JPH043904A - Solenoid driving circuit - Google Patents

Solenoid driving circuit

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JPH043904A
JPH043904A JP10596390A JP10596390A JPH043904A JP H043904 A JPH043904 A JP H043904A JP 10596390 A JP10596390 A JP 10596390A JP 10596390 A JP10596390 A JP 10596390A JP H043904 A JPH043904 A JP H043904A
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Abstract

PURPOSE:To surely avoid a collision of a plunger against a magnetic pole by a method wherein a second control voltage corresponding to a difference between a detected voltage and a certain reference voltage is added to a first control voltage, and when a voltage peak detecting signal is accepted, a current supplied to a solenoid coil is intercepted during the time which is inversely proportional to a control voltage for a timer. CONSTITUTION:An electric current is supplied to a solenoid coil 2 from a main power source 12 and a detected voltage V1 generated on both ends of a resistor (voltage detecting means) 13 is divided to be inputted in a peak detector 4 and a second control voltage generator 5 respectively, where a peak detecting signal V3 and a second control voltage V4 are generated respectively. Also, in a first control voltage generator 7, the voltage 5 is inputted in a non-inversion input terminal 18a of a comparator 18 and a first control voltage V6 corresponding to a difference between the voltage V5 and a threshold voltage VT2 inputted in an inversion input terminal 18b is generated. The first and second control voltages V6 and V4 thus obtained are inputted in an adding device 8, where a timer control voltage V7 is generated and is inputted in a delay signal generator V6. Then, an off-timer part 9 outputs a low-level signal, so that a current to the solenoid coil 2 is intercepted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ソレノイド作動時、即ちプランジャの磁化
吸引時における前部磁極との衝突を解消したソレノイド
駆動回路に関し、油圧ポンプやコンプレッサなど作動頻
度の高い機器分野へのソレノイドの通用を可能にしたソ
レノイド駆動回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a solenoid drive circuit that eliminates collision with the front magnetic pole when the solenoid is operated, that is, when the plunger is magnetized and attracted, and relates to a solenoid drive circuit that eliminates collision with the front magnetic pole when the solenoid is operated, that is, when the plunger is magnetized and attracted. This invention relates to a solenoid drive circuit that has made it possible for solenoids to be used in the field of high quality equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ソレノイドは、一般に継鉄を兼ねた円筒状のケースの内
部に鉄芯となるプランジャをケースの軸方向に進退し得
るように配置し、該鉄芯の周りのケースとの間にコイル
を設置すると共に、ケースの前・後部に磁極を設けて構
成されており、鉄芯は後部側へ向う方向に付勢された復
帰用ばね等によってケースの後部に引き寄せられている
A solenoid generally has a plunger, which serves as an iron core, placed inside a cylindrical case that also serves as a yoke so that it can move forward and backward in the axial direction of the case, and a coil installed between the iron core and the case. In addition, magnetic poles are provided at the front and rear of the case, and the iron core is drawn toward the rear of the case by a return spring or the like biased toward the rear.

このようなソレノイドの作動はコイルへの電流のオンオ
フによって行なわれている。即ち、コイルに通電すると
、鉄芯に磁化吸引力が働いて前部磁極側に吸引され、引
き続き一定時間コイルに通電して前部磁極に接触するま
で鉄芯を前進させることにより外界への作動力を得るこ
とができる。
The operation of such a solenoid is performed by turning on and off current to the coil. In other words, when the coil is energized, a magnetization attraction force acts on the iron core and it is attracted to the front magnetic pole, and by continuing to energize the coil for a certain period of time and moving the iron core forward until it contacts the front magnetic pole, no action is exerted on the outside world. You can get power.

そして鉄芯を復帰させるべくコイルへの電流を遮断する
と、磁気吸引力が解消されて復帰用ばねの力で鉄芯は元
の位置まで復帰する。
Then, when the current to the coil is cut off in order to return the iron core, the magnetic attraction force is canceled and the iron core returns to its original position by the force of the return spring.

上記のようなソレノイドの動作においては、従来、コイ
ルへの通電をオンオフするだけで特別な制御を行なって
おらず、鉄芯の前進完了時点及び復帰完了時点では夫々
鉄芯と前・後部磁極との衝突により騒音が発生していた
。こうした騒音の発生は、好ましいことではないが、作
動頻度が低く、ある程度の騒音が許されている分野では
問題は小さいのでこのようなソレノイドを利用すること
ができる。
Conventionally, in the operation of the solenoid described above, no special control was performed except for turning on and off the current to the coil, and when the iron core completed advancing and returning, the iron core and the front and rear magnetic poles were connected to each other. The collision caused noise. Although the generation of such noise is not desirable, such a solenoid can be used in fields where the operation frequency is low and a certain amount of noise is allowed because the problem is small.

しかしながら、油圧ポンプやコンプレッサーのような作
動頻度の高い機器分野では、上記騒音が激しくなると共
に、高頻度の衝突は機器の耐久性の点からも問題を生し
るのでソレノイドの通用は困難である。そこで、これら
の分野では、例えばリニア振動アクチュエータのような
機構的に衝突部分がない作動装置が採用されている。し
かるに、この場合には、可動鉄芯の運動方向と直交する
方向に固定磁極を配置するので推力が小さく、言い換え
れば、所望の推力を得ようとすると装置が大型化すると
いう欠点があった。
However, in the field of equipment that operates frequently, such as hydraulic pumps and compressors, it is difficult to use solenoids because the above-mentioned noise becomes intense and frequent collisions also cause problems in terms of equipment durability. . Therefore, in these fields, actuating devices such as linear vibration actuators that are mechanically free of collision parts are employed. However, in this case, since the fixed magnetic pole is arranged in a direction perpendicular to the direction of movement of the movable iron core, the thrust is small, and in other words, the device becomes large in size when trying to obtain the desired thrust.

