JPH0562826A - バルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路 - Google Patents
バルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路Info
- Publication number
- JPH0562826A JPH0562826A JP22319791A JP22319791A JPH0562826A JP H0562826 A JPH0562826 A JP H0562826A JP 22319791 A JP22319791 A JP 22319791A JP 22319791 A JP22319791 A JP 22319791A JP H0562826 A JPH0562826 A JP H0562826A
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- solenoid
- mosfet
- nch
- circuit
- flyback
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ソレノイド電流の高速開閉に伴う発生損失が少
なく、小型化でき、かつ駆動特性が優れたバルブ駆動用
ソレノイドの電流制御回路を得る。 【構成】Nch-MOSFETと主ダイオ−ドの直列回路か
らなりソレノイドに並列接続されて逆起電圧を吸収する
フライバック回路と、このフライバック回路の中点に接
続されたNch-MOSFETからなりドライブ回路により
駆動されて前記2つのNch-MOSFETを介して流れる
ソレノイド電流を所定のタイミングでオンオフ制御する
主トランジスタスイッチと、姿勢保持期間直前直後の主
トランジスタスイッチのオフ期間中ソレノイドの逆起電
圧を所定のレベルに抑制してフライバック回路のNch-M
OSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に印加するフライバッ
ク制御回路とを備えるものとする。また、ドライブ回
路,フライバック制御回路が、指令信号によりオンオフ
制御されるNch-MOSFETを含むものとする。
なく、小型化でき、かつ駆動特性が優れたバルブ駆動用
ソレノイドの電流制御回路を得る。 【構成】Nch-MOSFETと主ダイオ−ドの直列回路か
らなりソレノイドに並列接続されて逆起電圧を吸収する
フライバック回路と、このフライバック回路の中点に接
続されたNch-MOSFETからなりドライブ回路により
駆動されて前記2つのNch-MOSFETを介して流れる
ソレノイド電流を所定のタイミングでオンオフ制御する
主トランジスタスイッチと、姿勢保持期間直前直後の主
トランジスタスイッチのオフ期間中ソレノイドの逆起電
圧を所定のレベルに抑制してフライバック回路のNch-M
OSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に印加するフライバッ
ク制御回路とを備えるものとする。また、ドライブ回
路,フライバック制御回路が、指令信号によりオンオフ
制御されるNch-MOSFETを含むものとする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】バルブ駆動用ソレノイドの電流制
御回路、ことに自動車の燃料噴射バルブ,エアブレ−キ
システムの油圧バルブ等を駆動するソレノイドの電流制
御回路に関する。
御回路、ことに自動車の燃料噴射バルブ,エアブレ−キ
システムの油圧バルブ等を駆動するソレノイドの電流制
御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車産業では、エンジンのマイコン制
御化が進められており、例えばソレノイドの発熱量を抑
制したハイオミング型と呼ばれる燃料噴射用インジェク
タが知られている。電流制御回路は、この種のインジエ
クタのソレノイドに流れる電流を20KHz 程度の高速
でオンオフ制御し、その通流時間を調整して平均電流を
好適な値に保持するものであるが、インジェクタに動作
抵抗や引っ掛かりがあったりしても、動作渋滞を生ずる
ことなく燃料噴射を行える動作の安定性が求められると
ともに、電流制御回路自身小型で発熱量が少ないことが
求められる。
御化が進められており、例えばソレノイドの発熱量を抑
制したハイオミング型と呼ばれる燃料噴射用インジェク
タが知られている。電流制御回路は、この種のインジエ
クタのソレノイドに流れる電流を20KHz 程度の高速
でオンオフ制御し、その通流時間を調整して平均電流を
好適な値に保持するものであるが、インジェクタに動作
抵抗や引っ掛かりがあったりしても、動作渋滞を生ずる
ことなく燃料噴射を行える動作の安定性が求められると
ともに、電流制御回路自身小型で発熱量が少ないことが
求められる。
【0003】図3は従来のバルブ駆動用ソレノイドの電
流制御回路を示す接続図、図4は従来の電流制御回路の
動作を示すタイムチャ−トである。図において、一方端
が電源に接続されたバルブ駆動用のソレノイド1には、
フライバック用のトランジスタ2がその順方向電流を遮
断する主ダイオ−ド4を介して並列接続され、トランジ
スタ2のコレクタ,ベ−ス間にはソレノイド1の逆起電
圧を阻止する方向にツェナ−ダイオ−ド5が接続される
とともに、ベ−スは抵抗6Aおよびドライブ用のトラン
ジスタ7を介して接地され、図4に示すフライバック制
御信号aがトランジスタ7のベ−スに印加されることに
よりトランジスタ2がオンオフ制御される。また、ソレ
ノイド1には主トランジスタスイッチ3のコレクタが接
続され、そのエミッタは抵抗6Cを介して接地されると
ともに、そのベ−スは抵抗6Bを介してトランジスタ8
A,8Bからなるドライブ回路8に接続され、並列接続
されたベ−スに図4に示すスイッチング指令信号bが加
えられることにより主トランジスタスイッチ3がオンオ
フ制御される。さらに、トランジスタ2はNch のトラン
ジスタ、主トランジスタスイッチ3はPch のトランジス
タからなり、その順方向電流の通流方向が互いに逆向き
になるよう主ダイオ−ド4を介して直列接続される。
流制御回路を示す接続図、図4は従来の電流制御回路の
動作を示すタイムチャ−トである。図において、一方端
が電源に接続されたバルブ駆動用のソレノイド1には、
フライバック用のトランジスタ2がその順方向電流を遮
