KR100603529B1 - 솔레노이드 코일 구동 회로 - Google Patents

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KR100603529B1
KR100603529B1 KR1020040063143A KR20040063143A KR100603529B1 KR 100603529 B1 KR100603529 B1 KR 100603529B1 KR 1020040063143 A KR1020040063143 A KR 1020040063143A KR 20040063143 A KR20040063143 A KR 20040063143A KR 100603529 B1 KR100603529 B1 KR 100603529B1
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Abstract

본 발명은 솔레노이드 코일 구동 회로에 있어서, 코일을 구동하기 위한 구동 신호와 궤환 신호의 논리 상태에 따라 스위칭 동작하여 코일구동 전압을 코일로 공급하거나 차단하는 스위칭 회로와, 스위칭 회로의 출력단과 접지단 사이에서 스위칭 회로의 오프시에도 코일의 입력단과 접지단 사이에 전원 경로를 형성하는 다이오드와, 코일의 출력단과 접지단 사이에 연결되어 코일전류를 검출하기 위한 코일전류검출 저항과, 코일전류검출 저항의 출력과 전류설정 신호를 비교하여 비교 결과에 따른 출력을 궤환 신호로서 출력하는 히스테리시스 특성을 갖는 비교기 회로로 구성한다.
코일, 구동, 정전류, 정전압, 비교기

Description

솔레노이드 코일 구동 회로{SOLENOID COIL DRIVING CIRCUIT}
도 1은 일반적인 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도
도 2는 도 1 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류의 이론적인 일 예시 파형도
도 3은 도 1 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류의 실제적인 일 예시 파형도
도 4는 종래의 정전압 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도
도 5는 도 4 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류의 일 예시 파형도
도 6은 종래의 이중전압 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도
도 7은 도 6 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류의 일 예시 파형도
도 8은 종래의 정전류 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도
도 9는 도 8 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류의 일 예시 파형도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도
도 11a, 11b, 11c는 도 10 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류를 비롯한 주요 신호의 일 예시 파형도
본 발명은 솔레노이드 밸브(solenoid valve)나 마그네틱 브레이크(magnetic brake), 스텝 모터(stepping motor)를 비롯한 각종 전기 모터 등의 핵심 부품인 솔레노이드 코일을 구동하는 구동 회로에 관한 것이다.
전환밸브나 비례밸브를 비롯한 각종 전자 조작 솔레노이드 밸브와, 마그네틱 브레이크 및 스텝모터를 비롯한 각종 전기 모터 등에는 솔레노이드 코일을 이용한 전자석 장치, 일반적으로 솔레노이드 장치라고 불리는 장치가 널리 이용되고 있다.
솔레노이드 밸브에 적용되는 솔레노이드 장치의 구성을 예로 들어 살펴보면, 통상 고정 철심과 가동 철심 및 요크(yoke)로 이루어지는 철심 구조체에 솔레노이드 코일이 장비되어 있고, 여자된 솔레노이드 코일에서 발생하는 자속이 철심 구조 체로 형성되는 자로(磁路)내로 흐르는 것에 의해, 고정 철심에 대하여 자로내로 공극을 형성하고 있는 가동 철심이 고정 철심에 자기 흡인되어, 이때의 가동 철심의 변위에 근거하는 기계적 출력을 코일 스프링 등을 통해서 밸브 본체에 전달하는 구성을 가진다. 이러한 솔레노이드 밸브를 비롯한 각종 장치에 적용되는 솔레노이드 장치는 전력 절약화와 소형 경량화 및 해당 적용되는 장치의 동작을 고속화하여 응답성을 개선하기 위해 다양한 실험 및 연구가 있어 왔다.
