JPH1155937A - Drive circuit for inductive load - Google Patents
Drive circuit for inductive loadInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源から電源
供給を受けて誘導性負荷を駆動する誘導性負荷の駆動回
路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductive load driving circuit for driving an inductive load by receiving power supply from a DC power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、電磁弁等の誘導性負荷を駆動する駆動回路には、通
常、直流電源から誘導性負荷への電源供給系路を導通・
遮断するスイッチング素子とは別に、誘導性負荷への通
電を遮断した際に誘導性負荷に発生する逆起電力からス
イッチング素子を保護するために、誘導性負荷からスイ
ッチング素子に加わる電圧を、スイッチング素子の耐圧
よりも小さい所定のクランプ電圧以下にクランプするク
ランプ回路が設けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a drive circuit for driving an inductive load such as a solenoid valve usually has a power supply system from a DC power supply to the inductive load.
In order to protect the switching element from the back electromotive force generated in the inductive load when the current to the inductive load is cut off, the voltage applied to the switching element from the inductive load is set separately from the switching element to be cut off. Is provided with a clamp circuit that clamps at a predetermined clamp voltage or less that is smaller than the withstand voltage.
【０００３】また、このクランプ回路としては、スイッ
チング素子と誘導性負荷との接続点と、グランド（又は
電源）ラインとの間に、パワーツェナーダイオード或い
はコンデンサと抵抗との並列回路からなるＣＲ回路を設
け、上記逆起電力が発生した際には、パワーツェナーダ
イオード或いはＣＲ回路に電流を流し、誘導性負荷から
スイッチング素子に加わる高電圧を所定のクランプ電圧
以下にクランプするよう構成されたものや、スイッチン
グ素子と誘導性負荷との接続点と、スイッチング素子の
制御入力端子（スイッチング素子がバイポーラトランジ
スタであればベース，ＦＥＴであればゲート）との間に
ツェナーダイオードを設け、上記逆起電力が発生した際
には、ツェナーダイオードによりその両端の電圧を所定
のクランプ電圧にクランプすると同時に、ツェナーダイ
オードに流れる電流によりスイッチング素子を動作さ
せ、誘導性負荷に蓄積されたエネルギをスイッチング素
子を介して放出するように構成したもの、等が知られて
いる。Further, as this clamp circuit, a CR circuit comprising a power zener diode or a parallel circuit of a capacitor and a resistor is provided between a connection point between a switching element and an inductive load and a ground (or power supply) line. When the back electromotive force is generated, a current is caused to flow through a power Zener diode or a CR circuit to clamp a high voltage applied to a switching element from an inductive load to a predetermined clamp voltage or less, A Zener diode is provided between the connection point between the switching element and the inductive load and the control input terminal of the switching element (the base if the switching element is a bipolar transistor, or the gate if the switching element is an FET), and the back electromotive force is generated. In this case, the voltage between both ends is set to a predetermined clamp voltage by a Zener diode. And at the same time the lamp, to operate the switching element by a current flowing through the Zener diode, which the energy stored in the inductive load and configured to emit via the switching element, etc. have been known.
【０００４】そして、このうち、ツェナーダイオードと
スイッチング素子とを利用する後者のクランプ回路は、
電圧クランプ時にスイッチング素子を介して電流を流す
ため、クランプ回路として使用するツェナーダイオード
の電流容量を小さくでき、比較的安価に実現できる。[0004] Of these, the latter clamp circuit using a Zener diode and a switching element,
Since a current flows through the switching element at the time of voltage clamping, the current capacity of the Zener diode used as a clamp circuit can be reduced, and it can be realized relatively inexpensively.
【０００５】ところで、この種のクランプ回路を備えた
駆動回路では、クランプ電圧を大きく設定すれば、逆起
電力発生後にスイッチング素子に流れる電流を速やかに
減衰させることができ、誘導性負荷駆動時の応答性を向
上できるものの、急峻な電流変化によってラジオノイズ
が発生するといった問題があった。In a drive circuit having this type of clamp circuit, if the clamp voltage is set to a large value, the current flowing through the switching element after the back electromotive force is generated can be rapidly attenuated. Although responsiveness can be improved, there is a problem that a steep current change causes radio noise.
