JPH01132108A - Driving device for coil of electromagnet - Google Patents
Driving device for coil of electromagnetInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の口約］
（産業上の利用分野）
本発明は電子回路を利用した電磁石のコイル駆動装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Statement of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electromagnetic coil drive device using an electronic circuit.
（従来の技術）
例えば電磁開閉器に用いられる電磁石のコイル駆動装置
としては、電磁石を励磁する操作コイルに対して、可動
鉄心の吸引投入時にはその可動鉄心を吸引し得るように
大きな電流を流し、吸引後は可動鉄心を吸着保持するだ
けの小さな電流を流すように制御する構成のものが電力
消費上から好ましい。(Prior Art) For example, in an electromagnetic coil drive device used in an electromagnetic switch, a large current is passed through an operating coil that excites the electromagnet so that the movable core can be attracted when the movable core is attracted. From the viewpoint of power consumption, it is preferable to have a configuration that controls the flow of a small current that is sufficient to attract and hold the movable iron core after attraction.
又、この種の電磁石としては、電源電圧が例えば１００
ボルト、２００ボルトのように異なる場合には、その電
源電圧に夫々窓じて定格電圧の異なる操作コイルを用い
る必要があり、このように定格電圧の異なる１・に作コ
イルを用意することは製作上好ましいものではない。In addition, for this type of electromagnet, the power supply voltage is, for example, 100
volts, 200 volts, etc., it is necessary to use operating coils with different rated voltages depending on the power supply voltage, and it is difficult to prepare operating coils with different rated voltages in this way. This is not desirable.
而して、上記ｒＩＧ情を考慮した従来の電磁石のコイル
駆動装置としては、特公昭６２−１４５６１９号公報に
開示されたものがある。このものは、交流電源を全波整
流する整流回路を設け、パルス信号によりオン、オフさ
れて操作コイルに前記整流回路の出力電圧たる電源電圧
を印加するスイッチング素子を設け、前記電源電圧を積
分する積分回路を設け、前記電源電圧を検出する電圧検
出回路の検出電圧が一定値になった時に計時作動を開始
する遅延回路を設け、鋸歯状波を発生する投入用発振回
路を設け、この投入用発振回路の鋸歯状波と前記積分回
路の積分出力とを比較して投入用パルス信号を出力する
投入用比較回路を設け、前記鋸歯状波よりもオンデユー
テイ比が小なる鋸歯状波を発生する保持用発振回路を設
け、この保持用発振回路の鋸歯状波と前記積分回路の積
分出力とを比較して前記役人用パルス信号よりもデユー
ティ比の小なる保持用パルス信号を出力する保持用比較
回路を設け、そして、投入時には前記投入用比較回路の
投入用パルス信号を前記スイッチング素子に与え遅延回
路がタイムアツプする設定時間後に前記保持用比較回路
の保持用パルス信号を前記スイッチング素子にｊｐえる
ように切換える切換回路を設けた構成である。この結果
、投入時にはスイッチング素子に投入用パルス信号が与
えられて操作コイルには大きな電流が流れ、保持時には
スイッチング素子たる投入用パルス信号よりもデユーテ
ィ比の小なる保持用パルス信号が与えられて操作コイル
には小さな電流が流れることになり、又、電源電圧が高
い場合には、低い場合に比し積分回路の積分出力の上昇
速度及び値が高くなることから、投入用比較回路からの
投入用パルス信号のデユーティ比は低い場合に比し小に
なって、電源電圧が異なっても対処し得るものである。A conventional electromagnetic coil drive device that takes into account the above rIG information is disclosed in Japanese Patent Publication No. 145619/1983. This device includes a rectifier circuit that full-wave rectifies an AC power supply, a switching element that is turned on and off by a pulse signal to apply a power supply voltage, which is the output voltage of the rectification circuit, to an operating coil, and integrates the power supply voltage. An integrating circuit is provided, a delay circuit is provided that starts timing operation when the detection voltage of the voltage detection circuit that detects the power supply voltage reaches a constant value, and a closing oscillation circuit that generates a sawtooth wave is provided. A holding comparison circuit is provided that compares the sawtooth wave of the oscillation circuit with the integrated output of the integration circuit and outputs a pulse signal for input, and generates a sawtooth wave having an on-duty ratio smaller than that of the sawtooth wave. a holding comparison circuit that compares the sawtooth wave of the holding oscillation circuit with the integral output of the integrating circuit and outputs a holding pulse signal having a smaller duty ratio than the official pulse signal; and at the time of application, the application pulse signal of the application comparison circuit is applied to the switching element, and after a set time when the delay circuit times up, the retention pulse signal of the retention comparison circuit is transferred to the switching element. This configuration includes a switching circuit for switching. As a result, when closing, a closing pulse signal is given to the switching element, causing a large current to flow through the operating coil, and when holding, a holding pulse signal with a smaller duty ratio than the closing pulse signal, which is the switching element, is given to operate the switching element. A small current will flow through the coil, and when the power supply voltage is high, the rate and value of the integral output of the integrating circuit will rise higher than when it is low. The duty ratio of the pulse signal is smaller than when it is low, so it can handle different power supply voltages.
（発明が解決しようとする課題）
従来によれば、夫々投入用及び保持用の二つの発振回路
、二つの比較回路を設は且つこれらを切換える切換回路
を設ける構成であるので、電子部品数が多くなって回路
構成が複雑になり、高価になる問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, the configuration is such that two oscillation circuits and two comparison circuits are provided, one for inputting and one for holding, and a switching circuit is provided for switching between them, so the number of electronic components is reduced. The problem is that the number of circuits increases, making the circuit configuration complicated and expensive.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そのＬ１的
は、電子部品数を極力少なくし得て回路構成が簡＋１１
．になり、安価になし得る電磁石のコイル駆動装置を提
供するにある。The present invention was made in view of the above circumstances, and its L1 purpose is to minimize the number of electronic components and simplify the circuit configuration.