断する主ダイオ−ド4を介して並列接続され、トランジ
スタ2のコレクタ,ベ−ス間にはソレノイド1の逆起電
圧を阻止する方向にツェナ−ダイオ−ド5が接続される
とともに、ベ−スは抵抗6Aおよびドライブ用のトラン
ジスタ7を介して接地され、図4に示すフライバック制
御信号aがトランジスタ7のベ−スに印加されることに
よりトランジスタ2がオンオフ制御される。また、ソレ
ノイド1には主トランジスタスイッチ3のコレクタが接
続され、そのエミッタは抵抗6Cを介して接地されると
ともに、そのベ−スは抵抗6Bを介してトランジスタ8
A,8Bからなるドライブ回路8に接続され、並列接続
されたベ−スに図4に示すスイッチング指令信号bが加
えられることにより主トランジスタスイッチ3がオンオ
フ制御される。さらに、トランジスタ2はNch のトラン
ジスタ、主トランジスタスイッチ3はPch のトランジス
タからなり、その順方向電流の通流方向が互いに逆向き
になるよう主ダイオ−ド4を介して直列接続される。
【0004】このように構成された従来の電流制御回路
において、主トランジスタスイッチ3がオンした状態で
は電源からソレノイド1に流入したソレノイド電流Is
は主トランジスタスイッチ3を通して流れ、ソレノイド
1に電源電圧Vs が印加される。また、主トランジスタ
スイッチ3がオフする際ソレノイド1に生ずる逆起電圧
は主ダイオ−ド4、および低い動作電圧(Vce sat)で
動作するトランジスタ2からなるフライバック回路によ
り短絡され、逆起電圧はVce satに低減される。一方、
スイッチング指令信号bは図4に示すように、そのオン
期間がバルブ駆動時に長く,駆動後の姿勢保持期間で短
くなるようそのタイミングが設定され、したがってスイ
ッチング指令信号bのオン期間に比例するソレノイド電
流If はバルブの駆動時に大きく,その後の姿勢保持期
間ではバルブの開状態を維持するに必要な最小値に低減
され、ソレノイドの発熱を抑制する。
において、主トランジスタスイッチ3がオンした状態で
は電源からソレノイド1に流入したソレノイド電流Is
は主トランジスタスイッチ3を通して流れ、ソレノイド
1に電源電圧Vs が印加される。また、主トランジスタ
スイッチ3がオフする際ソレノイド1に生ずる逆起電圧
は主ダイオ−ド4、および低い動作電圧(Vce sat)で
動作するトランジスタ2からなるフライバック回路によ
り短絡され、逆起電圧はVce satに低減される。一方、
スイッチング指令信号bは図4に示すように、そのオン
期間がバルブ駆動時に長く,駆動後の姿勢保持期間で短
くなるようそのタイミングが設定され、したがってスイ
ッチング指令信号bのオン期間に比例するソレノイド電
流If はバルブの駆動時に大きく,その後の姿勢保持期
間ではバルブの開状態を維持するに必要な最小値に低減
され、ソレノイドの発熱を抑制する。
【0005】また、姿勢保持期間中オン状態となるフラ
イバック制御信号aは、そのオン期間が姿勢保持期間の
直前直後、スイッチング指令信号bのオフ期間に対応し
て所定時間そのオン期間が短縮され、この間ドライブ用
トランジスタ7および主トランジスタスイッチ3がオフ
状態となるので、トランジスタ2はツェナ−ダイオ−ド
5のツェナ−電圧で決まる高動作電圧状態で大きな駆動
電流をソレノイド1に還流し、ソレノイドの逆起電圧は
ツェナ−電圧に相当する大きさに保持され、バルブ駆動
時の大きなソレノイド電流If は急激に減少する。すな
わち、ソレノイド電流Is の変化dIs /dtは、ツェ
ナ−電圧に比例し,ソレノイドのインダクタンスに逆比
例するので、大きなソレノイド電流でバルブのプランジ
ャ−を高速で駆動して弁を開いた後、直ちにソレノイド
電流を減少させてソレノイドの発熱を抑制できる。ま
た、姿勢保持期間の終了時にソレノイド電流を再び高速
で零に低減してバルブを閉鎖できるので、ソレノイドの
無駄な発熱を抑制できる。
イバック制御信号aは、そのオン期間が姿勢保持期間の
直前直後、スイッチング指令信号bのオフ期間に対応し
て所定時間そのオン期間が短縮され、この間ドライブ用
トランジスタ7および主トランジスタスイッチ3がオフ
状態となるので、トランジスタ2はツェナ−ダイオ−ド
5のツェナ−電圧で決まる高動作電圧状態で大きな駆動
電流をソレノイド1に還流し、ソレノイドの逆起電圧は
ツェナ−電圧に相当する大きさに保持され、バルブ駆動
時の大きなソレノイド電流If は急激に減少する。すな
わち、ソレノイド電流Is の変化dIs /dtは、ツェ
ナ−電圧に比例し,ソレノイドのインダクタンスに逆比
例するので、大きなソレノイド電流でバルブのプランジ
ャ−を高速で駆動して弁を開いた後、直ちにソレノイド
電流を減少させてソレノイドの発熱を抑制できる。ま
た、姿勢保持期間の終了時にソレノイド電流を再び高速
で零に低減してバルブを閉鎖できるので、ソレノイドの
無駄な発熱を抑制できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来例において
電流制御回路を小型化するためには、トランジスタ2お
よび主トランジスタスイッチ3の電流利得hFEを高くす
ることが有効であり、このため従来例ではドライブ回路
のトランジスタをダ−リントン構成にして電流利得を高
くするよう構成されている。ところが、ダ−リントン構
成では逆にトランジスタのVCE(SAT) が高くなり、大き
なソレノイド電流Is を制御した際発生損失が増し、ト
ランジスタの発熱を阻止するための冷却体が大型化する
ことになり、電流制御回路の小型化を阻害するという問
題が発生する。そこで、問題を回避する対策として、ト
ランジスタ2および3をスイッチング損失の少ないPch-
MOSFETおよびNch-MOSFETに置き換えること
が考えられる。しかしながら、Pch-MOSFETはNch-
MOSFETに比べて同一チップサイズにおける動作電
圧が約3倍と高く、これに伴ってドライブ回路の構成素
子が大型化するため、電流制御回路の小型化が阻害され
るという問題があり、その改善が求められている。
電流制御回路を小型化するためには、トランジスタ2お
よび主トランジスタスイッチ3の電流利得hFEを高くす
ることが有効であり、このため従来例ではドライブ回路
のトランジスタをダ−リントン構成にして電流利得を高
くするよう構成されている。ところが、ダ−リントン構
成では逆にトランジスタのVCE(SAT) が高くなり、大き
なソレノイド電流Is を制御した際発生損失が増し、ト
ランジスタの発熱を阻止するための冷却体が大型化する