【０００６】以下、この問題について、具体的回路を用
いて説明する。まず、図３は、従来の駆動回路１００の
一例を表す。図３に示すように、この駆動回路１００
は、スイッチング素子としてＮＰＮ型のバイポーラトラ
ンジスタ（以下、単にトランジスタという）３を備え、
トランジスタ３の制御入力端子であるベースＢ１に駆動
信号発生回路５を接続し、トランジスタ３のコレクタＣ
１に誘導性負荷７を接続し、トランジスタ３のエミッタ
Ｅ１をグランドラインに接地し、更に、誘導性負荷７の
トランジスタ３とは反対側に正の電源電圧＋Ｂが印加さ
れた電源ラインを接続することにより、駆動信号発生回
路５からHighレベルの駆動信号を出力した際に、トラン
ジスタ３がオンして、誘導性負荷７に電流が流れるよう
に構成されている。そして、トランジスタ３のベースＢ
１−コレクタＣ１間には、ベースＢ１側をアノードとし
てツェナーダイオード１０１が設けられている。Hereinafter, this problem will be described using a specific circuit. First, FIG. 3 shows an example of a conventional drive circuit 100. As shown in FIG.
Includes an NPN-type bipolar transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) 3 as a switching element,
The drive signal generation circuit 5 is connected to the base B1 which is a control input terminal of the transistor 3, and the collector C of the transistor 3
1, the inductive load 7 is connected, the emitter E1 of the transistor 3 is grounded to the ground line, and the power supply line to which the positive power supply voltage + B is applied is connected to the opposite side of the inductive load 7 from the transistor 3. Thus, when the drive signal generation circuit 5 outputs a high-level drive signal, the transistor 3 is turned on, and a current flows through the inductive load 7. And the base B of the transistor 3
A zener diode 101 is provided between 1 and the collector C1 with the base B1 side as an anode.
【０００７】このように構成された駆動回路１００にお
いては、図４（ａ）に示すように、トランジスタ３がオ
ン状態で、誘導性負荷７が通電されているときに、駆動
信号発生回路５からの駆動信号の出力が停止（出力オー
プン）されると、トランジスタ３がオフして誘導性負荷
７への通電が遮断され、誘導性負荷７に逆起電力が発生
するため、トランジスタ３との接続点の電圧（コレクタ
電圧Ｖｃ）は急峻に立上がる。しかし、トランジスタ３
のコレクタＣ１−ベースＢ１間には、ツェナーダイオー
ド１０１が設けられているため、コレクタ電圧Ｖｃは、
ツェナーダイオード１０１の降伏電圧でクランプされ
る。従って、トランジスタ３の耐圧が１００Ｖであると
き、ツェナーダイオード１０１の降伏電圧を７０Ｖとい
うように、ツェナーダイオード１０１の降伏電圧をトラ
ンジスタ３の耐圧よりも低い電圧値に設定しておけば、
誘導性負荷７の通電遮断時に発生した逆起電力からトラ
ンジスタ３を保護することができる。In the drive circuit 100 configured as described above, as shown in FIG. 4A, when the transistor 3 is turned on and the inductive load 7 is energized, the drive signal generation circuit 5 When the output of the drive signal is stopped (output open), the transistor 3 is turned off, the energization to the inductive load 7 is cut off, and a counter electromotive force is generated in the inductive load 7, so that the connection with the transistor 3 The voltage at the point (collector voltage Vc) rises sharply. However, transistor 3
Is provided between the collector C1 and the base B1, the collector voltage Vc is
It is clamped by the breakdown voltage of the Zener diode 101. Therefore, if the breakdown voltage of the Zener diode 101 is set to a voltage value lower than the breakdown voltage of the transistor 3 such that the breakdown voltage of the Zener diode 101 is 70 V when the breakdown voltage of the transistor 3 is 100 V,
The transistor 3 can be protected from the back electromotive force generated when the inductive load 7 is turned off.
【０００８】また、このようにツェナーダイオード１０
１によりコレクタ電圧Ｖｃがクランプされると、誘導性
負荷７からツェナーダイオード１０１を介してトランジ
スタ３のベースＢ１に電流が流れ込むことから、トラン
ジスタ３には、そのベース電流に応じたコレクタ電流Ｉ
ｃが流れ、誘導性負荷７に蓄積されたエネルギは速やか
に放出される。そして、このエネルギの放出により、コ
レクタ電圧Ｖｃがクランプ電圧よりも低くなると、ツェ
ナーダイオード１０１（延いてはトランジスタ３のベー
ス）には電流が流れなくなり、誘導性負荷７側から流れ
込むコレクタ電流Ｉｃも遮断される。Further, as described above, the Zener diode 10
1, when the collector voltage Vc is clamped, a current flows from the inductive load 7 to the base B1 of the transistor 3 via the Zener diode 101, so that the transistor 3 has a collector current I corresponding to the base current.
c flows, and the energy stored in the inductive load 7 is quickly released. When the collector voltage Vc becomes lower than the clamp voltage due to the release of the energy, no current flows through the Zener diode 101 (and the base of the transistor 3), and the collector current Ic flowing from the inductive load 7 is also cut off. Is done.
