JP7229968B2

JP7229968B2 - ソレノイド駆動回路

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Publication number: JP7229968B2
Application number: JP2020104292A
Authority: JP
Inventors: 新治伊藤
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2040-06-17
Also published as: JP2021197493A

Description

本発明は、ソレノイド駆動回路に関するものである。

特許文献１に開示のソレノイド駆動回路においては、図７に示すように、ソレノイドコイル２００と吸着トランジスタ２０１と保持トランジスタ２０２と制限抵抗２０３とタイマ回路２０４を備えている。タイマ回路２０４はコンデンサ２０５と抵抗２０６を備える。スイッチ２０７がオンすると吸着トランジスタ２０１及び保持トランジスタ２０２がオンして吸着トランジスタ２０１を通じてソレノイドコイル２００に駆動電流が供給される。スイッチ２０７がオンした後の特定時間が経過した時にタイマ回路２０４により吸着トランジスタ２０１がオフして保持トランジスタ２０２を通じてソレノイドコイル２００に駆動電流より小さな保持電流が供給される。このように、タイマ回路２０４と制限抵抗２０３の組み合わせで省電力を実現しており、高い電流でプランジャを駆動させた後、コンデンサ２０５を用いたタイマ回路２０４で一定時間後に電流経路をトランジスタ２０１で切り換え、保持電流を下げるようにしている。

特開２０１１－１８７５２０号公報

しかし、特許文献１に開示のソレノイド駆動回路は、供給電圧の変動に伴いソレノイドコイル２００に流れる電流が変化するため、例えば、電圧が高いときは大きく発熱する。また、タイマ回路２０４を用いてコンデンサ２０５の充電動作で駆動電流から保持電流に切り換えるが、入力する電圧が変動するとコンデンサ２０５の充電速度が変わるため、切り換えタイミングが不安定になる。

本発明の目的は、ソレノイドコイルの発熱を安定化するとともに切り換えタイミングを安定化することができるソレノイド駆動回路を提供することにある。

上記課題を解決するためのソレノイド駆動回路は、外部電源電圧を入力して電磁弁駆動用のソレノイドコイルを通電するソレノイド駆動回路であって、電圧入力端子に外部電源が接続されるとともに電圧出力端子に前記ソレノイドコイルが接続され、スイッチング素子を有し、変動する入力電圧に対して一定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、抵抗とコンデンサにより構成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧出力端子と接続され、前記ソレノイドコイルへの電圧出力時間を計測するタイマ回路と、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御する制御部と、前記タイマ回路に接続される切換時期判定用端子と、を有し、前記制御部は、前記切換時期判定用端子の状態に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記ソレノイドコイルの通電開始から前記タイマ回路により予め定めた時間が経過すると、それまでの電圧よりも低い電圧に切り換えることを要旨とする。

これによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が変動しても出力電圧を一定にすることができるので、外部電源からの供給電圧の変動に対してソレノイドコイルへの印加電圧が安定し、ソレノイドコイルの発熱を安定化することができる。また、制御部により、切換時期判定用端子の状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、ソレノイドコイルの通電開始からタイマ回路により予め定めた時間が経過すると、それまでの電圧よりも低い電圧に切り換えられる。このとき、供給電圧が変動してもタイマ回路への印加電圧が一定であるのでコンデンサの充電速度も安定し、切り換えタイミングを安定化することができる。

また、ソレノイド駆動回路において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＳＥＰＩＣ回路構造をなしているとよい。
また、ソレノイド駆動回路において、前記タイマ回路の前記コンデンサには、ダイオードを介した放電経路が形成されているとよい。

また、ソレノイド駆動回路において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記ソレノイドコイルとの間において前記ソレノイドコイルに対しサージ電圧対策用のダイオードを並列接続してなるとよい。

また、ソレノイド駆動回路において、前記外部電源と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間における正極ライン及び負極ラインの少なくとも一方に誤配線対策用のダイオードを設けてなるとよい。

