JP3094739B2 - ソレノイド高速駆動装置 - Google Patents
ソレノイド高速駆動装置Info
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- JP3094739B2 JP3094739B2 JP05153230A JP15323093A JP3094739B2 JP 3094739 B2 JP3094739 B2 JP 3094739B2 JP 05153230 A JP05153230 A JP 05153230A JP 15323093 A JP15323093 A JP 15323093A JP 3094739 B2 JP3094739 B2 JP 3094739B2
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- Japan
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- solenoid
- voltage
- power supply
- switch
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】ソレノイドを使用している機器
で、しかも高速動作させる必要のある機器全般に関係す
る技術である。
で、しかも高速動作させる必要のある機器全般に関係す
る技術である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ソレノイドを高速駆動するために
は駆動初期に高圧電源より電圧を印加し、次に低圧電源
に切り替え、したがってソレノイドへの印加電圧の切り
替え手段と２系統の電源が必要であった。
は駆動初期に高圧電源より電圧を印加し、次に低圧電源
に切り替え、したがってソレノイドへの印加電圧の切り
替え手段と２系統の電源が必要であった。
【０００３】従来の構成を図３にて説明する。図３にお
いて、３１は交流電源、３２は交流電源３１よりＥHな
る高圧定電圧を出力する高圧定電圧電源、３３はＥLな
る低圧定電圧を出力する低圧定電圧電源、３４はトラン
ジスタ、３５はトランジスタ、３６はダイオード、３７
はサージアブソーバ、３８はマイコン、３９は高速駆動
されるソレノイドである。
いて、３１は交流電源、３２は交流電源３１よりＥHな
る高圧定電圧を出力する高圧定電圧電源、３３はＥLな
る低圧定電圧を出力する低圧定電圧電源、３４はトラン
ジスタ、３５はトランジスタ、３６はダイオード、３７
はサージアブソーバ、３８はマイコン、３９は高速駆動
されるソレノイドである。
【０００４】各部の動作波形を図４に示す。図４におい
て横軸Ｔは時間、縦軸ＩＮはソレノイド駆動制御信号、
ＥＰはソレノイド３９の印加電圧、ＩＰはソレノイド３
９の通電電流である。
て横軸Ｔは時間、縦軸ＩＮはソレノイド駆動制御信号、
ＥＰはソレノイド３９の印加電圧、ＩＰはソレノイド３
９の通電電流である。
【０００５】Ｔ1の区間はソレノイド３９にＥHなる高圧
定電圧を印加するオーバードライブ区間、Ｔ2の区間は
ソレノイド３９にＥLなる低圧定電圧を印加する保持区
間、Ｔ3の区間はソレノイド３９への電流を遮断する遮
断動作区間で、ソレノイド３９の印加電圧はサージアブ
ソーバ３７による制限電圧ＥSと低圧定電圧電源３３の
電圧ＥLを加えた値、すなわちＥS＋ＥLに制限される。
定電圧を印加するオーバードライブ区間、Ｔ2の区間は
ソレノイド３９にＥLなる低圧定電圧を印加する保持区
間、Ｔ3の区間はソレノイド３９への電流を遮断する遮
断動作区間で、ソレノイド３９の印加電圧はサージアブ
ソーバ３７による制限電圧ＥSと低圧定電圧電源３３の
電圧ＥLを加えた値、すなわちＥS＋ＥLに制限される。
【０００６】マイコン３８は、ソレノイド駆動制御信号
ＩＮを受けてトランジスタ３４とトランジスタ３５に対
してオン、オフを制御しソレノイド３９への駆動印加電
圧を切り替えるものである。
ＩＮを受けてトランジスタ３４とトランジスタ３５に対
してオン、オフを制御しソレノイド３９への駆動印加電
圧を切り替えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ソレノイドを高速駆動
する必要のある機器では、ソレノイドの応答動作時間を
できるだけ小さくすることは当然として、応答動作時間
そのものが安定していることが要求される。また高速応
答が要求されるため、ソレノイドの温度上昇値も限界に
近い状態で使用される場合が多い。この応答動作時間の
安定化とソレノイドの温度上昇値の抑制の点で、ソレノ
イドを駆動するための電源は安定化されたものが必要と
なる。
する必要のある機器では、ソレノイドの応答動作時間を
できるだけ小さくすることは当然として、応答動作時間
そのものが安定していることが要求される。また高速応