ことになり、電流制御回路の小型化を阻害するという問
題が発生する。そこで、問題を回避する対策として、ト
ランジスタ2および3をスイッチング損失の少ないPch-
MOSFETおよびNch-MOSFETに置き換えること
が考えられる。しかしながら、Pch-MOSFETはNch-
MOSFETに比べて同一チップサイズにおける動作電
圧が約3倍と高く、これに伴ってドライブ回路の構成素
子が大型化するため、電流制御回路の小型化が阻害され
るという問題があり、その改善が求められている。
【0007】この発明の目的は、ソレノイド電流の高速
開閉に伴う発生損失が少なく、小型化でき、かつバルブ
の駆動特性が優れたバルブ駆動用ソレノイドの電流制御
回路を得ることにある。
開閉に伴う発生損失が少なく、小型化でき、かつバルブ
の駆動特性が優れたバルブ駆動用ソレノイドの電流制御
回路を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、ソレノイド電流の通流時間をバ
ルブの駆動時に長く姿勢保持期間中短い所定のタイミン
グで開閉制御することにより、前記通流時間に比例した
大きさのソレノイド電流をソレノイドに供給するものに
おいて、Nch-MOSFETと主ダイオ−ドとの直列回路
からなり前記ソレノイドに並列接続されてソレノイドの
逆起電圧を吸収するフライバック回路と、このフライバ
ック回路の中点に接続されたNch-MOSFETからなり
ドライブ回路により駆動されて互いに直列接続された前
記2つのNch-MOSFETを介して流れるソレノイド電
流を前記所定のタイミングでオンオフ制御する主トラン
ジスタスイッチと、前記姿勢保持期間直前直後の主トラ
ンジスタスイッチのオフ期間中前記ソレノイドの逆起電
圧を所定のレベルに抑制して前記Nch-MOSFETのド
レ−ン,ゲ−ト間に印加するフライバック制御回路とを
備えてなるものとする。
に、この発明によれば、ソレノイド電流の通流時間をバ
ルブの駆動時に長く姿勢保持期間中短い所定のタイミン
グで開閉制御することにより、前記通流時間に比例した
大きさのソレノイド電流をソレノイドに供給するものに
おいて、Nch-MOSFETと主ダイオ−ドとの直列回路
からなり前記ソレノイドに並列接続されてソレノイドの
逆起電圧を吸収するフライバック回路と、このフライバ
ック回路の中点に接続されたNch-MOSFETからなり
ドライブ回路により駆動されて互いに直列接続された前
記2つのNch-MOSFETを介して流れるソレノイド電
流を前記所定のタイミングでオンオフ制御する主トラン
ジスタスイッチと、前記姿勢保持期間直前直後の主トラ
ンジスタスイッチのオフ期間中前記ソレノイドの逆起電
圧を所定のレベルに抑制して前記Nch-MOSFETのド
レ−ン,ゲ−ト間に印加するフライバック制御回路とを
備えてなるものとする。
【0009】また、ドライブ回路が、ドレ−ンが電源お
よび主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を
介して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETからな
り、ソレノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFET
をオフさせるスイッチング指令信号により主トランジス
タスイッチを所定のタイミングでオンオフ制御するよう
形成されてなるものとする。
よび主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を
介して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETからな
り、ソレノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFET
をオフさせるスイッチング指令信号により主トランジス
タスイッチを所定のタイミングでオンオフ制御するよう
形成されてなるものとする。
【0010】さらに、フライバック制御回路が、フライ
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点と前記Nch-MOSFET
のゲ−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗
と、前記Nch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続
され前記トランジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧
をツェナ−電圧にクランプして前記Nch-MOSFETの
ドレ−ン,ゲ−ト間に供給するクランプ回路とを備え、
前記トランジスタがフライバック制御信号により導通す
ることにより前記クランプ回路が動作するよう形成され
てなるものとする。
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点と前記Nch-MOSFET
のゲ−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗
と、前記Nch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続
され前記トランジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧
をツェナ−電圧にクランプして前記Nch-MOSFETの
ドレ−ン,ゲ−ト間に供給するクランプ回路とを備え、
前記トランジスタがフライバック制御信号により導通す
ることにより前記クランプ回路が動作するよう形成され
てなるものとする。
【0011】
【作用】この発明の構成は、フライバック制御回路のト
ランジスタおよび主トランジスタスイッチをともにソレ
ノイド電流を通流するよう直列接続されたNch-MOSF
ETで構成することにより、大きなソレノイド電流の高
速スイッチングに対する発生損失および動作電圧が低
く、電流制御回路を小型化できることに着目して成され
たものである。具体的には、一方端が電源に接続された
ソレノイドにドレ−ンが接続されたNch-MOSFETお
よびこのNch-MOSFETのソ−スと電源との間に接続
された主ダイオ−ドとでNch-MOSFETのオン期間中
ソレノイドの逆起電圧を吸収するフライバック回路を構
