JPS60180032A - ソレノイド駆動回路 - Google Patents

ソレノイド駆動回路

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JPS60180032A
JPS60180032A JP59035342A JP3534284A JPS60180032A JP S60180032 A JPS60180032 A JP S60180032A JP 59035342 A JP59035342 A JP 59035342A JP 3534284 A JP3534284 A JP 3534284A JP S60180032 A JPS60180032 A JP S60180032A
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近藤 雅美
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
    • H01H47/043Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current making use of an energy accumulator

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  • Relay Circuits (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

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】 本発明はソレノイド駆動回路に関し、更に詳細に述べる
と、電磁弁、電磁リレー等に用いられるソレノイドを高
速で駆動するだめのソレノイド駆動回路に関する。
従来から、ソレノイドの高速駆動を行なうため、チロ−
クコイルに流れる電流を遮断したときに生じる急峻な逆
起電力を上記ソレノイドに印加して励磁電流として利用
する回路が種々提案されてきている。
例えば、特開昭56−61106号公報には、第1図に
示すように、チョークコイルlとスイッチ2とから成る
直列回路を直流電源3に並列に接続し、駆動しようとす
るソレノイド4の一端をダイオード5,6を介してチョ
ークコイルlの両端に夫々図示の如く接続し、ソレノイ
ド4の他端をスイッチ7を介してアースして成る電磁石
駆動回路が開示されている。この駆動回路では、スイッ
チ2は通常閉じられておシ、チロ−クコイル1には電流
i。が流れている。チョークコイルlに定常電流が流れ
ている状態において、スイッチ7を閉じると同時にスイ
ッチ2を開くと、チロ−クコイル1には電磁誘導による
大きな逆起電力が生じ、この逆起電力による電圧が電源
電圧子Vに重畳され、ソレノイド4に急峻な励磁電流を
流すことができる。しかしながら、この従来の駆動回路
では、スイッチ2を開いた時にソレノイド4に印加され
る電圧eの波形は第2図に示すように、極めて急峻で、
ピーク値が大きく、その時間巾は極めて狭いものとなる
。従って、極めて大きな雑音発生源となシ、他の電子機
器に作動障害を与えるほか、極めて大きなエネルギーが
雑音発生のために使用されて効率が低下するという問題
が生じる上に、スイッチの寿命が短かくなシ、ソレノイ
ドには励磁エネルギーが極めて短時間しか与えられない
ので効率が悪いという不具合いがあった。更に、ピーク
値の極めて大きな電圧が発生するため、各スイッチを半
導体素子を用いて構成しようとする場合′には、高耐圧
のスイッチング素子を使用しなければならず、価格の上
昇を招くという別の問題点も有している。
更に、特開昭55−109864号公報には、被駆動ソ
レノイドに電流フィードバックを施し、これによシ応答
性の改善を図るようにした回路が開示されているが、こ
の回路では電流フィードバックを施しているため、回路
構成が複雑になるという問題点を有している。
本発明の目的は、従って、チョークコイルに発生した逆
起電力を効率よく被駆動ソレノイドに与え、且つ電磁ノ
イズの発生を著しく減少せしめることができる、構成の
