JP2008060461A - Electromagnetic drive unit - Google Patents

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Kimitada Ishikawa
公忠 石川
Takahiro Taguchi
貴裕 田口
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Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-loss magnetic drive unit that makes a prescribed electric current flow through an operation coil, without detecting the electric current running through the operation coil, regardless of the changes in power supply voltage and kinds of power sources. <P>SOLUTION: The magnetic drive unit has an operation coil 1 and switching element 7, mutually connected to P-N DC power source terminals. For power supply voltage detected from the DC power source terminal P that is higher than a prescribed value, there are provided a voltage detecting circuit 4 for outputting an injection pulse for a certain period of time, a one-shot pulse generating circuit 5, a triangular wave generating circuit 43, and a comparison circuit 44. The circuits 43, 44 respectively set each on-duty for a first and a second oscillation pulses, such that the higher the power supply voltage is, the smaller it becomes, the first oscillation pulse outputted over a period of time during which an injection pulse is outputted, and the second one outputted for a period of time after the first oscillation pulse has been outputted, so as to output the first and second oscillation pulses, by using the first and second pulses to drive the switching element 7. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば電磁接触器のように電磁石を用いた機器において、半導体スイッチング素子のオンオフ動作により操作コイルに所定の電流を通流させるための電磁石駆動装置に関するものである。   The present invention relates to an electromagnet driving device for passing a predetermined current through an operation coil by an on / off operation of a semiconductor switching element in an apparatus using an electromagnet such as an electromagnetic contactor.

電磁接触器の電磁石は、これを駆動する電源電圧の変動にある程度耐え得る設計となっており、具体的には、定格電圧の85〜110%の範囲でも使用できるように規格で決められている。
このため、電源電圧が低い場合でも電磁石が所定の吸引力を発生するように設計すると、電源電圧が高い場合には電磁石のコイルに流れる電流も電源電圧に比例して増加し、吸引力が過剰となる。
The electromagnet of the magnetic contactor is designed to withstand fluctuations in the power supply voltage that drives the electromagnet to some extent. Specifically, it is determined by the standard so that it can be used within the range of 85 to 110% of the rated voltage. .
For this reason, if the electromagnet is designed to generate a predetermined attraction force even when the power supply voltage is low, the current flowing through the coil of the electromagnet increases in proportion to the power supply voltage when the power supply voltage is high, and the attraction force is excessive. It becomes.

電磁石の吸引力はコイルを流れる電流の2乗に比例するため、電源電圧が最低の場合と最高の場合とを比べると吸引力に1.5倍以上の差を生じ、これに起因して電磁石の吸引時の機械的な衝撃による部品の破損や電磁接触器の接点のチャタリング等が発生する。
これらの対策として、電源電圧が変動してもコイル電流を一定に制御する方式が種々提案されており、例えば特許文献1に記載された直流電磁石装置が知られている。
Since the attractive force of an electromagnet is proportional to the square of the current flowing through the coil, a difference of 1.5 times or more is generated in the attractive force when the power supply voltage is the lowest and the highest, resulting in the electromagnet Damage of parts due to mechanical shock during suction, chattering of contacts of the magnetic contactor, etc. occur.
As countermeasures, various methods for controlling the coil current to be constant even when the power supply voltage fluctuates have been proposed. For example, a DC electromagnet device described in Patent Document 1 is known.

以下、特許文献1に記載された従来技術を略述する。
図4は、この従来技術に係る直流電磁石駆動装置の回路構成図であり、操作コイル(電磁石コイル)1と直列にスイッチング素子7及び電流検出用抵抗8が接続され、直流電源端子P−N間に接続されている。なお、14は環流ダイオードである。
Hereinafter, the prior art described in Patent Document 1 will be outlined.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a DC electromagnet drive device according to this prior art, in which a switching element 7 and a current detection resistor 8 are connected in series with an operation coil (electromagnet coil) 1 and between DC power supply terminals P-N. It is connected to the. Reference numeral 14 denotes a freewheeling diode.

また、2は直流電源電圧Vから制御電源用の定電圧Vを生成して内部回路に供給する定電圧回路、4は電源電圧Vが所定値以上になった時に信号を出力する電圧検出回路、5は電圧検出回路4の出力信号を入力としてワンショットパルスを発生するワンショットパルス発生回路、29はワンショットパルス発生回路5の出力パルスが入力されるミラー回路(台形波発生回路)、3は入力端子a,bの電圧を比較してスイッチング素子7の駆動パルスを出力するコンパレータである。 Reference numeral 2 denotes a constant voltage circuit that generates a constant voltage V S for a control power supply from the DC power supply voltage V and supplies it to an internal circuit. Reference numeral 4 denotes a voltage detection circuit that outputs a signal when the power supply voltage V exceeds a predetermined value. Reference numeral 5 denotes a one-shot pulse generation circuit for generating a one-shot pulse using the output signal of the voltage detection circuit 4 as an input, and 29 denotes a mirror circuit (trapezoidal wave generation circuit) to which the output pulse of the one-shot pulse generation circuit 5 is input. Is a comparator that compares the voltages at the input terminals a and b and outputs a drive pulse for the switching element 7.

