JPH0251242B2 - - Google Patents
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- JPH0251242B2 JPH0251242B2 JP58238931A JP23893183A JPH0251242B2 JP H0251242 B2 JPH0251242 B2 JP H0251242B2 JP 58238931 A JP58238931 A JP 58238931A JP 23893183 A JP23893183 A JP 23893183A JP H0251242 B2 JPH0251242 B2 JP H0251242B2
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- JP
- Japan
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- solenoid
- voltage
- electromotive force
- coil
- back electromotive
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 14
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
- H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
- H01H47/043—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current making use of an energy accumulator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はソレノイド駆動回路に関し、更に詳細
に述べると、電磁弁、電磁リレー等に用いられる
ソレノイドを高速で駆動するためのソレノイド駆
動回路に関する。
に述べると、電磁弁、電磁リレー等に用いられる
ソレノイドを高速で駆動するためのソレノイド駆
動回路に関する。
従来から、ソレノイドの高速駆動を行なうた
め、チヨークコイルに流れる電流を遮断したとき
に生じる急峻な逆起電力を上記ソレノイドに印加
して励磁電流として利用する回路が種々提案され
てきている。
め、チヨークコイルに流れる電流を遮断したとき
に生じる急峻な逆起電力を上記ソレノイドに印加
して励磁電流として利用する回路が種々提案され
てきている。
例えば、特開昭56−61106号公報には、第１図
に示すように、チヨークコイル１とスイツチ２と
から成る直列回路を直流電源３に並列に接続し、
駆動しようとするソレノイド４の一端をダイオー
ド５，６を介してチヨークコイル１の両端に夫々
図示の如く接続し、ソレノイド４の他端をスイツ
チ７を介してアースして成る電磁石駆動回路が開
示されている。この駆動回路では、スイツチ２は
通常閉じられており、チヨークコイル１には電流
icが流れている。チヨークコイル１に定常電流が
流れている状態において、スイツチ７を閉じると
同時にスイツチ２を開くと、チヨークコイル１に
は電磁誘導による大きな逆起電力が生じ、この逆
起電力による電圧が電源電圧＋Ｖに重畳され、ソ
レノイド４に急峻な励磁電流を流すことができ
る。しかしながら、この従来の駆動回路では、ス
イツチ２を開いた時にソレノイド４に印加される
電圧ｅの波形は第２図に示すように、極めて急峻
で、ピーク値が大きく、その時間巾は極めて狭い
ものとなる。従つて、極めて大きな雑音発生源と
なり、他の電子機器に作動障害を与えるほか、極
めて大きなエネルギーが雑音発生のために使用さ
れて効率が低下するという問題が生じる上に、ス
イツチの寿命が短かくなり、ソレノイドには励磁
エネルギーが極めて短時間しか与えられないので
効率が悪いという不具合いがあつた。更に、ピー
ク値の極めて大きな電圧が発生するため、各スイ
ツチを半導体素子を用いて構成しようとする場合
には、高耐圧のスイツチング素子を使用しなけれ
ばならず、価格の上昇を招くという別の問題点も
有している。
に示すように、チヨークコイル１とスイツチ２と
から成る直列回路を直流電源３に並列に接続し、
駆動しようとするソレノイド４の一端をダイオー
ド５，６を介してチヨークコイル１の両端に夫々
図示の如く接続し、ソレノイド４の他端をスイツ
チ７を介してアースして成る電磁石駆動回路が開
示されている。この駆動回路では、スイツチ２は
通常閉じられており、チヨークコイル１には電流
icが流れている。チヨークコイル１に定常電流が
流れている状態において、スイツチ７を閉じると
同時にスイツチ２を開くと、チヨークコイル１に
は電磁誘導による大きな逆起電力が生じ、この逆
起電力による電圧が電源電圧＋Ｖに重畳され、ソ