．． The object of the present invention is to provide an electromagnetic coil drive device that can be made at low cost.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の電磁石のコイル駆動装置は、パルス信号により
オン、オフされて電磁石の操作コイルに電源電圧を供給
するスイッチング素子を設け、前記電源電圧を検出する
電圧検出回路を設け、この電圧検出回路の、検出電圧に
応じた投入用レベル信号を出力し設定時間後にその投入
用レベル信号に基づいてこれよりも高い保持用レベル信
号を出力するゲイン回路を設け、三角波を発生する基準
波発生回路を設け、この基準波発生回路の三角波と前記
ゲイン回路の投入用レベル信号とを比較して一定周期の
投入３１１パルス信号を出力し設定時間後に前記三角波
と保持用レベル信号とを比較して前記投入用パルス信号
よりもデユーティ比の小なる保持用パルス信号を出力す
る比較回路を設け、この比較回路の投入用パルス信号及
び保持用パルス信号を前記スイッチング素子に供給する
パルス出力回路を設ける構成に特徴を有する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The electromagnet coil drive device of the present invention includes a switching element that is turned on and off by a pulse signal to supply a power supply voltage to the operating coil of the electromagnet, and A voltage detection circuit is provided to detect the voltage, and this voltage detection circuit has a gain that outputs a closing level signal according to the detected voltage and outputs a holding level signal higher than this based on the closing level signal after a set time. A circuit is provided, and a reference wave generation circuit that generates a triangular wave is provided, and the triangular wave of the reference wave generation circuit is compared with the input level signal of the gain circuit, and a constant period input 311 pulse signal is outputted, and after a set time, the A comparison circuit is provided which compares the triangular wave and the holding level signal and outputs a holding pulse signal having a smaller duty ratio than the closing pulse signal, and the closing pulse signal and the holding pulse signal of this comparison circuit are It is characterized by a configuration in which a pulse output circuit is provided to supply the switching element.
（作用）
本発明の電磁石のコイル駆動装置によれば、保持時には
投入時よりゲイン回路の増幅率が大となって、電圧検出
回路の検出電圧に基づく保持用レベル信号は投入用レベ
ル信号よりも大となり、従って、これらのレベル信号と
基準波発生回路の三角波とを比較する比較回路から出力
される保持用パルス信号のデユーティ比は投入用パルス
信号のそれよりも小となって、操作コイルに流れる電流
は保持時の方が投入時よりも小さくなり、又、電源電圧
が異なった場合において、電源電圧が高い時には投入用
レベル信号及び保持用レベル信号は電源電圧が低い時よ
りも高くなって、投入用パルス信号及び保持用パルス信
号のデユーティ比は電源電圧が低い時の夫々よりも小と
なるものであり、従って、操作コイルに対する電圧は電
源電圧の高低にかかわらず投入時及び保持時の夫々に応
じた値の一定となるものである。(Function) According to the electromagnet coil drive device of the present invention, the amplification factor of the gain circuit is larger during holding than when turning on, and the holding level signal based on the detected voltage of the voltage detection circuit is higher than the turning level signal. Therefore, the duty ratio of the holding pulse signal output from the comparator circuit that compares these level signals with the triangular wave of the reference wave generation circuit is smaller than that of the closing pulse signal, and the duty ratio of the holding pulse signal is smaller than that of the closing pulse signal. The current that flows during holding is smaller than when turning on, and when the power supply voltage is different, when the power supply voltage is high, the level signal for turning on and the level signal for holding are higher than when the power supply voltage is low. , the duty ratio of the closing pulse signal and the holding pulse signal is smaller than when the power supply voltage is low. Therefore, the voltage applied to the operating coil is the same at the time of turning on and holding, regardless of the level of the power supply voltage. The value is constant depending on each.
（実施例） 以下本発明の一実施例につき図面に基づいて説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
先ず、第１図に従って基本的な電気的構成について述べ
る。First, the basic electrical configuration will be described according to FIG.
交流電源１は電源スィッチ２のオン時に全波整流回路３
の直流入力端子に交流電圧を印加する。The AC power supply 1 is connected to the full-wave rectifier circuit 3 when the power switch 2 is turned on.
Apply an AC voltage to the DC input terminal of the
操作コイル４は、例えば電磁開閉器に用いられた電磁石
を励磁するもので、スイッチング素子としてのＦＥＴ５
のオン時に全波整流回路３の直流出力電圧たる電源電圧
が供給される。そして、操作コイル４にはフライホイー
ルダイオード６が備えられている。定電圧回路７は、前
記電源電圧から直流定電圧を得るものである。電圧検出
回路８は、前記電源電圧及び直流定電圧が供給されるよ
うになっていて、検出電圧Ｖｏ及び電圧確立信号Ｓ。The operation coil 4 is used to excite an electromagnet used in an electromagnetic switch, for example, and includes an FET 5 as a switching element.
When turned on, the power supply voltage, which is the DC output voltage of the full-wave rectifier circuit 3, is supplied. The operating coil 4 is equipped with a flywheel diode 6. The constant voltage circuit 7 obtains a DC constant voltage from the power supply voltage. The voltage detection circuit 8 is supplied with the power supply voltage and the DC constant voltage, and has a detection voltage Vo and a voltage establishment signal S.
を出力する。タイマ回路９は、前記直流定電圧が供給さ
れるようになっていて、前記電圧確立信号Ｓｏが与えら
れると計時動作を開始する。ゲイン回路１０は、前記直
流定電圧が供給されるようになっていて、前記検出電圧
Ｖｏを所定の増幅率で増幅して投入用レベル信号ＳＬａ
として出力し、タイマ回路１０のタイムアツプ信号ｖＴ
が与えられると前記検出信号Ｖｏを前述よりも高い増幅
率で増幅して保持用レベル信号ＳＬｂとして出力する。Output. The timer circuit 9 is supplied with the DC constant voltage, and starts timing operation when the voltage establishment signal So is applied. The gain circuit 10 is supplied with the DC constant voltage, and amplifies the detection voltage Vo with a predetermined amplification factor to generate a closing level signal SLa.