ここで、コンパレータ3は、電圧検出回路4の出力を抵抗15,16により分圧した電圧とミラー回路29内でその出力電圧を抵抗26,27により分圧した電圧との高い方の電圧が一方の端子aに入力され、また、電流検出用抵抗8の電圧を積分回路13により積分して得た電圧が他方の端子bに入力されて、これら両端子a,bの電圧を比較するように構成されている。
なお、図4において、9,12,19,21,23は抵抗、10,18,20,30,31はダイオード、11,17はコンデンサ、22はオペアンプ、28は定電圧ダイオードである。
Here, the comparator 3 has a higher one of the voltage obtained by dividing the output of the voltage detection circuit 4 by the resistors 15 and 16 and the voltage obtained by dividing the output voltage by the resistors 26 and 27 in the mirror circuit 29. The voltage obtained by integrating the voltage of the current detection resistor 8 by the integrating circuit 13 is input to the other terminal b, and the voltages of both terminals a and b are compared. It is configured.
In FIG. 4, 9, 12, 19, 21, and 23 are resistors, 10, 18, 20, 30, and 31 are diodes, 11, 17 are capacitors, 22 is an operational amplifier, and 28 is a constant voltage diode.

次に、この動作を図5を参照しつつ説明する。
電源電圧Vが時刻tにおいて所定値以上になると、電圧検出回路4から「High」レベルの信号が出力される(図5(1),(2))。この信号を受けて、ワンショットパルス発生回路5から所定の期間T(時刻t〜t)にわたり「Low」レベルとなるワンショットパルスが出力される(図5(3))。
Next, this operation will be described with reference to FIG.
When the power supply voltage V is equal to or higher than a predetermined value at time t 1, "High" level signal from the voltage detection circuit 4 is output (FIG. 5 (1), (2)). In response to this signal, the one-shot pulse generating circuit 5 outputs a one-shot pulse that becomes “Low” level over a predetermined period T C (time t 1 to t 3 ) (FIG. 5 (3)).

上記ワンショットパルスにより、ミラー回路29からは台形波が出力される(図5(4−2))。この台形波を図4の抵抗26,27により分圧した電圧Va1と、電圧検出回路4の「High」レベル信号を図4の抵抗15,16により分圧した電圧Va2(図5(4−1))との高い方の電圧を、コンパレータ3の一方の端子aに入力される基準電圧とする。
そして、電流検出用抵抗8の電圧降下を積分回路13により積分して得た電圧(図5(6))をコンパレータ3の他方の端子bに入力して前記基準電圧と比較することにより、電圧Va1,Va2及び電流検出用抵抗8の電圧降下によって決まる電流iを操作コイル1に流すようにスイッチング素子7を制御している。
Due to the one-shot pulse, a trapezoidal wave is output from the mirror circuit 29 (FIG. 5 (4-2)). Divided by the voltage V a1 by a resistor 26 and 27 in FIG. 4 this trapezoidal wave, the voltage V a2 (Fig. 5 (4 divided by the resistors 15 and 16 in FIG. 4, "High" level signal of the voltage detection circuit 4 The higher voltage of -1)) is the reference voltage input to one terminal a of the comparator 3.
Then, a voltage (FIG. 5 (6)) obtained by integrating the voltage drop of the current detecting resistor 8 by the integrating circuit 13 is input to the other terminal b of the comparator 3 and compared with the reference voltage, thereby obtaining a voltage. The switching element 7 is controlled so that the current i determined by the voltage drop of V a1 , V a2 and the current detection resistor 8 flows to the operation coil 1.

なお、ミラー回路29から出力される台形波はその電圧値を高くすることによって電圧Va1を高くし、投入時に必要とされる大きな電流を流せるような値とする一方で、電圧検出回路4の「High」レベル信号を分圧した電圧Va2はその電圧値を低くして投入後の電流を減少させ、電磁石を保持するための小さな電流を流すような値に設定されている。すなわち、Va1>Va2の関係がある。
これにより、操作コイル1を流れる電流iは図5(7)のような波形となる。
Incidentally, a trapezoidal wave output from the mirror circuit 29 increases the voltage V a1 by increasing the voltage value, while a value that can flow a large current required when turned, the voltage detection circuit 4 The voltage V a2 obtained by dividing the “High” level signal is set to such a value that the voltage value is lowered to decrease the current after being supplied, and a small current is supplied to hold the electromagnet. That is, there is a relationship of V a1 > V a2 .
Thus, the current i flowing through the operation coil 1 has a waveform as shown in FIG.

以上のように、従来技術では、ミラー回路29から出力される台形波の波形に応じた電流iを操作コイル1に通流できるため、電源電圧Vが変動しても操作コイル1に流れる電流iを一定にし、これによって電磁石の吸引力を一定に保っている。
なお、図示されていないが、交流電源に単相全波整流回路を接続してなる電源回路(以下、整流電源という)を直流電源端子P−N間に接続して使用することも可能である。
As described above, in the prior art, since the current i corresponding to the trapezoidal waveform output from the mirror circuit 29 can be passed through the operation coil 1, the current i flowing through the operation coil 1 even when the power supply voltage V fluctuates. This keeps the attraction force of the electromagnet constant.
Although not shown, a power supply circuit (hereinafter referred to as a rectified power supply) formed by connecting a single-phase full-wave rectifier circuit to an AC power supply can also be used by connecting it between DC power supply terminals PN. .

特開平6−236813号公報([0014]〜[0019]、図1,図4等)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-236813 ([0014] to [0019], FIG. 1, FIG. 4 etc.)