レノイド４に急峻な励磁電流を流すことができ
る。しかしながら、この従来の駆動回路では、ス
イツチ２を開いた時にソレノイド４に印加される
電圧ｅの波形は第２図に示すように、極めて急峻
で、ピーク値が大きく、その時間巾は極めて狭い
ものとなる。従つて、極めて大きな雑音発生源と
なり、他の電子機器に作動障害を与えるほか、極
めて大きなエネルギーが雑音発生のために使用さ
れて効率が低下するという問題が生じる上に、ス
イツチの寿命が短かくなり、ソレノイドには励磁
エネルギーが極めて短時間しか与えられないので
効率が悪いという不具合いがあつた。更に、ピー
ク値の極めて大きな電圧が発生するため、各スイ
ツチを半導体素子を用いて構成しようとする場合
には、高耐圧のスイツチング素子を使用しなけれ
ばならず、価格の上昇を招くという別の問題点も
有している。
本発明の目的は、従つて、チヨークコイルに発
生した逆起電力を効率よくソレノイドに与え、且
つ電磁ノイズの発生を著しく減少せしめることが
できるソレノイド駆動回路を提供することにあ
る。
生した逆起電力を効率よくソレノイドに与え、且
つ電磁ノイズの発生を著しく減少せしめることが
できるソレノイド駆動回路を提供することにあ
る。
本発明の構成は、立上りの急峻な励磁電流をソ
レノイドに印加するように構成されたソレノイド
駆動回路において、直流電源と、ソレノイドに供
給する励磁電流をオン、オフするためソレノイド
コイルと直列に接続された第１スイツチと、該第
１スイツチがオフからオンに切換えられた時にオ
ンからオフに切換えられる第２スイツチとチヨー
クコイルとが直列に接続されて成り上記直流電源
に接続されている逆起電力発生回路と、該逆起電
力発生回路において生じた逆起電力をソレノイド
に印加するため上記逆起電力発生回路と前記ソレ
ノイドとの間に接続された一方向性素子と、該一
方向性素子を介して上記ソレノイドに印加される
過渡電圧のレベルを制限すると共に上記直流電源
の電圧を上記ソレノイドに印加するため上記ソレ
ノイドと上記直流電源との間に接続された電圧制
限素子とを備えて成つている点に特徴を有する。
レノイドに印加するように構成されたソレノイド
駆動回路において、直流電源と、ソレノイドに供
給する励磁電流をオン、オフするためソレノイド
コイルと直列に接続された第１スイツチと、該第
１スイツチがオフからオンに切換えられた時にオ
ンからオフに切換えられる第２スイツチとチヨー
クコイルとが直列に接続されて成り上記直流電源
に接続されている逆起電力発生回路と、該逆起電
力発生回路において生じた逆起電力をソレノイド
に印加するため上記逆起電力発生回路と前記ソレ
ノイドとの間に接続された一方向性素子と、該一
方向性素子を介して上記ソレノイドに印加される
過渡電圧のレベルを制限すると共に上記直流電源
の電圧を上記ソレノイドに印加するため上記ソレ
ノイドと上記直流電源との間に接続された電圧制
限素子とを備えて成つている点に特徴を有する。
以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。
する。
第３図には、本発明によるソレノイド駆動回路
の一実施例が示されている。ソレノイド駆動回路
１１は、ソレノイドコイル１２に流れる励磁電流
Ｉのオン、オフ制御を行なうため、コレクタ−エ
ミツタ回路がソレノイドコイル１２と直列に接続
されたトランジスタ１３がスイツチ素子として設
けられており、該トランジスタ１３のベースに
は、抵抗器１４を介して制御信号V1が印加され
る。ソレノイドコイル１２に励磁電流を供給する
ための直流電源であるバツテリ１５には、チヨー
クコイル１６とスイツチング用のトランジスタ１
７とが図示の如く直列に接続されて成る逆起電力
発生回路１８が接続されており、トランジスタ１
７は、抵抗器１９を介してそのベースに印加され
る制御電圧V2のレベルに従つてオン、オフ制御
され、トランジスタ１３がオンとなつた時にトラ
ンジスタ１７がオフとなるよう、トランジスタ１
３，１７に制御電圧V1，V2が、夫々印加される。
即ち、トランジスタ１３がオフとなつている場合
には、トランジスタ１７はオンとなつており、チ
ヨークコイル１６には定常電流が流れており、ト
ランジスタ１３がオンとなると同時にトランジス
タ１７がオフとなり、このときチヨークコイル１
６に電磁誘導による逆起電力を発生せしめる構成
となつている。
の一実施例が示されている。ソレノイド駆動回路
１１は、ソレノイドコイル１２に流れる励磁電流
Ｉのオン、オフ制御を行なうため、コレクタ−エ
ミツタ回路がソレノイドコイル１２と直列に接続
されたトランジスタ１３がスイツチ素子として設
けられており、該トランジスタ１３のベースに
は、抵抗器１４を介して制御信号V1が印加され
る。ソレノイドコイル１２に励磁電流を供給する
ための直流電源であるバツテリ１５には、チヨー
