CN1954478A

CN1954478A - 调整器电路及其相应用途

Info

Publication number: CN1954478A
Application number: CNA2005800157825A
Authority: CN
Inventors: 卓塞弗·蒙坦亚·希尔维斯特尔
Original assignee: Baolab Microsystems SL
Current assignee: Baolab Microsystems SL
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2007-04-25
Also published as: CA2564473A1; JP2007538483A; US20070252562A1; EP1747611A2; WO2005111759A3; US7782026B2; WO2005111759A2

Abstract

调整器电路及其相应用途。该调整器电路包括：至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的一组或多组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接所述电抗并且适合于连接该电抗的至少一个电抗与该输入和输出端的多个互连。该互连包括微型继电器，微型继电器允许把所述电抗的串联换成并联或相反。另外，该电路可以包括：电压监控装置，电源模块，输入和输出保护装置，参考信号模块，控制模块等。该调整器电路具有多种应用，如电荷泵，电源，DC/DC转换器，DC/AC转换器，AC/DC转换器，D/A转换器，A/D转换器，功率放大器等。

Description

调整器电路及其相应用途

技术领域

本发明涉及电压或电流调整器电路，包括至少两个输入端，具有至少两个电抗在内的至少第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接所述电抗并且适合于连接所述电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连。本发明还涉及按照本发明的调整器电路的优选用途。

背景技术

通常称为电荷泵或电压泵的电路是众所周知的，其中配备有若干电容器，外部电源依据某个电压对电容器进行充电，并且一旦充电，它们与必须提供的某个电荷相连。适合的互连允许向电荷提供与外部电源的电压不同的电压。实际上：如果电容器是并联接法并且与外部电源相连，则它们全部具有外部电源的电压，并且如果随后它们与外部电源断开，则它们彼此之间再次连接，以便它们以串联方式连接并且随后与电荷相连，并且提供其电压等于外部电源的电压与用串联方式连接起来的电容器的数目之积的电荷。可选地，在连接电容器和外部电源时，如果电容器是用串联方式连接的，并且采用并联方式再次连接它们以便提供电荷时，将提供其电压等于外部电源的电压与并联连接的电容器的数目之商的电荷。

然而，处于现有技术发展水平的公知电路具有一些缺点，这些缺点限制其可能的应用：

-它们具有较低的效率

-它们具有较低的放大能力

-它们具有非常低的功率

-它们很大

-它们有噪声

尽管并非所有电路具有所有列举的缺点，但是它们通常具有所述缺点中的某些缺点。

发明内容

本发明的目的是克服上面提及的缺点。这是借助于上面所示类型的调整器电路实现的，其特征在于，互连包括微型继电器，并且微型继电器允许把电容器的串联换成并联和相反。

在本说明书和权利要求书中，措辞“继电器”指换向器或开关，其中借助于物理接触希望连接的两个电路端点的导电单元建立电接触，并且其中当导电单元不再与希望切断的至少一个电路端点物理接触时，电接触被切断。亦即，导电单元执行物理运动(在第一位置和第二位置之间)，并且通过与相应的物理电路端点物理接触建立电连接。此外，继电器必须适合于断开和闭合至少一个外电路，其中外电路的至少一个断开或闭合动作是用电磁信号实现的。

实际上，通过使用微型继电器允许获得以下改进：

-当它们闭合时，它们有非常低的强度，并且当它们断开时，它们有非常高的强度。这能够很好地提高电路的效率，因为它们能够把闭路和开路情况下的焦耳效应引起的损耗降到最低程度。

-它们能够在比其触发所需电压更高的电压下工作。该性能特征是非常重要的，因为它允许生成比电路控制电压更高的电压。此外，能够用并联方式连接大量电容器(三个或更多)，然后用串联方式连接它们，从而仅仅借助两个切换步骤就能得到与所希望的大小一样的增压。

-它们提供非常高的切换速度。同样，这是非常重要的优点，因为“泵激(pumping)”更多或更少能量的能力(亦即，在施加电压情况下的强度)基本上依赖于两个参数：电容器电容量和“泵激”(切换)速度。微型继电器具有非常高的切换速度，并且能够降低用于某个输出功率的电容器的尺寸。因此，通过使用微型继电器能够加倍缩减尺寸：归功于微型继电器本身，并且归功于使用较小的电容器。

-一般而言，可以把整个电路小型化，包括电容器。从而可以把调整器电路的所有组件小型化，所有组件包括包含有调整器电路(稍后说明)的器件的组件，尽管需要多个具有相应互连的电抗组，甚至尽管需要多个完整的调整器电路。

-通过使用需要非常少的能量就能触发的微型继电器，如下面描述的继电器，也能从很大程度上提高组件的功效，例如，调整器电路具有能够高速连接和断开的微型继电器，因此，如果选择的继电器不是低功耗的，其电力消耗是一个重要因素。

-通过使用微型继电器能够明显降低声音问题，因此，尽管有大量继电器的高速连接和断开，通常也不需要包含屏蔽类型的声音防护装置。

-外力和电荷之间有很好的绝缘，它们之间没有电气通路。

-能够减轻调整电路的输入端的突然电压变化。

-能够获得与EMC(电磁兼容性)要求一致的优良性能，这是

因为不会产生高频信号，因此，发射非常少的能量。就这一点而言，必须考虑尽管微型继电器是以很高的频率进行切换的，但是功率信号具有稳定值。另外，可能的输入干扰不会严重影响输出，至多会修改切换时间，如果出现此种情况，将进行控制。

尽管一般涉及电容器的特殊用途，但是必须考虑到电容器的使用仅仅是一个优选方案。通常，该电路可以有任何类型的电抗：电容器，线圈，或者甚至是二者的组合。在使用线圈时，可以采用串联方式连接并且可以用电流充电，以便随后用并联方式连接，并且获得的最终电流为初始电流(通过串联线圈的电流)与并行连接的线圈的数目的乘积。这允许获得电流源，该电流源也许是感兴趣的，或者随后可以对其进行修改以便作为电压源。优选地，将使用用超导材料制成的线圈，这能够减少需要的线圈的数量，减少微型继电器的切换时间需求，提高功效，因为线圈中没有任何能量损耗，并且能够集成全部调整器电路。

优选地，调整器电路包括，具有至少两个电抗在内的至少一个第二组电抗，适合于彼此连接第二组电抗并且适合于连接第二组电抗的至少一个电抗与输入和输出端的多个互连，其中该互连包括多个微型继电器，并且其中该微型继电器允许把电抗的串联换成并联或相反。基本上，其想法如下：假定第一组电抗间断运行，如充电时不向电荷供电，则包含能够在对第一组电抗进行充电的时间段内继续提供电荷的单元是可行的。该单元可以是执行输出滤波器的功能的电容器，或者可以是与第一组电抗在时间上错开的第二组电抗，从而在对一组电抗充电时，另一组提供电荷。逻辑上，如此运行的电抗组可以不止两组，甚至可以提供如此运行的多组电抗和输出滤波器。

有利的是，该调整器电路被集成到集成电路中。通常，有趣的是把所有调整器电路集合到尽可能小的空间中。尽管难以把整个电路集成到SoC(片上***)类型的单片集成电路中，因为所需的电容值不能包含到单片集成电路中(因为需要非常高的切换速度)，但是可以把所有单元包含到SIP(***级封装)类型的集成电路中，该集成电路是包含带有相应电容器的MCM(多片模块)的部件。对于它的用户而言，组件为集成电路。

通常，调整器电路可以变换(增加或减少)任何输入电压：通常为直流、交流或随时间变化，把它变成相同形式的输出电压，但是其值增加或减少。同样，能够生成任何输出电压：

-它能获得总是相同的(例如25V)并且总是稳定的输出电压。

-它能获得总是稳定的但是依据电荷需求变化的输出电压(通过设计必须串联/并联切换的电容器的不同数量)，从而用户可以选择所需的不同输出电压(例如，15、20或25V)。

