JPH09320842A - ソレノイド駆動回路 - Google Patents

ソレノイド駆動回路

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Publication number
JPH09320842A
JPH09320842A JP13307196A JP13307196A JPH09320842A JP H09320842 A JPH09320842 A JP H09320842A JP 13307196 A JP13307196 A JP 13307196A JP 13307196 A JP13307196 A JP 13307196A JP H09320842 A JPH09320842 A JP H09320842A
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JP
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voltage
circuit
solenoid
detection
switching element
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JP13307196A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Ito
敏博 伊藤
Hitoshi Suzuki
仁 鈴木
Junichi Maeda
純一 前田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】温度によるソレノイドの駆動電流の変動をなく
して常に安定した駆動力を得る。 【解決手段】定電圧回路1は、主スイッチング素子Q0
にベース電圧を供給して帰還制御を行う演算増幅器3
と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路2と、抵抗R
3 ,R4 及び可変抵抗VR1 から成る電圧検出抵抗と、
演算増幅器3からのベース電圧の供給を入切するスイッ
チング制御回路4とを備えている。ソレノイドSLには
サーミスタTHが取り付けられ、このサーミスタTHの
抵抗値が変化することで基準電圧発生回路2と基準電圧
が増減する。よって、ソレノイドSLの温度が上昇して
駆動電流が低下した場合には、基準電圧を増大させるこ
とによって駆動電流の変動を抑制でき、常に安定したソ
レノイドの駆動力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、定電圧回路から出
力される駆動電圧にてソレノイドを駆動するソレノイド
駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、電動式のパチンコ機において
はパチンコ玉の発射にソレノイドが用いられる場合が多
く、発射の際の打撃力の調整は、パチンコ機を使用する
遊戯者がハンドルを操作することでハンドル内に設けら
れた可変抵抗器の抵抗値を変化させ、ソレノイドを駆動
するソレノイド駆動回路から出力される駆動電圧の大き
さを上記抵抗値に応じて変化させることで行われてい
る。
【0003】ところで、遊戯者が狙いを定めてハンドル
操作する場合には打撃力が常に一定であることが必要で
あり、そのためには可変抵抗器の抵抗値が一定であれば
常に一定の打撃力が得られなければならない。しかしな
がら、最近のパチンコ機では装飾用の照明ランプ等の負
荷を多数具備しており、特に、いわゆる「大当たり」等
の賞玉が当たった場合にはこれらの照明ランプが一度に
点滅することもあるため、使用中の消費電力が増大して
電源電圧が大きく変動することがある。そのため、例え
可変抵抗器の抵抗値が一定であっても電源電圧の変動に
よってソレノイドの駆動電圧が変動し、パチンコ玉を発
射する打撃力が変動してしまうことがある。そこで、電
源電圧の変動による影響を抑制してソレノイドの駆動電
圧を一定にするための駆動回路として、図3に示すよう
な定電圧回路30を用いたソレノイド駆動回路が提案さ
れている。
【0004】図3に示すように、交流電源ACから供給
される交流電圧(例えば、実効値24V)をダイオード
ブリッジから成る整流回路21と平滑コンデンサC0
で整流平滑して直流電圧を得るとともに、この直流電圧
を定電圧回路30に入力し、定電圧回路30の出力側に
接続されたソレノイドSLに所定の駆動電圧を印加す
る。なお、ソレノイドSLにはスイッチングトランジス
タQ2 が直列に接続されており、パルス信号発生回路3
1から出力されるパルス信号でスイッチングトランジス
タQ2 をオン・オフすることにより、スイッチングトラ
ンジスタQ2 がオンのときに定電圧回路30からの駆動
電圧が印加されてソレノイドSLが駆動されるものであ
る。
【0005】定電圧回路30においては、バイポーラト
ランジスタから成る主スイッチング素子Q1 のコレクタ
が整流回路21の出力端に接続されるとともにエミッタ
がソレノイドSLに接続され、且つベースが抵抗R5
6 を介して接地されている。また、主スイッチング素
子Q1 のエミッタは分圧抵抗R1 ,R2 及び可変抵抗V
1 を介して接地されている。そして、可変抵抗VR1
の摺動端子が演算増幅器OPの反転入力端に接続されて
いる。さらに、この演算増幅器OPは、その非反転入力