クコイル１６とスイツチング用のトランジスタ１
７とが図示の如く直列に接続されて成る逆起電力
発生回路１８が接続されており、トランジスタ１
７は、抵抗器１９を介してそのベースに印加され
る制御電圧V2のレベルに従つてオン、オフ制御
され、トランジスタ１３がオンとなつた時にトラ
ンジスタ１７がオフとなるよう、トランジスタ１
３，１７に制御電圧V1，V2が、夫々印加される。
即ち、トランジスタ１３がオフとなつている場合
には、トランジスタ１７はオンとなつており、チ
ヨークコイル１６には定常電流が流れており、ト
ランジスタ１３がオンとなると同時にトランジス
タ１７がオフとなり、このときチヨークコイル１
６に電磁誘導による逆起電力を発生せしめる構成
となつている。
バツテリ１５の電圧V0及びチヨークコイル１
６に発生する逆起電力により一時的に発生する電
圧を、ソレノイドコイル１２に印加するため、バ
ツテリ１５の正極とソレノイドコイル１２との間
には定電圧ダイオード２１が接続されていると共
に、トランジスタ１７のコレクタとソレノイドコ
イル１２の一端との間にはダイオード２０が図示
の極性に接続されている。この結果、通常の状態
においては、電圧V0が定電圧ダイオード２１を
介してソレノイドコイル側に印加されるほか、チ
ヨークコイル１６に逆起電力が発生すると、これ
により過渡的に生じる電圧がダイオード２０を介
してソレノイドコイル側に印加される。定電圧ダ
イオード２１は、また、逆起電力により生じる電
圧がソレノイドコイル１２に効率よく印加される
よう、逆起電力により生じる電圧のレベルを一定
値以下に抑えるための電圧制限素子としても働
く。
６に発生する逆起電力により一時的に発生する電
圧を、ソレノイドコイル１２に印加するため、バ
ツテリ１５の正極とソレノイドコイル１２との間
には定電圧ダイオード２１が接続されていると共
に、トランジスタ１７のコレクタとソレノイドコ
イル１２の一端との間にはダイオード２０が図示
の極性に接続されている。この結果、通常の状態
においては、電圧V0が定電圧ダイオード２１を
介してソレノイドコイル側に印加されるほか、チ
ヨークコイル１６に逆起電力が発生すると、これ
により過渡的に生じる電圧がダイオード２０を介
してソレノイドコイル側に印加される。定電圧ダ
イオード２１は、また、逆起電力により生じる電
圧がソレノイドコイル１２に効率よく印加される
よう、逆起電力により生じる電圧のレベルを一定
値以下に抑えるための電圧制限素子としても働
く。
次に、第４図の波形図を参照しながら第３図に
示したソレノイド駆動回路１１の動作を説明す
る。時刻ｔ＝t1において制御電圧V1のレベルが
「０」となり制御電圧V2のレベルが「１」となる
と（第４図ａ，ｂ）、トランジスタ１３はオフし、
トランジスタ１７はオンとなる。従つて、チヨー
クコイル１６に流れる電流Icは、第４図ｃに示さ
れるように、t1以後所定の時定数をもつて増大
し、定常状態に達する。この場合、電圧V0は定
電圧ダイオード２１を介してソレノイドコイル１
２の一端に供給されており、従つて、第４図ｄに
示されるように、Vd＝Vpとなつている。尚、こ
こでは、便宜上、ダイオード２０における電圧降
下分及びチヨークコイル１６における直流電圧降
下分は無視している。トランジスタ１３はオフ状
態にあるため、電圧Vdが印加されていても励磁
電流Ｉは零である。
示したソレノイド駆動回路１１の動作を説明す
る。時刻ｔ＝t1において制御電圧V1のレベルが
「０」となり制御電圧V2のレベルが「１」となる
と（第４図ａ，ｂ）、トランジスタ１３はオフし、
トランジスタ１７はオンとなる。従つて、チヨー
クコイル１６に流れる電流Icは、第４図ｃに示さ
れるように、t1以後所定の時定数をもつて増大
し、定常状態に達する。この場合、電圧V0は定
電圧ダイオード２１を介してソレノイドコイル１
２の一端に供給されており、従つて、第４図ｄに
示されるように、Vd＝Vpとなつている。尚、こ
こでは、便宜上、ダイオード２０における電圧降
下分及びチヨークコイル１６における直流電圧降
下分は無視している。トランジスタ１３はオフ状
態にあるため、電圧Vdが印加されていても励磁
電流Ｉは零である。
ｔ＝t2において、制御電圧V1，V2のレベルが
夫々反転し、トランジスタ１３がオンとなると同
時にトランジスタ１７がオフとなると、電流Icが
所定のカーブに従つて減少し（第４図ｃ）、チヨ
ークコイル１６には電磁誘導による逆起電力が生
じる。この逆起電力により生じた過渡的な電圧
は、ダイオード２０を介してソレノイドコイル１
２側に印加され、従つて、電圧Vdは、電圧Vpに
この過渡的な電圧を加えた分だけ増大することに
なる。
夫々反転し、トランジスタ１３がオンとなると同
時にトランジスタ１７がオフとなると、電流Icが
所定のカーブに従つて減少し（第４図ｃ）、チヨ
ークコイル１６には電磁誘導による逆起電力が生
