JP7199573B2 - Electromagnetic coil drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、電磁ソレノイド、電磁接触器の操作コイルといった電磁コイルを駆動する電磁コイル駆動回路に関する。 The present invention relates to an electromagnetic coil drive circuit for driving electromagnetic coils such as electromagnetic solenoids and operating coils of electromagnetic contactors.
従来、電磁接触器の可動鉄芯を駆動する操作コイルに流す励磁電流を、可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させる吸着動作時と、可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させた状態を保持する吸着保持時とで異ならせる技術が知られている。例えば、下記特許文献1には、操作コイルに流れる励磁電流を制御するスイッチング素子に印加するパルス信号に関し、吸着動作時においてはオン時間の比率を相対的に大きくし、吸着保持時においてはオン時間の比率を相対的に小さくすることで操作コイルへの励磁電流を変更している。 Conventionally, the excitation current that flows through the operation coil that drives the movable iron core of an electromagnetic contactor is held during the adsorption operation in which the movable iron core is attracted to the fixed iron core, and the state in which the movable iron core is attracted to the fixed iron core. There is known a technique for differentiating between the time of adsorption and holding. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses that, regarding a pulse signal to be applied to a switching element that controls an exciting current flowing through an operation coil, the ratio of the ON time is relatively increased during the adsorption operation, and the ON time is increased during the adsorption holding operation. By relatively reducing the ratio of , the excitation current to the operating coil is changed.
しかしながら、特許文献1では、可動鉄芯の吸着動作時と吸着保持時とで操作コイルに流す励磁電流を変更するためには、励磁電流の大きさに応じてパルス信号のパルス幅を制御するパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)技術が必要となる。このため、回路が複雑化且つ大規模化し、製造コスト及び消費電力が増加するという課題がある。
However, in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路の複雑化及び大規模化を抑制し、製造コスト及び消費電力の低減を図ることができる電磁コイル駆動回路を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electromagnetic coil drive circuit that can suppress the complexity and scale of the circuit and reduce the manufacturing cost and power consumption. .
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る電磁コイル駆動回路は、第1及び第2のスイッチング素子、第1及び第2の駆動回路、並びに降圧回路を備える。第1のスイッチング素子は、電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、且つ、電磁コイルよりも低電位側に配置される。第1の駆動回路は、第1の電源線と第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて第1のスイッチング素子を駆動する。第2のスイッチング素子は、電磁コイルを介して第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、且つ、電磁コイルよりも低電位側に配置される。第2の駆動回路は、第1の電源線と第3の電源線との間に印加される第2電圧を用いて第2のスイッチング素子を駆動する。降圧回路は、第1電圧を用いて第1電圧を降圧させた第2電圧を生成する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electromagnetic coil drive circuit according to the present invention includes first and second switching elements, first and second drive circuits, and a step-down circuit. The first switching element is arranged between the first power line on the high potential side and the second power line on the low potential side via the electromagnetic coil, and is arranged on the lower potential side than the electromagnetic coil. be. The first drive circuit drives the first switching element using a first voltage applied between the first power line and the second power line. The second switching element is arranged between the first power supply line and the third power supply line on the low potential side via the electromagnetic coil, and is arranged on the lower potential side than the electromagnetic coil. The second drive circuit drives the second switching element using a second voltage applied between the first power line and the third power line. The step-down circuit uses the first voltage to step down the first voltage to generate a second voltage.
本発明に係る電磁コイル駆動回路によれば、回路の複雑化及び大規模化を抑制し、製造コスト及び消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。 According to the electromagnetic coil drive circuit of the present invention, it is possible to suppress the complexity and scale of the circuit, and to reduce the manufacturing cost and power consumption.