上述した従来技術では、操作コイル1に流れる電流iを電流検出用抵抗8により検出し、その電圧降下の積分値を基準電圧と比較した結果によりスイッチング素子7を介して操作コイル1の電流iを制御しているので、確実な電流制御を行うことが可能である。
しかしながら、電流検出用抵抗8による電圧降下は、電源電圧Vが高い場合にはさほど影響しないが、電源電圧Vが低い(例えばDC12Vや24V)場合には上記電圧降下が操作コイルの電流i(すなわち吸引力)に影響を与えることになる。
In the above-described prior art, the current i flowing through the operation coil 1 is detected by the current detection resistor 8, and the current i of the operation coil 1 is obtained via the switching element 7 as a result of comparing the integrated value of the voltage drop with the reference voltage. Since it is controlled, it is possible to perform reliable current control.
However, the voltage drop due to the current detection resistor 8 does not affect so much when the power supply voltage V is high. However, when the power supply voltage V is low (for example, DC 12 V or 24 V), the voltage drop causes the current i of the operation coil (ie, This will affect the suction force.

例えば、電源電圧Vが一定のもとでは、電流検出用抵抗8による電圧降下の値を1Vとすると、その分、操作コイル1に印加される電圧が低くなり、上記電圧降下の割合は、電源電圧が12Vの場合に8%強と大きくなる。また、電源電圧Vが高い場合は操作コイル1の電流iも大きくなるため、電流検出用抵抗8における損失も大きくなる。
これらの対策としては、電流検出用抵抗8による電圧降下(検出電圧)を小さくすることが考えられるが、逆にノイズに弱くなるという新たな問題を生じる。
For example, when the power supply voltage V is constant, assuming that the value of the voltage drop by the current detection resistor 8 is 1 V, the voltage applied to the operation coil 1 is reduced accordingly, and the voltage drop rate When the voltage is 12V, it becomes a little over 8%. Further, when the power supply voltage V is high, the current i of the operation coil 1 also increases, so that the loss in the current detection resistor 8 also increases.
As a countermeasure for this, it is conceivable to reduce the voltage drop (detection voltage) caused by the current detection resistor 8, but a new problem of weakening against noise occurs.

そこで、本発明の解決課題は、操作コイルを流れる電流を検出せずに、また、電源電圧の変化や電源の種類(直流電源や整流電源)に関わらず、操作コイルに所定の電流を通流可能とした低損失の電磁石駆動装置を提供しようとするものである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the current flowing through the operation coil is not detected, and a predetermined current is passed through the operation coil regardless of the change in power supply voltage or the type of power supply (DC power supply or rectified power supply). An object of the present invention is to provide a low-loss electromagnet drive device that is made possible.

上記問題を解決するため、本発明においては、操作コイルの電流を検出してスイッチング素子をオンオフ制御するのではなく、駆動装置の内部に発振手段を設け、その発振パルスのオンデューティを電源電圧に応じて変化させて前記スイッチング素子に対する駆動パルスを得ることにより、操作コイルの電流を一定に制御するものである。
なお、直流電源電圧と同じ実効値を持つ交流電源電圧を単相全波整流した整流電源を用いる場合、整流電源から出力される直流電圧の平均値は実効値の90%になるため、直流電源使用時に比べて操作コイルの電流も90%となり、吸引力も低下する。これを補正するため、電源が整流電源か直流電源かを判別し、整流電源と判別した場合には前記発振パルスのオンデューティを直流電源使用時に比べて大きくすることにより、印加される直流電圧の平均値で決まる操作コイルの電流を直流電源使用時と等しくするものである。
In order to solve the above problem, the present invention does not detect the current of the operating coil and control the on / off of the switching element. The current of the operation coil is controlled to be constant by changing the signal accordingly to obtain the drive pulse for the switching element.
When using a rectified power supply obtained by single-phase full-wave rectification of an AC power supply voltage having the same effective value as the DC power supply voltage, the average value of the DC voltage output from the rectified power supply is 90% of the effective value. Compared with the time of use, the current of the operating coil is also 90%, and the attractive force is also reduced. In order to correct this, it is determined whether the power source is a rectified power source or a DC power source. The current of the operation coil determined by the average value is made equal to that when the DC power source is used.

すなわち、請求項1に記載した発明は、直流電源端子間に互いに直列接続された操作コイルと半導体スイッチング素子とを備え、前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記操作コイルに電流を通流させる電磁石駆動装置において、
前記直流電源端子から検出した電源電圧が所定値以上であるときに、一定期間にわたって投入パルスを出力する投入パルス発生手段と、
前記投入パルスが出力される所定期間にわたって出力される第一の発振パルス、及び、第一の発振パルスの出力終了後の期間を含む期間に出力される第二の発振パルスを出力する手段であって、第一及び第二の発振パルスの各オンデューティを、電源電圧が高いほど小さくなるようにそれぞれ設定する発振パルス出力手段と、を備え、
前記発振パルス出力手段から出力される第一及び第二の発振パルスを用いて前記スイッチング素子を駆動するものである。
That is, the invention described in claim 1 includes an operation coil and a semiconductor switching element connected in series with each other between DC power supply terminals, and an electromagnet drive that controls on / off of the switching element to pass a current through the operation coil. In the device
When a power supply voltage detected from the DC power supply terminal is equal to or higher than a predetermined value, a supply pulse generating means for outputting a supply pulse over a predetermined period;
Means for outputting a first oscillation pulse that is output over a predetermined period during which the input pulse is output and a second oscillation pulse that is output in a period including a period after the end of the output of the first oscillation pulse. Oscillation pulse output means for setting each on-duty of the first and second oscillation pulses to be smaller as the power supply voltage is higher,
The switching element is driven using first and second oscillation pulses output from the oscillation pulse output means.

