JPH06176923A - 電磁負荷を駆動する回路装置 - Google Patents
電磁負荷を駆動する回路装置Info
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- JPH06176923A JPH06176923A JP21001693A JP21001693A JPH06176923A JP H06176923 A JPH06176923 A JP H06176923A JP 21001693 A JP21001693 A JP 21001693A JP 21001693 A JP21001693 A JP 21001693A JP H06176923 A JPH06176923 A JP H06176923A
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- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08146—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in bipolar transistor switches
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Abstract
で極めて高速な消圧を行なうことができ、その際僅かの
エネルギ損失しか発生しない消圧装置が得られるように
する。 【構成】 電磁負荷10に直列にドライバ回路20が接
続される。このドライバ回路は消圧回路70によりバイ
パス可能である。この消圧回路は、負荷遮断時負荷に蓄
積されたエネルギを吸収するコンデンサ50と、制御ツ
ェナーダイオード70から構成される。制御ツェナーダ
イオードはトランジスタ80とツェナーダイオード90
からなる。負荷遮断時の大部分のエネルギはコンデンサ
に吸収され、損失熱が少なくなるとともに、制御ツェナ
ーダイオードにより高速な消圧が実現される。
Description
路装置、更に詳細には、消圧回路によりバイパス可能
で、負荷に直列に接続されたドライバ回路を備え、前記
消圧回路が負荷に蓄積されたエネルギを吸収する少なく
ともエネルギ蓄積器を有する電磁負荷を駆動する回路装
置に関する。
ーOS3734415から知られている。ここには電圧
を用いて電磁負荷を駆動する回路装置が記載されてい
る。負荷に直列に接続されたドライバ回路は消圧回路に
よりバイパスされる。この消圧回路は負荷に蓄積された
エネルギを吸収するコンデンサで形成されるエネルギ蓄
積器を有している。
ネルギがコンデンサに一時蓄積され次のスイッチオン時
に再び利用できる、という利点がある。欠点としては、
コンデンサにより消圧過程が顕著に遅くなることであ
る。
構成した電磁負荷用の回路装置が知られている。このよ
うな回路装置では、消圧過程が極めて高速に終了すると
いう利点はあるが、消圧過程で得られるエネルギが熱に
変換され失われてしまうという欠点がある。
は、電磁負荷用の回路装置において短い消圧時間で極め
て高速な消圧を行なうことができ、その際僅かのエネル
ギ損失しか発生しない消圧装置が得られるようにするこ
とである。
解決するために、消圧回路によりバイパス可能で、負荷
に直列に接続されたドライバ回路を備え、前記消圧回路
が負荷に蓄積されたエネルギを吸収する少なくとも一つ
のエネルギ蓄積器を有する電磁負荷を駆動する回路装置
において、前記消圧回路が更に制御ツェナーダイオード
を有する構成を採用した。
ーダイオードを用いた本発明の回路装置では、ツェナー
ダイオードを用いた消圧回路とコンデンサを用いた消圧
回路の利点がそれぞれ得られる。従って、従来の欠点を
除去しそれぞれの利点を備えた電磁負荷用の回路装置が
得られる。
に説明する。
び図4の実施例では単に本発明の要素のみが図示され説
明されており、本発明に関係しない素子は省略されてい
る。
くは内燃機関、特に自己着火式の内燃機関に用いられ
る。この場合、燃料計量は電磁弁により制御される。従
って、電磁弁の正確な開放時点ないし閉鎖時点により噴
射開始ないし噴射終了(あるいはその逆)が定められる