-它能获得交流或随时间变化的可变输出电压，尽管输入电压是直流，其实现方法是，对必须串联/并联切换的电容器的数量的

设计要遵循特定顺序，或者，通常用模块控制必须生成的电压。

因此，按照本发明的调整器电路的优选用途旨在制造由DC/DC(直流/直流)、AC/DC(交流/直流)和DC/AC(直流/交流)转换器构成的组中的转换器。或者，换句话说，本发明的主题是包含按照本发明的调整器的DC/DC、AC/DC和/或DC/AC转换器。

附图说明

通过参照附图阅读以下说明，本发明的其他优势和特征将变得明显，其中以下描述以非限制方式描述本发明的某些优选实施例。附图表示：

图1.1和1.2表示一组串联和并联连接的电容器；

图2.1和2.2表示电容器的电荷的监控电路；

图3表示一组串联和并联连接的电容器；

图4.1-4.5表示数字电源供应模块及其触发序列；

图5表示一个A/D分段转换器；

图6.1-6.4表示一个比较器件及其比较序列；

图7表示一个D/A转换器；

图8表示其第二区中有两个电容器板的继电器的简图；

图9表示带有两个电容器板的继电器的简图，其中每个区中有一个电容器板；

图10表示带有三个电容器板的继电器的简图；

图11表示没有外壳的按照本发明的继电器的第一实施例的透视图；

图12表示图11的继电器的平面图；

图13表示按照本发明的继电器的第二实施例的透视图；

图14表示去掉其上端的部件后的图13的继电器的透视图；

图15表示图13的继电器的下部单元的透视图；

图16表示没有外壳的按照本发明的继电器的第三实施例的透视图；

图17表示图16的继电器的圆柱部分的详细透视图；

图18表示按照本发明的继电器的第四实施例的透视图；

图19表示按照本发明的继电器的第五实施例的透视图；

图20表示按照本发明的继电器的第六实施例的平面图；

图21表示按照本发明的继电器的第七实施例的透视图；

图22表示不带基片的按照本发明的继电器的第八实施例的自下向上的透视图；

图23表示利用表面微机械加工生成的球面；

图24表示按照本发明的继电器的第九实施例的透视图；以及

图25表示一个常断继电器。

具体实施方式

图1.1和1.2表示电荷泵的基本概念：电路包括两个输入端以及与该输入端串联连接的多个电容器C₁、C₂、C₃和C₄。以电压V_i对所有电容器进行充电，随后再次连接该电路，从而电容器是并联的。输出端的电压V_o是电压V_i的四倍。此外，当以相反方式做该序列时，可以把该电压除以4。在这些示意图中，既没有示出全部互连，也没有示出相应继电器，因为必须存在多个继电器以便允许全部的所需的连接。

借助这种类型的电路，可以用离散方式增加或减少输出电压：为输入电压的整数倍或为输入电压与某一整数的商。因此，按照本发明的调整器电路的优选方案包括至少一个电容器的电压监控装置，其中这些监控装置适合于检测电容器随时间的电压变化，并且还包括适合于在其电压达到预定值时断开电容器和输入端的控制装置。事实上，按照这种方式，可以利用从0到V_i变化的任何电压对一个电容器(或多个电容器)进行充电，随后可以在调整器电路的输出端获得任何电压值。图2.1表示这种类型的监控装置的一个例子。连接时，继电器S₁具有用R_r表示的电阻。比较电容器C的端子的电压V₀与参考电压V_r，当V₀＝V_r时，断开该继电器。如果输入电压的峰值高于比较器的馈电电压，则必须降低到达该比较器的电压，其实现方法可以是例如在比较器的输入负端之前放置一个电阻分压器，分压器具有高阻值，目的是不引起显著的能量损耗(图2.2)。

图1.1和1.2表示电抗连接基本方案。然而，为了获得高准确度的输出信号(在不需要使用监控装置的情况下)，可以使用不同策略：

-具有两个级联调整器电路，首先进行信号放大，随后进行缩减(反之亦然)。其顺序取决于输出电压必须是高电压(如果是那样的话，第一步骤将是缩减以避免太高的电压)，还是需要缩减输出电压(如果是那样的话，第一步骤将是放大以避免太低的电压和噪声问题)。

-具有多个并联电抗电池，其中每个电池是由多个串联电抗构成的。同时对所有电抗进行充电，随后选择为达到所需信号而必须与输出端相连的电抗。图3表示一个例子，其中三个电池，每个电池有四个电容器。在这种情况中，例如，可以放大输入电压V_in，最大值为3V_in，最小值为V_in/4。

同时，本发明的主题是包含按照本发明的调整器电路的电源，或者，换句话说，通过使用按照本发明的调整器电路制造电源。

按照本发明的调整器电路优选地包括至少一个下述附加单元：

a-数字电源模块，该模块生成必要的电压以便向该调整器电路中包含的数字电路供电，并且该模块包括其第一电源输入端中有一个第一常通安全继电器的第一电源，其第二电源输入端中有一个第二常断安全继电器的第二电源，其中借助于第一电源生成的电压闭合第二继电器。该模块的目标是提供该调整器电路的数字电路所需的直流VDD。

图4.1表示数字电源模块的一个例子，图4.2-4.5表示触发序列。为了简化示意图，在大部分的示意图中，既没有描绘端子也没有描绘到0V(或接地或地)的相应连接。继电器R1和R2为常通继电器，而继电器R3和R4为常断继电器。当关闭全部调整器电路时，V_in＝0，图4.2所示的情况发生。用VDD0代表第一电源，用VDD1代表第二电源。当施加电源V_in时，VDD0校正该电压并生成从其输出端通过的电压VCC，该输出端向第二电源供电VDD1。当VDD1被触发时，它做的第一件事情是连接继电器R4(图4.3)。按照这种方式，VDD1接收电压V_in并且可以对其进行调整。优选地，第一电源VDD0是常规线性电源，而第二电源VDD1包括一个第二调整器电路，后者包括至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的至少一个第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接该电抗并且适合于连接该电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连，其中互连包括微型继电器，并且其中微型继电器允许把所述电抗的串联换成并联或相反。亦即，优选地，第二电源VDD1包括一个调整器电路，该电路与它必须向其供电的调整器电路相同。在触发第二电源VDD1之后，获得通过VDD1的输出端VDD1的电压VCC。此时，继电器R2断开，继电器R3闭合(图4.4)。最后，继电器R1断开，由此断开第一电源VDD0，并且触发序列完成(步骤4.5)。

通常，在本说明书的权利要求书中，使用措辞“常通继电器”和“常断继电器”，好象它们是一个继电器似的。然而，这些继电器有不同的设计形式，并且在某些设计形式中(正如将在下面看到的那样)，这些继电器是由多个“基本继电器”构成的。因此，在本说明书和权利要求书中，应该懂得，措辞“常通继电器”和“常断继电器”系指由单一物理继电器或由多个物理继电器构成的比较复杂或不太复杂的机械装置，其中这些机械装置能够执行常断继电器或常通继电器的功能。

b-输入保护模块，该模块包含常断继电器，当关闭调整器电路时，常断继电器避免过载到达电抗。

c-整流模块，该模块对连接到所述输入端的输入信号进行整流。优选地，该整流模块包括微型继电器，微型继电器适合于依靠希望进行整流的连接到所述输入端的交流信号以动态方式使输入端的极性反向。该方案比基于二极管电桥的方案有利，它可以同时避免它们的电压降低和随后发生的功率损耗。

d-参考信号模块，该模块比较所述输入端中的信号与所述输出端中的信号，并且向信号调整模块发送控制信号。正如前面解释的那样，通常，调整器电路可以有线圈和/或电容器。因此，参考信号模块也可以是靠电压或电流来工作的模块。通常，该模块有两个输入信号：调整器电路的参考信号和实际输出信号，以及负责把实际值调整为参考值的输出信号。可选地，该参考信号模块包括一个振荡器，从而调整器电路将生成交流信号。从而允许从例如车用蓄电池的任何直流电源获得交流电源。

e-输出模块，该模块包括带有输出电容器的输出滤波器，正如前面解释的那样，输出电容器允许向电荷提供更一致的电压。

f-输出保护模块，该模块带有常断安全继电器，从而在输出出现过载的情况下，所述继电器断开并且断开所述调整器电路和所述输出端。

正如本领域的专家了解的那样，如果把调整器电路加入到电源中，则这些附加模块是特别有趣的，尽管可以在作为本发明之主题的其他设备中使用这些模块中的几个模块。

按照本发明的调整器电路的另一个优选用途是用于制造A/D(模拟/数字)转换器。或者，换句话说，本发明的主题还是包含按照本发明的调整器电路的模拟/数字转换器。关于这一点，有利的是，按照本发明的调整器电路包括连接到输出端的A/D转换器。事实上，在对信号进行数字化之前，调整器电路对信号进行放大。只有借助于按照本发明的调整器电路才可能把该信号放大到远超过该电源电压，因为常规有源放大器是不可能的。按照这种方式，可以把数字化期间引入的噪声的影响降到最低程度，假定正在对已经用产生很少噪声的设备放大过的具有很高数值的信号进行数字化。因此，如果该***能够获得的分辨率是ΔV，由于该信号是在不影响ΔV的情况下进行放大的，所以最后的分辨率会更高。