じる。この逆起電力により生じた過渡的な電圧
は、ダイオード２０を介してソレノイドコイル１
２側に印加され、従つて、電圧Vdは、電圧Vpに
この過渡的な電圧を加えた分だけ増大することに
なる。
この過渡的な電圧のレベルの最大値は、定電圧
ダイオード２１の定電圧特性に従つて所定の値
Vzに抑えられる（第４図ｄ参照）。この過渡的な
電圧のレベルは時間の経過と共に減少し、ｔ＝t3
でVd＝Vpとなる。このように、定電圧ダイオー
ド２１によつて過渡的な電圧の最大レベルを抑え
ると、電磁ノイズが小さくなつて他の電子機器へ
の電磁妨害が著しく軽減されるほか、雑音として
出力されるエネルギーが小さく抑えられるので効
率が向上し、更に、電圧Vpに重畳されるパルス
状電圧の時間巾が広くなり、これにより励磁電流
Ｉの立ち上りが急峻となり、（第４図ｅ参照）、ソ
レノイドを高速にて駆動することができる。尚、
第４図ｅにおいて、点線で示されるのは電圧Vp
をｔ＝t2において印加した場合の励磁電流の立上
り特性である。
ダイオード２１の定電圧特性に従つて所定の値
Vzに抑えられる（第４図ｄ参照）。この過渡的な
電圧のレベルは時間の経過と共に減少し、ｔ＝t3
でVd＝Vpとなる。このように、定電圧ダイオー
ド２１によつて過渡的な電圧の最大レベルを抑え
ると、電磁ノイズが小さくなつて他の電子機器へ
の電磁妨害が著しく軽減されるほか、雑音として
出力されるエネルギーが小さく抑えられるので効
率が向上し、更に、電圧Vpに重畳されるパルス
状電圧の時間巾が広くなり、これにより励磁電流
Ｉの立ち上りが急峻となり、（第４図ｅ参照）、ソ
レノイドを高速にて駆動することができる。尚、
第４図ｅにおいて、点線で示されるのは電圧Vp
をｔ＝t2において印加した場合の励磁電流の立上
り特性である。
尚、図示の実施例では、逆起電力発生回路１８
からの電圧Vdが直接ソレノイドコイル１２に印
加する構成を示したが、ソレノイドコイル１２と
直列に電流制限用抵抗器を挿入し、励磁電流Ｉの
値を適宜調節するようにしてもよい。また、ソレ
ノイドコイルと並列に、ソレノイドコイルに生じ
る逆起電力の抑制回路を付加してもよい。
からの電圧Vdが直接ソレノイドコイル１２に印
加する構成を示したが、ソレノイドコイル１２と
直列に電流制限用抵抗器を挿入し、励磁電流Ｉの
値を適宜調節するようにしてもよい。また、ソレ
ノイドコイルと並列に、ソレノイドコイルに生じ
る逆起電力の抑制回路を付加してもよい。
本発明によれば、上述の如く、定電圧ダイオー
ドの如き電圧制御素子を設け、逆起電力発生回路
から出力される過渡的な電圧のピーク値を制限す
る構成であるので、電磁ノイズの発生を著しく減
少せしめることができるほか、過渡的な電圧の持
続時間が長くなり、ソレノイドの駆動開始時点に
おける励磁電流の立上りを急峻にするに充分なエ
ネルギーを与えることができ、ソレノイドをより
高速にて駆動することができる。
ドの如き電圧制御素子を設け、逆起電力発生回路
から出力される過渡的な電圧のピーク値を制限す
る構成であるので、電磁ノイズの発生を著しく減
少せしめることができるほか、過渡的な電圧の持
続時間が長くなり、ソレノイドの駆動開始時点に
おける励磁電流の立上りを急峻にするに充分なエ
ネルギーを与えることができ、ソレノイドをより
高速にて駆動することができる。
第１図は従来の電磁石駆動回路の一例を示す回
路図、第２図は第１図の回路において得られる過
渡電圧の波形図、第３図は本発明によるソレノイ
ド駆動回路の一実施例を示す回路図、第４図ａ乃
至第４図ｅは第３図に示す回路の各部の波形図で
ある。 １１……ソレノイド駆動回路、１２……ソレノ
イドコイル、１３，１７……トランジスタ、１５
……バツテリ、１６……チヨークコイル、１８…
…逆起電力発生回路、２０……ダイオード、２１
……定電圧ダイオード、V1，V2……制御電圧、
Vd，Vp……電圧、Ｉ……励磁電流。
路図、第２図は第１図の回路において得られる過
渡電圧の波形図、第３図は本発明によるソレノイ
ド駆動回路の一実施例を示す回路図、第４図ａ乃
至第４図ｅは第３図に示す回路の各部の波形図で
ある。 １１……ソレノイド駆動回路、１２……ソレノ
イドコイル、１３，１７……トランジスタ、１５
……バツテリ、１６……チヨークコイル、１８…
…逆起電力発生回路、２０……ダイオード、２１
……定電圧ダイオード、V1，V2……制御電圧、
Vd，Vp……電圧、Ｉ……励磁電流。
Claims (1)
- １ 立上りの急峻な励磁電流をソレノイドに印加
するように構成されたソレノイド駆動回路におい
て、直流電源と、前記ソレノイドに供給する励磁
電流をオン、オフするためソレノイドコイルと直
列に接続された第１スイツチと、該第１スイツチ
がオフからオンに切換えられた時にオンからオフ
に切換えられる第２スイツチとチヨークコイルと
が直列に接続されて成り前記直流電源に接続され
