JPH0739249U - サージアブソーバ回路およびそれを用いた電磁弁 - Google Patents

サージアブソーバ回路およびそれを用いた電磁弁

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JPH0739249U
JPH0739249U JP6853893U JP6853893U JPH0739249U JP H0739249 U JPH0739249 U JP H0739249U JP 6853893 U JP6853893 U JP 6853893U JP 6853893 U JP6853893 U JP 6853893U JP H0739249 U JPH0739249 U JP H0739249U
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solenoid
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JP6853893U
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俊基 川村
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Koganei Corp
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Koganei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動電流の遮断時に誘導性負荷に発生するサ
ージエネルギーを素早く吸収し、負荷に対するサージ電
圧を許容してオフ作動の遅れを短縮し、かつ駆動回路に
印加されるサージ電圧を抑制して作動する回路および機
械の誤動作、および電源側への悪影響を防止できるサー
ジアブソーバ回路を提供する。 【構成】 電磁弁の駆動用ソレノイドに発生されるサー
ジエネルギーを吸収するサージアブソーバ回路であっ
て、直流駆動回路に接続される電磁弁駆動用のソレノイ
ド1と、このソレノイド1に直列接続され、エミッタ・
コレクタ間に抵抗2を接続したトランジスタ3からなる
スイッチング回路4と、ソレノイド1およびスイッチン
グ回路4に対して並列接続されるダイオード5とからな
り、直流電圧の遮断時に、ソレノイド1に発生するサー
ジエネルギーがスイッチング回路4の抵抗2およびダイ
オード5によって吸収されるように構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、誘導性負荷のサージ対策技術に関し、特に電磁弁駆動用ソレノイド などの誘導性のソレノイド負荷に対する駆動電流の遮断時に発生するサージエネ ルギーの迅速な吸収が可能とされるサージアブソーバ回路およびそれを用いた電 磁弁に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、各種機械の作動を制御するためのアクチュエータとして、近年では 電磁弁、電磁リレー、電磁ブレーキなどのソレノイド回路が広く用いられている 。このようなソレノイド回路においては、たとえば駆動電流の供給によってソレ ノイドに電磁力を発生させて、この電磁力を上記機械の作動に関与させるととも に、その駆動電流を遮断することによってソレノイドの電磁力を消勢させ、上記 機械の作動を復帰させるように制御することができる。
【0003】 しかしながら、このようなソレノイド回路においては、ソレノイドが誘導性負 荷であるために、直流負荷電流の遮断時に逆起電力による大きなサージ電圧が発 生し、これが絶縁破壊を誘起したり、サージ電流の過渡振動波が外部回路にノイ ズとして侵入し、誘導障害を引き起こすなどの問題が生じている。
【0004】 そこで、このためのサージ抑制対策として、従来からソレノイド回路のソレノ イドに対してダイオードを並列に接続し、直流駆動電流の遮断時にソレノイドに 流れるサージ電流を、このダイオードに順方向に流すようにした回路技術が用い られている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、前記のようなソレノイド回路においては、サージ電流のほとんどを ソレノイドで消費することになり、誘導性負荷特有の過渡特性によって、その消 費に時間がかかる。すなわち、このようなダイオードによるサージ対策のみでは 、駆動電源の遮断時からソレノイドによるバルブ切り換えの時までに時間がかか り過ぎるという問題がある。
【0006】 そこで、本考案の目的は、駆動電流の遮断時に誘導性負荷に発生するサージエ ネルギーをスイッチング回路および整流素子によって素早く吸収し、負荷に対す るサージ電圧を許容してオフ作動の遅れを短縮し、かつ駆動回路に印加されるサ ージ電圧を抑制して作動する回路および機械の誤動作および電源側への悪影響を 防止することができるサージアブソーバ回路を提供することにある。
