JPH01319811A - Proportionate valve driving circuit - Google Patents
Proportionate valve driving circuitInfo
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、流体の通過量を調節するために使用され、通
電電流に応じた開度を示す比例制御弁を、制御電圧に応
じて駆動する比例弁駆動回路に関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention is used to adjust the amount of fluid passing through, and drives a proportional control valve whose opening degree corresponds to an energized current in accordance with a control voltage. This invention relates to a proportional valve drive circuit.
[従来の技術]
例えば、燃焼装置において、バーナへの燃料供給量を調
節する比例制御弁は、制御回路からの制御電圧に応じた
直流電流を出力する駆動回路により通電され、弁体はそ
の電流値に応じた開度を呈する。[Prior Art] For example, in a combustion device, a proportional control valve that adjusts the amount of fuel supplied to a burner is energized by a drive circuit that outputs a direct current according to a control voltage from a control circuit, and the valve body receives the current. The opening degree corresponds to the value.
この場合、弁体を駆動して流体の流量を調節するための
力は、通過する流体が弁体に加える圧力に抗して発生さ
れ、弁体は例えばゴム等の弾性体に支持されている。In this case, the force for driving the valve body and adjusting the flow rate of the fluid is generated against the pressure exerted on the valve body by the passing fluid, and the valve body is supported by an elastic body such as rubber. .
[発明が解決しようとする課題]
このため、比例弁の開度が変更されて大きくされた場合
と、開度が変更されて小さくされた場合とでは、同じ電
流値が与えられても、比例弁の呈する開度には差が生じ
る。従って、比例弁によって調節される二次圧力は、第
6図に示すようなヒステリシス特性を伴うことになり、
通過する流体の流量が正確に得られないという問題があ
る。また、比例弁には、制御電圧に比例した直流電流が
常時通電されるため、比例弁の通電回路における消費電
力が多く、通電素子の発熱量が多いという問題がある。[Problem to be solved by the invention] For this reason, even if the same current value is given when the opening of the proportional valve is changed and made larger, and when the opening is changed and made smaller, the proportional There are differences in the degree of opening exhibited by the valves. Therefore, the secondary pressure regulated by the proportional valve will have hysteresis characteristics as shown in FIG.
There is a problem in that the flow rate of the passing fluid cannot be accurately obtained. Further, since direct current proportional to the control voltage is constantly applied to the proportional valve, there is a problem in that the energizing circuit of the proportional valve consumes a lot of power and the energizing element generates a large amount of heat.
本発明は、比例弁のヒステリシス特性を減少させて開度
特性を向上させるとともに、比例弁を通電する通電素子
の消費電力を減少させて発熱量を抑えることを目的とす
る。An object of the present invention is to reduce the hysteresis characteristic of a proportional valve to improve its opening degree characteristic, and to reduce the power consumption of an energizing element that energizes the proportional valve to suppress the amount of heat generated.
[課題を解決するための手段]
本発明は、通電電流に応じた開度を示す比例制御弁を制
御電圧に応して駆動する比例弁駆動回路において、前記
制御電圧を入力する正入力端子と負入力端子とを備え、
前記正入力端子と前記負入力端子との電圧差に応じた電
圧を出力する差動増幅回路と、該差動増幅回路の出力電
圧に応じた電流で前記比例制御弁を通電する比例弁通電
回路と、前記比例制御弁による電圧降下を検出する降下
電圧検出手段と、前記降下電圧を前記負入力端子に負帰
還する負帰還回路と、前記降下電圧を微分して前記正入
力端子へ正帰還する正帰還回路とを具備することを技術
的手段とする。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a proportional valve drive circuit that drives a proportional control valve whose opening degree corresponds to an energized current in accordance with a control voltage. Equipped with a negative input terminal,
a differential amplifier circuit that outputs a voltage according to the voltage difference between the positive input terminal and the negative input terminal; and a proportional valve energization circuit that energizes the proportional control valve with a current that corresponds to the output voltage of the differential amplifier circuit. a voltage drop detection means for detecting a voltage drop due to the proportional control valve; a negative feedback circuit that negatively feeds back the voltage drop to the negative input terminal; and a negative feedback circuit that differentiates the voltage drop and feeds it back positively to the positive input terminal. The technical means is to provide a positive feedback circuit.
