JPH03277884A - Direct current (dc) current valve control circuit - Google Patents
Direct current (dc) current valve control circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）産業上の利用分野
この発明は、直流ソレノイドバルブの電磁弁コイルを制
御する直流ソレノイドバルブ制御回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a DC solenoid valve control circuit that controls a solenoid valve coil of a DC solenoid valve.
（ｂ）従来の技術
従来の直流ソレノイドバルブは、通常可動鉄芯に定格電
圧を印加すると、１０〜５０ｍｓ ｅ ｃで可動鉄芯の
吸引を完了するが、吸引完了後も電圧の印加が解かれる
までその定格電圧により可動鉄芯を吸引保持していた。(b) Conventional technology In conventional DC solenoid valves, when the rated voltage is applied to the movable iron core, suction of the movable iron core is completed in 10 to 50 msec, but even after suction is completed, the voltage application is released. Until then, the movable iron core was attracted and held by its rated voltage.
また、従来の直流ソレノイドバルブの制御回路／ｄｔ）
の起電力を放電させて、他の回路に高電圧やノイズが印
加されないように作用する。In addition, the conventional DC solenoid valve control circuit/dt)
It works by discharging the electromotive force of the circuit so that high voltage and noise are not applied to other circuits.
（Ｃ）発明が解決しようとする課題
上記従来の直流ソレノイドバルブは、可動鉄芯吸引作動
完了後も始動時に印加した定格電圧のまま、必要以上の
電圧で可動鉄芯を吸引保持するため、電力を無駄に消費
するとともにコイル温度を玉算させ、バルブ制御流体を
始め周辺の構成部品に悪影響を与えることがあった。(C) Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned conventional DC solenoid valve attracts and holds the movable core at a voltage higher than necessary, with the rated voltage applied at startup remaining the same even after the movable core suction operation is completed. In addition to wasting energy, the temperature of the coil increased, which could have a negative impact on the valve control fluid and other surrounding components.
また、印加電圧の制御回路を備えていないので、回路に
異常が発生したりなどして印加電圧が急激に低下すると
、バルブの開放またはリーク発生などの広れがあった。Furthermore, since it does not have a control circuit for the applied voltage, if the applied voltage suddenly drops due to an abnormality in the circuit, the valve may open or leak.
さらに、電磁弁コイルに対する通電遮断時に、゛このコ
イルに並列接続されているダイオードに放電電流が流れ
るため、閉型後も、コイルの蓄積エネルギーが放電され
る間開方向の電流が流れ続ける。このことにより、閉型
後も一定時間はソレノイドバルブが元位置に復帰しない
という応答を示す。Furthermore, when electricity is cut off to the electromagnetic valve coil, a discharge current flows through the diode connected in parallel to this coil, so even after the mold is closed, the current in the opening direction continues to flow while the energy stored in the coil is discharged. This results in a response in which the solenoid valve does not return to its original position for a certain period of time even after the mold is closed.
この発明に係る直流ソレノイドバルブは例えば血液検査
などにおいて試薬など等分量入れたりする装置に使用さ
れるが、微量の試薬など正確に供給制御するために、電
磁弁コイルに対する通電後、早くバルブが開き（または
閉じ）、閉型後は早くバルブが閉じ（または開く）こと
が要求される。しかし、前述の電磁弁コイルに並列接続
された蓄積エネルギー放出用ダイオードの作用によって
、電磁弁コイルに対する閉型後の応答性が問題となって
、短時間でしかも正確なバルブ制御を行うことが出来な
かった。The DC solenoid valve according to the present invention is used, for example, in a device for introducing equal amounts of reagents in blood tests, etc., but in order to accurately control the supply of minute amounts of reagents, the valve opens quickly after energizing the solenoid valve coil. (or close), and the valve is required to close (or open) quickly after the mold is closed. However, due to the action of the stored energy release diode connected in parallel to the solenoid valve coil mentioned above, the responsiveness of the solenoid valve coil after closing becomes a problem, making it impossible to perform accurate valve control in a short time. There wasn't.
この発明の目的は、電磁弁コイル番二対する閉型後の応
答性を高め、また無駄な電力消費を抑えるとともに電磁
弁コイルの発熱による悪影響を回避した直流ソレノイド
バルブ制御回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide a DC solenoid valve control circuit that improves responsiveness to solenoid valve coil No. 2 after closing, suppresses wasteful power consumption, and avoids adverse effects caused by heat generation of the solenoid valve coil. .