The time-up signal vT of the timer circuit 10 is output as
When given, the detection signal Vo is amplified with a higher amplification factor than the above and outputted as a holding level signal SLb.
基本波発生回路１１は、前記直流定電圧が供給されるよ
うになっていて、基本波として三角波例えば鋸歯状波Ｖ
Ｓを出力する。比較回路１２は、前記直流定電圧が供給
されるようになっていて、前記鋸歯状波ＶＳと投入用レ
ベル信号ＳＬａとを比較することにより投入用パルス信
号Ｐａを出力し、その後、鋸歯状波ｖｓと保持用レベル
信号ＳＬｂとを比較することにより保持用パルス信号Ｐ
ｂを出力する。パルス出力回路１３は、前記直流定電圧
が供給されるようになっていて、前記電圧確立信号Ｓｏ
が与えられると投入用パルス信号ＰａをＦＥＴ５に供給
してこれをオン、オフさせ、その後、保持用パルス信号
ｐｂをＦＥＴ５に供給してこれをオン、オフさせる。The fundamental wave generating circuit 11 is configured to be supplied with the DC constant voltage, and has a triangular wave, for example, a sawtooth wave V as the fundamental wave.
Output S. The comparator circuit 12 is supplied with the DC constant voltage, outputs the closing pulse signal Pa by comparing the sawtooth wave VS and the closing level signal SLa, and then outputs the closing pulse signal Pa. By comparing vs with the holding level signal SLb, the holding pulse signal P
Output b. The pulse output circuit 13 is supplied with the DC constant voltage and receives the voltage establishment signal So.
When is given, a closing pulse signal Pa is supplied to the FET 5 to turn it on and off, and then a holding pulse signal pb is supplied to the FET 5 to turn it on and off.
さて、第２図に従って具体的な電気的構成にっいて述べ
る。全波整流回路３はダイオード３１乃至３４をブリッ
ジ接続して構成され、その交流入力端子は一方・に電源
スィッチ２を介して直流電源１の出力端子に接続され、
直流出力端子は直流母線１４．１５に接続されている。Now, the specific electrical configuration will be described according to FIG. The full-wave rectifier circuit 3 is constructed by connecting diodes 31 to 34 in a bridge manner, and its AC input terminal is connected to the output terminal of the DC power supply 1 via the power switch 2 on one side,
The DC output terminal is connected to a DC bus 14.15.
ＦＥＴ５はＭＯ８Ｏ８−ス接地方式のもので、そのドレ
インは操作コイル４を介して直流母線１４に接続され、
ソースは直流母線１５に接続されている。そして、操作
コイル４にはフライホイールダイオード６が並列に接続
されている。定電圧回路７は直流母線１４．１５間に接
続されたもので、その直流定電圧を出力する出力端子は
直流母線１６に接続されている。電圧検出回路８は、抵
抗８１乃至８．。The FET 5 is of the MO8O8-grounded type, and its drain is connected to the DC bus 14 via the operating coil 4.
The source is connected to a DC bus 15. A flywheel diode 6 is connected in parallel to the operating coil 4. The constant voltage circuit 7 is connected between the DC buses 14 and 15, and its output terminal for outputting a constant DC voltage is connected to the DC bus 16. The voltage detection circuit 8 includes resistors 81 to 8. .
コンデンサ８６及びオーブンコレクタ形の比較器８７か
ら構成されている。そして、直流母線１４゜１５間に抵
抗８１．８２の直列回路が接続され、抵抗８２に並列に
コンデンサ８６が接続され、直流母線１６．１５間に抵
抗８３．８４の直列回路が接続され、抵抗８１．８２の
共通接続点と抵抗８３．８４の共通接続点とが比較器８
７の非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）とに夫
々接続され、比較器８□の出力端子は抵抗８．を介して
直流°母線１６に接続されている。タイマ回路９は、抵
抗９１乃至９３．オープンコレクタ形の比較器９４．コ
ンデンサ９５及びダイオード９Ｂから構成されている。It consists of a capacitor 86 and an oven collector type comparator 87. A series circuit of resistors 81.82 is connected between the DC buses 14 and 15, a capacitor 86 is connected in parallel to the resistor 82, a series circuit of resistors 83 and 84 is connected between the DC buses 16 and 15, and the resistor The common connection point of 81.82 and the common connection point of resistor 83.84 are the comparator 8.
The output terminal of the comparator 8□ is connected to the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of the resistor 8. It is connected to the DC bus 16 via. The timer circuit 9 includes resistors 91 to 93. Open collector type comparator 94. It is composed of a capacitor 95 and a diode 9B.