[作用]
本発明の比例弁駆動回路では、制御電圧が差動増幅回路
の正入力端子に入力されると、差動増幅回路は、負入力
端子との電圧差に応じた電圧を出力する。比例弁通電回
路では、差動増幅回路の出力電圧に応じた電流値で比例
制御弁を通電する。[Operation] In the proportional valve drive circuit of the present invention, when the control voltage is input to the positive input terminal of the differential amplifier circuit, the differential amplifier circuit outputs a voltage according to the voltage difference with the negative input terminal. In the proportional valve energizing circuit, the proportional control valve is energized with a current value that corresponds to the output voltage of the differential amplifier circuit.
比例制御弁が通電されるときの比例制御弁による電圧降
下は降下電圧検出手段によって検出され、その降下電圧
は負帰還回路によって差動増幅回路の負入力端子に負帰
還される。また、降下電圧は正帰還回路によって微分さ
れて正入力端子へ正帰還され、微分された降下電圧が制
御電圧に加算される。すると、差動増幅回路では、正帰
還回路によって発振回路が形成される。従って、制御電
圧と降下電圧との電圧差に応じて差動増幅された出力電
圧は、形成された発振回路の発振周波数に振幅変調され
て比例弁通電回路へ出力される。A voltage drop due to the proportional control valve when the proportional control valve is energized is detected by the voltage drop detection means, and the voltage drop is negatively fed back to the negative input terminal of the differential amplifier circuit by the negative feedback circuit. Further, the voltage drop is differentiated by a positive feedback circuit and positively fed back to the positive input terminal, and the differentiated voltage drop is added to the control voltage. Then, in the differential amplifier circuit, an oscillation circuit is formed by the positive feedback circuit. Therefore, the output voltage differentially amplified according to the voltage difference between the control voltage and the dropped voltage is amplitude-modulated to the oscillation frequency of the formed oscillation circuit and output to the proportional valve energization circuit.
比例制御弁は、差動増幅回路で振幅変調された出力電圧
に応じて、比例弁通電回路によって通電される。The proportional control valve is energized by the proportional valve energization circuit in accordance with the output voltage amplitude modulated by the differential amplifier circuit.
[発明の効果〕
本発明では、比例制御弁は、正帰還回路によって形成さ
れた発振回路の発振周波数に振幅変調された出力で通電
される。このとき、比例制御弁の弁体は、その機械的構
造のために、通電電流の変化に追従できず、微小振幅で
振動する。また、比例制御弁は、通電される電流の実効
値に応じた開度を呈する。このため、制御電圧が増大さ
れる場合と、減少される場合とで、その開度が異なるこ
とがなくなる。従って、開度特性を向上させることがで
き、ヒステリシス特性を解消することができる。[Effects of the Invention] In the present invention, the proportional control valve is energized with an output that is amplitude-modulated to the oscillation frequency of the oscillation circuit formed by the positive feedback circuit. At this time, the valve body of the proportional control valve cannot follow changes in the applied current due to its mechanical structure, and vibrates with a minute amplitude. Furthermore, the proportional control valve exhibits an opening degree that corresponds to the effective value of the supplied current. Therefore, the degree of opening does not differ between when the control voltage is increased and when it is decreased. Therefore, the opening characteristic can be improved and the hysteresis characteristic can be eliminated.
また、比例制御弁は、その機械的構造により、通電電流
の実効値で開度が決定されるため、通電のための電力を
減少させることができ、発熱量を減少させることができ
る。In addition, the opening degree of the proportional control valve is determined by the effective value of the energized current due to its mechanical structure, so that the electric power for energization can be reduced, and the amount of heat generated can be reduced.
[実施例]
次に本発明の比例弁駆動回路をガス給湯器に使用した実
施例を図面に基づき説明する。[Example] Next, an example in which the proportional valve drive circuit of the present invention is used in a gas water heater will be described based on the drawings.
第2図に概略を示す本実施例のガス給湯器は、燃焼器1
0と、燃料管20と、水管30と、制御装置40とから
構成される。The gas water heater of this embodiment, which is schematically shown in FIG. 2, has a combustor 1
0, a fuel pipe 20, a water pipe 30, and a control device 40.