도 1은 일반적인 솔레노이드 코일(이하 '코일'이라 약칭함) 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도이다. 코일(10)의 저항값을
Figure 112004035829713-pat00001
, 인덕턴스를
Figure 112004035829713-pat00002
이라고 하면 코일(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 RL직렬회로로 기술할 수 있다. 코일(10)은 구동신호
Figure 112004035829713-pat00003
에 따라 공급전압
Figure 112004035829713-pat00004
가 제공되는데, 코일(10)의 구동신호가 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 일정 시간
Figure 112004035829713-pat00005
동안 하이(high) 상태일 때, 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00006
는
Figure 112004035829713-pat00007
에서
Figure 112004035829713-pat00008
이고,
Figure 112004035829713-pat00009
에서
Figure 112004035829713-pat00010
이다.
상기한 식들로부터 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00011
는 코일(10)의 공급전압
Figure 112004035829713-pat00012
의 크기에 따라 상승곡선이 다름을 알 수 있다. 도 2의 (b)에는
Figure 112004035829713-pat00013
V일 때와
Figure 112004035829713-pat00014
V일 때 코일에 흐르는 전류 의 파형이 예로서 도시되고 있는데,
Figure 112004035829713-pat00015
V일 때의 상승시간
Figure 112004035829713-pat00016
보다
Figure 112004035829713-pat00017
V일 때의 상승시간
Figure 112004035829713-pat00018
이 작음을 알 수 있다.
한편, 실제의 장치에서는 솔레노이드 밸브의 가동 철심 이동하여 동작함에 따라 코일(10)의 인덕턴스 L 값이 변하게 되며, 마찬가지로 마그네틱 브레이크의 경우도 코일의 인덕턴스 L 값이 변하는 등, 실제 장치에 적용되는 솔레노이드 코일(10)은 인덕턴스 L이 변하는 저항-인덕터(RL)회로로 기술할 수 있으며, 이때 코일(10)의 구동신호 및 코일(10)의 전류는 도 3의 (a) 및 (b)에 각각 예시적으로 도시되고 있다.
상기 도 2 및 도 3에서 나타나는 바와 같이, 코일(10)이 채용되는 솔레노이드 밸브 등의 장치의 동작시간은 RL직렬회로의 응답성, 즉 상기 코일(10)의 전류 상승 시간에 대응되므로, 해당 장치를 고속으로 동작시키기 위해서는 코일(10)에 고전압을 인가하여 코일(10)의 정격 전류까지 도달하는 상승 시간을 짧게 해야 함을 알 수 있다.
상기와 같이, 솔레노이드 코일을 채용하는 솔레노이드 밸브 등의 장치들은 코일을 여자시킴으로써 구동되므로, 코일에 흐르는 전류가 정격 전류까지 도달하는데 걸리는 시간이 해당 장치의 동작 시간을 결정짓는다.
솔레노이드 코일의 구동 방식에는 일반적으로 정전압 구동 방식, 이중전압 구동 방식, 정전류 구동 방식이 있으며, 이하 첨부 도면을 참조하여 각각의 방식을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 종래의 정전압 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일(10) 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도로서, 정격전압이
Figure 112004035829713-pat00019
, 정격전류가
Figure 112004035829713-pat00020
, 솔레노이드 코일의 저항값이
Figure 112004035829713-pat00021
, 인덕턴스가
Figure 112004035829713-pat00022
로 도시된다. 도 4의 회로도에서 구동신호
Figure 112004035829713-pat00023
와 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00024
의 파형은 도 5에 예로서 도시된다. 이러한 도 4 의 정전압 구동 방식의 특징은 코일(10)에 흐를 수 있는 전류의 최댓값은
Figure 112004035829713-pat00025
이고 이 값이 코일의 정격전류
Figure 112004035829713-pat00026
이하이므로 코일(10)이 소손될 염려는 없으나 해당 장치를 고속으로 동작시키기에는 한계가 있다. 따라서, 이러한 방식은 통상 해당 장치를 저속으로 동작시키는데 사용된다.
