JPH05242782A - 集積可能なリレー駆動回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流により作動するリレーを駆動するための
集積可能な回路装置であって、リレーコイルに出力電流
を供給する制御可能な電流源１０を有し、またリレーを
活性化するための制御信号を与えられ得る第１の入力端
３ａを有する回路装置を、リレーおよび半導体製造の際
のばらつきに無関係に各リレーに対して最適な駆動電流
を発生するように改良する。 【構成】 リレーの開閉接点の端子と接続されている第
２の入力端３ｄが設けられており、第１および第２の入
力端３ａ、３ｄと接続されており、第１の入力端３ａに
おける活性化信号の生起の際に制御可能な電流源１０
を、開閉接点が閉じられていることを第２の入力端３ｄ
における入力信号が指示するまで、出力電流が増大され
るように駆動する手段８、９が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流により作動するリ
レーを駆動するための集積可能な回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に自動車で多く行われているような所
与の直流電圧によるリレーの作動の際には、なかんずく
リレーの吸引のためには吸引後の保持のための電流より
も大きい電流が必要であることに起因する一連の問題が
生ずる。それにより保持期間中に不必要に大きい保持電
流が生じ、このことは大きい損失電力およびその結果と
してのリレーの強い自己加熱の原因となる。従って、保
持電流を制限するのが通常である。このことはたとえ
ば、リレーが直接に所与の直流電圧を与えられており、
また吸引のために十分に長い所与の時間の経過後に、リ
レーに電流制限のための直列抵抗が接続されることによ
り行われる。

【０００３】ヨーロッパ特許第 0386300号明細書から、
直流作動のリレーに対する自己監視する駆動回路であっ
て、電流調節回路を有し、その平均出力電流がリレーの
開閉状態を常時開路接点において電圧測定を介して求め
る評価回路により設定される駆動回路は公知である。ヨ
ーロッパ特許第 0386300号明細書の第１図に示されてい
る駆動回路は、常時開路接点の開閉状態に応じて電流調
節回路６を駆動する評価回路７を有する。その際に２つ
の予め定められた電流値が定義されている。これらは吸
引電流および保持電流である。常時開路接点が開かれて
いる間は、評価回路７は電流調節回路を、電流調節回路
の出力電流が吸引電流に等しいように駆動する。リレー
の常時開路接点が閉じると、評価回路７は電流調節回路
を、出力電流が保持電流に等しいように駆動する。示さ
れている装置の欠点は、集積回路のメーカーが、構成要
素の値を仕様の範囲内に保たなければならないという問
題に直面することにある。このことは特に、リレーコイ
ルに供給される吸引または保持電流が調節される際に問
題となる。

【０００４】リレーがリレードライバーにより駆動され
るときに生ずる利点を完全に利用しつくすためには、両
者の間の最適な整合が達成されなければならない。しか
しリレーの製造の際にも集積回路の製造の際にもばらつ
きが生ずるので、リレーおよび半導体メーカーにおける
良品率が制限される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の駆動回路を、リレーおよび半導体製造の際のばらつき
に無関係に各リレーに対して最適な駆動電流を発生する
ように改良することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
特徴により解決される。実施態様は請求項２以下にあげ
られている。

【０００７】

【実施例】以下、３つの図面により本発明を一層詳細に
説明する。

【０００８】図１にブロック回路図を示されている本発
明による回路装置３は、第１の接続端子２と接続されて
いる第１の入力端３ａを含んでいる。別の端子３ｂを介
して回路装置は、第２の接続端子１に与えられる作動電
圧と接続される。さらに、それは第３の端子３ｅを介し
て接地電位と接続されている。

【０００９】第４の端子３ｃは回路装置３をリレーのコ
イル４の第１の端子と接続する。その第２の端子は接地
電位と接続されている。最後に回路装置３は、リレーの
常時開路接点６の第１の端子と接続されている第５の端
子３ｄを有する。常時開路接点の第２の端子は、たとえ
ば供給電圧を供給される端子と接続されている。常時開
路接点６の第１の端子はさらに負荷７の第１の端子と接
続されており、負荷の第２の端子は接地電位と接続され
ている。

