JPH03226935A - インダクタンス負荷駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、リレー、電磁弁等のインダクタンス負荷を駆
動制御するインダクタンス負荷駆動制御装置に関する。

（従来の技術） 従来より、電気機器においてはリレーやソレノイド等と
いった制御器を備えて所定の制御のためにこれらを動作
せるようしている。例えばオーブン調理機能付きの電子
レンジにおいては、マグネトロンやヒータの通断電制御
とか冷却用ファンの通断電制御のためにリレーを用いて
いる。第４図にはリレーのインダクタンス負荷を駆動制
御するための回路を示し、第５図には各部の動作状態を
示している。コントロール回路１の出力がハイレベルか
らロウレベルに変化すると、バッファ２を介してスイッ
チング素子３がオンされる。すると、駆動電源４の電圧
がインダクタンス負荷たるリレーコイル５に印加され、
この結果、リレーコイル５が作動すなわち励磁されて図
示しないリレースイッチがオンまたはオフ制御される。

なお、上記コイル５と並列にフライホイールダイオード
６が接続されている。

ところで、このものでは、リレーコイル５を作動させて
いる場合には當に駆動電源４による定格電圧を印加して
いるため、リレーコイル５の消費電力が大きく、一つの
電気機器におけるリレーの個数が多くなると、駆動電源
４が大容量化し、リレーコイル５の自己発熱量が増加し
、温度が過度に高くなる問題がある。

これを解決するための駆動回路として第６図に示すもの
がある。すなわち、インダクタンス負荷を駆動源とした
制御器では、インダクタンス負荷の作動開始時に大きな
電圧を必要としその後は制御器の動作保持が図れる程度
の電圧ですむことから、リレーコイル５の作動開始に際
しては、定格電圧相当の電源電圧を印加し、その後は電
圧を動作保持電圧に切り替えてリレーの消費電圧を減少
させるようにしている。このような制御を行なうために
、ワンショットマルチバイブレークから成るタイマ回路
７を設けると共に、ゲート回路８゜スイッチング素子と
してのオーブンコレクタがら成るインバータ９およびド
ライブ電圧切替回路１０等を設けている。なお、第７図
には各部の動作状態の変化を示している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第６図に示したものでは、リレーの消費
電力の低減および電源の容量低減を図ることができると
はいうものの、回路部品が多く、制御すべきインダクタ
ンス負荷が多くなると、部品数の増加を来すと共に回路
スペースの増大化を来し、結局、コストの大幅アップに
つながる問題を残している。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、インダクタンス負荷の消費電力を抑え得、なお且
つ構造も簡単ですむインダクタンス負荷駆動制御装置を
提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、フライホイールダイオードが並列接続された
インダクタンス負荷をスイッチング素子を介して通断電
制御することにより、前記インダクタンス負荷の作動・
非作動を切り替えるようにしたものにおいて、前記スイ
ッチング素子を前記インダクタンス負荷の作動状態を維
持する速度でオン・オフさせる制御手段を設けたところ
に特徴を有する。

（作用） スイッチング素子をオンすればインダクタンス負荷に所
定の駆動電源電圧が印加されて作動する。そしてスイッ
チング素子をオフすれば、フライホイールダイオードを
通してインダクタンス負荷に環流電流が流れる。しかし
てこのスイッチング素子を高速でオン・オフ制御すれば
上記インダクタンス負荷にその作動状態を保持させるだ
けの電流を流し続けることができる。この場合、インダ
クタンス負荷に印加される電圧は、等価的にそのオン中
オフのデユーティ−比に応じた電圧となる。しかるに上
記手段によれば、制御手段は、スイッチング素子を前記
インダクタンス負荷の作動状態を維持する速度、すなわ
ちインダクタンス負荷にその作動状態を保持させるだけ
の電流を流し続けることができる速度でオン・オフさせ
るから、インダクタンス負荷の作動状態を維持するにつ
いて、インダクタンス負荷に等価的に前記デユーティ−
比に応じた電圧（上記所定の駆動電源電圧より低い電圧
）が印加されることになる。従って、インダクタンス負
荷の消費電力の低減を図ることができる。しかもインダ
クタンス負荷に対する印加電圧はインダクタンス負荷の
作動開始に必要な定格電圧のままですむので、印加電圧
を切り替える構成のものとは違って構造も極めて簡単と
なり、コストの低減に寄与できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき第１図ないし第３図を参
照して説明する。

まず、第２図において、インダクタンス負荷としてのリ
レーコイル１１は図示しないリレースイッチを開閉させ
るものであり、このリレーコイル１１は駆動電源１２の
電源ライン１２ａとＧＮＤとの間に、ＮＰＮ）ランジス
タから成るスイッチング素子１３を介して接続されてい
る。リレーコイル１１にはフライホイールダイオード１
４が並列接続されており、そのカソードが電源ライン１
２ａ側に接続され、アノードがＧＮＤ側に接続されてい
る。また、前記駆動電源１２はリレーの定格電圧とほぼ
等しい（±１０％程度）電圧に設定されており、この場
合１２Ｖに設定されている。

前記スイッチング素子１３は制御手段としてのマイクロ
コンピュータ１５の出力ポート０から出力される制御信
号Ｓｓによってオン・オフ制御されるものであり、その
制御信号Ｓｓはバッファ１６によって反転増幅されてス
イッチング素子１３のベースに与えられるようになって
いる。