本発明によれば、ソレノイドコイルの発熱を安定化するとともに切り換えタイミングを安定化することができる。

実施形態におけるソレノイド駆動回路の回路図。作用を説明するためのソレノイド駆動回路の回路図。作用を説明するためのソレノイド駆動回路の回路図。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は入力電圧、第１切換時期判定用端子のレベル、出力電圧、第２切換時期判定用端子のレベルについてのタイムチャート。第２切換時期判定用端子のレベル、第１切換時期判定用端子のレベル、モードを説明するための説明図。別例のソレノイド駆動回路の回路図。背景技術を説明するためのソレノイド駆動回路の回路図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
ソレノイド駆動回路は、空気圧アクチュエータ（エアオペレート弁、シリンダ）を駆動制御する空気圧バルブに用いることができる。

図１に示すように、ソレノイド駆動回路１０は、外部電源電圧を入力して電磁弁駆動用のソレノイドコイル１００を通電して電磁弁のプランジャの吸着動作を行わせることにより流体の流れを制御する。ソレノイド駆動回路１０は、制御基板に設けられている。

ソレノイド駆動回路１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とタイマ回路３０を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を介してソレノイドコイル１００へ電圧を印加する。
制御基板に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductor Converter）回路構造をなしている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、電圧入力端子Ｐ１と、電圧出力端子Ｐ２と、第１切換時期判定用端子Ｐ３と、第２切換時期判定用端子Ｐ４と、グランド端子Ｐ５とを備える。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、コイル２１と、スイッチング素子２２と、コンデンサ２３と、コイル２４と、スイッチング素子２５と、コンデンサ２６と、制御部２７と、電圧センサ２８を備える。スイッチング素子２２，２５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴにより構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧入力端子Ｐ１にはスイッチ４０を介して外部電源９０の正極が接続されており、外部電源９０の正極とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における正極ラインＬ１にスイッチ４０を設けた構成となっている。スイッチ４０は図示しない制御機器により駆動される。外部電源９０の負極はダイオード４１を介してグランド端子Ｐ５と接続されており、外部電源９０の負極とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における負極ラインＬ２に誤配線対策用のダイオード４１を設けた構成となっている。ダイオード４１はアノードがグランド端子Ｐ５側、カソードが外部電源９０の負極側となっている。ダイオード４１により、入力電圧の誤配線による逆電圧からＤＣ／ＤＣコンバータ２０を保護することができるようになっている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧出力端子Ｐ２にソレノイドコイル１００の一端が接続されるとともに、ソレノイドコイル１００の他端がグランド端子Ｐ５と接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０において、電圧入力端子Ｐ１にコイル２１の一端が接続され、コイル２１の他端にコンデンサ２３の一方の電極が接続されている。コンデンサ２３の他方の電極にはスイッチング素子２５を介して電圧出力端子Ｐ２が接続されている。コイル２１とコンデンサ２３とを繋ぐ配線途中の接続点αは、スイッチング素子２２を介してグランド端子Ｐ５と接続されている。コンデンサ２３とスイッチング素子２５とを繋ぐ配線途中の接続点βは、コイル２４を介してグランド端子Ｐ５と接続されている。スイッチング素子２５と電圧出力端子Ｐ２とを繋ぐ配線途中の接続点γは、コンデンサ２６を介してグランド端子Ｐ５と接続されている。電圧センサ２８により電圧出力端子Ｐ２とグランド端子Ｐ５との電位差である出力電圧Ｖｏｕｔが検出される。

電圧センサ２８により検出された出力電圧Ｖｏｕｔは制御部２７に送られる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０における制御部２７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子２２及びスイッチング素子２５のゲートが接続され、制御部２７は、スイッチング素子２２，２５をオンオフ制御する。詳しくは、スイッチング素子２２，２５のオンオフのパルス列における１周期に対するオンオフの継続時間の比であるデューティ比を制御する。