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態1により、本発明が限定されるものではない。また、以下では、電気的な接続と物理的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称して説明する。
An electromagnetic coil drive circuit according to
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路の実施例を示す図である。図1には、交流電源1と、全波整流回路2と、電磁コイル駆動回路3と、電磁コイル5と、固定鉄芯61と可動鉄芯62とを備えた被駆動部6とが図示されている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electromagnetic coil drive circuit according to
電磁コイル5の一例は、遮断器に備えられるソレノイドコイルである。電磁コイルの他の例は、電磁接触器の操作コイルである。
An example of the
電磁コイル駆動回路3は、直流入力端子T1,T2を備える。直流入力端子T1,T2間には、全波整流回路2によって整流された整流電圧が印加される。全波整流回路2は、交流電源1から出力される交流電圧を使用して整流電圧を生成する。電磁コイル駆動回路3は、整流電圧に基づいて電磁コイル5に流れる励磁電流を制御する。励磁電流の制御の詳細は、後述する。
The electromagnetic
電磁コイル5に励磁電流が流れると、励磁電流による電磁力によって可動鉄芯62が引き寄せられる。これにより、可動鉄芯62は、固定鉄芯61に吸着される。実施の形態1では、可動鉄芯62を固定鉄芯61に吸着させる吸着動作時と、可動鉄芯62を固定鉄芯61に吸着させた状態を保持する吸着保持時とで、電磁コイル駆動回路3の動作が異なる。それぞれの動作の詳細は、後述する。
When an exciting current flows through the
図2は、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路の構成例を示す図である。実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路3は、主たる構成要素として、第1のコンデンサ31と、降圧回路32と、第2のコンデンサ33と、スイッチング素子駆動回路34と、第1のスイッチング素子41と、第2のスイッチング素子42と、を備える。更に、電磁コイル駆動回路3は、第1のダイオード43と、第2のダイオード44と、電流抑制回路45と、第3のダイオード46とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an electromagnetic coil drive circuit according to
スイッチング素子駆動回路34は、第1の駆動回路341と、第2の駆動回路342と、電圧検出回路343とを備える。降圧回路32は、ダイオード321と、インダクタ322と、電源IC323と、電圧検出回路324とを備える。
The switching
第1のコンデンサ31の一端は、第1の電源線36に接続される。第1のコンデンサ31の他端は、第3のダイオード46を介して第2の電源線37に接続される。第3のダイオード46のアノードは、第1のコンデンサ31の他端に接続される。第3のダイオード46のカソードは、第2の電源線37に接続される。
One end of the
第1の電源線36は、直流入力端子T1に接続される高電位側の電源線である。第2の電源線37は、直流入力端子T2に接続される低電位側の電源線である。前述したように、直流入力端子T1,T2間には、全波整流回路2によって整流された整流電圧が印加される。整流電圧は、交流電源1から出力される交流電圧と、全波整流回路2に具備されるダイオードの順方向降下電圧とによって決まる。第1の電源線36と第2の電源線37との間には、整流電圧が印加される。第3のダイオード46の順方向降下電圧を無視すると、第1のコンデンサ31の両端電圧も整流電圧に等しくなる。なお、以下の記載において、第1の電源線36と第2の電源線37との間に印加される電圧を「第1電圧」と称する場合がある。
The
また、降圧回路32において、ダイオード321のカソードは、第1の電源線36に接続される。ダイオード321のアノードは、インダクタ322の一端に接続される。インダクタ322の他端は、第3の電源線38に接続される。第3の電源線38は、接地される。ダイオード321のアノードとインダクタ322の一端との接続点325と、第3のダイオード46のアノードとの間には、電源IC323が挿入されている。電源IC323の内部には、第1の電源線36と第2の電源線37との接続を開閉するためのスイッチ部323aが備えられている。降圧回路32の動作の詳細は、後述する。
Also, in the step-down
第2のコンデンサ33の一端は、第1の電源線36に接続される。第2のコンデンサ33の他端は、第3の電源線38に接続される。電圧検出回路324は、第2のコンデンサ33の両端電圧を計測できるように、第1の電源線36と第3の電源線38との間に接続される。なお、以下の記載において、第1の電源線36と第3の電源線38との間に印加される電圧を「第2電圧」と称する場合がある。
One end of the