端に所定の基準電圧を出力する基準電圧発生回路32が
接続されるとともに、出力端が抵抗R5 ,R6 の接続点
に接続されている。ソレノイドSLに印加される出力電
圧は分圧抵抗R1 ,R2 及び可変抵抗VR1 で分圧され
て演算増幅器OPの反転入力端に入力されており、上記
分圧電圧が基準電圧発生回路32から出力される基準電
圧と略一致するように演算増幅器OPの出力電圧が調整
される。そして、演算増幅器OPの出力電圧は抵抗R5
を介して主スイッチング素子Q1 のベースに入力されて
おり、結果的に、上記分圧電圧が常に基準電圧と略一致
するように主スイッチング素子Q1 のベース電圧が帰還
制御され、定電圧回路30の出力電圧が略一定に保持さ
れるようになっている。つまり、ソレノイドSLに印加
される駆動電圧は電源電圧の変動の影響を受けなくな
る。なお、可変抵抗VR1 の抵抗値を変えることで定電
圧回路30の出力電圧を増減でき、遊戯者がハンドルを
操作して可変抵抗VR1 の抵抗値を変えることでソレノ
イドSLの駆動力すなわちパチンコ玉を発射する際の打
撃力が調整できるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではパチンコ機が設置されている店内の室温変動及
びソレノイドSLの自己発熱により、ソレノイドSLの
コイル温度が変動してその抵抗値が変化してしまう。そ
の結果、ソレノイドSLの駆動電流が変動し、パチンコ
玉を発射する打撃力も変動してしまう。例えば、ソレノ
イドSLの温度が上昇すると、ソレノイドSLのコイル
抵抗値が増大して駆動電流が減少し、パチンコ玉を発射
する打撃力が低下してしまう。このように、上記従来例
では電源電圧の変動による影響を除去することはできて
も、温度によるソレノイドSLの駆動電流の変動を除去
することができないという問題があった(第1の問題
点)。
【0007】また、上記従来例では定電圧回路30の主
スイッチング素子Q1 と、ソレノイドSLへの駆動電圧
の印加を入切するためのスイッチングトランジスタQ2
と2石のトランジスタが必要となり、しかも、その両方
にソレノイドSLの駆動電流が流れることになる。従っ
て、これらのトランジスタには大電流用のトランジスタ
を用いなければならず、コスト高になるばかりか、トラ
ンジスタの損失による発熱が増大し、他の部品へも悪影
響をおよぼすという問題があった(第2の問題点)。さ
らに、スイッチングトランジスタQ2 のエミッタが接地
されているため、ソレノイドSLに印加される正味の駆
動電圧は、定電圧回路30の出力電圧からスイッチング
トランジスタQ2 のコレタタ・エミッタ間電圧を減じた
電圧となる。ところが、コレタタ−エミッタ間電圧は温
度により変動するため、ソレノイドSLに印加される正
味の駆動電圧も変動し、結果的にパチンコ玉を発射する
際の打撃力が変動するという問題があった(第3の問題
点)。
【0008】ところで、上記従来例においてソレノイド
SLのコイルがショート或いはレアショートした場合、
若しくはソレノイドSLのリード線がパチンコ機の枠な
どに挟まれて、2本のリード線が短絡或いは片方のリー
ド線が0Vに短絡された場合に、主スイッチング素子Q
1 及びスイッチングトランジスタQ2 の何れか一方ある
いは両方に過電流が流れ続けて素子が異常発熱するとい
う問題があった(第4の問題点)。
【0009】請求項1〜3の発明は上記第1の問題点の
解決を目的とするものであり、温度によるソレノイドの
駆動電流の変動をなくして常に安定した駆動力が得られ
るソレノイド駆動回路を提供しようとするものである。
請求項4の発明は上記第2及び第3の問題点の解決を目
的とするものであり、使用するスイッチング素子の数を
減らしてコストダウンを図るとともに常に安定した駆動
力が得られるソレノイド駆動回路を提供しようとするも
のである。
【0010】請求項5及び6の発明は上記第4の問題点
の解決を目的とするものであり、素子の異常発熱による
不具合の発生が防止できるソレノイド駆動回路を提供し
ようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、ソレノイドの温度を検出する温
度検出素子と、電源回路とソレノイドの間に挿入接続さ
れる主スイッチング素子、主スイッチング素子のソレノ
イドに接続された出力側に接続され駆動電圧の大きさを
設定するための指令電圧を検出する電圧検出抵抗、並び
に電圧検出抵抗で検出される検出電圧と所定の基準電圧
とを比較して検出電圧を基準電圧に略一致させるように
主スイッチング素子を帰還制御する帰還制御部を具備す
る定電圧回路とを備え、温度検出素子にて検出されるソ
レノイドの温度に応じて定電圧回路の出力電圧を可変し
て成るものであり、例えば、ソレノイドの温度が上昇し
て駆動電流が低下した場合には、温度検出素子にて検出
されるソレノイドの温度に応じて定電圧回路の出力電圧
を増大させることによって駆動電流の変動を抑制でき、
常に安定したソレノイドの駆動力が得られる。
【0012】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて定電圧回路における基準電圧を可変して成り、例え
ば、ソレノイドの温度が上昇して駆動電流が低下した場
合には、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度