ことになる。
駆動と実際の電磁弁の開閉時点間で極めて短い時間しか
経過しないことが望まれる。閉鎖ないし開放時間はほぼ
電磁弁のスイッチオフ時の消圧過程の期間に関係するの
で、消圧過程を極めて高速に行なうことが望まれる。極
めて高速な消圧は、通常図1に示す回路装置を用いて行
なわれる。
供給電圧UBの一方の極に接続される。電磁負荷10
は、好ましい実施例では、電磁弁のコイルである。電磁
負荷の特性はほぼそのインダクタンスにより決定され
る。以下では、単に負荷ということにする。回路装置を
自動車に用いるときには、供給電圧は通常バッテリ電圧
に対応する。
0を介して供給電圧UBの他方の極に接続されている。
供給電圧の他方の極は以下ではアースとも呼ばれる。ド
ライバ回路20はここではトランジスタとして図示され
ている。しかし他のドライバ回路ないしスイッチング手
段も用いることもできる。
と電磁負荷の間の接続点に極めて大きな電圧が発生す
る。この高電圧は消圧回路30を用いて崩壊させなけれ
ばならない。本実施例では消圧回路30は、ツェナーダ
イオード40から構成される。ツェナーダイオード40
には電圧Uが印加される。負荷10とドライバ回路20
の直列回路には供給電圧UBが印加される。電磁負荷に
は電流iが流れる。
圧値が図示されている。時点0でドライバ回路20が駆
動され、電磁負荷10と供給電圧UB間の電流が遮断さ
れる。この時点でドライバ回路と電磁負荷間の接続点の
電圧は極めて大きな値となる。
してツェナーダイオードの破壊電圧に対応する値UZに
制限される。同時に電磁負荷には、時間tに関して一次
近似で線形に減少する電流iが流れる。時点T1でこの
電流は0の値に達し消圧回路に印加される電圧Uは、電
源電圧UBに戻る。このようにして時点T1で消圧過程
は終了する。この消圧過程の間電磁負荷10に蓄積され
たエネルギはツェナーダイオード40において損失熱に
変換される。
これにより電源電圧に不必要に負荷がかかってしまう。
特に自動車の回路装置に利用した場合には欠点となる。
というのは、自動車では限られたエネルギ源しか得られ
ないからである。さらにこの変換により装置が不必要に
加熱されてしまう。
図2に示した回路装置が利用される。
路30のみが図示されている。この消圧回路はほぼダイ
オード60とエネルギ蓄積器50の直列回路から構成さ
れる。エネルギ蓄積器は好ましくはコンデンサで実現さ
れる。この場合、ダイオード60のカソードはコンデン
サ50と、またダイオード60のアノードは負荷と接続
される。消圧回路の電圧がUで、またコンデンサ50の
電圧がUcで図示されている。
が実線で、消圧回路に現れる電圧Uが点線で、またコン
デンサ50に現れる電圧Ucが実線で図示されている。
ドライバ回路20の開放後、電流iは一次近似でコサイ
ン形状で減少する。消圧回路の電圧Uは消圧過程の間サ
イン形状で増大する。コンデンサ50に現れる電圧は対
応した波形となる。時点T2で電流iは値0に減少す
る。この時点で消圧過程は終了し、消圧回路30の電圧
は再び供給電圧UBの値になる。コンデンサに印加され
る電圧はUcの値に留まる。
過程でほぼ損失なくコンデンサ50に移される。ドライ
バ回路20に現れる最大電圧がUZより大きくならない
ようにコンデンサ50を定めると、消圧過程は図1に図
示した回路装置より本質的に長くなる。このように消圧
過程が長くなることは、特に自己着火式の車両に利用さ
れる場合には欠点となる。
回路装置を用いることにより克服することができる。こ
の回路装置においては、図2(a)に付け足す形でコン
デンサ50に直列に制御(される)ツェナーダイオード
70が接続される。この制御ツェナーダイオード70は
ダイオード60とコンデンサ50間に接続される。制御
ツェナーダイオード70に印加される電圧は、全消圧過
程の間で消圧回路の電圧Uが一定値となるように制御さ
れる。
は、トランジスタ80とツェナーダイオード90を用い
て実現される。これが図3(a)に図示されている。図
2(a)と異りダイオード60とコンデンサ50間にエ
ミッタコレクタ間を直列に接続したトランジスタ80が
接続されている。トランジスタ80のベース端子はツェ