また、スイッチング素子駆動回路34において、第1の駆動回路341の一端は、第1の電源線36に接続される。第1の駆動回路341の他端は、第2の電源線37に接続される。第2の駆動回路342の一端は、第1の電源線36に接続される。第2の駆動回路342の他端は、第3の電源線38に接続される。電圧検出回路343は、第1のコンデンサ31の両端電圧を計測できるように、第1の電源線36と第2の電源線37との間に接続される。スイッチング素子駆動回路34の動作の詳細は、後述する。
Also, in the switching
第1の駆動回路341は、第1のスイッチング素子41を駆動する。第2の駆動回路342は、第2のスイッチング素子42を駆動する。第1のスイッチング素子41及び第2のスイッチング素子42の各一例は、図示の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:MOSFET)である。MOSFETに代えて、バイポーラトランジスタを用いてもよい。
The
第1のスイッチング素子41の第1端子であるソースは、第2の電源線37に接続される。第1端子は、第1のスイッチング素子41の低電位側の端子である。第1のスイッチング素子41の第2端子であるドレインは、電磁コイル5を介して第1の電源線36に接続される。第2端子は、第1のスイッチング素子41の高電位側の端子である。第1のスイッチング素子41の駆動端子であるゲートは、第1の駆動回路341に接続される。電磁コイル5の両端には第1のダイオード43が接続される。
A source that is a first terminal of the
上記のように、第1のスイッチング素子41は、電磁コイル5よりも低電位側に配置される。また、第1のスイッチング素子41は、電磁コイル5を介して高電位側の第1の電源線36と低電位側の第2の電源線37との間に配置される。
As described above, the
第2のスイッチング素子42の第1端子であるソースは、電流抑制回路45を介して第3の電源線38に接続される。第1端子は、第2のスイッチング素子42の低電位側の端子である。第2のスイッチング素子42の第2端子であるドレインは、電磁コイル5及び第2のダイオード44を介して第1の電源線36に接続される。第2端子は、第2のスイッチング素子42の高電位側の端子である。第2のスイッチング素子42の駆動端子であるゲートは、第2の駆動回路342及び電流抑制回路45に接続される。第2のダイオード44のアノードは、電磁コイル5に接続される。第2のダイオード44のカソードは、第2のスイッチング素子42のドレインに接続される。
A source, which is a first terminal of the
上記のように、第2のスイッチング素子42は、電磁コイル5よりも低電位側に配置される。また、第2のスイッチング素子42は、電磁コイル5を介して高電位側の第1の電源線36と低電位側の第3の電源線38との間に配置される。
As described above, the
次に、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路3の準備動作について説明する。まず、第1のコンデンサ31は、整流電圧にほぼ等しい第1電圧を保持する。前述したように、整流電圧は、交流電源1から出力される交流電圧と、全波整流回路2に具備されるダイオードの順方向降下電圧とによって決まる。本明細書では、第1電圧が200[V]である場合を例示する。
Next, a preparatory operation of the electromagnetic
降圧回路32には、第1電圧が印加される。降圧回路32は、第1電圧を使用し、当該第1電圧を降圧させた第2電圧を生成する。第2電圧は、第2のコンデンサ33によって保持される。電源IC323のスイッチ部323aがオンに制御されると、直流入力端子T1、第2のコンデンサ33、インダクタ322、電源IC323、直流入力端子T2の経路で電流が流れる。このとき、インダクタ322には、電磁エネルギーが蓄えられる。スイッチ部323aがオフに制御されると、インダクタ322に蓄えられた電磁エネルギーが起電力となって、インダクタ322の一端、ダイオード321、第2のコンデンサ33、インダクタ322の他端の経路で電流が流れる。
A first voltage is applied to the step-
スイッチ部323aのオン時間とオフ時間との和に対するオン時間の比を制御することにより、第2のコンデンサ33には、規定された第2電圧が維持される。第2電圧が維持されている間、スイッチ部323aのオンオフ動作は停止される。第2電圧は、電圧検出回路324によって監視される。第2のコンデンサ33の電荷が使用されると第2電圧は低下する。第2電圧が低下すれば、スイッチ部323aのオンオフ動作は再開される。
A specified second voltage is maintained across the
なお、本明細書では、第2電圧が20[V]である場合を例示するが、これに限定されない。第2電圧は、第1電圧よりも低電圧であればよく、20[V]以外でもよい。 In this specification, the case where the second voltage is 20 [V] is exemplified, but the present invention is not limited to this. The second voltage may be any voltage lower than the first voltage, and may be other than 20 [V].