有利的是，该A/D转换器包括一个分段转换器，后者包括一个第一分压器以及一个第二A/D转换器，第一分压器具有G个阻抗，连接所述输出信号和所述分压器的G个比较器件，每个所述比较器件包括一个第二分压器，后者具有G个阻抗和一个比较器。实际上，上述A/D转换器的一个可能缺点是，它必须转换可能比该电路的电源电压具有更高电压的信号，而这对常规A/D转换器是一个问题。解决该缺点的一个方法是，用RC电路和放电计时器替换常规A/D转换器。然而，这种***很不准确。可是，分段转换器能够获得非常高的分辨率。

图5是该分段转换器的一个例子。分段转换器具有输入电压G V_in(事实上，将是调整器电路接线端的输出电压)，它是要数字化的原始电压的G倍。亦即，该调整器电路把原始信号放大G倍。接着，分段转换器用第一分压器(具有G个阻抗)分割参考电压G·V_cc，并且比较信号G·V_cc与对应比较器件CDU中的第一分压器的每一段的电压。在图5的例子中，分段转换器有四个比较器件(G＝4)，用CDU1、CDU2、CDU3和CDU4指示。按照这种方式，可以确定其中的哪个段是G·V_in。按照这种方式，确定数字化信号V_in的比较重要的那些位。最后，获得与“边界”段相对应的信号，通过每个比较器件中包含的第二分压器，用G除该信号，并发送到第二A/D转换器ADC，后者可以是常规转换器。第二A/D转换器ADC负责确定数字化信号的不太重要的那些位。

在图6.1中，可以观察比较器件CDU，在图6.2-6.4中，是其比较序列。一方面，比较器件CDU首先把其分压器(每个比较器件具有的第二分压器，并且在本例中是由四个串联电容器构成的)连接到与第一分压器VREF_i相对应的电压，另一方面(图6.2)，连接到G·V_in。正如看到的那样，对于每个比较器件CDU，第二分压器的接线端中的电压降不同，这是因为每个比较器件CDU的VREF_i不同，所以对某些器件而言，它是正电压，而对其他器件而言，它是负电压。接着，通过把某一电容器的接线端(我们将得到VC_i，亦即，用4除电压差，以确保我们总在所使用的电子仪器的工作范围内)连接到提供C_i的比较器，检查所述电压差是正的还是负的，其中C_i是一个指示电压差的符号的信号(图6.3)。通过了解哪个比较器件中的符号改变，能够确定数字信号的最重要的那些位。最后(图6.4)，把某一电容器(用于检测电压符号的变化的电容器或第二分压器的另一个电容器)的接线端中的电压连接到常规A/D转换器的接线端ADC_L和ADC_H，常规A/D转换器确定数字信号的不太重要的那些位。

按照本发明的调整器电路的另一个优选用途是用于制造D/A(数字/模拟)转换器。或者，换句话说，本发明的主题还是包含有按照本发明的调整器电路的D/A(数字/模拟)转换器。关于这一点，有利的是，按照本发明的调整器电路包括连接到其输入端的D/A转换器。图7表示按照本发明的D/A转换器的一个例子。在本例中，调整器电路有四个电容器，可以把四个电容器独立连接到Vcc，连接到GND，或者连接到常规D/A转换器DAC0的输出。此外，可以用串联方式连接四个电容器。例如，假设Vcc是5V，则用串联方式连接的四个电容器的输出端的最大值将是20V，亦即，该信号被放大了四倍。如果数字化信号等于3V(亦即，为参考值的3/5)，则用串联方式连接的电容器的输出电压将是12V。通过进行适当编程，数字电路执行这些计算并执行以下操作：

-它触发对应的继电器，以便把较低的两个继电器连接到Vcc(5V+5V＝10V)，它们是彼此并联的，

-它发送对应的数字信号，以便D/A转换器DAC0生成2V的电压，

-它触发第三电容器的继电器，以便把它连接到D/A转换器DAC0(10V+2V＝12V)，

-它触发第四电容器的继电器，以便连接到GND。

在对电容器充电后，它们用串联方式连接，从而获得12V的电压(相当于参考值的3/5，参考值现在是20V)。

按照这种方式，实现了特别是在高精度情况中的更准确的、成本更低、速度更快的D/A转换器。

优选地，调整器电路(作为D/A转换器的一部分)包括一个第二调整器电路，第二调整器电路包括，至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的至少一个第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接该电抗并且适合于连接该电抗的至少一个电抗与输入和输出端的多个互连，其中该互连包括微型继电器，并且其中该微型继电器允许把电抗的串联换成并联或相反，其中把该第二调整器电路连接到第一调整器电路的输出端。实际上，图7将该第二调整器电路表示为÷4放大器。其功能是再次将该信号调整为参考值Vcc，从而按照前一个例子，Vo的值最终是希望得到的3V。

有利的是，调整器电路(作为D/A转换器的一部分)包括一个输出模块和/或一个跟踪和保持放大器。这允许切断施加到D/A转换器上的电荷的电抗，并且在某个时间段内保持生成的信号。可选地，按照本发明，可以使用并行连接的几个D/A转换器，从而可以把它们顺序连接到电荷。

本发明的主题还是使用按照本发明的调整器电路制造功率放大器，亦即，本发明还涉及包含有按照本发明的调整器电路的功率放大器。

此外，本发明涉及包含有特别适合于上面的应用的一个(或多个)微型继电器的调整器电路。

当前，微型继电器的生产可以有各种选择方案，具体地，在技术层面上，通常称为MEMS技术(微机电***)、微***和/或微电机。原则上，可以依据它们移动接触电极时使用的力的类型或激励机制对它们进行分类。通常采用的分类是静电、磁动、热动和压电继电器。每一个都有它的优点和缺点。然而，小型化技术要求使用尽可能小的激励电压和表面积。现有技术已知的继电器具有阻止其在这些方面上提高的一些问题。

降低激励电压的一种方式正是增加继电器的表面积，这使得小型化更加困难，且不说有助于出现降低继电器之使用寿命和可靠性的变形。在静电继电器中，降低激励电压的另一种解决方案是极大地减少电极之间的空间，或使用非常薄的电极或特殊材料，从而机械恢复力非常低。然而，这意味着粘连问题，因为毛细力很高，从而也会降低这些继电器的有效工作寿命和可靠性。高激励电压的使用也有副作用，如元件的电离作用和加速磨损，这归应于继电器生成的强机械引发(solicitation)和电噪声。

静电继电器的可靠性也有问题，这归因于通常称为“牵引(pull-in)”的现象，牵引存在于，一旦超过给定阈值，接触电极会相对于另一个自由电极以越来越快的加速度移动。这归因于以下事实，当继电器闭合时，为闭合而施加静电力的电容器会极大地增加其电容量(并且会增加到无穷大，如果不预先安放挡板的话)。因此，由于生成的高电场以及正在移动的电极受到的加速度引起的冲击，电极上的磨损很严重。

热动、磁动和压电方法需要特殊材料和微机械加工工艺，因此很难和/或需要以很高的代价集成到更复杂的MEMS器件中，或集成到与电子电路集成在一起的MEMS器件中。另外，热动方法非常慢(就是说，该电路有长的断开或闭合时间)并且使用很大的功率。磁动方法生成电磁噪声，这使得电子电路的闭合非常困难，并且需要高的峰值电流进行切换。

