[发明专利]限位开关接口电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年10月26日所递交的第61/551,479号美国临时申请的权益，并且要求于2012年10月5日所递交的第13/645,572号美国申请的优先权，其公开内容在此通过全文引用而被并入。

技术领域

本发明涉及用于限位开关(limit switch)的接口电路。

发明背景

某些交通工具座椅模块控制在多个囊状物中的空气压力。这些囊状物中的一个或多个被定位在交通工具座椅的表面以下。座椅的外形根据不断改变的压力而被修正。某些模块可利用空气阀技术（其内部使用了形状记忆合金（SMA）电线）来驱动阀。在被加热时，SMA的特性导致电线收缩并由此打开阀。

阀技术包括限位开关。限位开关被用于感测阀何时在其被完全打开的位置上。在电线被足够地加热使得电线充分收缩以便由此将阀打开至其被完全打开的位置时，阀在其被完全打开的位置上。当阀在其被完全打开的位置上时，限位开关被关闭。因此，通过检测限位开关被关闭，能够检测出阀在其被完全打开的位置。当电线未被足够地加热时，阀不在其被完全打开的位置。当阀不在其被完全打开的位置上时，限位开关不关闭（例如，限位开关打开）。因此，通过检测限位开关被打开，能够检测出阀不在其被完全打开的位置。

使用限位开关来感测阀的位置，允许控制电路将阀维持在其被完全打开的位置，而同时将更小的热施加到电线上。这种控制水平提供了在改变温度和气流条件时可预测的阀动作，并且最小化了在电线上的热应力和机械应力。

脉冲宽度调制（PWM）可被用于加热电线。电流脉冲通过电线，并伴有导致电线自加热的电线电阻率损耗。PWM电流脉冲能够通过微控制器生成，以施加到电线上。

发明概述

本发明的实施方式针对的是用于与限位开关相连接的电子电路。开关被用在用于加热电线（例如形状记忆合金（SMA）电线）的应用中。根据本发明的实施方式的电子电路（即，“限位开关接口电路”或“开关接口电路”）旨在降低工作电流并尽量减少换向，由此延长开关的寿命。作为正常工作一部分，之前的设计是为每个开关事件来变换通过开关的开关电路负载电流的电流方向。因此要关注的一点是低压微弧放电（low-voltagemicro-arching）可能导致过早地磨损开关的敏感接触部。根据本发明的实施方式的电子电路使用晶体管来变换开关电流的方向，并且可由此几乎消除了低压微弧放电。以这种方式，依据按照本发明的实施方式的电子电路的使用的开关状态（即，打开或关闭）更好地描述为被采样，而不是按照之前设计驱动响应负载电路。

在一个实施方式中，提供了用于与限位开关相连接的电路。限位开关被配置成当连接到限位开关的电线相对较热时被关闭，并且被配置成当电线相对较冷时被打开。电路包括输入端、输出端和控制部分。输入端被配置成接收具有高脉冲和低脉冲的脉冲宽度调制（PWM）信号，该信号具有占空比。输出端被配置成将PWM信号施加到与电线相关的外部晶体管和施加到控制部分。当高脉冲被施加到外部晶体管时，高脉冲驱使电线的加热。控制部分被配置成当限位开关关闭而同时高脉冲被施加到外部晶体管时，使限位开关两端之间的电压实质上为零，由此使得限位开关的电弧相对最小。

在一个实施方式中，提出了一种具有电线、限位开关和电路的装置。电线被配置成当电线相对较热时将阀移动至被完全打开的位置，电线与外部晶体管相关联。限位开关可移动至被打开的位置以及从被打开的位置移开，其中限位开关被配置成当阀在被完全打开的位置上时处于关闭位置。电路与限位开关相连接，并且包括输入端、输出端和控制部分。输入端被配置成接收具有高脉冲和低脉冲的脉冲宽度调制（PWM）信号，该信号具有占空比。输出端被配置成将PWM信号施加到与电线相关联的外部晶体管。当高脉冲被施加到外部晶体管时，高脉冲驱使电线的加热。控制部分被配置成当限位开关关闭而同时高脉冲被施加到外部晶体管时，使限位开关两端之间的电压实质上为零，由此使得限位开关的电弧相对最小。

附图简述

图1示出了根据本发明的第一实施方式的、具有限位开关接口电路的装置的示意图；

图2示出了根据本发明的第二实施方式的、具有限位开关接口电路的装置的示意图；

图3示出了图1中所示的装置的示意图，其中带有限位开关接口电路的概括性功能描述图；以及

图4示出了具有简单的限位开关接口电路的装置的示意图。

详细描述