に応じて基準電圧を上げることで定電圧回路の出力電圧
を増大させることができる。
【0013】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて電圧検出抵抗の検出電圧を可変して成り、例えば、
ソレノイドの温度が上昇して駆動電流が低下した場合に
は、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて検出電圧を上げることで定電圧回路の出力電圧を増
大させることができる。
【0014】請求項4の発明は、上記目的を達成するた
めに、電源回路とソレノイドの間に挿入接続される主ス
イッチング素子と、主スイッチング素子のソレノイドに
接続された出力側に接続され駆動電圧の大きさを設定す
るための指令電圧を検出する電圧検出抵抗と、電圧検出
抵抗で検出される検出電圧と所定の基準電圧とを比較し
て検出電圧を基準電圧に略一致させるように主スイッチ
ング素子を帰還制御する帰還制御部と、ソレノイドの駆
動周期並びに駆動時間を決定するパルス信号を発生させ
るパルス発生回路と、パルス発生回路から出力されるパ
ルス信号に応じて帰還制御部による主スイッチング素子
の帰還制御動作を入切する入切手段とを定電圧回路に備
えて成るものであり、入切手段によって帰還制御部の帰
還制御動作が入された場合にのみ定電圧回路からソレノ
イドに駆動電圧が印加されることになり、従来例のよう
にソレノイドへの駆動電圧を入切するためのスイッチン
グ素子を主スイッチング素子とは別に設ける必要がな
く、コストダウンが図れるとともにスイッチング素子に
よる温度上昇の影響を減少させて安定したソレノイドの
駆動力が得られる。
【0015】請求項5の発明は、上記目的を達成するた
めに、電源回路とソレノイドの間に挿入接続される主ス
イッチング素子と、主スイッチング素子のソレノイドに
接続された出力側に接続され駆動電圧の大きさを設定す
るための指令電圧を検出する電圧検出抵抗と、電圧検出
抵抗で検出される検出電圧と所定の基準電圧とを比較し
て検出電圧を基準電圧に略一致させるように主スイッチ
ング素子を帰還制御する帰還制御部と、ソレノイドの駆
動周期並びに駆動時間を決定するパルス信号を発生させ
るパルス発生回路とを定電圧回路に具備するとともに、
主スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出要
素と、電流検出要素で検出された電流値を所定値と比較
することで回路の異常を検出して異常検出信号を出力す
る異常検出回路とを備え、パルス発生回路は異常検出信
号に基づいてパルス信号の周期並びにパルス幅を可変し
て成るものであり、例えば、ソレノイドが短絡するよう
な事故が発生した場合には異常検出回路によって回路の
異常が検出されるとともに、パルス発生回路がパルス信
号の周期並びにパルス幅を可変して定電圧回路の出力電
圧を低下させることにより、主スイッチング素子に過電
流が流れるのを防いで異常発熱による不具合の発生が防
止できる。
【0016】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、異常検出回路からの異常検出信号の出力に応じて異
常発生を報知する報知手段を備えたものであり、報知手
段によって異常発生箇所が直ぐに特定でき、故障からの
復帰が容易に行える。
【0017】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)図1に本発明の第1の実施形態の概略回
路図を示す。本実施形態は、電源回路20と、電源回路
20の電源電圧V1 から所定の定電圧の出力電圧Vsを
作成する定電圧回路1とを備え、定電圧回路1の出力電
圧Vsを駆動電圧としてソレノイドSLに印加するもの
であって、ソレノイドSLの温度を検出する温度検出素
子たるサーミスタTH、電源回路20とソレノイドSL
の間に挿入接続されるバイポーラトランジスタから成る
主スイッチング素子Q0 、この主スイッチング素子Q0
のエミッタに接続され駆動電圧Vsの大きさを設定する
ための指令電圧V 2 を検出する電圧検出抵抗たる抵抗R
1 ,R2 及び可変抵抗VR1 、並びにこれらの抵抗
1 ,R2 及び可変抵抗VR1 で検出される検出電圧V
2 と基準電圧発生回路2から出力される所定の基準電圧
ref とを比較して検出電圧V2 を基準電圧Vref に略
一致させるように主スイッチング素子Q0 を帰還制御す
る帰還制御部たる演算増幅器3を具備する定電圧回路1
とを備え、ソレノイドSLの温度変動によって変化する
サーミスタTHの抵抗値変化に応じて演算増幅器3の非
反転入力端に入力される基準電圧Vref を可変して成る
ものである。ここで、サーミスタTHはソレノイドSL
のコイル部に取り付けられている。また、可変抵抗VR
1 は図示しないパチンコ機のパチンコ玉を打ち出すため
のハンドルに取り付けられており、遊戯者がハンドルを
操作するとその操作量に応じて抵抗値が変化するように
なっている。
【0018】電源回路20は、交流電源ACとダイオー
ドブリッジから成る整流回路21と平滑コンデンサC0
とで構成され、定電圧回路1に直流電圧V1 を供給して
いる。定電圧回路1にはスイッチング制御回路4が設け
てあり、このスイッチング制御回路4は、ソレノイドS
Lの駆動周期並びに駆動時間を決定するパルス信号を発