【００１０】端子２を介して回路装置３は、リレーの常
時開路接点６が活性化されるべきか否かを指示する信号
を供給される。端子２に活性化信号が与えられると、回
路装置はリレーのコイル４に供給される出力電流をリレ
ーの常時開路接点６が閉じられるまで、端子３ｃにおけ
る最小電流値から出発して増大させる。常時開路接点６
の状態を回路装置３は端子３ｄを介して検出する。この
端子３ｄにおける電位は常時開路接点６が開かれている
状態ではほぼ接地電位に等しく、また常時開路接点６が
閉じられている状態では接続端子５に与えられている電
位に等しい。簡単なコンパレータがここで検出器として
の役割をし得る。

【００１１】本発明の実施例では、回路装置３は、リレ
ーの最初の活性化の際に求められた吸引電流を記憶し、
またリレーのその後の各活性化の際に、求められた吸引
電流を直ちに、すなわちステップ状の増大なしに設定す
るメモリ回路を有し得る。そのためには、もちろん、回
路装置３が永久的に接続端子１を介して作動電圧と接続
されており、またそれによって吸引電流の記憶された値
が喪失されないことが必要である。

【００１２】本発明の別の実施例では、駆動すべきリレ
ーの保持電流を先に求められた吸引電流と等しい仕方で
求める手段を含んでいる。そのために、求められた吸引
電流から出発して端子３ｃにおける出力電流が、開閉接
点６が再び開かれるまで減ぜられる。保持電流の求め方
は、たとえば求められた吸引電流とリレー接点が再び開
く際の電流との間の平均値が所望の保持電流を生ずるよ
うに行われる。こうして求められた保持電流は再びメモ
リ回路により記憶され、またリレーのその後の活性化の
際に直ちに利用される。

【００１３】こうして各リレーに対して製造時のばらつ
きに無関係に最初の活性化の際に吸引電流および場合に
よっては保持電流が求められ得る。

【００１４】最後にあげた実施例の簡単化である本発明
の別の実施例では、保持電流を求めることは省略され、
固定的に予め定められた値により置換され得る。そのた
めに、保持電流は求められた吸引電流から出発して求め
られた吸引電流の予め定められた減少により設定され
る。このような保持電流の決定は、リレーの常時開路接
点６の最初の活性化の際に、保持電流を求めるために上
記の経過の後に必要とされる中断が行われないという利
点を有する。

【００１５】図２には、図１の回路装置３の本発明にと
って主要な部分の原理的ブロック回路図が示されてい
る。それはユニット３の端子３ａに与えられる制御信号
を供給される制御回路８を含んでいる。制御ユニット８
の第１の出力信号は調節可能な出力段１０に供給され
る。これはやはり、ユニット３の端子３ｃから取り出さ
れ得る出力信号を発生する。さらに、端子３ｄに与えら
れる信号を供給され、また制御ユニット８の第２の出力
信号を受ける検出器ユニット９が存在している。検出器
ユニット９は、調節可能な出力段１０を制御する出力信
号を発生する。

【００１６】入力端３ａに、リレーが活性化されるべき
であることを示す信号が与えられると、出力段１０は制
御ユニット８および検出器ユニット９により、端子３ｃ
から取り出され得る出力電流が、リレーの常時開路接点
６が閉じられるまで増大されるように駆動される。常時
開路接点６の閉路は端子３ｄを介して検出器ユニット９
により検出される。これはたとえば、求められた吸引電
流値を記憶する手段を含み得る。これは新たな活性化の
際に直ちに利用される。その際制御ユニット８および検
出器ユニット９は相応の先に求められた吸引電流を直ち
に出力段１０に伝達する。

【００１７】吸引電流を求める期間中の出力段１０の出
力電流の増大はステップ状にもしくはステップなしに行
われ得る。

【００１８】制御回路８はたとえば、後段に接続されて
いる電圧‐電流変換器を有するディジタル‐アナログ変
換器により実現される。電圧‐電流変換器の出力電流は
次いでリレーコイルに供給され得る。簡単なコンパレー
タ回路により次いで追加的に過電流補償も行われ得る。