ＳＥＰＩＣ回路構造をなすＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、変動する入力電圧に対して一定電圧を出力することができ、入力側のスイッチング素子２２のデューティ比及び出力側のスイッチング素子２５のデューティ比を調整することにより出力直流電圧が調整される。具体的には、スイッチング素子２２がオンかつスイッチング素子２５がオフによりコイル２４からのエネルギによる電流がスイッチング素子２２とコンデンサ２３を通って流れるとともに入力電圧Ｖｉｎからのエネルギによる電流がコイル２１とスイッチング素子２２を通って流れる。また、スイッチング素子２２がオフかつスイッチング素子２５がオンによりコイル２４から電流がスイッチング素子２５を通ってコンデンサ２６とソレノイドコイル１００に流れるとともにコイル２１から電流がコンデンサ２３とスイッチング素子２５を通ってコンデンサ２６とソレノイドコイル１００に流れる。スイッチング素子２２のデューティ比（スイッチング素子２５のデューティ比）を調整することにより出力電圧Ｖｏｕｔが調整される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の外部において、電圧出力端子Ｐ２とグランド端子Ｐ５との間にはコンデンサ５０が接続される。また、電圧出力端子Ｐ２とグランド端子Ｐ５との間において、抵抗５１と発光ダイオード（ＬＥＤ）５２の直列回路が接続される。発光ダイオード（ＬＥＤ）５２は、ソレノイドコイル１００が通電されている時（電圧印加されている時）に点灯する。

電圧出力端子Ｐ２とグランド端子Ｐ５との間においてダイオード５３が接続され、ダイオード５３はアノードがグランド端子Ｐ５側、カソードが電圧出力端子Ｐ２側となっている。ソレノイドコイル１００と並列接続されたダイオード５３により、ソレノイドコイル１００のサージ電圧からＤＣ／ＤＣコンバータ２０を保護することができるようになっている。

タイマ回路３０は、直列接続された抵抗３１とコンデンサ３２により構成され、直列回路の一端がＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧出力端子Ｐ２と接続されるとともに、他端がグランド端子Ｐ５に接続されている。タイマ回路３０により、ソレノイドコイル１００への電圧出力時間を計測することができるようになっている。

抵抗３１とコンデンサ３２による直列回路であるタイマ回路３０は、ソレノイドコイル１００と並列に接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１切換時期判定用端子Ｐ３は、コンデンサ３２と抵抗３１との配線途中の接続点ａと接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２切換時期判定用端子Ｐ４は、抵抗６０及びスイッチ４０を介して外部電源９０の正極と接続される。第２切換時期判定用端子Ｐ４は、スイッチ４０が閉じられると抵抗６０を介して外部電源電圧が印加されＨレベルにされる。

コンデンサ３２と抵抗３１とを繋ぐ配線途中の接続点ａは放電用のダイオード４２を介して電圧出力端子Ｐ２と接続されており、タイマ回路３０のコンデンサ３２に、ダイオード４２を介した符号Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６に示す経路によるグランド端子Ｐ５に至る放電経路を形成した構成となっている。ダイオード４２はアノードがコンデンサ３２側、カソードが電圧出力端子Ｐ２側となっている。

制御部２７には、第１切換時期判定用端子Ｐ３及び第２切換時期判定用端子Ｐ４が接続されている。制御部２７は、第２切換時期判定用端子Ｐ４のレベルがＨレベルに立ち上がると、そのタイミング（立ち上がりエッジ）でＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖにしてソレノイドコイル１００の通電（駆動）を開始するようになっている。また、制御部２７は、第１切換時期判定用端子Ｐ３の状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを、第２切換時期判定用端子Ｐ４のレベルがＨレベルになる立ち上がりエッジでのソレノイドコイル１００の通電開始から、タイマ回路３０により第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルが閾値に達する予め定めた時間が経過すると、それまでの電圧（吸着電流に対応する電圧）よりも低い電圧（保持電流に対応する電圧）に切り換えることができるようになっている。電磁弁のプランジャ吸着動作に対応する吸着電流よりもプランジャの位置を保持する保持電流を小さくすることにより消費電力の低減が図られる。

