JP3024844B2 - ソレノイド駆動回路 - Google Patents
ソレノイド駆動回路Info
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Description
をソレノイドに通電することによって、ソレノイドを駆
動するソレノイド駆動回路に関するものである。
利用した各種機器が提供されている。これらの機器で
は、ソレノイドを一定駆動力で使用する場合が多いか
ら、スイッチ要素を介してソレノイドを電源に接続し、
スイッチ要素をオン・オフするという使用形態がもっと
も一般的である。
度を制御し、かつ、設定した駆動力や動作速度を繰り返
して得ることが要求されるようなソレノイドの用途が増
加してきている。このような用途に用いるために、図2
に示すように、マイクロコンピュータなどの制御部1か
ら2値の制御信号を出力し、制御信号によって電源とソ
レノイドSOLとの間に挿入されたスイッチ要素である
トランジスタQ1 をトランジスタQ2 を介してオン・オ
フ制御することが考えられている。この構成では、制御
部1から出力される制御信号がLレベルになる期間を調
節することによってソレノイドSOLへの通電量を制御
し、ソレノイドSOLの駆動力を制御することができる
のである。また、ソレノイドSOLには正特性サーミス
タ(PTCサーミスタ)TH1 が直列接続されている。
正特性サーミツタTH1 は、通電電流によって自己発熱
し、発熱温度が所定温度(キュリー温度)を超えると抵
抗値が急増するという特性を有している。
は短時間であるから、ソレノイドSOLとしては短時間
通電の定格を有したものが用いられ、連続通電の定格の
ものを用いる場合に比較して全体構成が小型化されてい
る。一方、図2に示した構成において、ノイズなどによ
って制御部1からの制御信号がLレベルである期間が所
定時間以上になったり、トランジスタQ1 ,Q2 のコレ
クタ−エミッタ間が短絡するような故障が発生すること
がある。このような異常発生時には、ソレノイドSOL
に定格を超える長時間に亙って連続的に通電されること
になるから、正特性サーミスタTH1 の発熱によって通
電電流が制限され、ソレノイドSOLの焼損が防止され
るのである。
Lの駆動力を制御することができ、また、ソレノイドS
OLの焼損を防止することができるのであるが、ソレノ
イドSOLの通電経路に正特性サーミスタTH1 が挿入
されているから、正常な動作時であっても正特性サーミ
スタTH1 の抵抗によって通電電流が制限され、ソレノ
イドSOLの駆動力や動作速度が制限されるという問題
が生じる。また、正特性サーミスタTH1 の抵抗値は周
囲温度によっても変化するから、ソレノイドSOLの駆
動力や動作速度が周囲温度の影響を受けるという問題も
ある。
ンデンサに所定の電荷を蓄積しておき、このコンデンサ
の放電電流をスイッチ要素を介してソレノイドに流すこ
とによって、ソレノイドを駆動するソレノイド駆動回路
が考えられている(たとえば、実開昭61−11110
7号公報、本出願人による特願平3−152865号な
ど)。すなわち、第1のスイッチ要素を介して充電され
るコンデンサを設け、外部信号によってオン・オフ制御
される第2のスイッチ要素とソレノイドとの直列回路を
コンデンサの両端間に接続したものであって、あらかじ
め設定された基準電圧とコンデンサの端子電圧とを比較
する比較回路が設けられ、コンデンサの端子電圧が基準
電圧に達すると比較回路によって第1のスイッチ要素が
オフになるように制御されるのである。
いれば、比較回路に設定する基準電圧を調節することに
よって、コンデンサへの充電電荷量を調節することがで
き、第2のスイッチ要素をオンにしたときにソレノイド
に通電される電流量を調節することができるのである。
また、設定された基準電圧に応じてコンデンサの充電電
荷量は一定になるから、一定の駆動力や動作速度でソレ
ノイドを繰り返して動作させることができるのである。
ここにおいて、コンデンサへの充電経路には充電電流を
制限する充電抵抗が挿入される。
成では、第2のスイッチ要素を制御する制御信号によっ
て第2のスイッチ要素が長時間に亙ってオン状態になっ
たり、第2のスイッチ要素の両端間が短絡するという異
常が生じたときには、コンデンサの充電経路に挿入され
ている充電抵抗およびソレノイドを通して長時間に亙っ
て電流が流れ続けることになる。その結果、充電抵抗や
ソレノイドが発熱し、場合によっては焼損するという問
題が生じる。
のであり、コンデンサの放電電流によってソレノイドを
駆動する際に、コンデンサを放電させる経路の異常によ
って充電抵抗やソレノイドが長時間の通電により過熱す
るのを防止したソレノイド駆動回路を提供しようとする
ものである。