次に、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路3の本動作について説明する。図3は、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路の動作説明に使用するタイムチャートである。上段部から順に、(a)は第1のスイッチング素子41のゲート電圧、(b)は第1のスイッチング素子41のドレイン・ソース間電圧、(c)は第2のスイッチング素子42のゲート電圧、(d)は第2のスイッチング素子42のドレイン・ソース間電圧、(e)は電磁コイル5に流れる励磁電流の波形をそれぞれ示している。
Next, the main operation of the electromagnetic
スイッチング素子駆動回路34において、電圧検出回路343は、第1のコンデンサ31の電圧が第1電圧に達しているか否かを常時監視している。第1電圧は、可動鉄芯62を固定鉄芯61に吸着させる吸着動作に必要十分な電圧である。別言すると、第1電圧は、可動鉄芯62を固定鉄芯61に吸着させるのに必要な電流を電磁コイル5に流すことができる電圧である。
In the switching
上位の制御装置から電磁コイル5への通電指令を受信し、且つ、第1のコンデンサ31の電圧が第1電圧に達している場合、スイッチング素子駆動回路34は、時刻t1において、第1の駆動回路341を動作させ、第1のスイッチング素子41にゲート電圧を印加して、第1のスイッチング素子41を導通させる。第1のスイッチング素子41が導通すると、第1のスイッチング素子41のドレイン・ソース間電圧は、ゼロ[V]付近まで低下する。また、第1のスイッチング素子41が導通すると、吸着動作に必要な励磁電流が電磁コイル5に流れる。これにより、可動鉄芯62は、固定鉄芯61に吸着され、吸着動作が完了する。
When a command to energize the
なお、第1のスイッチング素子41が導通した際、第2のスイッチング素子42のドレインの電位が大きく変動する。このため、第2のスイッチング素子42に、いわゆる逆電圧が印加されるおそれがある。これを防止するため、第2のダイオード44が設けられている。即ち、第2のダイオード44は、逆電圧印加防止ダイオードとして動作する。
Note that when the
時刻t2では、電磁コイル5に流れている励磁電流を低減するため、第1のスイッチング素子41は、導通から非導通に制御され、第2のスイッチング素子42は、非導通から導通に制御される。即ち、時刻t2において、第1の駆動回路341は、第1のスイッチング素子41へのゲート電圧を解除して、第1のスイッチング素子41を非導通とする。第2の駆動回路342は、第2のスイッチング素子42にゲート電圧を印加して、第2のスイッチング素子42を導通させる。これにより、電磁コイル5の両端には第1電圧(200[V])よりも低い第2電圧(20[V])が印加され、電磁コイル5に流れる励磁電流は徐々に低下する。そして、時刻t3において、第2のスイッチング素子42が完全に導通すると、電磁コイル5には、可動鉄芯62を固定鉄芯61に吸着させた状態を保持するのに必要な吸着保持電流が流れる。
At time t2, in order to reduce the excitation current flowing through the
なお、電磁コイル5に吸着保持電流を流すために、第1のスイッチング素子41を非導通とし、第2のスイッチング素子42を導通させると、励磁電流が急減するため励磁電流を維持しようと電磁コイル5に逆起電力が生じる。この逆起電力によって、降圧回路32に定格以上の電流が流れるおそれがある。詳細には、電磁コイル5→第2のダイオード44→第2のスイッチング素子42→インダクタ322→ダイオード321→電磁コイル5を通る回路を通じて、降圧回路32に定格以上の電流が流れるおそれがある。これを防止するため、電流抑制回路45が設けられている。時刻t2、t3間において、第2のスイッチング素子42のドレイン・ソース間電圧の波形は、緩やかに低下している。この波形は、電流抑制回路45の作用によって得られる。
If the
電流抑制回路45の構成要素の一例は、抵抗器である。例えば、第2のスイッチング素子42のソースと第3の電源線38との間に抵抗器を入れることで構成できる。第2のスイッチング素子42に電流が流れるとき、抵抗器に発生した電圧により第2のスイッチング素子42のゲート・ソース間のオン電圧を減少させることができる。その結果、第2のスイッチング素子42に一定値以上の電流が流れるのを抑止することができる。これにより、電磁コイル5に生じる逆起電力の影響を大きく受けることなく、降圧回路32の部品を選定することができ、降圧回路32を必要最低限の定格部品で構成することができる。
An example of a component of the
また、図3のタイムチャートには示していないが、可動鉄芯62の固定鉄芯61への吸着を解除するには、第2のスイッチング素子42を非導通とすればよい。なお、第2のスイッチング素子42を非導通とすると、電磁コイル5に流れる電流が減少する過程で、電磁コイル5に逆起電力が発生する。この逆起電力を還流させるため、電磁コイル5には、第1のダイオード43が設けられている。即ち、第1のダイオード43は、フライホイールダイオードとして動作する。
Also, although not shown in the time chart of FIG. 3, the attraction of the
また、第1のスイッチング素子41が導通した際に、第1のコンデンサ31の電荷が放電されないように、第3のダイオード46が設けられている。即ち、第3のダイオード46は、第1のコンデンサ31の電荷の放電を防止する放電防止ダイオードとして動作する。これにより、降圧回路32への電力供給を円滑に行うことができる。
A