簡単なソレノイド駆動回路を提供することにある。
本発明の構成は、立上シの急峻な励磁電流をソレノイド
に印加するように構成されたソレノイド駆動回路におい
て、直流電源と、ソレノイドに供給する励磁電流をオン
、オフするためソレノイドコイルと直列に接続された第
1スイツチと1.該第1スイツチがオフからオンに切換
えられた時にオンからオフに切換えられる第2スイツチ
とテ四−クコイルとが直列に接続されて成シ上記直流電
源に接続されている逆起電力発生回路と、該逆起電力発
生回路において生じた逆起電力をソレノイドに印加する
ため上記逆起電力発生回路と上記ソレノイドとの間に接
続された一方向性、素子と、該一方向性素子を介して上
記ソレノイドに印加される過渡電圧のレベルを制限する
と共に上記直流電源の電圧を上記ソレノイドに印加する
ため上記ソレノイドと上記直流電源との間に接続された
電圧制限素子と、上記第2のスイッチがオンしている時
に前記ソレノイドコイルに第1のレベルの保持電流を流
す第1電流供給回路と、上記第1のスイッチの作動によ
シ上記ソレノイドが作動した後上記励磁電流よシ小さい
第2のレベルの保持電流を上記ソレノイドコイルに供給
するための電流切換素子とを備えた点に特徴を有する。
以下、図示の実施例にょシ本発明の詳細な説明する。
第3図には、本発明によるソレノイド駆動回路の一実施
例が示されている。ソレノイド駆動回路11は、ソレノ
イドコイル12に流れる励磁電流Iのオン、オフ制御を
行なうため、コレクターエミッタ回路がソレノイドコイ
ル12と直列に接続されたトランジスタ13がスイッチ
素子として設けられておシ、該トランジスタ13のベー
スには、抵抗器14を介して制御信号v1が印加される
ソレノイドコイル12に励磁電流を供給するための直流
電源であるバッテリ15には、チョークコイル16とス
イッチング用のトランジスタ17とが図示の如く直列に
接続されて成る逆起電力発生回路18が接続されており
、トランジスタ17は、抵抗器19を介してそのペース
に印加される制御電圧v2のレベルに従ってオン、オフ
制御される。
制御電圧vI+V2は、トランジスタ17がオンからオ
フに切換えられた時にトランジスタ13がオフからオン
に切換えられるように与えられており、トランジスタ1
7がオンとなっている場合に定常を流が流れているチョ
ークコイル16には、トランジスタ17がオフに切換え
られた場合に電磁誘導による逆起電力が発生する構成と
なっている。
バッテリ15の電圧■o及びチョークコイル16に発生
する逆起電力によυ一時的に発生する電圧を、ソレノイ
ドコイル12に印加するため、バッテリ15の正極とソ
レノイドコイル12との間には定電圧ダイオード21が
接続されていると共に、トランジスタ17のコレクタと
ソレノイドコイル12の一端との間にはダイオード20
が図示の極性に接続されている。この結果、定常状態に
おいては、電圧V、が定電圧ダイオード21を介してソ
レノイドコイル側に印加されるほか、チョークコイル1
6に逆起電力が発生すると、これにより過渡的に生じる
電圧がダイオード20を介してソレノイドコイル側に印
加される。定電圧ダイオード21は、また、逆起電力に
より生じる電圧がソレノイドコイル12に効率よく印加
されるよう、逆起電力によシ生じる電圧のレベルを一定
値以下に抑えるための電圧制限紫子としても働く。
ソレノイドコイル12によってソレノイドが一旦作動し
た後は、よシソペルの小さい保持電流をソレノイドフィ
ル12に供給し、これによシソレノイドコイル12のイ
;]勢状態を維持させるため、トランジスタ13のコレ
クタとアースとの間には、電流制限用抵抗器22とトラ
ンジスタ23とのif列回路が接続されている。トラン
ジスタ23のベースには、抵抗器24を介して制御電圧
■3が印加されるようになっておシ、制御電圧V3が印
加されることによシトランジスタ23がオンとなると、
ソレノイドコイル12を流れる電流を、抵抗器22を介
してアースに流す電流回路が形成される。
また、トランジスタ23のコレクタは、抵抗器25及び
ダイオード26を介してトランジスタ17のコレクタに
接続されておpl トランジスタ13.17及び23が
