電梯制動器通常被構造成故障安全制動器，即，不需要供應電能來釋放所述制動器，所述制動器處于其嚙合狀態(tài)，其中制動機構阻止所述電梯轎廂的移動。電梯安全標準需要冗余的制動器系統(tǒng)。舉例來說，安全標準EN 81-1需要兩個獨立的安全繼電器以便在發(fā)生故障的情況下，例如，在電梯的安全鏈中安全觸點斷開的情況下，中斷向電梯制動器供應電力。

常規(guī)上用于電梯制動器控制系統(tǒng)中的安全繼電器中的每一者是響應于電梯的故障檢測系統(tǒng)的機電開關裝置，其通常是包括若干安全開關的至少一個安全鏈。只要安全鏈中的所有安全開關都閉合，安全繼電器將處于閉合狀態(tài)，且因此允許供應電力以便釋放電梯制動器。在安全鏈中的安全開關中的至少一者斷開的情況下，安全繼電器將切換到斷開狀態(tài)中，從而中斷將電力供應給電梯制動器，且致使電梯制動器進入嚙合狀態(tài)來制動電梯轎廂。

根據(jù)當前安全標準，在正常電梯操作期間，通過兩個單獨的控制電路控制電梯制動器：第一控制電路提供電梯制動器的制動器安全功能且包括兩個獨立的安全繼電器。第一控制電路確保在安全鏈中的至少一個安全開關斷開的情況下電梯制動器處于其制動電梯轎廂的嚙合狀態(tài)。第二控制電路提供電梯制動器的制動器性能功能且包括單獨的晶體管電路以便調(diào)整所要的時間/電流分布，以便：(i)在轎廂開始移動時釋放電梯制動器，(ii)在轎廂行進期間保持電梯制動器處于釋放狀態(tài)；以及(iii)在轎廂將停止時嚙合電梯制動器。性能功能不是安全相關的，且因此，不需要以冗余的方式實現(xiàn)第二電路。通常，僅通過獨立于第一控制電路的一個第二控制電路來提供性能功能。通常，第二控制電路串聯(lián)連接到第一控制電路。

在緊急情況下，其中已經(jīng)通過中斷向電梯制動器供應電力來制動轎廂，可能出現(xiàn)轎廂已經(jīng)在井道中的鄰近的層站之間的途中停止。在那種情況下，需要通過將轎廂手動地移動到下一個安全層站來救援被困在轎廂中的乘客。為了手動救援被困的乘客，需要釋放電梯制動器以便允許轎廂移動到附近層站。通常在按鍵開關(常常被稱為制動器釋放開關BRB2)的幫助下執(zhí)行制動器釋放操作。在具有機房的常規(guī)電梯中，制動器釋放開關位于機房中、靠近電梯的驅(qū)動機器。在其中驅(qū)動機器位于井道中且因此幾乎不可接近的無機房電梯中，制動器釋放開關位于井道中的可接近位置處，或甚至在井道外部的控制面板上。通過維修人員手動地操作制動器釋放開關，通常需要操作特定鑰匙以便激活制動器釋放開關。一旦被激活，制動器釋放開關啟用電力應急系統(tǒng)以便臨時地釋放嚙合的電梯制動器。制動器釋放開關是常開型，例如，制動器釋放開關配備有彈簧，其迫使制動器釋放開關的觸點處于其中停用制動器釋放功能的位置。因此，需要手動地操作制動器釋放開關以便釋放電梯制動器。在操作者釋放制動器釋放開關時，電梯制動器將自動地返回到嚙合狀態(tài)。因為此特征對于安全操作是必不可少的，所以需要根據(jù)對應標準核證制動器釋放開關。

尤其在無機房電梯的情況下的問題是，制動器釋放開關需要駐留在井道中的可接近位置處，或甚至在井道外部，例如，在控制面板處，以便讓經(jīng)授權的人員接近。然而，電梯制動器以及常常還有電梯制動器的緊急電力供應器(例如電池)駐留在井道中、靠近電梯機器。因此，在制動器釋放開關與電梯制動器之間需要電連接。取決于井道的豎直延伸，此類電連接(例如，通過電線或電纜)可能非常長。這是不利的，尤其在考慮到需要相對大的電流來與嚙合電梯制動器的機械偏置力相抵地釋放電梯制動器時。常常需要較大橫截面的接線，從而顯著增加了成本。

提供沒那么復雜但仍然允許提供與常規(guī)的電梯制動器控制系統(tǒng)相當?shù)陌踩?如相關安全規(guī)范(例如，EN 81-1)中所指定)的電梯制動器的控制系統(tǒng)將是有益的。明確來說，如果此類簡化的電梯制動器控制系統(tǒng)提供冗余的制動器釋放功能以及制動器性能功能，那么將是有益的。

本文中所描述的實施例涉及一種電梯制動器控制系統(tǒng)，電梯包括：驅(qū)動機器，其驅(qū)動地耦合到電梯轎廂以便使電梯轎廂在井道中的多個層站之間移動；以及電梯制動器，其至少具有使電梯轎廂保持在井道中的固定位置處的嚙合狀態(tài)，和允許電梯轎廂沿著井道移動的釋放狀態(tài)。所述電梯制動器控制系統(tǒng)包括第一安全裝置和第二安全裝置，所述第一安全裝置和所述第二安全裝置中的每一者可響應于對電梯的任何子系統(tǒng)中的故障的檢測，以便響應于檢測到此類故障而使所述電梯制動器處于其嚙合狀態(tài)；其中所述第一安全裝置和所述第二安全裝置中的每一者包括功率半導體開關裝置。