【０００９】ところで、このような駆動回路１０１で
は、クランプ電圧（つまりツェナーダイオード１０１の
降伏電圧）を低く設定すると、誘導性負荷７からトラン
ジスタ３に流れる電流変化が穏やかになり、また、誘導
性負荷７に蓄積されたエネルギを誘導性負荷の動作（例
えば電磁弁の開閉）に影響を受けない領域にまで充分放
出できているにもわらず、トランジスタ３に電流が流れ
続けてしまうことから、トランジスタ３が完全にオフす
るのに時間がかかるといった問題がある。In such a drive circuit 101, when the clamp voltage (ie, the breakdown voltage of the Zener diode 101) is set low, the change in the current flowing from the inductive load 7 to the transistor 3 becomes gentle, and the inductive load Although the energy stored in the transistor 7 can be sufficiently released to a region not affected by the operation of the inductive load (for example, opening and closing of the electromagnetic valve), the current continues to flow through the transistor 3. 3 takes a long time to completely turn off.
【００１０】このため、この種の駆動回路１０１（特
に、ディーゼル機関に燃料を噴射供給する燃料噴射ポン
プのスピル弁（電磁弁）等、高応答性が要求される誘導
性負荷の駆動回路）では、クランプ電圧を、トランジス
タ３の耐圧よりも低い電圧範囲内で、できるだけ大きな
電圧値に設定することにより、誘導性負荷７の通電遮断
後にトランジスタ３に流れる電流をより短時間で減衰さ
せて、トランジスタ３が完全に動作を停止するまでの時
間を短くし、駆動回路の応答性を確保するようにしてい
る。Therefore, this type of drive circuit 101 (particularly, a drive circuit for an inductive load requiring high responsiveness such as a spill valve (solenoid valve) of a fuel injection pump for injecting fuel into a diesel engine) is used. By setting the clamp voltage to a voltage value as large as possible within a voltage range lower than the withstand voltage of the transistor 3, the current flowing through the transistor 3 after the inductive load 7 is cut off can be attenuated in a shorter time. 3 shortens the time until the operation completely stops, and ensures the responsiveness of the drive circuit.
【００１１】しかし、このように駆動回路の応答性を向
上するために、クランプ電圧を高く設定すると、誘導性
負荷に発生した逆起電力がクランプ電圧に達した直後
に、コレクタ電流Ｉｃが減少方向に急変することから、
その電流変化によって、高周波のラジオノイズが発生す
るといった問題があった。そして、ラジオノイズが発生
すると、周囲の電子装置の動作に影響を与えることか
ら、例えば、燃料噴射ポンプのスピル弁を駆動する駆動
回路のように、各種電子装置を搭載した自動車用の駆動
回路として使用するような場合には、このラジオノイズ
が他の電子装置に影響を与えることのないよう、駆動回
路をシールドする等、他の対策が必要となる。However, if the clamp voltage is set high in order to improve the response of the drive circuit, the collector current Ic decreases in the decreasing direction immediately after the back electromotive force generated in the inductive load reaches the clamp voltage. Suddenly changes to
There is a problem that high-frequency radio noise is generated by the change in the current. When radio noise occurs, the operation of surrounding electronic devices is affected.For example, as a driving circuit for driving a spill valve of a fuel injection pump, a driving circuit for a vehicle equipped with various electronic devices is used. In such a case, other measures such as shielding a drive circuit are required so that the radio noise does not affect other electronic devices.
【００１２】一方、駆動回路の応答性を確保しつつラジ
オノイズを低減する技術として、図３に点線で示すよう
に、電圧クランプ用のツェナーダイオード１０１に対し
て並列にコンデンサ１０３を設け、誘導性負荷７の通電
遮断により逆起電力が発生した場合には、その逆起電力
にてコンデンサ１０３をツェナーダイオード１０１の降
伏電圧まで充電させることで、誘導性負荷７の通電を遮
断した直後のコレクタ電流Ｉｃの急峻な変化を抑えるこ
とが考えられる。On the other hand, as a technique for reducing radio noise while ensuring the responsiveness of the drive circuit, as shown by a dotted line in FIG. When a back electromotive force is generated due to the cutoff of the load 7, the capacitor 103 is charged to the breakdown voltage of the Zener diode 101 with the back electromotive force, so that the collector current immediately after the cutoff of the inductive load 7 is cut off. It is conceivable to suppress a sharp change in Ic.
【００１３】しかし、このような対策では、ラジオノイ
ズを低減することはできるものの、図４（ｂ）に示すよ
うに、誘導性負荷７の通電遮断後、コレクタ電流Ｉｃが
減衰し始めるまでに遅れ時間が発生するため、高応答性
を要求される誘導性負荷の駆動回路としては、良好な駆
動特性が得られないといった問題があった。However, although such measures can reduce the radio noise, as shown in FIG. 4B, after the inductive load 7 is cut off, the delay occurs until the collector current Ic starts to attenuate. Due to the occurrence of time, there is a problem that a drive circuit for an inductive load requiring high responsiveness cannot obtain good drive characteristics.