도 6은 종래의 이중전압 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도로서, 정격전압이
Figure 112004035829713-pat00027
, 정격전류가
Figure 112004035829713-pat00028
, 코일(10)의 저항값이
Figure 112004035829713-pat00029
, 인덕턴스가
Figure 112004035829713-pat00030
로 도시된다. 도 6의 회로에서 구동신호
Figure 112004035829713-pat00031
는 구동초기
Figure 112004035829713-pat00032
시간 동안에는 고전압
Figure 112004035829713-pat00033
를 인가하여 코일(10)에 흐르는 전류의 상승시간을 짧게 하기 위한 신호이고, 구동신호
Figure 112004035829713-pat00034
는 정격전압
Figure 112004035829713-pat00035
을 인가하여 솔레노이드 코일(10)의 초기 구동 후에 정격전류가 흐르게 하기 위한 신호이다. 즉, 이러한 이중전압 구동 방식은 해당 장치를 고속으로 동작시키기 위하여 구동 초기의
Figure 112004035829713-pat00036
시간 동안에는 정격보다 큰 전압을 인가하여 코일전류의 상승시간을 짧게 하는 방식이다. 각 구동신호
Figure 112004035829713-pat00037
,
Figure 112004035829713-pat00038
및 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00039
의 파형은 도 7의 (a), (b), (c)에 각각 도시된다.
그런데, 이러한 정전압 구동 방식은 도 4, 5에 도시된 바와 같은 정전압 구동 방식에 비하여 동작속도를 빠르게 할 수 있다는 장점이 있으나, 이를 위해 2개의 전원
Figure 112004035829713-pat00040
와
Figure 112004035829713-pat00041
가 필요하다는 단점이 있다.
도 8은 종래의 정전류 구동 방식을 사용한 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도로서, 정격전압이
Figure 112004035829713-pat00042
, 정격전류가
Figure 112004035829713-pat00043
, 코일(10)의 저항값이
Figure 112004035829713-pat00044
, 인덕턴스가
Figure 112004035829713-pat00045
로 도시된다. 도 8에 도시된 회로에서, 코일(10)에 제공되는 공급전압
Figure 112004035829713-pat00046
는 정격전압보다 2배 이상의 큰 전압이고, 정격전류 설정회로(40)에서 가변저항값의 조정으로 코일(10)의 정격전류
Figure 112004035829713-pat00047
에 해당하는 전류설정값
Figure 112004035829713-pat00048
를 설정한다. 이러한 전류설정값
Figure 112004035829713-pat00049
는 일정한 값이다.
구동신호
Figure 112004035829713-pat00050
와 궤환신호
Figure 112004035829713-pat00051
가 하이(high) 상태일 때 스위칭 트랜지스터 은
Figure 112004035829713-pat00052
온(ON)되고, 이때 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00053
를 검출하기 위한 저항
Figure 112004035829713-pat00054
에 걸리는 전압은
Figure 112004035829713-pat00055
이다. 전압
Figure 112004035829713-pat00056
는 저역통과필터(20)를 거쳐 히스테리시스를 갖는 비교기(30)의 반전입력단자로 입력되므로 구동신호
Figure 112004035829713-pat00057
와, 궤환신호
Figure 112004035829713-pat00058
, 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00059
의 파형은 도 9에 도시된 바와 같다.