これに対し、ソレノイドは単純な構造で安価であり、し
かも可動鉄芯と同し方向に発生する磁化吸引力を利用し
ているので装置が寸法的に小型になるという長所があり
、構造や制御方式を工夫することによってプランジャの
衝突を押えることができれば、高頻度作動機器の分野に
おいても利用の拡大を期待することができる。
In contrast, solenoids have a simple structure and are inexpensive, and because they utilize magnetization attraction force generated in the same direction as the movable iron core, they have the advantage that the device can be smaller in size, and the structure and control If plunger collisions can be suppressed by devising a new method, we can expect its use to expand in the field of frequently operated equipment.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ソレノイドにおける騒音防止手段については、かねてよ
り検討が進められており、例えば、特公昭56−107
72号や特公昭59−19454号などが提案されてい
る。
Noise prevention measures for solenoids have been studied for some time; for example,
No. 72 and Special Publication No. 59-19454 have been proposed.

即ち、特公昭56−10772号は、継鉄の両端部に、
夫々相反する磁化方向となるように永久磁石を取付けた
ものであり、永久磁石の補助磁界とコイル電流によって
発生する主磁界との重畳によりプランジ中を往復運動さ
せている。
That is, in Japanese Patent Publication No. 56-10772, on both ends of the yoke,
Permanent magnets are attached so that the magnetization directions are opposite to each other, and the plunge is caused to reciprocate by the superposition of the auxiliary magnetic field of the permanent magnets and the main magnetic field generated by the coil current.

又、特公昭59−19454号は、ソレノイドコイルの
電流制御回路に可変抵抗器や摺動抵抗器等を組込んでソ
レノイドコイルの吸引力と復帰用スプリングの張力の均
衡位置を制御することによりプランジャの停止位置を制
御するものである。そして、この提案では、ソレノイド
コイル電流の制御電圧を、摺動抵抗器の出力側に負帰還
させる回路に抵抗とコンデンサよりなる直列回路を組込
んでプランジャ停止時の振動を素早く減衰させている。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 59-19454 discloses that a plunger is controlled by incorporating a variable resistor, a sliding resistor, etc. into the current control circuit of the solenoid coil to control the balanced position of the attraction force of the solenoid coil and the tension of the return spring. This is to control the stopping position of the In this proposal, a series circuit consisting of a resistor and a capacitor is incorporated into a circuit that negatively feeds back the control voltage of the solenoid coil current to the output side of the sliding resistor, thereby quickly damping vibrations when the plunger is stopped.

さらに、特公昭60−16089号は、プランジャの根
元側に凹部を設けることにより、プランジャと固定磁極
との隙間を変化させて吸着時の吸引力を低下させるよう
に工夫している。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 60-16089 devises a method in which a recess is provided at the base of the plunger to change the gap between the plunger and the fixed magnetic pole, thereby reducing the suction force during attraction.

又、特公昭61−22844号は、励磁コイルにより吸
引される可動体を残留磁束の多い材料で形成し、可動体
の最大移動部付近に、その可動体の近接を検出する検出
体を設け、この検出体からの信号により前記励磁コイル
への通電方向を切換えて可動体の動きに伴う衝撃音の発
生を防止している。
Further, Japanese Patent Publication No. 61-22844 discloses that a movable body attracted by an excitation coil is made of a material with a large residual magnetic flux, and a detection body for detecting the proximity of the movable body is provided near the maximum movement part of the movable body. The direction of energization of the excitation coil is switched in response to a signal from the detection body to prevent impact noise from occurring due to movement of the movable body.

上記のように、ソレノイドコイルにおけるプランジャと
磁極との衝突防止手段に関しては、種々の提案があり、
衝突の回避という点では相応の効果を上けているが、未
だ十分なものではない。特に、これらの提案では、外乱
要因についての考慮が殆ど為されていない。
As mentioned above, there are various proposals regarding collision prevention means between the plunger and the magnetic pole in the solenoid coil.
Although it has achieved a certain degree of effectiveness in terms of avoiding collisions, it is still not sufficient. In particular, in these proposals, little consideration is given to disturbance factors.

即ち、プランジャ形ソレノイドにあっては、上記提案に
もあるように、プランジャの衝突回避に一応の対策が立
てられており、理論的には衝突を確実に回避できるはず
であるが、実状は、制御電圧の変動やプランジャ駆動負
荷の変動といった外乱要因がある為に、理論通りに作動
せず、上記衝突を確実に回避するには至っていない。
In other words, for plunger type solenoids, as mentioned in the above proposal, some measures have been taken to avoid plunger collisions, and in theory it should be possible to reliably avoid collisions, but in reality, Due to disturbance factors such as fluctuations in the control voltage and fluctuations in the plunger drive load, the device does not operate according to theory, and the collision described above cannot be reliably avoided.

