一種小型繼電器，其特征是，它包括： 面對第二區的第一區， 第一電容器板（３）， 所述第二區中安排的第二電容器板（９），其中所述第二板小于或等于所述第一板， 所述第一區與所述第二區之間安排的過渡空間（２５）， 所述過渡空間（２５）中安排的導電單元（７），所述導電單元（７）機械上獨立于所述第一區和第二區并適合于運動穿越所述過渡空間（２５），它取決于所述第一電容器板和第二電容器板上的電壓， 電路的第一接觸點（１５），所述電路的第二接觸點（１７），其中所述第一接觸點（１５）和第二接觸點（１７）限定第一擋板（１３），其中所述導電單元（７）適合于接觸所述第一擋板（１３），且在與所述第一擋板（１３）接觸時，所述導電單元（７）閉合所述電路。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及小型繼電器。本專利技術還涉及按照本專利技術小型繼電器的不同用途。
技術介紹
目前制作小型繼電器有各種方法，具體地說，在稱之為MEMS技術(微機電系統)，微系統和/或微型機械加工的
內。原則上，這些方法可以按照它們用于移動接觸電極的力類型或激勵機構進行分類。通常的分類是在靜電繼電器，磁繼電器，熱繼電器和壓電繼電器之間。每種繼電器有它各自的優點和缺點。然而，小型技術要求利用盡可能小的激勵電壓和表面。現有技術中已知的繼電器存在幾個阻礙它們發展的問題。減小激勵電壓的方式正好是增大繼電器的表面積，除了外觀容易發生變形，從而降低繼電器的工作壽命和可靠性以外，它還使小型化變得困難。在靜電繼電器中，減小激勵電壓的另一種方法是大大減小電極之間的空間，或使用非常薄的電極或特殊材料，可以使機械恢復力非常低。然而，這意味著粘連問題，因為毛細作用力非常大，它也降低這些繼電器的工作壽命和可靠性。使用高激勵電壓也有負面效應，例如，元件的電離，強機械拉力引起加速磨損以及繼電器產生的電噪聲。靜電繼電器還有與可靠性有關的嚴重問題，這是由于稱之為“牽引”的現象，一旦超過給定的閾值，接觸電極以相對于其他自由電極的增大加速度運動。這是由于當繼電器閉合時，施加靜電力閉合的電容器極大地增加它的電容量(若預先不設置擋板，則電容量可以增加到無限大)。因此，由于產生的高電場和運動電極加速度造成的撞擊使電極產生重大的磨損。熱學，磁學和壓電方法要求特殊的材料和微型機械加工過程，因此，集成在較復雜的MEMS器件中，或有電路集成的相同器件是困難和/或昂貴的。此外，熱學方法是非常慢(即，電路有很長的斷開或閉合時間)并使用大量功率。磁學方法產生電磁噪聲，它使閉合電路更加困難并要求高的峰值電流進行切換。在這個說明書中，繼電器應當理解為適合于斷開和閉合至少一個外電路的任何裝置，其中至少一個外電路的斷開和閉合動作是借助于電磁信號完成的。在以下的描述和權利要求書中，術語“接觸點”是指形成(或可以形成)電接觸的接觸面。在這一方面，它們不應當理解為幾何意義上的點，因為它們是三維元件，而應當從電學意義上考慮，它們是電路中的點。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服上述缺點。這是借助于一種小型繼電器實現的，其特征是，它包括面對第二區的第一區，第一電容器板，第二區中安排的第二電容器板，其中第二板小于或等于第一板，第一區與第二區之間的過渡空間過渡空間中安排的導電單元，導電單元機械上獨立于第一區和第二區，并適合于運動穿越過渡空間，它取決于第一電容器板和第二電容器板上的電壓，電路的第一接觸點，該電路的第二接觸點，其中第一接觸點和第二接觸點限定第一擋板，其中導電單元適合于接觸第一擋板，在與第一擋板接觸時，導電單元閉合該電路。事實上，在按照本專利技術的繼電器中，導電單元是能夠自由運動的分離部分，就是說，導電單元是響應于斷開和閉合外電路(第一接觸點與第二接觸點之間)的單元。即，材料的彈性力沒有用于迫使一種繼電器運動。這可以有多種不同的解決方案，其優點是要求非常低的激勵電壓并可以有非常小的設計尺寸。