全てオフ状態になった時、ソレノイドコイル12に蓄え
られているエネルギーを所定の時定数で放出する閉ルー
プが、抵抗器22.25、及びダイオード20.26に
よシ形成される構成となっている。
次に、第4図(a)乃至第4図(−)を参照して第3図
に示したソレノイド駆動回路11の動作を説明する。時
AIl t = t 1において開側1電圧■2のレベ
ルのみがrlJとなシ、他の制御電圧V1+Vlのレベ
ルが「0」となると(第4図<&)、 (b) 、 (
e) )、トランジスタ13.23はオフし、トランジ
スタ17のみがオンとなる。従って、チョークコイル1
6に電流■。が流れるが、この電流Iaは、tI以後、
所定の時足数をもって増大し、定常状態に達する。また
、定電圧ダイオード21.抵抗器22゜25及びダイオ
ード26を介してソレノイドコイル12にも電流Iが流
れるが、この電流■のレベルは、抵抗器22.25によ
シ制限されてお夛、ソレノイドが作動しはじめる電流レ
ベルよりも少し小さいレベルL、に設定されている(第
4図(、)参照)。このときの電流■は、ソレノイドを
作動直前の付勢状態に保持しておくだめの保持電流とし
1働く。このときソ【/ノイドコイル12に印加される
′電圧Vdは、第4図(d)に示されるように、この保
持電流レベルL、に相応した所定の値■1となっている
1=12となると、制御電圧■2のレベルが「0」で制
御IIII電圧v1のレベルが「1」となp、トランジ
スタ13がオンとなると同時にトランジスタ17がオフ
となる。電流I0が所定のカーブに従って減少し、チョ
ークコイル16には電磁誘導による逆起電力が生じる。
この逆起電力によシ生じた過渡的な電圧は、ダイオード
20を介してソレノイドコイル12側に印加され、従っ
て、電圧Vdは電圧■oにこの過渡的な電圧を加えた分
だけ増大し、ソレノイドが付勢される。
この過渡的な電圧のレベルの最大値は、定電圧ダイオー
ド21の定電圧特性に従った所定の値■2に抑えられ(
第4図(d)参照)、この過渡的な電圧のレベルは時間
の経過と共に減少する。尚、ここでは、便宜上、各ダイ
オードにおける電圧降下分及びチョークコイル16にお
ける直流電圧降下分は無視するものとする。このように
、定電圧ダイオード21によって過渡的な電圧の最大レ
ベルを抑えると、電磁ノイズが小さくなって他の電子機
器への電磁妨害が著しく軽減されるほか、雑音として出
力されるエネルギーが小さく抑えられるので効率が向上
し、更に、電圧V、に重畳されるパルス状電圧の時間中
が広くなり、これにより励磁電流Iの立上りが第4図(
、)に示す如く急峻となり、ソレノイドを高速にて駆動
することができる。
ソレノイドが上述の如くして付勢されて一旦作動した後
、ソレノイドコイルに流す電流の値をVd=Voのとき
の電流IのレベルL!よシ小さくして、よシ小さい電流
でソレノイドの付勢状態を維持させるため、t=tlに
おいて制御電圧v1のレベルをrOJとすると同時に制
御電圧v3のレベルを「1」とし、これによシ、トラン
ジスタ13がオフとされると共にトランジスタ23がオ
ンとされる。この結果、ソレノイドコイル12とアース
との間に抵抗器22が挿入され、ソレノイドコイル12
に流れる電流Iのレベルは、L2 よシ低いがソレノイ
ドの作動状態を維持するのには充分なレベルL3・とな
る。
1=13の瞬間には電圧Vdのレベルは一時低下するが
、すぐに電流■のレベルL3に相応したレベルにまで戻
る。尚、抵抗器25の側にはダイオード26が図示の極
性にて挿入されているので、トランジスタ23がオンと
なったときに、チョークコイル16を介して電流が流れ
ることはない。
t=t4において制御電圧V、のレベルが「0」となシ
、トランジスタ23がオフとなると、ソレノイドコイル
12に逆起電力が発生し、この逆起電力によシミ圧Vd
の値は一瞬負の値となシ、しかるのち、所定の時定数を
もって零レベルに到達する。このとき、電圧Vdの値が
負の値となることによシ、ソレノイドコイル12に蓄積
されていたエネルギーが抵抗器22.25及びダイオー
ド26.20の経路で放出され、これによシミ流Iのレ
ベルが低下し、制御電圧v3のレベルが「1」から「0