この発明は、こうした事情に着目してなされたものであ
って、プランジャ形ソレノイドにおけるプランジャと磁
極の衝突を確実に回避し〜且つプランジャによって外部
仕事を行う上で必要な所定のストロークを正確に得るこ
とを解決課題とするものであり、特に、制御電圧やプラ
ンジャ駆動負荷の変動といった外乱要因がある場合でも
上記課題を確実に達成し得るような手段の提供を目的と
するものである。
This invention has been made with attention to these circumstances, and aims to reliably avoid collision between the plunger and the magnetic pole in a plunger type solenoid, and to accurately obtain a predetermined stroke necessary for performing external work with the plunger. This is a problem to be solved, and in particular, the object is to provide means that can reliably achieve the above problem even when there are disturbance factors such as fluctuations in control voltage and plunger drive load.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

しかして上記目的を達成した、この発明のソレノイド駆
動回路は、プランジャ形ソレノイドの駆動回路において
、ソレノイドコイルに供給される電流に応じた電圧を得
る電圧検出手段と、該検出電圧のピーク点を検知してピ
ーク検知信号を発生するピークディテクタと、ソレノイ
ドコイルに供給される電圧に応じた第一制御電圧を発生
する第一制御電圧発生部と、上記検出電圧とある基準電
圧との差に応じた第二制御電圧を発生する第二制御電圧
発生部と、第一制御電圧と第二制御電圧を加算してタイ
マ用制御電圧を発生する加算部と、ピーク検知信号を受
けてタイマ用制御電圧の大きさに逆比例する長さの遅延
時間を発生する遅延信号発生部と、遅延信号発生部の出
力を受けて一定時間の間、ソレノイドコイルへの供給電
流を遮断する信号を発生するオフタイマ部とを備えた点
に要旨を有するものである。
The solenoid drive circuit of the present invention, which has achieved the above object, is a plunger-type solenoid drive circuit that includes voltage detection means for obtaining a voltage according to the current supplied to the solenoid coil, and detecting the peak point of the detected voltage. a peak detector that generates a peak detection signal, a first control voltage generator that generates a first control voltage according to the voltage supplied to the solenoid coil, and a first control voltage generator that generates a first control voltage corresponding to the voltage supplied to the solenoid coil; a second control voltage generation section that generates a second control voltage; an addition section that adds the first control voltage and the second control voltage to generate a timer control voltage; a delay signal generation section that generates a delay time whose length is inversely proportional to the magnitude; and an off-timer section that generates a signal that cuts off the supply current to the solenoid coil for a certain period of time in response to the output of the delay signal generation section. The main point lies in the fact that it has the following features.

〔作用〕[Effect]

第3図は、駆動指令とソレノイド動作中のコイル電流及
び可動鉄芯であるプランジャのストロークとの関係を示
すグラフで、ソレノイドに駆動指令を発すると、コイル
電流は、コイルのインダクタンスの為に指数関数的に増
加し、時刻TIの一定値に達すると、吸引力がプランジ
ャ駆動負荷を上回ってプランジャが移動を開始する。プ
ランジャが移動するとコイルに逆起電力が作用するので
コイル電流の増加率が大きく減少し始め、時刻T2にお
いてコイル電流はピークに達し、これ以降はプランジャ
が移動を停止する時刻T4までの間、コイル電流は実線
で示されるように、減少していく。
Figure 3 is a graph showing the relationship between the drive command, the coil current during solenoid operation, and the stroke of the plunger, which is the movable iron core.When a drive command is issued to the solenoid, the coil current increases exponentially due to the inductance of the coil. When it increases functionally and reaches a certain value at time TI, the suction force exceeds the plunger drive load and the plunger starts moving. When the plunger moves, a back electromotive force acts on the coil, so the rate of increase in the coil current begins to decrease significantly, and the coil current reaches its peak at time T2.From then on, the coil current remains constant until time T4 when the plunger stops moving. The current decreases as shown by the solid line.

そして上記ソレノイFの動作では、プランジャ衝突防止
の為の処置を施していないので、プランジャはフルスト
ロークまで前進し、前部磁極に衝突する。このときプラ
ンジャと前部磁極の間の距離が小さくなるにつれて吸引
力が惣激に増大するのに加えて、慣性力が作用するので
前部磁極との衝突は激しいものとなる。
In the operation of the solenoid F, no measures are taken to prevent plunger collision, so the plunger advances to its full stroke and collides with the front magnetic pole. At this time, as the distance between the plunger and the front magnetic pole becomes smaller, the attractive force increases dramatically, and in addition, inertial force acts, so the collision with the front magnetic pole becomes severe.

この発明の出願人は、このようなソレノイド動作中のコ
イル電流及びプランジャストロークの変化を考察した結
果、次のような着想を得るに至った。
As a result of considering changes in the coil current and plunger stroke during the operation of the solenoid, the applicant of the present invention came up with the following idea.

即ち、コイル電流をプランジャ前進中のある時点で遮断
すれば、遮断時点でコイル電流による磁化吸引力が消失
し、慣性力によって僅かに前進することはあるが、復帰
用ばねの力が専ら作用するので遮断時点からはプランジ
ャは殆ど前進しない。
In other words, if the coil current is cut off at a certain point while the plunger is moving forward, the magnetization attraction force due to the coil current disappears at the point of cutoff, and although it may move forward slightly due to inertial force, the force of the return spring acts exclusively. Therefore, the plunger hardly moves forward from the point of shutoff.

この結果、プランジャと前部磁極との衝突を回避するこ
とができ、プランジャを初期ストローク位置まで復帰さ
せることができる。そして衝突を回避するだけでなく、
ソレノイドに外部仕事をさせる為の所定ストロークを得
ることができる。このようなコイル電流を遮断すべき最
適の時刻T3は必ずピーク時刻T2と衝突時刻T4の間
に存在するので、ピーク時刻T2と最適遮断時刻T3ま
での時間を遅延時間Tとし、ピーク時刻T2を検知する
と共に、各ソレノイドの特性に応じた遅延時間Tを通正
に設定すれば、衝突の回避並びに所定ストロークの確保
を達成することができる。
As a result, collision between the plunger and the front magnetic pole can be avoided, and the plunger can be returned to the initial stroke position. And not only to avoid collisions;
A predetermined stroke can be obtained to cause the solenoid to perform external work. Since the optimum time T3 at which such coil current should be cut off always exists between the peak time T2 and the collision time T4, the time from the peak time T2 to the optimum cutoff time T3 is defined as the delay time T, and the peak time T2 is By detecting this and properly setting the delay time T according to the characteristics of each solenoid, collisions can be avoided and a predetermined stroke can be ensured.