【００１４】また、この回路では、コンデンサ１０３を
トランジスタのコレクタＣ１−ベースＢ１間に直接接続
することになるので、トランジスタ３とコンデンサ１０
３との組み合わせによっては、発振する可能性もあっ
た。本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであ
り、誘導性負荷への通電遮断時に発生した高電圧を誘導
性負荷の通電経路を導通・遮断するスイッチング素子を
介して放電させるクランプ回路を備えた誘導性負荷の駆
動回路において、駆動回路の応答性を確保し、且つラジ
オノイズの発生を抑制する。In this circuit, since the capacitor 103 is directly connected between the collector C1 and the base B1 of the transistor, the transistor 103 and the capacitor 10 are connected.
Depending on the combination with No. 3, oscillation could occur. The present invention has been made in view of such a problem, and includes a clamp circuit that discharges a high voltage generated at the time of energization cutoff to an inductive load via a switching element that conducts and cuts off an energization path of the inductive load. In a drive circuit for an inductive load, responsiveness of the drive circuit is ensured and generation of radio noise is suppressed.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】かかる目
的を達成するためになされた請求項１に記載の誘導性負
荷の駆動回路においては、スイッチング素子と誘導性負
荷との接続点と、スイッチング素子の制御入力端子との
間に設けられる電圧クランプ手段が、複数のツェナーダ
イオードの直列回路にて構成され、しかも、その複数の
ツェナーダイオードの一部には、コンデンサが並列接続
される。According to the present invention, there is provided a drive circuit for driving an inductive load, comprising: a connection point between a switching element and an inductive load; The voltage clamp means provided between the control input terminal of the element and the element is constituted by a series circuit of a plurality of Zener diodes, and a capacitor is connected in parallel to a part of the plurality of Zener diodes.
【００１６】このため、本発明の駆動回路においては、
制御入力端子に入力される駆動信号の変化に伴いスイッ
チング素子がオン状態からオフ状態に変化し、誘導性負
荷への通電が遮断されて誘導性負荷に逆起電力が発生す
ると、スイッチング素子と誘導性負荷との接続点電圧
は、まず、コンデンサが並列接続されていないツェナー
ダイオードの降伏電圧の和で決定される所定電圧まで急
峻に立上がり、その後は、残りのツェナーダイオードに
接続されたコンデンサが充電されるに従い、全ツェナー
ダイオードの降伏電圧の和である所定クランプ電圧まで
除々に増加する。Therefore, in the driving circuit of the present invention,
When the switching element changes from the ON state to the OFF state in accordance with the change in the drive signal input to the control input terminal, and the power to the inductive load is cut off, and the back electromotive force is generated in the inductive load, the switching element and the induction First, the voltage at the connection point to the load suddenly rises to a predetermined voltage determined by the sum of the breakdown voltages of the Zener diodes that are not connected in parallel.After that, the capacitors connected to the remaining Zener diodes are charged. , The voltage gradually increases to a predetermined clamp voltage which is the sum of the breakdown voltages of all the Zener diodes.
【００１７】この結果、本発明によれば、誘導性負荷へ
の通電遮断後、コンデンサへの充電が完了して上記接続
点電圧がクランプ電圧に達するまでの間、スイッチング
素子の電流変化が抑制され、コンデンサを設けていない
駆動回路に比べて、その電流の減衰が遅れるものの、そ
の遅れ時間は、電圧クランプ手段全体にコンデンサを並
列接続した場合に比べて短くなる。As a result, according to the present invention, a change in the current of the switching element is suppressed after the current supply to the inductive load is cut off and until the connection point voltage reaches the clamp voltage after the charging of the capacitor is completed. Although the decay of the current is delayed as compared with the drive circuit having no capacitor, the delay time is shorter than when a capacitor is connected in parallel to the entire voltage clamping means.
【００１８】そして、この遅れ時間は、コンデンサの容
量が一定であるとすれば、コンデンサが並列接続された
ツェナーダイオードの降伏電圧に応じて変化し、降伏電
圧が小さいほど短くなるので、コンデンサに並列接続さ
れるツェナーダイオードの降伏電圧の和と、コンデンサ
に並列接続されないツェナーダイオードの降伏電圧の和
との割合を変えることで、上記遅れ時間を短くして駆動
回路の応答性を重視した構成にもできるし、上記遅れ時
間を長くしてラジオノイズの低減を重視した構成にする
こともできる。If the capacitance of the capacitor is constant, the delay time changes in accordance with the breakdown voltage of the Zener diode to which the capacitor is connected in parallel. The smaller the breakdown voltage, the shorter the delay time. By changing the ratio of the sum of the breakdown voltages of the connected zener diodes and the sum of the breakdown voltages of the zener diodes that are not connected in parallel to the capacitor, the delay time can be shortened and the response of the drive circuit can be emphasized. Alternatively, a configuration may be adopted in which the delay time is lengthened and the reduction of radio noise is emphasized.