次に、作用について説明する。
図４（ａ）には入力電圧Ｖｉｎの推移を示す。図４（ｂ）には第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルの推移を示す。図４（ｃ）には出力電圧Ｖｏｕｔの推移を示す。図４（ｄ）には第２切換時期判定用端子Ｐ４のレベルの推移を示す。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）において、ｔ１のタイミングでスイッチ４０が閉じられてＤＣ／ＤＣコンバータ２０に入力電圧Ｖｉｎが供給される。すると、図４（ｄ）に示すように第２切換時期判定用端子Ｐ４がＨレベルになる。これをトリガとして、制御部２７は、図４（ｃ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔとして５Ｖを出力させる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖにすることにより、図２に経路Ｒｕ１で示すように、ソレノイドコイル１００にプランジャ吸着電流が流れてプランジャ吸着動作が行われる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔが５Ｖのときにおいて、図２に経路Ｒｕ２で示すように、タイマ回路３０において抵抗３１を介してコンデンサ３２に電流が流れ、充電が行われる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔによりタイマ回路３０のコンデンサ３２が充電されていき、図４（ｂ）に示すように第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルが上昇する。第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルが閾値に達するｔ２のタイミングにおいて制御部２７は、それまでのＬレベルからＨレベルになったとして、図４（ｃ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔとして３．３Ｖを出力させる。

つまり、制御部２７は、第１切換時期判定用端子Ｐ３の状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、ソレノイドコイル１００の通電開始からタイマ回路３０により予め定めた時間Ｔ１（例えば５０ｍｓｅｃ）が経過すると、それまでの５Ｖよりも低い３．３Ｖに切り換える。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔが３．３Ｖとなることによりソレノイドコイル１００にプランジャ位置保持電流が流れてプランジャの位置が保持される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖから３．３Ｖに切り換えることによりプランジャの吸着動作を行いつつ電磁弁の駆動に係る消費電力の低減が図られる（省電力化が図られる）。

図５には、第２切換時期判定用端子Ｐ４のレベル及び第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルに対応するモードを示す。
図５に示すように、第２切換時期判定用端子Ｐ４がＬレベルかつ第１切換時期判定用端子Ｐ３がＬレベルのとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔをゼロにして出力が出ないシャットダウンモード（電磁弁駆動停止モード）にされる。第２切換時期判定用端子Ｐ４がＨレベルかつ第１切換時期判定用端子Ｐ３がＬレベルのとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖに固定する５Ｖ固定モードにされる。第２切換時期判定用端子Ｐ４がＨレベルかつ第１切換時期判定用端子Ｐ３がＨレベルのとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを３．３Ｖに固定する３．３Ｖ固定モードにされる。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、ｔ３のタイミングでスイッチ４０が開けられると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０への入力電圧の供給が停止される。すると、出力電圧Ｖｏｕｔがゼロとなり、図３において経路Ｒｕ３で示す放電経路で、ダイオード４２を介してタイマ回路３０のコンデンサ３２に溜まった電荷が放電される。また、第２切換時期判定用端子Ｐ４がＬレベルになる。

ソレノイドコイル１００への通電停止に伴いサージ電圧が発生し、図３に経路Ｒｕ４で示すようにダイオード５３を介してサージ電流が流れ、ソレノイドコイル１００のサージ電圧に対して、ソレノイドコイル１００と並列接続されたダイオード５３によりＤＣ／ＤＣコンバータ２０が保護される。

このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、入力電圧が変動しても出力電圧を一定にすることができるので、外部電源９０からの供給電圧の変動に対してソレノイドコイル１００への印加電圧が安定し、ソレノイドコイル１００の発熱を安定化することができる。

また、制御部２７により、切換時期判定用端子Ｐ３，Ｐ４の状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔが、ソレノイドコイル１００の通電開始からタイマ回路３０により予め定めた時間（起動時間）Ｔ１が経過すると、それまでの電圧よりも低い電圧に切り換えられる。このとき、供給電圧が変動してもタイマ回路３０への印加電圧が一定であるのでコンデンサ３２の充電速度（閾値に達する時間）も安定し、切り換えタイミングを安定化することができる。

