最后提到的該狀態下-其中兩個晶體管Tl和T2均處于非導通狀態， 僅僅將連續信號DS，即體塊或地電勢返回到輸入端子E21不會導致兩個晶 體管Tl和T2回到導通狀態。這意味著，該電路布置也滿足如從本文開始 所述的對受保護電子電路(PEC)的要求。
最后這里應當指出，也可以用除參考圖3和4所述的方式之外的方式 實現雙穩態控制體SG1、 SG2。于是，如果在以所述方式供應連續信號和脈 沖信號時這些雙穩態控制體以上述方式工作，就可以由例如其他雙穩態觸 發器或普通熄火(quench)晶閘管或三端雙向可控硅開關來實現相關的雙 穩態控制體SG1、 SG2。人為留白頁面附圖標記列表AS1、 AS2 輸出端子C 時鐘輸入端Cl 電容器D 輸入或數據端子DS 連續信號Ell、 E12、 E21、 E22輸入端子EA1、 EA2 輸入端子EA3 輸出端子IS 脈沖信號Kl、 K2、 K3 繼電器觸點KS 雙穩態觸發器N 電路點NG 非門或N0T元件e，g 輸出端子R 復位輸入端Rl、 R2、 R3 歐姆電阻器RE 繼電器驅動器RK1、 RK2 輸入端子RW1、 RW2、 RW3 繼電器繞組SG1、 SG2 雙穩態控制體ST 控制器SW1、 SW2 開關裝置T 時鐘輸入端Tl、 T2 晶體管、雙極晶體管TA 脈沖信號發出裝置TK 連續信號發出裝置、門觸點U 電路點+UB 電路點VI、 V2、 V3 電致動器和/或傳感器和/或負載
權利要求
1、一種用于對電氣設備，尤其是包含致動器和/或傳感器和/或負載的家用電器中的這些部件進行安全控制的方法，根據與邏輯門操作至少兩個開關體，以通過作用于所述開關體上的控制信號有效地開關所述致動器和/或傳感器和/或負載，其特征在于向對應于所述開關體(SW1，SW2)的數量的若干雙穩態控制體(SG1，SG2)發出連續信號(DS)和脈沖信號(IS)作為控制信號，僅通過發出所述連續信號(DS)并發出在發出相關連續信號期間發生的所述脈沖信號(IS)來使其進入導通狀態，在導通狀態下有效地切換所述開關體(SW1，SW2)，僅通過切斷所述連續信號(DS)來使其進入切斷狀態并即使在再次發出所述相關連續信號(DS)時也保持該切斷狀態，其中在切斷狀態下斷開所述開關體(SW1，SW2)。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于監測所述脈沖信號(IS)的 發出，并且僅在以低于定義時長的時長發出所述脈沖信號(IS)且存在所 述連續信號(DS)時，才有效地開關所述致動器和/或傳感器和/或負載(VI， V2， V3)。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于監測所述連續信號是否 被正確發出以及是否存在。
4、 如權利要求1到3中的任一項所述的方法，其特征在于監測兩個雙 穩態控制體(SG1， SG2)發出的輸出信號(AS1， AS2)是否被正確發出。
5、 如權利要求2、 3和4所述的方法，其特征在于在控制器(ST)中 監測所述脈沖信號(IS)、所述連續信號(DS)和所述雙穩態控制體(SG1， SG2)的所述輸出信號(AS1， AS2)的發出情況，通過監測，僅在正確發生 所述脈沖信號(IS)、所述連續信號(DS)和所述雙穩態控制體(SG1， SG2) 的所述輸出信號(AS1， AS2)時，才由所述開關體(SW1， SW2)有效控制 所述致動器和/或傳感器和/或負載。
6、 一種用于執行如權利要求1到5中的一項所述的方法的電路布置， 用于對包含致動器和/或傳感器和/或負載的電氣設備，尤其是家用電器中 的這些部件進行安全控制，根據與邏輯門操作至少兩個開關體，以通過作 用于所述開關體上的控制信號有效地開關所述致動器和/或傳感器和/或負 載，其特征在于，為了發出控制信號，提供脈沖信號發出裝置(TA)和連 續信號發出裝置(TK)，這允許向對應于所述開關體(SW1， SW2)的數量的 若干雙穩態控制體(SG1， SG2)發出脈沖信號或連續信號，并且能夠通過 發出所述連續信號(DS)和所述脈沖信號(IS)使所述雙穩態控制體(SG1， SG2)進入導通狀態(置位狀態)，在導通狀態下能夠有效地切換所述開關 體(SW1， SW2)，僅通過切斷所述連續信號(DS)就能夠使所述雙穩態控制 體(SGI, SG2)進入切斷狀態(復位狀態)且能夠即使在再次發出相關連 續信號(DS)時也保持該切斷狀態，其中在所述切斷狀態下有效地斷開所 述開關體(SW1， SW2)。