成し、このフライバック回路の中点(前記Nch-MOSF
ETのソ−ス)にドレ−ンが接続されソ−スが抵抗を介
して接地されたNch-MOSFETにより主トランジスタ
スイッチを構成し、この主トランジスタスイッチをドラ
イブ回路により所定のタイミングでオンオフ制御するよ
う構成したことにより、ソレノイド電流は2つのNch-M
OSFETを直列に流れ、ドライブ回路による主トラン
ジスタスイッチの通流時間をバルブの駆動時に長く,姿
勢保持期間中短くオンオフ制御することにより、大きな
ソレノイド電流に対して発生損失が少なく小型で動作が
安定した電流制御回路が得られる。また、姿勢保持期間
中主トランジスタスイッチのオンオフによりソレノイド
に発生する逆起電圧はフライバック回路により吸収され
る。
ランジスタおよび主トランジスタスイッチをともにソレ
ノイド電流を通流するよう直列接続されたNch-MOSF
ETで構成することにより、大きなソレノイド電流の高
速スイッチングに対する発生損失および動作電圧が低
く、電流制御回路を小型化できることに着目して成され
たものである。具体的には、一方端が電源に接続された
ソレノイドにドレ−ンが接続されたNch-MOSFETお
よびこのNch-MOSFETのソ−スと電源との間に接続
された主ダイオ−ドとでNch-MOSFETのオン期間中
ソレノイドの逆起電圧を吸収するフライバック回路を構
成し、このフライバック回路の中点(前記Nch-MOSF
ETのソ−ス)にドレ−ンが接続されソ−スが抵抗を介
して接地されたNch-MOSFETにより主トランジスタ
スイッチを構成し、この主トランジスタスイッチをドラ
イブ回路により所定のタイミングでオンオフ制御するよ
う構成したことにより、ソレノイド電流は2つのNch-M
OSFETを直列に流れ、ドライブ回路による主トラン
ジスタスイッチの通流時間をバルブの駆動時に長く,姿
勢保持期間中短くオンオフ制御することにより、大きな
ソレノイド電流に対して発生損失が少なく小型で動作が
安定した電流制御回路が得られる。また、姿勢保持期間
中主トランジスタスイッチのオンオフによりソレノイド
に発生する逆起電圧はフライバック回路により吸収され
る。
【0012】また、ドライブ回路を、ドレ−ンが電源お
よび主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を
介して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETとし、ソ
レノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFETをオフ
させるスイッチング指令信号により主トランジスタスイ
ッチを所定のタイミングでオンオフ制御するようすれ
ば、動作電圧の低減が可能になり、主トランジスタスイ
ッチおよびドライブ回路を小型化することができる。
よび主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を
介して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETとし、ソ
レノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFETをオフ
させるスイッチング指令信号により主トランジスタスイ
ッチを所定のタイミングでオンオフ制御するようすれ
ば、動作電圧の低減が可能になり、主トランジスタスイ
ッチおよびドライブ回路を小型化することができる。
【0013】さらに、フライバック制御回路を、フライ
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点とNch-MOSFETのゲ
−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗と、Nc
h-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されトラン
ジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧をツェナ−電圧
にクランプしてNch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間
に供給するクランプ回路とで構成すれば、トランジスタ
を姿勢保持期間の直前直後の主トランジスタスイッチの
オフ期間中、フライバック制御信号により導通させるこ
とにより、ソレノイドの逆起電圧を所定のレベルに抑制
して前記Nch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に印加
し、Nch-MOSFETを高い動作電圧で駆動してソレノ
イド電流をフライバック回路に還流できるので、ソレノ
イド電流は急速に減少し、ソレノイドの無駄な発熱を回
避する機能が得られる。
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点とNch-MOSFETのゲ
−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗と、Nc
h-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されトラン
ジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧をツェナ−電圧
にクランプしてNch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間
に供給するクランプ回路とで構成すれば、トランジスタ
を姿勢保持期間の直前直後の主トランジスタスイッチの
オフ期間中、フライバック制御信号により導通させるこ
とにより、ソレノイドの逆起電圧を所定のレベルに抑制
して前記Nch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に印加
し、Nch-MOSFETを高い動作電圧で駆動してソレノ
イド電流をフライバック回路に還流できるので、ソレノ
イド電流は急速に減少し、ソレノイドの無駄な発熱を回
避する機能が得られる。
【0014】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図1はこの発明の実施例になるバルブ駆動用ソレノ
イドの電流制御回路を示す接続図、図2は実施例になる