生させるパルス発生回路5と、演算増幅器3の出力端と
主スイッチング素子Q 0 のベースとの間に挿入されてパ
ルス発生回路5から出力されるパルス信号によってオン
・オフされるフォトカプラ6とを備えている。すなわ
ち、本実施形態ではフォトカプラ6によって入切手段を
構成しており、フォトカプラ6のオン・オフによって演
算増幅器3から主スイッチング素子Q0 への制御信号
(ベース電圧)の供給を入切するのである。なお、パル
ス発生回路5にはその動作をオン・オフするための外付
けのスイッチSWが設けられている。このスイッチSW
は例えば図示しないパチンコ機のハンドルに連動してオ
ン・オフされるものであって、遊戯者がハンドルを操作
することでスイッチSWがオンとなり、パルス発生回路
5がオンされる。そして、パルス信号の周期によってソ
レノイドSLの駆動周期すなわちパチンコ玉の打ち出し
間隔が決定されるとともに、パルス信号のパルス幅によ
ってソレノイドSLの駆動力すなわちパチンコ玉を打ち
出す際の打撃力が決定される。
【0019】一方、基準電圧発生回路2は電源回路20
の出力を安定化する直流安定化回路7と、この直流安定
化回路7から出力される安定化された直流電圧を分圧し
て所定の基準電圧Vref を得る抵抗R3 ,R4 、可変抵
抗VR2 とを備え、抵抗R3と可変抵抗VR2 との間に
サーミスタTHが直列接続されている。つまり、可変抵
抗VR2 の抵抗値を増減させることにより、ハンドル内
の可変抵抗VR1 によるソレノイドSLの駆動電圧の可
変範囲を調整することができる。
【0020】次に、本実施形態の動作を説明する。交流
電源ACから出力される24Vの交流電圧が整流回路2
1および平滑コンデンサC0 にて整流平滑されて直流電
圧V 1 に変換され、この直流電圧V1 が定電圧回路1の
主スイッチング素子Q0 を介してソレノイドSLに駆動
電圧Vsとして印加される。ここで、ソレノイドSLに
印加される駆動電圧Vs、すなわち主スイッチング素子
0 のエミッタ電圧は、主スイッチング素子Q0 のベー
ス電圧によって制御される。
【0021】まず、スイッチSWがオフでパルス発生回
路5からパルス信号が出力されていない場合にはフォト
カプラ6がオフとなるから、演算増幅器3の出力電圧V
0 が主スイッチング素子Q0 のベースに供給されず、ベ
ースは抵抗R5 ,R6 を介してグランドレベル(0V)
にプルダウンされ、主スイッチング素子Q0 の出力Vs
がほぼ0VとなるからソレノイドSLは駆動されない。
この時、抵抗R1 ,R 2 及び可変抵抗VR1 の電圧検出
抵抗により分圧されて反転入力端に入力されている電圧
2 は、非反転入力端に入力されている基準電圧Vref
よりも低いため、演算増幅器3の出力電圧V0 は比較的
に高い電圧となる。
【0022】一方、ハンドルが操作されてスイッチSW
がオンとなり、パルス発生回路5からパルス信号が出力
されれば、そのパルス信号がハイレベルの期間だけフォ
トカプラ6がオンとなって演算増幅器3の出力電圧V0
が主スイッチング素子Q0 のベースに入力される。その
結果、主スイッチング素子Q0 のエミッタにはベース電
圧に応じたエミッタ電圧Vsが発生し、この電圧Vsが
駆動電圧としてソレノイドSLに印加されてソレノイド
SLが駆動される。この時、フォトカプラ6がオンした
直後においては、演算増幅器3の出力瑞には比較的に高
い電圧が出力されているから、主スイッチング素子Q0
のエミッタ電圧Vsも比較的に高い電圧となる。ところ
が、エミッタ電圧Vsは直ちに抵抗R1 ,R2 及び可変
抵抗VR 1 で構成される電圧検出抵抗によって分圧され
た後、演算増幅器3の反転入力端に入力されて、非反転
入力瑞に入力される基準電圧Vref と比較される。ここ
で、演算増幅器3の出力電圧V0 は、反転入力端に入力
される電圧V2 が基準電圧Vref よりも高い場合には低
くなり、逆に電圧V2 が基準電圧Vref よりも低い場合
には高くなるように制御される。
【0023】従って、主スイッチング素子Q0 のエミッ
タ電圧すなわちソレノイドSLの駆動電圧Vsは、その
分圧された電圧V2 が基準電圧Vref と略一致するよう
に演算増幅器3によって帰還制御されて所定の電圧に保
たれることになる。さらに、遊戯者がハンドルを操作し
て可変抵抗VR1 の抵抗値を変化させれば、電圧検出抵
抗における分圧比が変化し、それに応じてソレノイドS
Lの駆動電圧Vsも増減させることができる。しかも、
スイッチング制御回路4によって演算増幅器3から主ス
イッチング素子Q0 へのベース電圧の供給をオン・オフ
することで定電圧回路1における主スイッチング素子Q
0 の帰還制御動作を入切し、ソレノイドSLを定電圧で
駆動できるから、駆動電圧Vsは主スイッチング素子Q
0 にのみ流れることになる。そのため、大電流用のトラ
ンジスタは主スイッチング素子Q 0 にのみ用いればよ
く、従来例に比較してコストダウンが図れるとともに大
電流トランジスタからの発熱による回路部分の温度上昇
を低減することができる。また、従来例のようにソレノ
イドSLの駆動電圧Vsに主スイッチング素子Q0 のコ
レクタ−ベース電圧の温度特性が影響するようなことが
なく、安定した駆動力が得られるという利点がある。
【0024】ところで、遊戯者が遊戯を続けている場合
にはソレノイドSLは所定の周期で駆動され続けてお