7、 如權利要求6所述的電路布置，其特征在于提供脈沖信號監測裝置 (ST)，通過所述脈沖信號監測裝置能夠進行對所述脈沖信號(IS)的監測，使得僅通過發出時長低于定義時長的脈沖信號(IS)且如果存在所述連續 信號(DS)時，才能夠有效切換所述開關體(SW1， SW2)。
8、 如權利要求6或7所述的電路布置，其特征在于提供連續信號監測 裝置(ST),其監測由連續信號發出裝置(TK)發出的所述連續信號(DS) 被正確發出。
9、 如權利要求6到8中的一項所述的電路布置，其特征在于所述雙穩 態控制休(SG1， SG2)在其輸出側連接到監測裝置(ST)，所述監測裝置(ST) 監測在每種情況下由相關雙穩態控制體(SG1， SG2)發出的所述輸出信號(AS1， AS2)的發出情況。
10、 如權利要求7、 8和9所述的電路布置，其特征在于所述監測裝置 包含在公共控制器(ST)中。
11、 如權利要求10所述的電路布置，其特征在于所述控制器(ST)包 含微控制器。
12、 如權利要求6到11中的一項所述的電路布置，其特征在于由按鈕 (TA)形成所述脈沖信號發出裝置(TA),且由能夠獨立于所述按鈕(TA)而被致動的所述電氣設備的門開關觸點(TK)形成所述連續信號發出裝置 (TK)。
13、 如權利要求6到12中的一項所述的電路布置，其特征在于所述致 動器和/或傳感器和/或負載(Vl， V2， V3)連同所述開關體(SW1， SW2) —起連接到繼電器電路(RW1， RW2， RW3, Kl， K2， K3)，所述繼電器電路(RW1， RW2， RW3， Kl， K2， K3)能夠被控制器(ST)控制。
14、 如權利要求13所述的電路布置，其特征在于各繼電器(RW1， RW2， RW3)分別屬于每個致動器和/或傳感器和/或負載(Vl， V2， V3)。
15、 如權利要求14所述的電路布置，其特征在于所述開關體(SW1， SW2)共同連接到與所述致動器和/或傳感器和/或負載(Vl， V2, V3)相關 聯的所述繼電器(RW1， RW2， RW3)的電源電路。
16、 如權利要求14所述的電路布置，其特征在于所述開關體(SW1， SW2)共同連接到與所述致動器和/或傳感器和/或負載(Vl， V2， V3)相關 聯的所述繼電器(RW1， RW2， RW3)的觸點(Kl， K2， K3)并與相關致動器 和/或傳感器和/或負載(Vl， V2， V3)的電源電路中的這些觸點(Kl， K2， K3) —起設置。
17、 如權利要求6到16中的一項所述的電路布置，其特征在于所述雙穩態控制體(SG1， SG2)均由雙穩態幵關體(KS; Tl， T2)形成。
18、 如權利要求17所述的電路布置，其特征在于所述雙穩態控制體 (SG1， SG2)均由半導體元件(KS; Tl， T2)構成。
19、 如權利要求6到18中的一項所述的電路布置，其特征在于所述開 關體(SW1， SW2)由半導體元件形成。
全文摘要
根據本發明，可以實現對電器設備中的電致動器和/或傳感器和/或用戶(V1，V2，V3)的安全控制，其中，控制對應于AND鏈路工作的至少兩個開關體(SW1，SW2)，以借助雙穩態控制體(SG1，SG2)有效開關所述電致動器和/或傳感器和/或用戶(V1，V2，V3)，通過供應連續信號(DS)和供應連續信號(DS)期間所供應的脈沖信號(IS)，使其處于有效切換開關體(SW1，SW2)的激活狀態(置位狀態)，僅通過切斷所述連續信號(DS)才能使其進入斷開狀態(復位狀態)，其中，ST為控制器，SG1、SG2為雙穩態控制體，RE為繼電器驅動器。
文檔編號F16P3/08GK101535708SQ200780041637
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月31日 優先權日2006年11月8日
發明者G·薩特勒, H·G·阿爾巴伊拉克 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司