도 8에 도시된 바와 같은 정전류 구동 방식은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 정전압 구동 방식에 비하여 동작속도를 빠르게 할 수 있다는 장점이 있으나, 는 것이고, 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00060
이 오프(OFF)되었을 경우에는 이때 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00061
를 검출하기 위한 저항
Figure 112004035829713-pat00062
에 걸리는 전압
Figure 112004035829713-pat00063
을 측정할 수 없으므로, 코일(10)에 흐르는 전류를 직접 검출할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 정확한 구동이 가능하며 동작속도를 빠르게 하기 위한 솔레노이드 코일 구동 회로를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 솔레노이드 코일 구동 회로에 있어서, 상기 코일을 구동하기 위한 구동 신호와 궤환 신호의 논리 상태에 따라 스위칭 동작하여 코일구동 전압을 상기 코일로 공급하거나 차단하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 출력단과 접지단 사이에서 상기 스위칭 회로의 상기 코일로 공급되는 구동 전압의 차단시에도 상기 코일의 입력단과 상기 접지단 사이에 전원 경로를 형성하는 다이오드와, 상기 코일의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결되어 코일전류를 검출하기 위한 코일전류검출 저항과, 상기 코일전류검출 저항의 출력과 전류설정 신호를 비교하여 비교 결과에 따른 출력을 상기 궤환 신호로서 출력하는 히스테리시스 특성을 갖는 비교기 회로로 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 코일 및 이의 구동을 위한 개략적인 일 예시 회로도이며, 도 11a, 11b, 11c는 도 10 중 솔레노이드 코일 구동신호와 솔레노이드 코일 전류를 비롯한 주요 신호의 일 예시 파형도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 코일(10)의 구동 회로는 구동 신호
Figure 112004035829713-pat00064
및 궤환 신호
Figure 112004035829713-pat00065
의 논리 상태에 따라 스위칭 동작하여 코일 구동 전압(도 10의 예에서는 +50V)을 코일(10)로 공급하거나 차단하는 스위칭 회로(110)와, 상기 스위칭 회로(110)의 출력단과 접지단 사이에서 상기 스위칭 회로(10)의 출력단과 역방향으로 연결된 다이오드
Figure 112004035829713-pat00066
으로 구성되어 스위칭 회로(110)의 오프(OFF)시에도 코일(10)의 입력단과 접지단 사이에 전원 경로를 형성하는 경로형성 회로를 특징적으로 구비한다.
또한 도 10에 도시된 코일(10)의 구동 회로는 저항값을
Figure 112004035829713-pat00067
, 인덕턴스를
Figure 112004035829713-pat00068
이라고 할 경우에 등가회로로서 RL 직렬회로로 도시한 코일(10)의 출력단과 접지단 사이에 연결되어 코일 전류
Figure 112004035829713-pat00069
를 검출하기 위한 코일전류 검출 회로로서 전류검출 저항
Figure 112004035829713-pat00070
와, 전류검출 저항
Figure 112004035829713-pat00071
에 의하여 검출된 전압
Figure 112004035829713-pat00072
를 입력받아 이를 저역통과 필터링하여 출력하는 저역통과필터(20)와, 상기 구동 신호
Figure 112004035829713-pat00073
를 미분하여 출력하는 미분 회로(140)와, 상기 미분 회로(140)의 출력과 미리 설정된 전압 레벨과 더해진 전류설정 신호
Figure 112004035829713-pat00074
와 상기 저역통과필터(120)의 출력을 양 반전, 비반전 입력단자로 입력받아 비교 결과에 따른 출력을 상기 궤환 신호
Figure 112004035829713-pat00075
로서 출력하는 히스테리시스 특성을 가지는 비교기 회로(130)를 포함하여 구성한다.
이하 상기 각 회로의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 구동 신호
Figure 112004035829713-pat00076
와 궤환 신호
Figure 112004035829713-pat00077
가 제1논리곱 게이트 AND1에 논리곱된 신호는 스위 칭 회로(110)의 제1 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00078
의 스위칭을 제어하며, 제1 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00079
의 온오프 스위칭에 의해 제2 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00080
의 온오프 스위칭이 제어된다. 이때 구동 전압은 제2 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00081
의 온오프에 따라 코일(10)로 공급하거나 차단된다. 이때 다이오드
Figure 112004035829713-pat00082
에 의해 코일(10)의 입력단과 접지단 사이에 전원 경로가 형성되므로, 제1, 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00083
과 제2 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00084
가 온되었을 때든 오프되었을 때든 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00085
는 전류검출저항
Figure 112004035829713-pat00086
에 의하여 전압
Figure 112004035829713-pat00087
으로 검출된다.