【００１９】つまり、本発明によれば、誘導性負荷の駆
動に要求される応答性及び周囲環境に応じて、コンデン
サが並列接続されるツェナーダイオードと他のツェナー
ダイオードとの降伏電圧の割合を適宜設定することによ
り、駆動回路の応答性と駆動回路から発生するラジオノ
イズとを最適に設定することができる。That is, according to the present invention, the ratio of the breakdown voltage between the Zener diode to which the capacitor is connected in parallel and another Zener diode is appropriately adjusted according to the response required for driving the inductive load and the surrounding environment. By setting, the responsiveness of the drive circuit and the radio noise generated from the drive circuit can be set optimally.
【００２０】そして、特に通電・非通電を高速に切り換
える必要がある誘導性負荷を駆動する場合には、駆動回
路の応答性が要求されることから、請求項２に記載のよ
うに、コンデンサが並列接続されないツェナーダイオー
ドの降伏電圧の和が、コンデンサが並列接続されたツェ
ナーダイオードの降伏電圧の和よりも大きくなるよう
に、各ツェナーダイオードの降伏電圧を設定すればよ
い。In particular, when driving an inductive load that needs to be switched between energized and de-energized at high speed, responsiveness of the drive circuit is required. The breakdown voltage of each zener diode may be set so that the sum of the breakdown voltages of the zener diodes not connected in parallel is larger than the sum of the breakdown voltages of the zener diodes connected in parallel.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、本発明が適用された実施例の駆動
回路１の構成を表す電気回路図である。本実施例の駆動
回路１は、ディーゼル機関に燃料を噴射供給する燃料噴
射ポンプにおいて燃料の噴射終了タイミングを決定する
のに使用されるスピル弁（電磁弁）を駆動するためのも
のであり、図３に示した従来の駆動回路１００と同様、
スピル弁のソレノイドである誘導性負荷７の通電経路に
設けられたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ３を備え
る。そして、このトランジスタ３のコレクタＣ１は誘導
性負荷７を介して電源ライン（＋Ｂ）に接続され、エミ
ッタＥ１は接地され、ベースＢ１は、駆動信号発生回路
５に接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration of a drive circuit 1 according to an embodiment to which the present invention is applied. The drive circuit 1 of the present embodiment drives a spill valve (electromagnetic valve) used to determine the fuel injection end timing in a fuel injection pump that injects fuel into a diesel engine. 3 as in the conventional driving circuit 100 shown in FIG.
An NPN-type bipolar transistor 3 is provided in an energizing path of an inductive load 7 which is a solenoid of a spill valve. The collector C1 of the transistor 3 is connected to the power supply line (+ B) via the inductive load 7, the emitter E1 is grounded, and the base B1 is connected to the drive signal generation circuit 5.
【００２２】そして、図３に示した従来の駆動回路１０
０と異なる点は、トランジスタ３のコレクタＣ１とベー
スＢ１との間に、アノードをベースＢ１側，カソードを
コレクタＣ１側にして、互いに直列接続された２つのツ
ェナーダイオード９，１１を設け、更に、一方のツェナ
ーダイオード１１に対して、コンデンサ１３を並列した
点である。The conventional driving circuit 10 shown in FIG.
The difference from 0 is that two Zener diodes 9 and 11 connected in series with the anode being on the base B1 side and the cathode being on the collector C1 side are provided between the collector C1 and the base B1 of the transistor 3. The point is that a capacitor 13 is arranged in parallel with one zener diode 11.
【００２３】尚、本実施例では、トランジスタ３の耐圧
「１００Ｖ」に対して、ツェナーダイオード９，１１の
降伏電圧を夫々同一の電圧「３５Ｖ」に設定することに
より、これら２つのツェナーダイオード９，１１にてク
ランプされるベースＢ１−コレクタＣ１間のクランプ電
圧が「７０Ｖ」となるようにされている。In the present embodiment, the breakdown voltage of the Zener diodes 9 and 11 is set to the same voltage "35 V" for the breakdown voltage of the transistor 3 of "100 V", so that the two Zener diodes 9 and 11 have the same breakdown voltage. The clamp voltage between the base B1 and the collector C1 which is clamped at 11 is set to "70V".