本文提出的電梯制動器控制系統(tǒng)尤其被配置成用于控制無機房電梯中的電梯制動器。

本文中所描述的另一實施例涉及一種包括上文提及的制動器控制系統(tǒng)的無機房電梯。

將在下文參考附圖詳細描述本發(fā)明的特定實施例，其中：

圖1示出根據(jù)實施例的用于控制電梯制動器的系統(tǒng)的電路圖。

圖2示出說明由根據(jù)實施例的用于控制電梯制動器的系統(tǒng)實行完整性測試序列以便確保電梯制動器控制系統(tǒng)中的第一和第二功率半導體開關裝置的正確操作的圖。

圖1示出根據(jù)實施例的用于控制電梯制動器的系統(tǒng)10的電路圖。在圖1中，僅示出與理解本發(fā)明相關的電梯制動器控制系統(tǒng)10的那些部分。出于簡明起見而省略了控制系統(tǒng)的其它部分，應理解，實際上存在那些部分。

圖1示出用于提供操作電梯制動器(電梯制動器本身未示出)所需的電操作力的制動器操作電路30。電梯制動器是“常閉”類型，即，電梯制動器經(jīng)受偏置力(通常(例如)由偏置彈簧機械地產(chǎn)生)。在偏置力下，電梯制動器將處于嚙合狀態(tài)，從而阻止電梯轎廂的任何移動，除非將通過向電梯制動器施加充分大的操作力來補償所述偏置力而補償電梯制動器的所述偏置力。此類操作力是由制動器操作電路30基于由制動器控制電路26產(chǎn)生和處理的控制命令而產(chǎn)生。因此，制動器操作電路30產(chǎn)生充分大的操作力(在完全施加到電梯制動器時)來與所述偏置力相抵地釋放電梯制動器。

制動器操作電路30包括制動器釋放電力供應器32、制動器操作端子34，以及第一功率半導體開關裝置T1和第二功率半導體開關裝置T2，以作為其主要組件。制動器釋放電力供應器32提供產(chǎn)生用于補償電梯制動器的偏置力并且釋放電梯制動器的足夠大的補償力所需的電能。在圖1中示出的實施例中，制動器釋放電力供應器是DC電力供應器，其提供具有48V額定電壓的DC電力，應理解，在其它實施例中，制動器釋放電力供應器可以具有另一額定電壓并且甚至可以是AC電力供應器而不是DC電力供應器。制動器釋放電力供應器32具有兩個組件：第一組件在電梯的正常操作下操作并且由建筑的正常主要電力網(wǎng)(通常為230V、50/60Hz AC或110V/60Hz AC)供應。在DC制動器釋放電力供應器32的情況下，第一組件通常將涉及開關模式電力供應器，或由主要電力網(wǎng)饋送并且被配置成將來自電力網(wǎng)的AC電壓變換為具有額定電壓的DC電壓的其它電力供應器。制動器釋放電力供應器將被配置成遞送足夠的電力以便在制動器釋放電力供應器的額定電壓下提供補償力。制動器釋放電力供應器32還包括第二組件，其將在來自建筑的主要電力網(wǎng)的電力的供應被中斷或另外不正常的情況下有效。電梯安全要求通常指定在建筑中的主要電力供應器的中斷或不正常的情況下必須停止電梯轎廂。在此類情況下，電梯轎廂將不再由電梯驅(qū)動機器驅(qū)動，且在不存在由制動器操作電路32施加的用于補償偏置力的任何制動器釋放力的情況下，電梯制動器將在向其施加的偏置力下嚙合。然而，可能需要在此類緊急狀況下仍然在井道中移動電梯轎廂，因為電梯轎廂可能會在其在井道中的行進路徑上停在兩個層站之間的位置處。隨后，電梯轎廂將必須移動到下一個安全層站以便疏散可能被困在電梯轎廂中的任何乘客。因此，需要具有獨立于建筑中可用的主要電力網(wǎng)的額外的電能來源。通常，此類緊急電力供應器是由電池或某一其它形式的電儲存裝置提供，所述電儲存裝置具有預期足以將滿荷轎廂移動到下一個層站的容量。

在圖1的實施例中，且一般在如本文中所描述的實施例中，制動器釋放電力供應器32可以包括緊急電力供應器來作為額外組件，其被配置成在正常電力供應器被中斷或不正常的情況下被激活來代替正常電力供應器。

經(jīng)由制動器操作電路30的制動器操作端子34將來自制動器釋放電力供應器32的電能提供給電梯制動器。

電梯安全要求進一步指定在電梯系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，通過至少兩個冗余的安全裝置使任何電力與電梯的驅(qū)動機器斷開，并且還與電梯制動器斷開。通常，此類安全裝置具有機電開關裝置(機電繼電器)的配置，其可響應于安全鏈中的任何安全觸點的斷開，且其通過斷開驅(qū)動機器電力供應器與驅(qū)動機器之間以及制動器釋放電力供應器與電梯制動器之間的機械觸點而使電梯的驅(qū)動機器和制動器兩者與其電力供應器機械地分離。

在圖1中示出的實施例中，第一功率半導體開關裝置T1以及第二功率半導體開關裝置T2彼此串聯(lián)連接。所述第一和第二功率半導體開關裝置T1和T2還串聯(lián)連接到制動器釋放電力供應器32和制動器操作端子34。在圖1的實施例中沒有提供機電開關裝置來用于在檢測到安全鏈中任何地方的故障的情況下或通過電梯系統(tǒng)中的任何其它安全觸點(圖1示出示例性安全觸點16、18、28，但還可以想到其它安全觸點)來分離制動器釋放電力供應器32與制動器操作端子34之間的電連接。而是，第一功率半導體開關裝置T1和第二功率半導體開關裝置T2用作傳統(tǒng)上使用的機電開關裝置的取代物。