（ｄ）課題を解決するための手段
この発明は、通電により電磁弁コイルが可動鉄芯を吸引
作動し、また通電を断つことにより前記可動鉄芯が元位
置に復帰してバルブの開閉を行う直流ソレノイドバルブ
制御回路において、入力電源の基準電位ラインに電磁弁
コイルの一端を接続し、
前記可動鉄芯の吸引始動時に電磁弁コイルに定格電圧を
印加し、吸引後にその印加電圧を可動鉄芯の吸引保持可
能な低電圧に制御する電圧制御回路を、入力電源の電圧
供給ラインと前記電磁弁コイルの他端との間に接続する
とともに、電磁弁コイルの両端間に蓄積エネルギー放出
用ダイオードを接続することなく、前記電圧制御回路と
基準電位ラインとの間に逆流防止ダイオードを設けたこ
とを特徴とする。(d) Means for Solving the Problems In this invention, when energized, the solenoid valve coil attracts the movable iron core, and when the energization is cut off, the movable iron core returns to its original position to open and close the valve. In the DC solenoid valve control circuit, one end of the solenoid valve coil is connected to the reference potential line of the input power source, a rated voltage is applied to the solenoid valve coil when suction of the movable iron core starts, and after suction, the applied voltage is applied to the movable iron core. A voltage control circuit is connected between the voltage supply line of the input power source and the other end of the solenoid valve coil, and a diode for releasing stored energy is connected between both ends of the solenoid valve coil. The present invention is characterized in that a backflow prevention diode is provided between the voltage control circuit and the reference potential line without being connected.
（ｅ）作用
入力電源が供給されると、電圧制御回路は電磁弁コイル
に対し定格電圧を印加する。これにより可動鉄芯の吸引
始動が行われる。電圧制御回路は可動鉄芯の吸引後に電
磁弁コイルに対する電圧を低電圧に低下させるとともに
、その低下した印加電圧を維持する。従って可動鉄芯は
吸引保持されたままとなる。その後、入力電源が遮断さ
れるとＬ（ｄｉ”／ｄｔ）の起電力が電磁弁コイルの両
端に生じる（電磁弁コイルには蓄積エネルギー放出用ダ
イオードが接続されていない）が、電圧制御回路と基準
電位ライン間に逆流防止ダイオードが設けられているた
め、電圧制御回路には逆方向の高電圧が印加されず、回
路が保護される。(e) When the input power is supplied, the voltage control circuit applies the rated voltage to the solenoid valve coil. This starts the suction of the movable iron core. The voltage control circuit reduces the voltage applied to the solenoid valve coil to a low voltage after the movable iron core is attracted, and maintains the reduced applied voltage. Therefore, the movable iron core remains attracted and held. After that, when the input power is cut off, an electromotive force of L (di”/dt) is generated at both ends of the solenoid valve coil (no diode for releasing stored energy is connected to the solenoid valve coil). Since the reverse current prevention diode is provided between the reference potential lines, a high voltage in the reverse direction is not applied to the voltage control circuit, and the circuit is protected.
（ｆ）実施例
第２図は、この発明に係る直流ソレノイドバルブの一実
施例として二方弁のソレノイドバルブを示したもので、
１はコイルハウジングで、その下部にフン素樹脂性のバ
ルブボディ２が結合されている。コイルハウジングｌの
内部には、電磁弁コイル３とその電磁弁コイル３に吸引
される可動鉄芯としてのプランジャ４と、その電磁弁コ
イル３を下方へ付勢するプランジャスプリング５とが収
納されており、コイルハウジングｌの上部には、電磁弁
コイル３への印加電圧を制御する制御部６が設けられて
いる。(f) Embodiment FIG. 2 shows a two-way solenoid valve as an embodiment of the DC solenoid valve according to the present invention.
Reference numeral 1 denotes a coil housing, and a valve body 2 made of fluorine resin is connected to the lower part of the coil housing. Inside the coil housing l, a solenoid valve coil 3, a plunger 4 as a movable iron core attracted by the solenoid valve coil 3, and a plunger spring 5 that biases the solenoid valve coil 3 downward are housed. A control section 6 for controlling the voltage applied to the electromagnetic valve coil 3 is provided at the upper part of the coil housing l.
