JPH0786031A - 電磁石駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な回路構成にてフライバック電流を吸収
可能な電磁石駆動回路を提供すること。 【構成】 励磁コイルＬM とトランジスタＴＲ1 とから
なる第１の直列回路の励磁コイルＬM の側を第１の電源
端子ＧＮＤに、トランジスタＴＲ1 の側を第２の電源端
子Ｖ2 に接続してあり、励磁コイルＬM とトランジスタ
ＴＲ1 との接続点にある端子Ｖa と第３の電源端子Ｖ3
との間にフライバック電流吸収用のダイオードＤ1 を接
続して励磁コイルＬM とからなる第２の直列回路を形成
してあり、ダイオードＤ1 は第１の電源端子ＧＮＤと第
３の電源端子Ｖ3 との間で逆方向に接続してある。トラ
ンジスタＴＲ1 をオンとして励磁コイルＬM に駆動用電
流Ｉa を流し、トランジスタＴＲ1 をオフにしたとき励
磁コイルＬM に生じるフライバック電流をダイオードＤ
1 を介して第３の電源端子Ｖ3 に流して吸収させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁石駆動回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インパクトプリンタ装置の印
字ピン等の駆動には電磁石が用いられており、これらを
駆動する電磁石駆動回路は励磁コイルに駆動電流を供給
する電源ラインに開閉素子を設け、この開閉素子の開閉
にて励磁コイルの駆動を制御するように構成されてい
る。このようなものでは電磁石駆動の応答性を向上させ
るため、駆動初期に駆動電流の立上がりを速くするため
に印加する電圧を上げ駆動電流値を大きくしているが、
駆動電流値を大きくすると開閉素子の閉鎖に伴い励磁コ
イルに流れるフライバック電流も大電流となって開閉素
子を破壊してしまうおそれがある。このような開閉素子
破壊を避けるため、ツエナーダイオード等よりなるフラ
イバック電流吸収回路を励磁コイルに並列に接続し、励
磁コイルに流れるフライバック電流をフライバック電流
吸収回路に吸収させるように構成している。また、電磁
石の無駄なエネルギ消費を抑えるため、駆動電流は駆動
初期に大きな値の電流を流し、その後は駆動状態を保持
する程度のこれより小さい値の電流を励磁コイルに供給
するように構成したものが特公昭６２−２６１６２号公
報に開示されている。 その構成は、図５に示すよう
に、ツエナーダイオードｚｄとトランジスタｔｒ２とを
並列に接続してなる並列回路にダイオードｄを直列に接
続してなるフライバック電流吸収回路ｆを励磁コイルｌ
に並列に接続してある。これは、駆動初期に駆動電流値
を大きくするため、駆動初期の一定時間トランジスタｔ
ｒ１を開いて励磁コイルｌに駆動電流を流す。この後、
駆動状態を保持する程度の駆動電流を流すため、トラン
ジスタｔｒ１の閉成とともにトランジスタｔｒ２を開い
てフライバック電流を励磁コイルｌにて帰還して駆動電
流を徐々に減じる。続いてトランジスタｔｒ２を閉じて
フライバック電流をツエナーダイオードｚｄにて吸収し
て励磁コイルに流れる電流を急激に減少させ駆動を終了
させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構成では、トラン
ジスタｔｒ１の閉成にともなうフライバック電流を励磁
コイルｌへ帰還させるように構成させるためにトランジ
スタｔｒ２を用いているため、回路構成が複雑となり、
コストを増加させることとなる。

【０００４】そこで本発明の目的は、安価な回路構成に
てフライバック電流を吸収可能な電磁石駆動回路を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】励磁コイルと開閉素子と
からなる第１の直列回路の上記励磁コイル側を第１の電
源端子に、上記開閉素子側を第２の電源端子に接続す
る。また、上記励磁コイルと上記開閉素子との接続点と
第３の電源端子との間にフライバック電流吸収用の整流
素子を接続して第１の電源端子と第３の電源端子との間
で上記励磁コイルと上記整流素子とからなる第２の直列
回路を形成する。さらに、上記整流素子は第１の電源端
子と第３の電源端子との間で逆方向に接続することによ
り、上記目的を達成する。

【０００６】ここで、上記励磁コイルと上記開閉素子と
の接続点と第２の電源端子との間に、上記開閉素子の開
閉に対して相補的に開閉される第２の開閉素子を接続す
ることが好ましい。

【０００７】

【実施例】次に本発明の一実施例を図を参照しながら説
明する。図１は本例の構成を示す電気回路図であり、同
図においてＬM は励磁コイルであり、ＲM はその内部抵
抗である。ＴＲ1 は開閉素子としてのトランジスタであ
り、励磁コイルＬM の端子Ｖa にそのコレクタを接続し
てあり、励磁コイルＬM とともに第１の直列回路をな
す。ここで、端子Ｖa は接続点である。