請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した電磁石駆動装置において、
前記発振パルス出力手段は、
第一の発振パルスを、電源電圧に比例した第一の基準電圧と三角波とを比較して生成すると共に、第二の発振パルスを、電源電圧に比例した第二の基準電圧と前記三角波とを比較して生成するものである。
The invention described in claim 2 is the electromagnet drive device described in claim 1,
The oscillation pulse output means includes
The first oscillation pulse is generated by comparing the first reference voltage proportional to the power supply voltage and the triangular wave, and the second oscillation pulse is generated by comparing the second reference voltage proportional to the power supply voltage and the triangular wave. It is generated by comparison.

請求項3に記載した発明は、請求項1または2に記載した電磁石駆動装置において、
前記直流電源端子に接続された電源が直流電源であるか、または、交流電源と整流回路からなる整流電源であるかを判別する電源判別手段を備え、
前記電源判別手段の判別結果により、第一及び第二の発振パルスのオンデューティを変化させるものである。
The invention described in claim 3 is the electromagnet drive device described in claim 1 or 2,
Comprising a power source discriminating means for discriminating whether the power source connected to the DC power source terminal is a DC power source or a rectified power source comprising an AC power source and a rectifier circuit;
The on-duty of the first and second oscillation pulses is changed according to the discrimination result of the power source discrimination means.

請求項4に記載した発明は、請求項3記載の電磁石駆動装置において、
前記電源判別手段により、前記直流電源端子に接続された電源が整流電源であると判別した場合には、第一及び第二の発振パルスのオンデューティを直流電源接続時よりも大きくするものである。
The invention described in claim 4 is the electromagnet drive device according to claim 3,
When the power source discriminating means discriminates that the power source connected to the DC power source terminal is a rectified power source, the on-duty of the first and second oscillation pulses is made larger than when the DC power source is connected. .

本発明によれば、操作コイルを流れる電流の検出回路を設けることなく、電源電圧の変動や電源の種別に関わらず操作コイルに所定の電流を通流させることができ、電磁石投入時の衝撃も小さくすることができる。
また、操作コイルの電流検出回路が不要であるから、電流検出用抵抗の電圧降下も生じず、損失を低減して操作コイルに効率よく電流を供給することが可能である。
According to the present invention, it is possible to cause a predetermined current to flow through the operation coil regardless of fluctuations in the power supply voltage and the type of the power supply without providing a detection circuit for the current flowing through the operation coil, and also the impact when the electromagnet is turned on. Can be small.
Further, since a current detection circuit for the operation coil is not required, a voltage drop of the current detection resistor does not occur, and it is possible to reduce the loss and efficiently supply current to the operation coil.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の実施形態を示す回路図であり、図4と同一の構成要素には同一の番号を付してある。
図1において、単相全波整流回路41の出力側の直流電源端子P−N間には、操作コイル1と半導体スイッチング素子(トランジスタ)7との直列回路が接続されている。操作コイル1には、環流ダイオード14が並列に接続されている。
ここで、直流電源端子P−N間には直流電源を接続可能であり、また、単相全波整流回路41の交流入力側には交流電源を接続可能である。なお、以下では、交流電源及び単相全波整流回路41からなる電源回路を整流電源と呼ぶこととする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 1, a series circuit of an operation coil 1 and a semiconductor switching element (transistor) 7 is connected between the DC power supply terminals PN on the output side of the single-phase full-wave rectifier circuit 41. A freewheeling diode 14 is connected to the operation coil 1 in parallel.
Here, a DC power supply can be connected between the DC power supply terminals P-N, and an AC power supply can be connected to the AC input side of the single-phase full-wave rectifier circuit 41. Hereinafter, a power supply circuit including the AC power supply and the single-phase full-wave rectifier circuit 41 is referred to as a rectified power supply.

直流電源端子Pには、制御電源用の定電圧Vを生成する定電圧回路2と、電源電圧が所定値以上になった時に信号を出力する電圧検出回路4とが接続されている。電圧検出回路4の出力はワンショットパルス発生回路5に入力されており、ワンショットパルス発生回路5から出力されるワンショットパルスはトランジスタTのベースに加えられている。
ここで、電圧検出回路4及びワンショットパルス発生回路5は、請求項における投入パルス発生手段を構成しており、上記ワンショットパルスを便宜的に投入パルスと呼ぶこととする。
Connected to the DC power supply terminal P are a constant voltage circuit 2 that generates a constant voltage V S for a control power supply and a voltage detection circuit 4 that outputs a signal when the power supply voltage exceeds a predetermined value. The output of the voltage detection circuit 4 is inputted to the one-shot pulse generating circuit 5, a one-shot pulse output from one-shot pulse generating circuit 5 is applied to the base of transistor T 2.
Here, the voltage detection circuit 4 and the one-shot pulse generation circuit 5 constitute the input pulse generation means in the claims, and the one-shot pulse will be referred to as an input pulse for convenience.