り、その消費電流によってソレノイドSLのコイル部分
が自己発熱する。また、パチンコ機が設置されている店
内の室温も常に一定であるとは限らず、従って、ソレノ
イドSLのコイル部分の温度は一定とならず、その抵抗
値も変動してしまう。今、遊戯者が狙いを定めてハンド
ルをある位置に固定した場合すなわちハンドル内の可変
抵抗VR1 の抵抗値が一定であった場合について説明す
る。サーミスタTHはソレノイドSLのコイル部分に取
り付けられており、コイル部分の温度変化に応じてその
抵抗値が増減する。例えば、サーミスタTHとして負特
性のものを用いた場合は、ソレノイドSLの温度が高く
なるとサーミスタTHの抵抗値は減少し、反対にソレノ
イドSLの温度が低くなるとサーミスタTHの抵抗値は
増大する。従って、演算増幅器3に入力される基準電圧
re f はソレノイドSLの温度が高くなると高くなり、
ソレノイドSLの温度が低くなると低くなるから、ソレ
ノイドSLの温度変化に応じて基準電圧Vref も変化
し、ソレノイドSLの駆動電圧は基準電圧Vref の変化
に対応して増減する。その結果、ソレノイドSLの温度
の増減に応じて駆動電圧Vsも増減し、温度変動による
ソレノイドSLの駆動電流の変動、すなわちパチンコ玉
の打ち出しの際の打撃力の変動を抑えることができる。
【0025】なお、本実施形態ではサーミスタTHによ
って基準電圧Vref を可変する構成としたが、温度検出
素子たるサーミスタTHをソレノイドSLの駆動電圧V
sを検出する電圧検出抵抗の構成素子とすることで検出
電圧V2 を可変する構成としてもよい。また、入切手段
にはフォトカプラ6を用いたが、例えば演算増幅器3の
反転入力端あるいは非反転入力端への検出電圧V2 や基
準電圧Vref の入力をトランジスタ等によりオン・オフ
して定電圧回路1の帰還制御動作を入切するようにして
もよい。
【0026】(実施形態2)図2は本発明の第2の実施
形態を示す概略回路図であるが、基本的な構成は実施形
態1と共通であり、共通する部分には同一の符号を付し
て説明は省略し、本実施形態の特徴となる部分について
のみ説明する。本実施形態は、主スイッチング素子Q0
に流れる電流を検出する電流検出抵抗Rsと、電流検出
抵抗Rsで検出された電流値を所定値と比較することで
回路の異常を検出して異常検出信号を出力する異常検出
回路8と、異常検出信号によって点灯する異常表示ラン
プ9とを備え、異常検出回路8から異常検出信号が出力
された場合にパルス発生回路5からのパルス信号の出力
を停止して主スイッチング素子Q0 に過電流が流れるの
を防止した点に特徴がある。
【0027】電流検出抵抗Rsは主スイッチング素子Q
0 のエミッタとソレノイドSLとの間に直列に挿入接続
され、主スイッチング素子Q0 に流れる電流(ソレノイ
ドSLの駆動電流)による電圧降下によってその電流値
を検出している。一方、異常検出回路8は、抵抗R7
9 を介して反転及び非反転入力端が電流検出抵抗Rs
の両端に接続された差動増幅器10と、電流検出抵抗R
sの両端電圧を増幅した差動増幅器10の出力電圧を所
定のしきい値電圧と比較して、電流検出抵抗Rsに流れ
る電流、すなわち主スイッチング素子Q0 に流れる電流
が正常か異常かを判定する判定回路11とを備えてい
る。ここで、判定の基準となるしきい値電圧は下限値と
上限値が設定されており、判定回路11は差動増幅器1
0の出力電圧が下限値から上限値の間にあれば正常と判
定するとともに、下限値を下回るか若しくは上限値を上
回る場合には異常と判定して異常検出信号を出力する。
【0028】また、異常表示ランプ9は発光ダイオード
によって構成され、そのアノードが電源回路20の出力
端に接続されるとともに、カソードが定電圧回路1のパ
ルス発生回路5に接続されている。すなわち、異常検出
回路8からパルス発生回路5に異常検出信号が出力され
ると、スイッチSWがオンであってパルス信号を出力し
ている場合には、パルス発生回路5が異常表示ランプ9
のカソードをローレベルに落として異常表示ランプ9を
点灯させて外部に異常の発生を報知し、スイッチSWが
オフでパルス信号を出力していない場合には、パルス発
生回路5は異常検出信号が入力されても異常表示ランプ
9を点灯させないようになっている。
【0029】次に、本実施形態の動作を説明する。電源
回路20から出力される直流電圧V 1 が定電圧回路1の
主スイッチング素子Q0 並びに電流検出抵抗Rsを介し
てソレノイドSLに駆動電圧Vsとして印加される。こ
こで、ソレノイドSLに印加される駆動電圧Vs(厳密
には主スイッチング素子Q0 のエミッタ電圧から電流検
出抵抗Rsによる電圧降下を減じた電圧)は、主スイッ
チング素子Q0 のベース電圧によって制御される点は実
施形態1と全く共通である。
【0030】まず、スイッチSWがオフでパルス発生回
路5からパルス信号が出力されていない場合にはフォト
カプラ6がオフとなるから、演算増幅器3の出力電圧V
0 が主スイッチング素子Q0 のベースに供給されず、ベ
ースは抵抗R5 ,R6 を介してグランドレベル(0V)
にプルダウンされ、主スイッチング素子Q0 の出力Vs
がほぼ0VとなるからソレノイドSLは駆動されない。
この時、抵抗R1 ,R 2 及び可変抵抗VR1 の電圧検出
抵抗により分圧されて反転入力端に入力されている電圧
2 は、非反転入力端に入力されている基準電圧Vref