【0007】 本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添 付図面から明らかになるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される考案のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば 、下記のとおりである。
【0009】 すなわち、本考案のサージアブソーバ回路は、直流駆動回路に接続される誘導 性のソレノイド負荷と、このソレノイド負荷に直列接続され、エミッタ・コレク タ間に抵抗を接続したトランジスタからなり、ソレノイド負荷に発生されるサー ジエネルギーを吸収するスイッチング回路と、ソレノイド負荷およびスイッチン グ回路に対して並列接続され、サージエネルギーをスイッチング回路とともに吸 収する整流素子とを備えるものである。
【0010】 また、本考案の電磁弁は、前記サージアブソーバ回路を用い、誘導性のソレノ イド負荷を電磁弁駆動用ソレノイドとし、この電磁弁駆動用ソレノイドに発生さ れるサージエネルギーをサージアブソーバ回路により吸収するものである。
【0011】
【作用】 前記したサージアブソーバ回路およびそれを用いた電磁弁によれば、誘導性の ソレノイド負荷に対して、エミッタ・コレクタ間に抵抗を接続したトランジスタ からなるスイッチング回路と整流素子とが接続されることにより、駆動電流の流 通時は、抵抗に電流がほとんど流れないので、抵抗の影響を無視してソレノイド 負荷を駆動させることができる。
【0012】 一方、駆動電流の遮断時には、誘導性のソレノイド負荷に発生するサージエネ ルギーを、抵抗およびトランジスタによるスイッチング回路と整流素子によって 素早く吸収し、ソレノイド負荷に対しては、スイッチング回路によってサージ電 圧を許容してオフ作動の遅れを短縮することができる。
【0013】 その上、ソレノイド負荷に連動する駆動回路に対しては、印加されるサージ電 圧を抑制して、ソレノイド負荷に対する電流の流通および遮断に基づいて作動す る回路および機械の誤動作を防止し、かつサージアブソーバ回路に接続される電 源側への悪影響を抑制することができる。
【0014】 これにより、ソレノイド負荷に対するサージ対策が可能となり、特に電磁弁な どの駆動用ソレノイドのサージアブソーバ回路として用いた場合には、電磁弁の 応答性を向上させ、信頼性の高い制御を可能とすることができる。
【0015】
【実施例】
図1は本考案の一実施例であるサージアブソーバ回路を示す回路図、図2は本 実施例のサージアブソーバ回路の動作を説明する信号波形図、図3は本実施例に おけるサージアブソーバ回路の変形例を示す回路図である。
【0016】 まず、図1により本実施例のサージアブソーバ回路の構成を説明する。
【0017】 本実施例のサージアブソーバ回路は、たとえば駆動用ソレノイドを内蔵する電 磁弁に用い、この電磁弁駆動用ソレノイドに発生されるサージエネルギーを吸収 するサージアブソーバ回路とされ、直流駆動回路に接続される電磁弁駆動用のソ レノイド(ソレノイド負荷;L)1と、このソレノイド1に直列接続され、エミ ッタ・コレクタ間に抵抗(R)2を接続したトランジスタ(Q)3からなるスイ ッチング回路4と、ソレノイド1およびスイッチング回路4に対して並列接続さ れるダイオード(整流素子;D)5とから構成されている。
【0018】 このサージアブソーバ回路は、入力端子6,7を通じて、外部に接続される直 流駆動電源8にソレノイド制御用のスイッチ(または接点;SW)9を介して接 続され、このスイッチ9の閉時における直流駆動電源8による電圧の印加によっ てソレノイド1に駆動用電流が供給され、一方この電圧の遮断時には、ソレノイ ド1に発生されるサージエネルギーがスイッチング回路4およびダイオード5に より迅速に吸収されるようになっている。
【0019】 また、スイッチング回路4には、たとえばPNP型のトランジスタ3が用いら れ、このトランジスタ3のエミッタが正電位側の入力端子6に接続され、コレク タはソレノイド1を通じて負電位側の入力端子7に接続され、ベースも抵抗10 を介して負電位側の入力端子7に接続されている。
【0020】 さらに、トランジスタ3のエミッタとコレクタの間には、ソレノイド1に対す る駆動用電流の遮断時に誘起されるサージ電流を流すための抵抗2が接続され、 この抵抗2の値としてはサージ電流が流れたときの抵抗2の両端電圧がトランジ スタ3の耐電圧を越えないような抵抗値に選択される。
【0021】 また、トランジスタ3の選定においても、ソレノイド1を駆動するための電圧 、電流の仕様を満足するとともに、サージ電流の発生時における安全動作領域、 すなわち実際上素子破壊に至ることのない動作領域と、発熱量の検討が必要とな るが、本実施例のようにエミッタ・コレクタ間に抵抗2が接続される場合には、 サージ電流の発生時にトランジスタ3に電流を流す必要がないので、安全動作領 域と発熱量がほとんど無視できるようになっている。