電流制御回路の動作を示すタイムチャ−トであり、従来
技術と同じ構成部分には同一参照符号を付すことによ
り、重複した説明を省略する。図において、電源からソ
レノイド電流Is の供給を受けるソレノイド1には並列
に、互いに直列接続されたNch-MOSFET12および
主ダイオ−ド14が接続されてソレノイド1の逆起電圧
をNch-MOSFETの低い動作電圧(Vds sat) に低減
するフライバック回路15を構成する。また、フライバ
ック回路15の中点(Nch-MOSFET12のソ−ス)
にはNch-MOSFETからなる主トランジスタスイッチ
13が接続され、そのソ−スが抵抗16Cを介して接地
されることにより、2つのNch-MOSFET12および
13の直列回路からなるソレノイド電流Is の通路が形
成される。
る。図1はこの発明の実施例になるバルブ駆動用ソレノ
イドの電流制御回路を示す接続図、図2は実施例になる
電流制御回路の動作を示すタイムチャ−トであり、従来
技術と同じ構成部分には同一参照符号を付すことによ
り、重複した説明を省略する。図において、電源からソ
レノイド電流Is の供給を受けるソレノイド1には並列
に、互いに直列接続されたNch-MOSFET12および
主ダイオ−ド14が接続されてソレノイド1の逆起電圧
をNch-MOSFETの低い動作電圧(Vds sat) に低減
するフライバック回路15を構成する。また、フライバ
ック回路15の中点(Nch-MOSFET12のソ−ス)
にはNch-MOSFETからなる主トランジスタスイッチ
13が接続され、そのソ−スが抵抗16Cを介して接地
されることにより、2つのNch-MOSFET12および
13の直列回路からなるソレノイド電流Is の通路が形
成される。
【0015】一方、主トランジスタスイッチ13のゲ−
トは抵抗16Bを介してドライブ回路としてのソ−ス接
地Nch-MOSFET18のドレ−ンに接続され、抵抗1
6Aを介して電源から供給されるNch-MOSFETのド
レ−ン電流を、ゲ−トに加えられるスイッチング指令信
号Bによりオンオフ制御することにより、主トランジス
タスイッチ13のオンオフ制御が行われる。また、フラ
イバック回路15の動作はフライバック制御回路21に
よりNch-MOSFET12の通流状態を制御することに
より行われる。
トは抵抗16Bを介してドライブ回路としてのソ−ス接
地Nch-MOSFET18のドレ−ンに接続され、抵抗1
6Aを介して電源から供給されるNch-MOSFETのド
レ−ン電流を、ゲ−トに加えられるスイッチング指令信
号Bによりオンオフ制御することにより、主トランジス
タスイッチ13のオンオフ制御が行われる。また、フラ
イバック回路15の動作はフライバック制御回路21に
よりNch-MOSFET12の通流状態を制御することに
より行われる。
【0016】フライバック制御回路21は、図ではソ−
ス接地Nch-MOSFETからなるトランジスタ22と、
そのドレ−ンと電源間およびNch-MOSFET12のゲ
−ト間ならびにソ−ス間にそれぞれに接続された抵抗2
6A,26B、ならびにコンデンサ23と、Nch-MOS
FETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されたクランプ回路
25とで構成され、クランプ回路25はソレノイド1の
逆起電圧を阻止する方向のツェナ−ダイオ−ドおよびこ
れとは逆にゲ−トバイアス電圧を阻止する方向のダイオ
−ドとの直列回路で構成される。
ス接地Nch-MOSFETからなるトランジスタ22と、
そのドレ−ンと電源間およびNch-MOSFET12のゲ
−ト間ならびにソ−ス間にそれぞれに接続された抵抗2
6A,26B、ならびにコンデンサ23と、Nch-MOS
FETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されたクランプ回路
25とで構成され、クランプ回路25はソレノイド1の
逆起電圧を阻止する方向のツェナ−ダイオ−ドおよびこ
れとは逆にゲ−トバイアス電圧を阻止する方向のダイオ
−ドとの直列回路で構成される。
【0017】次に、上述のように構成された電流制御回
路の動作を説明する。図2においてスイッチング指令信
号Bは零レベル期間が駆動時にt1 〜t3 と長く、姿勢
保持期間で短くなるようそのオンオフタイミングが設定
される。また、フライバック制御信号Aはその零レベル
期間が駆動時には信号Bと等しく、姿勢保持期間では零
期間が持続するよう設定されるとともに、姿勢保持期間
直前,直後の信号Bの零期間t3 〜t4 およびt5 〜t
6 に対応して高レベルとなるようそのオンオフタイミン
グが設定される。したがって、t1 時点で信号Bが零に
変化するとドライブ回路18がオフし、電源電圧がゲ−
トに印加されることにより主トランジスタスイッチは導
通状態となり、同時に信号Aが零に変化してトランジス
タ22がオフになるので電源電圧は抵抗26A,26B
を介してNch-MOSFET12のゲ−トに印加され、Nc
h-MOSFET12が導通するので、ソレノイド電流I
s が2つのNch-MOSFETを直列に流れ、信号A,B
の長い零期間に比例した大きなソレノイド電流によって
ソレノイド1が励磁され、図示しないバルブが高速駆動
される。なお、この時電源から抵抗26A,コンデンサ
23,および主トランジスタスイッチ13の経路でコン
デンサ23が充電されることにより、Nch-MOSFET
12のソ−ス電位が安定する。
路の動作を説明する。図2においてスイッチング指令信
号Bは零レベル期間が駆動時にt1 〜t3 と長く、姿勢
保持期間で短くなるようそのオンオフタイミングが設定
される。また、フライバック制御信号Aはその零レベル
期間が駆動時には信号Bと等しく、姿勢保持期間では零
期間が持続するよう設定されるとともに、姿勢保持期間
直前,直後の信号Bの零期間t3 〜t4 およびt5 〜t
6 に対応して高レベルとなるようそのオンオフタイミン
グが設定される。したがって、t1 時点で信号Bが零に
変化するとドライブ回路18がオフし、電源電圧がゲ−
トに印加されることにより主トランジスタスイッチは導
通状態となり、同時に信号Aが零に変化してトランジス
タ22がオフになるので電源電圧は抵抗26A,26B
を介してNch-MOSFET12のゲ−トに印加され、Nc
h-MOSFET12が導通するので、ソレノイド電流I
s が2つのNch-MOSFETを直列に流れ、信号A,B
の長い零期間に比例した大きなソレノイド電流によって