達成するために、放電電流によりソレノイドを駆動する
コンデンサと、コンデンサの充電経路に挿入された第1
のスイッチ要素と、第1のスイッチ要素に直列接続され
充電電流を制限する充電抵抗と、あらかじめ設定された
基準電圧とコンデンサの端子電圧とを比較しコンデンサ
の端子電圧が基準電圧に達すると第1のスイッチ要素を
オフにする比較回路と、ソレノイドとの直列回路がコン
デンサの両端間に接続され外部信号によってオン・オフ
制御される第2のスイッチ要素とを備えたソレノイド駆
動回路において、コンデンサの充電経路に充電電流によ
って自己発熱するとともに発熱温度が所定温度以上にな
ると抵抗値が急増する正特性サーミスタを挿入している
のである。
イッチの両端間の短絡によって充電抵抗およびソレノイ
ドを通して長時間に亙って通電されるような状態が生じ
ると、正特性サーミスタが自己発熱することによって通
電経路の抵抗を急増させて電流を制限するのであって、
充電抵抗やソレノイドの過熱や焼損を防止することがで
きるのである。
Lを放電電流によって駆動するコンデンサC1 は、商用
交流電源ACをダイオードブリッジよりなる整流器RE
および平滑コンデンサC2 によって整流平滑して得られ
た整流出力により充電される。平滑コンデンサC2 とコ
ンデンサC1 との充電経路には、第1のスイッチ要素で
あるトランジスタQ3 のコレクタ−エミッタ、充電電流
を制限する充電抵抗R1 、正特性サーミスタTHの直列
回路が挿入される。トランジスタQ3 は、電界効果トラ
ンジスタQ4 を介して比較回路であるコンパレータCP
の出力によってオン・オフ制御される。コンパレータC
Pの一方の入力端には、ツェナーダイオードZDの両端
電圧を抵抗R2 ,R3 ,VR1 により分圧して得た基準
電圧が印加される。また、コンパレータCPの他方の入
力端には、コンデンサC1 の端子電圧を、充電抵抗
R1 、正特性サーミスタTH、抵抗R4 ,R5 、可変抵
抗器VR2 によって分圧した電圧が入力される。正特性
サーミスタTHは通電されると自己発熱し、発熱温度が
所定温度(キュリー温度)を超えると抵抗値が急増す
る。可変抵抗器VR2 には、回転式ないし直進式のポテ
ンショメータなどが用いられる。また、コンパレータC
Pへの入力電圧は、この可変抵抗器VR2 の可動子から
得られるようになっている。ここに、可変抵抗器VR2
の可動子から電圧を得ているのは、経年変化によって接
触抵抗が増大しても分圧比への影響がほとんどなく、長
期に亙って電圧を安定して設定できるからである。
ノイドSOLと第2のスイッチ要素であるトランジスタ
Q5 のコレクタ−エミッタとの直列回路が接続される。
トランジスタQ5 は、トランジスタQ6 およびフォトカ
プラPCを介してマイクロコンピュータよりなる制御部
1から出力される制御信号によってオン・オフ制御され
る。すなわち、制御信号は2値信号であって、制御信号
がLレベルになるとフォトカプラPCの受光素子がオン
になり、トランジスタQ6 を介してトランジスタQ5 が
オンになるように接続されている。したがって、制御信
号がLレベルである期間にコンデンサC1 からの放電電
流がソレノイドSOLに通電されるのである。
信号がHレベルであって、コンデンサC1 が放電された
状態であると、コンデンサC1 の端子電圧が低いからコ
ンパレータCPの負の入力端への印加電圧は基準電圧よ
りも低く、コンパレータCPの出力がHレベルになる。
このとき、トランジスタQ3 はオンであり、正特性サー
ミスタTHおよび充電抵抗R1 を介してコンデンサC1
が充電される。ここにおいて、コンデンサC1 の端子電
圧は、上述したように可変抵抗器VR2 などによって分
圧されコンパレータCPに入力されているから、可変抵
抗器VR2 を調節することによって基準電圧を相対的に
変化させれば、コンデンサC1 への充電電荷量を調節す
ることができる。また、当然ではあるが、可変抵抗器V
R1 を調節することによっても充電電荷量を調節するこ
とができる。コンデンサC1 の充電電荷量が所定量に達
すると、端子電圧が上昇してコンパレータCPの出力が
反転する。その結果、トランジスタQ3 はオフになり、
コンデンサC1 への充電電流は停止する。
制御部1からの制御信号がLレベルになれば、トランジ
スタQ5 がオンになり、ソレノイドSOLにコンデンサ
C1 の放電電流が流れる。このようにしてソレノイドS
OLを駆動することができるのである。ここに、コンデ
ンサC1 の充電電荷量を一定量に設定しているから、ソ
レノイドSOLの駆動力および動作速度を一定にするこ
とができる。コンデンサC1 が放電すると、コンパレー
タCPへの比較電圧が低下し、コンパレータCPの出力
が再びHレベルになってコンデンサC1 に充電電流が流
れる。