在本说明书和权利要求书中，措辞“接触点”系指进行电接触(或可以进行电接触)的接触面。关于这一点，请注意，它们不是几何意义上的点，因为它们是三维单元，而是电气意义上的电路中的点。

因此，本发明具有另一个优选实施例，依据该实施例，该调整器电路的至少一个微型继电器包括：

面对第二区的第一区，

第一电容器板，

第二区中安排的第二电容器板，其中第二板小于或等于第一板，

第一区与第二区之间安排的过渡空间

过渡空间中安排的导电单元，导电单元机械上独立于第一区和第二区，并适合于运动穿越过渡空间，它取决于第一电容器板和第二电容器板上的电压，

电路的第一接触点，该电路的第二接触点，其中第一接触点和第二接触点限定第一挡板，其中导电单元适合于接触第一挡板，在与第一挡板接触时，导电单元闭合该电路。

事实上，在按照本发明的继电器中，导电单元是能够***的分离部分，就是说，导电单元是响应于断开和闭合外电路(第一接触点与第二接触点之间)的单元。即，材料的弹性力没有用于迫使一种继电器运动。这可以有多种不同的解决方案，其优点是要求非常低的激励电压并可以有非常小的设计尺寸。导电单元放置在过渡空间。过渡空间是利用第一区和第二区以及侧壁闭合，它们可以防止导电单元离开过渡空间。当电压加到第一电容器板和第二电容器板上时，在导电单元中诱发电荷分布，它产生导电单元沿过渡空间运动的静电力。借助于以下详细描述的不同设计，这种效应可用于几种不同的方式。

此外，按照本发明的继电器还满意地解决上述的“牵引”问题。

按照本发明继电器的另一个优点是如下所述：在常规的静电继电器中，若导电单元粘连到给定的位置(它在很大程度上与湿气有关)，则不可能使它松开(除非依靠外力，例如，使它干燥)，这是由于恢复力是弹性力，总是相同(仅与位置有关)，且不能增大。与此相反，若导电单元粘连在按照本发明的继电器中，则通过增大电压，总可以使它松开。

过渡空间的几何形状的功能和电容器板的定位可以提供几种不同类型的继电器，以及它们的许多应用和功能方法。

例如，导电单元的运动可以是如下所述：

第一种可能性是，导电单元是沿第一区与第二区之间的过渡空间作平动方式运动，即，基本直线方式(当然，排除意外和非所需外力引发的可能震动或振荡和/或运动)。

第二种可能性是，导电单元有基本固定端，导电单元可以围绕该端转动。转轴可以具有外电路接触点的功能，而导电单元的自由端可以在第一区与第二区之间运动，它与其他接触点可以接触或不接触，取决于所在的位置。如以下所叙述的，这种方法有许多特定的优点。

有利的是，第一接触点是在第二区与导电单元之间。这可以得到以下讨论的各种方案。

当第一板是在第二区时实现一个优选实施例。或者，继电器可以设计成这样，第一板是在第一区。在第一种情况下，得到的继电器有较大的激励电压和较快速。另一方面，在第二种情况下，继电器的速度较慢，这意味着导电单元和挡板经受的震动较平滑，且能量消耗较低。显然，我们可以在这两个方案之间进行选择，取决于每种情况的具体要求。

当第二接触点也是在第二区时实现一个优选实施例。在这种情况下，我们得到这样一种继电器，其中导电单元基本沿直线方向运动。当导电单元与第一挡板接触时，即，与电路的第一接触点和第二接触点接触时，可以使电路闭合，借助于以下详细描述的不同类型力，可以使电路断开。为了再次闭合电路，可以在第一电容器板与第二电容器板之间加电压。这使导电单元被吸引到第二区，从而再次接触第一接触点和第二接触点。

若第一电容器板是在第一区和第二电容器板是在第二区，则实现上一节中所述断开电路所需的力是借助于在第二区中添加第三电容器板，其中第三电容器板小于或等于第一电容器板，而第二电容器板与第三电容器板一起大于第一电容器板。利用这种安排，第一电容器板是在过渡空间的一侧，而第二电容器板和第三电容器板是在过渡空间的另一侧且互相接近。按照这种方式，借助于静电力，我们可以迫使导电单元沿两个方向运动，此外，即使导电单元保持在基本未知的电压上，我们可以确保外电路的闭合，导电单元受到闭合外电路作用的力。

实现本发明另一个优选实施例的情况是，继电器还包括：所述第二区中安排的第三电容器板和所述第一区中安排的第四电容器板，其中所述第一电容器板与所述第二电容器板相等，而所述第三电容器板与所述第四电容器板相等。事实上，按照这种方式，若我们希望导电单元运动到第二区，则可以在第一电容器板和第四电容器板上加电压以及在第二电容器板或第三电容器板上加电压。假设导电单元运动到放置最小电容器板的位置，则它就运动到第二区。同样地，在第二电容器板和第三电容器板上加电压以及在第一电容器板或第四电容器板上加电压，我们可以使导电单元运动到第一区。这种方案优于较简单的三个电容器板方案，它是完全对称的，即，不管导电单元运动到第二区或第一区，可以获得完全相同的继电器性能。有利的是，第一电容器板，第二电容器板，第三电容器板和第四电容器板都相等，因为一般地说，它的设计是方便的，继电器在几个方向是对称的。一方面，如上所述，第一区与第二区之间是对称的。另一方面，需要保持其他类型的对称性以避免出现其他的问题，例如，导电单元的转动或摆动问题，以下给以评述。在这个方面，特别有利的是，继电器还包括：第一区中安排的第五电容器板和第二区中安排的第六电容器板，其中第五电容器板与第六电容器板相等。一方面，增大电容器板的数目具有更好补偿制造过程变化因素的优点。另一方面，可以独立地激励几个不同的电容器板，这是从所加电压和激励时间两个观点考虑。6个电容器板可以都相等，或者，同侧的三个电容器板可以有不同的尺寸。这可以减小激励电压。每个区中有三个或多个电容器板可以实现以下的目的：

它可以在两个方向都具有对称性，

对于固定的总体继电器尺寸，可以设计成有最小的激励电压，因为总是可以在一个区中激励两个电容器板而在另一个区中激励一个电容器板，它们有不同的表面积，

可以使电流和功率消耗最小化，还使继电器运行较平滑，

在它们接触时，可以确保继电器的断开和闭合，它独立于外电路传输到导电单元的电压。

特别是，若继电器在每个区中有6个电容器板，则它还可以符合中心对称的要求，如以下我们将看到的，这是另一个重要的优点。所以，当继电器在第一区中安排6个电容器板和第二区中安排6个电容器板时，可以实现本发明另一个优选实施例。然而，在每个区中有6个电容器板以获得中心对称不是绝对必需的：例如，也可以是每个区中有3个电容器板，虽然在这种情况下，我们必须首先减小继电器的电流和功率消耗，并优化“平滑”功能。一般地说，增大每个区中的电容器板数目在设计中具有较大灵活性和通用性，虽然它可以使制造中固有的变化减小，因为每个电容器板的制造因素变化往往是由其余电容器板的变化进行补偿。

然而，不应当低估这样一些情况，有意地产生力矩迫使导电单元完成某些类型的转动和平动。例如，为了克服导电单元相对于固定壁的可能粘连或摩擦，这种运动方式是可能有益的。

有利的是，继电器包括：第一区与导电单元之间的第二挡板(或与第一挡板数目相同的第二挡板)。按照这种方式，我们可以在第一区与第二区之间实现几何对称性。当导电单元向第二区运动时，直至与第一挡板接触，它可以使外电路闭合。当导电单元向第一区运动时，直至与第二挡板接触，它也可以使外电路闭合。按照这种方式，导电单元完成的运动是对称的。

当继电器包括第一区与导电单元之间安排的第三接触点时，可以实现本发明的另一个优选实施例，其中第三接触点限定第二挡板，因此，在与第二接触点和第三接触点接触时，导电单元闭合第二电路。在这种情况下，继电器的作用是换向器，交替地连接第二接触点与第一接触点和第三接触点。