そして、直流母線１６．１５間に抵抗９１．９２の直列
回路が接続されているとともに抵抗９３．コンデンサ９
Ｓの直列回路が接続され、抵抗９３に並列にダイオード
９６が接続されている。又、比較器９４において、その
非反転入力端子（＋）は比較器８７の出力端子に接続さ
れ、反転入力端子（−）は抵抗９１．９２の共通接続点
に接続され、出力端子は抵抗９３．コンデンサ９５の共
通接続点に接続されている。ゲイン回路１０は、アナロ
グスイッチ１０１，１０２、シュミットトリガ機能を有
するバッファ１０３、抵抗１０４乃至１０９及び差動増
幅回路を形成するための演算増幅器１０ｔｏから構成さ
れている。そして、演算増幅器１０１．の反転入力端子
（−）は抵抗１０４を介して前記抵抗８１．８２の共通
接続点に接続され、抵抗１０４に並列に抵抗１０．及び
アナログスイッチ１０１の直列回路が接続され、アナロ
グスイッチ１０１のゲートはバッファ１０３の出力端子
に接続され、そのバッファ１０３の入力端子は抵抗９３
及びコンデンサ９５の共通接続点に接続されている。又
、演算増幅器１０１ｏの非反転入力端子（＋）は直流母
線１６．１５間に直列に接続された抵抗１０６゜１０７
の共通接続点に接続され、抵抗１０６に並列にアナログ
スイッチ１０２及び抵抗１０８の直列回路が接続され、
アナログスイッチ１０２のゲートは前記バッファ１０３
の出力端子に接続されている。更に、抵抗１０９は演算
増幅器１０１゜の反転入力端子（−）と出力端子との間
に接続されている。基本波発生回路１１は、直流母線１
６゜１５間に接続されていて、出力端子から鋸歯状波Ｖ
Ｓを出力する。比較回路１２は、オープンコレクタ形の
比較器１２１及び抵抗１２２から構成されている。そし
て、比較器１２ｓにおいて、その非反転入力端子（＋）
は基本波発生回路１１の出力端子に接続され、反転入力
端子（−）は演算増幅器１０１σの出力端子に接続され
、出力端子は抵抗１２２を介して直流母線１６に接続さ
れている。パルス出力回路１３は、アンドゲート１３１
及びアンプ１３２から構成されている。そして、アンド
ゲート１３１において、その一方の入力端子は比較器８
１の出力端子に接続され、他方の入力端子は比較器１２
１の出力端子に接続され、出力端子はアンプ１３２を介
してＦＥＴ５のゲートに接続されている。A series circuit of resistors 91.92 is connected between the DC buses 16.15 and 93.92. capacitor 9
A series circuit of S is connected, and a diode 96 is connected in parallel to the resistor 93. Further, in the comparator 94, its non-inverting input terminal (+) is connected to the output terminal of the comparator 87, its inverting input terminal (-) is connected to the common connection point of the resistors 91 and 92, and its output terminal is connected to the resistor 93. ．． It is connected to a common connection point of capacitor 95. The gain circuit 10 includes analog switches 101 and 102, a buffer 103 having a Schmitt trigger function, resistors 104 to 109, and an operational amplifier 10to for forming a differential amplification circuit. And operational amplifier 101. The inverting input terminal (-) of resistor 10. is connected to the common connection point of resistor 81. and a series circuit of an analog switch 101 are connected, the gate of the analog switch 101 is connected to the output terminal of a buffer 103, and the input terminal of the buffer 103 is connected to a resistor 93.
and a common connection point of the capacitor 95. In addition, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 101o is connected to a resistor 106°107 connected in series between the DC buses 16 and 15.
A series circuit of an analog switch 102 and a resistor 108 is connected in parallel to the resistor 106,
The gate of the analog switch 102 is connected to the buffer 103.
is connected to the output terminal of Further, a resistor 109 is connected between the inverting input terminal (-) and the output terminal of the operational amplifier 101°. The fundamental wave generation circuit 11 includes a DC bus 1
It is connected between 6° and 15°, and the sawtooth wave V is output from the output terminal.
Output S. The comparison circuit 12 includes an open collector type comparator 121 and a resistor 122. Then, in the comparator 12s, its non-inverting input terminal (+)
is connected to the output terminal of the fundamental wave generation circuit 11, the inverting input terminal (-) is connected to the output terminal of the operational amplifier 101σ, and the output terminal is connected to the DC bus 16 via the resistor 122. The pulse output circuit 13 includes an AND gate 131
and an amplifier 132. In AND gate 131, one input terminal is connected to comparator 8.
1, and the other input terminal is connected to the output terminal of comparator 12.
1, and the output terminal is connected to the gate of FET 5 via amplifier 132.
次に、本実施例の作用につき第３図乃至第５図をも参照
しながら説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 3 to 5.
先ず、電源スィッチ２をオンさせると、交流電源１の交
流電圧が全波整流回路３に供給され、全波整流回路３は
これを全波整流して直流出力電圧即ち電源電圧として直
流母線１４．１５間に出力する。これにより、定電圧回
路７はこの電源電圧から直流定電圧を得て直流母線１６
．１５間に出力するようになり、その直流母線１６．１
５間の直流定電圧は電圧検出回路８．タイマ回路９．ゲ
イン回路１０．）Ｊｉ本濾波発生回路１１比較回路１２
及びパルス出力回路１３に供給される。そして、直流母
線１４．１５間の電源電圧が電圧検出回路８に供給され
ると、その電源電圧は抵抗８１，８２により分圧される
ようになり、従って、抵抗８１．８２の共通接続点から
は分圧され且つコンデンサ８６により平滑されて電源電
圧に比例した検出電圧Ｖｏが出力される。この検出電圧
Ｖｏは比較Ｄ ８ ｒの非反転入力端子（＋）に与えら
れるとともにゲイン回路１０にも与えられる。比較器８
の反転入力端子（−）には直流母線１６．１５間の直流
電圧を抵抗８３．８４により分圧してなる設定電圧Ｖ８
が与えられており、この設定電圧Ｖ８は操作コイル４が
起動し得る電源電圧の一定値に比例したものに設定され
ている。従って、検出電圧ｖｏが設定電圧ｖ８未満の時
即ち電源電圧が一定値未満の時には比較器８丁の出力信
号はロウレベル（直流母線１５の電位レベル）であり、
パルス出力回路１３のアンドゲート１３．の一方の入力
信号がロウレベルとなって、そのアンドゲート１３１は
非能動状態になる。First, when the power switch 2 is turned on, the AC voltage of the AC power supply 1 is supplied to the full-wave rectifier circuit 3, which full-wave rectifies it and outputs it as a DC output voltage, that is, a power supply voltage, to the DC bus 14. Output within 15 minutes. Thereby, the constant voltage circuit 7 obtains a DC constant voltage from this power supply voltage, and the DC bus 16
．． It started outputting between 15 and 16.1, and its DC bus 16.1
The DC constant voltage between 5 and 8 is determined by the voltage detection circuit 8. Timer circuit 9. Gain circuit 10. ) Ji Main filter generation circuit 11 Comparison circuit 12
and is supplied to the pulse output circuit 13. Then, when the power supply voltage between the DC buses 14 and 15 is supplied to the voltage detection circuit 8, the power supply voltage is divided by the resistors 81 and 82, and therefore, from the common connection point of the resistors 81 and 82. is divided and smoothed by a capacitor 86 to output a detection voltage Vo proportional to the power supply voltage. This detection voltage Vo is applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparison D 8 r and also to the gain circuit 10 . Comparator 8
At the inverting input terminal (-) of , there is a set voltage V8 which is obtained by dividing the DC voltage between DC bus 16.15 by resistor 83.84.