また、バルブボディ２の左右両側（第２図において左お
よび右を指す。）には流出入ポート７．７がそれぞれ開
口し、弁座８とプランジャ４との間にフッ素樹脂性のダ
イヤフラム９が設けられている。そのダイヤフラム９は
、プランジャスプリング５でプランジャ４が押し下げら
れることによって弁座８を閉じ、ソレノイドの励磁でプ
ランジャ４が吸引されると釣り上がって弁座８を開くよ
うに構成されている。Further, inflow and outflow ports 7.7 are opened on both the left and right sides of the valve body 2 (left and right in FIG. 2), and a fluororesin diaphragm 9 is provided between the valve seat 8 and the plunger 4. It is provided. The diaphragm 9 is configured to close the valve seat 8 when the plunger 4 is pushed down by the plunger spring 5, and to open the valve seat 8 by lifting up when the plunger 4 is attracted by the excitation of the solenoid.
上記制御部６に設けられている制御回路の構成および作
用を以下に説明する。The configuration and operation of the control circuit provided in the control section 6 will be described below.
第１図は制御回路全体の回路図である。スイッチＳＷＩ
を閉じると、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ４および電磁弁コ
イル３を通してトランジスタＱｌにベース電流が流れる
。これによりトランジスタＱ１がオンする。同時に抵抗
Ｒ１、Ｒ２によりコンデンサＣ１が充電を開始する。コ
ンデンサＣ１の充電電圧がツェナーダイオードＺＤＩの
ツェナー電圧を超えると、抵抗Ｒ１およびツェナーダイ
オードＺＤＩを通してトランジスタＱ２にベース電流が
流れ、トランジスタＱ２がオンする。トランジスタＱ２
がオンすると、トランジスタＱｌのベース電位は、ツェ
ナーダイオードＺＤ２とトランジスタＱ２のコレクタ・
エミッタ間電圧およびダイオードＤ４の順方向降下電圧
の合計電圧にまで下がり、またトランジスタＱ１のエミ
ッタ電圧即ち電磁弁コイル３への印加電圧は、（トラン
ジスタＱｌのベース電位−トランジスタＱ１のベース・
エミッタ間電圧）となる。FIG. 1 is a circuit diagram of the entire control circuit. switch SWI
When closed, a base current flows to the transistor Ql through the diode D3, the resistor R4, and the electromagnetic valve coil 3. This turns on transistor Q1. At the same time, capacitor C1 starts charging by resistors R1 and R2. When the charging voltage of the capacitor C1 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZDI, a base current flows through the resistor R1 and the Zener diode ZDI to the transistor Q2, turning on the transistor Q2. Transistor Q2
When turned on, the base potential of the transistor Ql is the same as that of the Zener diode ZD2 and the collector of the transistor Q2.
The voltage decreases to the sum of the emitter voltage and the forward drop voltage of the diode D4, and the emitter voltage of the transistor Q1, that is, the voltage applied to the solenoid valve coil 3 is (base potential of the transistor Ql - base potential of the transistor Q1).
emitter voltage).
電磁弁コイル３に対する定格電圧の印加時間は抵抗Ｒ１
、Ｒ２、コンデンサＣ１の値およびツェナーダイオード
ＺＤＩのツェナー電圧によって定まり、経時後の電磁弁
コイル３に対する電圧はツェナーダイオードＺＤ２のツ
ェナー電圧によって定めることができる。The application time of the rated voltage to the solenoid valve coil 3 is determined by the resistor R1.
, R2, the values of the capacitor C1 and the Zener voltage of the Zener diode ZDI, and the voltage applied to the electromagnetic valve coil 3 after aging can be determined by the Zener voltage of the Zener diode ZD2.
ダイオードＤ３は逆接続保護用ダイオードであり、入力
電源ラインに極性の誤った電圧が印加された際に回路を
保護する。通常の使用時においてダイオードロスを低減
するためこのダイオードＤ３として順方向降下電圧の低
いショットキーダイオードが有効である。Diode D3 is a reverse connection protection diode, and protects the circuit when a voltage of incorrect polarity is applied to the input power supply line. In order to reduce diode loss during normal use, a Schottky diode with a low forward voltage drop is effective as the diode D3.