도 11a의 (a)에는 제1스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00088
(또는 제2스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00089
)의 온오프 상태에 대한 파형이 도시되며, 도 11a의 (b)에는 상기 제1스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00090
의 온오프에 따른 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00091
가 전류검출저항
Figure 112004035829713-pat00092
에 의하여 전압
Figure 112004035829713-pat00093
으로 검출된 파형이 도시된다. 도 11a의 (c)에는 상기 도 11a의 (b)의 전압
Figure 112004035829713-pat00094
파형이 저역통과필터(120)를 거쳐 리플(ripple)을 줄어든 파형으로 도시된다. 즉, 상기 도 11a의 (a) 파형은 저역통과필터(120)의 입력 파형이며, 도 11a의 (c) 파형은 저역통과필터(120)의 출력 파형(비교기 회로 130의 예를 들어, 비반전 입련단자에 입력되는 파형)이다.
한편, 상기 구동 신호
Figure 112004035829713-pat00095
는 도 10의 예에서 제2논리곱 게이트 AND2의 양 입력단에 동시에 입력되어, 제2논리곱 게이트 AND2를 거쳐 미분 회로(140)에 입력된 다. 미분 회로(140)는 도 11b의 (a)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 입력된 구동 신호
Figure 112004035829713-pat00096
를 미분하여 도 11b의 (b)에 도시된 바와 같은 지수함수적인 파형으로 출력한다. 이러한 미분 회로(140)의 출력은 히스테리시스를 갖는 비교기 회로(130)의 미리 설정된 전압 레벨과 더해지게 되어 도 11b의 (c)에 도시된 바와 같은 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00097
를 생성한다. 이러한 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00098
는 히스테리시스를 갖는 비교기 회로(130)의 반전 입력단자로 입력된다. 이때 상기 도 11b의 (c)에 도시된 바와 같이, 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00099
가 전압의 형태인
Figure 112004035829713-pat00100
으로 검출되므로 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00101
의 통상적인 값은 코일(10)의 정격전류가
Figure 112004035829713-pat00102
일 때
Figure 112004035829713-pat00103
이다.
히스테리시스 특성을 갖는 비교기 회로(130)는 예를 들어,'National Semiconductor' 사의 연산증폭기(Operational amplifier) 제품명 'LM311'을 사용하여 구성할 수 있다. 도 11c의 (a), (b), (c), (d)에는 각각 구동신호
Figure 112004035829713-pat00104
, 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00105
, 궤환 신호
Figure 112004035829713-pat00106
, 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00107
의 파형의 예가 도시되고 있다. 비교기 회로(130)는 상기 지수함수 파형의 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00108
와 상기 저역통과필터(120)의 출력을 각각 반전, 비반전 입력단자로 입력받아 이의 비교 결과에 따른 출력 신호로서 도 11c의 (c)에 도시된 바와 같은 궤환 신호
Figure 112004035829713-pat00109
를 발생한다.
상기한 바와 같은 구성 및 동작을 가지므로, 종래의 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 정전류 구동 방식에서는 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00110
이 온 상태일 경우에만 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00111
를 검출하지만, 본 발명에 따른 코일(10) 구동 회로는 다이오드
Figure 112004035829713-pat00112
을 이용하여 스위칭 트랜지스터
Figure 112004035829713-pat00113
(또는
Figure 112004035829713-pat00114
)가 온 상태일 뿐만 아니라 오프 상태일 경우에도 코일(10)에 흐르는 전류
Figure 112004035829713-pat00115
를 검출할 수 있으므로, 보다 정확한 코일(10의 전류 검출 및 이에 코일(10)의 구동 제어가 가능하게 된다.
또한 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 특히 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 정전류 구동 방식에서는 일정한 크기의 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00116
를 사용함에 비해, 본 발명에서는 미분 회로(140)를 통해 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00117
를 지수함수 파형으로 생성함으로써, 코일(10)의 구동초기에는 비교적 큰 전류설정값이 인가되고 초기 구동이 완료되면 정격전류에 해당하는 전류설정값이 입력되도록 하여 코일(10)의 초기 동작속도를 빠르게 한다.