しかしながら上記適正遅延時間Tは、コイルへ供給され
る電源電圧やプランジャ駆動に要する負荷が一定である
という条件の下で成立するものであり、これらが変動す
ると、その変動に対応して適正遅延時間Tを変化させる
必要がある。例えば、自動車のバッテリーのように大き
な電圧変動を伴う電源をソレノイドの電源として使用す
る場合等には、その影響が大きく、このときの遅延時間
Tは、電源電圧の大きさに逆比例する性質がある。
However, the above-mentioned appropriate delay time T is established under the condition that the power supply voltage supplied to the coil and the load required to drive the plunger are constant, and if these change, the appropriate delay time T will be adjusted accordingly. It is necessary to change T. For example, when a power source with large voltage fluctuations, such as an automobile battery, is used as a power source for a solenoid, the influence is large, and the delay time T in this case is inversely proportional to the magnitude of the power supply voltage. be.

又、プランジャ駆動負荷が小さい範囲では、一定の遅延
時間でも所定のストロークを得ることができるが、負荷
がある大きさ以上になると、ストロ−りは増大する傾向
があり、プランジャが前部磁極に衝突する事態を招く。
In addition, within a range where the plunger driving load is small, it is possible to obtain a specified stroke even with a certain delay time, but when the load exceeds a certain value, the stroke tends to increase, and the plunger becomes closer to the front magnetic pole. lead to a collision situation.

これを回避するには遅延時間Tを、プランジ中駆動に要
する負荷即ちコイル電流の大きさに応じて短(しなけれ
ばならない。
To avoid this, the delay time T must be shortened in accordance with the load, ie, the magnitude of the coil current, required for driving during the plunge.

この発明のソレノイド駆動回路は、上記のような外乱要
因にも対応してプランジャと磁極の衝突を回避するもの
であり、前記構成を採用することにより、電源電圧や負
荷に変動がある場合でも、衝突を起こすことなく、しか
も外部仕事を行う上で必要なプランジャのストロークの
確保を達成しようとするものである。
The solenoid drive circuit of the present invention avoids collision between the plunger and the magnetic pole in response to the above-mentioned disturbance factors, and by adopting the above configuration, even when there are fluctuations in the power supply voltage or load, The objective is to secure the stroke of the plunger necessary to perform external work without causing a collision.

即ち、前記構成によれば、電圧検出手段によってソレノ
イドコイルに供給される電流に応じた電圧を検出する。
That is, according to the above configuration, the voltage detection means detects the voltage according to the current supplied to the solenoid coil.

そして該検出電圧のピーク点をピークディテクタで検出
すると共に、ピークディテクタからはピーク点の検出に
伴ない、定められた出力のピーク検知信号を遅延信号発
生部へ発信する。一方、電源電圧、即ちソレノイドコイ
ルへの供給電圧に基いて第一制御電圧を発生させ、これ
を加算部に入力してタイマ用制御電圧を発生させ、遅延
信号発生部へ入力する。遅延信号発生部では上記ピーク
検知信号とタイマ用制御電圧を対比してタイマ用制御電
圧の大きさに逆比例する長さの遅延時間を発生する。即
ち、タイマ用制御電圧が高くなると、ピーク検知信号側
の出力がピークを検知した後、減衰してタイマ用制御電
圧と均衡するまでの遅延時間が短縮されることになる。
Then, the peak point of the detected voltage is detected by a peak detector, and the peak detector transmits a peak detection signal of a predetermined output to the delay signal generation section in conjunction with the detection of the peak point. On the other hand, a first control voltage is generated based on the power supply voltage, that is, the voltage supplied to the solenoid coil, and this is input to the adder to generate a timer control voltage, which is input to the delay signal generator. The delay signal generating section compares the peak detection signal with the timer control voltage to generate a delay time whose length is inversely proportional to the magnitude of the timer control voltage. That is, when the timer control voltage becomes higher, the delay time until the output of the peak detection signal detects the peak and attenuates to become balanced with the timer control voltage is shortened.

そしてオフタイマ部では、遅延信号発生部からの遅延信
号を受けてオフタイマが作動し、供給電流遮断信号がソ
レノイドコイルへ発信される。次いで、オフタイマに設
定された時間が経過すると、オフタイマが復帰し、ソレ
ノイドコイルへの供給電流遮断信号は停止し、ソレノイ
ドコイルを再起動させることができる。
In the off-timer section, the off-timer is activated in response to the delay signal from the delay signal generation section, and a supply current cutoff signal is transmitted to the solenoid coil. Next, when the time set in the off timer has elapsed, the off timer returns, the supply current cutoff signal to the solenoid coil is stopped, and the solenoid coil can be restarted.

上記のように、ピークディテクタと遅延信号発生部の働
きによって遅延信号を発生し、プランジャを衝突させる
ことなく外部仕事を行う最適の時刻T3にコイル供給電
流を遮断することができる。
As described above, the delay signal is generated by the functions of the peak detector and the delay signal generator, and the coil supply current can be cut off at the optimal time T3 for performing external work without causing the plunger to collide.

また、遅延信号発生部における対比電圧であるタイマ制
御電圧は、電源電圧の変動を反映した第一制御電圧に基
いて決定されているので上記遅延信号は電源電圧の変動
を反映したものとなる。
Further, since the timer control voltage, which is a comparison voltage in the delay signal generating section, is determined based on the first control voltage that reflects the fluctuations in the power supply voltage, the delay signal reflects the fluctuations in the power supply voltage.