is given, and this set voltage V8 is set to be proportional to a constant value of the power supply voltage at which the operating coil 4 can be activated. Therefore, when the detection voltage vo is less than the set voltage v8, that is, when the power supply voltage is less than a certain value, the output signals of the eight comparators are at a low level (the potential level of the DC bus 15).
AND gate 13 of pulse output circuit 13. One of the input signals becomes low level, and the AND gate 131 becomes inactive.
而して、検出電圧Ｖｏか設定電圧ｖ８以上になると即ち
電源電圧が一定値以上となると、比較器８１は出力端子
からハイレベルの信号たる電圧確立信号Ｓｏを出力する
。尚、この電圧確立信号ＳＯのレベルは実際には抵抗８
ｓを介する直流母線１６の電位である。この電圧確立信
号Ｓｏはアンドゲート１３１の一方の入力信号として与
えられるので、そのアンドゲート１３１は能動状態とな
る。又、電圧確立信号Ｓｏはタイマ回路９における比較
器９１の非反転入力端子（＋）にも与えられる。比較器
９１の反転入力端子（−）には直流母線１６．１５間の
直流定電圧を抵抗９１．９２で分圧してなる基準電圧Ｖ
５が与えられており、この基桑電圧■ジは電圧確立信号
Ｓｏのレベルよりも小となるように設定されている。従
って、比較Ｓ９Ａの非反転入力端子（＋）に電圧確立信
号Ｓｏが与えられると、その比較器９４は出力端子から
ハイレベルの出力信号を出力する。これにより、コンデ
ンサ９５は抵抗９３を介して充電されるようになり、以
て、タイマ回路９が計時作動を開始する。タイマ回路９
の工１時作動の開始当初はコンデンサ９５の充電電圧が
低いので、バッファ１０３の出力信号はロウレベルであ
り、従って、アナログスイッチ１０１及び１０２は非導
通状態になっている。そして、前述したように検出電圧
Ｖｏはゲイン回路１０にも与えられるようになっている
ので、その検出電圧Ｖｏは抵抗１０ｍ、１０、と抵抗１
０６，１０７とで定まる増幅率で増幅されて投入用レベ
ル（ｍ号ＳＬａとして出力される。この投入用レベル信
号ＳＬａは比較回路１２における比較器１２１の反転入
力端子（−）に与えられる。比較器１２１の非反転入力
端子（＋）には基本波発生回路１１からの第３図（ａ）
及び第４図（ｂ）に示す如き一定周期の鋸歯状波Ｖ３が
与えられており、従って、比較器１２１は鋸歯状波Ｖｓ
が投入用レベル信号ＳＬａよりも大なる期間においてハ
イレさルの投入用パルスｔｘ号ｐａを出力する。この投
入用パルス信号Ｐａはパルス出力回路１３における能動
状態のアンドゲート１３１及びアンプ１３２を介してＦ
ＥＴ５のゲートに与えられるようになり、ＦＥＴ５はそ
の投入用パルス信号Ｐａに応じてオン、オフして操作コ
イル４に電源電圧を断続的に供給し、操作コイル４が電
磁石を励磁することになって、その電磁石に可動鉄心が
吸引され、以て、投入動作が完了する。When the detected voltage Vo exceeds the set voltage v8, that is, when the power supply voltage exceeds a certain value, the comparator 81 outputs the voltage establishment signal So, which is a high-level signal, from its output terminal. Note that the level of this voltage establishment signal SO is actually determined by the resistor 8.
This is the potential of the DC bus 16 via s. Since this voltage establishment signal So is given as one input signal of the AND gate 131, the AND gate 131 becomes active. The voltage establishment signal So is also applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 91 in the timer circuit 9. The inverting input terminal (-) of the comparator 91 has a reference voltage V obtained by dividing the constant DC voltage between the DC bus lines 16.15 by a resistor 91.92.
5 is given, and this base voltage (I) is set to be lower than the level of the voltage establishment signal So. Therefore, when the voltage establishment signal So is applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator S9A, the comparator 94 outputs a high-level output signal from its output terminal. As a result, the capacitor 95 is charged via the resistor 93, and the timer circuit 9 starts timing operation. Timer circuit 9
At the beginning of the first operation, the charging voltage of the capacitor 95 is low, so the output signal of the buffer 103 is at a low level, and therefore the analog switches 101 and 102 are in a non-conducting state. As mentioned above, the detection voltage Vo is also given to the gain circuit 10, so the detection voltage Vo is applied to the resistors 10m, 10, and 1.
06, 107 and output as a closing level (m-th SLa). This closing level signal SLa is applied to the inverting input terminal (-) of the comparator 121 in the comparison circuit 12. Comparison 3(a) from the fundamental wave generation circuit 11 to the non-inverting input terminal (+) of the device 121.
and a sawtooth wave V3 of a constant period as shown in FIG.
The closing pulse tx pa at a high level is output during the period in which the closing level signal SLa is higher than the closing level signal SLa. This input pulse signal Pa is passed through the active AND gate 131 and the amplifier 132 in the pulse output circuit 13.