当导电单元包括限定轴的空心圆柱部分和扁平部分时，可以实现以上例子中一个特别优选的实施例，其中在其内部放置第二接触点，而扁平部分是从径向空心圆柱部分的一侧突出，并沿轴的方向延伸，其中扁平部分沿轴方向测量的高度小于圆柱部分沿轴方向测量的高度。这种特殊情况同时符合导电单元围绕它的一端作旋转运动的情形(参照上述的“第二种可能性”)。此外，圆柱部分放置在承载面上(圆柱体每端有一个面，并沿第一区与第二区之间延伸)，而扁平部分悬挂在圆柱部分，因为它的重量较轻。因此，扁平部分不与壁或固定面接触(除了第一接触点和第三接触点以外)，按照这种方式，可以减小粘连和摩擦力。关于第二接触点，它放置在圆柱部分的内部，并作为转轴和第二接触点。因此，在第一接触点与第二接触点之间建立电连接，或在第三接触点与第二接触点之间建立电连接。空心圆柱部分限定圆柱形空心面，在所有的情况下，它有弯曲到第二接触点的表面，从而减小粘连和摩擦力的风险。

当导电单元包括限定轴的空心平行六面体部分和扁平部分时，可以实现以上例子中另一个特别优选的实施例，其中在其内部放置第二接触点，而扁平部分是从径向空心平行六面体部分的一侧突出，并沿轴的方向延伸，其中扁平部分沿轴方向测量的高度小于平行六面体部分沿轴方向测量的高度。事实上，这个实施例与以上的实施例类似，其中平行六面体部分限定平行六面体空心。这个方案特别适用于非常小继电器实施例的情况，因为在这种情况下，制造过程(特别是在光刻制造过程的情况下)的分辨率容量不得不使用直线方式。在这种情况下，应当强调的是，决定性的几何形状是内部空心的几何形状，事实上，几种不同的组合是可能的：

有矩形断面的轴(第二接触点)和有矩形断面的空心，

有圆形断面的轴和有圆形断面的空心，

有圆形断面的轴和有矩形断面的空心，反之亦然，

虽然前两种组合是最有利的。

逻辑上，若断面是矩形，则在轴与平行六面体部分之间应当有足够的间隙，使导电单元可以围绕该轴转动。同样地，在圆形断面的情况下，在轴与圆柱部分之间有很大间隙的情况下，导电单元进行的实际运动是绕轴转动和第一区与第二区之间平动的组合。此外，应当注意，第二挡板不是电连接到任何电路也是可能的：在这种情况下，得到的继电器仅能断开和闭合一个电路，但其中导电单元的运动是借助于转动(或借助于平动与转动的组合)。

当继电器包括第一区与导电单元之间安排的第三接触点和第四接触点时，可以得到本发明另一个优选实施例，其中第三接触点和第四接触点限定第二挡板，因此，在与第三接触点和第四接触点接触时，导电单元闭合第二电路。事实上，在这种情况下，继电器可以交替地连接两个电路。

有利的是，第一区和第二区中的每个区中安排的每个电容器板集合相对于对称中心是中心对称的，其中所述对称中心与导电单元的质心重合。事实上，每个区中安排的每个电容器板集合在导电单元上产生力场。若来自这个力场的力相对于导电单元质心有非零的力矩，则导电单元不但作平动，而且还作围绕其质心的转动。在这一方面，每个区的电容器板集合有中心对称是合适的，在这种情况下，这种转动是不利的，或者，另一方面，如果可以诱发导电单元相对于其质心的转动，则可以方便地提供中心不对称性，例如，为的是克服摩擦力和/或粘连。

如以上所指出的，导电单元往往实际上封闭在第一区，第二区和侧壁之间的过渡空间。有利的是，在侧壁与导电单元之间的间隙是充分地小，可以防止导电单元同时接触由第一接触点和第二接触点构成的一组接触点以及由第三接触点和第四接触点构成的一组接触点。就是说，避免导电单元在过渡空间中采取横向位置，其中它连接第一电路与第二电路。

为了避免粘连和高摩擦力，有利的是，导电单元有圆形(rounded)外表面，最好是圆柱面或球面。球面方案减小沿所有方向的摩擦力和粘连，而有面对第一区和第二区的圆柱体底面的圆柱面方案可以减小相对于侧壁的摩擦力，而有面对电容器板的大表面可以有效地产生静电力。这个第二方案还有接触点的较大接触面，可以减小交换电路中引入的电阻。

同样地，若导电单元有垂直于导电单元运动的上表面和下表面，和至少一个侧面，则有利的是，侧面有细微的突出部分。这种突出部分也可以减小侧面与过渡空间侧壁之间的粘连和摩擦力。

有利的是，导电单元是空心导电单元。这可以减轻质量，从而实现较小的惯性。

若继电器有两个电容器板(第一板和第二板)且这两个电容器板都在第二区，则有利的是，第一电容器板和第二电容器板有相同的表面积，因为按照这种方式，在相同的总器件表面积下，可以实现最小的激励电压。

若继电器有两个电容器板(第一板和第二板)，且第一板是在第一区，而第二板是在第二区，则有利的是，第一电容器板的表面积与第二电容器板的表面积相等或是它的两倍，因为按照这种方式，在相同的总器件表面积下，可以实现最小的激励电压。

当一个电容器板同时作为电容器板和作为接触点(和挡板)时，可以得到按照本发明继电器的另一个优选实施例。这种安排可以在固定的电压下(通常是VCC或GND)连接其他的接触点(外电路的接触点)或在高阻抗下断开它。

通常，将利用施加到电容器板上的电压断开或闭合继电器。然而，可以利用另一个物理量实现上述运动中的一种运动。在这些情况中，物理量施加作用力以断开电路，并且借助于施加到电容器板上的给定电压产生作用力，该作用力抵消前一个作用力，并且使外电路再次闭合(反之亦然，亦即，必须施加电压以使电路保持断开，而希望研究的物理量趋向于使该电路闭合)。这些物理量的例子可以是加速度、压力、流量等。

正如在下面观察到的那样，附图所示的本发明的优选实施例包括前面说明的几种可选方案和选项的组合，但是本领域的专家能够理解，它们是可以用不同方式互相组合的可选方案和选项。

图8表示按照本发明继电器的第一基本功能模式。该继电器限定放置导电单元7的过渡空间25，导电单元7可以沿过渡空间25***，因为实际上它是分离部分，而没有实际连接到限定过渡空间25的壁。该继电器还限定图8中左侧的第一区和图8中右侧的第二区。在第二区中安排第一电容器板3和第二电容器板9。在图8所示的例子中，电容器板3和9有不同的表面积，虽然这两个表面积可以是相等的。第一电容器板3和第二电容器板9连接到CC控制电路。在第一电容器板3与第二电容器板9之间加电压时，导电单元总是被吸引到图1的右侧，被引向电容器板3和9。导电单元7向右侧运动，直至它被第一挡板13阻挡，可以使第一外电路CE1闭合，第一挡板13是第一外电路CE1的第一接触点15和第二接触点17。

图9表示按照本发明继电器的第二基本功能模式。该继电器同样限定放置导电单元7的过渡空间25，导电单元7可以沿过渡空间25，图2中左侧的第一区和图9中右侧的第二区***。在第二区中安排第二电容器板9，而在第一区中安排第一电容器板3。第一电容器板3和第二电容器板9连接到CC控制电路。在第一电容器板3与第二电容器板9之间加电压时，导电单元总是被吸引到图9中的右侧，被引向最小的电容器板，即，第二电容器板9。因此，在图2所示例子的情况下，电容器板3和9有不同的表面积是绝对必需的，若它们有相等的表面积，则导电单元7不可能朝任何方向运动。导电单元7向右侧运动，直至它被第一挡板13阻挡，可以使第一外电路CE1闭合，第一挡板13是第一外电路CE1的第一接触点15和第二接触点17。在左侧有第二挡板19的情况下，它没有任何电功能，只是阻挡导电单元7与第一电容器板3接触。在这种情况下，可以去掉第二挡板19，因为不可能发生导电单元7与第一电容器板3接触的问题。这是因为在这一侧仅有一个电容器板，如果有多个电容器板且它们连接到不同的电压，则挡板是必需的以避免短路。

