JP2000509201A - 誘導負荷を制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 誘導容量、特に電磁コイルの誘導容量を制御する装置であって、このコイルに直列に接続され、パルス幅変調器に制御されるチョッパスイッチと、上記コイルにまた直列に接続して設けられた開放スイッチとを備える。変圧器コンバータ（２０）は２つの二次巻線を有し、二次巻線の一方は変調器１１に接続され、他方は、開放信号によってバイアスされるスイッチ２５を介して開放トランジスタ（Ｔ２）のグリッドに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 誘導負荷を制御する装置 本発明は、レキュペレーション（再生）ダイオードが組合わされている誘導負 荷、とくに電磁石のコイル、を制御する装置に関するものである。この装置は、 コイルに直列接続され、コイルの電流を測定する装置によって供給される信号に 従ってパルス幅変調器によって制御される電子的チョッパスイッチを含む。 この種のコイル制御装置は周知である。スイッチはパルス幅変調器によって制 御され、電磁石の磁気回路を閉じるために、信号電流として知られている大電流 でコイルに最初に電力が供給されるようにし、その後で磁気回路を閉じたままに 維持するためにちょうど十分なより小さい保持電流が供給されるようにする。更 に、Ｄ．Ｃ．電源から、またはメインシステムからＤ．Ｃ．電圧回路によってパ ルス幅変調器に電力が供給されることが知られている。 そのような装置では、電磁石の磁気回路を迅速に開放することが時に求められ る。ところが、実際には、チョッパトランジスタがオフ状態にされた後で、レキ ュペレーションダイオードを介してコイルに流れ続けるフリーホイール電流がこ の開放を遅くする。したがって、既知の方法を用いると、急速開放トランジスタ すなわち急速停止トランジスタとして知られている第２のトランジスタがコイル に直列または並列に接続されて、開放制御回路により制御される（たとえば、ド イツ特許明細書４２２７１６５参照）。 本発明の目的は、急速開放トランジスタをコイル端子における電圧に関して変 動する電圧で電源電圧の広い範囲にわたって制御できるようにすることである。 本発明によって請求されているように、パルス幅変調器の電源回路は２つの二 次巻線を有する変圧器コンバータであって、二次巻線の一方はパルス幅変調器に 接続され、他方は開放信号によって制御される（ｓｏｌｉｃｉｔｅｄ）開放スイ ッチによって開放トランジスタのゲートに接続される。開放スイッチは、それが 開かれた時に急速開放トランジスタゲートの容量を放電するようにする光トラン ジスタであることが好ましい。 少なくとも１つのしきい値を有するＤ．Ｃ．電源電圧比較器を含む回路によっ てそれが制御されると有利である。上記比較器の出力端子は信号／保持タイマ素 子に接続され、かつ低レベルスタート・ストップ信号入力端子が設けられている 論理素子を介して開放タイマ装置に接続される。 添付図面に関する本発明の非限定的な実施例についての以下の説明は、本発明 をどのように実施できるかについて説明するものである。 図１は接触器コイルのための本発明の制御装置を線図的に示す。 図２は図１に示す装置の開放トランジスタ制御器の実施例を示す。 図示の装置は電磁接触器コイルＢ、特に、切り替え接続されるように組合わさ れている相互に依存する２つの接触器のコイルを制御することを意図するもので ある。それは、コイルと低電位点、たとえば０ボルト、との間にコイルに直列接 続されたチョッパトランジスタＴ１と、コイルと高電位点Ｖ＋との間にコイルに 直列接続された急速開放トランジスタＴ２とを含む。コイルＢとトランジスタＴ ２との直列接続部にレキュペレーションダイオードＤが並列接続される。トラン ジスタＴ１とＴ２は絶縁ゲートトランジスタにすることが好ましい。そのトラン ジスタはＭＯＳトランジスタに関連するが、ＩＧＢＴとして知られている絶縁ゲ ートバイポーラトランジスタも使用できる。１つの変更では、コイルＢはＶ＋線 とトランジスタＴ２に直接に接続され、トランジスタＴ２は、コイルがダイオー ドＤに接続されている点とコイルとの間でコイルに直列に接続されている。他の 変更では、トランジスタＴ２とダイオードＤは直列に接続され、コイルＢはＴ２ とＤに並列に接続される。 Ｔ１チョッパトランジスタはパルス幅変調器回路１１の出力端子に接続される 。パルス幅変調器回路１１は制御回路１０の一部である。コイルＢを流れる電流 のセンサ１２がピーク電流検出器１３を介して回路１１に接続される。回路１１ を構成し、または回路１１に組合わされる素子は典型的なものであって、これ以 上詳しい説明は行わない。トランジスタＴ１、Ｔ２はＮチャネルＭＯＳまたはＩ ＧＢＴである。 この装置は、一方では、電源端子および制御端子１４を有し、これにより種々 の電子回路に電力を供給できるようにし、また、接触器のスタートおよびストッ プが図示しない接触器によって決定できるようにする。この装置はまた他方で、 指令端子１５を有し、これにより接触器のスタートおよびストップを低レベル信 号Ｓにより決定できるようにする。この信号Ｓはたとえばインダストリアルバス （industrial bus）、またはプログラム可能な論理制御器などの適切な制御装置 から発生できる。電源端子および制御端子１４はフィルタ１６を介して整流器１ ７に接続される。Ｖ＋電位、以後Ｄ．Ｃ．