第一功率半導體開關裝置T1和第二功率半導體開關裝置T2中的每一者具有功率半導體晶體管(例如，功率金屬氧化物半導體晶體管(MOSFET)或絕緣柵極雙極晶體管(IGBT))的配置。第一功率半導體開關裝置T1和第二功率半導體開關裝置T2中的每一者具有源極端子、漏極端子和柵極電極。柵極電極46、48形成于將功率半導體晶體管T1、T2中的每一者的源極端子和漏極端子互連的區(qū)中。取決于柵極電極46、48的電勢，可以形成將功率半導體開關裝置T1、T2的源極端子和漏極端子彼此連接的導電性溝道。因此，第一和第二功率半導體開關裝置T1、T2可以用作開關裝置，其在將合適的控制電壓施加到相應的柵極電極46、48的情況下形成連接相應的功率半導體晶體管T1、T2的源極和漏極端子的導電路徑。

第一和第二功率半導體晶體管T1和T2的源極漏極溝道串聯(lián)連接，即，第一功率半導體晶體管T1的漏極端子連接到第二功率半導體晶體管T2的源極端子。第一功率半導體晶體管T1的源極端子連接到制動器釋放電力供應器32，而第二功率半導體晶體管T2的漏極端子連接到制動器操作端子34。

通過指派給制動器操作電路30的制動器控制電路26控制制動器操作電路30的操作。制動器控制電路26是具有故障安全配置的微處理器電路，其包括處于冗余配置的至少兩個微處理器電路，其中第一微處理器電路和第二微處理器電路具有相同的配置并且提供相同的功能性，其中第一微處理器電路和第二微處理器電路交換信息以便監(jiān)視另一微處理器電路的正確操作。用于制動器控制電路26中的那種類型的故障安全微處理器電路在所參考的US 6 173 814中有描述。

制動器控制電路26將第一控制信號SBC-PWM-1提供到指派給第一功率半導體晶體管T1的柵極電極46的制動器操作電路30的接口42。另外，制動器控制電路26將第二控制信號SBC-2提供到指派給第二功率半導體晶體管T2的柵極電極48的制動器操作電路30的另一接口44。

第一控制信號SBC-PWM-1包括基礎分量和應用于所述基礎分量的調(diào)制分量。第一控制信號SBC-PWM-1的基礎分量基本上是二電平信號，其包括對應于第一功率半導體晶體管T1的柵極電勢46的第一電平，其中第一功率半導體晶體管T1的源極漏極溝道是非傳導的，且因此電梯制動器將在其偏置力下完全嚙合。第一控制信號SBC-PWM-1的基礎分量還包括對應于第一功率半導體晶體管T1的柵極電勢46的第二電平，其中第一功率半導體晶體管T1的源極漏極溝道是完全傳導的，且因此將與電梯制動器的偏置力相抵地完全釋放電梯制動器。另外，第一控制信號SBC-PWM-1包括脈沖寬度調(diào)制分量(PWM)以便根據(jù)電梯制動器的嚙合/釋放狀態(tài)的所要的時間輪廓來調(diào)制基礎分量。所述脈沖寬度調(diào)制分量因此提供電梯制動器的電梯制動器性能功能。

第二控制信號SBC-2僅包括與根據(jù)第一控制信號SBC-PWM-1的基礎分量相同的配置的基礎分量，但不包括應用于基礎分量的任何調(diào)制。而是，第二控制信號SBC-2包括對應于第二功率半導體晶體管T2的柵極電勢48的第一電平，其中第二功率半導體晶體管T2的源極漏極溝道是非傳導的，且因此電梯制動器將在其偏置力下完全嚙合。另外，第二控制信號SBC-2包括對應于第二功率半導體晶體管T2的柵極電勢48的第二電平，其中第二功率半導體晶體管T2的源極漏極溝道是完全傳導的，且因此將與電梯制動器的偏置力相抵地完全釋放電梯制動器。

制動器操作電路30包括各種接口、36、38、40以便提供關于制動器操作電路30的狀態(tài)、尤其關于第一功率半導體晶體管T1的狀態(tài)和關于第二功率半導體晶體管T2的狀態(tài)的信息。制動器電流接口36提供關于在第一功率半導體晶體管T1的制動器釋放電力供應器32側(cè)上的制動器操作電路30的電路區(qū)段中流動的電流的信息(在下文為：“制動器電流”)。制動器供應接口38提供關于在第一功率半導體晶體管T1的制動器釋放電力供應器42側(cè)上的制動器操作電路30的點的電壓相對于在第二功率半導體晶體管T2的制動器操作端子34側(cè)上的制動器操作電路30的點的電壓的信息(在下文為：“制動器供應”)。制動器狀態(tài)接口40提供關于在第二功率半導體晶體管的制動器操作端子34側(cè)上的制動器操作電路30的電路區(qū)段中流動的電流的信息(在下文為：“制動器狀態(tài)”)。

分別從I/O接口36、38和40讀取信號“制動器電流”、“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”，且饋送到制動器控制電路26中?；谶@些信號，制動器控制電路26相對于制動器操作電路30的正確操作、尤其相對于功率半導體晶體管T1和T2的正確開關特性而周期性地實行完整性測試序列，如下文相對于圖2更詳細地概述。

制動器控制電路26經(jīng)由網(wǎng)絡接入點24通過通信網(wǎng)絡22連接到電梯的其它子系統(tǒng)。電梯的此類其它子系統(tǒng)可以包括電梯控制，用于電梯的驅(qū)動機器的各種控制器、電梯的緊急和檢查控制、轎廂控制器、樓層控制器等。在圖1中，出于簡明起見，僅示出一個額外控制器12經(jīng)由其自身的網(wǎng)絡接入點20連接到電梯通信網(wǎng)絡，應理解，實際上通信網(wǎng)絡22將連接包括之前提及的那些控制器的多個控制器。