燃焼器10は、給湯器ケース1内に設けられ、複数のリ
ボンバーナを2列に配したバーナ群11と燃焼用空気を
供給する燃焼用ファン12とからなる。バーナ群11に
はノズル13から燃料ガスが供給され、燃焼用ファン1
2によって供給される燃焼用空気によって燃焼を行い、
燃焼によって発生する燃焼ガスは、排気口2から排出さ
れる。The combustor 10 is provided in the water heater case 1 and includes a burner group 11 in which a plurality of ribbon burners are arranged in two rows, and a combustion fan 12 that supplies combustion air. Fuel gas is supplied to the burner group 11 from the nozzle 13, and the combustion fan 1
Combustion is carried out by the combustion air supplied by 2,
Combustion gas generated by combustion is exhausted from the exhaust port 2.
バーナ群11近傍の上方には、点火装置のスパーカ14
、炎検知のためのフレームロッド15がそれぞれ設けら
れている。Above near the burner group 11 is a sparker 14 of the ignition device.
, a flame rod 15 for flame detection is provided.
燃料管20は、燃料ガスをノズル13へ供給するもので
、その上流側から順に元電磁弁21、主電磁弁22、比
例弁23がそれぞれ設けられ、比側弁23の下流ではバ
ーナ群11の各連にそれぞれ燃料ガスを供給するために
燃料管20は分岐しており、分岐した一方の燃料管20
には、2列に配されたバーナ群11のうち1列の燃焼を
停止させるために、切替弁24を備えている。The fuel pipe 20 supplies fuel gas to the nozzle 13, and is provided with a main solenoid valve 21, a main solenoid valve 22, and a proportional valve 23 in order from the upstream side, and downstream of the ratio side valve 23, a main solenoid valve 21, a main solenoid valve 22, and a proportional valve 23 are provided. The fuel pipe 20 is branched to supply fuel gas to each station, and one of the branched fuel pipes 20
is equipped with a switching valve 24 in order to stop combustion in one of the burner groups 11 arranged in two rows.
比例弁23は、ノズル13がらバーナ群11へ供給され
る燃料ガスの供給圧力を、通電電流に比例して調節する
ことによって燃料ガスの供給是を調節する。The proportional valve 23 adjusts the supply pressure of the fuel gas supplied from the nozzle 13 to the burner group 11 in proportion to the applied current.
水管30は、図示しない水供給源および給湯口とそれぞ
れ接続された供給管31および給湯管31aと、これら
を連通して設けられた熱交換器32およびバイパス管3
2aとからなる。熱交換器32およびバイパス管32a
の下流側の合流部には、バイパス弁33が設けられてい
る。供給管31から供給される水の一部は、熱交換器3
2を介して、残る部分はバイパス管32aを介して給湯
管31aへ導かれ、熱交換器32によって加熱される水
と、バイパス管32aによってそのまま尋かれる水は、
その割合がバイパス弁33により調節される。The water pipe 30 includes a supply pipe 31 and a hot water supply pipe 31a connected to a water supply source and a hot water supply port (not shown), respectively, and a heat exchanger 32 and a bypass pipe 3 provided to communicate these.
It consists of 2a. Heat exchanger 32 and bypass pipe 32a
A bypass valve 33 is provided at the merging section on the downstream side. A portion of the water supplied from the supply pipe 31 is transferred to the heat exchanger 3
2, the remaining portion is led to the hot water supply pipe 31a via the bypass pipe 32a, and the water heated by the heat exchanger 32 and the water directly passed through the bypass pipe 32a are:
The ratio is adjusted by the bypass valve 33.
一方、供給管31には上流側より水量制御弁34、水流
センサ35および入水温サーミスタ36が、給湯管31
aには出湯温サーミスタ38がそれぞれ備えられている
。On the other hand, a water flow control valve 34, a water flow sensor 35, and an inlet water temperature thermistor 36 are installed in the supply pipe 31 from the upstream side.
A is provided with a hot water temperature thermistor 38, respectively.
制御装置40は、第3図に示すとおり、制御装置40の
中心となり入出力回路50とのインターフェースを備え
たマイクロコンピュータ42と、安全確保のための安全
回路43および電磁弁通電リレー回路44と、これらす
べてに電力を供給する電源部45と、入出力回路50の
各回路とがらなり、ガス給湯器の作動を操作するための
コントローラ46と、マイクロコンピュータ42の作動
モードを使用されるガス種、リモコンの有無、給湯能力
、排気設備等に応じて、工場からの出荷時やガス給湯器
の設置時に、予め設定するためのモード設定回路47を
備えている。As shown in FIG. 3, the control device 40 includes a microcomputer 42 serving as the center of the control device 40 and having an interface with an input/output circuit 50, a safety circuit 43 for ensuring safety, and a solenoid valve energizing relay circuit 44. It consists of a power supply unit 45 that supplies power to all of these, and each circuit of the input/output circuit 50, and a controller 46 that operates the operation of the gas water heater, and a microcomputer 42 that controls the type of gas used and the operating mode. A mode setting circuit 47 is provided to set the mode in advance at the time of shipment from the factory or when installing the gas water heater, depending on the presence or absence of water heater, hot water supply capacity, exhaust equipment, etc.