以上説明したように、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路は、第1及び第2のスイッチング素子、第1及び第2の駆動回路、並びに降圧回路を備える。第1のスイッチング素子は、電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、電磁コイルよりも低電位側に配置される。第1の駆動回路は、第1の電源線と第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて第1のスイッチング素子を駆動する。第2のスイッチング素子は、電磁コイルを介して第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、電磁コイルよりも低電位側に配置される。第2の駆動回路は、第1の電源線と第3の電源線との間に印加される第2電圧を用いて第2のスイッチング素子を駆動する。降圧回路は、第1電圧を用いて第1電圧を降圧させた第2電圧を生成する。これらの技術から明らかなように、実施の形態1の手法は、従来技術のようなPWM技術を使用していない。このため、制御マイコン及び複雑な制御回路は、必要とされない。これにより回路の複雑化及び大規模化を抑制し、製造コスト及び消費電力の低減を図ることができる。
As described above, the electromagnetic coil drive circuit according to
なお、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路は、電磁コイルの駆動開始時には、第1の駆動回路により第1のスイッチング素子を駆動して電磁コイルの可動鉄芯を吸着する。また、電磁コイル駆動回路は、可動鉄芯の吸着後は、第1の駆動回路による駆動を停止し、第2の駆動回路により、第2のスイッチング素子を駆動して可動鉄芯の吸着を保持する。 In the electromagnetic coil drive circuit according to the first embodiment, when starting to drive the electromagnetic coil, the first drive circuit drives the first switching element to attract the movable iron core of the electromagnetic coil. Further, the electromagnetic coil drive circuit stops driving by the first drive circuit after the movable iron core is attracted, and the second drive circuit drives the second switching element to maintain the attraction of the movable iron core. do.
上記動作により、電磁コイルには逆起電力が生じる。このため、実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路は、第2のスイッチング素子の低電位側の端子である第1端子と、第3の電源線との間に電流抑制回路を備えていてもよい。電流抑制回路は、電磁コイルの逆起電力に起因する電流の降圧回路への進入を抑制するように動作する。これにより、降圧回路を必要最低限の定格部品で構成することができる。 Due to the above operation, a back electromotive force is generated in the electromagnetic coil. Therefore, even if the electromagnetic coil drive circuit according to the first embodiment includes the current suppression circuit between the first terminal, which is the terminal on the low potential side of the second switching element, and the third power supply line, good. The current suppression circuit operates to suppress entry of current into the step-down circuit due to back electromotive force of the electromagnetic coil. As a result, the step-down circuit can be configured with the minimum necessary rated components.
また、アノードが第1のコンデンサの他端に接続され、カソードが第2の電源線に接続されるダイオードを備えていてもよい。このダイオードは、第1のコンデンサの電荷の放電を防止する放電防止ダイオードとして動作する。これにより、第1のコンデンサの電荷の放電が防止されるので、降圧回路の動作に必要な電圧が第1のコンデンサに保持される。これにより、降圧回路への電力供給を円滑に行うことができる。 Also, a diode may be provided whose anode is connected to the other end of the first capacitor and whose cathode is connected to the second power supply line. This diode acts as an anti-discharge diode to prevent discharge of the charge of the first capacitor. This prevents the first capacitor from being discharged, so that the first capacitor holds the voltage necessary for the operation of the step-down circuit. This allows smooth power supply to the step-down circuit.
なお、可動鉄芯62の駆動力が小さくて済む場合には、電磁コイル5に流す励磁電流を小さくできる。このような場合、第1のダイオード43、第2のダイオード44及び第3のダイオード46のうちの少なくとも1つを省略することも可能である。
In addition, when the driving force of the
実施の形態2.