一方、直流電源端子P−N間には、電源電圧の分圧用に直列接続された抵抗R,Rと、抵抗R、トランジスタT及びラッチ回路421からなる電源判別回路42が接続されている。前記抵抗RとトランジスタTとの直列回路は定電圧回路2と電源端子Nとの間に接続され、抵抗R,Rとの相互接続点がトランジスタTのベースに接続されていると共に、抵抗RとトランジスタTとの相互接続点がラッチ回路421の入力側に接続されており、その出力側はトランジスタTのベースに接続されている。 On the other hand, between the DC power supply terminals P-N, a power supply determination circuit 42 including resistors R 2 and R 3 connected in series for dividing the power supply voltage, a resistor R 4 , a transistor T 1 and a latch circuit 421 is connected. ing. A series circuit of the resistor R 4 and the transistor T 1 is connected between the constant voltage circuit 2 and the power supply terminal N, and an interconnection point between the resistors R 2 and R 3 is connected to the base of the transistor T 1 . At the same time, an interconnection point between the resistor R 4 and the transistor T 1 is connected to the input side of the latch circuit 421, and its output side is connected to the base of the transistor T 3 .

また、43は周知の三角波発生回路であり、積分回路を構成するオペアンプOP、シュミット回路を構成するOP、抵抗R〜R及びコンデンサCによって構成されている。なお、Vは定電圧回路の出力電圧である。
三角波発生回路43の出力電圧(三角波)Vは、比較回路44内にあるオペアンプOPの非反転入力端子に加えられていると共に、トランジスタTを介してオペアンプOPの非反転入力端子に加えられている。
ここで、三角波発生回路43及び比較回路44は、請求項における発振パルス出力手段を構成している。
Reference numeral 43 denotes a known triangular wave generating circuit, which includes an operational amplifier OP 1 constituting an integrating circuit, OP 2 constituting a Schmitt circuit, resistors R 5 to R 7 and a capacitor C 1 . V S is the output voltage of the constant voltage circuit.
The output voltage (triangular wave) V 3 of the triangular wave generation circuit 43 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP 4 in the comparison circuit 44 and also to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP 3 via the transistor T 2. It has been added.
Here, the triangular wave generation circuit 43 and the comparison circuit 44 constitute oscillation pulse output means in the claims.

上記比較回路44の構成を更に述べると、直流電源端子P−N間には、抵抗R,R,R10の直列回路及び抵抗R11,R12,R13の直列回路が接続されている。このうち、抵抗R,Rの相互接続点により第一の基準電圧Vが形成され、この基準電圧Vが前記オペアンプOPの反転入力端子に入力されている。また、抵抗R11,R12の相互接続点により第二の基準電圧Vが形成され、この基準電圧VがオペアンプOPの反転入力端子に入力されている。なお、コンデンサC,Cは、交流電源電圧が印加された際に第一、第二の基準電圧V,Vを平滑するためのものである。 The configuration of the comparison circuit 44 will be further described. A series circuit of resistors R 8 , R 9 , and R 10 and a series circuit of resistors R 11 , R 12 , and R 13 are connected between the DC power supply terminals PN. Yes. Among these, the first reference voltage V 1 is formed by the interconnection point of the resistors R 8 and R 9 , and this reference voltage V 1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP 3 . Further, the second reference voltage V 2 is formed by the interconnection point of the resistors R 11 and R 12 , and this reference voltage V 2 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP 4 . The capacitors C 2 and C 3 are for smoothing the first and second reference voltages V 1 and V 2 when an AC power supply voltage is applied.

前記抵抗R,R10の相互接続点及び抵抗R12,R13の相互接続点は、それぞれダイオードD,Dを介してトランジスタTのコレクタに接続されている。
また、前記オペアンプOP,OPの出力はオアゲートOR及び抵抗Rを介してスイッチング素子7のベースに接続されている。更に、抵抗Rとスイッチング素子7との接続点はダイオードDのアノードに接続されており、そのカソードは電圧検出回路4の出力側に接続されている。
The interconnection point of the resistors R 9 and R 10 and the interconnection point of the resistors R 12 and R 13 are connected to the collector of the transistor T 3 via diodes D 2 and D 3 , respectively.
The outputs of the operational amplifiers OP 3 and OP 4 are connected to the base of the switching element 7 via an OR gate OR and a resistor R 1 . Further, the connection point between the resistor R 1 and the switching element 7 is connected to the anode of the diode D 1 , and the cathode is connected to the output side of the voltage detection circuit 4.

次に、この実施形態の動作を図2、図3を参照しつつ説明する。
まず、電源を投入して直流電源端子P−N間の電源電圧が図2の時刻t01で所定値以上になると、電圧検出回路4から「High」レベルの信号が出力される(図2(1),(2))。この信号を受けたワンショットパルス発生回路5からは、所定の期間T(時刻t01〜t02)にわたって「Low」レベルとなるワンショットパルスが投入パルスとして出力される(図2(3))。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
First, when the power supply voltage between the power on the DC power supply terminal P-N is equal to or greater than a predetermined value at time t 01 in FIG. 2, the signal of "High" level is outputted from the voltage detection circuit 4 (FIG. 2 ( 1), (2)). Upon receipt of this signal, the one-shot pulse generation circuit 5 outputs a one-shot pulse that is at the “Low” level over a predetermined period T C (time t 01 to t 02 ) as an input pulse (FIG. 2 (3)). ).