在圖1中，連接到制動器控制電路26的額外控制器12被指派給緊急和檢查面板，其位于井道外部或井道中以便可讓維護人員接近，以便進行檢查和維護。所述緊急和維護面板還包括緊急救援控制區(qū)段，其包括制動器釋放開關BRB2和緊急救援控制電路，如通過參考數(shù)字14所指示。通過操作制動器釋放開關，有可能在嚙合電梯的制動器以便停止轎廂且驅(qū)動機器已經(jīng)與其電力供應器電斷開時在緊急情況下手動地釋放電梯制動器。在此類情況下，制動器釋放電力供應器32將與建筑的主要電力網(wǎng)斷開。然而，如之前描述，制動器釋放電力供應器32還包括緊急電力供應器(例如，電池)，其將在緊急救援控制區(qū)段14被激活(例如，通過激活緊急和檢查面板上的制動器釋放開關BRB2)時在緊急情況下被激活，以便供應臨時地釋放電梯制動器所需的電能。經(jīng)由通信網(wǎng)絡20、22、24在控制器12和26之間交換用于激活緊急釋放模式、去活來自電力供應器的電力供應和激活來自緊急電力供應器的電力供應的命令信號。而且，經(jīng)由緊急和檢查面板輸入(例如，通過操作制動器釋放開關)用于在緊急救援操作的過程中臨時地釋放電梯制動器以便將電梯轎廂移動到下一個層站的命令信號，并且隨后經(jīng)由通信網(wǎng)絡傳送到制動器控制電路26。緊急和檢查面板以及指派給其的緊急和檢查控制電路12可以位于井道中或井道附近的任何合適的位置，甚至在需要時與制動器控制電路26非常遠地定位，因為將僅經(jīng)由通信網(wǎng)絡傳輸制動器操作命令，而不是需要大功率的其它信號。甚至可以將制動器釋放開關BRB2和指派給其的制動器釋放控制器14定位在完全遠離電梯的單獨的控制面板上，例如，在供應商操作的中心維護和緊急設施中。隨后，可以實現(xiàn)并且遠程地控制用于從電梯轎廂疏散乘客的緊急救援操作，甚至不需要向電梯派出維修技術員。

通信網(wǎng)絡20、22、24可以具有現(xiàn)場總線的配置，例如，CAN總線(＝控制器區(qū)域網(wǎng)絡)。在US 6 173 814中描述了經(jīng)由此類通信網(wǎng)絡對電梯的操作的控制。出于簡明起見，參考那個文獻。另外，WO 2011/001197 A1描述了經(jīng)由救援操作面板控制電梯系統(tǒng)中的救援操作，所述救援操作面板與救援操作裝置遠程地安置且通過通信網(wǎng)絡連接到所述救援操作裝置。還參考那個文獻中的公開內(nèi)容。

如圖1中指示，電梯制動器控制單元26響應于由各種安全觸點16、18、28遞送的信號。在這些安全觸點16、18、28中的一者斷開的情況下，制動器控制電路26將致使制動器釋放電力供應器32中斷，使得不再將制動器釋放電力供應給制動器操作端子34。通過將功率半導體裝置T1和T2切換到它們的非傳導狀態(tài)而實現(xiàn)制動器釋放電力供應器的中斷，如上文陳述。安全觸點16、18、28可以直接連接到制動器控制電路26(如通過圖1中的參考數(shù)字28指示)，但還可以連接到通信網(wǎng)絡20、22、24中的其它節(jié)點，如通過圖1中的參考數(shù)字16、18指示，所述節(jié)點連接到指派給緊急和檢查面板的額外控制器12。在此類情況下，將經(jīng)由通信網(wǎng)絡20、22、24把關于斷開的安全觸點16、18的任何信息傳輸?shù)诫娞葜苿悠骺刂齐娐?6。

圖2示出說明用于確保第一和第二功率半導體開關裝置T1、T2的正確操作的完整性測試序列100的圖，所述完整性測試序列由根據(jù)實施例的用于控制電梯制動器的系統(tǒng)10實行。實行完整性測試序列100以便驗證制動器操作電路30的完整性。尤其可以以時間間隔間歇地執(zhí)行完整性測試序列100，所述時間間隔短到足以定期地檢測第一功率半導體開關裝置T1和/或第二功率半導體開關裝置T2中的任何故障?；旧?，可以以規(guī)則的時間間隔實行完整性測試序列100，例如每10分鐘、每個小時、每天或每周，其取決于電梯的操作特性。此外，在電梯轎廂已經(jīng)在預定時間(例如，一個小時或一天)內(nèi)不再使用的情況下，可以在每次起動電梯轎廂之前執(zhí)行完整性測試序列100。為了本公開的目的，如果電梯轎廂不服務用戶請求的任何運輸，那么可以將電梯轎廂視為不再使用。為了萬無一失，可以在電梯轎廂每次移動以便服務乘客請求之前實行完整性測試序列100。