図4は、実施の形態2に係る電磁コイルとインダクタの構成例を示す図である。図5は、図4に示す電磁コイルとインダクタの断面を示す断面図である。実施の形態1では電磁コイル5とインダクタ322を別部品で構成している。電磁コイル駆動回路3をAC440Vなどの高い電源電圧で使用する場合、インダクタ322には、入力電圧と電磁コイル5の逆起電力によるサージ電圧とを足し合わせた電圧が印加される。このため、この足し合わせた電圧以上の定格性能を持ったインダクタ322を使用する必要があり、市販品のインダクタで選定すると外形が大きくなり、製造コストも高くなってしまう。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of an electromagnetic coil and an inductor according to the second embodiment. 5 is a sectional view showing a section of the electromagnetic coil and the inductor shown in FIG. 4. FIG. In
そこで、実施の形態2では、図4に示すように、電磁コイル5の外周に巻線350を巻き付けてインダクタ322を構成し、電磁コイル5とインダクタ322とを同一部品としたインダクタ部品50を構成している。より詳細には、図5に示すように、ボビン51と、ヨーク52と、固定鉄芯53と、可動鉄芯54と、シャフト55とを備えて、インダクタ部品50を構成している。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, a winding 350 is wound around the outer periphery of the
ボビン51の中央部には、貫通穴が設けられる。ボビン51には、電磁コイル5を構成するための巻線56が卷回されている。ヨーク52は、ボビン51の外側に配置される。固定鉄芯53の中央部には、貫通穴が設けられる。固定鉄芯53は、ボビン51の貫通穴内に設けられる。可動鉄芯54は、ボビン51の貫通穴内に設けられ、ボビン51の貫通穴内を移動可能に設けられる。シャフト55は、可動鉄芯54に保持され、固定鉄芯53の貫通孔を移動可能に貫通している。インダクタ322は、電磁コイル5とヨーク52との間に設けられ、電磁コイル5の外側に卷回された巻線350によって構成される。
A through hole is provided in the central portion of the
以上説明したように、実施の形態2に係る電磁コイル駆動回路によれば、降圧回路に具備されるインダクタは、電磁コイルの外周に巻線を巻き付けて構成されている。これにより、電磁コイル及びインダクタをインダクタ部品として構成することができるので、部品点数及び製造コストの削減が可能になる。また、電磁コイル及びインダクタをインダクタ部品として構成できるで、同等の部品を市販品から選定する場合に比べて、電磁コイル駆動回路を小型化することができる。 As described above, according to the electromagnetic coil drive circuit according to the second embodiment, the inductor provided in the step-down circuit is configured by winding a wire around the outer circumference of the electromagnetic coil. As a result, the electromagnetic coil and the inductor can be configured as inductor parts, so that the number of parts and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the electromagnetic coil and the inductor can be configured as inductor parts, the size of the electromagnetic coil drive circuit can be reduced compared to the case where equivalent parts are selected from commercially available products.
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態2で示したインダクタ322を用いることにより、実施の形態1の回路構成を簡略できることについて説明する。図6は、実施の形態3に係る電磁コイル駆動回路の構成例を示す図である。
実施の形態3に係る電磁コイル駆動回路3Aは、図1に示す実施の形態1に係る電磁コイル駆動回路3の構成において、スイッチング素子駆動回路34がスイッチング素子駆動回路34Aに置き換えられている。スイッチング素子駆動回路34Aでは、第2の駆動回路342が削除されている。これにより、第2のスイッチング素子42も削除されている。従って、電流抑制回路45の高電位側は第2のダイオード44のカソードに接続され、電流抑制回路45の低電位側は第3の電源線38に接続される。その他の構成は、図1に示す構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一符号を付して、重複する説明は割愛する。
An electromagnetic coil drive circuit 3A according to the third embodiment has the configuration of the electromagnetic
実施の形態3に係る電磁コイル駆動回路3Aでは、第1のスイッチング素子41を非導通にすると、電流抑制回路45を通じて吸着保持電流が流れる。電流抑制回路45は、電磁コイル5の逆起電力に起因する電流が降圧回路32のインダクタ322に進入するのを抑制するように動作する。
In the electromagnetic coil drive circuit 3A according to the third embodiment, when the
実施の形態3の構成において、実施の形態2に係る構成のインダクタ322を用いる場合、インダクタ322の巻線350に短時間の通電電流耐量が大きい巻線を用いるようにする。このようにすれば、図6の構成のように、第2のスイッチング素子42と第2の駆動回路342とを削減することができる。また、電流抑制回路45は、抵抗器などの簡単な回路素子を用いて構成しても所要の性能を満足することができる。更に、インダクタ322を構成する巻線350に耐電圧耐量の大きい巻線を用いることによって、電磁コイル駆動回路3AをAC440Vなどの高い電源電圧で使用することも可能になる。
In the configuration of the third embodiment, when the
以上説明したように、実施の形態3に係る電磁コイル駆動回路によれば、降圧回路は、電磁コイルの外周に巻線を巻き付けて構成されるインダクタを備え、電流抑制回路は、電磁コイルの逆起電力に起因する電流が降圧回路のインダクタに進入するのを抑制するように動作する。この構成において、電磁コイルの外周に巻き付ける巻線に短時間の通電電流耐量が大きくて耐電圧耐量の大きい巻線を使用するようにすれば、第2のスイッチング素子42と第2の駆動回路342とを削減することができる。これにより、電磁コイル駆動回路の更なる小型化が可能になる。