ナーダイオード90を介してコンデンサの他方の端子な
いしアースに接続されている。
選ばれる。この場合には、図1に対応して同様に期間T
1の消圧期間が得られる。しかし、この場合には電磁負
荷10に蓄積されたエネルギの内一部のみしか損失熱に
変換されない。他のエネルギはコンデンサ50に移され
る。自由になったエネルギの一部がトランジスタ80だ
けで熱に変換されるだけである。ツェナーダイオード9
0は、本質的に図1の回路装置のツェナーダイオード4
0よりも僅かのエネルギしか吸収しない。即ち負荷に蓄
積された僅かの一部のエネルギしか熱に変換されず、し
かも熱への変換はトランジスタ80で行なわれる。従っ
てツェナーダイオード90はそれに対応して小さな寸法
にすることができる。
圧回路には一定の電圧UZが現れる。負荷10に流れる
電流iは時間tに対して線形に減少する。コンデンサ5
0に現れる電圧Ucはほぼサイン形状で値UCに上昇す
る。
電されるような仕様にされる。これにより損失は図1の
回路装置の約1/3の値に減少される。
回路に値UZの一定の電圧が現れるように駆動される。
トランジスタ70はツェナーダイオードとして機能す
る。電流の崩壊はコンデンサがないときと同様に急速に
行なわれる。エネルギの一部がトランジスタ70で損失
熱に変換される。それに対してかなりの部分がコンデン
サ50に蓄積される。
となく、ツェナーダイオードによる高速な消圧並びにコ
ンデンサを用いた消圧の各利点が得られる。
る。この実施例では、ツェナーダイオード90と直列に
他のスイッチング手段100が接続される。この場合に
もトランジスタとして実現されるスイッチング手段10
0によりツェナーダイオード90のアノードのアースへ
の接続が遮断される。これにより所定の駆動領域で高速
な消圧装置を遮断することができる。この場合には、制
御ツェナーダイオードは高オームになる。これは、電圧
Uがもはや制限されないことを意味する。これは、例え
ばバッテリ電圧がUZより大きいときに必要になる。
ナーダイオードを用いた高速な消圧装置と、損失の少な
いコンデンサを用いた消圧装置の両利点が得られる。
を示す回路図、(b)はその信号波形図である。
路図、(b)はその信号波形図である。
いた消圧装置を示す回路図、(b)はその信号波形図で
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 消圧回路(30)によりバイパス可能
で、負荷に直列に接続されたドライバ回路(20)を備
え、前記消圧回路(30)が負荷に蓄積されたエネルギ
を吸収する少なくとも一つのエネルギ蓄積器(50)を
有する電磁負荷を駆動する回路装置において、前記消圧
回路(30)が更に制御ツェナーダイオード(70)を
有することを特徴とする電磁負荷を駆動する回路装置。 - 【請求項2】 前記制御ツェナーダイオード(70)が
負荷(10)とエネルギ蓄積器(50)の間に直列に接
続されることを特徴とする請求項1に記載の回路装置。 - 【請求項3】 前記制御ツェナーダイオード(70)が
トランジスタ(80)とツェナーダイオード(90)と
して構成されることを特徴とする請求項1または2に記
載の回路装置。 - 【請求項4】 トランジスタ(80)のコレクタエミッ
タ区間が負荷(10)とエネルギ蓄積器(50)の間に
直列に接続され、トランジスタ(80)のベースがツェ
ナーダイオード(90)を介してアースと接続されるこ
とを特徴とする請求項3に記載の回路装置。 - 【請求項5】 エネルギ蓄積器(50)としてコンデン
サが用いられることを特徴とする請求項1から4までの
いずれか1項に記載の回路装置。 - 【請求項6】 スイッチング手段(100)が設けら
れ、制御ツェナーダイオード(70)が無効になるよう
にスイッチングされることを特徴とする請求項1から5
までのいずれか1項に記載の回路装置。 - 【請求項7】 負荷が内燃機関の燃料計量領域に用いら
れる電磁弁であることを特徴とする請求項1から6まで
のいずれか1項に記載の回路装置。
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