完整性測試序列100是基于在以預定模式斷開第一功率半導體開關裝置T1和第二功率半導體開關裝置T2的源極漏極溝道(即，將源極漏極溝道的狀態(tài)改變?yōu)閭鲗?和/或閉合漏極源極溝道(即，將源極漏極溝道的狀態(tài)改變?yōu)榉莻鲗?之后檢查制動器操作電路30中的各個點處的電勢和/或電流電平。完整性測試序列100首先檢測第一半導體開關裝置T1的供應側(cè)上的第一觸點與第二功率半導體開關裝置T2的制動器輸出側(cè)上的第二觸點之間的電勢。通過制動器操作電路30經(jīng)由接口38將此類電壓作為信號“制動器供應”輸出到制動器控制電路26。完整性測試序列100還確定第一半導體開關裝置T1的供應側(cè)上的制動器操作電路30的電路區(qū)段中的電流。通過制動器操作電路30經(jīng)由接口36將此電流作為信號“制動器電流”輸出到制動器控制電路26。另外，完整性測試序列100確定第二功率半導體開關裝置T2的制動器輸出側(cè)上的制動器控制電路30的電路區(qū)段中的電流。通過制動器操作電路30經(jīng)由接口40將此電流作為信號“制動器狀態(tài)”輸出到制動器控制電路26。

完整性測試序列100開始于圖2中的步驟110。在步驟112中在等待預定時間之后，完整性測試序列100首先在功率半導體開關裝置T1、T2兩者處于非傳導狀態(tài)(即，功率半導體開關裝置T1、T2兩者的源極漏極溝道處于非傳導狀態(tài))時確定信號“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”，參看步驟114。在那個狀態(tài)下，電壓“制動器供應”應等同于制動器釋放電力供應器32的額定電壓(在圖1的實例中，制動器釋放電力供應器的額定電壓是48V DC)。電流“制動器狀態(tài)”應為零。如果滿足這些狀態(tài)，程序在步驟116中認為“制動器供應”有效且“制動器狀態(tài)”無效，且前進到步驟118。

另外，完整性測試序列前進到步驟152且在步驟158發(fā)現(xiàn)未給出制動器操作電路30的完整性的情況下中止完整性測試序列100。

在步驟118中，完整性測試序列100通過將相應的控制電壓施加到第一功率半導體開關裝置T1的柵極端子46而將第一功率半導體開關裝置T1的源極漏極溝道的狀態(tài)從非傳導改變?yōu)閭鲗АＳ芍苿悠骺刂齐娐?6通過改變寫入到制動器操作電路30的接口42的信號“SBC-PCM-1”的值來實現(xiàn)第一功率半導體開關裝置T1的柵極電壓46的改變。在步驟118中，完整性測試序列不改變第二功率半導體開關裝置T2的柵極端子48處的電壓，且因此第二功率半導體開關裝置T2的源極漏極溝道保持處于非傳導狀態(tài)。

完整性測試序列100隨后前進到步驟120，且等待預定時間，直到在步驟122中再次確定制動器操作電路30的接口38和40中存在的信號“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”的值為止。在第一和第二功率半導體裝置開關裝置T1、T2正確地操作的情況下，這些信號的值應該不會顯著改變。如果在步驟122中的確定顯露出“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”的值未在預先界定的閾值內(nèi)改變，那么完整性測試序列100在步驟124中確定“制動器供應”仍然有效且“制動器狀態(tài)”仍然無效，且前進到步驟126。

另外，完整性測試序列前進到步驟154且在步驟158發(fā)現(xiàn)未給出制動器操作電路30的完整性的情況下中止完整性測試。

在步驟126中，完整性測試序列100通過將相應的控制電壓施加到第一功率半導體開關裝置T1的柵極端子46而將第一功率半導體開關裝置T1的源極漏極溝道的狀態(tài)從傳導改變?yōu)榉莻鲗АＳ芍苿悠骺刂齐娐?6通過改變寫入到制動器操作電路30的接口42的信號“SBC-PCM-1”的值來實現(xiàn)第一功率半導體開關裝置T1的柵極電壓46的改變。隨后，在步驟128中，完整性測試序列等待預定時間。此外，在步驟130中，完整性測試序列100改變第二功率半導體開關裝置T2的柵極端子48處的電壓，以便將第二功率半導體開關裝置T2的源極漏極溝道從非傳導改變?yōu)閭鲗?。由制動器控制電?6通過改變寫入到制動器操作電路30的接口44的信號“SBC-2”的值來實現(xiàn)第二功率半導體開關裝置T2的柵極電壓48的改變。

完整性測試序列100隨后前進到步驟132，且等待預定時間，直到在步驟134中再次確定制動器操作電路30的接口38和40中存在的信號“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”的值為止。在第一和第二功率半導體裝置開關裝置T1、T2正確地操作的情況下，這些信號的值應該不會顯著改變。如果在步驟134中的確定顯露出“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”的值未在預先界定的閾值內(nèi)改變，那么完整性測試序列100在步驟136中確定“制動器供應”仍然有效且“制動器狀態(tài)”仍然無效，且前進到步驟138。在步驟138中，完整性測試程序?qū)⒌诙β拾雽w開關裝置T1的源極漏極溝道的狀態(tài)改變回到非傳導，使得功率半導體開關裝置T1、T2兩者返回到非傳導狀態(tài)。在步驟140中，完整性測試序列等待預定時間，且隨后在步驟142中成功地終止。

另外，完整性測試序列前進到步驟156且在步驟158發(fā)現(xiàn)未給出制動器操作電路30的完整性的情況下中止完整性測試。

如上文描述的實施例提供制動器控制系統(tǒng)，其使用電子通信來提供具有與現(xiàn)有技術解決方案相當?shù)陌踩降闹苿悠麽尫殴δ?，但同時提供獨立于制動器釋放功能的制動器性能功能。