安全回路43は、マイクロコンピュータ42、炎検知回
路58、水流回路59から、それぞれ燃焼停止信号が入
力されたときに、マイクロコンピュータ42への電力供
給を停止するための電力停止信号をマイコン用電源45
aへ出力する。The safety circuit 43 sends a power stop signal to the microcomputer power supply 45 to stop power supply to the microcomputer 42 when a combustion stop signal is input from the microcomputer 42, the flame detection circuit 58, and the water flow circuit 59, respectively.
Output to a.
電磁弁通電リレー回路44は、元電磁弁21、主電磁弁
22および切替弁24を、マイクロコンピュータ42か
らの制御信号に応じてそれぞれ通電するためのリレー回
路である。The solenoid valve energizing relay circuit 44 is a relay circuit for energizing the original solenoid valve 21, the main solenoid valve 22, and the switching valve 24, respectively, in response to a control signal from the microcomputer 42.
電源部45は、図示しないプラグをコンセントに差込む
と、制御装置40の各回路を作動させるための電力を各
回路に必要な電圧に変換して常時供給するものである0
本実施例では、マイクロコンピュータ42へ電力を供給
するマイコン用電源45aと、電磁弁通電リレー回路4
4へ電力を供給するリレー回路用電源45bには、燃焼
停止信号によって電力供給を停止するスイッチング機能
があり、マイクロコンピュータ42の作動を停止させる
とともに各電磁弁への通電を停止して、燃料の供給を停
止する。When a plug (not shown) is inserted into an outlet, the power supply section 45 converts the electric power for operating each circuit of the control device 40 into the voltage necessary for each circuit and constantly supplies it.
In this embodiment, a microcomputer power supply 45a that supplies power to the microcomputer 42 and a solenoid valve energizing relay circuit 4 are used.
The relay circuit power supply 45b that supplies power to the relay circuit 45b has a switching function that stops the power supply in response to a combustion stop signal, and stops the operation of the microcomputer 42 and stops energizing each electromagnetic valve to stop the fuel supply. Stop supply.
入出力回路50は、ガス給湯器に備えられた上記の各部
分との信号交換のための回路である。入出力回路50に
は、スパーカ14に火花放電を行うための高電圧を発生
し、スパーカ14での火花放電を検知するスパーカ回路
51、水管30に配された各サーミスタの抵抗値からそ
れぞれの温度信号を得るための水温検出回路53、マイ
クロコンピュータ42からの制御信号に基づいて燃焼用
ファン12を駆動するとともに、燃焼用ファン12の回
転数を検出するためのパルス信号を出力するファン回路
55、水管30内を通過する水量に応じて発生される水
流センサ35からのパルス信号をマイクロコンピュータ
42へ伝送するとともに、木管30内を通過する水量が
一定量以下になったとき、電力供給を遮断するためのス
イッチング信号を電源部45のリレー回路用電源45b
および安全回路43へ伝送する水流回路5つ、そして比
例弁口路60がある。The input/output circuit 50 is a circuit for exchanging signals with each of the above-mentioned parts provided in the gas water heater. The input/output circuit 50 includes a sparker circuit 51 that generates a high voltage to cause a spark discharge to the sparker 14 and detects the spark discharge in the sparker 14, and a sparker circuit 51 that detects the spark discharge in the sparker 14, and determines the temperature from the resistance value of each thermistor arranged in the water tube 30. a water temperature detection circuit 53 for obtaining a signal; a fan circuit 55 for driving the combustion fan 12 based on a control signal from the microcomputer 42 and outputting a pulse signal for detecting the rotation speed of the combustion fan 12; A pulse signal from the water flow sensor 35 generated in accordance with the amount of water passing through the water pipe 30 is transmitted to the microcomputer 42, and when the amount of water passing through the wood pipe 30 falls below a certain level, power supply is cut off. The switching signal for relay circuit power supply 45b of power supply section 45
and five water flow circuits transmitting to the safety circuit 43 and the proportional valve port passage 60.