導電單元放置在過渡空間。過渡空間是利用第一區和第二區以及側壁閉合，它們可以防止導電單元離開過渡空間。當電壓加到第一電容器板和第二電容器板上時，在導電單元中誘發電荷分布，它產生導電單元沿過渡空間運動的靜電力。借助于以下詳細描述的不同設計，這種效應可用于幾種不同的方式。此外，按照本專利技術的繼電器還滿意地解決上述的“牽引”問題。按照本專利技術繼電器的另一個優點是如下所述在常規的靜電繼電器中，若導電單元粘連到給定的位置(它在很大程度上與濕氣有關)，則不可能使它松開(除非依靠外力，例如，使它干燥)，這是由于恢復力是彈性力，總是相同(僅與位置有關)，且不能增大。與此相反，若導電單元粘連在按照本專利技術的繼電器中，則通過增大電壓，總可以使它松開。過渡空間的幾何形狀和電容器板的位置可以提供幾種不同類型的繼電器，以及它們的許多應用和功能方法。例如，導電單元的運動可以是如下所述第一種可能性是，導電單元是沿第一區與第二區之間的過渡空間作平動方式運動，即，基本直線方式(當然，不排除意外和非所需外力引發的可能震動或振蕩和/或運動)。第二種可能性是，導電單元有基本固定端，導電單元可以圍繞該端轉動。轉軸可以具有外電路接觸點的功能，而導電單元的自由端可以在第一區與第二區之間運動，它與其他接觸點可以接觸或不接觸，取決于所在的位置。如以下所敘述的，這種方法有許多特定的優點。第三種可能性是，導電單元沿過渡空間的運動是一種組合運動，它是產生的靜電力誘發第一區與第二區之間的平動方式運動和科里奧利力誘發垂直于以上平動方式的運動。以下更詳細地描述這個方案。有利的是，第一接觸點是在第二區與導電單元之間。這可以得到以下討論的各種方案。當第一板是在第二區時實現一個優選實施例。或者，繼電器可以設計成這樣，第一板是在第一區。在第一種情況下，得到的繼電器有較大的激勵電壓和較快速。另一方面，在第二種情況下，繼電器的速度較慢，這意味著導電單元和擋板經受的震動較平滑，且能量消耗較低。顯然，我們可以在這兩個方案之間進行選擇，取決于每種情況的具體要求。當第二接觸點也是在第二區時實現一個優選實施例。在這種情況下，我們得到這樣一種繼電器，其中導電單元基本沿直線方向運動。當導電單元與第一擋板接觸時，即，與電路的第一接觸點和第二接觸點接觸時，可以使電路閉合，借助于以下詳細描述的不同類型力，可以使電路斷開。為了再次閉合電路，可以在第一電容器板與第二電容器板之間加電壓。這使導電單元被吸引到第二區，從而再次接觸第一接觸點和第二接觸點。若第一電容器板是在第一區和第二電容器板是在第二區，則實現上一節中所述斷開電路所需的力是借助于在第二區中添加第三電容器板，其中第三電容器板小于或等于第一電容器板，而第二電容器板與第三電容器板一起大于第一電容器板。利用這種安排，第一電容器板是在過渡空間的一側，而第二電容器板和第三電容器板是在過渡空間的另一側且互相接近。按照這種方式，借助于靜電力，我們可以迫使導電單元沿兩個方向運動，此外，即使導電單元保持在基本未知的電壓上，我們可以確保外電路的閉合，導電單元受到閉合外電路作用的力。實現本專利技術另一個優選實施例的情況是，繼電器還包括所述第二區中安排的第三電容器板和所述第一區中安排的第四電容器板，其中所述第一電容器板與所述第二電容器板相等，而所述第三電容器板與所述第四電容器板相等。事實上，按照這種方式，若我們希望導電單元運動到第二區，則可以在第一電容器板和第四電容器板上加電壓以及在第二電容器板或第三電容器板上加電壓。假設導電單元運動到放置最小電容器板的位置，則它就運動到第二區。同樣地，在第二電容器板和第三電容器板上加電壓以及在第一電容器板或第四電容器板上加電壓，我們可以使導電單元運動到第一區。這種方案優于較簡單的三個電容器板方案，它是完全對稱的，即，不管導電單元運動到第二區或第一區，可以獲得完全相同的繼電器性能。有利的是，第一電容器板，第二電容器板，第三電容器板和第四電容器板都相等，因為一般地說，它的設計是方便的，繼電器在幾個方向是對稱的。