また、定電圧回路2により定電圧Vが確立すると同時に、三角波発生回路43から図3(a)に示すような三角波Vが出力される。前述したワンショットパルスはトランジスタTのベースに入力されているので、前記期間Tの間はトランジスタTがオンし、これによって前記三角波VがオペアンプOPの非反転入力端子に入力される。 At the same time that the constant voltage V S is established by the constant voltage circuit 2, a triangular wave V 3 as shown in FIG. 3A is output from the triangular wave generating circuit 43. Since one-shot pulse as described above is input to the base of the transistor T 2, during the period T C is the transistor T 2 is turned on, the triangular wave V 3 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP 3 by this The

このオペアンプOPの反転入力端子には第一の基準電圧Vが入力されているため、三角波Vと第一の基準電圧Vとの比較によって決まる第一の発振パルス(図3(a)における破線のパルスPa1)がオペアンプOPから出力される。
この第一の発振パルスPa1はオアゲートORを介してスイッチング素子7に加えられ、スイッチング素子7をオンさせて操作コイル1に電流を通流させるが、上記発振パルスPa1は、期間Tの経過後にトランジスタTがオフすると同時に終了する(図2(4))。つまり、第一の発振パルスPa1は、ワンショットパルス発生回路5から出力される投入パルス(ワンショットパルス)の期間Tだけ出力されることになる。
期間Tにおける第一の発振パルスPa1は、操作コイル1に投入時の大きな電流を流す目的を持つため、第一の基準電圧Vは低く設定されており、発振パルスPa1は「High」レベルの期間が長い幅広のパルスとなっている(図3(a))。
なお、図3(a)における発振パルスPa1’については後述する。
Since the first reference voltage V 1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP 3 , the first oscillation pulse (FIG. 3A) determined by the comparison between the triangular wave V 3 and the first reference voltage V 1 . dashed pulse P a1) in) is outputted from the operational amplifier OP 3.
The first oscillation pulse P a1 is applied to the switching element 7 via the OR gate OR, and the switching element 7 is turned on to pass a current through the operation coil 1. The oscillation pulse P a1 is generated during the period T C. transistor T 2 is completed at the same time is turned off after the lapse (FIG. 2 (4)). In other words, the first oscillation pulse P a1 will be output by the period T C of the input pulse output from the one-shot pulse generating circuit 5 (one-shot pulse).
Period T the first oscillation pulse P at C a1 is to have the objective of supplying a large current at put into operation the coil 1, the first reference voltages V 1 is set low, the oscillation pulse P a1 is "High "" Is a wide pulse with a long period (FIG. 3A).
The oscillation pulse P a1 ′ in FIG. 3A will be described later.

一方、三角波VはオペアンプOPの非反転入力端子にも入力されており、第二の基準電圧Vとの比較によって決まる第二の発振パルス(図3(b)における破線のパルスPb2)が、時刻t01以後、オペアンプOPから出力される(図2(5))。
この第二の発振パルスPb2はオアゲートORを介してスイッチング素子7に加えられ、スイッチング素子7をオンさせて操作コイル1に電流を通流させるが、前記期間Tの経過後に電磁石を保持させる電流を操作コイル1に流す目的を持つため、第二の基準電圧Vは高く設定されており、発振パルスPb2は「High」レベルの期間が短い幅狭のパルスとなっている(図3(b))。
なお、図3(b)における発振パルスPb2’については後述する。
On the other hand, the triangular wave V 3 is also input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP 4 , and the second oscillation pulse determined by comparison with the second reference voltage V 2 (the broken pulse P b2 in FIG. 3B). ) is the time t 01 after, is output from the operational amplifier OP 4 (FIG. 2 (5)).
The second oscillation pulses P b2 is applied to the switching element 7 via the OR gate OR, but to flow through the current operation coil 1 by turning on the switching element 7, thereby holding the electromagnet after a said time period T C Since the second reference voltage V 2 is set to be high in order to have a current flow through the operation coil 1, the oscillation pulse P b 2 is a narrow pulse with a short “High” level period (FIG. 3). (B)).
The oscillation pulse P b2 ′ in FIG. 3B will be described later.

前述したように、スイッチング素子7はオペアンプOP,OPから出力される第一、第二の発振パルスPa1,Pb2の論理和によってオンオフするので、操作コイル1には図2(7)に示すような電流が流れることになる。
第一及び第二の基準電圧V,Vは直流電源端子P−N間の電圧を抵抗分圧して得ているため、これらは電源電圧に比例した値となる。従って、第一、第二の発振パルスPa1,Pb2は電源電圧が高いほど「High」レベルである期間が短く、電源電圧が低いほど「High」レベルである期間が長くなるので、操作コイル1を流れる電流は電源電圧の高低に関わらずほぼ一定となるように作用するものである。
As described above, the switching element 7 is turned on / off by the logical sum of the first and second oscillation pulses P a1 and P b2 output from the operational amplifiers OP 3 and OP 4 . A current as shown in FIG.
Since the first and second reference voltages V 1 and V 2 are obtained by resistance-dividing the voltage between the DC power supply terminals PN, these values are proportional to the power supply voltage. Accordingly, the first and second oscillation pulses P a1 and P b2 have a shorter “High” level period as the power supply voltage is higher, and a longer “High” level period as the power supply voltage is lower. The current flowing through 1 acts to be substantially constant regardless of the level of the power supply voltage.