本文公開的實施例涉及用于控制電梯制動器、尤其用于控制無機房電梯中的電梯制動器的系統(tǒng)和方法。所述電梯包括：驅(qū)動機器，其驅(qū)動地耦合到電梯轎廂以便使轎廂在位于井道中的不同水平處的多個層站之間移動；以及電梯制動器，其至少具有使電梯轎廂保持在井道中的固定位置處的嚙合狀態(tài)，和允許電梯轎廂沿著井道移動的釋放狀態(tài)。在無機房電梯的情況下，不存在用于驅(qū)動機器的單獨機房，且至少驅(qū)動機器的必要的組件(比如，驅(qū)動滑輪、拉緊部件和驅(qū)動電機)位于井道中。所述電梯制動器控制系統(tǒng)包括第一安全裝置和第二安全裝置，所述第一安全裝置和所述第二安全裝置中的每一者可響應于對電梯的任何子系統(tǒng)中的故障的檢測，以便響應于檢測到此類故障而使電梯制動器處于其嚙合狀態(tài)。所述第一安全裝置和第二安全裝置中的每一者包括功率半導體開關裝置。在特定實施例中，可以通過相應的功率半導體開關裝置取代常規(guī)使用的機電安全繼電器中的每一者。

明確來說，電梯制動器可以被配置成以一種方式嚙合驅(qū)動機器，以便防止將驅(qū)動力從驅(qū)動機器傳遞到電梯轎廂。因此，在無機房電梯的情況下，至少電梯制動器的必要的組件可以位于井道中、鄰近于驅(qū)動機器或至少與其處于靠近關系。

明確來說，功率半導體開關裝置可以包括源極端子、漏極端子和至少一個柵極端子。隨后，源極端子和漏極端子可以經(jīng)由源極漏極溝道電連接，或者可以彼此電隔離，這取決于柵極端子的電勢。如本文所使用，其中連接源極端子和漏極端子的源極漏極溝道被中斷，從而使源極端子與漏極端子電隔離的狀態(tài)將被稱為功率半導體開關裝置的隔離或斷開狀態(tài)。其中源極漏極溝道導電的狀態(tài)將被稱為功率半導體開關裝置的傳導或閉合狀態(tài)。

明確來說，第一安全裝置和/或第二安全裝置可以在包括源極端子、漏極端子和柵極端子的至少一個功率半導體晶體管的配置中包括功率半導體開關裝置。例如，功率半導體晶體管可以具有功率金屬氧化物半導體晶體管(MOSFET)和絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)中的至少一者的配置。

明確來說，第一安全裝置和第二安全裝置可以彼此串聯(lián)連接，以便將第一功率半導體開關裝置的源極漏極溝道串聯(lián)連接到第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道，或反之亦然。

所述電梯制動器控制系統(tǒng)可以包括制動器釋放電力供應器和制動器操作端子。制動器釋放電力供應器可以連接在功率半導體開關裝置的源極端子的側(cè)上。制動器操作端子可以連接在功率半導體開關裝置的漏極端子的側(cè)上。隨后，可以經(jīng)由功率半導體晶體管的源極-漏極溝道將用于釋放電梯制動器的電力以及與電梯制動器操作相關的其它功能所需的電力從制動器釋放電力供應器供應給制動器操作端子。在第一和第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道串聯(lián)連接的情況下，為了釋放電梯制動器，第一安全裝置和第二安全裝置兩者需要切換到傳導狀態(tài)，其中相應功率半導體晶體管的源極漏極溝道是導電的。

用于控制電梯制動器的系統(tǒng)進一步可以包括制動器操作電路，其包括第一功率半導體開關裝置和第二功率半導體開關裝置，所述制動器操作電路被配置成依據(jù)第一功率半導體開關裝置和/或第二功率半導體開關裝置的開關狀態(tài)而將制動器釋放電力供應器電連接到電梯制動器以便釋放電梯制動器。制動器釋放電力供應器可以是正常操作制動器釋放電力供應器，例如，DC電力供應器，以便在正常操作中(即，在需要轎廂行進時)釋放電梯制動器。正常操作制動器釋放電力供應器可以與公共電力網(wǎng)(例如，呈開關電力供應器或DC中間電路的形式)連接。另外，制動器釋放電力供應器可以包括緊急制動器釋放電力供應器，其被配置成在緊急情形提供用于釋放電梯制動器的電力以便允許電梯轎廂到達井道中的下一個安全層站。緊急制動器釋放電力供應器可以(例如)包括DC電池。因此，同一制動器操作電路可以用于在正常操作中釋放電梯制動器以及用于在緊急情況下在救援操作中釋放電梯制動器。

用于控制電梯制動器的系統(tǒng)進一步可以包括制動器控制電路，其具有被配置成用于連接到第一安全裝置的控制端子、尤其連接到第一功率半導體開關裝置的柵極端子的第一制動器控制端子，且具有被配置成用于連接到第二安全裝置的控制端子、尤其連接到第二功率半導體開關裝置的柵極端子的第二制動器控制端子。所述制動器控制電路可以被配置成與將控制電壓供應到第二制動器控制端子獨立地將控制電壓供應到第一制動器控制端子。在第一功率半導體開關裝置和/或第二功率半導體開關裝置分別包括功率半導體晶體管的情況下，第一制動器控制端子和/或第二制動器控制端子可以被配置成用于分別連接到第一和/或第二功率半導體晶體管的柵極端子。根據(jù)提供到制動器控制電路的第一和/或第二制動器控制端子的信號，第一和/或第二功率半導體開關裝置將處于傳導狀態(tài)，或?qū)⑻幱诟綦x狀態(tài)。僅在第一和第二功率半導體開關裝置兩者處于傳導狀態(tài)的情況下，將向電梯制動器供應足夠的電力來釋放電梯制動器和/或使電梯制動器保持為其釋放狀態(tài)。

制動器控制電路可以包括至少一個微處理器，并且因此可以具有制動器控制微處理器電路的配置。制動器控制微處理器電路可以具有故障安全配置，例如，包括彼此監(jiān)視的至少兩個冗余的微處理器的配置，如US 6 173 814中所描述。

從而，到目前為止描述的實施例使用安全電子器件、尤其是電力電子器件將產(chǎn)生制動器釋放命令的功能與實行制動器釋放操作的功能在物理上分離。制動器釋放命令是由制動器控制電路產(chǎn)生并且供應給第一和/或第二制動器控制端子(具體來說，第一和第二功率半導體開關裝置的柵極端子)，而制動器釋放操作是由包括第一和第二功率半導體開關裝置的單獨的制動器操作電路實現(xiàn)。明確來說，第一功率半導體開關裝置的源極-漏極溝道和第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道形成制動器操作電路的部分，其在第一功率半導體開關裝置和第二功率半導體開關裝置兩者的源極漏極溝道都斷開的情況下將制動器釋放電力供應器連接到電梯制動器。因為第一和第二安全裝置分別包括功率半導體開關裝置，所以通過兩個功率半導體開關裝置、尤其通過兩個功率半導體晶體管代替現(xiàn)有技術中的兩個機電安全繼電器來在正常操作中和救援操作中控制電梯制動器。功率半導體開關裝置自身是由安全制動器控制電路控制和監(jiān)視。

需要保持電連接(例如，接線或纜線)盡可能短。這尤其適用于制動器操作電路中的電連接，因為這些電連接必須運輸充分大的電力以便能夠與電梯制動器的偏置力相抵地釋放電梯制動器。因此，在無機房電梯的情況下，包括指派給其的制動器釋放電力供應器的制動器操作電路，但任選地還有制動器控制電路可以與電梯的驅(qū)動機器緊密接近地定位，即，處于井道中對于操作者來說相對難以接近的位置。

可以由制動器控制電路基于來自電梯中的其它傳感器或子系統(tǒng)(例如，可以被隔離或者可以包括在電梯的各個安全鏈中的一者中的特定安全觸點)的輸入而產(chǎn)生用于電梯制動器的控制命令。用于電梯制動器的控制命令還可以基于來自操作者的手動輸入(例如，在緊急救援操作的情況下)。制動器控制電路可以包括用于來自安全觸點的狀態(tài)信息的輸入或用于手動輸入的相應的接口或I/O裝置。

明確來說，制動器控制電路可以集成在包括經(jīng)由電氣通信網(wǎng)絡互連的多個網(wǎng)絡節(jié)點的較大的電梯控制通信網(wǎng)絡中。舉例來說，制動器控制電路可以通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(比如CAN總線(控制區(qū)域網(wǎng)絡))與電梯控制系統(tǒng)的其它控制電路連接。制動器控制電路隨后與其它節(jié)點一起形成此類電連接網(wǎng)絡的節(jié)點中的一者，所述其它節(jié)點比如是位于電梯機器附近的電梯驅(qū)動控制、位于轎廂中的轎廂操作控制器、位于每個服務樓層上的樓層控制器，或用于供維修人員操作電梯以用于維護和救援乘客的電梯救援和維護操作面板等。所有節(jié)點都通過電氣通信網(wǎng)絡(例如，現(xiàn)場總線或CAN總線)彼此連接。在此類電氣通信網(wǎng)絡內(nèi)，可以經(jīng)由電梯控制通信網(wǎng)絡在所有節(jié)點之間交換制動器控制電路所需的輸入，以及由制動器控制電路提供的關于電梯制動器的狀態(tài)的任何信息。這允許制動器控制電路評估指派給電梯控制通信網(wǎng)絡中的不同節(jié)點的不同安全觸點的狀態(tài)，使得不需要將對于電梯制動器的操作相關的每個安全觸點直接連接到制動器控制電路。一些現(xiàn)場總線系統(tǒng)(例如，CAN總線)甚至允許經(jīng)由現(xiàn)場總線將電力供應給各種低功率裝置，使得此類裝置不需要單獨的電力供應器。然而，這不適用于驅(qū)動轎廂所需的電力以及釋放電梯制動器所需的電力。這些裝置需要單獨的電力供應器，因為已知的現(xiàn)場總線無法提供這些裝置的高功率和電壓要求。

在將制動器控制電路集成于電梯控制通信網(wǎng)絡中時，甚至可以遠程地控制制動器釋放操作，例如從連接到制動器釋放開關BRB2并且定位在井道中或甚至井道外部某一可接近的位置處的另一安全控制電路進行控制。將經(jīng)由電梯控制通信網(wǎng)絡將從制動器釋放開關輸入的命令傳遞到制動器控制電路。在電梯控制通信網(wǎng)絡包括到公共電信網(wǎng)絡(例如，電信線路或因特網(wǎng))的接口的情況下，甚至可以完全經(jīng)由此類公共電信網(wǎng)絡遠程地實現(xiàn)對電梯制動器的控制。

為了滿足本文中所描述的電梯制動器控制系統(tǒng)的所需的安全水平，可以檢查所提出的控制電路的完整性。制動器操作電路可以適配成提供指示第一和第二功率半導體開關裝置的狀態(tài)的信號。在特定實施例中，制動器操作電路可以向制動器控制電路或向其它控制電路提供用于交換若干監(jiān)視信號的接口，例如在下文被稱為“制動器電流”、“制動器供應”和“制動器狀態(tài)”的監(jiān)視信號?？梢詫⑦@些信號輸入到制動器控制電路或任何其它控制電路，使得兩個功率半導體開關裝置中和/或制動器操作電路的其它組件處的任何故障可以是可以通過分析這些信號檢測的。明確來說，可以將這些信號提供給制動器控制電路，且制動器控制電路可以適配成評估這些信號以便監(jiān)視制動器操作電路的完整性，尤其是第一和第二功率半導體開關裝置的開關特性的完整性。在其它實施例中，還可以將這些信號提供給連接到電梯控制通信網(wǎng)絡的其它節(jié)點，并且在這些節(jié)點處進行評估。

可以提供用于識別制動器操作電路的完整性的特定測試序列。尤其可以以時間間隔間歇地執(zhí)行此類測試序列，所述時間間隔短到足以定期地檢測第一和/或第二安全裝置中的任何故障并且確保電梯制動器的適當?shù)牟僮鳌？梢砸砸?guī)則的時間間隔實行完整性測試序列，例如每10分鐘、每個小時、每天或每周，其取決于電梯的操作特性。舉例來說，在電梯轎廂已經(jīng)在預定時間(例如，一個小時或一天)內(nèi)不再使用的情況下，可以在每次起動電梯轎廂之前執(zhí)行完整性測試序列。為了本公開的目的，如果轎廂不服務用戶請求的任何運輸，那么可以將轎廂視為不再使用。為了萬無一失，可以在轎廂每次移動以便服務乘客請求之前實行如之前描述的類型的完整性測試序列。為了允許盡可能的靈活性，特別可以使用可以在相對短的時間內(nèi)實行的完整性測試序列。

為了測試各自包括合適的功率半導體開關裝置中的至少一者的第一和第二安全裝置的完整性，可能實行合適的完整性測試序列，其包括在以預定模式斷開和/或關閉第一和第二功率半導體開關裝置的漏極源極溝道之后檢查制動器操作電路中的各個點處的電勢和/或電流的電平。舉例來說，此類完整性測試序列可能首先在兩個功率半導體裝置關閉時檢測第一半導體開關裝置的供應側(cè)上的第一觸點與第二功率半導體開關裝置的制動器輸出側(cè)上的第二觸點之間的電勢(在下文被稱為“制動器供應”)，以及確定第一半導體開關裝置的供應側(cè)上的電路區(qū)段中的電流(在下文被稱為“制動器電流”)，和第二功率半導體開關裝置的制動器輸出側(cè)上的電路區(qū)段中的電流(在下文被稱為“制動器狀態(tài)”)。制動器供應應該等同于制動器釋放電力供應器的額定電壓，且兩個電路區(qū)段中的電流“制動器電流”和“制動器狀態(tài)”應該為零。隨后，完整性測試序列可能斷開第一功率半導體開關裝置的源極漏極溝道，同時保持第二功率半導體開關的源極漏極溝道處于關閉狀態(tài)，且再次確定信號“制動器供應”、“制動器電流”和“制動器狀態(tài)”。在第一和第二功率半導體裝置開關裝置正確地操作的情況下，這些信號的值應該不會顯著改變。隨后，測試序列可能關閉第一功率半導體開關裝置的源極漏極溝道，且斷開第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道，且再次確定信號“制動器供應”、“制動器電流”和“制動器狀態(tài)”。再次地，在第一和第二功率半導體開關裝置正確地操作的情況下，這些信號的值應該不會顯著改變。

在另一實施例中，完整性測試序列可以基于測量制動器操作電路中的各個點之間的電壓差。除了測量第一半導體開關裝置的供應側(cè)上和第二功率半導體開關裝置的制動器輸出側(cè)上的觸點之間的電壓差(在上文這些觸點之間的電勢差被稱為“制動器供應”)之外，還可以測量這些觸點與位于所述兩個功率半導體晶體管之間的其它觸點之間的電壓差。可以在如上文描述的情形中測量這三個觸點之間的電壓差，即，在兩個功率半導體開關裝置關閉的情況下的一個測量；在第一功率半導體開關裝置處于傳導狀態(tài)且第二功率半導體開關裝置處于隔離狀態(tài)的情況下的一個測量；以及在第一功率半導體開關裝置處于隔離狀態(tài)且第二功率半導體開關裝置處于傳導狀態(tài)的情況下的一個測量。通過此測試序列測量的電壓差允許決定開關特性對于所述第一和第二功率半導體開關裝置兩者是否適當。

實行如上文描述的完整性測試序列所需的時間可以在低于100ms的范圍內(nèi)，從而允許以較小的時間間隔重復所述完整性測試序列，甚至每次在轎廂開始行進以便服務運輸請求之前進行。

用于斷開第一功率半導體開關裝置的源極漏極溝道的控制命令以及用于斷開第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道的控制命令可以另外包括合適的調(diào)制，例如，PWM調(diào)制。這允許調(diào)整制動器時序和制動器電流，以便(i)在轎廂開始移動時釋放電梯制動器，(ii)在轎廂行進期間保持電梯制動器處于釋放狀態(tài)；以及(iii)在轎廂將停止時嚙合電梯制動器，即，通過調(diào)制用于斷開制動器操作電路的第一功率半導體開關裝置和/或第二功率半導體開關裝置的源極漏極溝道的控制命令中的至少一者而提供電梯制動器的性能功能。在調(diào)制用于兩個功率半導體開關裝置中的僅一者的控制信號的同時使用于所述功率半導體開關中的另一者的控制信號不變將已足夠，并且為了同步的目的，這甚至是優(yōu)選的。從而，所提出的電梯制動器控制系統(tǒng)不僅可以實施電梯制動器的制動器釋放功能，而且可以通過同一控制電路(即，制動器控制電路和制動器操作電路)實施制動器性能功能。因此，本文提出的控制系統(tǒng)被適配成將電梯制動器的電梯制動器安全功能與性能功能組合起來，而不會損害各自包括功率半導體開關裝置的兩個安全裝置中的每一者的獨立的激活。