图8和9的继电器的配置适合于用作传感器，其中要测量的数量施加将由导电单元7诱发的静电力抵消的作用力，尽管只要有能够移动导电单元7的外力(加速度，压力等)，它们就可以作为继电器。正如上面说明的那样，在两种情况中，要测量的数量必须施加趋向于断开电路CE1的作用力，而静电力趋向于使其闭合。然而，可以把继电器设计成完全以相反方式工作：以至要测量的数量趋向于使电路CE1闭合，而静电力趋向于断开它。在这种情况中，必须把第一挡板13连同相应的电路CE1放置在图8和9的左侧。在图8中，用虚线表示此种可能性。

为了借助于静电力实现导电单元7沿两个方向的运动，需要配置第三电容器板11，如图10所示。假设导电单元7总是运动到放置最小电容器板的位置，在这种情况下，要求第三电容器板11小于第一电容器板3，但第二电容器板9与第三电容器板11的表面积之和大于第一电容器板3的表面积。按照这种方式，通过激励第一电容器板3和第二电容器板9，连接它们到不同的电压，但第三电容器板11仍保持在高阻抗状态，导电单元7就运动到右侧，而在激励三个电容器板3，9和11的情况下，导电单元7就运动到左侧。在后者的情况下，给第二电容器板9和第三电容器板11提供相同的电压，而给第一电容器板3提供不同的电压。此外，图10中的继电器有连接到第二挡板19的第二外电路CE2，其方式是，这些第二挡板19限定第三接触点21和第四接触点23。

若两个电容器板是第一区和第二区中的每个区，则可以按照两个不同的方法引诱导电单元7的运动：

在相同区的两个电容器板之间加电压，使导电单元被这两个电容器板吸引(其功能如图8所示)，

在一个区的一个电容器板与另一个区的一个(或两个)电容器板之间加电压，使导电单元7被吸引到充电电容器表面积是最小的区域(其功能如图9所示)。

图11和12表示利用EFAB技术设计制造的继电器。借助于薄层沉积方法的这种微型机械加工制造技术是专业人员熟知的，可以制作多个薄层并在三维结构设计中有很大通用性。继电器安装在作为支承的基片1上，为了简单明了，在几个附图中没有画出。该继电器在导电单元7的左侧安排第一电容器板3和第四电容器板5(图12所示)，而在导电单元7的右侧安排第二电容器板9和第三电容器板11。该继电器还有两个第一挡板13和两个第二挡板19，第一挡板13是第一接触点15和第二接触点17，而第二挡板19是第三接触点21和第四接触点23。该继电器的上部被覆盖，虽然没有画出这个盖子，为的是清楚地说明它的内部细节。

按照图12，继电器的走向是沿过渡空间25从左到右，反之亦然。可以看出，第一挡板13和第二挡板19比电容器板3，5，9和11更靠近导电单元7。按照这种方式，导电单元7可以从左到右运动以闭合相应的电路，而不会干扰电容器板3，5，9和11以及它们相应的控制电路。

导电单元7有空心的内部空间27。

在导电单元7与形成过渡空间25(即，第一挡板13，第二挡板19，电容器板3，5，9和11以及两个侧壁29)的各个壁之间有间隙，间隙是充分地小以防止导电单元7围绕垂直于图12的平面的轴转动，但它足以接触第一接触点15与第三接触点21或第二接触点17与第四接触点23。然而，在这个附图中，没有按比例画出间隙，为了使附图更加清晰。

图13至15表示利用EFAB技术设计制造的另一种继电器。在按照图13至15的情况下，导电单元7是沿垂直方向运动。在继电器中利用一种或另一种运动取决于设计准则。制造技术包括沉积几个薄层。在所有的附图中，垂直方向是夸大的，就是说，实际器件比附图所示器件扁平得多。若我们希望得到较大的电容器表面，最好是构造类似于图13至15所示形式的继电器(垂直继电器)，如果需要较少薄层数目，则类似于图11和12所示形式的继电器(水平继电器)更加合适。若采用某种特殊技术(例如，通常称之为polyMUMPS，Dalsa，SUMMIT，Tronic′s，Qinetiq′s等的技术)，薄层数目总是受限的。垂直继电器的优点是，使用较小的芯片面积得到较大的表面，这意味着可以利用非常低的激励电压(使用相同的芯片面积)。

理论上，图13至15的继电器非常类似于图11和12的继电器，在它的底部(图15)安排第一电容器板3和第四电容器板5以及它们是第三接触点21和第四接触点23的第二挡板19。从附图中可以看出，第二挡板19是在电容器板之上，因此，导电单元7可以承载在第二挡板19上，不会与第一电容器板3和第四电容器板5接触。在顶部(图13)有第二电容器板9，第三电容器板11和两个第一挡板13，它们是第一接触点15和第二接触点17。在这种情况下，导电单元7与侧壁29之间的间隙也是充分地小以避免第一接触点15接触第三接触点21或第二接触点17接触第四接触点23。

图16和17所示的继电器是一个继电器例子，其中导电单元7的运动基本上是围绕其一个端点的转动。这种继电器有第一电容器板3，第二电容器板9，第三电容器板11和第四电容器板5，它们都安装在基片1上。此外，第一接触点15与第三接触点21面对面。第一接触点15与第三接触点21之间的距离小于两个电容器板之间的距离。导电单元7有空心的圆柱部分31，其中空心也是圆柱形。在空心圆柱体内部放置有圆柱断面的第二接触点17。

按照这种方式，导电单元7在第一接触点15与第二接触点17之间或在第三接触点21与第二接触点17之间建立电接触。导电单元7完成的运动基本上是围绕圆柱部分31限定的轴的转动。在图16中，第二接触点17与圆柱部分31之间的间隙是夸大的，然而，确实存在一定量的间隙，因此，导电单元7完成的运动不是纯粹的转动，而是转动与平动的组合。

从圆柱部分31延伸的扁平部分33的高度小于沿所述圆柱部分31的轴方向测量的圆柱部分31的高度。在图17中可以更细致地观察到这一点，其中画出示圆柱部分31和扁平部分33的剖面。按照这种方式，我们可以避免扁平部分33与基片1的接触以减小摩擦力和粘连。

可以看出，只要间隙是足够的，可以用平行六面体代替圆柱部分31以及利用有四边形断面的接触点代替有圆形断面的第二接触点17，我们可以设计一种理论上相当于图16和17所示的继电器。

例如，若在图16和17的继电器中去掉第一接触点15和/或第三接触点21，则正是这两个电容器板(具体地说，第三电容器板11和第四电容器板5)可以作为接触点和挡板。适当选取电容器板必须工作的电压，我们可以得到的这个电压总是VCC或GND。另一种可能性是，例如，第三接触点21不与任何外电路进行电连接。于是，第三接触点仅仅是挡板，而当导电单元7接触第二接触点17与第三接触点21时，第二接触点17在电路中就处在高阻抗状态。

图18所示的继电器设计成利用polyMUMPS技术制造。如以上所提到的，这种技术在专业人员中是众所周知的，它的特征是，表面被微型机械加工成三个结构层和两个保护层。然而，理论上，它类似于图16和17所示的继电器，虽然其中有一些差别。因此，在图18所示的继电器中，第一电容器板3与第三电容器板11相等，但它不同于第二电容器板9和第四电容器板5，这二者相等并小于前者。关于第二接触点17，它的顶端有加宽部分，允许导电单元7保持在过渡空间25中。图16和17中的第二接触点17也可以配置这种类型的加宽部分。值得注意的是，在这种继电器中，第一接触点15与第三接触点21之间的距离与两个电容器板之间的距离相等。假设导电单元7的运动是围绕第二接触点17的转动，则导电单元的相反端描绘这样一条弧线，在扁平部分33可以接触到电容器板之前，导电单元与第一接触点15或第三接触点21接触。