ここで、図1における電源判別回路42は、直流電源端子P−Nに接続されている電源が直流電源であるか、または、交流電源と整流回路からなる整流電源であるかを判別するためのものである。
前述したように、直流電源電圧と同じ実効値を持つ交流電源電圧を単相全波整流した整流電源を使用した場合、単相全波整流後の直流電圧の平均値は実効値の90%となるため、直流電源の使用時に比べて操作コイルの電流も90%となり、吸引力も低下する。
Here, the power source determination circuit 42 in FIG. 1 determines whether the power source connected to the DC power source terminal PN is a DC power source or a rectified power source composed of an AC power source and a rectifier circuit. Is.
As described above, when using a rectified power supply obtained by single-phase full-wave rectification of an AC power supply voltage having the same effective value as the DC power supply voltage, the average value of the DC voltage after single-phase full-wave rectification is 90% of the effective value Therefore, the current of the operation coil is 90% as compared with the case of using the DC power supply, and the attractive force is also reduced.

そこで、電源判別回路42を設け、直流電源端子P−N間の電圧に基づいて、接続されている電源が直流電源か整流電源かを判別するようにした。
電源が整流電源である場合には全波整流電圧に0Vがあるため、トランジスタTがオフする。この時のトランジスタTのコレクタの電圧をラッチ回路421によりラッチし、ラッチ回路421から「High」レベルの信号を出力させて比較回路44内の前記トランジスタTをオンさせる。
Therefore, a power source determination circuit 42 is provided to determine whether the connected power source is a DC power source or a rectified power source based on the voltage between the DC power source terminals PN.
Because when the power source is a rectified power supply is 0V to a full wave rectified voltage, the transistor T 1 is turned off. At this time, the voltage of the collector of the transistor T 1 is latched by the latch circuit 421, and a signal of “High” level is output from the latch circuit 421 to turn on the transistor T 3 in the comparison circuit 44.

トランジスタTがオンすると比較回路44内の抵抗R10,R13が短絡されるため、第一、第二の基準電圧V,Vは図3(a),(b)に示すように低い値V’,V’となり、これに対応して、実線で示す第一、第二の発振パルスPa1’,Pb2’は何れも「High」レベルの期間が長い幅広のパルスになるので、操作コイル1に流れる電流を増加させることができる。
この場合、抵抗R10,R13がトランジスタTのオンによって短絡されたときに、第一、第二の発振パルスPa1’,Pb2’の「High」レベルの期間が第一、第二の発振パルスPa1,Pb2の「High」レベルの期間に対して10%長くなるように第一、第二の基準電圧の分圧比を調整しておけば、電源として直流電源を使用するか整流電源を使用するかに関わらず、操作コイル1に同じ大きさの電流を流すことが可能となる。
Since the resistors R 10 and R 13 in the comparison circuit 44 are short-circuited when the transistor T 3 is turned on, the first and second reference voltages V 1 and V 2 are as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). low value V 1 ', V 2', and the response to this, the first indicated by the solid line, the second oscillation pulses P a1 ', P b2' is the period of both "High" level to the long wide pulse Therefore, the current flowing through the operation coil 1 can be increased.
In this case, when the resistors R 10 and R 13 are short-circuited by turning on the transistor T 3 , the period of the “High” level of the first and second oscillation pulses P a1 ′ and P b2 ′ is the first and second If the voltage division ratio of the first and second reference voltages is adjusted so as to be 10% longer than the period of “High” level of the oscillation pulses P a1 and P b2 , is a DC power source used? Regardless of whether the rectified power supply is used, it is possible to pass the same current through the operation coil 1.

本発明の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 図1の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of FIG. 図1における比較回路の動作を示すタイムチャートである。2 is a time chart showing the operation of the comparison circuit in FIG. 1. 従来技術を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a prior art. 図4の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 操作コイル
2 定電圧回路
4 電圧検出回路
5 ワンショットパルス発生回路
7 半導体スイッチング素子
14 ダイオード
41 単相全波整流回路
42 電源判別回路
421 ラッチ回路
43 三角波発生回路
44 比較回路
〜R13 抵抗
〜C コンデンサ
〜T トランジスタ
OP〜OP オペアンプ
OR オアゲート
〜D ダイオード
1 Coil 2 constant voltage circuit 4 voltage detection circuit 5 one-shot pulse generating circuit 7 the semiconductor switching element 14 diode 41 single-phase full-wave rectifier circuit 42 power supply determination circuit 421 latch circuit 43 a triangular wave generating circuit 44 comparison circuit R 1 to R 13 resistors C 1 -C 3 capacitor T 1 through T 3 transistor OP 1 ~OP 4 op OR gate D 1 to D 3 diode

Claims (4)