答が要求されるため、ソレノイドの温度上昇値も限界に
近い状態で使用される場合が多い。この応答動作時間の
安定化とソレノイドの温度上昇値の抑制の点で、ソレノ
イドを駆動するための電源は安定化されたものが必要と
なる。
【０００８】しかしながら従来は、ソレノイド駆動用電
源に２つの安定化電源、すなわち高圧用と低圧用の定電
圧電源が使用されていたため、電源部のコスト増大と、
電源部が複雑になることによる信頼性の低下とを招いて
いた。
源に２つの安定化電源、すなわち高圧用と低圧用の定電
圧電源が使用されていたため、電源部のコスト増大と、
電源部が複雑になることによる信頼性の低下とを招いて
いた。
【０００９】本発明はソレノイド駆動用電源部分の大幅
な簡素化により信頼性の高い、しかも安価なソレノイド
高速駆動装置を提供することを目的とする。
な簡素化により信頼性の高い、しかも安価なソレノイド
高速駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のソレノイド高速駆動装置は、一系統の非安定
化電源に高速駆動しようとするソレノイドと直列に接続
された第一のスイッチ手段と、ソレノイドと並列に接続
され、ダイオードが直列接続された第二のスイッチ手段
と、非安定化電源の電圧値をディジタルデータに変換す
るアナログ−ディジタル変換手段（以下、Ａ／Ｄ変換手
段）と、第一と第二のスイッチ手段をＰＷＭ制御するマ
イコンとを少なくとも有し、このマイコンはソレノイド
を駆動する電圧が所定の高／低の定電圧値になるよう
に、ディジタルデータより第一のスイッチ手段のＰＷＭ
デューティの演算と第二のスイッチ手段のオン、オフを
制御する構成としたものである。
に本発明のソレノイド高速駆動装置は、一系統の非安定
化電源に高速駆動しようとするソレノイドと直列に接続
された第一のスイッチ手段と、ソレノイドと並列に接続
され、ダイオードが直列接続された第二のスイッチ手段
と、非安定化電源の電圧値をディジタルデータに変換す
るアナログ−ディジタル変換手段（以下、Ａ／Ｄ変換手
段）と、第一と第二のスイッチ手段をＰＷＭ制御するマ
イコンとを少なくとも有し、このマイコンはソレノイド
を駆動する電圧が所定の高／低の定電圧値になるよう
に、ディジタルデータより第一のスイッチ手段のＰＷＭ
デューティの演算と第二のスイッチ手段のオン、オフを
制御する構成としたものである。
【００１１】
【作用】この構成によれば、まず第一に、駆動すべきソ
レノイドについてＰＷＭ制御による定電圧駆動をさせる
ことができる。
レノイドについてＰＷＭ制御による定電圧駆動をさせる
ことができる。
【００１２】すなわち、ソレノイド駆動用の一系統の非
安定化電源電圧値をＡ／Ｄ変換手段によりサンプリング
にてマイコンに取り込み、サンプリングごとにソレノイ
ドへの印加電圧が所定の定電圧となるようにＰＷＭのデ
ューティを演算、決定する。
安定化電源電圧値をＡ／Ｄ変換手段によりサンプリング
にてマイコンに取り込み、サンプリングごとにソレノイ
ドへの印加電圧が所定の定電圧となるようにＰＷＭのデ
ューティを演算、決定する。
【００１３】ソレノイド駆動時に所定のソレノイドへの
印加電圧となるように第一のスイッチ手段をＰＷＭ制御
し、この間第二のスイッチ手段はオンとする。
印加電圧となるように第一のスイッチ手段をＰＷＭ制御
し、この間第二のスイッチ手段はオンとする。
【００１４】第二のスイッチ手段をオンとすることによ
り、第一のスイッチ手段がＰＷＭ動作区間でオフの間、
ダイオードと第二のスイッチ手段を通して循環電流がソ
レノイドに流れ、第一のスイッチ手段がオンの間の駆動
電流と加えてソレノイドへ連続した電流が流れる。
り、第一のスイッチ手段がＰＷＭ動作区間でオフの間、
ダイオードと第二のスイッチ手段を通して循環電流がソ
レノイドに流れ、第一のスイッチ手段がオンの間の駆動
電流と加えてソレノイドへ連続した電流が流れる。
【００１５】第二に、駆動すべきソレノイドに対して印
加電圧の切り替えを行うことができる。
加電圧の切り替えを行うことができる。
【００１６】すなわち、ソレノイドへの駆動電圧は駆動
当初は高速駆動のため高圧定電圧を所定の時間印加して
ソレノイドへの通電電流の立ち上げを行うオーバードラ
イブ区間後、温度上昇低減のため低圧定電圧の保持区間
に上記マイコンにより切り替える。
当初は高速駆動のため高圧定電圧を所定の時間印加して
ソレノイドへの通電電流の立ち上げを行うオーバードラ
イブ区間後、温度上昇低減のため低圧定電圧の保持区間
に上記マイコンにより切り替える。
【００１７】第三に、ソレノイドの駆動解除を行うこと
ができる。すなわち、第一と第二のスイッチ手段を共に
オフとした遮断動作区間にて行う。
ができる。すなわち、第一と第二のスイッチ手段を共に