图19表示利用polyMUMPS技术设计制造的另一种继电器。这种继电器类似于图11和12所示的继电器，虽然它还有第五电容器板35和第六电容器板37。

图20表示相当于图11和12所示的继电器，但它在第一区有6个电容器板和在第二区有6个电容器板。此外，我们应当注意到可以防止导电单元7脱离的顶盖。

图21和22表示导电单元7是圆柱形的继电器。参照图21所示的继电器，围绕导电单元的侧壁是平行六面形，而在图22所示的继电器中，围绕导电单元7的侧壁29是有圆形断面的圆柱形。关于图23，它表示利用表面微型机械加工制造的球体，应当注意，它是由多个不同直径的圆柱形盘构成。具有球形导电单元7的继电器，如图23所示，它在理论上非常类似于图21或22所示的继电器，它利用球形导电单元代替圆柱形导电单元7。然而，应当考虑到，电容器板安排中的某些几何调整和顶端的接触点是为了防止球形导电单元7首先接触电容器板而不是接触点，这些接触可以是相应的挡板。

图24表示图11和12所示继电器的变型。在这种情况下，导电单元7在它的侧面41有突出部分39。

通过使用按照本发明的微型继电器，常断和常通继电器的不同优选实施例是可能的：

-用按照本发明的一个微型继电器构成的常断继电器，其导电单元是用其接触能量足以补偿其重量的材料构成的。事实上，按照这种方式，继电器总是处在其上次所处的位置的。实际上，完全相同的概念可以用于常通继电器。唯一需要考虑的是，调整器电路可以包括一个检测电源故障模块，并且在完全关闭该设备之前可以把这些继电器放在其相应位置。优选地，接触能量足够高以便在设备使用期间抵抗可以预见的冲击、振动和其他加速度。

-包含有用串联方式连接的按照本发明的两个微型继电器的常断继电器，其中第一微型继电器具有适合于依照第一方向在空间内运动的第一导电单元，并且其中依照垂直于第一方向的轴线相对于第一微型继电器把第二微型继电器旋转180°，从而两个微型继电器的两个导电元件适合于沿相同方向运动，但是必须反向运动，以到达相同的连接或断开状态。按照这种方式，可以确保如果一个继电器是闭合的，则在同侧拥有导电单元的另一个继电器是断开的。图25表示这种类型的常断继电器的图示。

-前述概念的变型在于添加与第一常断继电器相同的第二常断继电器，但是安排在空间中以便其导电单元依照垂直于所述第一方向的第二方向运动，甚至添加与前两个常断继电器相同的第三常断继电器，但是安排在空间中从而其导电单元依照垂直于所述第一和第二方向的第三方向运动。按照这种方式，常断继电器适合于在三维环境中工作。

-借助于前面的常断继电器的想法，可以设计常通继电器。为此，常通继电器包括按照本发明的两个微型继电器，在这种情况中，它们是用并联方式连接的，其中第一微型继电器具有适合于依照第一方向在空间中运动的第一导电单元，并且其中依照垂直于第一方向的第二方向相对于第一微型继电器把第二微型继电器选择180°，从而两个微型继电器的两个导电单元适合于沿相同方向运动，但是必须反向运动，以便到达相同的连接或断开状态。按照这种方式，通过用并联方式连接它们，可以确保它们中的至少一个是连接的，从而该组件可以作为常通继电器。

-同样，在这种情况中，可以添加与第一常通继电器相同的第二常通继电器，但是安排在空间中以便其导电单元依照垂直于所述第一方向的第二方向运动，甚至添加与前两个常通继电器相同的第三常通继电器，但是安排在空间中从而其导电单元依照垂直于所述第一和第二方向的第三方向运动。按照这种方式，获得适合于在三维环境中工作的常通继电器。

可以组合常通和常断微型继电器的上述示例：

-可以在相同方位上用串联方式组合由两个串联继电器构成的常断继电器，从而每个方向上都有不同的微型串联继电器，确保它们中的至少一个将是断开的。

-类似地，可以在相同方位上以并联方式组合常通继电器，从而每个方位上都有不同的并联继电器，确保它们中的至少一个是闭合的。

-总之，可以组合在空间中定向微型继电器的想法与用具有高接触能量的材料制成的微型继电器的想法。

本发明的主题是上面的常断继电器和常通继电器，以及包含上述常断和/或常通继电器的调整器电路。

Claims

1.调整器电路，包括至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的至少一个第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接所述电抗并且适合于连接所述电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连，其特征在于，所述互连包括微型继电器，并且所述微型继电器允许把所述电抗的串联换成并联或相反。

2.根据权利要求1的电路，其特征在于，它包括包含有至少两个电抗在内的至少一个第二组电抗，适合于彼此连接所述第二组的所述电抗并且适合于连接所述第二组的所述电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连，其中所述互连包括微型继电器，并且其中所述微型继电器允许把所述第二组的所述电抗的串联换成并联或相反。

3.根据权利要求1或2之一个权利要求的电路，其特征在于，所述电抗是线圈。

4.根据权利要求1或2之一个权利要求的电路，其特征在于，所述电抗是电容器。

5.根据权利要求1-4之任一权利要求的电路，其特征在于，它被集成到集成电路中。

6.根据权利要求4或5之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括所述电容器的至少一个电容器的电压监控装置以及控制装置，其中该电压监控装置适合于检测所述电容器随时间的电压变化，并且该控制装置适合于在其电压达到预定值时断开所述电容器和所述输入端。

7.根据权利要求1-6之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个数字电源模块，该模块生成必要的电压以便向所述调整器电路中包含的数字电路供电，并且该模块包括其第一电源输入端中有一个第一常通安全继电器的第一电源，其电源输入端中有一个第二常断安全继电器的第二电源，其中借助于所述第一电源生成的电压闭合所述第二继电器。

8.根据权利要求7的电路，其特征在于，所述第二电源包括一个第二调整器电路，后者包括至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的至少一个第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接所述电抗并且适合于连接所述电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连，其中所述互连包括微型继电器，并且其中所述微型继电器允许把所述电抗的串联换成并联或相反。

9.根据权利要求1-8之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个输入保护模块，该模块包括一个常断继电器，当关闭所述调整器电路时，该常断继电器避免过载到达所述电抗。

10.根据权利要求1-9之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个整流模块，该模块对连接到所述输入端的输入信号进行整流。

11.根据权利要求10的电路，其特征在于，所述整流模块包括微型继电器，微型继电器适合于依靠连接到所述输入端的交流信号以动态方式使所述输入端的极性反向。

12.根据权利要求1-11之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个参考信号模块，该模块比较所述输入端中的信号与所述输出端中的信号，并且向信号调整模块发送控制信号。

13.根据权利要求1-12之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个输出模块，该模块包括带有输出电容器的输出滤波器。

14.根据权利要求1-13之任一权利要求的电路，其特征在于，它有一个输出保护模块，该模块带有常断安全继电器，从而在输出出现过载的情况下，所述安全继电器断开并且断开所述调整器电路和所述输出端。

15.根据权利要求1-14之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个连接到所述输出端的A/D转换器。

16.根据权利要求15的电路，其特征在于，所述A/D转换器包括一个分段转换器，该分段转换器包括：[a]一个第一分压器，以及[b]一个第二A/D转换器，第一分压器具有G个阻抗，连接所述输出信号和所述分压器的G个比较器件，其中每个所述比较器件包括一个第二分压器，第二分压器具有G个阻抗和一个比较器。

17.根据权利要求1-16之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个连接到所述输入端的A/D转换器。

18.根据权利要求17的电路，其特征在于，它包括一个第二调整器电路，后者包括至少两个输入端，包含有至少两个电抗在内的至少一个第一组电抗，至少两个输出端，适合于彼此连接所述电抗并且适合于连接所述电抗的至少一个电抗与所述输入和输出端的多个互连，其中所述互连包括微型继电器，并且其中所述微型继电器允许把所述电抗的串联换成并联或相反，其中所述第二电路连接到所述调整器电路的所述输出端。

19.根据权利要求17或18之一个权利要求的电路，其特征在于，它包括一个输出缓冲器。

20.根据权利要求17-19之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个跟踪和保持放大器。

21.根据权利要求1-20之任一权利要求的电路，其特征在于，所述微型继电器包括：

面对第二区的第一区，

第一电容器板(3)，

第二区中安排的第二电容器板(9)，其中所述第二板小于或等于所述第一板，

所述第一区与所述第二区之间的所述过渡空间(25)，

所述过渡空间中安排的所述导电单元(7)，所述导电单元(7)机械上独立于所述第一区和第二区，并适合于运动穿越所述过渡空间(25)，它取决于所述第一和第二电容器板上的电压，