このようにして、電源電圧によらずに使用できる省電力型フリー電源回路として使用できる。
以下、詳しく説明する。

ＳＥＰＩＣ回路構造をなすＤＣ／ＤＣコンバータ２０を用いることにより、ソレノイドコイル１００への印加電圧が安定し、ソレノイドコイル１００の温度上昇を低減できる。図４（ａ）に示すように、ソレノイドコイル１００を、予め定めた時間（例えば１００ｍｓｅｃ）を１周期として駆動する場合、供給電圧が高くなったときにソレノイド印加電圧も高くなると、ソレノイドコイル１００に発生する熱も大きくなりソレノイドコイル１００が高温になり、次回の駆動の時までにソレノイドコイル１００を冷却しにくくなる状況が生じる。これに対し本実施形態のようにＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、入力電圧Ｖｉｎが高くなっても出力電圧Ｖｏｕｔは一定であると、入力電圧Ｖｉｎが変動してもＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔは５Ｖ固定もしくは３．３Ｖ固定であり、ソレノイドコイル１００に発生する熱は小さいまま一定である。これにより、ソレノイドコイル１００の発熱量を一定に保つことができ、次回の駆動の時までにソレノイドコイル１００を冷却することができる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧をタイマ回路３０（抵抗３１、コンデンサ３２）に印加するため、供給電圧が変動しても（入力電圧Ｖｉｎが変動しても）充電電圧が閾値に達するまでの時間は一定であり、吸着電流の通電時間、即ち、起動時間を一定にすることができる。例えば、５Ｖに固定する時間Ｔ１を一定（例えば５０ｍｓｅｃ）にすることができる。

具体的には、スイッチ４０を介して入力電圧ＶｉｎがＤＣ／ＤＣコンバータ２０に入力されるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０へは入力電圧として２．７～３８Ｖが供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から５Ｖが出力され、ソレノイドコイル１００とタイマ回路３０（抵抗３１、コンデンサ３２）に電圧が印加される。タイマ回路３０のコンデンサ３２が充電され、コンデンサ３２の充電電圧が上昇し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１切換時期判定用端子Ｐ３は電圧が上昇していき、第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルが閾値に達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧は３．３Ｖにされる。

特許文献１に開示のソレノイド駆動回路においては、供給電圧の変動に対してソレノイドコイル２００に流れる電流が変化するため、電圧が低くなると電流も小さくなり、プランジャの動作不良につながる懸念がある。本実施形態ではＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔが一定であり、ソレノイドコイル１００に流れる電流が下がることなくプランジャの動作が不良になることもない。即ち、供給電圧が変動してもＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔ、即ち、ソレノイドコイル１００に印加する電圧を一定にでき、プランジャの動作不良を防止することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）外部電源電圧を入力して電磁弁駆動用のソレノイドコイル１００を通電するソレノイド駆動回路１０の構成として、電圧入力端子Ｐ１に外部電源９０が接続されるとともに電圧出力端子Ｐ２にソレノイドコイル１００が接続され、スイッチング素子２２，２５を有し、変動する入力電圧Ｖｉｎに対して一定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、抵抗３１とコンデンサ３２により構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧出力端子Ｐ２と接続され、ソレノイドコイル１００への電圧出力時間を計測するタイマ回路３０と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子２２，２５を制御する制御部２７と、タイマ回路３０に接続される切換時期判定用端子としての第１切換時期判定用端子Ｐ３と、を有する。制御部２７は、第１切換時期判定用端子Ｐ３の状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏｕｔを、ソレノイドコイル１００の通電開始からタイマ回路３０により予め定めた時間Ｔ１が経過すると、それまでの電圧よりも低い電圧に切り換える。

よって、変動する入力電圧Ｖｉｎに対して一定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータ２０を用いるとともにＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧出力端子Ｐ２にタイマ回路３０を接続することにより、ソレノイドコイル１００の発熱を安定化するとともに切り換えタイミングを安定化することができる。

（２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＳＥＰＩＣ回路構造をなしているので、昇圧及び降圧することができ、実用的である。
（３）タイマ回路３０のコンデンサ３２には、ダイオード４２を介した放電経路（Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６）が形成されているので、早期にコンデンサ３２に溜まった電荷を抜くことができる。

（４）ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とソレノイドコイル１００との間においてソレノイドコイル１００に対しサージ電圧対策用のダイオード５３を並列接続したので、サージ電圧対策を講じることができる。

（５）外部電源９０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における負極ラインＬ２に誤配線対策用のダイオード４１を設けたので、誤配線の対策を講じることができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。