直流電源端子間に互いに直列接続された操作コイルと半導体スイッチング素子とを備え、前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記操作コイルに電流を通流させる電磁石駆動装置において、
前記直流電源端子から検出した電源電圧が所定値以上であるときに、一定期間にわたって投入パルスを出力する投入パルス発生手段と、
前記投入パルスが出力される所定期間にわたって出力される第一の発振パルス、及び、第一の発振パルスの出力終了後の期間を含む期間に出力される第二の発振パルスを出力する手段であって、第一及び第二の発振パルスの各オンデューティを、電源電圧が高いほど小さくなるようにそれぞれ設定する発振パルス出力手段と、を備え、
前記発振パルス出力手段から出力される第一及び第二の発振パルスを用いて前記スイッチング素子を駆動することを特徴とする電磁石駆動装置。
In an electromagnet drive device comprising an operation coil and a semiconductor switching element connected in series between DC power supply terminals, and controlling the on / off of the switching element to pass a current through the operation coil.
When a power supply voltage detected from the DC power supply terminal is equal to or higher than a predetermined value, a supply pulse generating means for outputting a supply pulse over a predetermined period;
Means for outputting a first oscillation pulse that is output over a predetermined period during which the input pulse is output and a second oscillation pulse that is output in a period including a period after the end of the output of the first oscillation pulse. Oscillation pulse output means for setting each on-duty of the first and second oscillation pulses to be smaller as the power supply voltage is higher,
An electromagnet drive device that drives the switching element using first and second oscillation pulses output from the oscillation pulse output means.
請求項1に記載した電磁石駆動装置において、
前記発振パルス出力手段は、
第一の発振パルスを、電源電圧に比例した第一の基準電圧と三角波とを比較して生成すると共に、第二の発振パルスを、電源電圧に比例した第二の基準電圧と前記三角波とを比較して生成することを特徴とする電磁石駆動装置。
In the electromagnet drive device according to claim 1,
The oscillation pulse output means includes
The first oscillation pulse is generated by comparing the first reference voltage proportional to the power supply voltage and the triangular wave, and the second oscillation pulse is generated by comparing the second reference voltage proportional to the power supply voltage and the triangular wave. An electromagnet drive device characterized by being generated by comparison.
請求項1または2に記載した電磁石駆動装置において、
前記直流電源端子に接続された電源が直流電源であるか、または、交流電源と整流回路からなる整流電源であるかを判別する電源判別手段を備え、
前記電源判別手段の判別結果により、第一及び第二の発振パルスのオンデューティを変化させることを特徴とする電磁石駆動装置。
In the electromagnet drive device according to claim 1 or 2,
Comprising a power source discriminating means for discriminating whether the power source connected to the DC power source terminal is a DC power source or a rectified power source comprising an AC power source and a rectifier circuit;
An electromagnet driving device, wherein the on-duty of the first and second oscillation pulses is changed according to the discrimination result of the power source discrimination means.
請求項3記載の電磁石駆動装置において、
前記電源判別手段により、前記直流電源端子に接続された電源が整流電源であると判別した場合には、第一及び第二の発振パルスのオンデューティを直流電源接続時よりも大きくすることを特徴とする電磁石駆動装置。
The electromagnet drive device according to claim 3.
When the power source discriminating means determines that the power source connected to the DC power source terminal is a rectified power source, the on-duty of the first and second oscillation pulses is made larger than when the DC power source is connected. Electromagnet drive device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103539A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsubishi Electric Corp Current sensorless power amplifier
JP2013101843A (en) * 2011-11-09 2013-05-23 Denso Corp Relay drive device
WO2020121981A1 (en) 2018-12-10 2020-06-18 ダイキン工業株式会社 Tetrafluoroethylene polymer, air filter medium, filter pack and air filter unit
WO2021075295A1 (en) * 2019-10-17 2021-04-22 三菱電機株式会社 Electromagnetic contactor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58164210U (en) * 1982-04-28 1983-11-01 株式会社ユ−シン solenoid drive circuit
JPS6362305A (en) * 1986-09-03 1988-03-18 Hitachi Ltd Coil exciting circuit
JPH01132108A (en) * 1987-08-05 1989-05-24 Toshiba Corp Driving device for coil of electromagnet
JPH02306603A (en) * 1989-05-22 1990-12-20 Janome Sewing Mach Co Ltd Solenoid driving circuit
JPH03108304A (en) * 1989-09-21 1991-05-08 Sanwa Seiki Co Ltd Driving method for solenoid
JPH0470904A (en) * 1990-07-04 1992-03-05 Fujitsu Ten Ltd Load controller
JPH06333731A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Kokusan Denki Co Ltd Circuit for driving electromagnet
JPH09171924A (en) * 1995-12-21 1997-06-30 Fuji Electric Co Ltd Ac-dc two-way electromagnet
JP2001338810A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Denso Corp Solenoid driver circuit and its usage

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58164210U (en) * 1982-04-28 1983-11-01 株式会社ユ−シン solenoid drive circuit
JPS6362305A (en) * 1986-09-03 1988-03-18 Hitachi Ltd Coil exciting circuit
JPH01132108A (en) * 1987-08-05 1989-05-24 Toshiba Corp Driving device for coil of electromagnet
JPH02306603A (en) * 1989-05-22 1990-12-20 Janome Sewing Mach Co Ltd Solenoid driving circuit
JPH03108304A (en) * 1989-09-21 1991-05-08 Sanwa Seiki Co Ltd Driving method for solenoid
JPH0470904A (en) * 1990-07-04 1992-03-05 Fujitsu Ten Ltd Load controller
JPH06333731A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Kokusan Denki Co Ltd Circuit for driving electromagnet
JPH09171924A (en) * 1995-12-21 1997-06-30 Fuji Electric Co Ltd Ac-dc two-way electromagnet
JP2001338810A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Denso Corp Solenoid driver circuit and its usage

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103539A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsubishi Electric Corp Current sensorless power amplifier
JP2013101843A (en) * 2011-11-09 2013-05-23 Denso Corp Relay drive device
US8896981B2 (en) 2011-11-09 2014-11-25 Denso Corporation Relay drive unit
WO2020121981A1 (en) 2018-12-10 2020-06-18 ダイキン工業株式会社 Tetrafluoroethylene polymer, air filter medium, filter pack and air filter unit
WO2021075295A1 (en) * 2019-10-17 2021-04-22 三菱電機株式会社 Electromagnetic contactor
JPWO2021075295A1 (en) * 2019-10-17 2021-04-22
US11735387B2 (en) 2019-10-17 2023-08-22 Mitsubishi Electric Corporation Electromagnetic contactor

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