電位と考える、を出力する整流器１７ の出力端子はトランジスタＴ２と、制御回路１０と、変圧器コンバータ２０とに 接続される。 本発明によって請求されているように、コンバータ２０は２つの二次巻線２１ 、２２を有する（図２参照）。巻線２１と２２は導線２３と２４をそれぞれ介し て制御回路１０と、絶縁されている制御開放スイッチ２５にそれぞれ接続されて 、制御回路に電力を供給する。スイッチ２５、たとえば、光トランジスタ、は制 御器１０によって導線２６を介して制御されて、トランジスタＴ２を導通させた り、導通させなかったりして、電源をコイルに接続したり、電源から分離したり する。導線２６は開放指令回路２７に接続される。開放指令回路２７はアナログ またはデジタルの比較器２８を含む。この比較器２８は導線２３を介して制御回 路１０に印加される電圧を比較する。論理素子２９が、一方では比較器２８から 出力信 号を受け、他方では信号Ｓを受ける。この信号Ｓは端子１５によって回路１０に 印加される。論理回路２９からの出力端子は、一方では、変調器１に接続されて いる信号／保持タイマ装置３０ａに接続され、他方では、開放遅延装置３０ｂに 接続される。開放遅延装置３０ｂには導線２６が接続される。たとえばＲＣ型の 開放遅延装置３０ｂによってトランジスタＴ２のブロッキング遅延、したがって 、電磁石の立ち下がり時間を調整できる。 図２からわかるように、光学部品２５のトランジスタＴ３が設けられ、これに よりトランジスタＴ３がブロックされた時にＴ２トランジスタゲートの容量を放 電できるようにされる。このトランジスタＴ２にはツェナーダイオードＺが並列 に接続され、トランジスタＴ２を保護する。 制御回路１０は、組合わされる接触器のコイルを選択するための入力端子３１ が設けられたマイクロ制御器とすることができる。このマイクロ制御器には入力 端子２６と出力端子２６’も設けることができる。これらの端子は切り替え接続 するために相互に組合わされている２つの接触器のコイルを制御するために対に されている。 図示した装置は次のように動作する。 最初はコイルＢに電力が供給されていないものと考えられるから、接触器の電 磁石の磁気回路は開かれている。その磁気回路を閉じるために、図示していない スイッチを閉じる。そのスイッチは端子１４に接続されている。端子１４はＤ． Ｃ．電圧Ｖ＋をＴ２のドレインと、制御回路１０と、コンバータ２０とに供給す る。開放スイッチ２５のトランジスタが回路１０によって導通状態にされ、した がって、開放トランジスタＴ２のゲートに正電圧が加えられる。この結果Ｔ２は 導通状態になり、かつＴ１も導通状態にあるために、コイルＢに信号電流が供給 される。その後で、パルス幅変調器１１が動作を開始すると信号電流より小さい 保持電流がコイルに供給される。 磁気回路を開くために、端子１４に組合わされているスイッチが開かれる。こ れにより回路の電源電圧がそのＶ＋レベルから降下する。その電圧が比較器２８ のしきい値に達すると、遅延装置３０ｂが所定の遅延時間をもった信号を光トラ ンジスタ２５に供給し、これにより光トランジスタ２５はブロックされる。トラ ンジスタＴ２のゲートは放電されてＴ２はブロックされる。これにより、電磁石 は急速に立ち下がる。急速開放の同じ動作は、端子１５に供給される低レベル信 号Ｓをスイッチングすることによって行わせることもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． コイルに直列接続され、このコイルの電流を測定する装置によって供給 される信号に従ってパルス幅変調器によって制御される電子的チョッパスイッチ と、 上記コイルに直列または並列に接続された絶縁ゲートトランジスタで構成され 、制御回路により供給される開放信号によって制御できる急速開放電子スイッチ と、を備え、上記パルス幅変調器は上記制御回路に含まれて、Ｄ．Ｃ．電圧電源 によって電力を供給される、レキュペレーション（再生）ダイオードが組合わさ れている誘導負荷、とくに電磁石のコイル、を制御する装置であって、 パルス幅変調器（１１）の電源回路（２０）は２つの二次巻線を有する変圧器 コンバータであり、二次巻線の一方（２１）はパルス幅変調器に接続され、他方 （２２）は、開放信号によって制御される（ｓｏｌｉｃｉｔｅｄ）開放スイッチ （２５）によって開放トランジスタゲート（Ｔ２）に接続されることを特徴とす るレキュペレーションダイオードが組合わされている誘導負荷、とくに電磁石の コイル、を制御する装置。 ２． 請求の範囲１記載の装置であって、上記開放スイッチ（２５）は光トラ ンジスタであり、その光トランジスタが開かれると上記急速開放トランジスタゲ ート（Ｔ２）のゲート容量が放電させられることを特徴とする装置。 ３． 請求の範囲１記載の装置であって、開放スイッチ（２５）は少なくとも １つのしきい値を持つＤ．Ｃ．電源電圧の比較器（２８）によって制御され、比 較器の出力端子は、低レベル制御信号（Ｓ）を受ける入力端子が設けられている 論理素子（２９）を介して信号／保持タイマ装置（３０ａ）および開放遅延装置 （３０ｂ）に接続されることを特徴とする装置。 ４． 請求の範囲１記載の装置であって、上記開放トランジスタゲート（Ｔ２ ） を分路できることを特徴とする装置。 ５． 請求の範囲１記載の装置であって、上記制御回路（１０）は、接触器コ イルの定格と、切り替え接続で組合わされている２つの接触器のコイルに属する ものと考えられる入力端子および出力端子とを選択するための入力端子（３１） が設けられているマイクロ制御器であることを特徴とする装置。