よりも低いため、演算増幅器3の出力電圧V0 は比較的
に高い電圧となる。また、電流検出抵抗Rsには電圧降
下が生じないため、差動増幅器10の出力は判定回路1
1において下限値より低いと判定されるために異常検出
信号が出力されるが、パルス発生回路5からパルス信号
が出力されていない場合には、パルス発生回路5で正常
と判断して異常表示ランプ9は点灯させない。
【0031】一方、ハンドルが操作されてスイッチSW
がオンとなり、パルス発生回路5からパルス信号が出力
されれば、そのパルス信号がハイレベルの期間だけフォ
トカプラ6がオンとなって演算増幅器3の出力電圧V0
が主スイッチング素子Q0 のベースに入力される。その
結果、主スイッチング素子Q0 のエミッタにはベース電
圧に応じたエミッタ電圧Vsが発生し、この電圧Vsが
駆動電圧としてソレノイドSLに印加されてソレノイド
SLが駆動される。この時、フォトカプラ6がオンした
直後においては、演算増幅器3の出力瑞には比較的に高
い電圧が出力されているから、主スイッチング素子Q0
のエミッタ電圧Vsも比較的に高い電圧となる。ところ
が、エミッタ電圧Vsは直ちに抵抗R1 ,R2 及び可変
抵抗VR 1 で構成される電圧検出抵抗によって分圧され
た後、演算増幅器3の反転入力端に入力されて、非反転
入力瑞に入力される基準電圧Vref と比較される。ここ
で、演算増幅器3の出力電圧V0 は、反転入力端に入力
される電圧V2 が基準電圧Vref よりも高い場合には低
くなり、逆に電圧V2 が基準電圧Vref よりも低い場合
には高くなるように制御される。そして、電流検出抵抗
Rsの両端に生じる電圧が差動増幅器10で増幅された
後、判定回路11において下限値から上限値の間にある
と判定された場合は、主スイッチング素子Q0 に流れる
電流は正常であると判定されて異常検出信号は出力され
ない。
【0032】ところが、施工ミス等によりソレノイドS
Lの両端が短絡された場合には、パルス発生回路5から
パルス信号が出力されると同時に主スイッチング素子Q
0 のエミッタ電圧は所定の電圧となるように帰還制御さ
れるが、ソレノイドSLの両端が短絡されているために
電流検出抵抗Rsには通常の何倍もの過電流が流れる。
このとき、電流検出抵抗Rsの両端に生じる電圧も非常
に大きな電圧となるから、判定回路11において上限値
以上と判定され、パルス発生回路5に異常検出信号が出
力される。パルス発生回路5では異常検出信号が入力さ
れるとパルス信号の出力を直ちに停止して主スイッチン
グ素子Q0 に流れる電流を遮断するとともに、異常表示
ランプ9を点灯させて異常発生を報知する。あるいは、
パルス信号の出力を停止する代わりにパルス信号の周期
を長くするようにしてもよい。
【0033】あるいは、ソレノイドSLのコイルの断線
や配線ミス等によって定電圧回路1にソレノイドSLが
接続されていない場合には、パルス発生回路5からパル
ス信号が出力されて主スイッチング素子Q0 のエミッタ
電圧が所定の電圧になっても、電流検出抵抗Rsには電
流が流れず、その両端には電圧が発生しない。そのた
め、差動増幅器10の出力電圧は判定回路11において
下限値以下であると判定され、異常検出信号がパルス発
生回路5に入力される。しかしながら、この場合には主
スイッチング素子Q0 には過電流が流れることはないの
で、パルス発生回路5はパルス信号の出力を継続すると
ともに異常表示ランプ9を点灯させて異常発生を報知す
る。
【0034】上述のように、電流検出抵抗Rsと異常検
出回路8によって主スイッチング素子Q0 に流れる電流
を常時監視し、何かの異常によって過電流が流れても直
ちに主スイッチング素子Q0 へのベース電圧の供給を停
止させており、過電流によって主スイッチング素子Q0
などが異常発熱して破壊されるのを防ぐことができる。
またこれらの異常が発生したときには、異常表示ランプ
9によって外部に異常を報知することにより、直ちに異
常箇所を特定することができ、故障からの復帰が容易に
行えるという利点がある。
【0035】なお、本実施形態ではパルス発生回路5と
判定回路11とを別々のブロックで構成しているが、A
/D変換機能やコンパレータ機能を有したマイクロコン
ピュータを使用しプログラム制御によって異常判定を行
うようにすることも可能である。
【0036】
【発明の効果】請求項1の発明は、電源回路と、電源回
路の電源電圧から所定の定電圧の出力電圧を作成する定
電圧回路とを備え、定電圧回路の出力電圧を駆動電圧と
してソレノイドに印加するソレノイド駆動回路におい
て、ソレノイドの温度を検出する温度検出素子と、電源
回路とソレノイドの間に挿入接続される主スイッチング
素子、主スイッチング素子のソレノイドに接続された出
力側に接続され駆動電圧の大きさを設定するための指令
電圧を検出する電圧検出抵抗、並びに電圧検出抵抗で検
出される検出電圧と所定の基準電圧とを比較して検出電
圧を基準電圧に略一致させるように主スイッチング素子
を帰還制御する帰還制御部を具備する定電圧回路とを備
え、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて定電圧回路の出力電圧を可変して成るので、例え
ば、ソレノイドの温度が上昇して駆動電流が低下した場
合には、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度