ソレノイド1が励磁され、図示しないバルブが高速駆動
される。なお、この時電源から抵抗26A,コンデンサ
23,および主トランジスタスイッチ13の経路でコン
デンサ23が充電されることにより、Nch-MOSFET
12のソ−ス電位が安定する。
【0018】t3 時点で信号A,Bが高レベルに変化す
ると、主トランジスタスイッチ13が閉じてソレノイド
電流を遮断するとともに、トランジスタ22が導通して
コンデンサ23の電荷を主トランジスタスイッチのドレ
−ン,ソ−ス間の寄生ダイオ−ドを介して放電するの
で、Nch-MOSFET12のベ−ス電圧は零となりオフ
状態に変化する。しかし、大きなソレノイド電流が遮断
されることによりソレノイド1に大きな逆起電圧が発生
するので、この逆起電圧がクランプ回路25のツェナ−
電圧を越えた時点でクランプ回路25,抵抗26B,ト
ランジスタ22の経路で電流が流れ、ソレノイド1がツ
ェナ−電圧を保持した状態でNch-MOSFET12が高
い作動電圧で駆動される。したがって、ソレノイド1の
蓄積エネルギ−はフライバック回路15を通して放電
し、駆動時の大きなソレノイド電流Is はt3 〜t4 時
点で急速に減少する。このような回路の動作は姿勢保持
期間直後のt5 〜t6 時点でも同様に発生し、ソレノイ
ド電流を零に低減する。
ると、主トランジスタスイッチ13が閉じてソレノイド
電流を遮断するとともに、トランジスタ22が導通して
コンデンサ23の電荷を主トランジスタスイッチのドレ
−ン,ソ−ス間の寄生ダイオ−ドを介して放電するの
で、Nch-MOSFET12のベ−ス電圧は零となりオフ
状態に変化する。しかし、大きなソレノイド電流が遮断
されることによりソレノイド1に大きな逆起電圧が発生
するので、この逆起電圧がクランプ回路25のツェナ−
電圧を越えた時点でクランプ回路25,抵抗26B,ト
ランジスタ22の経路で電流が流れ、ソレノイド1がツ
ェナ−電圧を保持した状態でNch-MOSFET12が高
い作動電圧で駆動される。したがって、ソレノイド1の
蓄積エネルギ−はフライバック回路15を通して放電
し、駆動時の大きなソレノイド電流Is はt3 〜t4 時
点で急速に減少する。このような回路の動作は姿勢保持
期間直後のt5 〜t6 時点でも同様に発生し、ソレノイ
ド電流を零に低減する。
【0019】また、t4 〜t5 時点の姿勢保持期間にお
いては、トランジスタ22が閉じてNch-MOSFET1
2が導通状態を維持するので、信号Bの零レベル期間主
トランジスタスイッチ13が導通してソレノイド電流が
流れ、信号Bの高レベル期間にはソレノイドの逆起電圧
がフライバック回路に吸収されてソレノイド1の逆起電
圧をNch-MOSFET12の低い順方向電圧降下V
DS SATに保持するとともに、ソレノイドの蓄積エネルギ
−がフライバック回路を介して放電するので、ソレノイ
ド電流は幾分低下し、所定の範囲でソレノイド電流が変
化する。
いては、トランジスタ22が閉じてNch-MOSFET1
2が導通状態を維持するので、信号Bの零レベル期間主
トランジスタスイッチ13が導通してソレノイド電流が
流れ、信号Bの高レベル期間にはソレノイドの逆起電圧
がフライバック回路に吸収されてソレノイド1の逆起電
圧をNch-MOSFET12の低い順方向電圧降下V
DS SATに保持するとともに、ソレノイドの蓄積エネルギ
−がフライバック回路を介して放電するので、ソレノイ
ド電流は幾分低下し、所定の範囲でソレノイド電流が変
化する。
【0020】上述のように、実施例になる電流制御回路
においては、フライバック回路15のNch-MOSFET
12が主トランジスタスイッチ13としてのNch-MOS
FETと直列接続されて、ソレノイド電流Isのスイッ
チング回路を形成し、かつNch-MOSFETからなるド
ライブ回路18と、フライバック制御回路21のNch-M
OSFETからなるトランジスタ22により主トランジ
スタスイッチおよびフライバック回路の高速スイッチン
グ制御が行われるので、Nch-MOSFETの持つ低い動
作電圧性能および低スイッチング損失性能を有効に利用
し、低損失で小型なバルブ駆動用ソレノイドの電流制御
回路が得られる。
においては、フライバック回路15のNch-MOSFET
12が主トランジスタスイッチ13としてのNch-MOS
FETと直列接続されて、ソレノイド電流Isのスイッ
チング回路を形成し、かつNch-MOSFETからなるド
ライブ回路18と、フライバック制御回路21のNch-M
OSFETからなるトランジスタ22により主トランジ
スタスイッチおよびフライバック回路の高速スイッチン
グ制御が行われるので、Nch-MOSFETの持つ低い動
作電圧性能および低スイッチング損失性能を有効に利用
し、低損失で小型なバルブ駆動用ソレノイドの電流制御
回路が得られる。
【0021】
【発明の効果】この発明は前述のように、ソレノイドに
2つのNch-MOSFETを直列接続し、接地側のNch-M
OSFETを主トランジスタスイッチとしてソレノイド
電流のスイッチングを行うとともに、ソレノイドおよび
これに近いNch-MOSFETに主ダイオ−ドを並列接続
してソレノイドの逆起電圧を吸収するフライバック回路
を形成するよう構成した。その結果、Nch-MOSFET
の持つ低いスイッチング損失性能および低い動作電圧性
能を利用できるので、バイポ−ラトランジスタを用いた
従来の電流制御回路で問題になった損失の増加,および
これに起因する冷却体の大型化を回避できるとともに、
Pch-MOSFETとNch-MOSFETとを組み合わせて
使用する場合Pch-MOSFETの動作電圧が高く,その
駆動回路が大型化するという問題点が排除され、大きな
ソレノイド電流を低損失で高速スイッチング制御でき、
発熱が少なく小型化された電流制御回路を備えたバルブ
駆動用ソレノイドを提供することができる。
2つのNch-MOSFETを直列接続し、接地側のNch-M
OSFETを主トランジスタスイッチとしてソレノイド
電流のスイッチングを行うとともに、ソレノイドおよび
これに近いNch-MOSFETに主ダイオ−ドを並列接続
してソレノイドの逆起電圧を吸収するフライバック回路
を形成するよう構成した。その結果、Nch-MOSFET
の持つ低いスイッチング損失性能および低い動作電圧性
能を利用できるので、バイポ−ラトランジスタを用いた
従来の電流制御回路で問題になった損失の増加,および
これに起因する冷却体の大型化を回避できるとともに、