【０００８】ＴＲ2 はトランジスタであり、Ｐ1 はイン
バータであり、Ｒ1 〜Ｒ4 は抵抗である。トランジスタ
ＴＲ2 はそのエミッタを定電圧源Ｖccに接続され、その
コレクタをトランジスタＴＲ1 のベースに接続され、そ
のベースをインバータＰ1 に接続される。インバータＰ
1 の端子Ｓ1 にトランジスタＴＲ1 の開閉動作を制御す
る制御信号が入力されることとなる。

【０００９】ＧＮＤ、Ｖ2 、Ｖ3 はそれぞれ第１の電源
端子、第２の電源端子、第３の電源端子であり、ここで
はそれぞれ、０ｖ、−４０ｖ、＋４０ｖの電位としてあ
る。ここで、第１の電源端子ＧＮＤは第１の直列回路の
励磁コイルＬM 側に接続してあり、第２の電源端子Ｖ2
はトランジスタＴＲ1 のエミッタに接続してある。ま
た、第3 の電源端子Ｖ3 はフライバック電流吸収用の整
流素子としてのダイオードＤ1 を介して端子Ｖa に接続
されており、第１の電源端子ＧＮＤとの間に励磁コイル
ＬM とダイオードＤ1 とからなる第２の直列回路を形成
している。

【００１０】以上のように構成される本例の動作を、図
１と、図２に示すタイミングチャートとを参照しながら
説明する。

【００１１】まず、図２のＳ1 に示すように、駆動初期
の時間ｔ0 の間、インバータＰ1 の端子Ｓ1 に制御信号
“１”が入力される。インバータＰ1 の反転出力を受け
てトランジスタＴＲ2 がオンとなり、トランジスタＴＲ
1 をオンとする。これにより、励磁コイルＬM の一方の
端子Ｖa が第２の電源端子Ｖ2 の電位−４０ｖとなり、
これにより励磁コイルＬM には図２のＩa に示すような
駆動電流Ｉa が流れ始める。ここで、時間ｔ0 は励磁コ
イルＬM を十分に励磁する駆動電流値になる迄の時間で
あり、適宜に設定される。

【００１２】次に時間ｔ0 に続く時間ｔ1 の間インバー
タＰ1 に制御信号“０”が入力される。インバータＰ1
の反転出力を受けてトランジスタＴＲ2 がオフとなり、
トランジスタＴＲ1 をオフとする。第２の電源端子Ｖ2
よりの電力の供給が途絶えるとともに励磁コイルＬM に
生じるフライバック電流はダイオードＤ1 を介して第３
の電源端子Ｖ3 に流れ、端子Ｖa には＋４０ｖが印加さ
れることとなり、励磁コイルＬM に流れる駆動電流Ｉa
は図２のＩa に示すように急激に減少する。

【００１３】以降、時間ｔ1 に続く各時間ｔ2 〜ｔ4 毎
に制御信号“１”、“０”を交互に入力し、トランジス
タＴＲ1 をオンオフする。これにより端子Ｖa は図２の
Ｖaに示すように、電源端子Ｖ2 、Ｖ3 の電位に交互に
ふられ、励磁コイルＬM に流れる駆動電流Ｉa の平均値
が適当な値に保持される。そして、制御信号を“０”に
固定することにより、励磁コイルＬM に生じるフライバ
ック電流はダイオードＤ1 を介して第３の電源端子Ｖ3
に流れて吸収され、励磁コイルＬM に流れる駆動電流Ｉ
a は急激に減少し、励磁コイルＬM の駆動は終了する。

【００１４】以上のように、励磁コイルＬM に生じるフ
ライバック電流はダイオードＤ1 を介して第３の電源端
子Ｖ3 に流れ吸収されるため、開閉素子を用いることな
く、極めて簡単な構成によってフライバック電流を急激
に減少させることができる。言い換えると一つの開閉素
子にて励磁コイルＬM への駆動用電力供給動作およびフ
ライバック電流吸収動作の制御が可能となり、回路の簡
素化が可能となる。

【００１５】また、トランジスタＴＲ1 のスイッチング
によって励磁コイルに流れる余剰電流を抑えることがで
き、無駄な電力消費を抑制できる。

【００１６】次に本発明の他の実施例について説明す
る。本例は、励磁コイルに流れる駆動電流が励磁に必要
な適当な値になった時点で第１の直列回路の電源を断続
的に遮断し、この時に生じるフライバック電流を帰還回
路することにより、エネルギー効率良く駆動電流値を適
当な値で保持できるようにしたものである。その構成は
図３に示すように、上記一実施例と同一の構成に対し
て、端子Ｖa と第１の電源端子ＧＮＤとの間に第２の整
流素子としてのダイオードＤ2 と第２の開閉素子として
のトランジスタＴＲ3 を接続したものである。トランジ
スタＴＲ3 のベースにはバッファＰ2 を接続してある。