The FET 5 turns on and off according to the input pulse signal Pa to intermittently supply the power supply voltage to the operating coil 4, and the operating coil 4 excites the electromagnet. Then, the movable core is attracted to the electromagnet, and the closing operation is completed.
その後、タイマ回路９が設定時間の計時作動を終了（タ
イムアツプ）すると、コンデンサ９５の充電電圧が所定
電圧に達し、これがタイムアツプ信号ｖＴとしてバッフ
ァ１０３に与えられる。この場合、タイマ回路９の設定
時間は電磁石が可動鉄心を吸引して投入動作を完了する
のに充分な時間に予め設定されている。そして、バッフ
ァ１０、はタイムアツプ信号ｖＴが与えられると出力信
号がハイレベルとなり、アナログスイッチ１０１及び１
０２は導通状態になる。これにより、抵抗１０５及び１
０Ｂは抵抗１０４及び１０６に夫々並列に挿入されるこ
とになる。従って、今度は検出電圧Ｖｏは抵抗１０ａ、
１０ｓ及び１０９と抵抗１ｏｅ、ｔｏａ及び１０．とに
よって定まる増幅率で増幅されて保持用レベル信号ＳＬ
ｂを出力する。この場合、ゲイン回路１０の増幅率は投
入用レベルｆ３号ＳＬａの出力時よりも保持用レベル信
号ＳＬｂの出力時の方が大になり、従って、保持用レベ
ル信号ＳＬｂは投入用レベル信号ＳＬａよりも高（なる
ものである。この保持用レベル信号ＳＬｂは投入用レベ
ル信号ＳＬａと同様に比較回路１２に与えられるので、
比較回路１２からは投入用パルス信号Ｐａよりもデユー
ティ比の小なる保持用パルス信号ｐｂが出力される。こ
の保持用パルス信号ｐｂはパルス出力回路１３を介して
ＦＥＴ５のゲートに与えられるので、ＦＥＴ５はその保
持用パルスｐｂに応じてオン、オフされて操作コイル４
に７ｄ源電圧を供給するようになり、可動鉄心は電磁石
に吸６保持される。Thereafter, when the timer circuit 9 finishes counting the set time (times up), the charging voltage of the capacitor 95 reaches a predetermined voltage, which is applied to the buffer 103 as a time-up signal vT. In this case, the time set by the timer circuit 9 is preset to a time sufficient for the electromagnet to attract the movable core and complete the closing operation. When the buffer 10 receives the time-up signal vT, its output signal becomes high level, and the analog switches 101 and 1
02 becomes conductive. This results in resistors 105 and 1
0B will be inserted in parallel with resistors 104 and 106, respectively. Therefore, this time the detection voltage Vo is the resistor 10a,
10s and 109 and resistors 1oe, toa and 10. The holding level signal SL is amplified by an amplification factor determined by
Output b. In this case, the amplification factor of the gain circuit 10 is larger when the holding level signal SLb is output than when the closing level f3 SLa is output, and therefore the holding level signal SLb is larger than the closing level signal SLa. is also high. This holding level signal SLb is given to the comparator circuit 12 in the same way as the input level signal SLa.
The comparison circuit 12 outputs a holding pulse signal pb having a smaller duty ratio than the closing pulse signal Pa. This holding pulse signal pb is given to the gate of the FET 5 via the pulse output circuit 13, so the FET 5 is turned on and off in accordance with the holding pulse pb and the operating coil 4
A 7d source voltage is now supplied to the movable core, and the movable core is held by the electromagnet.
さて、交流電源１の交流電圧が異なる場合例えば小電圧
（例えば１００ボルト）、大電圧（例えば２００ボルト
）及び中電圧（例えば大、小電圧の中間）の場合につき
述べる。Now, cases where the AC voltage of the AC power supply 1 is different will be described, for example, a small voltage (for example, 100 volts), a large voltage (for example, 200 volts), and a medium voltage (for example, intermediate between high and small voltages).
このように、交流電源１の交流電圧が異なると、直流母
線１４．１５間に供給される電源電圧も小。In this way, when the AC voltage of the AC power supply 1 is different, the power supply voltage supplied between the DC buses 14 and 15 is also small.
中及び大電圧のように異なり、検出電圧Ｖｏも小。The detection voltage Vo is also small.
中及び大電圧のように変化する。従って、ゲイン回路１
０から出力される投入用レベル信号ＳＬａも第３図（ａ
）で示す如（ＳＬａ１ （小電圧）。Varying like medium and large voltage. Therefore, gain circuit 1
The closing level signal SLa output from 0 is also shown in FIG.
) as shown in (SLa1 (small voltage).
５Ｌａ２ （中電圧）及び５Ｌａ３ （大電圧）ノ
ヨうにレベル変化し、比較回路１２から出力される投入
用パルス信号Ｐａも第３図（ｄ）、（ｃ）及び（ｂ）並
びに第５図（ｂ）、（ｅ）及び（ｈ）で示すようにＰａ
１ （小電圧）、Ｐａ２（中電圧）及びＰａ３ （
大電圧）の如くデユーティ比が変化する。即ち、電源電
圧が高くなるに従って投入用パルス信号ＰａはＰａ１．
Ｐａ２及びＰａ３のようにデユーティ比が順次小となる
ものである。これらの投入用パルス（ｃｆｑＰａｌ 、
Ｐａ２若しくはＰａ３がパルス出力量’Ｊ８１３を介し
て与えられたＦＥＴ５は夫々に応じてオン、オフ制御さ
れ、従って、操作コイル４には第５図（ｃ）、（ｆ）若
しくは（ｉ）のように電源電圧が印加されてその平均印
加電圧は略一定となり、操作コイル４に流れる電流は第
５図（ｄ）、（ｇ）若しくは（ｊ）のように略一定にな
り、電磁石が可動鉄心を吸引する投入動作・が行なイ）
れる。5La2 (medium voltage) and 5La3 (large voltage), the level changes dramatically, and the closing pulse signal Pa output from the comparator circuit 12 also changes as shown in FIGS. 3(d), (c) and (b) and FIG. 5(b). ), (e) and (h), Pa
1 (small voltage), Pa2 (medium voltage) and Pa3 (
(large voltage), the duty ratio changes. That is, as the power supply voltage increases, the closing pulse signal Pa becomes Pa1.