电路的第一接触点(15)，所述电路的第二接触点(17)，其中所述第一和第二接触点(15，17)限定第一挡板(13)，其中所述导电单元(7)适合于接触所述第一挡板(13)，并且其中在与所述第一挡板(13)接触时，所述导电单元(7)闭合所述电路。

22.根据权利要求21的电路，其特征在于，所述第一接触点(15)在所述第二区和所述导电单元(7)之间。

23.根据权利要求21或22之一个权利要求的电路，其特征在于，所述第一板在所述第二区中。

24.根据权利要求21或22之一个权利要求的电路，其特征在于，所述第一板在所述第一区中。

25.根据权利要求21-24之任一权利要求的电路，其特征在于，所述第二接触点(17)也在所述第二区中。

26.根据权利要求24或25之一个权利要求的电路，其特征在于，它还包括所述第二区中安排的第三电容器板(11)，其中所述第三电容器板(11)小于或等于所述第一电容器板(3)，并且其中所述第二和第三电容器板一起大于所述第一电容器板(3)。

27.根据权利要求24或25之一个权利要求的电路，其特征在于，它还包括所述第二区中安排的第三电容器板(11)和所述第一区中安排的第四电容器板(5)，其中所述第一电容器板(3)和所述第二电容器板(9)彼此相等，并且所述第三电容器板(11)和所述第四电容器板(5)彼此相等。

28.根据权利要求27的电路，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四电容器板彼此相等。

29.根据权利要求27或28之一个权利要求的电路，其特征在于，它还包括所述第一区中安排的第五电容器板(35)和所述第二区中安排的第六电容器板(37)，其中所述第五电容器板(35)和所述第六电容器板(37)彼此相等。

30.根据权利要求29的电路，其特征在于，它包括所述第一区中安排的6个电容器板和所述第二区中安排的6个电容器板。

31.根据权利要求21-30之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括所述第一区和所述导电单元(7)之间的第二挡板。

32.根据权利要求21-31之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括所述第一区与所述导电单元(7)之间安排的第三接触点(21)，其中所述第三接触点(21)限定第二挡板，因此，在与所述第二接触点(17)和所述第三接触点(21)接触时，所述导电单元(7)闭合第二电路。

33.根据权利要求32的电路，其特征在于，所述导电单元(7)包括限定轴的空心圆柱部分(31)和扁平部分(33)，其中在空心圆柱部分(31)的内部放置所述第二接触点(17)，而扁平部分(33)从所述径向空心圆柱部分(31)的一侧突出，并沿所述轴的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述轴方向测量的高度小于所述圆柱部分(31)沿所述轴方向测量的高度。

34.根据权利要求32的电路，其特征在于，所述导电单元(7)包括限定轴的空心平行六面体部分和扁平部分(33)，其中在空心平行六面体部分的内部放置所述第二接触点(17)，而扁平部分(33)从所述径向空心平行六面体部分(31)的一侧突出，并沿所述轴的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述轴方向测量的高度小于所述平行六面体部分沿所述轴方向测量的高度。

35.根据权利要求21-30之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括所述第一区与所述导电单元(7)之间安排的第三接触点(21)和第四接触点(23)，其中所述第三接触点(21)和第四接触点(23)限定第二挡板(19)，因此，在与所述第三接触点(21)和第四接触点(23)接触时，所述导电单元(7)闭合第二电路。

36.根据权利要求21-35之任一权利要求的电路，其特征在于，所述第一和第二区中的每个区中安排的每个所述电容器板集合相对于对称中心是中心对称的，并且其中所述对称中心与所述导电单元(7)的质心重合。

37.根据权利要求21-35之任一权利要求的电路，其特征在于，所述第一和第二区中的每个区中安排的所述电容器板集合是中心对称的，从而生成相对于所述导电单元(7)的质心的力矩。

38.根据权利要求35-37之任一权利要求的电路，其特征在于，在所述第一区和所述第二区之间延伸的两个侧壁(29)，其中在所述侧壁(29)和所述导电单元(7)之间有间隙，所述间隙充分地小，以便从几何上防止所述导电单元(7)同时接触由所述第一和第二接触点(15，17)构成的一组接触点以及由所述第三和第四接触点(21，23)构成的一组接触点。

39.根据权利要求21-38之任一权利要求的电路，其特征在于，所述导电单元(7)有球形外表面。

40.根据权利要求39的电路，其特征在于，所述导电单元(7)是圆柱面。

41.根据权利要求39的电路，其特征在于，所述导电单元(7)是球面。

42.根据权利要求21-40之任一权利要求的电路，其特征在于，所述导电单元(7)有垂直于所述导电单元(7)的所述运动的上表面和下表面，以及至少一个侧面，其中所述侧面有细微的突出部分。

43.根据权利要求21-42之任一权利要求的电路，其特征在于，所述导电单元(7)是空心的。

44.根据权利要求23的电路，其特征在于，所述第一电容器板(3)和所述第二电容器板(9)有相同的表面积。

45.根据权利要求24的电路，其特征在于，所述第一电容器板(3)的表面积与所述第二电容器板(9)的表面积相等或是它的两倍。

46.根据权利要求21-45之任一权利要求的电路，其特征在于，所述电容器板(3，5，9，11，35，37)中的一个电容器板同时作为所述接触点(15，17，21，23)中的一个接触点。

47.根据权利要求21-46之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个用一个所述微型继电器构成的常断继电器，其导电单元(7)是用其接触能量足以补偿其重量的材料加工成形的。

48.根据权利要求21-47之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个用一个所述微型继电器构成的常通继电器，其导电单元(7)是用其接触能量足以补偿其重量的材料加工成形的。

49.根据权利要求21-48之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个常断继电器，该常断继电器包括用串联方式连接的两个所述微型继电器，其中第一微型继电器具有适合于依照第一方向在空间内运动的第一导电单元(7)，并且其中依照垂直于所述第一方向的轴线相对于所述第一微型继电器把第二微型继电器旋转180°，从而两个微型继电器的两个导电元件(7)适合于沿相同方向运动，但是必须反向运动，以到达相同的连接或断开状态。

50.根据权利要求49的电路，其特征在于，第二常断继电器与所述常断继电器相同，但是安排在空间中以便其导电单元(7)依照垂直于所述第一方向的第二方向运动。

51.根据权利要求50的电路，其特征在于，它包括与所述常断继电器相同的第三常断继电器，但是安排在空间中以便其导电单元(7)依照垂直于所述第一和第二方向的第三方向运动。

52.根据权利要求21-51之任一权利要求的电路，其特征在于，它包括一个常通继电器，常通继电器包括用并联方式连接的两个所述微型继电器，其中第一微型继电器具有适合于依照第一方向在空间中运动的第一导电单元(7)，并且其中依照垂直于所述第一方向的第二方向相对于所述第一微型继电器把第二微型继电器选择180°，从而两个微型继电器的两个导电单元(7)适合于沿相同方向运动，但是必须反向运动，以便到达相同的连接或断开状态。

53.根据权利要求52的电路，其特征在于，它包括与所述常通继电器相同的第二常通继电器，但是安排在空间中以便其导电单元(7)依照垂直于所述第一方向的第二方向运动。

54.根据权利要求53的电路，其特征在于，它包括与所述常通继电器相同的第三常通继电器，但是安排在空间中从而其导电单元(7)依照垂直于所述第一和第二方向的第三方向运动。

55.通过使用根据权利要求1-54之任一权利要求的电路制造电源。

56.通过使用根据权利要求1-54之任一权利要求的电路制造由DC/DC、AD/DC和DC/AC转换器构成的组中的转换器。

57.通过使用根据权利要求1-54之任一权利要求的电路制造A/D转换器。

58.通过使用根据权利要求1-54之任一权利要求的电路制造D/A转换器。

59.通过使用根据权利要求1-54之任一权利要求的电路制造功率放大器。