オフとした遮断動作区間にて行う。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例における回路図を図１に示
す。
す。
【００１９】図１において、１は非安定化電源で、交流
電源１１とトランス１２と整流器１３と平滑コンデンサ
１４とにより構成され、非安定化電源電圧Ｅを出力す
る。
電源１１とトランス１２と整流器１３と平滑コンデンサ
１４とにより構成され、非安定化電源電圧Ｅを出力す
る。
【００２０】２は駆動されるソレノイド、３は第一のス
イッチ手段となるＦＥＴ、４は第二のスイッチ手段とな
るＦＥＴ、５はＦＥＴ４と直列に接続されたダイオー
ド、６はマイコン、７はＡ／Ｄ変換手段となるアナログ
−ディジタルコンバータ（以後Ａ／Ｄコンバータとす
る）、８はサージアブソーバ、９はフォトカプラであ
る。
イッチ手段となるＦＥＴ、４は第二のスイッチ手段とな
るＦＥＴ、５はＦＥＴ４と直列に接続されたダイオー
ド、６はマイコン、７はＡ／Ｄ変換手段となるアナログ
−ディジタルコンバータ（以後Ａ／Ｄコンバータとす
る）、８はサージアブソーバ、９はフォトカプラであ
る。
【００２１】以下その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバー
タ７により非安定化電源１の出力電圧Ｅをディジタルデ
ータに変換しマイコン６に入力する。
タ７により非安定化電源１の出力電圧Ｅをディジタルデ
ータに変換しマイコン６に入力する。
【００２２】ＩＮはソレノイド２への駆動制御入力端
子、ＥＰはソレノイド２の印加電圧である。ＩＮにソレ
ノイド駆動制御信号を入力した時のＥＰの波形を図２に
示す。
子、ＥＰはソレノイド２の印加電圧である。ＩＮにソレ
ノイド駆動制御信号を入力した時のＥＰの波形を図２に
示す。
【００２３】図２において横軸Ｔは時間、縦軸ＩＮはソ
レノイド駆動制御信号、ＥＰはソレノイドの印加電圧、
ＩＰはソレノイド２の通電電流、ＥＡはソレノイド２へ
の平均印加電圧を示す。ソレノイド駆動制御信号ＩＮは
Ｔ1＋Ｔ2の区間アクティブとなりソレノイド２の駆動を
指示する。
レノイド駆動制御信号、ＥＰはソレノイドの印加電圧、
ＩＰはソレノイド２の通電電流、ＥＡはソレノイド２へ
の平均印加電圧を示す。ソレノイド駆動制御信号ＩＮは
Ｔ1＋Ｔ2の区間アクティブとなりソレノイド２の駆動を
指示する。
【００２４】Ｔ1の区間はソレノイド２へ平均印加電圧
ＥHなる高圧定電圧を印加するオーバードライブ区間、
Ｔ2の区間はソレノイド２へＥLなる低圧定電圧を印加す
る保持区間、Ｔ3の区間はソレノイド２の電流を遮断す
る遮断動作区間で、サージアブソーバ８による制限電圧
ＥSと非安定化電源の電圧Ｅを加えた値、すなわちＥS＋
Ｅに制限される。
ＥHなる高圧定電圧を印加するオーバードライブ区間、
Ｔ2の区間はソレノイド２へＥLなる低圧定電圧を印加す
る保持区間、Ｔ3の区間はソレノイド２の電流を遮断す
る遮断動作区間で、サージアブソーバ８による制限電圧
ＥSと非安定化電源の電圧Ｅを加えた値、すなわちＥS＋
Ｅに制限される。
【００２５】Ｔ1＋Ｔ2の区間の第一と第二のスイッチ手
段の動作を説明する。ＦＥＴ３はマイコン６のゲートド
ライブ信号によりソレノイド２への印加電圧をＥHまた
ＥLに基づくＰＷＭ動作を行い、ＦＥＴ４はこの間マイ
コン６のゲートドライブ信号によりオンとし、ＦＥＴ３
がＰＷＭ動作区間でオフの間ダイオード５とＦＥＴ４を
通して循環電流がソレノイド２に流れるようにし、図２
のＩＰのごとく連続した電流がソレノイド２に流れる。
段の動作を説明する。ＦＥＴ３はマイコン６のゲートド
ライブ信号によりソレノイド２への印加電圧をＥHまた
ＥLに基づくＰＷＭ動作を行い、ＦＥＴ４はこの間マイ
コン６のゲートドライブ信号によりオンとし、ＦＥＴ３
がＰＷＭ動作区間でオフの間ダイオード５とＦＥＴ４を
通して循環電流がソレノイド２に流れるようにし、図２
のＩＰのごとく連続した電流がソレノイド２に流れる。
【００２６】Ｔ3の遮断動作区間ではＦＥＴ３とＦＥＴ
４共にオフとする。
４共にオフとする。
【００２７】
【発明の効果】以上により本発明は次の効果を有する。
【００２８】１．安定化電源が不要となり、一系統の非
安定化電源のみでソレノイドを安定に高速駆動できる信
頼性の高いソレノイド高速駆動装置を安価に提供でき
る。
安定化電源のみでソレノイドを安定に高速駆動できる信
頼性の高いソレノイド高速駆動装置を安価に提供でき
る。
【００２９】２．ソレノイドの印加電圧仕様変更に際し
て、従来は定電圧電源の出力電圧そのものを変更する必
要があったが、本発明によれば、ソレノイドへの印加電
圧をＰＷＭのデューティを変えることで容易に設定で
き、適用範囲の広いソレノイド高速駆動装置を提供でき
る。
て、従来は定電圧電源の出力電圧そのものを変更する必