さらに、タイマ用制御電圧を発生する加算部には、電圧
検出手段によって得られる検出電圧とある基準電圧との
差に応した第二制御電圧が前記第一制御電圧と合流して
人力されるので、タイマ制御用電圧には、第二制御電圧
による補正が加えられる。即ち、ソレノイドコイルへの
供給電流は、ソレノイドコイルにかかる負荷に応じて変
化するものであるから、該供給電流に対応して得られる
検出電圧の変動を第二制御電圧発生部で把握してタイマ
制御用電圧に反映させることによりプランジャ駆動負荷
の変動に応じた遅延信号を発生させることができる。こ
のとき、第二制御電圧発生部では、上記検出電圧とある
基準電圧との差に応して第二制御電圧を発生させており
、上記検出電圧が基準電圧より低い場合、即ちプランジ
ャ駆動負荷が小さい場合には第二制御電圧による補正が
働かないように構成している。
Furthermore, a second control voltage corresponding to the difference between the detected voltage obtained by the voltage detecting means and a certain reference voltage is manually inputted to the addition section that generates the timer control voltage by merging with the first control voltage. , the timer control voltage is corrected by the second control voltage. In other words, since the current supplied to the solenoid coil changes depending on the load applied to the solenoid coil, the second control voltage generation unit grasps the fluctuation of the detected voltage corresponding to the supplied current and uses the timer. By reflecting this in the control voltage, it is possible to generate a delay signal in accordance with fluctuations in the plunger drive load. At this time, the second control voltage generation section generates a second control voltage according to the difference between the detected voltage and a certain reference voltage, and if the detected voltage is lower than the reference voltage, that is, the plunger driving load is The configuration is such that the correction by the second control voltage does not work when the voltage is small.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例図面に基いてこの発明の詳細な説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は、実施例に係るソレノイド駆動回路を示す回路
図、第2図は第1図のソレノイド駆動回路における各部
の信号波形図である。尚、第2図は、ある主電源電圧の
下で作動の度に負荷が増加する場合の信号波形図であり
、1回目と2回目の波形は、負荷即ちコイルに流れる電
流が小さい場合を示し、3回目の波形は大きい場合のも
のである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a solenoid drive circuit according to an embodiment, and FIG. 2 is a signal waveform diagram of each part in the solenoid drive circuit of FIG. 1. In addition, Fig. 2 is a signal waveform diagram when the load increases each time it operates under a certain main power supply voltage, and the first and second waveforms show the case where the current flowing through the load, that is, the coil, is small. , the third waveform is for the large case.

ソレノイド駆動回路1は、ソレノイドコイル2の供給電
流を制御するトランジスタ3から、ピークディテクタ4
及び第二制御電圧発生部5が分岐され、ピークディテク
タ4は遅延信号発生部6に、第二制御信号発生部5は、
別画路からなる第一制御電圧発生部7と合流して加算部
8に接続され、加算部8はさらに遅延信号発生部6に接
続されている。そして、遅延信号発生部6は、オフタイ
マ部9、アンドゲート10を経て上記トランジスタ3の
ヘースに接続されている。
The solenoid drive circuit 1 includes a transistor 3 that controls the current supplied to the solenoid coil 2, a peak detector 4, and a peak detector 4.
and the second control voltage generation section 5 are branched, the peak detector 4 is connected to the delay signal generation section 6, and the second control signal generation section 5 is connected to the delay signal generation section 6.
It merges with a first control voltage generation section 7 consisting of a separate path and is connected to an addition section 8, which is further connected to a delay signal generation section 6. The delay signal generating section 6 is connected to the base of the transistor 3 via an off-timer section 9 and an AND gate 10.

上記ソレノイド駆動回路1において、アンドゲート10
の端子11に駆動指令が与えられると、非作動状態にあ
るオフタイマ部9の出力はハイレベルにあるのでアンド
ゲート10の出力がハイレベルとなってトランジスタ3
が導通し、主型−a12からソレノイドコイル2に電流
が供給され、抵抗器(電圧検出手段)13の両端に、第
2図(B)に示されるように、供給電流に対応した検出
電圧v1が発生する。この検出電圧vlは、分岐されて
ピークディテクタ4及び第二制御電圧発生部5に夫々入
力される。
In the above solenoid drive circuit 1, the AND gate 10
When a drive command is given to terminal 11 of
conducts, current is supplied from the main mold -a12 to the solenoid coil 2, and a detection voltage v1 corresponding to the supplied current is generated across the resistor (voltage detection means) 13, as shown in FIG. 2(B). occurs. This detected voltage vl is branched and inputted to the peak detector 4 and the second control voltage generating section 5, respectively.

ピークディテクタ4では、上記検出電圧v1を増幅回路
14及び微分回路15で夫々増幅して微分する。得られ
た微分電圧v2は、第2図(C)に示されるように、起
動時TOから可動鉄芯が移動を開始する時刻T1までは
、正の電圧であるが、TIを過ぎると減少し、検出電圧
5がピークになる時刻T2ではゼロになる。この微分電
圧■2は、比較器16の非反転入力端子16aに入力さ
れ、はぼゼロボルトが入力されている反転入力端子16
bとの間で比較がなされ、ピーク検知信号v3を発生し
、遅延信号発生部6へ入力される。尚、比較器16のピ
ーク検知信号v3は、第2図(D)に示されるように、
起動の瞬間にハイレベルとなり、検出電圧νlのピーク
を検知するとロウレベルとなる。
In the peak detector 4, the detected voltage v1 is amplified and differentiated by an amplifier circuit 14 and a differentiator circuit 15, respectively. As shown in FIG. 2 (C), the obtained differential voltage v2 is a positive voltage from TO at startup to time T1 when the movable iron core starts moving, but decreases after TI. , becomes zero at time T2 when the detected voltage 5 reaches its peak. This differential voltage 2 is input to the non-inverting input terminal 16a of the comparator 16, and the inverting input terminal 16 to which approximately zero volts is input
A comparison is made between the peak detection signal v3 and the peak detection signal v3, which is input to the delay signal generation section 6. Note that the peak detection signal v3 of the comparator 16 is as shown in FIG. 2(D).
It becomes a high level at the moment of startup, and becomes a low level when the peak of the detection voltage νl is detected.