As described above, according to the electromagnetic coil drive circuit according to the third embodiment, the step-down circuit includes an inductor formed by winding a wire around the outer periphery of the electromagnetic coil, and the current suppression circuit has It operates to suppress the current caused by the electromotive force from entering the inductor of the step-down circuit. In this configuration, if the winding wound around the outer periphery of the electromagnetic coil is a winding having a large short-time current resistance and a high withstand voltage, the
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 It should be noted that the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and it is possible to combine it with another known technique, and the configuration can be changed without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change part of
1 交流電源、2 全波整流回路、3,3A 電磁コイル駆動回路、5 電磁コイル、6 被駆動部、31 第1のコンデンサ、32 降圧回路、33 第2のコンデンサ、34,34A スイッチング素子駆動回路、36 第1の電源線、37 第2の電源線、38 第3の電源線、41 第1のスイッチング素子、42 第2のスイッチング素子、43 第1のダイオード、44 第2のダイオード、45 電流抑制回路、46 第3のダイオード、50 インダクタ部品、51 ボビン、52 ヨーク、53,61 固定鉄芯、54,62 可動鉄芯、55 シャフト、56,350 巻線、321 ダイオード、322 インダクタ、323 電源IC、323a スイッチ部、324,343 電圧検出回路、325 接続点、341 第1の駆動回路、342 第2の駆動回路、T1,T2 直流入力端子。
1
Claims (5)
前記電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第1のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動回路と、
前記電磁コイルを介して前記第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第2のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第3の電源線との間に印加される第2電圧を用いて前記第2のスイッチング素子を駆動する第2の駆動回路と、
前記第1電圧を用いて前記第1電圧を降圧させた前記第2電圧を生成する降圧回路と、
前記第2のスイッチング素子の低電位側の端子である第1端子と、前記第3の電源線との間に接続され、前記電磁コイルから前記降圧回路へ一定値以上の電流が流れるのを抑制する電流抑制回路と、を備え、
前記電流抑制回路は、前記電磁コイルの逆起電力に起因する電流の前記降圧回路への進入を抑制するように動作する
ことを特徴とする電磁コイル駆動回路。 An electromagnetic coil drive circuit for driving an electromagnetic coil,
A first switching device arranged between a first power supply line on a high potential side and a second power supply line on a low potential side through the electromagnetic coil, and arranged on a lower potential side than the electromagnetic coil. an element;
a first drive circuit that drives the first switching element using a first voltage applied between the first power line and the second power line;
a second switching element arranged between the first power supply line and a third power supply line on the low potential side via the electromagnetic coil and arranged on the low potential side relative to the electromagnetic coil;
a second drive circuit that drives the second switching element using a second voltage applied between the first power line and the third power line;
a step-down circuit that steps down the first voltage using the first voltage to generate the second voltage;
It is connected between a first terminal, which is a terminal on the low-potential side of the second switching element, and the third power supply line, and suppresses a current exceeding a certain value from flowing from the electromagnetic coil to the step-down circuit. and a current suppression circuit that
The current suppression circuit operates to suppress entry of a current resulting from back electromotive force of the electromagnetic coil into the step-down circuit.