比例弁回路60は、燃料ガスを調節する比例弁23への
通電を行う本発明の比例弁駆動回路であり、第1図に示
すとおり、オペアンプ61、■・ランジスタロ2.63
の各能動素子を中心とし、端子64に入力されるマイク
ロコンピュータ42からの制御電圧に応じて比例弁23
を通電する。The proportional valve circuit 60 is a proportional valve drive circuit of the present invention that energizes the proportional valve 23 that adjusts the fuel gas, and as shown in FIG.
The proportional valve 23
energize.
端子64は、オペアンプ61の正入力端子61aに接続
されている。The terminal 64 is connected to the positive input terminal 61a of the operational amplifier 61.
オペアンプ61は、正入力端子61aと負入力端子61
bへそれぞれ入力される電圧の電圧差に応じた電圧を出
力する差動増幅器で、オペアンプ61の出力には、抵抗
65を通じてトランジスタ62のベースが接続されてい
る。The operational amplifier 61 has a positive input terminal 61a and a negative input terminal 61.
The base of a transistor 62 is connected to the output of the operational amplifier 61 through a resistor 65.
トランジスタ62は、エミッタ接地されたNPNトラン
ジスタで、オペアンプ61の出力電圧に応じて増幅した
電流を出力し、トランジスタ63を駆動する。 1−ラ
ンジスタロ2のコレクタには、抵抗66を通じてトラン
ジスタ63のベースが接続されている。The transistor 62 is an NPN transistor whose emitter is grounded, and outputs a current amplified according to the output voltage of the operational amplifier 61 to drive the transistor 63. The base of a transistor 63 is connected to the collector of the transistor 2 through a resistor 66.
トランジスタ63は、比例弁23の通電用に設けられた
大電力用のP N P 1−ランジスタで、そのエミッ
タは、電力を供給する比例弁電源部45cと接続され、
トランジスタ62の出力電流を増幅して、コレクタに接
続された比例弁23を駆動する。The transistor 63 is a high-power PNP1-transistor provided for energizing the proportional valve 23, and its emitter is connected to the proportional valve power source 45c that supplies electric power.
The output current of the transistor 62 is amplified to drive the proportional valve 23 connected to the collector.
比例弁23は、抵抗67を通じて接地されている。The proportional valve 23 is grounded through a resistor 67.
抵抗67は、比例弁23の駆動コイルの両端の電圧差を
マイクロコンピュータ42の制御電圧に応じて制御する
ために設けられたもので、抵抗67と比例弁23との接
続点69は、帰還回路を形成する導線70によってオペ
アンプ61の負入力端子61bと接続されて負帰還回路
が形成され、負入力端子61bには、比例弁23によっ
て電圧降下した電圧が入力される。The resistor 67 is provided to control the voltage difference between both ends of the drive coil of the proportional valve 23 according to the control voltage of the microcomputer 42, and the connection point 69 between the resistor 67 and the proportional valve 23 is connected to the feedback circuit. A negative input terminal 61b of the operational amplifier 61 is connected to the negative input terminal 61b of the operational amplifier 61 by a conducting wire 70 forming a negative feedback circuit, and a voltage dropped by the proportional valve 23 is input to the negative input terminal 61b.
負入力端子61bと正入力端子61aとの間には、微分
回路を形成するコンデンサ68が接続されている。コン
デンサ68は、負入力端子61bへ帰還される降下電圧
を微分して正入力端子61aに入力する。A capacitor 68 forming a differential circuit is connected between the negative input terminal 61b and the positive input terminal 61a. The capacitor 68 differentiates the voltage drop fed back to the negative input terminal 61b and inputs the differentiated voltage to the positive input terminal 61a.
従って、比例弁口路60では、導線70とコンデンサ6
8によって発振回路が形成され、端子64に制御電圧が
入力されると、オペアンプ61、トランジスタ62.6
3の各電流増幅率と、コンデンサ68の容量とによって
決定される周波数で発振する0本実施例では、このとき
の発振周波数は、約iok++zとなっている。Therefore, in the proportional valve passage 60, the conductor 70 and the capacitor 6
8 forms an oscillation circuit, and when a control voltage is input to the terminal 64, the operational amplifier 61 and the transistor 62.