要があったが、本発明によれば、ソレノイドへの印加電
圧をＰＷＭのデューティを変えることで容易に設定で
き、適用範囲の広いソレノイド高速駆動装置を提供でき
る。
【図１】本発明の一実施例におけるソレノイド高速駆動
装置の回路図
装置の回路図
【図２】本発明の一実施例におけるソレノイド高速駆動
装置の各部動作波形図
装置の各部動作波形図
【図３】従来のソレノイド高速駆動装置の回路図
【図４】従来のソレノイド高速駆動装置の各部動作波形
図
図
１ 非安定化電源 ２，３９ ソレノイド ３，４ ＦＥＴ ５，３６ ダイオード ６，３８ マイコン ７ Ａ／Ｄコンバータ ８，３７ サージアブソーバ ３１ 交流電源 ３２ 高圧定電圧電源 ３３ 低圧定電圧電源 ３４，３５ トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 一系統の非安定化電源にソレノイドと前
記ソレノイドに直列に接続された第一のスイッチ手段
と、前記ソレノイドと並列に接続された第二のスイッチ
手段と、前記第二のスイッチ手段に直列に接続されたダ
イオードと、非安定化電源の電圧値をディジタルデータ
に変換するアナログ−ディジタル変換手段と、前記第一
と第二のスイッチ手段をＰＷＭ制御するマイコンとを少
なくとも有し、 前記マイコンは前記ソレノイドを駆動する電圧が所定の
高／低の定電圧値になるように、前記ディジタルデータ
より第一のスイッチ手段のＰＷＭデューティの演算と第
二のスイッチ手段のオン、オフを制御するソレノイド高
速駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05153230A JP3094739B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | ソレノイド高速駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05153230A JP3094739B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | ソレノイド高速駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714458A JPH0714458A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3094739B2 true JP3094739B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15557904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05153230A Expired - Fee Related JP3094739B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | ソレノイド高速駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094739B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177923B1 (en) | 1994-12-30 | 2001-01-23 | Acuson Corporation | Imaging modality showing energy and velocity |
| JP2003021258A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Ube Machinery Corporation Ltd | 電磁弁駆動回路 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP05153230A patent/JP3094739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177923B1 (en) | 1994-12-30 | 2001-01-23 | Acuson Corporation | Imaging modality showing energy and velocity |
| JP2003021258A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Ube Machinery Corporation Ltd | 電磁弁駆動回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714458A (ja) | 1995-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |