JPH11273526A - 電気スイッチング装置用の制御回路 - Google Patents
電気スイッチング装置用の制御回路Info
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- JPH11273526A JPH11273526A JP11034250A JP3425099A JPH11273526A JP H11273526 A JPH11273526 A JP H11273526A JP 11034250 A JP11034250 A JP 11034250A JP 3425099 A JP3425099 A JP 3425099A JP H11273526 A JPH11273526 A JP H11273526A
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- H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
- H02H9/047—Free-wheeling circuits
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- Relay Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電流スイッチング装置用の制御回路を提供する
こと。 【解決手段】制御回路30は、接触器のコイル20を制御電
圧に応答して駆動するために、電源回路31からの調整出
力電圧によりＰＷＭコントローラ33によって発生するパ
ルス幅を制御するタイマ34を始動させる。このパルス
は、コイル20に制御電圧を加えるトランジスタQ2を制御
し、接触器を閉じるためにコイル20に流れる高電流を生
じさせ、所定の時間の後のパルスを短くして、コイルへ
の電流を少なくし、接触器を閉じた状態に保つ。フライ
バック回路36がコイル20と並列に接続され、パルス間の
インタバルの間、電磁界を維持するために比較的低い逆
電圧降下用の導電路を与え、制御電圧により接触器を開
くときには、フライバック回路36は、高い逆電圧降下用
の導電路を与えて、コイル電流を急速に減衰させる。
こと。 【解決手段】制御回路30は、接触器のコイル20を制御電
圧に応答して駆動するために、電源回路31からの調整出
力電圧によりＰＷＭコントローラ33によって発生するパ
ルス幅を制御するタイマ34を始動させる。このパルス
は、コイル20に制御電圧を加えるトランジスタQ2を制御
し、接触器を閉じるためにコイル20に流れる高電流を生
じさせ、所定の時間の後のパルスを短くして、コイルへ
の電流を少なくし、接触器を閉じた状態に保つ。フライ
バック回路36がコイル20と並列に接続され、パルス間の
インタバルの間、電磁界を維持するために比較的低い逆
電圧降下用の導電路を与え、制御電圧により接触器を開
くときには、フライバック回路36は、高い逆電圧降下用
の導電路を与えて、コイル電流を急速に減衰させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流を切り換える
ための接触器等の装置に関し、特に、一組のスイッチン
グ接触器を開閉するために、前記装置のコイルに電気を
供給するための制御回路に関する。
ための接触器等の装置に関し、特に、一組のスイッチン
グ接触器を開閉するために、前記装置のコイルに電気を
供給するための制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータや他の大きな負荷への電流供給
は、接触器として知られるリレーの形式によって制御さ
れる。この接触器は、一般的に、開き状態にバネ付勢さ
れる１つまたはそれ以上の組の電気スイッチ接触子を有
する。接触器のソレノイドコイルが励磁されると、スイ
ッチの接点を閉じる力を生じる電磁界を発生する。こう
して、接触器は、コイルに加えられる比較的小さな電流
と電圧で負荷に対してより大きな電流及び電圧の一方ま
たは両方を切り換えることができる。
は、接触器として知られるリレーの形式によって制御さ
れる。この接触器は、一般的に、開き状態にバネ付勢さ
れる１つまたはそれ以上の組の電気スイッチ接触子を有
する。接触器のソレノイドコイルが励磁されると、スイ
ッチの接点を閉じる力を生じる電磁界を発生する。こう
して、接触器は、コイルに加えられる比較的小さな電流
と電圧で負荷に対してより大きな電流及び電圧の一方ま
たは両方を切り換えることができる。
【０００３】ある形式の接触器を用いた場合、初期に接
触子を閉じるために必要とする電流よりも、その後で接
触子を閉じ状態に維持するためにより大きな電流を必要
とする。バッテリー電源装置等の利用の結果では、電力
を保持するために接触子の閉じた後のコイル電流を減少
させることが望ましい。
触子を閉じるために必要とする電流よりも、その後で接
触子を閉じ状態に維持するためにより大きな電流を必要
とする。バッテリー電源装置等の利用の結果では、電力
を保持するために接触子の閉じた後のコイル電流を減少
させることが望ましい。
【０００４】電流を制御するための１つの技術は、接触
器のコイルに加えられる電気のパルス幅変調し、コイル
に加えられる電流の大きさを変化させるのにパルスの継
続時間を変えることである。
器のコイルに加えられる電気のパルス幅変調し、コイル
に加えられる電流の大きさを変化させるのにパルスの継
続時間を変えることである。
【０００５】パルス幅変調を用いて、コイル内に蓄えら
れたエネルギーは、接触子を閉じ状態に保つ電磁界を維
持するために、各パルスサイクルのオフ周期の間、「フ
ライバック」電流を発生させるために使うことができ
る。こうして、低インピーダンスのフィードバック通路
が、このフライバック電流のために、コイルの回りに作
り出される。しかし、この低インピーダンスのフィード
バック通路は、接触子が開いた状態になると電磁界が次
第に減少する欠点を有する。これは、接触子の物理的分
離がゆるやかであり、分離される接触子間のアーク状態
を増大させる。
れたエネルギーは、接触子を閉じ状態に保つ電磁界を維
持するために、各パルスサイクルのオフ周期の間、「フ
ライバック」電流を発生させるために使うことができ
る。こうして、低インピーダンスのフィードバック通路
が、このフライバック電流のために、コイルの回りに作
り出される。しかし、この低インピーダンスのフィード
バック通路は、接触子が開いた状態になると電磁界が次
第に減少する欠点を有する。これは、接触子の物理的分
離がゆるやかであり、分離される接触子間のアーク状態
を増大させる。
【０００６】さらに、過渡現象の抑制器等の外部装置
が、通常の接触器のコイル端子間に接続されて、接触子
が負荷をターンオフするために開く速度を遅くさせる。
が、通常の接触器のコイル端子間に接続されて、接触子
が負荷をターンオフするために開く速度を遅くさせる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の目的は、負荷のターンオフ時に、コイルの
磁界を急速に減衰させるようにした、電磁気作動の電流
スイッチング装置用の制御回路を提供することである。
て、本発明の目的は、負荷のターンオフ時に、コイルの
磁界を急速に減衰させるようにした、電磁気作動の電流
スイッチング装置用の制御回路を提供することである。
【０００８】本発明の更なる目的は、電流スイッチング
装置のコイルのためのパルス幅変調の制御回路を提供し
て、コイルを横切る比較的低い電力消散用の導電路を与
えるとともに、負荷がターンオフされるときに、強力に
かつ高い消散用の導電路を制御回路に与えることであ
る。
装置のコイルのためのパルス幅変調の制御回路を提供し
て、コイルを横切る比較的低い電力消散用の導電路を与
えるとともに、負荷がターンオフされるときに、強力に
かつ高い消散用の導電路を制御回路に与えることであ
る。
【０００９】また、本発明の別の目的は、コイル端子に
接続された外部装置によるコイルの作動上の影響を最小
にする制御回路を提供することである。
接続された外部装置によるコイルの作動上の影響を最小
にする制御回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
本発明の各請求項に記載のように、電磁コイルによって
作動する一組の接触子を有する電気スイッチング装置の
ための制御回路によって達成される。この制御回路は、
電気スイッチング装置を作動させる制御信号を入力する
ための第１，第２の入力端子を備えている。
本発明の各請求項に記載のように、電磁コイルによって
作動する一組の接触子を有する電気スイッチング装置の
ための制御回路によって達成される。この制御回路は、
電気スイッチング装置を作動させる制御信号を入力する
ための第１，第２の入力端子を備えている。
【００１１】また、第１トランジスタが、第１，第２入
力端子間に電磁コイルを直列に接続した導電路および制
御端子を有する。さらに、コントローラを備え、このコ
ントローラは、第１トランジスタの制御端子に一連のパ
ルスを加えて、第１トランジスタを導電状態にスイッチ
ングし、この電流パルスをコイルに加える。
力端子間に電磁コイルを直列に接続した導電路および制
御端子を有する。さらに、コントローラを備え、このコ
ントローラは、第１トランジスタの制御端子に一連のパ
ルスを加えて、第１トランジスタを導電状態にスイッチ
ングし、この電流パルスをコイルに加える。
【００１２】この一連のパルスは、所定の時間の第１デ
ューティサイクルを有して制御信号を第１，第２入力端
子に加え、さらにその後で、一連のパルスは、第２デュ
ーティサイクルを有して、前記所定の時間に流れるより
も少ない電流を、電磁コイルを通して流す。
ューティサイクルを有して制御信号を第１，第２入力端
子に加え、さらにその後で、一連のパルスは、第２デュ
ーティサイクルを有して、前記所定の時間に流れるより
も少ない電流を、電磁コイルを通して流す。
【００１３】また、フライバック／減衰回路を有し、こ
れは、第１トランジスタが非導通であるとき、電磁コイ
ル内に電流を生じさせるために、第１ダイオードと第２
トランジスタを直列接続して、電磁コイルに並列配置さ
れた導電路を備えている。第２トランジスタは、制御信
号によって第１導通状態にバイアスされている。
れは、第１トランジスタが非導通であるとき、電磁コイ
ル内に電流を生じさせるために、第１ダイオードと第２
トランジスタを直列接続して、電磁コイルに並列配置さ
れた導電路を備えている。第２トランジスタは、制御信
号によって第１導通状態にバイアスされている。
【００１４】制御信号が第１，第２入力端子から取り除
かれると、第２トランジスタは、電磁コイルに発生した
電流によって第２状態にバイアスされる。この第２導通
状態は、第１導通状態よりも導電性が低下する。
かれると、第２トランジスタは、電磁コイルに発生した
電流によって第２状態にバイアスされる。この第２導通
状態は、第１導通状態よりも導電性が低下する。
【００１５】こうして、第１導通状態は、電気パルスが
発生している間、コイルによって生じる電磁界を維持す
るように作用し、第２導通状態は、電気スイッチング装
置を不作動にさせるように望む時、電磁コイルに生じた
電流のための通路において電圧降下を発生する。この動
作は、コイルに蓄えられた磁界を急速に激減させるよう
に電力を消散し、スイッチの接触子を急速に開く。
発生している間、コイルによって生じる電磁界を維持す
るように作用し、第２導通状態は、電気スイッチング装
置を不作動にさせるように望む時、電磁コイルに生じた
電流のための通路において電圧降下を発生する。この動
作は、コイルに蓄えられた磁界を急速に激減させるよう
に電力を消散し、スイッチの接触子を急速に開く。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１を参照すると、単一極の電磁接触器
１０は、第１，第２の電力端子１４，１６を備えるプラ
スチック製のハウジング１２を有する。第１電力端子１
４は、ハウジング１２に取付られた第１固定接触子１５
を有し、第２電力端子１６は、第２固定接触子１７を有
する。
いて説明する。図１を参照すると、単一極の電磁接触器
１０は、第１，第２の電力端子１４，１６を備えるプラ
スチック製のハウジング１２を有する。第１電力端子１
４は、ハウジング１２に取付られた第１固定接触子１５
を有し、第２電力端子１６は、第２固定接触子１７を有
する。
【００１７】１つの電磁ソレノイド１８がハウジング１
２の内部表面に設けた凹部内に装着されている。このソ
レノイド１８は、環状コイル２０を有し、このコイルの
中心開口２４内に１つのコア２１と１つの電機子２２が
配置されている。電機子２２は、コア２１を遊嵌して貫
通し、かつ移動可能な接触子アーム２８に接続された軸
２６を有する。
２の内部表面に設けた凹部内に装着されている。このソ
レノイド１８は、環状コイル２０を有し、このコイルの
中心開口２４内に１つのコア２１と１つの電機子２２が
配置されている。電機子２２は、コア２１を遊嵌して貫
通し、かつ移動可能な接触子アーム２８に接続された軸
２６を有する。
【００１８】コイル２０は、電流により励磁されると、
図１に示す方向において、電機子２２を上方に移動し、
この作動により、可動接触子アーム２８が２つの固定接
触子１５，１７に対して第１，第２の電力端子１４，１
６間の電路を閉じるように作用する。電流がコイル２０
に流れなくなると、バネ２９が作用して可動接触子２８
を２つの固定接触子１５，１７から離し、電路を開く。
この形式の接触器は、米国特許第５，００４，８７４号
に記載され、この開示内容は、ここに参考として包含さ
れる。
図１に示す方向において、電機子２２を上方に移動し、
この作動により、可動接触子アーム２８が２つの固定接
触子１５，１７に対して第１，第２の電力端子１４，１
６間の電路を閉じるように作用する。電流がコイル２０
に流れなくなると、バネ２９が作用して可動接触子２８
を２つの固定接触子１５，１７から離し、電路を開く。
この形式の接触器は、米国特許第５，００４，８７４号
に記載され、この開示内容は、ここに参考として包含さ
れる。
【００１９】接触器ハウジング１２内には、図２で示す
電気回路があり、この回路は、コイル２０への電気の供
給を制御する。使用者は、コイル制御端子（入力端子）
３８，３９間に直流電圧を加えるか取り除くかによって
接触器１０を作動させるか不作動にする。
電気回路があり、この回路は、コイル２０への電気の供
給を制御する。使用者は、コイル制御端子（入力端子）
３８，３９間に直流電圧を加えるか取り除くかによって
接触器１０を作動させるか不作動にする。
【００２０】接触器の動作状態のとき、制御回路３０
は、コイルに一連の直流パルスを供給し、電気スイッチ
ング装置１０の接触子を閉じる。固定接触子１５，１７
に対して接触子アーム２８を移動するために、コイル２
０に供給すべき電流の量は、その後で接触子を通る電路
を維持するために必要とされる電流量よりも大きい。結
果として、制御回路３０には、コイルを通る十分な電流
を与えて接触子を閉じるために、比較的大きなデューテ
ィサイクルのパルスが加えられる。
は、コイルに一連の直流パルスを供給し、電気スイッチ
ング装置１０の接触子を閉じる。固定接触子１５，１７
に対して接触子アーム２８を移動するために、コイル２
０に供給すべき電流の量は、その後で接触子を通る電路
を維持するために必要とされる電流量よりも大きい。結
果として、制御回路３０には、コイルを通る十分な電流
を与えて接触子を閉じるために、比較的大きなデューテ
ィサイクルのパルスが加えられる。
【００２１】接触子の閉じ状態を十分長くなるようにす
る所定の時間周期の後で、制御回路は、デューティサイ
クルが減少し、そして、コイル電流を低レベルにして、
可動接触子アーム２８を固定接触子１５，１７に適切に
接触させるように保つ。
る所定の時間周期の後で、制御回路は、デューティサイ
クルが減少し、そして、コイル電流を低レベルにして、
可動接触子アーム２８を固定接触子１５，１７に適切に
接触させるように保つ。
【００２２】制御回路３０は、電源回路３１、出力駆動
回路３２、パルス幅変調（ＰＷＭ）電流コントローラ３
３、タイマ３４、およびフライバック／減衰回路３６を
含んでいる。電源回路３１は、入力電圧のワイドレンジ
（例えば、直流１０〜５０Ｖ）を越える、安定した調整
電圧をタイマ３４とパルス幅変調電流コントローラ３３
に供給する。
回路３２、パルス幅変調（ＰＷＭ）電流コントローラ３
３、タイマ３４、およびフライバック／減衰回路３６を
含んでいる。電源回路３１は、入力電圧のワイドレンジ
（例えば、直流１０〜５０Ｖ）を越える、安定した調整
電圧をタイマ３４とパルス幅変調電流コントローラ３３
に供給する。
【００２３】正の制御端子３８は、電源入力ノード４０
にダイオードＤ２、ノード３５及び電流制限抵抗Ｒ１を
介して連結される。ツェナーダイオードＤ２は、入力ノ
ード４０とアースとの間に配置されて電源の過電圧を保
護する。抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＤ３は、入力ノ
ード４０とアースとの間に直列に接続される。ツェナー
ダイオードＤ３は、アースに対して通常８．４ボルトを
カソードに生じさせる主電圧用の基準要素であり、この
電圧は、ＮＰＮのダーリントン接続のトランジスタＱ１
のベースに供給される。
にダイオードＤ２、ノード３５及び電流制限抵抗Ｒ１を
介して連結される。ツェナーダイオードＤ２は、入力ノ
ード４０とアースとの間に配置されて電源の過電圧を保
護する。抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＤ３は、入力ノ
ード４０とアースとの間に直列に接続される。ツェナー
ダイオードＤ３は、アースに対して通常８．４ボルトを
カソードに生じさせる主電圧用の基準要素であり、この
電圧は、ＮＰＮのダーリントン接続のトランジスタＱ１
のベースに供給される。
【００２４】キャパシタＣ１は、ノイズフィルタとし
て、トランジスタＱ１のベースをアースに接続し、パワ
ーアップ中でのベース電圧の立ち上がり率を緩やかにす
る。これは、キャパシタＣ２，Ｃ３へのドライブ電流が
瞬時にターンオンすることを減少させ、トランジスタＱ
１と同様にこれらのキャパシタへのストレスを減少す
る。
て、トランジスタＱ１のベースをアースに接続し、パワ
ーアップ中でのベース電圧の立ち上がり率を緩やかにす
る。これは、キャパシタＣ２，Ｃ３へのドライブ電流が
瞬時にターンオンすることを減少させ、トランジスタＱ
１と同様にこれらのキャパシタへのストレスを減少す
る。
【００２５】ダーリントン接続のトランジスタＱ１は、
入力ノード４０に連結されるコレクタと、電源の第１出
力ノード４２に連結されるエミッタを有する。トランジ
スタＱ１は、エミッタホロワ電流増幅器として作用し、
電流負荷のレンジを越えかつ入力電圧のワイドレンジ全
体にわたり、通常、７．２ｖｄｃのエミッタ調整出力電
圧を与える。
入力ノード４０に連結されるコレクタと、電源の第１出
力ノード４２に連結されるエミッタを有する。トランジ
スタＱ１は、エミッタホロワ電流増幅器として作用し、
電流負荷のレンジを越えかつ入力電圧のワイドレンジ全
体にわたり、通常、７．２ｖｄｃのエミッタ調整出力電
圧を与える。
【００２６】電源回路３１の第１出力ノード４２は、反
結合ダイオードＤ１を介して電源回路３１の第２出力ノ
ード４４に接続されている。第２出力ノード４４は、並
列接続したキャパシタＣ２，Ｃ３を介してアースに接続
されている。反結合ダイオードＤ４は調整電圧をタイマ
３４及びＰＷＭ電流コントローラ３３内の電圧比較器に
供給する。
結合ダイオードＤ１を介して電源回路３１の第２出力ノ
ード４４に接続されている。第２出力ノード４４は、並
列接続したキャパシタＣ２，Ｃ３を介してアースに接続
されている。反結合ダイオードＤ４は調整電圧をタイマ
３４及びＰＷＭ電流コントローラ３３内の電圧比較器に
供給する。
【００２７】キャパシタＣ２は、フィルタ要素として作
用し、短い入力電力の中断及び負の過渡現象の間、電圧
を維持したままである。かなり小さなキャパシタは、よ
り効果的な高周波ノイズ抑制を与えるために、キャパシ
タＣ２に並列接続されている。接触器１０のターンオフ
中、ダイオードＤ４は、第１出力ノード４２に戻るよう
に流れる、キャパシタＣ２からの逆方向電流を防止し、
他の回路段の電圧を急速にゼロに落す。このような電流
ループにより、フライバック／減衰回路３６の作動が逆
になる。
用し、短い入力電力の中断及び負の過渡現象の間、電圧
を維持したままである。かなり小さなキャパシタは、よ
り効果的な高周波ノイズ抑制を与えるために、キャパシ
タＣ２に並列接続されている。接触器１０のターンオフ
中、ダイオードＤ４は、第１出力ノード４２に戻るよう
に流れる、キャパシタＣ２からの逆方向電流を防止し、
他の回路段の電圧を急速にゼロに落す。このような電流
ループにより、フライバック／減衰回路３６の作動が逆
になる。
【００２８】タイマ３４は、高レベルの引き込み(pull
in) 電流をコイルに供給して接触器１０を始動させる制
御回路のタイマ継続時間を制御する。タイマ入力ノード
５２は、電源回路３１の第２出力ノードに直接接続され
ている。ダイオードＤ６と抵抗Ｒ８は、タイマ入力ノー
ド５２とキャパシタＣ５を介してアースに接続された中
間ノード５４の間に並列接続されている。中間ノード５
４は、抵抗Ｒ９を介して第１電圧比較器５６の反転入力
に接続されている。第１電圧比較器５６の非反転入力
は、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１によって形成された電圧分
割器の中間ノードに接続される。抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１
１は、基準電源を形成するためにタイマ入力ノード５２
とアースとの間に直列に接続されている。
in) 電流をコイルに供給して接触器１０を始動させる制
御回路のタイマ継続時間を制御する。タイマ入力ノード
５２は、電源回路３１の第２出力ノードに直接接続され
ている。ダイオードＤ６と抵抗Ｒ８は、タイマ入力ノー
ド５２とキャパシタＣ５を介してアースに接続された中
間ノード５４の間に並列接続されている。中間ノード５
４は、抵抗Ｒ９を介して第１電圧比較器５６の反転入力
に接続されている。第１電圧比較器５６の非反転入力
は、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１によって形成された電圧分
割器の中間ノードに接続される。抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１
１は、基準電源を形成するためにタイマ入力ノード５２
とアースとの間に直列に接続されている。
【００２９】第１電圧比較器５６の出力は、ＰＷＭ電流
コントローラ３３の入力端子５８に接続される。この入
力端子５８は、プルアップ抵抗Ｒ１２を介して電源回路
３１からの第２出力４４に接続されている。比較器の出
力段がオープンコレクタ形式の抵抗Ｒ１２であるので、
コレクタへの電流がオフされると、ダイオードＤ７のカ
ソードに電流が発生する。
コントローラ３３の入力端子５８に接続される。この入
力端子５８は、プルアップ抵抗Ｒ１２を介して電源回路
３１からの第２出力４４に接続されている。比較器の出
力段がオープンコレクタ形式の抵抗Ｒ１２であるので、
コレクタへの電流がオフされると、ダイオードＤ７のカ
ソードに電流が発生する。
【００３０】ブロッキングダイオードＤ７は、入力端子
５８を第２電圧比較器６０の非反転入力に接続される。
この非反転入力は、また、バイアス抵抗Ｒ１３を介して
電源回路の第２出力４４に接続され、また抵抗Ｒ１４を
介してアースに接続されている。これにより、基準電圧
源が形成される。
５８を第２電圧比較器６０の非反転入力に接続される。
この非反転入力は、また、バイアス抵抗Ｒ１３を介して
電源回路の第２出力４４に接続され、また抵抗Ｒ１４を
介してアースに接続されている。これにより、基準電圧
源が形成される。
【００３１】抵抗Ｒ１７は、第２電圧比較器６０の出力
と非反転入力の間に接続され、この比較器のオンオフの
スレッショルド値のためのシステリシスを与える。第２
電圧比較器６０の反転入力は、抵抗Ｒ１５を介して接触
器のコイル２０の第２端子６１に接続され、この端子
は、低抵抗電流感知用の抵抗Ｒ１６を介してアースされ
ている。第２電圧比較器６０の反転入力は、また、キャ
パシタＣ６によってアースされている。第２電圧比較器
６０の出力は、出力ドライバ３２内のＮＰＮトランジス
タＱ３のベースに接続されている。
と非反転入力の間に接続され、この比較器のオンオフの
スレッショルド値のためのシステリシスを与える。第２
電圧比較器６０の反転入力は、抵抗Ｒ１５を介して接触
器のコイル２０の第２端子６１に接続され、この端子
は、低抵抗電流感知用の抵抗Ｒ１６を介してアースされ
ている。第２電圧比較器６０の反転入力は、また、キャ
パシタＣ６によってアースされている。第２電圧比較器
６０の出力は、出力ドライバ３２内のＮＰＮトランジス
タＱ３のベースに接続されている。
【００３２】トランジスタＱ３のベースは、抵抗Ｒ６と
抵抗Ｒ７によって形成される別の電圧分割器の中間ノー
ド５０に接続され、これらの抵抗Ｒ６，Ｒ７は、電源の
第２出力ノード４４とアースとの間に直列接続されてい
る。出力ドライバ３２は、第２のダーリントン接続のト
ランジスタ（第１トランジスタ）Ｑ２を有し、このトラ
ンジスタは、ＰＮＰ形で、入力ノード３５に接続された
エミッタと、接触器コイル２０の第１端子４７に接続さ
れたコレクタを有する。
抵抗Ｒ７によって形成される別の電圧分割器の中間ノー
ド５０に接続され、これらの抵抗Ｒ６，Ｒ７は、電源の
第２出力ノード４４とアースとの間に直列接続されてい
る。出力ドライバ３２は、第２のダーリントン接続のト
ランジスタ（第１トランジスタ）Ｑ２を有し、このトラ
ンジスタは、ＰＮＰ形で、入力ノード３５に接続された
エミッタと、接触器コイル２０の第１端子４７に接続さ
れたコレクタを有する。
【００３３】ツェナーダイオードＤ５は、ダーリントン
接続のトランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ結合間に
接続され、過電圧と過渡状態での保護を与え、キャパシ
タＣ４は、エミッタを接地してノイズを抑制する。抵抗
Ｒ３と抵抗Ｒ４によって形成される電圧分割器は、一端
が入力ノード３５に接続され、中間ノード４８がトラン
ジスタＱ２のベースに連結されている。
接続のトランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ結合間に
接続され、過電圧と過渡状態での保護を与え、キャパシ
タＣ４は、エミッタを接地してノイズを抑制する。抵抗
Ｒ３と抵抗Ｒ４によって形成される電圧分割器は、一端
が入力ノード３５に接続され、中間ノード４８がトラン
ジスタＱ２のベースに連結されている。
【００３４】抵抗Ｒ３，Ｒ４の電圧分割器の他端は、ト
ランジスタＱ３と抵抗Ｒ５のコレクタ−エミッタを直列
接続した電路を介してアースされている。実際に、トラ
ンジスタＱ３がオン状態にあるとき、電流制限モードに
おいて作動する。抵抗Ｒ５間の電圧降下が抵抗分割器Ｒ
６，Ｒ７（Ｖbeの電圧降下をマイナスする）を介してベ
ース端子に生じたレベルに接近するレベルに、トランジ
スタＱ３のエミッタ電流が達すると、ベースバイアスが
制限され、そして、エミッタに対するコレクタの電圧降
下分がこのレベルの電流を保つように調整される。この
作用は、たとえ供給電圧が入力３８にあろうとも、トラ
ンジスタＱ２のベースに電流を流すために抵抗Ｒ４を通
じて引き出された電流が一定となるので、好ましい。
ランジスタＱ３と抵抗Ｒ５のコレクタ−エミッタを直列
接続した電路を介してアースされている。実際に、トラ
ンジスタＱ３がオン状態にあるとき、電流制限モードに
おいて作動する。抵抗Ｒ５間の電圧降下が抵抗分割器Ｒ
６，Ｒ７（Ｖbeの電圧降下をマイナスする）を介してベ
ース端子に生じたレベルに接近するレベルに、トランジ
スタＱ３のエミッタ電流が達すると、ベースバイアスが
制限され、そして、エミッタに対するコレクタの電圧降
下分がこのレベルの電流を保つように調整される。この
作用は、たとえ供給電圧が入力３８にあろうとも、トラ
ンジスタＱ２のベースに電流を流すために抵抗Ｒ４を通
じて引き出された電流が一定となるので、好ましい。
【００３５】フライバック／減衰回路３６は、電源回路
３１の第１出力ノード４２に接続される入力ノード６２
を有する。入力ノード６２は、ＰＮＰのトランジスタ
（第３トランジスタ）Ｑ４のエミッタ−コレクタ間の導
電路、ダイオードＤ８、及び抵抗Ｒ１８を介して中間ノ
ード６４に接続される。抵抗Ｒ１９と抵抗Ｒ２０により
形成される電圧分割器は、入力ノード６２とアース間に
接続され、この電圧分割器の中間ノード６６がトランジ
スタＱ４のベースに接続されている。
３１の第１出力ノード４２に接続される入力ノード６２
を有する。入力ノード６２は、ＰＮＰのトランジスタ
（第３トランジスタ）Ｑ４のエミッタ−コレクタ間の導
電路、ダイオードＤ８、及び抵抗Ｒ１８を介して中間ノ
ード６４に接続される。抵抗Ｒ１９と抵抗Ｒ２０により
形成される電圧分割器は、入力ノード６２とアース間に
接続され、この電圧分割器の中間ノード６６がトランジ
スタＱ４のベースに接続されている。
【００３６】フライバック／減衰回路３６の中間ノード
６４は、ダーリントン接続のトランジスタ（第２トラン
ジスタ）Ｑ５のベースに接続され、エミッタは、接触器
コイル２０の第１端子に接続されるとともに抵抗Ｒ２１
を介してベースに接続されている。トランジスタＱ５の
コレクタは、逆バイアスされたダイオードＤ１０を介し
てアースに接続され、かつツェナーダイオードＤ９を介
してベースに接続されている。
６４は、ダーリントン接続のトランジスタ（第２トラン
ジスタ）Ｑ５のベースに接続され、エミッタは、接触器
コイル２０の第１端子に接続されるとともに抵抗Ｒ２１
を介してベースに接続されている。トランジスタＱ５の
コレクタは、逆バイアスされたダイオードＤ１０を介し
てアースに接続され、かつツェナーダイオードＤ９を介
してベースに接続されている。
【００３７】制御回路３０は、制御端子３８，３９に電
圧を供給することによってパワーアップされ、タイマ３
４内のキャパシタＣ５間の電圧は、初期にゼロレベルに
あり、抵抗Ｒ９を介して第１電圧比較器５６の反転入力
に接続されている。この結果、第１電圧比較器５６の出
力端はオープンであり、これにより、抵抗Ｒ１２はノー
ド５８を調整された電源電圧に引き上げることができ
る。
圧を供給することによってパワーアップされ、タイマ３
４内のキャパシタＣ５間の電圧は、初期にゼロレベルに
あり、抵抗Ｒ９を介して第１電圧比較器５６の反転入力
に接続されている。この結果、第１電圧比較器５６の出
力端はオープンであり、これにより、抵抗Ｒ１２はノー
ド５８を調整された電源電圧に引き上げることができ
る。
【００３８】このような状態では、ノード５８での抵抗
１２の低電圧側は、ダイオードＤ７を通って、ＰＷＭ電
流コントローラ３３内の第２電圧比較器６０の抵抗Ｒ１
３／Ｒ１４の電圧分割器へと導かれる。これにより、比
較器６０の基準入力が高レベルなる。高出力状態にある
比較器６０を用いて、抵抗Ｒ１７は、わずかに基準電圧
レベルを引き上げ、そして、高出力状態は、トランジス
タＱ３とトランジスタＱ２をターンオンさせる。これら
のトランジスタは、電流感知抵抗Ｒ１６間の電圧が、第
２電圧比較器６０の出力が低くなるときに、その非反転
入力に加えられる基準電圧を越えるまで導通状態を保
つ。
１２の低電圧側は、ダイオードＤ７を通って、ＰＷＭ電
流コントローラ３３内の第２電圧比較器６０の抵抗Ｒ１
３／Ｒ１４の電圧分割器へと導かれる。これにより、比
較器６０の基準入力が高レベルなる。高出力状態にある
比較器６０を用いて、抵抗Ｒ１７は、わずかに基準電圧
レベルを引き上げ、そして、高出力状態は、トランジス
タＱ３とトランジスタＱ２をターンオンさせる。これら
のトランジスタは、電流感知抵抗Ｒ１６間の電圧が、第
２電圧比較器６０の出力が低くなるときに、その非反転
入力に加えられる基準電圧を越えるまで導通状態を保
つ。
【００３９】この動作は、抵抗Ｒ１７の一端を、比較器
６０の非反転入力での基準電圧よりも低いレベルにす
る。この比較器における正のフィードバックにより、比
較器の正で急速なスイッチングを確実にする。比較器６
０の出力が低レベルであることにより、トランジスタＱ
３とトランジスタＱ２はターンオフされる。トランジス
タＱ３，Ｑ２は、電流感知抵抗Ｒ１６間の電圧が第２電
圧比較器に対する基準電圧よりも低い電圧に降下する
と、再びターンオンする。
６０の非反転入力での基準電圧よりも低いレベルにす
る。この比較器における正のフィードバックにより、比
較器の正で急速なスイッチングを確実にする。比較器６
０の出力が低レベルであることにより、トランジスタＱ
３とトランジスタＱ２はターンオフされる。トランジス
タＱ３，Ｑ２は、電流感知抵抗Ｒ１６間の電圧が第２電
圧比較器に対する基準電圧よりも低い電圧に降下する
と、再びターンオンする。
【００４０】抵抗Ｒ１７は、比較器入力上でのトグルの
スレッショルド基準電圧にシステリシスによる少量の電
圧を与えるように選択される。この差分は、比較器が、
オンオフの二方向に切り換わる電流感知レベルにおける
わずかな差電圧によって形成される。この差電圧のレベ
ルは、コイルのＬ／Ｒ比と抵抗Ｒ１５とキャパシタＣ６
の時定数に関連して、ＰＷＭ発振器の実際の動作周波数
と調整電流におけるリップル分を決定する。
スレッショルド基準電圧にシステリシスによる少量の電
圧を与えるように選択される。この差分は、比較器が、
オンオフの二方向に切り換わる電流感知レベルにおける
わずかな差電圧によって形成される。この差電圧のレベ
ルは、コイルのＬ／Ｒ比と抵抗Ｒ１５とキャパシタＣ６
の時定数に関連して、ＰＷＭ発振器の実際の動作周波数
と調整電流におけるリップル分を決定する。
【００４１】回路動作の初期時に第２電圧比較器６０の
非反転入力に与えられる、タイマ３４により生じた基準
電圧が比較的高レベルにあるので、コイル２０に加えら
れる電流パルスの幅は、比較的長く、大きな初期コイル
電流を発生させる。
非反転入力に与えられる、タイマ３４により生じた基準
電圧が比較的高レベルにあるので、コイル２０に加えら
れる電流パルスの幅は、比較的長く、大きな初期コイル
電流を発生させる。
【００４２】時間が経つと、キャパシタＣ５は抵抗Ｒ８
を通じて充電される。キャパシタ電圧が、第１電圧比較
器５６の非反転入力において、あるレベルに達すると、
第１電圧比較器の出力が低レベルに切り換り、電流を抵
抗Ｒ１２からアースに流し、抵抗Ｒ１３／Ｒ１４電圧分
割器における抵抗Ｒ１２の影響をなくす。
を通じて充電される。キャパシタ電圧が、第１電圧比較
器５６の非反転入力において、あるレベルに達すると、
第１電圧比較器の出力が低レベルに切り換り、電流を抵
抗Ｒ１２からアースに流し、抵抗Ｒ１３／Ｒ１４電圧分
割器における抵抗Ｒ１２の影響をなくす。
【００４３】この動作は、第２電圧比較器６０の非反転
入力上で接触子が閉じるバイアスレベルとなるように移
行させ、バイアスレベルコイル２０に加える電流が低レ
ベルになるように減少させ、抵抗Ｒ１３／Ｒ１４電圧分
割器によって、接触子１５，１７，２８を閉じた状態に
保持するために必要とされるレベルに定まる。
入力上で接触子が閉じるバイアスレベルとなるように移
行させ、バイアスレベルコイル２０に加える電流が低レ
ベルになるように減少させ、抵抗Ｒ１３／Ｒ１４電圧分
割器によって、接触子１５，１７，２８を閉じた状態に
保持するために必要とされるレベルに定まる。
【００４４】特に、低レベルの基準電圧が第２電圧比較
器の非反転入力に加えられる。この比較器は、トランジ
スタＱ３，Ｑ２のスイッチング作用によってコイル２０
に加えられる電流パルスを短くする。正の制御端子３８
から正の電圧を取り除くことにより制御回路３０がター
ンオフされるまで、この定常状態は保持される。
器の非反転入力に加えられる。この比較器は、トランジ
スタＱ３，Ｑ２のスイッチング作用によってコイル２０
に加えられる電流パルスを短くする。正の制御端子３８
から正の電圧を取り除くことにより制御回路３０がター
ンオフされるまで、この定常状態は保持される。
【００４５】制御回路３０のターンオフの間、主電源回
路のキャパシタＣ２，Ｃ３間の電圧は、回路のリアクタ
ンス負荷により急速に減衰する。タイミングキャパシタ
Ｃ５を急速に放電させるために、逆バイアスダイオード
Ｄ６が抵抗Ｒ８間に挿入され、電源電圧がＣ５の放電レ
ベルより下に減衰すると、順方向にバイアスされること
になる。こうして、回路自体がターンオフ時に急速にリ
セットされ、ターンオフ後、直ちに電力が再供給される
場合、適当なターンオンタイミングで再起動することが
できる。このような状態は、接触器１０によって制御さ
れるモータが、急速にオン−オフを行う「ジョグ動作」
にあるとき、発生する。
路のキャパシタＣ２，Ｃ３間の電圧は、回路のリアクタ
ンス負荷により急速に減衰する。タイミングキャパシタ
Ｃ５を急速に放電させるために、逆バイアスダイオード
Ｄ６が抵抗Ｒ８間に挿入され、電源電圧がＣ５の放電レ
ベルより下に減衰すると、順方向にバイアスされること
になる。こうして、回路自体がターンオフ時に急速にリ
セットされ、ターンオフ後、直ちに電力が再供給される
場合、適当なターンオンタイミングで再起動することが
できる。このような状態は、接触器１０によって制御さ
れるモータが、急速にオン−オフを行う「ジョグ動作」
にあるとき、発生する。
【００４６】コイル回路３０を流れる電流は、出力トラ
ンジスタＱ２のオンオフを急速に切り換え（パルス動
作）、またオンとオフとの時間比率を変えることにより
調整される。これによりコイル電流をパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）する。コイル電流は、セッショクキのプル−イン
（引き込み）及び閉じ状態の間、正確に感知しかつ制御
される。連続的に上記時間比率が調整され、電源電圧と
コイル抵抗の変動における変化を補償する。
ンジスタＱ２のオンオフを急速に切り換え（パルス動
作）、またオンとオフとの時間比率を変えることにより
調整される。これによりコイル電流をパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）する。コイル電流は、セッショクキのプル−イン
（引き込み）及び閉じ状態の間、正確に感知しかつ制御
される。連続的に上記時間比率が調整され、電源電圧と
コイル抵抗の変動における変化を補償する。
【００４７】スムーズなコイル電流の流れは、ダイオー
ドＤ１０を通るコイル２０の回りのフライバックループ
を与えることにより、電流パルス間の短いＰＷＭのオフ
時間の間に達成される。通常の動作の間、ダイオードＤ
１０は、電源回路３１によって完全に導通状態にバイア
スされるトランジスタＱ５を有することによりコイルの
まわりに低インピーダンスのループ内にある。これによ
り、電源ノード４２からトランジスタＱ４、ダイオード
Ｄ８、及び抵抗Ｒ１８を通りトランジスタＱ５のベース
に通じる調整電圧を供給することにより達成される。
ドＤ１０を通るコイル２０の回りのフライバックループ
を与えることにより、電流パルス間の短いＰＷＭのオフ
時間の間に達成される。通常の動作の間、ダイオードＤ
１０は、電源回路３１によって完全に導通状態にバイア
スされるトランジスタＱ５を有することによりコイルの
まわりに低インピーダンスのループ内にある。これによ
り、電源ノード４２からトランジスタＱ４、ダイオード
Ｄ８、及び抵抗Ｒ１８を通りトランジスタＱ５のベース
に通じる調整電圧を供給することにより達成される。
【００４８】パルス間のＰＷＭのオフ時間中、レンツの
法則に従って、オン時間中の電流の流れと同一の方向に
電流を流すように、コイルの極性を逆にする。こうし
て、ダイオードＤ１０とトランジスタＱ５は、順方向に
バイアスされ、コイル２０の回りにフライバック電流を
導く。
法則に従って、オン時間中の電流の流れと同一の方向に
電流を流すように、コイルの極性を逆にする。こうし
て、ダイオードＤ１０とトランジスタＱ５は、順方向に
バイアスされ、コイル２０の回りにフライバック電流を
導く。
【００４９】しかし、制御回路３０がターンオフしたと
きに、このフライバックループによって蓄積したコイル
エネルギーを急速に消散させて、接触器の開き動作が減
衰またはスローダウンしないようにすることが重要であ
る。電圧が正の制御端子３８から取り除かれると、ベー
スバイアスが、トランジスタＱ４からトランジスタＱ５
に与えられ、ダイオードＤ８と抵抗Ｒ１８がなくなる形
となってトランジスタＱ５をターンオフさせ、フライバ
ックループが開く。
きに、このフライバックループによって蓄積したコイル
エネルギーを急速に消散させて、接触器の開き動作が減
衰またはスローダウンしないようにすることが重要であ
る。電圧が正の制御端子３８から取り除かれると、ベー
スバイアスが、トランジスタＱ４からトランジスタＱ５
に与えられ、ダイオードＤ８と抵抗Ｒ１８がなくなる形
となってトランジスタＱ５をターンオフさせ、フライバ
ックループが開く。
【００５０】しかし、コイルに発生した逆の極性によ
り、ツェナーダイオードＤ９を通ってトランジスタＱ５
のベースがバイアスされ、このトランジスタのコレクタ
がエミッタ電圧のレベルにクランプされる。フライバッ
ク電流に関連するこの電圧降下は、コイルの磁界を急速
に消散させる電力を生じさせ、接触器を早く開くことが
できるようにする。
り、ツェナーダイオードＤ９を通ってトランジスタＱ５
のベースがバイアスされ、このトランジスタのコレクタ
がエミッタ電圧のレベルにクランプされる。フライバッ
ク電流に関連するこの電圧降下は、コイルの磁界を急速
に消散させる電力を生じさせ、接触器を早く開くことが
できるようにする。
【００５１】それゆえ、フライバック回路３６は、通常
のＰＷＭ動作中では低インピーダンスのフライバックル
ープを形成し、また、ターンオフ時には電力消散器とな
る２つの機能を有する。
のＰＷＭ動作中では低インピーダンスのフライバックル
ープを形成し、また、ターンオフ時には電力消散器とな
る２つの機能を有する。
【００５２】このターンオフ時間の間、トランジスタＱ
４が、意図しないリーク路が存在しないようにして、順
方向バイアスをトランジスタＱ５のベースに与える。コ
イルの極性が、このターンオフ時間の間、逆転するの
で、トランジスタＱ５のエミッタはアースに対して負電
位になり、アースから正の制御端子３８に向かういかな
る電路もトランジスタＱ１，Ｑ４、抵抗Ｒ１８、及びダ
イオードＤ８を通ってトランジスタＱ５のベースに流れ
る順方向バイアスが与えられ、それが保持される。そし
て、ダイオードＤ９からのクランプ電圧用のバイアスが
重なる。
４が、意図しないリーク路が存在しないようにして、順
方向バイアスをトランジスタＱ５のベースに与える。コ
イルの極性が、このターンオフ時間の間、逆転するの
で、トランジスタＱ５のエミッタはアースに対して負電
位になり、アースから正の制御端子３８に向かういかな
る電路もトランジスタＱ１，Ｑ４、抵抗Ｒ１８、及びダ
イオードＤ８を通ってトランジスタＱ５のベースに流れ
る順方向バイアスが与えられ、それが保持される。そし
て、ダイオードＤ９からのクランプ電圧用のバイアスが
重なる。
【００５３】しかし、この状態では、トランジスタＱ４
のベースは、バイアスが加えられず、このコレクタ回路
はオープン状態で、トランジスタＱ５のベースへのルー
プもオープン状態になる。ダイオードＤ４は、電源キャ
パシタＣ２，Ｃ３がターンオフ時にトランジスタＱ４を
通ってトランジスタＱ５のベースに戻る放電を防止す
る。さもなければ、これらの部品からのバイアスより、
トランジスタＱ４がオン状態に保たれることになる。
のベースは、バイアスが加えられず、このコレクタ回路
はオープン状態で、トランジスタＱ５のベースへのルー
プもオープン状態になる。ダイオードＤ４は、電源キャ
パシタＣ２，Ｃ３がターンオフ時にトランジスタＱ４を
通ってトランジスタＱ５のベースに戻る放電を防止す
る。さもなければ、これらの部品からのバイアスより、
トランジスタＱ４がオン状態に保たれることになる。
【００５４】本発明のフライバック／減衰回路３６にお
ける重要な利点は、コイル２０が制御されたフライバッ
ク減衰ループを備えていることである。通常、接触器コ
イルは、制御端子３８，３９間に直接接続されており、
これにより、制御電力のオンオフによるスイッチングが
行われてコイルを励磁する。制御ラインがスイッチオフ
されると、コイルエネルギーは、一般的にスイッチのア
ークにより急速に消散する。
ける重要な利点は、コイル２０が制御されたフライバッ
ク減衰ループを備えていることである。通常、接触器コ
イルは、制御端子３８，３９間に直接接続されており、
これにより、制御電力のオンオフによるスイッチングが
行われてコイルを励磁する。制御ラインがスイッチオフ
されると、コイルエネルギーは、一般的にスイッチのア
ークにより急速に消散する。
【００５５】その他の負荷がこの入力間に、即ち、コイ
ルと並列に接続されると、ターンオフ時のコイルエネル
ギーは、他の負荷を通るフライバック電流の形式におい
て、より緩やかに消散することになる。一般に、望まし
くない実施例であるが、取付ける接触器は、逆電圧の過
渡現象を抑制するためにコイル端子間にダイオードを接
続することにより、コイルが制御ライン上に電圧を加え
るようになる。
ルと並列に接続されると、ターンオフ時のコイルエネル
ギーは、他の負荷を通るフライバック電流の形式におい
て、より緩やかに消散することになる。一般に、望まし
くない実施例であるが、取付ける接触器は、逆電圧の過
渡現象を抑制するためにコイル端子間にダイオードを接
続することにより、コイルが制御ライン上に電圧を加え
るようになる。
【００５６】延長した減衰は、機械的ダンパ動作をし、
接触子の分離をスローダウンさせ、増大した接触子のダ
メージをもたらすアーク継続時間を増大させ、さらに、
最大アーク電圧を増加から電流の中断までの時間を長く
させる。より高い直流電圧レベルでは、特に危険であ
る。
接触子の分離をスローダウンさせ、増大した接触子のダ
メージをもたらすアーク継続時間を増大させ、さらに、
最大アーク電圧を増加から電流の中断までの時間を長く
させる。より高い直流電圧レベルでは、特に危険であ
る。
【００５７】この回路を用いて、コイルフライバックエ
ネルギーが内部の制御ループ内で消散され、それゆえ、
このエネルギーは、外部負荷がエネルギーに影響を与え
る入力端子を通って直接戻るように供給されない。
ネルギーが内部の制御ループ内で消散され、それゆえ、
このエネルギーは、外部負荷がエネルギーに影響を与え
る入力端子を通って直接戻るように供給されない。
【００５８】さらに、本発明の回路では、過渡現象のコ
イル電圧が、端子３８，３９に接続された使用者の制御
ライン上に戻るように加えられることがないようにコイ
ル電圧を分離しており、これにより、上述した抑制器の
必要をなくしている。
イル電圧が、端子３８，３９に接続された使用者の制御
ライン上に戻るように加えられることがないようにコイ
ル電圧を分離しており、これにより、上述した抑制器の
必要をなくしている。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の制御回路は、接触器のコイルを制御電圧に応答
して駆動するために、電源回路からの調整出力電圧によ
り、ＰＷＭコントローラによって発生するパルス幅を制
御するタイマを始動させることにより、このパルスが、
コイルに制御電圧を加えるトランジスタを制御し、接触
器を閉じるためにコイルに流れる高電流を生じさせ、さ
らに、所定の時間の後のパルスを短くしてコイルへの電
流を少なくして接触器を閉じた状態に保つことができ
る。また、フライバック回路がコイルと並列に接続さ
れ、パルス間のインタバルの間、電磁界を維持するため
に比較的低い逆電圧降下用の導電路を与え、制御電圧に
より接触器を開くときには、フライバック回路は、高い
逆電圧降下用の導電路を与えるので、コイル電流を急速
に減衰させることができる。
本発明の制御回路は、接触器のコイルを制御電圧に応答
して駆動するために、電源回路からの調整出力電圧によ
り、ＰＷＭコントローラによって発生するパルス幅を制
御するタイマを始動させることにより、このパルスが、
コイルに制御電圧を加えるトランジスタを制御し、接触
器を閉じるためにコイルに流れる高電流を生じさせ、さ
らに、所定の時間の後のパルスを短くしてコイルへの電
流を少なくして接触器を閉じた状態に保つことができ
る。また、フライバック回路がコイルと並列に接続さ
れ、パルス間のインタバルの間、電磁界を維持するため
に比較的低い逆電圧降下用の導電路を与え、制御電圧に
より接触器を開くときには、フライバック回路は、高い
逆電圧降下用の導電路を与えるので、コイル電流を急速
に減衰させることができる。
【図１】本発明に使用することができる電気接触器の一
部切断した断面図である。
部切断した断面図である。
【図２】本発明に従う制御回路の実施形態を示す概略電
気回路図である。
気回路図である。
１０ 接触器（電流スイッチング装置） １４，１６ 電力端子 １５，１７ 固定接触子 ２０ コイル ２８ 可動接触子アーム ３０ 制御回路 ３１ 電源回路 ３３ パルス幅変調電流コントローラ ３４ タイマ ３６ フライバック／減衰回路 ３８，３９ 制御端子 ６０ 比較器 ６２ 入力ノード ６６ 中間ノード（第１ノード） Ｑ２，Ｑ４，Ｑ５，トランジスタ Ｒ１６ 電流センサ Ｒ１９，Ｒ２０ 抵抗 Ｄ９ ツェナーダイオード Ｄ１０ ダイオード
フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 マイケル エドワード バウアー アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53222 ワウワトサ エヌ．100ス ストリート 3841 (72)発明者 デイル ルイス ガス アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53223 ブラウン ディアー エヌ． 54ス ス トリート 8573 (72)発明者 ウイリアム ジョセフ ジャヌツカ アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53227 ウエスト アリス エス． 114ス ス トリート 3203
Claims (15)
- 【請求項１】電磁コイル(20)によって作動する一組の接
触子(15,17,28)を有する電気スイッチング装置(10)用の
制御回路(30)であって、 前記電気スイッチング装置を作動する制御信号を入力す
るための第１，第２入力端子(38,39) と、 前記第１，第２入力端子(38,39) 間に設けた前記電磁コ
イル(20)と直列に接続される導電路および制御端子を有
する第１トランジスタ(Q2)と、 この第１トランジスタ(Q2)の前記制御端子に加えられる
一連のパルスを発生し、前記パルスにより前記第１トラ
ンジスタ(Q2)をバイアスして、所定の時間、前記電磁コ
イル(20)に第１レベルの電流を供給し、その後、前記第
１レベルよりも小さい第２レベルの電流を供給するよう
に前記第１トランジスタ(Q2)をバイアスするためのコン
トローラ(33,34) と、 第１ダイオード(D10) と第２トランジスタ(Q5)を直列接
続して、これを電磁コイル(20)に接続する構成を有し、
前記第２トランジスタ(Q5)が前記制御信号によってバイ
アスされ、前記一連のパルスの各パルス間のインタバル
に前記電磁コイル(20)に発生した電流に対する第１の電
圧降下を与え、前記制御信号の除去により、前記第２ト
ランジスタ(Q5)が前記電磁コイル(20)に発生する電流に
対する、前記第１の電圧降下よりも大きい第２の電圧降
下を与えるためのフライバック／減衰回路(36)とを含ん
でいることを特徴とする制御回路。 - 【請求項２】前記所定の時間は、第１，第２入力端子(3
8,39) に制御信号を加えることによって始まることを特
徴とする請求項１記載の制御回路。 - 【請求項３】一連のパルスは、所定の時間、第１デュー
ティサイクルを有し、その所定の時間の後で第２デュー
ティサイクルを有することを特徴とする請求項１記載の
制御回路。 - 【請求項４】コントローラ(33,34) は、制御信号の電圧
及び電磁コイル(20)の抵抗を変化させることなく、第
１，第２デューティサイクルを変化させて、各々予め定
めた第１，第２の電流レベルを与えることを特徴とする
請求項３記載の制御回路。 - 【請求項５】コントローラは、 前記所定の時間の後で、タイミング信号を発生して制御
信号に応答するタイマ(34)と、 各パルスの継続時間に前記タイミング信号に応答する一
連のパルスを発生するパルス幅変調コントローラ(33)を
含んでいることを特徴とする請求項３記載の制御回路。 - 【請求項６】タイマ(34)は、 基準電圧源(52)と、 制御信号に応答して、時間変動電圧を生じる抵抗−キャ
パシタ回路網(D6,R8,R9,C5) と、 前記基準電圧に関連して定められた前記時間変動電圧に
応答するタイミング信号を発生する比較器(56)とを含む
ことを特徴とする請求項５記載の制御回路。 - 【請求項７】パルス幅変調コントローラ(33)は、 タイミング信号に応答して変化する基準電圧源(R13,R1
4) と、 電磁コイルを通って流れる電流の大きさを示すセンサ電
圧を発生する電流センサ(R16) と、 前記基準電圧に関連して定められたセンサ電圧に応答し
て一連のパルスを生じる比較器(60)とを含むことを特徴
とする請求項５記載の制御回路。 - 【請求項８】フライバック／減衰回路(36)は、 制御信号を加えることにより導通状態になる第３トラン
ジスタ(Q4)を含み、前記第３トランジスタが導通状態に
バイアスされたとき、第２トランジスタ(Q5)を第１導通
状態にすることを特徴とする請求項１記載の制御回路。 - 【請求項９】フライバック／減衰回路(36)は、第２トラ
ンジスタ(Q5)を駆動して、第１電圧降下を生じるように
飽和させることを特徴とする請求項１記載の制御回路。 - 【請求項１０】第２トランジスタ(Q5)が、固定の第２電
圧降下を生じることを特徴とする請求項１記載の制御回
路。 - 【請求項１１】フライバック／減衰回路(36)は、 第１入力端子(38)に連結された入力ノード(62)と、 前記入力ノード(62)と第２入力端子(39)の間に直列に接
続され、一対の抵抗(R19,R20) 間に第１ノード(66)を形
成する一対の抵抗(R19,R20) と、 前記第１ノード(66)に連結される制御端子および１つの
導電路を有する第３トランジスタ(Q4)と、 第２ダイオード(D8)と、 前記第３トランジスタ(Q4)、第２ダイオード(D8)、及び
第１抵抗(R18) の導電路が、前記入力ノード(62)と第２
トランジスタ(Q5)の制御電極との間に直列に接続されて
いる第１抵抗(R18) と、 前記制御電極と第２トランジスタ(Q5)の導電路の一端と
の間に接続され、この一端を電磁コイル(20)の一端側に
接続している、第２抵抗(R21) と、 前記制御電力と前記第２トランジスタ(Q5)の導電路の他
端との間に接続され、この他端を電磁コイル(20)の他端
側に接続している、ツェナーダイオード(D9)とを含んで
いることを特徴とする請求項１記載の制御回路。 - 【請求項１２】第１，第２入力端子(38,39) に接続され
る電源回路(31)をさらに含み、この電源回路は、コント
ローラ(33,34) に加えるとともに、第２トランジスタ(Q
5)が第１導通状態になるようにバイアスするためのフラ
イバック回路(36)に加えられる調整出力電圧を作り出す
ことを特徴とする請求項１記載の制御回路。 - 【請求項１３】電磁コイル(20)によって作動する一組の
接触子(15,17,28)を有する電気スイッチング装置(10)用
の制御回路(30)であって、 前記電気スイッチング装置を作動する制御信号を入力す
るための第１，第２入力端子(38,39) と、 前記第１，第２入力端子(38,39) に接続され、調整出力
電圧を作り出す電源回路(31)と、 前記第１，第２入力端子(38,39) 間に設けた前記電磁コ
イル(20)と直列に接続される導電路および制御端子を有
する第１トランジスタ(Q2)と、 第１，第２入力端子(38,39) に制御信号を加えることに
よって始まる所定の時間の間、第１状態を有し、その所
定の時間の後で第２状態を有するタイマ(34)と、 このタイマ(34)に接続され、かつ前記調整出力電圧から
導かれる第１基準電圧を有する電圧源(R13,R14) を含
み、第１基準電圧が、前記タイマの第２状態時よりも第
１状態時の方が高くなり、さらに、電磁コイル(20)を通
って流れる電流の大きさに応答してセンサ電圧を生じる
電流センサ(R16) と、前記制御端子に加えられるバイア
スパルスを発生して、第１基準電圧がセンサ電圧を越え
る場合に第１トランジスタ(Q2)を導通させるように構成
された比較器(60)とを含むパルス幅変調コントローラ(3
3)と、 前記電磁コイル(20)に並列に接続される導電路を有し、
この導電路は、第１ダイオード(D10) と第２トランジス
タ(Q5)を直列接続して形成され、前記第２トランジスタ
(Q5)が前記調整出力電圧によってバイアスされ、前記電
磁コイル(20)に発生した電流に対して第１電圧降下を生
じ、前記第１，第２入力端子(38,39) からの制御信号が
取り除かれると、第２トランジスタ(Q5)がバイアスさ
れ、第１電圧降下よりも大きい第２電圧降下を生じるよ
うにしたフライバック／減衰回路(36)とを含んでいるこ
とを特徴とする制御回路。 - 【請求項１４】フライバック／減衰回路(36)は、 調整出力電圧が入力する入力ノード(62)と、 前記入力ノード(62)と第２入力端子(39)の間に直列に接
続され、一対の抵抗(R19,R20) 間に第１ノード(66)を形
成する一対の抵抗(R19,R20) と、 前記第１ノード(66)に連結される制御端子および１つの
導電路を有する第３トランジスタ(Q4)と、 第２ダイオード(D8)と、 前記第３トランジスタ(Q4)、第２ダイオード(D8)、及び
第１抵抗(R18) の導電路が、前記入力ノード(62)と第２
トランジスタ(Q5)の制御電極との間に直列に接続されて
いる第１抵抗(R18) と、 前記制御電極と第２トランジスタ(Q5)の導電路の一端と
の間に接続され、この一端を電磁コイル(20)の一端側に
接続している、第２抵抗(R21) と、 前記制御電極と前記第２トランジスタ(Q5)の導電路の他
端との間に接続され、この他端を電磁コイル(20)の他端
側に接続している、ツェナーダイオード(D9)とを含んで
いることを特徴とする請求項１３記載の制御回路。 - 【請求項１５】タイマ(34)は、 調整出力電圧から第２基準電圧を生じる電圧分割器(R1
0,R11) と、 時間変動電圧を生じるために前記基準出力電圧から放電
するキャパシタ(C5)と、 第２基準電圧を越える時間変動電圧に応答して状態を変
えるタイミング信号を発生する比較器(56)とを含むこと
を特徴とする請求項１３記載の制御回路。
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