上記マイクロコンピュータ１５の制御機能について第１
図も参照して説明する。

いま、マイクロコンピュータ１５にリレー駆動指令信号
が入力されると（その時点を第１図（ａ）に１．にて示
す）、マイクロコンピュータ１５は、制御信号Ｓｓを時
間Ｔａの間ロウレベルに変化させる。これにて、スイッ
チング素子１３のベース電位がハイレベルとなり（第１
図（ｂ）参照）これがオンする。この結果リレーコイル
１１に駆動電源１２の電圧が印加されて、これまで非作
動状態であったリレーコイル１１が作動し、図示しない
リレースイッチがオンまたオフし、その動作状態に保持
される。上記時間Ｔａは、このリレースイッチの動作が
完了するまでの動作所要時間Ｔｋよりも若干時間（αで
示す）長い時間にあらかじめ設定されている。この時間
Ｔａが経過すると（その時点をｔｌにて示す）、制御信
号Ｓｓを高速でハイレベル・ロウレベルに変化させる。

本実施例ではロウレベル（スイッチング素子１３のオン
時間に相当）の時間Ｔｏｎを１０μｓｅａ　ｓハイレベ
ル（スイッチング素子１３のオフ時間に相当）の時間Ｔ
ｏｆｆを３０μＳｅＣに設定している。しかして、リレ
ーコイル１１には、スイッチング素子１３がオンした状
態の時間Ｔｏｎにおいては第３図（ａ）にＩｏｎで示す
ように電流が流れ、スイッチング素子１３がオフした状
態の時間Ｔｏｌ’ｌ’においては同図（ｂ）にＩｏｒｒ
で示すようにフライホイールダイオード１４を介して環
流電流が流れる。

この場合、時間Ｔｏｆｆ’が長いと上記電流Ｉｏｆｆが
減衰してリレーコイル１１の作動状態が解除されるが、
リレーコイル１１の作動状態が解除されない速度でスイ
ッチング素子１３のオン・オフ制御を行なうようにして
いる。このスイッチング素子１３の高速のオン・オフ切
替えによってリレーコイル１１に印加される電圧は電源
電圧の前記デユーティ−比（Ｔｏｎ／　（Ｔｏｎ十Ｔｏ
ｆ’ｆ）　）分、この場合１７４分の電圧が動作保持電
圧として印加されることになる。なお、マイクロコンピ
ュータ−５にリレー駆動停止指令信号が入力されると（
その時点をｔ２で示す）、制御信号ＳＳを連続的にハイ
レベルに変化させ、もってスイッチング素子１３をオフ
状態としてリレーコイル１１を断電する。

このように本実施例によれば、制御手段たるマイクロコ
ンピュータ−５により、スイッチング素子１３を前記イ
ンダクタンス負荷であるリレーコイル１１の作動状態を
維持する速度、すなわちリレーコイル１１にその作動状
態を保持させるだけの電流を流し続けることができる速
度でオン・オフ制御させるようにしたから、リレーコイ
ル１１の作動状態を維持するについて、リレーコイル１
１には等価的に前記デユーティ−比に応じた電圧（駆動
電源１２の電源電圧より低い電圧）が切替えて印加され
ることになる。従って、リレーコイル１１の消費電力の
低減を図ることができる。しかもリレーコイル１１に対
する印加電圧はリレーコイル１１の作動開始に必要な定
格電圧のままですむので、第６図に示した従来構成のも
のとは違って構造も極めて簡単となり、コストの低減に
寄与できる。

なお、上記実施例では、インダクタンス負荷としてリレ
ーのリレーコイルを例示したが、リレーのインダクタン
ス負荷には限定されるものではなく、ソレノイドや電磁
作動形の弁等のインダクタンス負荷を駆動制御するよう
にしても良い。また、上記実施例では一つのインダクタ
ンス負荷を制御する構成を示したが、複数のインダクタ
ンス負荷を制御する構成としても良い。

［発明の効果］ 本発明は、以上の記述にて明らかなように、フライホイ
ールダイオードが並列接続されたインダクタンス負荷を
スイッチング素子を介して通断電制御することにより、
前記インダクタンス負荷０ の作動・非作動を切り替えるようにしたものにおいて、
前記スイッチング素子を前記インダクタンス負荷の作動
状態を維持する速度でオン・オフさせる制御手段を設け
たことを特徴とするものであり、これにて、インダクタ
ンス負荷に印加する電圧を切替える切替え回路等を要す
ることなく、等価的に印加電圧を動作保持電圧程度にさ
げることが可能で、インダクタンス負荷の消費電力を抑
え得ると共に、構造の簡単化も図ることができるといっ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は各部の動作状態を示す図、第２図はブロックを含んで
示す電気回路図、第３図はスイッチング素子のオン・オ
フに伴う電流経路の変化を示す図である。第４図および
第５図は従来例を示し、第４図はブロックを含んで示す
電気回路図、第５図は各部の動作状態を示す図、第６図
および第７図は異なる従来例を示し、第６図はブロック
を含んで示す電気回路図、第７図は各部の動作状１ 態を示す図である。 図中、１１はリレーコイル（インダクタンス負荷）、１
３はスイッチング素子、１４はフライホイールダイオー
ド、１５はマイクロコンピュータ（制御手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フライホィールダイオードが並列接続されたインダ
   クタンス負荷をスイッチング素子を介して通断電制御す
   ることにより、前記インダクタンス負荷の作動・非作動
   を切り替えるようにしたものにおいて、前記スイッチン
   グ素子を前記インダクタンス負荷の作動状態を維持する
   速度でオン・オフさせる制御手段を設けたことを特徴と
   するインダクタンス負荷駆動制御装置。