一方面，如上所述，第一區與第二區之間是對稱的。另一方面，需要保持其他類型的對稱性以避免出現其他的問題，例如，導電單元的轉動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種小型繼電器，其特征是，它包括面對第二區的第一區，第一電容器板(3)，所述第二區中安排的第二電容器板(9)，其中所述第二板小于或等于所述第一板，所述第一區與所述第二區之間安排的過渡空間(25)，所述過渡空間(25)中安排的導電單元(7)，所述導電單元(7)機械上獨立于所述第一區和第二區并適合于運動穿越所述過渡空間(25)，它取決于所述第一電容器板和第二電容器板上的電壓，電路的第一接觸點(15)，所述電路的第二接觸點(17)，其中所述第一接觸點(15)和第二接觸點(17)限定第一擋板(13)，其中所述導電單元(7)適合于接觸所述第一擋板(13)，且在與所述第一擋板(13)接觸時，所述導電單元(7)閉合所述電路。2.按照權利要求1的繼電器，其特征是，所述第一接觸點(15)是在所述第二區與所述導電單元(7)之間。3.按照權利要求1或2的繼電器，其特征是，所述第一板是在所述第二區。4.按照權利要求1或2的繼電器，其特征是，所述第一板是在所述第一區。5.按照權利要求1至4中任何一個的繼電器，其特征是，所述第二接觸點(17)也是在所述第二區。6.按照權利要求4或5的繼電器，其特征是，它還包括所述第二區中安排的第三電容器板(11)，其中所述第三電容器板(11)小于或等于所述第一電容器板(3)，且其中所述第二電容器板與第三電容器板一起大于所述第一電容器板(3)。7.按照權利要求4或5的繼電器，其特征是，它還包括所述第二區中安排的第三電容器板(11)和所述第一區中安排的第四電容器板(5)，其中所述第一電容器板(3)與所述第二電容器板(9)相等，和所述第三電容器板(11)與所述第四電容器板(5)相等。8.按照權利要求7的繼電器，其特征是，所述第一電容器板，第二電容器板，第三電容器板和第四電容器板都相等。9.按照權利要求7或8的繼電器，其特征是，它還包括所述第一區中安排的第五電容器板(35)和所述第二區中安排的第六電容器板(37)，其中所述第五電容器板(35)與所述第六電容器板(37)相等。10.按照權利要求9的繼電器，其特征是，它包括所述第一區中安排的6個電容器板和所述第二區中安排的6個電容器板。11.按照權利要求1至10中任何一個的繼電器，其特征是，它包括所述第一區與所述導電單元(7)之間的第二擋板。12.按照權利要求1至11中任何一個的繼電器，其特征是，它包括所述第一區與所述導電單元(7)之間安排的第三接觸點(21)，其中所述第三接觸點(21)限定第二擋板，因此，在與所述第二接觸點(17)和所述第三接觸點(21)接觸時，所述導電單元(7)閉合第二電路。13.按照權利要求12的繼電器，其特征是，所述導電單元(7)包括限定軸的空心圓柱部分(31)，在其內部放置所述第二接觸點(17)，和扁平部分(33)，它是從所述徑向空心圓柱部分(31)的一側突出并沿所述軸的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述軸方向測量的高度小于所述圓柱部分(31)沿所述軸方向測量的高度。14.按照權利要求12的繼電器，其特征是，所述導電單元(7)包括限定軸的空心平行六面體部分(31)，在其內部放置所述第二接觸點(17)，和扁平部分(33)，它是從所述徑向空心平行六面體部分(31...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬塞普·蒙坦亞·希爾韋斯特爾，
申請(專利權)人：寶蘭微系統公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。