電磁弁コイル３に対する通電後スイッチＳＷＩをオフす
れば、図中矢印で示す方向にＬ（ｄｉ／ｄｔ）の起電力
が生じる。しかし、この電圧はダイオードＤ４に対し逆
バイアス電圧として印加されるため、上記電圧制御回路
は高電圧から保護される。また、スイッチＳＷＩのオフ
後直ちに電磁弁コイル３に流れる電流が減衰し、第２図
に示したプランジャ４がプランジャスプリング５の付勢
により下方へ移動し、ダイヤフラム９が弁座８を閉じる
。When the switch SWI is turned off after energizing the electromagnetic valve coil 3, an electromotive force of L (di/dt) is generated in the direction shown by the arrow in the figure. However, since this voltage is applied as a reverse bias voltage to diode D4, the voltage control circuit is protected from high voltage. Further, immediately after the switch SWI is turned off, the current flowing through the electromagnetic valve coil 3 is attenuated, the plunger 4 shown in FIG. 2 moves downward by the bias of the plunger spring 5, and the diaphragm 9 closes the valve seat 8.
なお、第１図に示した抵抗Ｒ５はトランジスタＱｌの温
度上昇を分散することを目的としている。すなわち、ツ
ェナーダイオ−Ｆ’ Ｚ Ｄ １およびトランジスタＱ
２がオフ状態であればトランジスタＱ１のコレクタ・エ
ミッタ間電圧が０．１〜０゜５■であるため、殆どの電
流がトランジスタＱｌを流れるが、ツェナーダイオード
ＺＤＩおよびトランジスタＱ２がオンすれば、トランジ
スタＱ１のオン抵抗が増大し、電磁弁コイル３に対する
電流は抵抗Ｒ５を分流する。例えばトランジスタＱ１の
エミッタ電圧は、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー
電圧とトランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧（
０，１〜０．４Ｖ）とダイオードＤ４の順方向降下電圧
（０，５〜１．５Ｖ）を加えた値からトランジスタＱｌ
のベース・エミッタ間電圧（０，５〜０，７Ｖ）を引い
た値であり、例えば入力電源電圧が１２Ｖで、電磁弁コ
イル３の定格電圧が６Ｖである場合、経時後に約３■の
定電圧が出力される。この場合、抵抗Ｒ５には、約１２
Ｖ−ダイオードＤ３の順方向電圧（約０５ ｙ ）−電
磁弁コイル３の電圧（約３Ｖ）−８５■が印加されるこ
とになり、抵抗Ｒ５の値を適当に選ぶことによって、ト
ランジスタＱ１に流れる電流を分流することができる。Note that the purpose of the resistor R5 shown in FIG. 1 is to disperse the temperature rise of the transistor Ql. That is, the Zener diode F' Z D 1 and the transistor Q
2 is off, most of the current flows through the transistor Ql since the collector-emitter voltage of the transistor Q1 is 0.1 to 0°5; however, if the Zener diode ZDI and the transistor Q2 are on, the transistor The on-resistance of Q1 increases and the current to the solenoid valve coil 3 is shunted through the resistor R5. For example, the emitter voltage of transistor Q1 is the Zener voltage of Zener diode ZD2 and the collector-emitter voltage of transistor Q2 (
0.1 to 0.4 V) and the forward drop voltage of diode D4 (0.5 to 1.5 V).
For example, if the input power supply voltage is 12V and the rated voltage of the solenoid valve coil 3 is 6V, the voltage between the base and emitter (0.5 to 0.7V) will be subtracted. Voltage is output. In this case, resistor R5 has approximately 12
V - Forward voltage of diode D3 (approximately 05 y) - Voltage of solenoid valve coil 3 (approximately 3 V) - 85 ■ will be applied, and by appropriately selecting the value of resistor R5, the voltage will flow to transistor Q1. Current can be shunted.
これによりトランジスタＱ１として比較的小容量の素子
を使用できるようになる。This makes it possible to use a relatively small capacitance element as the transistor Q1.
なお、第１図においてコンデンサＣ２は異常発振を防止
するためのものである。Note that in FIG. 1, capacitor C2 is for preventing abnormal oscillation.