【0022】 次に、本実施例の作用について、図2の信号波形図に基づいてサージアブソー バ回路の動作を説明する。
【0023】 まず、外部に接続されるスイッチ9をオンにすると(図2(a) )、直流駆動電 源8からサージアブソーバ回路の入力端子6,7に直流電圧VI が供給され、ス イッチング回路4のトランジスタ3のベース・エミッタ間に電流IB が流れる。
【0024】 これによって、トランジスタ3のエミッタ・コレクタを通じてソレノイド1に ソレノイド駆動用の電流IL が流れる。この電流IL は、たとえば電磁弁の切り 換えなどにより一時的に変動するものの、図2(b) に示すように直流電圧VI の 供給直後に急速に上昇して、その後は定常値を保つ。
【0025】 このとき、トランジスタ3は飽和動作状態となり、 VL ≒V となる。つまり、ソレノイドの両端電圧Vは、図2(c) に示すように、直流
電 圧VI のほとんどが印加された状態となっている。
【0026】 このような直流電圧VI の印加状態では、トランジスタ3のエミッタ・コレク タ間に接続された抵抗2には、ほとんど電流IR が流れることなく、従ってソレ ノイド1に流れる電流IL は、 IL ≒IQ −IB となる。
【0027】 すなわち、トランジスタ3に接続した抵抗2の影響はほとんど無視してソレノ イド1を励磁状態とすることができ、このソレノイド1の励磁により、ソレノイ ド1に接続される回路を作動させ、さらに機械を動作させることができる。
【0028】 続いて、ソレノイド1の励磁状態から、外部に接続されるスイッチ9をオフに すると(図2(a) )、直流駆動電源8からサージアブソーバ回路の入力端子6, 7に供給されていた直流電圧VI が遮断され、この遮断に伴ってサージ電圧がソ レノイド1に誘起される。
【0029】 そして、この直流電圧VI の遮断時以後も、サージ電流IL がソレノイド1を 含むサージアブソーバ回路に流れ、意に反してソレノイド1が励磁され続ける状 態となるが、本実施例においては、トランジスタ3のエミッタ・コレクタ間に接 続された抵抗2によりこのサージエネルギーによる影響を抑制することができる 。
【0030】 すなわち、直流電圧VI の遮断時には、トランジスタ3のエミッタ・コレクタ 間の電流IQ が流れず、ソレノイド1に流れる電流IL は、 IL =IR となるため、抵抗2の両端に電圧VR が発生する。
【0031】 このとき、抵抗2の両端の電圧VR は、 VR =IL /R となり、サージエネルギーによるサージ電流IL はダイオード5を通じて抵抗2 に吸収される。
【0032】 これにより、直流電圧VI の遮断時に発生するサージ電流IL を、図2(b) に 示すように、破線で示すダイオード5のみの従来例に比べて急速に、たとえば従 来はおよそ30msec以上で徐々に低下したのに対し、本実施例ではおよそ4msec で低下させることができる。
【0033】 同時に、ソレノイド1の電圧VL は、図2(c) に示すようにサージ電圧(VR +VI )が発生した後に瞬時に非励磁状態となり、このソレノイド1の非励磁に よってソレノイド1に接続される回路の作動を停止させ、さらに機械を停止させ ることができる。
【0034】 従って、本実施例のサージアブソーバ回路によれば、ソレノイド1に対して、 ダイオード5の他にエミッタ・コレクタ間に抵抗2を接続したトランジスタ3か らなるスイッチング回路4が接続されることにより、直流電圧VI の遮断時には 、ソレノイド1に発生するサージエネルギーをスイッチング回路4およびダイオ ード5によって素早く吸収することができるので、オフ作動の遅れを短縮するこ とができる。
【0035】 その上、ソレノイド1に連動される駆動回路に対しても、サージエネルギーを 抑制することができるので、駆動回路による作動回路および機械の誤動作を確実 に防止し、かつサージアブソーバ回路に接続される直流駆動電源8に対する悪影 響も抑制することができる。
【0036】 特に、本実施例のように電磁弁に用いた場合には、ソレノイド1のサージ対策 が可能となるので、作動遅延時間の短縮によって応答性を向上させ、かつサージ エネルギーの影響を抑制して信頼性の高い制御を行うことができる。
【0037】 この場合に、抵抗2が接続されるトランジスタ3の選定においても、サージ電 流の発生時にトランジスタ3に電流を流す必要がないので、安全動作領域と発熱 量をほとんど無視してトランジスタ3を容易に選択することができる。
【0038】 以上、本考案者によってなされた考案を実施例に基づき具体的に説明したが、 本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種 々変更可能であることはいうまでもない。
【0039】 たとえば、本実施例のサージアブソーバ回路については、スイッチング回路4 としてPNP型のトランジスタ3を用いた場合について説明したが、本考案は前 記実施例に限定されるものではなく、図3に示すように、NPN型のトランジス タ3aを用いたサージアブソーバ回路とすることも可能であり、この場合の動作 は図1の回路と同様である。
【0040】 また、本実施例では、電磁弁のソレノイド1に発生するサージエネルギーを吸 収する場合について説明したが、電磁弁のソレノイドの他に、電磁リレー、電磁 ブレーキなどの他のソレノイド回路に用いられるサージアブソーバ回路としても 広く適用可能である。
【0041】
【考案の効果】
本願において開示される考案のうち、代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば、下記のとおりである。
【0042】 (1).ソレノイド負荷に直列接続され、エミッタ・コレクタ間に抵抗を接続したト ランジスタからなるスイッチング回路と、ソレノイド負荷およびスイッチング回 路に対して並列接続される整流素子とを備えることにより、駆動電流の遮断時に ソレノイド負荷に発生するサージエネルギーをスイッチング回路と整流素子によ って素早く吸収し、ソレノイド負荷に対するサージ電圧を許容してオフ作動にお ける遅延時間の短縮化が可能となる。
【0043】 (2).前記(1) により、駆動電流の遮断時に発生するサージエネルギーを素早く吸 収することができるので、ソレノイド負荷に連動する駆動回路に印加されるサー ジ電圧を抑制し、ソレノイド負荷の励磁/非励磁に基づいた作動回路および機械 の誤動作の防止が可能となる。
【0044】 (3).前記(1) により、駆動電流の遮断時に発生するサージエネルギーを素早く吸 収することができるので、サージアブソーバ回路に接続される電源側に対する悪 影響の抑制が可能となる。
【0045】 (4).前記(1) において、ソレノイド負荷を電磁弁駆動用ソレノイドとし、この駆 動用ソレノイドを内蔵した電磁弁に用いた場合には、駆動用ソレノイドに発生す るサージエネルギー対策が可能となるので、電磁弁の応答性を向上させ、かつ信 頼性の高い制御が可能とされる電磁弁のサージアブソーバ回路を得ることができ る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例であるサージアブソーバ回路
を示す回路図である。
【図2】本実施例のサージアブソーバ回路の動作を説明
する信号波形図である。
【図3】本実施例におけるサージアブソーバ回路の変形
例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 ソレノイド(ソレノイド負荷) 2 抵抗 3,3a トランジスタ 4 スイッチング回路 5 ダイオード(整流素子) 6,7 入力端子 8 直流駆動電源 9 スイッチ 10 抵抗

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流駆動回路に接続される誘導性のソレ
    ノイド負荷と、該ソレノイド負荷に直列接続され、エミ
    ッタ・コレクタ間に抵抗を接続したトランジスタからな
    り、前記ソレノイド負荷に発生されるサージエネルギー
    を吸収するスイッチング回路と、前記ソレノイド負荷お
    よびスイッチング回路に対して並列接続され、前記サー
    ジエネルギーを前記スイッチング回路とともに吸収する
    整流素子とを備えることを特徴とするサージアブソーバ
    回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のサージアブソーバ回路を
    用いた電磁弁であって、前記誘導性のソレノイド負荷を
    電磁弁駆動用ソレノイドとし、該電磁弁駆動用ソレノイ
    ドに発生されるサージエネルギーを前記サージアブソー
    バ回路により吸収することを特徴とする電磁弁。
JP6853893U 1993-12-22 1993-12-22 サージアブソーバ回路およびそれを用いた電磁弁 Pending JPH0739249U (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010103262A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インダクタ駆動回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010103262A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インダクタ駆動回路

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