ている逆起電力発生回路と、該逆起電力発生回路
において生じた逆起電力を前記ソレノイドに印加
するため前記逆起電力発生回路と前記ソレノイド
との間に接続された一方向性素子と、該一方向性
素子を介して前記ソレノイドに印加される過渡電
圧のレベルを制限すると共に前記直流電源の電圧
を前記ソレノイドに印加するため前記ソレノイド
と前記直流電源との間に接続された電圧制限素子
とを備えたことを特徴とするソレノイド駆動回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238931A JPS60130805A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ソレノイド駆動回路 |
| US06/683,717 US4620260A (en) | 1983-12-20 | 1984-12-19 | Circuit for driving solenoid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238931A JPS60130805A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ソレノイド駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130805A JPS60130805A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH0251242B2 true JPH0251242B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=17037404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238931A Granted JPS60130805A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ソレノイド駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4620260A (ja) |
| JP (1) | JPS60130805A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3741765A1 (de) * | 1987-12-10 | 1989-06-22 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Stromregler |
| JP3799706B2 (ja) * | 1997-01-23 | 2006-07-19 | ヤマハ株式会社 | ソレノイド駆動回路 |
| US6053416A (en) * | 1997-10-29 | 2000-04-25 | Kci Industries, Inc. | Automatic hydronic zone valve and electric controls therefor |
| US6256185B1 (en) | 1999-07-30 | 2001-07-03 | Trombetta, Llc | Low voltage direct control universal pulse width modulation module |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3149244A (en) * | 1960-11-07 | 1964-09-15 | Bell Telephone Labor Inc | Circuit for producing short rise time current pulses in inductive loads |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP58238931A patent/JPS60130805A/ja active Granted
-
1984
- 1984-12-19 US US06/683,717 patent/US4620260A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4620260A (en) | 1986-10-28 |
| JPS60130805A (ja) | 1985-07-12 |
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| JPH0379809B2 (ja) | ||
| KR100326301B1 (ko) | 벅조절기회로 | |
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