一方、第二制御電圧発生部5では、分岐された検出電圧
v1が、比較器17の非反転入力端子17aに人力され
、反転入力端子17bに入力されるしきい電圧VTIと
の差に応した第二制御電圧シ4が発生する。第二制御電
圧v4は次式で示される。
On the other hand, in the second control voltage generation section 5, the branched detection voltage v1 is inputted to the non-inverting input terminal 17a of the comparator 17, and is inputted to the inverting input terminal 17b according to the difference with the threshold voltage VTI. A second control voltage 4 is generated. The second control voltage v4 is expressed by the following equation.

V4=AI・(シ1−VTI ) (Atは係数〕          ・・・・・・・・
・(1)又、第一制御電圧発生部7では、主電源電圧V
Oを分圧して得られた電圧v5を、比較器18の非反転
入力端子18aに入力し、反転入力端子18bに入力さ
れるしきい電圧VT2との差に応じた第一制御電圧v6
を発生する。第一制御電圧ν6は次式で示される。
V4=AI・(Si1−VTI) (At is the coefficient) ・・・・・・・・・
-(1) Also, in the first control voltage generation section 7, the main power supply voltage V
The voltage v5 obtained by dividing O is input to the non-inverting input terminal 18a of the comparator 18, and the first control voltage v6 is determined according to the difference between the voltage v5 and the threshold voltage VT2 input to the inverting input terminal 18b.
occurs. The first control voltage ν6 is expressed by the following equation.

V6=A2・(V5−VT2 ) V5 =A3 ・νO 〔行は増幅率、A3は分圧比〕  ・・・・・・・・・
(2)こうして得られた第一制御電圧■6と第二制御電
圧v4は、加算器8に入力されて加算され、タイマ制御
電圧v7を発生し、遅延信号発生部6へ入力される。こ
のタイマ制御電圧v7は、第2図(E)に破線で示され
る。
V6=A2・(V5−VT2) V5=A3・νO [Row is amplification factor, A3 is voltage division ratio] ・・・・・・・・・
(2) The first control voltage 6 and the second control voltage v4 thus obtained are inputted to the adder 8 and added together to generate a timer control voltage v7, which is inputted to the delay signal generation section 6. This timer control voltage v7 is shown by a broken line in FIG. 2(E).

次に、遅延信号発生部6の作用を説明すると、ソレノイ
ドコイル2に電流が流れて、ピークデテクタ4からハイ
レベルのピーク検知信号v3が遅延信号発生部6に入力
されると、該ピーク検知信号ν3は、抵抗R1を通して
コンデンサC1に充電される。
Next, to explain the operation of the delayed signal generating section 6, when a current flows through the solenoid coil 2 and a high level peak detection signal v3 is inputted from the peak detector 4 to the delayed signal generating section 6, the peak detection signal v3 is input to the delayed signal generating section 6. ν3 is charged to capacitor C1 through resistor R1.

コンデンサC1には、並列にツェナーダイオード19が
接続されており、コンデンサC1の充電電圧は、ツェナ
ー電圧VZIに保持される。ここで、ツェナー電圧VZ
Iは、タイマ制御電圧より大きくなるように設定されて
いるので、遅延信号発生部6の比較器20では、加算部
8を経て反転入力端子20bに入力されるタイマ制御電
圧v7より非反転入力端子20aの電圧v8の方が大き
く、比較器20の出力v9はハイレベルとなり、オフタ
イマ部9は非作動状態となり、ハイレベルの出力を発生
する。
A Zener diode 19 is connected in parallel to the capacitor C1, and the charging voltage of the capacitor C1 is maintained at the Zener voltage VZI. Here, Zener voltage VZ
Since I is set to be larger than the timer control voltage, the comparator 20 of the delay signal generating section 6 selects the non-inverting input terminal from the timer control voltage v7 which is input to the inverting input terminal 20b via the adding section 8. The voltage v8 of the comparator 20a is higher, the output v9 of the comparator 20 becomes high level, the off-timer section 9 becomes inactive, and generates a high level output.

次いで、ピークディテクタ4が検出電圧v1のピークを
検知すると、そのピーク検知信号v3がロウレベルとな
るから、コンデンサC1の電圧及び比較器20の非反転
入力端子20aの電圧v8は、抵抗R1を通して放電し
、やがてタイマ制御電圧シフより小さくなるので比較器
20の出力■9はロウレベルとなる。
Next, when the peak detector 4 detects the peak of the detection voltage v1, the peak detection signal v3 becomes low level, so the voltage of the capacitor C1 and the voltage v8 of the non-inverting input terminal 20a of the comparator 20 are discharged through the resistor R1. , eventually becomes smaller than the timer control voltage shift, so the output (2)9 of the comparator 20 becomes low level.