間に亙ってLレベルになったり、フォトカプラの受光素
子が短絡したり、トランジスタQ5 ,Q6 のコレクタ−
エミッタが短絡するというような異常が生じると、コン
デンサC1 の充電電荷が放電された後にトランジスタQ
3 がオンになり、正特性サーミスタTH、充電抵抗
R 1 、ソレノイドSOLに電流が流れ続けることにな
る。このとき、正特性サーミスタTHに流れる電流量が
充電電流をコンデンサC1 に供給しているときよりも増
加し、正特性サーミスタTHの自己発熱によって抵抗値
が急増する。したがって、充電抵抗R1 およびソレノイ
ドSOLへの通電電流が大幅に減少し、充電抵抗R1 や
ソレノイドSOLに定格以上の電流が長時間に亙って流
れ続けることによる過熱や焼損を防止できるのである。
ここにおいて、異常の原因が取り除かれてトランジスタ
Q5 がオフになれば、正特性サーミスタTHの温度が下
がり、自動的に正常な状態に復旧する。また、正特性サ
ーミスタTHは充電経路に挿入されているのであって、
ソレノイドSOLはコンデンサC1 の充電エネルギによ
って駆動されるから、正特性サーミスタTHが存在して
いてもコンデンサC1 への充電時間が多少長くなる程度
のことであって、ソレノイドSOLの駆動力や動作速度
には影響がないものである。さらに、正特性サーミスタ
THを設けるだけで充電抵抗R1 およびソレノイドSO
Lの保護ができるので、回路構成が簡単であり、高信
頼、低コストで実現できる。
電経路に充電電流によって自己発熱するとともに発熱温
度が所定温度以上になると抵抗値が急増する正特性サー
ミスタを挿入しているので、外部信号の異常や第2のス
イッチの両端間の短絡によって充電抵抗およびソレノイ
ドを通して長時間に亙って通電されるような状態が生じ
ると、正特性サーミスタが自己発熱することによって通
電経路の抵抗を急増させて電流を制限するのであって、
充電抵抗やソレノイドの過熱や焼損を防止することがで
きるという効果を奏する。
Claims (1)
- 【請求項1】 放電電流によりソレノイドを駆動するコ
ンデンサと、コンデンサの充電経路に挿入された第1の
スイッチ要素と、第1のスイッチ要素に直列接続され充
電電流を制限する充電抵抗と、あらかじめ設定された基
準電圧とコンデンサの端子電圧とを比較しコンデンサの
端子電圧が基準電圧に達すると第1のスイッチ要素をオ
フにする比較回路と、ソレノイドとの直列回路がコンデ
ンサの両端間に接続され外部信号によってオン・オフ制
御される第2のスイッチ要素とを備えたソレノイド駆動
回路において、コンデンサの充電経路に充電電流によっ
て自己発熱するとともに発熱温度が所定温度以上になる
と抵抗値が急増する正特性サーミスタを挿入したことを
特徴とするソレノイド駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03340525A JP3024844B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | ソレノイド駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03340525A JP3024844B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | ソレノイド駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05175042A JPH05175042A (ja) | 1993-07-13 |
JP3024844B2 true JP3024844B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=18337820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03340525A Expired - Fee Related JP3024844B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | ソレノイド駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3024844B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP03340525A patent/JP3024844B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05175042A (ja) | 1993-07-13 |
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