【００１７】次に本例の動作について図４のタイミング
チャートを参照しながら説明する。図４のＳ1 に示すよ
うに、駆動初期の時間ｔ0 の間、インバータＰ1 の端子
Ｓ1に制御信号“１”が入力される。これにより、トラ
ンジスタＴＲ1 がオンとなり、励磁コイルＬM には図４
Ｉa のように駆動電流Ｉa が流れる。

【００１８】次に、上記実施例と同様に、時間ｔ0 に続
く各時間ｔ1 に端子Ｓ1 に制御信号“０”が入力され、
トランジスタＴＲ1 がオフになる。一方、端子Ｓ1 に制
御信号“０”が入力されるのと同期して、バッファＰ2
の端子Ｓ2 に制御信号“１”が入力される。これによ
り、トランジスタＴＲ3 がオンとなり、トランジスタＴ
Ｒ1 がオフとなることにより生じるフライバック電流は
ダイオードＤ2 およびトランジスタＴＲ3 を介して第１
の電源端子ＧＮＤに流れ、励磁コイルＬM に流れる駆動
電流Ｉa は僅かに減少する。

【００１９】以降、時間ｔ1 に続く各時間ｔ2 〜ｔ4 毎
に端子Ｓ1 に制御信号“１”、“０”を交互に入力し、
トランジスタＴＲ1 をオンオフする。これと同期して、
端子Ｓ2 に制御信号“０”、“１”を交互に入力してト
ランジスタＴＲ3 をトランジスタＴＲ1 に対して相補的
にオンオフし、第２の電源端子Ｖ2 よりの電力の供給が
遮断される都度、フライバック電流をダイオードＤ2 お
よびトランジスタＴＲ3 を介して端子ＧＮＤに流す。こ
れにより、図４のＩa に示すように励磁コイルＬM に流
れる駆動電流Ｉa は適当な値に保持される。この後に、
端子Ｓ1 および端子Ｓ2 に入力される制御信号を“０”
に固定する。これにより、フライバック電流はダイオー
ドＤ1 を介して第３の電源端子Ｖ3 に流れる。このた
め、励磁コイルＬM に流れる駆動電流Ｉa は図２のＩa
に示すように急激に減少してコイルの駆動を終了する。

【００２０】以上のように、トランジスタＴＲ1 の断続
的な開閉に伴うフライバック電流を励磁コイルＬM に帰
還させるため、エネルギーの利用効率がより向上する。

【００２１】上記各実施例では、第１の電源端子ＧＮ
Ｄ、第２の電源端子Ｖ2 、第３の電源端子Ｖ3 の電位を
それぞれ、０ｖ、−４０ｖ、＋４０ｖとしたがこれに限
るものではない。例えば、第１の電源端子ＧＮＤ、第２
の電源端子Ｖ2 、第３の電源端子Ｖ3 の電位をそれぞ
れ、０ｖ、＋４０ｖ、−４０ｖとして、ダイオードＤ1
、Ｄ2 および各トランジスタを上記各実施例とは逆向
きに接続し、第２の電源端子Ｖ2 から第１の電源端子Ｇ
ＮＤへの方向に駆動電流を流して励磁コイルＬM を駆動
し、−４０ｖの第３の電源端子によりフライバック電流
を吸収させることとしてもよく、様々に変更可能であ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、開閉素子を用いること
なくフライバック電流を吸収することができるので安価
な回路構成の電磁石駆動回路を提供することが可能とな
る。

【００２３】また、第１の開閉素子と相補的に開閉する
第２の開閉素子によってフライバック電流を励磁コイル
に帰還させることによって、エネルギーの利用効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す電気回路図。

【図２】図１の一実施例の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図３】本発明の他の実施例の構成を示す電気回路図。

【図４】図３の実施例の動作説明のためのタイミングチ
ャート。

【図５】従来の電磁石駆動回路の構成を示す電気回路
図。

【符号の説明】

ＧＮＤ 第１の電源端子 Ｖ2 第２の電源端子 Ｖ3 第３の電源端子 ＬM 励磁コイル ＴＲ1 トランジスタ（開閉素子） Ｄ1 ダイオード（整流素子） ＴＲ3 トランジスタ（第２の開閉素子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルと開閉素子とからなる第１の
   直列回路の上記励磁コイル側を第１の電源端子に、上記
   開閉素子側を第２の電源端子に接続してあり、 上記励
   磁コイルと上記開閉素子との接続点と第３の電源端子と
   の間にフライバック電流吸収用の整流素子を接続して第
   １の電源端子と第３の電源端子との間で上記励磁コイル
   と上記整流素子とからなる第２の直列回路を形成し、 上記整流素子は第１の電源端子と第３の電源端子との間
   で逆方向に接続してあることを特徴とする電磁石駆動回
   路。
2. 【請求項２】 上記励磁コイルと上記開閉素子との接続
   点と第２の電源端子との間に、上記開閉素子の開閉に対
   して相補的に開閉される第２の開閉素子を接続してある
   ことを特徴とする請求項１記載の電磁石駆動回路。