オフタイマ部9は、このハイレベルからロウレベルとな
る比較器20の出力v9の立ち下がり変化を受けて作動
し、一定時間ロウレベルの信号を出力する。この結果、
アンドケート10の出力がロウレベルとなってトランジ
スタ3が同じ時間の間、非導電状態となり、ソレノイド
コイル2への電流が遮断される。この間に可動鉄芯であ
るプランジャは、復帰用ばねによって元の位置へ復帰す
る。
The off-timer section 9 operates in response to the fall change of the output v9 of the comparator 20 from high level to low level, and outputs a low level signal for a certain period of time. As a result,
The output of ANDCATE 10 becomes low level, transistor 3 becomes non-conductive for the same period of time, and current to solenoid coil 2 is cut off. During this time, the plunger, which is a movable iron core, is returned to its original position by a return spring.

そして、オフタイマ部9は、一定時間の後、復帰して再
びハイレベルの出力をアンドゲート1oに送るのでアン
ドゲート10の端子11に駆動指令がある限り同様の動
作が繰り返される。
Then, the off-timer section 9 returns after a certain period of time and sends a high-level output to the AND gate 1o again, so that the same operation is repeated as long as there is a drive command at the terminal 11 of the AND gate 10.

ところで、ピークディテクタ4が検出電圧v1のピーク
値を検出した後、比較器20の出力がハイレベルからロ
ウレベルに反転するまでの時間即ち遅延時間Tは、主と
して主電源電圧vOの大きさに応じた最適値が存在する
。そして、TとvOの関係は実験的に求めることができ
る。
By the way, after the peak detector 4 detects the peak value of the detection voltage v1, the time until the output of the comparator 20 is inverted from high level to low level, that is, the delay time T, mainly depends on the magnitude of the main power supply voltage vO. There is an optimal value. The relationship between T and vO can be determined experimentally.

即ち、前記(2)式の定数を次のように設定すると共に
、TとvOの関係値を実験的に求めたところ、第1表に
示す値が得られた。
That is, when the constants in the above equation (2) were set as follows and the relationship values between T and vO were experimentally determined, the values shown in Table 1 were obtained.

を代入して計算すると、第一制御電圧シ6即ちタイマ制
御電圧v7は第2表に示す通りとなった。尚、上記計算
では、ソレノイドコイル2の負荷が小さく、第二制御電
圧v4は発生しないものとする。
When calculated by substituting , the first control voltage v6, that is, the timer control voltage v7, is as shown in Table 2. In the above calculation, it is assumed that the load on the solenoid coil 2 is small and the second control voltage v4 is not generated.

第2表 A2−3 、 八3=1/7  、 νT2 = 3第
1表 ところで、コンデンサC1の放電電圧即ち電圧v8は、
次式で示される。
Table 2 A2-3, 83 = 1/7, νT2 = 3 Table 1 By the way, the discharge voltage of capacitor C1, that is, voltage v8, is:
It is shown by the following formula.

VB=VZ1  ・e V℃ ・・・・・・・・・(3) そこで、(2)式に上記設定値及び第1表の実験値そし
て、電圧v8の大きさがタイマ制御電圧v7と一致する
までの時間が第1表に示す遅延時間Tに等しいので、V
7 = V8を(3)式に代入して変形すると、時定数
τは次式で表すことができる。
VB=VZ1 ・e V℃ ・・・・・・・・・(3) Therefore, in equation (2), use the above setting values and the experimental values in Table 1, and then make sure that the magnitude of voltage v8 matches the timer control voltage v7. Since the time until V is equal to the delay time T shown in Table 1,
By substituting 7=V8 into equation (3) and transforming it, the time constant τ can be expressed by the following equation.

r −−T/ i n (V7/シZ1)・・・・・・
・・・(4)ここで、主電源電圧νOが異なっても時定
数τ及びツェナー電圧VZIは定数であるから(4)式
を用いて第2表の値を代入して計算を行うとτ及びVZ
Iを次のように決定することができる。
r −-T/ i n (V7/shi Z1)...
...(4) Here, even if the main power supply voltage νO is different, the time constant τ and the Zener voltage VZI are constants, so when calculating by substituting the values in Table 2 using equation (4), τ and VZ
I can be determined as follows.

r−0,35(ms)  、VZI  =5. 26 
 (V)・・・・・・・・・(5) よって例えばコンデンサCIの容量を0.01(μF)
とするとき、抵抗R1の値は35 (kΩ)となる。
r-0,35 (ms), VZI =5. 26
(V)・・・・・・・・・(5) Therefore, for example, if the capacitance of capacitor CI is 0.01 (μF)
In this case, the value of the resistor R1 is 35 (kΩ).

上記のように、遅延信号発生部6の回路条件は実験値を
基に決定することができ、この回路条件下で第一制御電
圧発生部7に入力された主電源電圧νOの分圧v5の変
動が第一制御電圧vOひいてはタイマ制御電圧v7に反
映されて遅延時間Tを適正に制御することができる。
As mentioned above, the circuit conditions of the delay signal generator 6 can be determined based on experimental values, and under these circuit conditions, the partial voltage v5 of the main power supply voltage νO input to the first control voltage generator 7 is The fluctuation is reflected in the first control voltage vO and eventually in the timer control voltage v7, so that the delay time T can be appropriately controlled.