또한, 이때 상기 지수함수 형태의 본 발명의 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00118
는 미분 회로(140)를 구성하는 저항 및 커패시터의 저항값 및 커패시턴스 값을 변경함으로써, 지수함수 형태를 적절히 변경함으로 결과적으로, 코일(10)의 초기 동작속도를 조정할 수 있다는 부수적인 장점을 더 가진다. 특히, 이때 미분 회로(140)의 시정수와 코일(10)을 채용한 장치, 즉 솔레노이드 밸브 또는 마그네틱 브레이크에서 스풀(spool)이 이동하거나 마찰판이 작동하는 걸리는 시간(접촉시간)을 동일하도록 하면, 코일(10)의 전류 파형이 최적이 되도록 할 수 있다. 또한 종래의 정전류 구동 방식에서는 설정전류
Figure 112004035829713-pat00119
으로 코일(10)의 정격전류를 사용하나, 본 발명에서는 코일(10)을 채용한 장치가 초기 구동된 다음에는 전류
Figure 112004035829713-pat00120
를 정격전류 또는 그 이하의 전류로 설정할 수 있는 장점을 더 가진다. 즉, 도 11b 및 11c,에 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00121
가 코일(10)의 설정전류
Figure 112004035829713-pat00122
에 해당하는 것으로 도시된 바를 참조하면, 이러한 전류설정신호
Figure 112004035829713-pat00123
는 일반적으로 코일(10)의 정격전류를 사용하나, 본 발명에서는 상기와 같이 코일(10)을 채용한 장치가 초기 작동이 끝나면 작동 상태를 유지하는 필요한 전류(유지 전류, holding current)를 이러한 정격전류 이하로 설정할 수 있으므로, 상기 설정전류
Figure 112004035829713-pat00124
는 코일(10)의 정격전류 이하로 설정할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 구동 회로의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드 코일의 구동 회로는 코일의 정확한 구동이 가능하며 초기 동작속도를 빠르게 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 솔레노이드 코일 구동 회로에 있어서,
    상기 코일을 구동하기 위한 구동 신호와 궤환 신호의 논리 상태에 따라 스위칭 동작하여 코일구동 전압을 상기 코일로 공급하거나 차단하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로의 출력단과 접지단 사이에서 상기 스위칭 회로의 상기 코일로 공급되는 구동 전압의 차단시에도 상기 코일의 입력단과 상기 접지단 사이에 전원 경로를 형성하는 경로형성 회로와,
    상기 코일의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결되어 코일전류를 검출하기 위한 코일전류검출 회로와,
    상기 코일전류검출 회로의 출력과 전류설정 신호를 비교하여 비교 결과에 따른 출력을 상기 궤환 신호로서 출력하는 비교기 회로를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 코일 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코일전류검출 회로의 출력 신호를 저역통과 필터링하여 상기 비교기 회로에 상기 코일전류검출 회로의 출력으로서 제공하는 저역통과필터를 더 구비함을 특징으로 하는 코일 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동 신호를 미분하여 출력하는 미분 회로를 더 구비하며, 상기 전류설정 신호는 상기 미분 회로의 출력과 미리 설정된 전압 레벨과 더해져서 발생됨을 특징으로 하는 코일 구동 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비교기는 상기 전류설정 신호와 상기 저역통과필터의 출력을 반전, 비반전 입력단자로 입력받아 비교 결과에 따른 출력을 상기 궤환 신호서 출력하는 히스테리시스 특성을 가지는 비교기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 코일 구동 회로.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로형성 회로는 상기 스위칭 회로의 출력단과 상기 접지단 사이에서 상기 스위칭 회로의 출력단과 역방향으로 연결된 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 코일 구동 회로.
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