に応じて定電圧回路の出力電圧を増大させることによっ
て駆動電流の変動を抑制でき、常に安定したソレノイド
の駆動力が得られるという効果がある。
【0037】請求項2の発明は、温度検出素子にて検出
されるソレノイドの温度に応じて定電圧回路における基
準電圧を可変して成るので、例えば、ソレノイドの温度
が上昇して駆動電流が低下した場合には、温度検出素子
にて検出されるソレノイドの温度に応じて基準電圧を上
げることで定電圧回路の出力電圧を増大させることがで
きるという効果がある。
【0038】請求項3の発明は、温度検出素子にて検出
されるソレノイドの温度に応じて電圧検出抵抗の検出電
圧を可変して成るので、例えば、ソレノイドの温度が上
昇して駆動電流が低下した場合には、温度検出素子にて
検出されるソレノイドの温度に応じて検出電圧を上げる
ことで定電圧回路の出力電圧を増大させることができる
という効果がある。
【0039】請求項4の発明は、電源回路と、電源回路
の電源電圧から所定の定電圧の出力電圧を作成する定電
圧回路とを備え、定電圧回路の出力電圧を駆動電圧とし
てソレノイドに印加するソレノイド駆動回路において、
電源回路とソレノイドの間に挿入接続される主スイッチ
ング素子と、主スイッチング素子のソレノイドに接続さ
れた出力側に接続され駆動電圧の大きさを設定するため
の指令電圧を検出する電圧検出抵抗と、電圧検出抵抗で
検出される検出電圧と所定の基準電圧とを比較して検出
電圧を基準電圧に略一致させるように主スイッチング素
子を帰還制御する帰還制御部と、ソレノイドの駆動周期
並びに駆動時間を決定するパルス信号を発生させるパル
ス発生回路と、パルス発生回路から出力されるパルス信
号に応じて帰還制御部による主スイッチング素子の帰還
制御動作を入切する入切手段とを定電圧回路に備えて成
るので、入切手段によって帰還制御部の帰還制御動作が
入された場合にのみ定電圧回路からソレノイドに駆動電
圧が印加されることになり、従来例のようにソレノイド
への駆動電圧を入切するためのスイッチング素子を主ス
イッチング素子とは別に設ける必要がなく、コストダウ
ンが図れるとともにスイッチング素子による温度上昇の
影響を減少させて安定したソレノイドの駆動力が得られ
るという効果がある。
【0040】請求項5の発明は、電源回路と、電源回路
の電源電圧から所定の定電圧の出力電圧を作成する定電
圧回路とを備え、定電圧回路の出力電圧を駆動電圧とし
てソレノイドに印加するソレノイド駆動回路において、
電源回路とソレノイドの間に挿入接続される主スイッチ
ング素子と、主スイッチング素子のソレノイドに接続さ
れた出力側に接続され駆動電圧の大きさを設定するため
の指令電圧を検出する電圧検出抵抗と、電圧検出抵抗で
検出される検出電圧と所定の基準電圧とを比較して検出
電圧を基準電圧に略一致させるように主スイッチング素
子を帰還制御する帰還制御部と、ソレノイドの駆動周期
並びに駆動時間を決定するパルス信号を発生させるパル
ス発生回路とを定電圧回路に具備するとともに、主スイ
ッチング素子に流れる電流を検出する電流検出要素と、
電流検出要素で検出された電流値を所定値と比較するこ
とで回路の異常を検出して異常検出信号を出力する異常
検出回路とを備え、パルス発生回路は異常検出信号に基
づいてパルス信号の周期並びにパルス幅を可変して成る
ので、例えば、ソレノイドが短絡するような事故が発生
した場合には異常検出回路によって回路の異常が検出さ
れるとともに、パルス発生回路がパルス信号の周期並び
にパルス幅を可変して定電圧回路の出力電圧を低下させ
ることにより、主スイッチング素子に過電流が流れるの
を防いで異常発熱による不具合の発生が防止できるとい
う効果がある。
【0041】請求項6の発明は、異常検出回路からの異
常検出信号の出力に応じて異常発生を報知する報知手段
を備えたので、報知手段によって異常発生箇所が直ぐに
特定でき、故障からの復帰が容易に行えるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す概略回路図である。
【図2】実施形態2を示す概略回路図である。
【図3】従来例を示す概略回路図である。
【符号の説明】
1 定電圧回路 2 基準電圧発生回路 3 演算増幅器 4 スイッチング制御回路 5 パルス発生回路 6 フォトカプラ Q0 主スイッチング素子 SL ソレノイド TH サーミスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて電圧検出抵抗の検出電圧を可変して成り、例えば、
ソレノイドの温度が上昇して駆動電流が低下した場合に
は、温度検出素子にて検出されるソレノイドの温度に応
じて検出電圧を下げることで定電圧回路の出力電圧を増
大させることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】従って、主スイッチング素子Q0 のエミッ
タ電圧すなわちソレノイドSLの駆動電圧Vsは、その
分圧された電圧V2 が基準電圧Vref と略一致するよう
に演算増幅器3によって帰還制御されて所定の電圧に保
たれることになる。さらに、遊戯者がハンドルを操作し
て可変抵抗VR1 の抵抗値を変化させれば、電圧検出抵
抗における分圧比が変化し、それに応じてソレノイドS
Lの駆動電圧Vsも増減させることができる。しかも、