【００１９】図３には、図２に示されている本発明によ
る制御回路のディジタルな実現が示されている。端子３
ａに与えられる信号は入力コンパレータ１１に供給され
る。これは、発振器１２を駆動する出力信号を発生す
る。発振器から発生された長方形出力信号は分周器１３
に供給される。これは入力信号にくらべて逓減された周
波数の多くの出力信号を発生する。第１の出力信号は個
別パルス発生回路１４に供給される。個別パルス発生回
路の出力信号はｎ段シフトレジスタ１６のデータ入力端
に供給される。分周器１３の第２の出力信号はアンドゲ
ート１５の第１の入力端に供給される。アンドゲート１
５の出力端はシフトレジスタ１６のクロック入力端と接
続されている。図３中に示されている例ではシフトレジ
スタ１６は４段のシフトレジスタである。個々の段の出
力端はそれぞれトランジスタ１７…２０のベースと接続
されている。さらにシフトレジスタの最上位の段の出力
端は個別パルス発生回路１４の第２の入力端と接続され
ている。個々のトランジスタ１７ないし２０のエミッタ
は接地電位と接続されている。６つの抵抗２１ないし２
６の直列回路を介して接地電位と接続されている出力端
を有する参照電圧源２７が設けられている。この装置は
特に４段のシフトレジスタ用に構成されており、また４
＋１の電流ステップを与える。片側で接地電位と接続さ
れている第１の抵抗２１と第２の抵抗２２の間の節点は
トランジスタ１７のコレクタと接続されている。第２の
抵抗２２と第３の抵抗２３の間の節点はトランジスタ１
８のコレクタと接続されており、第３の抵抗２３と第４
の抵抗２４の間の節点はトランジスタ１９のコレクタと
接続されている。さらに第４の抵抗２４と第５の抵抗２
５の間の節点は第４のトランジスタ２０のコレクタと接
続されている。第５の抵抗２５と第６の抵抗２６の間の
節点は第１の演算増幅器２９の負入力端と接続されてい
る。演算増幅器２９の出力端は第２の演算増幅器２８の
正入力端と接続されている。その負入力端は、三角波信
号を出力し得る発振器１２の第２の出力端と接続されて
いる。参照電圧源２７はさらに端子３ｂと接続されてい
る。これはさらに別のトランジスタ３０のエミッタに通
じている。トランジスタ３０のベースは演算増幅器２８
の出力端と接続されている。コレクタは、阻止方向に接
続されているダイオード３１を介して接地電位と接続さ
れている。さらにトランジスタ３０のコレクタは端子３
ｃと接続されている。リレーのコイル４の第２の端子に
通ずる別の端子３ｆが設けられている。この端子３ｆは
演算増幅器２９の正入力端と接続されている。さらにこ
の端子３ｆは抵抗３２を介して接地電位と接続されてい
る。端子３ｄは同じく抵抗３３を介して接地電位と接続
されている。さらにこの端子３ｄは抵抗３４を介して別
のトランジスタ３５のベースと接続されている。トラン
ジスタ３５のエミッタは接地電位と接続されている。コ
レクタは抵抗３６を介して、供給電圧を与えられる内部
端子３８と接続されている。さらにコレクタはフリップ
フロップ３７の入力端と接続されている。フリップフロ
ップ３７の出力端はアンドゲート１５の第２の入力端と
接続されている。