次に、ソレノイドコイル2の負荷が遅延時間Tに与える
影響については、第2図(B)の3回目の電圧変動波形
に見られるように、検出電圧v1が第二制御電圧発生部
5におけるしきい電圧VTIを越える場合には、(1)
式で示される第二制御電圧v4が第一制御電圧vOに加
算されてタイマ制御電圧v7を発生し、比較器20の反
転入力端子20bに入力される。この結果、遅延時間T
は小さく設定されるのでプランジャのストロークが過大
とならず、ソレノイドコイル2の負荷に応した適正なス
トロークを得ることができる。ここで、(1)式のしき
い電圧VTI と定数AIは、主電源電圧の大きさに影
響されないので任意の駆動状態で簡単に調整することが
できる。
Next, regarding the influence of the load on the solenoid coil 2 on the delay time T, as seen in the third voltage fluctuation waveform in FIG. If the threshold voltage VTI is exceeded, (1)
The second control voltage v4 shown in the formula is added to the first control voltage vO to generate a timer control voltage v7, which is input to the inverting input terminal 20b of the comparator 20. As a result, the delay time T
Since is set small, the stroke of the plunger does not become excessive, and an appropriate stroke corresponding to the load on the solenoid coil 2 can be obtained. Here, the threshold voltage VTI and the constant AI in equation (1) are not affected by the magnitude of the main power supply voltage, so they can be easily adjusted in any driving state.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上のように構成されており、コイル電流の
ピーク即ちコイル電流に応じた検出電圧のピークを検知
し、検知時点から、主電源電圧の大きさ及び負荷の大き
さに逆比例する遅延時間が経過した後に、コイル電流を
遮断するようにしたので、主電源電圧や負荷が変化する
ような使用状態となってもプランジャの前進時の衝突を
なくすことができ、且つ外部仕事に必要な所定のストロ
ークを得ることができる。従って、騒音や振動の発生を
抑止することができる。また、オーバーストロークにな
らないように、コイル電流を遮断しているので、消費電
力を節減し且つ発熱を抑止することができ、ソレノイド
の切換頻度を多くすることができるので例えば油圧ポン
プに適用した場合には大きな流量を得ることができる。
The present invention is configured as described above, and detects the peak of the coil current, that is, the peak of the detection voltage corresponding to the coil current, and from the time of detection, there is a delay that is inversely proportional to the magnitude of the main power supply voltage and the magnitude of the load. Since the coil current is cut off after a certain period of time has elapsed, it is possible to eliminate collisions when the plunger moves forward even when the main power supply voltage or load changes, and it also prevents collisions when the plunger is moving forward. A predetermined stroke can be obtained. Therefore, generation of noise and vibration can be suppressed. In addition, since the coil current is cut off to prevent overstroke, it is possible to save power consumption and suppress heat generation, and the frequency of solenoid switching can be increased, so when applied to a hydraulic pump, for example. A large flow rate can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例に係るソレノイド駆動回路を示す回路図
、第2図(A)〜(I)は第1′図の回路の動作を説明
する為の信号波形図、第3図(A)〜(C)は−船釣な
ソレノイドの動作を説明する為の変化特性図である。 2・・・ソレノイドコイル 4・・・ピークディテクタ 5・・・第二制御電圧発生部 6・・・遅延信号発生部 7・・・第一制御電圧発生部 8・・・加算部 9・・・オフタイマ部 13・・・抵抗(電圧検出手段) ν1・・・検出電圧 v3・・・ピーク検知信号 v4・・・第二制御電圧 v6・・・第一制御電圧 v7・・・タイマ用制御電圧 νT1・・・しきい電圧(基準電圧)
Figure 1 is a circuit diagram showing the solenoid drive circuit according to the embodiment, Figures 2 (A) to (I) are signal waveform diagrams for explaining the operation of the circuit in Figure 1', and Figure 3 (A). ~(C) is a change characteristic diagram for explaining the operation of the solenoid. 2... Solenoid coil 4... Peak detector 5... Second control voltage generating section 6... Delay signal generating section 7... First control voltage generating section 8... Adding section 9... Off timer section 13...Resistor (voltage detection means) ν1...Detection voltage v3...Peak detection signal v4...Second control voltage v6...First control voltage v7...Timer control voltage νT1 ...Threshold voltage (reference voltage)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プランジャ形ソレノイドの駆動回路において、ソ
レノイドコイルに供給される電流に応じた電圧を得る電
圧検出手段と、該検出電圧のピーク点を検知してピーク
検知信号を発生するピークデテクタと、ソレノイドコイ
ルに供給される電圧に応じた第一制御電圧を発生する第
一制御電圧発生部と、上記検出電圧とある基準電圧との
差に応じた第二制御電圧を発生する第二制御電圧発生部
と、第一制御電圧と第二制御電圧を加算してタイマ用制
御電圧を発生する加算部と、ピーク検知信号を受けてタ
イマ用制御電圧の大きさに逆比例する長さの遅延時間を
発生する遅延信号発生部と、遅延信号発生部の出力を受
けて一定時間の間、ソレノイドコイルへの供給電流を遮
断する信号を発生するオフタイマ部とを備えたことを特
徴とするソレノイド駆動回路。
(1) In a drive circuit for a plunger type solenoid, a voltage detection means for obtaining a voltage according to the current supplied to the solenoid coil, a peak detector for detecting the peak point of the detected voltage and generating a peak detection signal, and a solenoid a first control voltage generation section that generates a first control voltage according to the voltage supplied to the coil; and a second control voltage generation section that generates a second control voltage according to the difference between the detected voltage and a certain reference voltage. , an adder that adds the first control voltage and the second control voltage to generate a timer control voltage, and generates a delay time whose length is inversely proportional to the magnitude of the timer control voltage in response to the peak detection signal. What is claimed is: 1. A solenoid drive circuit comprising: a delay signal generating section for generating a solenoid coil; and an off timer section receiving an output from the delay signal generating section and generating a signal for cutting off current supplied to a solenoid coil for a certain period of time.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57163784A (en) * 1981-04-01 1982-10-08 Komatsu Ltd Solenoid valve driving circuit
JPS6161409A (en) * 1984-09-03 1986-03-29 Yokogawa Hokushin Electric Corp Driving circuit for solenoid
JPS63202902A (en) * 1987-02-18 1988-08-22 Mic Kogyo Kk Electromagnetic actuator

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