In this embodiment, the oscillation frequency is approximately iok++z, which oscillates at a frequency determined by each current amplification factor of 3 and the capacitance of the capacitor 68.
なお、比例弁回路60において、オペアンプ61は、電
源部45の図示しない定電圧電源から供給される電力に
よって作動し、トランジスタ62.63は、比例弁電源
部45cから供給される電力によって作動する。In the proportional valve circuit 60, the operational amplifier 61 is operated by power supplied from a constant voltage power supply (not shown) of the power supply section 45, and the transistors 62 and 63 are operated by power supplied from the proportional valve power supply section 45c.
比例弁電源部45cは、図示しない一次コイルを有する
トランス48と、トランス48の二次コイル48aの出
力電圧を全波整流するために二次コイル48aに接続さ
れたブリッジダイオード49とからなり、商用電源から
の交流電力を適切に電圧変換して全波整流し、そのまま
トランジスタ63のエミッタへ供給する。The proportional valve power supply section 45c includes a transformer 48 having a primary coil (not shown), and a bridge diode 49 connected to the secondary coil 48a for full-wave rectification of the output voltage of the secondary coil 48a of the transformer 48. The alternating current power from the power source is appropriately converted into voltage, subjected to full-wave rectification, and then supplied directly to the emitter of the transistor 63.
以上の構成からなる本実施例のガス給湯器は次のとおり
作動する。The gas water heater of this embodiment having the above configuration operates as follows.
使用者がコントローラ46によって運転スイッチを入れ
、出湯温度を設定するとともに、図示しない水栓を操作
すると、供給管31によって供給される水は、水量制御
弁34、水流センサ35を通過して、熱交換器32およ
びバイパス管32aへ流入し、バイパス弁33でそれぞ
れの流出量が調節されて、給湯管31aを介して図示し
ない給湯口から流出する。When the user turns on the operation switch using the controller 46, sets the hot water temperature, and operates a faucet (not shown), the water supplied through the supply pipe 31 passes through the water flow control valve 34 and the water flow sensor 35, and heats up. The water flows into the exchanger 32 and the bypass pipe 32a, the respective outflow amounts are adjusted by the bypass valve 33, and flows out from the hot water supply port (not shown) via the hot water supply pipe 31a.
水流センサ35からの水流に応じたパルス信号が、所定
数以上検知されると、燃焼器10の点火作動として、ス
パーカ14に火花放電を行う。When a predetermined number or more of pulse signals corresponding to the water flow from the water flow sensor 35 are detected, a spark discharge is performed to the sparker 14 as an ignition operation of the combustor 10.
スパーカ14での火花放電が検知されると、元電磁弁2
1と主電磁弁22が通電され、燃料ガスはノズル13か
ら噴出して燃焼用空気と混合されてバーナ群11へ供給
され、スパーカ14によって点火される。When spark discharge at the sparker 14 is detected, the former solenoid valve 2
1 and the main solenoid valve 22 are energized, fuel gas is ejected from the nozzle 13, mixed with combustion air, supplied to the burner group 11, and ignited by the sparker 14.
一定時間以内に着火して、フレームロッド15によって
検知されると、マイクロコンピュータ42では、入水温
サーミスタ36、出湯温サーミスタ38および水流セン
サ35からの検知信号と、コントローラ46の設定信号
に基づいて必要な燃焼器が計算され、その計算結果に基
づいて燃焼用ファン12、比例弁23、切替弁24、バ
イパス弁33および水量制御弁34が制御される。When the ignition occurs within a certain period of time and is detected by the flame rod 15, the microcomputer 42 uses the detection signals from the inlet water temperature thermistor 36, the outlet water temperature thermistor 38, and the water flow sensor 35, and the setting signal of the controller 46 to determine the necessary The combustion fan 12, the proportional valve 23, the switching valve 24, the bypass valve 33, and the water flow control valve 34 are controlled based on the calculation results.
このとき、比例弁23は、比例弁口路60により、マイ
クロコンピュータ42からの制御電圧に応じて駆動され
る。At this time, the proportional valve 23 is driven by the proportional valve port path 60 in accordance with the control voltage from the microcomputer 42 .
比例弁回路60では、端子64から入力されるマイクロ
コンピュータ42からの制御電圧は、オペアンプ61の
正入力端子61aに入力される。In the proportional valve circuit 60, the control voltage from the microcomputer 42 inputted from the terminal 64 is inputted to the positive input terminal 61a of the operational amplifier 61.