The duty ratio becomes smaller sequentially like Pa2 and Pa3. These injection pulses (cfqPal,
The FET 5 to which Pa2 or Pa3 is applied via the pulse output amount 'J813 is controlled to turn on or off accordingly, and therefore the operating coil 4 has a signal as shown in FIG. 5(c), (f) or (i). The average applied voltage becomes approximately constant, and the current flowing through the operating coil 4 becomes approximately constant as shown in FIG. 5(d), (g), or (j), and the electromagnet moves the Insertion operation to suck is performed.)
It will be done.
その後、タイマ回路９がタイムアツプとなってゲイン回
路１０の増幅率が変化すると、その保持用レベル信号Ｓ
Ｌｂは第４図（ａ）で示すようにＳＬｂ＋ （小電圧
）、５Ｌｂ２ （中電圧）及び５Ｌｂ３ （大電圧）の
如くレベル変化し、比較回路１２から出力される保持用
パルス信号ｐｂも第４図（ｄ）、（ｃ）及び（ｂ）並び
に第５図（ｂ）。After that, when the timer circuit 9 times up and the amplification factor of the gain circuit 10 changes, the holding level signal S
As shown in FIG. 4(a), Lb changes in level as SLb+ (small voltage), 5Lb2 (medium voltage), and 5Lb3 (large voltage), and the holding pulse signal pb output from the comparator circuit 12 also changes in level. Figures (d), (c) and (b) and Figure 5 (b).
（ｅ）及び（ｈ）で示すようにｐｂｌ （小電圧）。pbl (low voltage) as shown in (e) and (h).
Ｐｂ２ （中電圧）及びＰｂ３ （大電圧）の如（デユ
ーティ比が変化する。即ち、電源電圧が高くなるに従っ
て保持用パルス（シ号ｐｂはＰｂ１．Ｐｂ２及びＰｂ３
のようにデユーティ比が順次小となるものである。これ
らの保持用パルス信号Ｐｂｔ。Pb2 (medium voltage) and Pb3 (large voltage) (the duty ratio changes. In other words, as the power supply voltage increases, the holding pulse (pb is Pb1.Pb2 and Pb3
The duty ratio becomes smaller as shown in the figure. These holding pulse signals Pbt.
Ｐｂ２若しくはＰｂ３がパルス出力回路１３を介して与
えられたＦＥＴ５は夫々に応じてオン、オフ制御され、
従って、操作コイル４には第５図（ｃ）、（ｆ）若しく
は（ｉ）のように電Ｉ！Ａ電圧が印加されてその５１色
均印加電圧は前記投入時よりも低い略一定となり、操作
コイル４に流れる電流は第５図（ｄ）、（ｇ）若しくは
（ｊ）のように略一定になり、電磁石が可動鉄心を吸着
保持することになる。The FET 5 to which Pb2 or Pb3 is applied via the pulse output circuit 13 is controlled to be turned on or off depending on each,
Therefore, the operating coil 4 has an electric current I! as shown in FIG. 5(c), (f) or (i). When voltage A is applied, the uniform applied voltage for the 51 colors becomes substantially constant, lower than that at the time of application, and the current flowing through the operating coil 4 becomes substantially constant as shown in FIG. 5(d), (g), or (j). Therefore, the electromagnet attracts and holds the movable core.
尚、上記実施例ではスイッチング素子としてＦＥＴ５を
用いるようにしたが、代りにトランジスタ等の他のスイ
ッチング素子を用いるようにしてもよい。In the above embodiment, the FET 5 is used as a switching element, but other switching elements such as a transistor may be used instead.
又、上記実施例ではゲイン回路１０として差動増幅回路
を用いるようにしたが、代りに演算増幅器１０１ｏの非
反転入力端子（＋）を直流母線１５に直接接続（従って
、抵抗１０６．ＩＯＴ、１０８及びアナログスイッチ１
０２は不要）した演算増幅回路を用いるようにしてもよ
い。Further, in the above embodiment, a differential amplifier circuit is used as the gain circuit 10, but instead, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 101o is directly connected to the DC bus 15 (therefore, the resistors 106, IOT, 108 and analog switch 1
02 is unnecessary) may be used.
その他、本発明は上記し口、つ図面に示す実施例にのみ
限定されるものではなく、例えば電磁開閉器のみに限ら
ず電磁石を用いるもの全般に適用し得る等、要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論であ
る。In addition, the present invention is not limited only to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be applied not only to electromagnetic switches but also to all types of devices that use electromagnets, without departing from the scope of the invention. Of course, it can be implemented with appropriate modifications.
［発明の効用］
本発明は以上説明した通りであるので、次のような効果
を奏するものである。[Effects of the Invention] Since the present invention has been described above, it has the following effects.
即ち、ゲイン回路が、電圧検出回路の検出電圧に応じた
投入用レベル信号を出力するとともに、設定時間後にそ
の投入用レベル信号よりも高い保持用レベル信号を出力
し、比較回路が、投入用レベル信号と基準波発生回路か
らの三角波とを比較して役人用パルス信号を出力し、設
定時間後に前記三角波と保持用レベル信号とを比較して
前記投入用パルス信号よりもデユーティ比の小なる保持
用パルス信号を出力し、これらの投入用パルス信号及び
保持用パルス信号をスイッチング素子に与えてこれをオ
ン、オフさせることにより電磁石を励磁する（・■作コ
イルに電源電圧を供給するようにしたので、一つの基壁
波発生回路及び一つの比較回路を投入用パルス信号及び
保持用パルス信号の出力にｊｔ−用できるとともに、従
来の如き切換回路が不要になるので、電子部品数を極力
少なくし得て回路１＋Ｙｉ成が簡単になり、安価に製作
し得るものである。That is, the gain circuit outputs a closing level signal corresponding to the voltage detected by the voltage detection circuit, and also outputs a holding level signal higher than the closing level signal after a set time, and the comparison circuit outputs a closing level signal that is higher than the closing level signal. A pulse signal for officials is output by comparing the signal with a triangular wave from a reference wave generation circuit, and after a set time, the triangular wave is compared with a holding level signal to maintain a duty ratio smaller than that of the input pulse signal. The electromagnet is excited by outputting the input pulse signal and the holding pulse signal to the switching element and turning it on and off. Therefore, one substrate wave generation circuit and one comparison circuit can be used for outputting the input pulse signal and the holding pulse signal, and the conventional switching circuit is not required, so the number of electronic components can be minimized. Therefore, the circuit 1+Yi structure can be simplified and manufactured at low cost.
更に、電源電圧が異なった場合には、ゲイン回路からの
投入用レベル信号及び保持用レベル信号は電源電圧の低
い時よりも高い時の方が高くなるので、投入用パルス信
号及び保持用パルス信号のデユーティ比が夫々の時より
も小となるものであり、従って、電源電圧が異なる場合
であっても操作コイルに対する平均印加電圧を略等しく
なし得るものである。Furthermore, if the power supply voltages are different, the closing level signal and holding level signal from the gain circuit will be higher when the power supply voltage is high than when it is low, so the closing pulse signal and holding pulse signal Therefore, even if the power supply voltages are different, the average voltage applied to the operating coil can be made substantially equal.
尚、上記構成から明らかなように、同一の定格電源電圧
であっても電源電圧の変動が生じた場合には、ｌ＋’ｉ
目、ｌの原理により対処できるものである。As is clear from the above configuration, even if the rated power supply voltage is the same, if the power supply voltage fluctuates, l+'i
This can be dealt with using the principle of 1.
４ 図面のｆｉｔ！ ｌドな説明
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は基本的な電気
的）み成を示すブロック線図、第２図は具体的な電気的
構成を示す結線図、第３図乃至第５図は作用説明用の各
部の信号波形図である。4 Fit the drawing! The detailed explanatory drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the basic electrical configuration, FIG. 2 is a wiring diagram showing a specific electrical configuration, and FIG. 5 through 5 are signal waveform diagrams of each part for explaining the operation.
図面中、４は操作コイル、５はＦＥＴ（スイッチング素
子）、７は定電圧回路、８は電圧検出回路、９はタイマ
回路、１０はゲイン回路、１１は基準波発生回路、１２
は比較回路、１３はパルス出力回路を示す。In the drawing, 4 is an operating coil, 5 is an FET (switching element), 7 is a constant voltage circuit, 8 is a voltage detection circuit, 9 is a timer circuit, 10 is a gain circuit, 11 is a reference wave generation circuit, 12
13 shows a comparison circuit, and 13 shows a pulse output circuit.
代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第 子 丸 健第β図 一一特聞 第 ４ 図Agent Patent Attorney Noriyuki Chika Same first child Maru Ken Diagram β 11th Special Newsletter Figure 4
Claims (1)
オン，オフされて前記操作コイルに電源電圧を供給する
スイッチング素子と、前記電源電圧を検出する電圧検出
回路と、この電圧検出回路の検出電圧に応じた投入用レ
ベル信号を出力し設定時間後にその検出電圧に基づいて
投入用レベル信号よりも高い保持用レベル信号を出力す
るゲイン回路と、三角波を発生する基準波発生回路と、
この基準波発生回路の三角波と前記ゲイン回路の投入用
レベル信号とを比較して一定周期の投入用パルス信号を
出力し設定時間後に前記三角波と保持用レベル信号とを
比較して前記投入用パルス信号よりもデューティ比の小
なる保持用パルス信号を出力する比較回路と、この比較
回路の投入用パルス信号及び保持用パルス信号を前記ス
イッチング素子に供給するパルス出力回路とを具備して
なる電磁石のコイル駆動装置。1. an operating coil that excites the electromagnet; a switching element that is turned on and off by a pulse signal to supply power supply voltage to the operating coil; a voltage detection circuit that detects the power supply voltage; and a voltage detection circuit that detects the voltage detected by the voltage detection circuit. a gain circuit that outputs a closing level signal and, after a set time, outputs a holding level signal higher than the closing level signal based on the detected voltage; and a reference wave generation circuit that generates a triangular wave.
The triangular wave of the reference wave generation circuit is compared with the closing level signal of the gain circuit to output a closing pulse signal of a constant period, and after a set time, the triangular wave and the holding level signal are compared and the closing pulse signal is output. An electromagnet comprising a comparison circuit that outputs a holding pulse signal with a duty ratio smaller than that of the signal, and a pulse output circuit that supplies the switching element with the closing pulse signal and the holding pulse signal of the comparison circuit. Coil drive device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098319A JP2573300B2 (en) | 1987-08-05 | 1988-04-22 | Electromagnet coil drive |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19444387 | 1987-08-05 | ||
| JP62-194443 | 1987-08-05 | ||
| JP63098319A JP2573300B2 (en) | 1987-08-05 | 1988-04-22 | Electromagnet coil drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132108A true JPH01132108A (en) | 1989-05-24 |
| JP2573300B2 JP2573300B2 (en) | 1997-01-22 |
Family
ID=26439509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098319A Expired - Lifetime JP2573300B2 (en) | 1987-08-05 | 1988-04-22 | Electromagnet coil drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
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