【００２４】このように構成された本実施例の駆動回路
１においては、図２に示すように、トランジスタ３がオ
ン状態で、誘導性負荷７が通電されているときに、駆動
信号発生回路５からの駆動信号の出力が停止（出力オー
プン）され、誘導性負荷７への通電が遮断されると、誘
導性負荷７に逆起電力が発生して、コレクタ電圧Ｖｃが
急峻に立ち上がるが、トランジスタ３のベースＢ１−コ
レクタＣ１間に設けられた２つのツェナーダイオード
９，１１の一方には、コンデンサ１３が並列接続されて
いるため、そのときのコレクタ電圧Ｖｃは、コンデンサ
１３が接続されていないツェナーダイオード９の降伏電
圧Ｖｔ（３５Ｖ）となる。そして、その後、コレクタ電
圧Ｖｃは、コンデンサ１３が充電されるに連れて除々に
増加し、最終的には、２つのツェナーダイオード９，１
１の降伏電圧の和の電圧（７０Ｖ）にクランプされる。In the drive circuit 1 of the present embodiment thus configured, as shown in FIG. 2, when the transistor 3 is on and the inductive load 7 is energized, the drive signal generation circuit 5 When the output of the drive signal from is stopped (output open) and the energization to the inductive load 7 is cut off, a back electromotive force is generated in the inductive load 7 and the collector voltage Vc rises sharply. Since the capacitor 13 is connected in parallel to one of the two Zener diodes 9 and 11 provided between the base B1 and the collector C1 of the N.3, the collector voltage Vc at that time becomes the Zener diode to which the capacitor 13 is not connected. It becomes the breakdown voltage Vt (35 V) of the diode 9. Thereafter, the collector voltage Vc gradually increases as the capacitor 13 is charged, and finally, the two Zener diodes 9 and 1
It is clamped to the sum of the breakdown voltages of 1 (70V).
【００２５】このため、本実施例の駆動回路１において
は、誘導性負荷７への通電遮断後、コンデンサ１３への
充電が完了して、コレクタ電圧Ｖｃがクランプ電圧（７
０Ｖ）に達するまでの間、コレクタ電流Ｉｃは大きく減
衰しないことから、コンデンサ１３を設けていない図３
に示した駆動回路１００に比べて、その電流の減衰が遅
れ、駆動回路１の応答性は低下するものの、急峻な電流
変化によって生じるラジオノイズを低減できる。また逆
に、その電流変化の遅れ時間は、ラジオノイズ低減のた
めに、トランジスタ３のベースＢ１−コレクタＣ１間に
ツェナーダイオードとコンデンサとを接続した場合に比
べて、短くなることから、この回路に対しては応答性を
向上できる。従って、本実施例の駆動回路１によれば、
駆動回路の応答性を確保しつつラジオノイズを低減でき
る。For this reason, in the drive circuit 1 of the present embodiment, after the power supply to the inductive load 7 is cut off, the charging of the capacitor 13 is completed, and the collector voltage Vc is reduced to the clamp voltage (7).
0V), the collector current Ic does not greatly attenuate.
As compared with the drive circuit 100 shown in FIG. 5, the current decay is delayed and the response of the drive circuit 1 is reduced, but the radio noise caused by the sharp current change can be reduced. Conversely, the delay time of the current change is shorter than that in the case where a Zener diode and a capacitor are connected between the base B1 and the collector C1 of the transistor 3 in order to reduce radio noise. Responsiveness can be improved. Therefore, according to the drive circuit 1 of the present embodiment,
Radio noise can be reduced while ensuring the responsiveness of the drive circuit.
【００２６】以上に本発明の実施例を説明したが、本発
明は、上記実施例に限定されるものではなく、さらに種
々なる態様にて実施してもよいことは勿論である。例え
ば、上記実施例の駆動回路１では、コンデンサ１３が並
列接続されるツェナーダイオード１１と並列接続されな
いツェナーダイオード９との降伏電圧を同一にするもの
として説明したが、これらの降伏電圧の割合を変えて、
例えば、コンデンサ１３が並列接続されるツェナーダイ
オード１１の降伏電圧を他のツェナーダイオード９の降
伏電圧よりも小さくすれば、駆動回路の高応答性を重視
した回路構成にすることができるし、逆に、コンデンサ
１３が並列接続されるツェナーダイオード１１の降伏電
圧を他のツェナーダイオード９の降伏電圧よりも大きく
すれば、ラジオノイズの発生防止を重視した回路構成に
することができるため、各ツェナーダイオード９，１１
の降伏電圧については、使用条件に応じて適宜設定すれ
ばよい。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention may be embodied in various modes. For example, in the drive circuit 1 of the above embodiment, the breakdown voltage of the Zener diode 11 to which the capacitor 13 is connected in parallel and the breakdown voltage of the Zener diode 9 to which the capacitor 13 is not connected in parallel have been described, but the ratio of these breakdown voltages is changed. hand,
For example, if the breakdown voltage of the Zener diode 11 to which the capacitor 13 is connected in parallel is made smaller than the breakdown voltage of the other Zener diodes 9, a circuit configuration emphasizing high responsiveness of the drive circuit can be obtained. If the breakdown voltage of the Zener diode 11 to which the capacitor 13 is connected in parallel is made higher than the breakdown voltage of the other Zener diodes 9, the circuit configuration can be made so as to prevent the occurrence of radio noise. , 11
May be appropriately set according to the use conditions.