Pch-MOSFETとNch-MOSFETとを組み合わせて
使用する場合Pch-MOSFETの動作電圧が高く,その
駆動回路が大型化するという問題点が排除され、大きな
ソレノイド電流を低損失で高速スイッチング制御でき、
発熱が少なく小型化された電流制御回路を備えたバルブ
駆動用ソレノイドを提供することができる。
【0022】また、ドライブ回路がドレ−ンが電源およ
び主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を介
して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETからなり、
ソレノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFETをオ
フさせるスイッチング指令信号により主トランジスタス
イッチを所定のタイミングでオンオフ制御するよう構成
すれば、動作電圧が低く、低損失で、より小型化された
ドライブ回路を有する主トランジスタスイッチを提供す
ることができる。
び主トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を介
して接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETからなり、
ソレノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFETをオ
フさせるスイッチング指令信号により主トランジスタス
イッチを所定のタイミングでオンオフ制御するよう構成
すれば、動作電圧が低く、低損失で、より小型化された
ドライブ回路を有する主トランジスタスイッチを提供す
ることができる。
【0023】さらに、フライバック制御回路を、フライ
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点とNch-MOSFETのゲ
−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗と、Nc
h-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されトラン
ジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧をツェナ−電圧
にクランプしてNch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間
に供給するクランプ回路とで構成すれば、フライバック
回路のNch-MOSFETをソレノイド電流の通路として
の機能と、フライバック回路による逆起電圧の吸収機能
とに兼用する制御を行うことができるとともに、姿勢保
持期間の直前直後にトランジスタを導通させるよう制御
することにより、ソレノイドの逆起電圧をクランプ回路
のツェナ−電圧に保持してNch-MOSFETを高い作動
電圧で駆動し、ソレノイド電流を急速に減衰させる機能
が得られ、ソレノイドの無駄な発熱を阻止する効果が得
られる。また、トランジスタをNch-MOSFETで構成
すれば、低損失かつ低作動電圧のフライバック制御回路
を形成でき、より低損失で小型化されたフライバック制
御回路を有するバルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路
を提供することができる。
バック回路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続
され他方端が接地されたコンデンサおよびトランジスタ
の直列体と、この直列体の中点とNch-MOSFETのゲ
−ト間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗と、Nc
h-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続されトラン
ジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧をツェナ−電圧
にクランプしてNch-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間
に供給するクランプ回路とで構成すれば、フライバック
回路のNch-MOSFETをソレノイド電流の通路として
の機能と、フライバック回路による逆起電圧の吸収機能
とに兼用する制御を行うことができるとともに、姿勢保
持期間の直前直後にトランジスタを導通させるよう制御
することにより、ソレノイドの逆起電圧をクランプ回路
のツェナ−電圧に保持してNch-MOSFETを高い作動
電圧で駆動し、ソレノイド電流を急速に減衰させる機能
が得られ、ソレノイドの無駄な発熱を阻止する効果が得
られる。また、トランジスタをNch-MOSFETで構成
すれば、低損失かつ低作動電圧のフライバック制御回路
を形成でき、より低損失で小型化されたフライバック制
御回路を有するバルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路
を提供することができる。
【図1】この発明の実施例になるバルブ駆動用ソレノイ
ドの電流制御回路の構成を示す接続図
ドの電流制御回路の構成を示す接続図
【図2】実施例になる電流制御回路の動作を示すタイム
チャ−ト
チャ−ト
【図3】従来のバルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路
を示す接続図
を示す接続図
【図4】従来の電流制御回路の動作を示すタイムチャ−
ト
ト
1 バルブ駆動用ソレノイド 2 フライバック用トランジスタ 3 主トランジスタスイッチ 4 主ダイオ−ド 5 ツェナ−ダイオ−ド 7 トランジスタ(フライバック制御用) 8 ドライブ回路 12 Nch-MOSFET 13 主トランジスタスイッチ(Nch-MOSFET) 14 主ダイオ−ド 15 フライバック回路(Nch-MOSFET) 18 ドライブ回路 21 フライバック制御回路 22 トランジスタ(Nch-MOSFET) 23 コンデンサ 25 クランプ回路 A フライバック制御信号 B スイッチング指令信号
Claims (3)
- 【請求項1】ソレノイド電流の通流時間をバルブの駆動
時に長く姿勢保持期間中短い所定のタイミングで開閉制
御することにより、前記通流時間に比例した大きさのソ