スイッチング制御回路4によって演算増幅器3から主ス
イッチング素子Q0 へのベース電圧の供給をオン・オフ
することで定電圧回路1における主スイッチング素子Q
0 の帰還制御動作を入切し、ソレノイドSLを定電圧で
駆動できるから、駆動電圧Vsは主スイッチング素子Q
0 にのみ流れることになる。そのため、大電流用のトラ
ンジスタは主スイッチング素子Q 0 にのみ用いればよ
く、従来例に比較してコストダウンが図れるとともに大
電流トランジスタからの発熱による回路部分の温度上昇
を低減することができる。また、従来例のようにソレノ
イドSLの駆動電圧Vsにスイッチング素子Q2 のコレ
クタ−エミッタ電圧の温度特性が影響するようなことが
なく、安定した駆動力が得られるという利点がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】請求項3の発明は、温度検出素子にて検出
されるソレノイドの温度に応じて電圧検出抵抗の検出電
圧を可変して成るので、例えば、ソレノイドの温度が上
昇して駆動電流が低下した場合には、温度検出素子にて
検出されるソレノイドの温度に応じて検出電圧を下げる
ことで定電圧回路の出力電圧を増大させることができる
という効果がある。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源回路と、電源回路の電源電圧から所
    定の定電圧の出力電圧を作成する定電圧回路とを備え、
    定電圧回路の出力電圧を駆動電圧としてソレノイドに印
    加するソレノイド駆動回路において、ソレノイドの温度
    を検出する温度検出素子と、電源回路とソレノイドの間
    に挿入接続される主スイッチング素子、主スイッチング
    素子のソレノイドに接続された出力側に接続され駆動電
    圧の大きさを設定するための指令電圧を検出する電圧検
    出抵抗、並びに電圧検出抵抗で検出される検出電圧と所
    定の基準電圧とを比較して検出電圧を基準電圧に略一致
    させるように主スイッチング素子を帰還制御する帰還制
    御部を具備する定電圧回路とを備え、温度検出素子にて
    検出されるソレノイドの温度に応じて定電圧回路の出力
    電圧を可変して成ることを特徴とするソレノイド駆動回
    路。
  2. 【請求項2】 温度検出素子にて検出されるソレノイド
    の温度に応じて定電圧回路における基準電圧を可変して
    成ることを特徴とする請求項1記載のソレノイド駆動回
    路。
  3. 【請求項3】 温度検出素子にて検出されるソレノイド
    の温度に応じて電圧検出抵抗の検出電圧を可変して成る
    ことを特徴とする請求項1記載のソレノイド駆動回路。
  4. 【請求項4】 電源回路と、電源回路の電源電圧から所
    定の定電圧の出力電圧を作成する定電圧回路とを備え、
    定電圧回路の出力電圧を駆動電圧としてソレノイドに印
    加するソレノイド駆動回路において、電源回路とソレノ
    イドの間に挿入接続される主スイッチング素子と、主ス
    イッチング素子のソレノイドに接続された出力側に接続
    され駆動電圧の大きさを設定するための指令電圧を検出
    する電圧検出抵抗と、電圧検出抵抗で検出される検出電
    圧と所定の基準電圧とを比較して検出電圧を基準電圧に
    略一致させるように主スイッチング素子を帰還制御する
    帰還制御部と、ソレノイドの駆動周期並びに駆動時間を
    決定するパルス信号を発生させるパルス発生回路と、パ
    ルス発生回路から出力されるパルス信号に応じて帰還制
    御部による主スイッチング素子の帰還制御動作を入切す
    る入切手段とを定電圧回路に備えて成ることを特徴とす
    るソレノイド駆動回路。
  5. 【請求項5】 電源回路と、電源回路の電源電圧から所
    定の定電圧の出力電圧を作成する定電圧回路とを備え、
    定電圧回路の出力電圧を駆動電圧としてソレノイドに印
    加するソレノイド駆動回路において、電源回路とソレノ
    イドの間に挿入接続される主スイッチング素子と、主ス
    イッチング素子のソレノイドに接続された出力側に接続
    され駆動電圧の大きさを設定するための指令電圧を検出
    する電圧検出抵抗と、電圧検出抵抗で検出される検出電
    圧と所定の基準電圧とを比較して検出電圧を基準電圧に
    略一致させるように主スイッチング素子を帰還制御する
    帰還制御部と、ソレノイドの駆動周期並びに駆動時間を
    決定するパルス信号を発生させるパルス発生回路とを定
    電圧回路に具備するとともに、主スイッチング素子に流
    れる電流を検出する電流検出要素と、電流検出要素で検
    出された電流値を所定値と比較することで回路の異常を
    検出して異常検出信号を出力する異常検出回路とを備
    え、パルス発生回路は異常検出信号に基づいてパルス信
    号の周期並びにパルス幅を可変して成ることを特徴とす
    るソレノイド駆動回路。
  6. 【請求項6】 異常検出回路からの異常検出信号の出力
    に応じて異常発生を報知する報知手段を備えたことを特
    徴とする請求項5記載のソレノイド駆動回路。
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