【００２７】また、上記実施例では、スイッチング素子
となるトランジスタ３を、誘導性負荷７よりも低電位側
にローサイドスイッチとして設けた駆動回路１について
説明したが、本発明は、例えば、図１（ｂ）に示すよう
に、スイッチング素子として、ＰＮＰ型のバイポーラト
ランジスタ２３を使用し、これをハイサイドスイッチと
して、誘導性負荷７よりも高電位側に設けた駆動回路２
０であっても適用できる。In the above embodiment, the drive circuit 1 in which the transistor 3 serving as a switching element is provided as a low-side switch on the lower potential side than the inductive load 7 has been described. As shown in b), a driving circuit 2 in which a PNP type bipolar transistor 23 is used as a switching element, and this is used as a high side switch and provided on a higher potential side than the inductive load
Even if it is 0, it can be applied.
【００２８】つまり、この駆動回路２０では、トランジ
スタ２３のエミッタＥ２が電源ライン（＋Ｂ）に接続さ
れ、コレクタＣ２が誘導性負荷７を介して接地され、ベ
ースＢ２が駆動信号発生回路５′に接続されるが、この
ようにトランジスタ２３を誘導性負荷７に対してハイサ
イドスイッチとして設けた場合には、誘導性負荷７に接
続されるトランジスタ２３のコレクタＣ２と、トランジ
スタ２３の制御入力端子であるベースＢ２との間に、ツ
ェナーダイオード９，１１の直列回路を、各ツェナーダ
イオード９，１１のアノードをコレクタＣ２側にして接
続し、その一方のツェナーダイオード（図ではツェナー
ダイオード１１）にコンデンサ１３を並列接続すれば、
上記実施例と同様の効果を得ることができる。That is, in the drive circuit 20, the emitter E2 of the transistor 23 is connected to the power supply line (+ B), the collector C2 is grounded via the inductive load 7, and the base B2 is connected to the drive signal generation circuit 5 '. However, when the transistor 23 is provided as a high-side switch with respect to the inductive load 7, the collector C2 of the transistor 23 connected to the inductive load 7 and the control input terminal of the transistor 23 are used. A series circuit of the Zener diodes 9 and 11 is connected to the base B2 with the anodes of the Zener diodes 9 and 11 being connected to the collector C2 side. A capacitor 13 is connected to one Zener diode (Zener diode 11 in the figure). If connected in parallel,
The same effects as in the above embodiment can be obtained.
【００２９】尚、この駆動回路２０では、スイッチング
素子にＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ２３が使用さ
れることから、誘導性負荷７の通電時には、駆動信号発
生回路５′からLow レベルの信号が出力され、誘導性負
荷７の通電遮断時には、その出力が停止（出力オープ
ン）される。In the driving circuit 20, since a PNP-type bipolar transistor 23 is used as a switching element, a low-level signal is output from the driving signal generating circuit 5 'when the inductive load 7 is energized. When the power supply to the inductive load 7 is cut off, its output is stopped (output open).
【００３０】また、図１（ａ），（ｂ）に示した駆動回
路１，２０では、スイッチング素子としてバイポーラト
ランジスタを用いるようにしたが、スイッチング素子と
しては、バイポーラトランジスタに限ることはなく、例
えば、ＭＯＳ型のＦＥＴ（電解効果トランジスタ）等、
従来より誘導性負荷駆動用のスイッチング素子として使
用されているものであれば使用できる。In the driving circuits 1 and 20 shown in FIGS. 1A and 1B, bipolar transistors are used as switching elements. However, the switching elements are not limited to bipolar transistors. , MOS type FET (field effect transistor), etc.
Any element conventionally used as a switching element for driving an inductive load can be used.