」に切換えられることに応答してソレノイドを短時間の
うちにオフとすることができる。
尚、図示の実施例では、逆起電力発生回路18からの出
力電圧を直接ソレノイドコイル12に印加する構成を示
したが、ソレノイドコイル12と直列に電流制限用抵抗
器を挿入し、ソレノイドの起動時の励磁電流■の値を適
宜調節するようにしてもよい。また、ソレノイドコイル
と並列に、ソレノイドコイルに生じる逆起電力の抑制回
路を付加してもよい。
更に、上記では電流のスイッチングに用いるトランジス
タとしてNPN型のものを使用したが、PNP型の゛ト
ランジスタ、ユニポーラ型のトランジスタ、或はその他
の半導体スイッチング素子等を用いてもよいことは勿論
である。
本発明によれば、上述の如く、定電圧ダイオードの如き
°屯田制御累子を設け、逆起電力発生回路から出力され
る過渡的な電圧の−一り値を制限する構成でおるので、
電磁ノイズの発生を著しく減少せしめることができるほ
か、過渡的な電圧の持続時間が長くなり、ソレノイドの
駆動開始時点における励磁電流の立上りを急峻にするた
めに充分なエネル′ギーを与えることができ、ソレノイ
ドをより高速にて駆動することができる。
更に、ソレノイドが駆動されたのち、よシ小さな保持電
流でソレノイドの作動状態を維持することができるので
、消費電力を節約することができる上に、ソレノイドコ
イルの発熱量を小さく抑えることができソレノイドの小
型化を図ることができる等の優れた効果も有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電磁石駆動回路の一例を示す回路図、第
2図は第1図の回路において得られる過渡電圧の波形図
、第3図は本発明によるソレノイド駆動回路の一実施例
を示す回路図、第4図(&)乃至第4図(、)は第3図
に示す回路の動作を説明するだめの波形図である。 11・・・ソレノイド駆動回路、12・・・ソレノイド
コイル、13,17.23・・・トランジスタ、15・
・・バッテリ、16・・・チ冒−クコイル、18・・・
逆起電力発生回路、20.26・・・ダイオード、21
・・・定電圧ダイオード、Vl + v、 l v3・
・・制御電圧、Vd 、 vo・・・電圧、■・・・励
磁電流。 特許出願人 ヂーゼル機器株式会社 代理人 弁理士 高 野 昌 俊 第1図 第2図 へ 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 立上シの急峻な励磁電流をソレノイドに印加する
    ように構成されたソレノイド駆動回路において、直流電
    源と、前記ソレノイドに供給する励磁電流をオン、オフ
    するためソレノイドコイルと直列に接続された第1スイ
    ツチと、該第1スイツチがオフからオンに切換えられた
    時にオンからオフに切換えられる第2スイツチとチョー
    クコイルとが直列に接続されて成シ前記直流電源に接続
    されている逆起電力発生回路と、政道起電力発生回路に
    おいて生じた逆起電力を前記ソレノイドに印加するため
    前記逆起電力発生回路と前記ソレノイドとの間に接続さ
    れた一方向性素子と、該一方向性素子を介して前記ソレ
    ノイドに印加される過渡電圧のレベルを制限すると共に
    前記直流電源の電圧を前記ソレノイドに印加するため前
    記ソレノイドと前記直流電源との間に接続された電圧制
    限素子と、前記第2のスイッチがオンしている時に前記
    ソレノイドコイルに第1のレベルの保持電流を流す第1
    電流供給回路と、前記第1のスイッチの作動により前記
    ソレノイドが作動した後、前記励磁電流よシ小さい第2
    のレベルの保持電流を前記ソレノイドコイルに供給する
    ための電流切換素子とを備えたことを特徴とするソレノ
    イド駆動回路。
JP59035342A 1984-02-28 1984-02-28 ソレノイド駆動回路 Granted JPS60180032A (ja)

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