An electromagnetic coil drive circuit characterized by:
前記電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第1のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動回路と、
前記電磁コイルを介して前記第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第2のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第3の電源線との間に印加される第2電圧を用いて前記第2のスイッチング素子を駆動する第2の駆動回路と、
前記第1電圧を用いて前記第1電圧を降圧させた前記第2電圧を生成する降圧回路と、
一端が前記第1の電源線に接続される第1のコンデンサと、
アノードが前記第1のコンデンサの他端に接続され、カソードが前記第2の電源線に接続されるダイオードと、
を備えたことを特徴とする電磁コイル駆動回路。 An electromagnetic coil drive circuit for driving an electromagnetic coil,
A first switching device arranged between a first power supply line on a high potential side and a second power supply line on a low potential side through the electromagnetic coil, and arranged on a lower potential side than the electromagnetic coil. an element;
a first drive circuit that drives the first switching element using a first voltage applied between the first power line and the second power line;
a second switching element arranged between the first power supply line and a third power supply line on the low potential side via the electromagnetic coil and arranged on the low potential side relative to the electromagnetic coil;
a second drive circuit that drives the second switching element using a second voltage applied between the first power line and the third power line;
a step-down circuit that steps down the first voltage using the first voltage to generate the second voltage;
a first capacitor having one end connected to the first power supply line;
a diode having an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to the second power supply line;
An electromagnetic coil drive circuit comprising:
前記電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第1のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動回路と、
前記電磁コイルを介して前記第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第2のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第3の電源線との間に印加される第2電圧を用いて前記第2のスイッチング素子を駆動する第2の駆動回路と、
前記第1電圧を用いて前記第1電圧を降圧させた前記第2電圧を生成する降圧回路と、を備え、
前記降圧回路は、インダクタを備え、
前記インダクタは、前記電磁コイルの外周に巻線を巻き付けて構成されている
ことを特徴とする電磁コイル駆動回路。 An electromagnetic coil drive circuit for driving an electromagnetic coil,
A first switching device arranged between a first power supply line on a high potential side and a second power supply line on a low potential side through the electromagnetic coil, and arranged on a lower potential side than the electromagnetic coil. an element;
a first drive circuit that drives the first switching element using a first voltage applied between the first power line and the second power line;
a second switching element arranged between the first power supply line and a third power supply line on the low potential side via the electromagnetic coil and arranged on the low potential side relative to the electromagnetic coil;
a second drive circuit that drives the second switching element using a second voltage applied between the first power line and the third power line;
a step-down circuit that steps down the first voltage using the first voltage to generate the second voltage,
The step-down circuit includes an inductor,
An electromagnetic coil drive circuit, wherein the inductor is configured by winding a wire around the outer circumference of the electromagnetic coil.
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の電磁コイル駆動回路。 When the electromagnetic coil starts to be driven, the first switching element is driven by the first drive circuit to attract the movable iron core of the electromagnetic coil, and after the movable iron core is attracted, the first driving is performed. 4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive by the circuit is stopped and the second switching element is driven by the second drive circuit to maintain the attraction of the movable iron core. Electromagnetic coil drive circuit.
前記電磁コイルを介して高電位側の第1の電源線と低電位側の第2の電源線との間に配置され、且つ、前記電磁コイルよりも低電位側に配置される第1のスイッチング素子と、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に印加される第1電圧を用いて前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動回路と、
前記電磁コイルの外周に巻線を巻き付けて構成されるインダクタを備え、前記第1電圧を用いて前記第1電圧を降圧させた第2電圧を生成する降圧回路と、
前記電磁コイルを介して前記第1の電源線と低電位側の第3の電源線との間に配置され、前記電磁コイルの逆起電力に起因する電流が前記降圧回路の前記インダクタに進入するのを抑制するように動作する電流抑制回路と、
を備えたことを特徴とする電磁コイル駆動回路。 An electromagnetic coil drive circuit for driving an electromagnetic coil,
A first switching device arranged between a first power supply line on a high potential side and a second power supply line on a low potential side through the electromagnetic coil, and arranged on a lower potential side than the electromagnetic coil. an element;
a first drive circuit that drives the first switching element using a first voltage applied between the first power line and the second power line;
a step-down circuit including an inductor formed by winding a wire around the outer circumference of the electromagnetic coil, the step-down circuit using the first voltage to step down the first voltage to generate a second voltage;
It is arranged between the first power supply line and the third power supply line on the low potential side via the electromagnetic coil, and the current caused by the back electromotive force of the electromagnetic coil enters the inductor of the step-down circuit. a current suppression circuit operable to suppress the
An electromagnetic coil drive circuit comprising:
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