【００３１】また、図１（ａ），（ｂ）に示した駆動回
路１，２０では、電圧クランプ手段として、２つのツェ
ナーダイオードの直列回路を使用するものとしたが、電
圧クランプ手段としては、特に２つのツェナーダイオー
ドで構成する必要はなく、３個或いはそれ以上のツェナ
ーダイオードを用いて構成しても良い。In the driving circuits 1 and 20 shown in FIGS. 1A and 1B, a series circuit of two Zener diodes is used as the voltage clamping means. In particular, it is not necessary to configure with two zener diodes, and it may be configured with three or more zener diodes.
【００３２】また、上記実施例では、燃料噴射ポンプの
スピル弁を駆動するものとして説明したが、誘導性負荷
７としては、例えば、ソレノイドへの通電により対象物
を変位させるアクチュエータ等、スピル弁等の電磁弁以
外のものであっても本発明の駆動回路を適用できるのは
いうまでもない。In the above embodiment, the spill valve of the fuel injection pump is driven. However, as the inductive load 7, for example, an actuator for displacing an object by energizing a solenoid, a spill valve, etc. Needless to say, the drive circuit of the present invention can be applied to a solenoid valve other than the above solenoid valve.
【図１】 （ａ）は実施例の駆動回路１を示す回路図、
（ｂ）は変形例の駆動回路２０を示す回路図である。FIG. 1A is a circuit diagram showing a driving circuit 1 according to an embodiment,
(B) is a circuit diagram showing a drive circuit 20 of a modified example.
【図２】 実施例の駆動回路１において誘導性負荷への
通電を遮断したときのコレクタ電圧Ｖｃ及びコレクタ電
流Ｉｃの変化を表すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart illustrating changes in the collector voltage Vc and the collector current Ic when the current supply to the inductive load is cut off in the drive circuit 1 of the embodiment.
【図３】 従来の駆動回路１００を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional drive circuit 100.
【図４】 従来の駆動回路１００において誘導性負荷へ
の通電を遮断したときのコレクタ電圧Ｖｃ及びコレクタ
電流Ｉｃの変化を表すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing changes in collector voltage Vc and collector current Ic when current supply to an inductive load is cut off in conventional drive circuit 100.
１…駆動回路 ３…トランジスタ ５…駆動信号発
生回路、７…誘導性負荷 ９…ツェナーダイオード
１１…ツェナーダイオード １３…コンデンサ ２０…駆動回路 ２３…トラン
ジスタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive circuit 3 ... Transistor 5 ... Drive signal generation circuit, 7 ... Inductive load 9 ... Zener diode
11: Zener diode 13: Capacitor 20: Drive circuit 23: Transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 栄次 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Eiji Kato 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref.
Claims (2)
路に設けられ、該電源供給系路を、制御入力端子に入力
される駆動信号に応じて導通・遮断するスイッチング素
子と、 該スイッチング素子と前記誘導性負荷との接続点と、前
記スイッチング素子の制御入力端子との間に設けられ、
前記スイッチング素子が前記駆動信号によりオン状態か
らオフ状態に変化した際、前記誘導性負荷に発生する逆
起電力により前記スイッチング素子に電流を流し、前記
接続点と前記制御入力端子との間に発生する電圧を、前
記スイッチング素子の耐圧よりも小さい所定のクランプ
電圧にクランプする電圧クランプ手段と、 を備えた誘導性負荷の駆動回路において、 前記電圧クランプ手段を、複数のツェナーダイオードの
直列回路にて構成すると共に、該複数のツェナーダイオ
ードの一部にコンデンサを並列接続したことを特徴とす
る誘導性負荷の駆動回路。A switching element provided in a power supply path from a DC power supply to an inductive load, for conducting and breaking the power supply path in response to a drive signal input to a control input terminal; And a connection point between the inductive load and a control input terminal of the switching element,
When the switching element changes from an on state to an off state by the drive signal, a current flows through the switching element by a back electromotive force generated in the inductive load, and a current is generated between the connection point and the control input terminal. Voltage clamping means for clamping the voltage to be applied to a predetermined clamp voltage smaller than the withstand voltage of the switching element.A driving circuit for an inductive load, comprising: a series circuit of a plurality of zener diodes. A driving circuit for an inductive load, wherein said driving circuit comprises a capacitor connected in parallel to a part of said plurality of Zener diodes.
ナーダイオードの降伏電圧の和が、前記コンデンサが並
列接続されたツェナーダイオードの降伏電圧の和よりも
大きくなるように、前記各ツェナーダイオードの降伏電
圧を設定したことを特徴とする請求項１に記載の誘導性
負荷の駆動回路。2. The breakdown voltage of each of the Zener diodes is set such that the sum of the breakdown voltages of the Zener diodes to which the capacitors are not connected in parallel is larger than the sum of the breakdown voltages of the Zener diodes to which the capacitors are connected in parallel. 2. The driving circuit for an inductive load according to claim 1, wherein:
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