レノイド電流をソレノイドに供給するものにおいて、Nc
h-MOSFETと主ダイオ−ドとの直列回路からなり前
記ソレノイドに並列接続されてソレノイドの逆起電圧を
吸収するフライバック回路と、このフライバック回路の
中点に接続されたNch-MOSFETからなりドライブ回
路により駆動されて互いに直列接続された前記2つのNc
h-MOSFETを介して流れるソレノイド電流を前記所
定のタイミングでオンオフ制御する主トランジスタスイ
ッチと、前記姿勢保持期間直前直後の主トランジスタス
イッチのオフ期間中前記ソレノイドの逆起電圧を所定の
レベルに抑制して前記Nch-MOSFETのドレ−ン,ゲ
−ト間に印加するフライバック制御回路とを備えてなる
ことを特徴とするバルブ駆動用ソレノイドの電流制御回
路。 - 【請求項2】ドライブ回路が、ドレ−ンが電源および主
トランジスタスイッチのゲ−トにそれぞれ抵抗を介して
接続されたソ−ス接地Nch-MOSFETからなり、ソレ
ノイド電流の通流期間中前記Nch-MOSFETをオフさ
せるスイッチング指令信号により主トランジスタスイッ
チを所定のタイミングでオンオフ制御するよう形成され
てなることを特徴とする請求項1記載のバルブ駆動用ソ
レノイドの電流制御回路。 - 【請求項3】フライバック制御回路が、フライバック回
路のNch-MOSFETのソ−スに一方端が接続され他方
端が接地されたコンデンサおよびトランジスタの直列体
と、この直列体の中点と前記Nch-MOSFETのゲ−ト
間,および電源間にそれぞれ接続された抵抗と、前記Nc
h-MOSFETのドレ−ン,ゲ−ト間に接続され前記ト
ランジスタの導通時にソレノイドの逆起電圧をツェナ−
電圧にクランプして前記Nch-MOSFETのドレ−ン,
ゲ−ト間に供給するクランプ回路とを備え、前記トラン
ジスタがフライバック制御信号により導通することによ
り前記クランプ回路が動作するよう形成されてなること
を特徴とする請求項1記載のバルブ駆動用ソレノイドの
電流制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22319791A JPH0562826A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | バルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22319791A JPH0562826A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | バルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0562826A true JPH0562826A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16794324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22319791A Pending JPH0562826A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | バルブ駆動用ソレノイドの電流制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0562826A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1096480A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Kayaba Ind Co Ltd | 電磁弁駆動回路 |
JP2008228277A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-09-25 | Yazaki North America Inc | センスレジスタによって制御される定電流リレードライバ |
KR101029942B1 (ko) * | 2006-06-27 | 2011-04-19 | 주식회사 만도 | 차량용 솔레노이드 전류 제어 회로 |
US20130243608A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Denso Corporation | Control device of high pressure pump |
KR20180008149A (ko) * | 2016-07-15 | 2018-01-24 | 주식회사 만도 | 솔레노이드 밸브의 제어 회로 |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP22319791A patent/JPH0562826A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1096480A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Kayaba Ind Co Ltd | 電磁弁駆動回路 |
KR101029942B1 (ko) * | 2006-06-27 | 2011-04-19 | 주식회사 만도 | 차량용 솔레노이드 전류 제어 회로 |
JP2008228277A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-09-25 | Yazaki North America Inc | センスレジスタによって制御される定電流リレードライバ |
US20130243608A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Denso Corporation | Control device of high pressure pump |
US9341181B2 (en) * | 2012-03-16 | 2016-05-17 | Denso Corporation | Control device of high pressure pump |
KR20180008149A (ko) * | 2016-07-15 | 2018-01-24 | 주식회사 만도 | 솔레노이드 밸브의 제어 회로 |
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