またオペアンプ61の負入力端子61bには、導線70
により接続点69の電圧が負帰還され、さらに、正入力
端子61aには、接続点6つの電圧がコンデンサ68に
よって微分されて正(i ’rMされ、比例弁口路60
では、発振回路が形成され発振する。Further, a conductor 70 is connected to the negative input terminal 61b of the operational amplifier 61.
The voltage at the connection point 69 is negatively fed back, and furthermore, the voltage at the six connection points is differentiated by the capacitor 68 and made positive (i'rM), and the voltage at the connection point 69 is input to the positive input terminal 61a.
Now, the oscillation circuit is formed and oscillates.
従って、マイクロコンピュータ42からの制御電圧に応
じた出力電圧が、形成された発振回路によって第4図の
実線Aに示すとおり振幅変調され、比例弁23には、振
幅変調された電流が通電される。Therefore, the output voltage corresponding to the control voltage from the microcomputer 42 is amplitude-modulated by the formed oscillation circuit as shown by the solid line A in FIG. 4, and the proportional valve 23 is energized with an amplitude-modulated current. .
この場合、マイクロコンピュータ42からの制御電圧が
異なると、その制御電圧に応じてその振幅が変化し、発
振周波数は変化しない。In this case, if the control voltage from the microcomputer 42 differs, the amplitude will change depending on the control voltage, but the oscillation frequency will not change.
比例弁23は、通電される電流の変化に追随できないた
め、比例弁23の弁体は微小振動をしながら通電電流の
実効値に相当する開度を呈し、これによって燃料管20
を通過する燃料ガスが調節される。Since the proportional valve 23 cannot follow changes in the applied current, the valve body of the proportional valve 23 exhibits an opening corresponding to the effective value of the applied current while making slight vibrations, thereby causing the fuel pipe 20
The fuel gas passing through is regulated.
その後、出湯旦や設定温度の変更があると、その変更に
応じて比例弁23の制御電圧が変更され、燃焼量が変更
される。Thereafter, when there is a change in the hot water tap temperature or the set temperature, the control voltage of the proportional valve 23 is changed in accordance with the change, and the combustion amount is changed.
このように、比例弁23の弁体は、通電される電流の波
形どおりには変位しないで、微小振動をしながら通電電
流の実効値に相当する開度を呈するため、開度の変更状
態に間係なく、制御電圧に応じた二次圧力を得ることが
できる。In this way, the valve body of the proportional valve 23 does not displace according to the waveform of the applied current, but exhibits an opening corresponding to the effective value of the applied current while making slight vibrations, so that the valve body does not displace according to the waveform of the applied current. Secondary pressure corresponding to the control voltage can be obtained immediately.
本実施例の比例弁口路60による比例弁23の制御特性
を第5図の実線Cに示す。ここで明らかな通り、本実施
例によれば、第6図の実線りに示す従来の駆動回路によ
る特性と比較して、ヒステリシスが大きく減少される。The control characteristics of the proportional valve 23 by the proportional valve port path 60 of this embodiment are shown by the solid line C in FIG. As is clear here, according to this embodiment, the hysteresis is greatly reduced compared to the characteristics of the conventional drive circuit shown by the solid line in FIG.
また、第5図においては、比例弁23の開度変更可能領
域全体に互って示されているものであるため、開度が大
きい部分でヒステリシスが現れるが、このヒステリシス
が生じる範囲を除いて比例弁を駆動するようにすれば、
殆どヒステリシスのない特性を得ることができる。In addition, in FIG. 5, since the entire opening degree changeable range of the proportional valve 23 is shown one after the other, hysteresis appears in the portion where the opening degree is large, but excluding the range where this hysteresis occurs. If you drive the proportional valve,
Characteristics with almost no hysteresis can be obtained.
また、比例制御弁は、その機械的構造により、通電電流
の実効値で開度が決定されるため、通電のための電力を
減少させることができ、比例弁駆動用のトランジスタ等
の発熱量を減少させることができる。In addition, due to its mechanical structure, the opening degree of a proportional control valve is determined by the effective value of the energizing current, so it is possible to reduce the power required for energizing, and the amount of heat generated by the transistors used to drive the proportional valve can be reduced. can be reduced.