以上に示した実施例では、トランジスタＱ１をドロッパ
方式で使用したが、これをパルス幅制御などのチョッパ
方式として制御回路を構成してもよい。In the embodiments described above, the transistor Q1 is used in a dropper type, but the control circuit may be configured using a chopper type for pulse width control or the like.
また、この実施例では三方弁の直流ソレノイドパルプに
適用した例であったが、三方弁または四方弁の直流ソレ
ノイドバルブに同様にして適用させることも出来る。Further, in this embodiment, the present invention was applied to a three-way valve DC solenoid pulp, but it can also be similarly applied to a three-way valve or a four-way valve DC solenoid valve.
（６）発明の効果
この発明によれば、電磁弁コイルの可動鉄芯吸引が完了
した後に、その印加電圧が可動鉄芯の吸引保持可能な低
電圧にまで低下されるため、消費電力の節約およびコイ
ル温度の上昇に伴う流体およびその他の周辺構成部品へ
の悪影響を防止することができる。また、電磁弁コイル
の閉型後、直ちにその電磁弁コイルに流れる電流が減衰
するため、電磁弁コイルの閉電時の応答特性が改善され
、ソレノイドバルブを短時間で正確に開閉制御すること
ができる。(6) Effects of the Invention According to this invention, after the movable iron core suction of the solenoid valve coil is completed, the applied voltage is reduced to a low voltage that allows the movable iron core to be attracted and held, thereby saving power consumption. In addition, it is possible to prevent adverse effects on the fluid and other peripheral components due to a rise in coil temperature. In addition, since the current flowing through the solenoid valve coil is attenuated immediately after the solenoid valve coil is closed, the response characteristics when the solenoid valve coil is closed are improved, making it possible to accurately control the opening and closing of the solenoid valve in a short time. can.
第１図はこの発明の実施例である直流ソレノイドバルブ
制御回路の回路図、第２図は同回路により制御される直
流ソレノイドバルブの要部縦断面図である。
ｌ−コイルハウジング、
２−ハルブホディ、
３−電磁弁コイル、
４−プランジャー
５−プランジャスプリング、
６−制御部、
７−流出入ポート、
８−弁座、
９−ダイヤフラム、
Ｄ４−逆流防止ダイオード。FIG. 1 is a circuit diagram of a DC solenoid valve control circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main part of a DC solenoid valve controlled by the circuit. 1-Coil housing, 2-Halbu body, 3-Solenoid valve coil, 4-Plunger 5-Plunger spring, 6-Control section, 7-Inflow/outflow port, 8-Valve seat, 9-Diaphragm, D4-Anti-return diode.
Claims (1)
、また通電を断つことにより前記可動鉄芯が元位置に復
帰してバルブの開閉を行う直流ソレノイドバルブ制御回
路において、 入力電源の基準電位ラインに電磁弁コイルの一端を接続
し、 前記可動鉄芯の吸引始動時に電磁弁コイルに定格電圧を
印加し、吸引後にその印加電圧を可動鉄芯の吸引保持可
能な低電圧に制御する電圧制御回路を、入力電源の電圧
供給ラインと前記電磁弁コイルの他端との間に接続する
とともに、 電磁弁コイルの両端間に蓄積エネルギー放出用ダイオー
ドを接続することなく、前記電圧制御回路と基準電位ラ
インとの間に逆流防止ダイオードを設けたことを特徴と
する直流ソレノイドバルブ制御回路。(1) In a DC solenoid valve control circuit in which the solenoid valve coil attracts the movable iron core when energized, and the movable iron core returns to its original position when the energization is cut off to open and close the valve, the input power source standard is Connect one end of the solenoid valve coil to the potential line, apply a rated voltage to the solenoid valve coil when the movable iron core starts attracting, and after attracting the movable iron core, control the applied voltage to a low voltage that can maintain the movable core's attraction. A control circuit is connected between a voltage supply line of an input power source and the other end of the solenoid valve coil, and the voltage control circuit and the reference are connected without connecting a diode for releasing stored energy between both ends of the solenoid valve coil. A DC solenoid valve control circuit characterized in that a backflow prevention diode is provided between the potential line and the voltage line.
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2538694B2 (en) | 1996-09-25 |
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