【００２０】発振器１２の内部発振器クロックは分周器
１３を介して、クロック周期が数ｍｓに達するまで分周
される。クロック周期はたとえば５ｍｓであり得る。こ
のクロックはいまアンドゲート１５によるアンド演算を
介してシフトレジスタ１６のクロック入力端Ｃに導かれ
る。同時に個別パルス発生回路１４を介して個別パルス
が発生され、またこれはシフトレジスタ１６のクロック
端子に与えられるクロックにより常にシフトされる。シ
フトレジスタ１６の個々の出力端にはいま、トランジス
タ１７ないし２０および抵抗２１ないし２４により形成
される電流段が接続されている。個別パルスの各シフト
により他の段に切換えられる。それにより出力信号の対
数的上昇が生ずる。シフト過程はリレー接点の閉路によ
りゲート１５のアンド演算を介して終了される。こうし
て求められた段はいま、リレードライバーがスイッチオ
ンされている間は引き続き保たれ、またスイッチオフの
後に再びその値を失う。拡張としてたとえば、特定の安
全値が可能にされるように、求められた段を１だけ高め
る装置が設けられ得る。抵抗３３、３４および３６なら
びにトランジスタ３５およびフリップフロップ３７から
成る回路はリレーの常時開路接点６の開閉状態を求める
ための簡単なコンパレータをなしている。

【００２１】図３中に示されているものと等しい作用を
するアナログ的な実施例は連続的な出力電流上昇の利点
を有する。求められた出力電流値は次いでたとえばサン
プル・アンド・ホールド回路により記憶され得る。

【００２２】本発明による装置はこうしてすべてのリレ
ーに、それらの製造許容差を顧慮せずに、適している。
なぜならば、本発明によるリレードライバーは自動的に
それぞれのリレーに適合するからである。

【００２３】本発明による装置は特に容易に集積可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】リレーと結び付けた本発明による回路装置の原
理的ブロック回路図。

【図２】集積可能な回路装置の本発明による部分のブロ
ック回路図。

【図３】図２に示されているブロック回路図の実施例。

【符号の説明】

１ 第２の接続端子 ２ 第１の接続端子 ３ 本発明による回路装置 ３ｂ 別の端子 ３ｃ 第４の端子 ３ｄ 第５の端子 ３ｅ 第３の端子 ４ コイル ６ 常時開路接点 ７ 負荷 ８ 制御回路 ９ 検出器ユニット １０ 出力段 １１ 入力コンパレータ １２ 発振器 １３ 分周器 １４ 個別パルス発生回路 １５ アンドゲート １６ シフトレジスタ ２８ 演算増幅器 ３７ フリップフロップ ３８ 内部端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流により作動するリレー（４、６）を
   駆動するための集積可能な回路装置（３）であって、リ
   レーコイル（４）に出力電流を供給する制御可能な電流
   源（１０）を有し、またリレー（４、６）を活性化する
   ための制御信号を与えられ得る第１の入力端（３ａ）を
   有する回路装置において、 リレー（４、６）の開閉接点（６）の端子と接続されて
   いる第２の入力端（３ｄ）が設けられており、 第１および第２の入力端（３ａ、３ｄ）と接続されてお
   り、第１の入力端（３ａ）における活性化信号の生起の
   際に制御可能な電流源（１０）を、開閉接点（６）が閉
   じられていることを第２の入力端（３ｄ）における入力
   信号が指示するまで、出力電流が増大されるように駆動
   する手段（８、９）が設けられていることを特徴とする
   直流作動リレーの駆動のための集積可能な回路装置。
2. 【請求項２】 手段（８、９）が、リレーの最初の活性
   化の際に求められた吸引電流を記憶しかつリレー（４、
   ６）のその後の各活性化の際に先に求められた吸引電流
   を直ちに設定するメモリ回路（１６）を含んでいること
   を特徴とする請求項１記載の回路装置。
3. 【請求項３】 手段（８、９）が、制御可能な電流源の
   吸引電流を開閉接点の活性化の後に定義可能な値だけ低
   い電流値に設定する切換装置を含んでいることを特徴と
   する請求項１または２記載の回路装置。
4. 【請求項４】 手段（８、９）が、活性化されたリレー
   における吸引電流を求めた後に制御可能な電流源を、開
   閉接点（６）が開かれていることを第２の入力端（３
   ｄ）における入力信号が指示するまで、出力電流が減少
   されるように駆動する別の制御回路を含んでおり、 第１および第２の求められた電流値の間に位置する保持
   電流の値が記憶され、この保持電流がリレーの後続の活
   性化の際に開閉接点の閉路の後に直ちに設定されること
   を特徴とする請求項２記載の回路装置。