また、比例弁電源部45cでは、比例弁23への供給電
力を全波整流するだけでよく、特に整流後に平滑回路を
設ける必要がないため、その構成が簡単になる。In addition, the proportional valve power supply section 45c only needs to perform full-wave rectification of the power supplied to the proportional valve 23, and there is no need to particularly provide a smoothing circuit after rectification, which simplifies the configuration.
本実施例では、給湯器の燃料調節用に使用される比例弁
における実施例を示したが、流体を使用する機器であれ
ば、同様な効果を得ることができる。Although this embodiment shows an example of a proportional valve used for fuel adjustment in a water heater, similar effects can be obtained with any device that uses fluid.
第1図は本発明を使用したガス給湯器の比例弁回路を示
す回路図、第2図は本実施例のガス給湯器の概略を示す
構成図、第3図は本実施例のガス給湯器の制御装置を示
すブロック図、第4図は本実施例の制御装置における比
例弁への通電電流を示す波形図、第5図は本実施例にお
ける制御電圧に対する比例弁の開度を示す特性図、第6
図は従来の駆動回路における制御電圧に対する比例弁の
開度を示す特性図である。
図中、23・・・比例弁(比例制御弁)、60・・・比
例弁回路(比例弁駆動回路)、61・・・オペアンプ(
差動増幅回路)、61a・・・正入力端子、61b・・
・負入力端子、63・・・トランジスタ(比例弁通電回
路)、67・・・抵抗(降下電圧検出手段)、68・・
・コンデンサ(正帰還回路)、70・・・導線(負帰還
回路)。Fig. 1 is a circuit diagram showing a proportional valve circuit of a gas water heater using the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram showing an outline of the gas water heater of this embodiment, and Fig. 3 is a gas water heater of this embodiment. 4 is a waveform diagram showing the current flowing to the proportional valve in the control device of this embodiment, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the opening degree of the proportional valve with respect to the control voltage in this embodiment. , 6th
The figure is a characteristic diagram showing the opening degree of the proportional valve with respect to the control voltage in a conventional drive circuit. In the figure, 23... proportional valve (proportional control valve), 60... proportional valve circuit (proportional valve drive circuit), 61... operational amplifier (
differential amplifier circuit), 61a... positive input terminal, 61b...
・Negative input terminal, 63...Transistor (proportional valve energizing circuit), 67...Resistor (drop voltage detection means), 68...
- Capacitor (positive feedback circuit), 70... conductor (negative feedback circuit).
Claims (1)
に応じて駆動する比例弁駆動回路において、 前記制御電圧を入力する正入力端子と負入力端子とを備
え、前記正入力端子と前記負入力端子との電圧差に応じ
た電圧を出力する差動増幅回路と、該差動増幅回路の出
力電圧に応じた電流で前記比例制御弁を通電する比例弁
通電回路と、 前記比例制御弁による電圧降下を検出する降下電圧検出
手段と、 前記降下電圧を前記負入力端子に負帰還する負帰還回路
と、 前記降下電圧を微分して前記正入力端子へ正帰還する正
帰還回路と を具備することを特徴とする比例弁駆動回路。[Scope of Claims] 1) A proportional valve drive circuit that drives a proportional control valve whose opening degree corresponds to an energized current according to a control voltage, comprising a positive input terminal and a negative input terminal into which the control voltage is input. , a differential amplifier circuit that outputs a voltage according to the voltage difference between the positive input terminal and the negative input terminal, and a proportional valve energization that energizes the proportional control valve with a current that corresponds to the output voltage of the differential amplifier circuit. a circuit, a voltage drop detection means for detecting a voltage drop due to the proportional control valve, a negative feedback circuit that negatively feeds back the voltage drop to the negative input terminal, and a differential of the voltage drop and positive feedback to the positive input terminal. What is claimed is: 1. A proportional valve drive circuit comprising: a positive feedback circuit;
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---|---|---|---|
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Citations (2)
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JPS6334387A (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | Nippon Denso Co Ltd | Electromagnetic valve driving circuit |
JPS6384476U (en) * | 1986-11-22 | 1988-06-02 |
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- 1988-06-21 JP JP63152963A patent/JP2565985B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 1989-06-20 KR KR1019890008488A patent/KR910009238B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6334387A (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | Nippon Denso Co Ltd | Electromagnetic valve driving circuit |
JPS6384476U (en) * | 1986-11-22 | 1988-06-02 |
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KR900000742A (en) | 1990-01-31 |
KR910009238B1 (en) | 1991-11-07 |
JP2565985B2 (en) | 1996-12-18 |
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