〇スイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータとして、入力電圧が変動しても昇圧・降圧で出力電圧が一定になるように対応できるＳＥＰＩＣ回路構造をなすＤＣ／ＤＣコンバータを用いたが、これに限ることなく、スイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータとして、入力電圧が変動しても昇圧で出力電圧が一定になるように対応できるＤＣ／ＤＣコンバータを用いても、入力電圧が変動しても降圧で出力電圧が一定になるように対応できるＤＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。

〇図１においてはＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、抵抗６０及びスイッチ４０を介して外部電源９０の正極と接続される第２切換時期判定用端子Ｐ４を有していたが、これに代わり、図６に示すように、これを無くしてもよい。つまり、図１の制御部２７は第１切換時期判定用端子Ｐ３と第２切換時期判定用端子Ｐ４により図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように第２切換時期判定用端子Ｐ４のレベルの立ち上がりエッジをトリガとしてソレノイドコイル１００の通電開始から予め定めた時間Ｔ１の経過をモニタしたが、これに代わり、図６に示すように、制御部２７は第１切換時期判定用端子Ｐ３のみを用いて第１切換時期判定用端子Ｐ３のレベルが上昇し始めたことをトリガとしてコンデンサ３２の充電電位が閾値に達したら予め定めた時間Ｔ１が経過したと判定してもよい。

〇図１、図６での放電用のダイオード４２を介したコンデンサ３２の放電ラインを無くす構成とすることも可能であり、ダイオード４２を介した放電ラインによらずにコンデンサ３２に溜まった電荷を例えば抵抗３１とソレノイドコイル１００を介して放電することも可能である。

〇図１、図６において外部電源９０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における負極ラインＬ２に誤配線対策用のダイオード４１を設けたが、外部電源９０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における正極ラインＬ１に誤配線対策用のダイオードを設けてもよい。この場合、ダイオードのアノードが外部電源９０の正極側となるとともにカソードがＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電圧入力端子Ｐ１側となる。他にも、外部電源９０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における正極ラインＬ１及び負極ラインＬ２の両方に誤配線対策用のダイオードを設けてもよい。要は、外部電源９０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０との間における正極ラインＬ１及び負極ラインＬ２の少なくとも一方に誤配線対策用のダイオードを設ければよい。

○スイッチング素子２２，２５は、ＭＯＳＦＥＴの他にもＩＧＢＴ等により構成してもよい。

１０…ソレノイド駆動回路、２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２…スイッチング素子、２５…スイッチング素子、２７…制御部、３０…タイマ回路、３１…抵抗、３２…コンデンサ、４１…誤配線対策用のダイオード、４２…ダイオード、５３…サージ電圧対策用のダイオード、９０…外部電源、１００…ソレノイドコイル、Ｌ１…正極ライン、Ｌ２…負極ライン、Ｐ１…電圧入力端子、Ｐ２…電圧出力端子、Ｐ３…第１切換時期判定用端子、Ｔ１…予め定めた時間、Ｖｉｎ…入力電圧、Ｖｏｕｔ…出力電圧。

Claims

外部電源電圧を入力して電磁弁駆動用のソレノイドコイルを通電するソレノイド駆動回路であって、
電圧入力端子に外部電源が接続されるとともに電圧出力端子に前記ソレノイドコイルが接続され、スイッチング素子を有し、変動する入力電圧に対して一定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
抵抗とコンデンサにより構成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧出力端子と接続され、前記ソレノイドコイルへの電圧出力時間を計測するタイマ回路と、
を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御する制御部と、
前記タイマ回路に接続される切換時期判定用端子と、
を有し、
前記制御部は、前記切換時期判定用端子の状態に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記ソレノイドコイルの通電開始から前記タイマ回路により予め定めた時間が経過すると、それまでの電圧よりも低い電圧に切り換える
ことを特徴とするソレノイド駆動回路。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＳＥＰＩＣ回路構造をなしていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド駆動回路。
前記タイマ回路の前記コンデンサには、ダイオードを介した放電経路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイド駆動回路。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記ソレノイドコイルとの間において前記ソレノイドコイルに対しサージ電圧対策用のダイオードを並列接続してなることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のソレノイド駆動回路。
前記外部電源と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間における正極ライン及び負極ラインの少なくとも一方に誤配線対策用のダイオードを設けてなることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のソレノイド駆動回路。