JPH0457303A - Inductance load driving circuit - Google Patents
Inductance load driving circuitInfo
- Publication number
- JPH0457303A JPH0457303A JP16927690A JP16927690A JPH0457303A JP H0457303 A JPH0457303 A JP H0457303A JP 16927690 A JP16927690 A JP 16927690A JP 16927690 A JP16927690 A JP 16927690A JP H0457303 A JPH0457303 A JP H0457303A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- load
- inductance load
- inductance
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 18
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はソレノイドプランジャー等のインダクタンス負
荷に電流を供給するインダクタンス負荷駆動回路に係り
、特にコイル電流を減少する方向に制御する場合、コイ
ルに蓄積された電気エネルギーを効率良く消費または電
源に回生ずるインダクタンス負荷駆動回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an inductance load drive circuit that supplies current to an inductance load such as a solenoid plunger, and particularly relates to an inductance load drive circuit that supplies current to an inductance load such as a solenoid plunger. In this case, the present invention relates to an inductance load drive circuit that efficiently consumes electrical energy stored in a coil or regenerates it into a power source.
（従来の技術）
従来、インダクタンスを含む負荷に流れる電流を希望の
値に制御する方式として電源から負荷両端に断続的に電
圧を印加し、これによる負荷の電流の増減を監視しつつ
電圧の印加時間を制御する方式はＰＷＭ（ｐｕｌｓｅｗ
ｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式として良く知
られている。この場合、電源に接続された前記電圧印加
用のスイッチの開路期間中、インダクタンスに蓄積され
たエネルギーによる回路の破損を防止すると共に、目的
の平均電流値近傍における電流の微小な増減（リップル
）を低減するため、負荷を含む電流の環流路を形成して
前記電圧印加用スイッチか開路している時は該環流路に
電流を環流させる方式か採用される。(Prior art) Conventionally, as a method to control the current flowing through a load including inductance to a desired value, a voltage is intermittently applied from a power supply to both ends of the load, and the voltage is applied while monitoring the increase or decrease in the current in the load. The time control method is PWM (pulsew).
This is well known as the idth modulation method. In this case, during the open circuit period of the voltage application switch connected to the power supply, damage to the circuit due to energy accumulated in the inductance is prevented, and minute increases and decreases (ripples) in the current near the target average current value are prevented. In order to reduce this, a method is adopted in which a circulation path is formed for the current including the load, and the current is circulated through the circulation path when the voltage application switch is open.
この時、当該回路への電流指令入力の値かそれまでの値
から減少すると回路は負荷に対する電圧の印加を停止す
るか回路電流は前述のインダクタンスに蓄積されたエネ
ルギーのために環流を続け、前記環流路中の抵抗成分（
一般にはコイル巻線の直流抵抗）やその他の電圧降下（
環流用ダイオードの順方向電圧等）によって熱としてそ
のエネルギーが消費されながら減少する。At this time, if the value of the current command input to the circuit decreases from the previous value, the circuit stops applying voltage to the load, or the circuit current continues to circulate due to the energy stored in the inductance, and the circuit current continues to circulate due to the energy stored in the inductance. Resistance component in the circulation path (
In general, DC resistance of the coil winding) and other voltage drops (
The energy decreases as it is consumed as heat due to the forward voltage of the freewheeling diode, etc.).
従って、急峻な負荷電流の減少を必要とする用途では前
述したインダクタンスに蓄積されたエネルギーをより速
く吸収するために負荷電流の環流路に抵抗素子やツェナ
ー素子、またはＺＮＲのような電圧クランプ素子を挿入
し、熱として消費を促す方法、あるいは環流している負
荷電流を電源に回生ずる方法かとられる。Therefore, in applications that require a steep decrease in load current, a resistive element, Zener element, or voltage clamping element such as ZNR is installed in the load current circulation path in order to more quickly absorb the energy stored in the inductance mentioned above. One method is to insert a power supply and encourage consumption as heat, or the other is to regenerate the circulating load current back into the power supply.
しかしなから、従来の方式では、負荷に対する電圧の印
加か行われない時は、常に負荷のエネルキー吸収か行わ
れるため、負荷に対する電圧印加用スイッチの開閉頻度
を高くしないと該スイッチの開閉による負荷電流変化か
大きくなり、また、開閉頻度を高くすれば前記電圧印加
用スイッチのスイッチングロスの増大を招く。また熱と
して蓄積エネルギーを消費する方法では更に回路の不要
な発熱を助長することになる。However, in the conventional method, when no voltage is applied to the load, the energy of the load is always absorbed, so unless the voltage application switch to the load is opened and closed frequently, the If the current change increases and the switching frequency increases, the switching loss of the voltage application switch will increase. Furthermore, the method of consuming the stored energy as heat further promotes unnecessary heat generation in the circuit.
第４図に上述した従来のインダクタンス負荷駆動回路の
一例を示す。FIG. 4 shows an example of the conventional inductance load drive circuit described above.
第４図において、インダクタンスしおよび直流抵抗Ｒ１
からなる、例えばソレノイドプランジャーのごとき負荷
を想定し、該負荷に流れる電流を制御するため電源ＶＢ
に接続されたスイッチｓＷ１と、該スイッチＳＷＩが開
路した時、負荷電流の環流路を構成するダイオードＦＤ
より構成されている。スイッチＳＷＩは開閉信号ＰＷＭ
により開閉されＳＷＩの閉路時は負荷電流ＩＬは［ｄｌ
Ｌ−（ＶＢ−Ｉ Ｌ −Ｒ１）／Ｌｌの式に示す上昇率
に従い増加し、スイッチＳＷＩの開路時には［ｄｌｌ−
−（ＶＩＦＤ＋ＩＬ−Ｒ１）／Ｌ コ （ここてＶ
ＩＦＤはダイオードＦＤの順方向電圧降下分を示す）の
式に従い減少する。In Fig. 4, inductance and DC resistance R1
Assuming a load such as a solenoid plunger, a power supply VB is used to control the current flowing to the load.
and a diode FD that forms a circulation path for the load current when the switch SWI is opened.
It is composed of Switch SWI is open/close signal PWM
When SWI is closed, the load current IL is [dl
It increases according to the rate of increase shown in the formula L-(VB-I L-R1)/Ll, and when the switch SWI is open, [dll-
-(VIFD+IL-R1)/L ko (here V
IFD decreases according to the formula (indicating the forward voltage drop of diode FD).
今、減少方向のＩＬの変化率を上式より大きく制御した
い時、この第４図の回路構成では原理的に不可能となる
。Now, when it is desired to control the rate of change of IL in the decreasing direction to be greater than the above equation, it is theoretically impossible with the circuit configuration shown in FIG. 4.
（発明か解決しようとする課題）
そこで、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので
、負荷電流制御の際における指令値の変化に対する負荷
電流の変化を監視し、電流の減少方向変化時、負荷回路
での電流減少率か指令値の低下に見合う場合は負荷電流
を自然環流させ、また負荷電流の自然環流による電流減
少率か指令値の低下に追いつかない場合は前述のエネル
ギー吸収用素子または回路を負荷電流の環流路に挿入し
て負荷電流の減少率を改善するインダクタンス負荷駆動
回路を提供することを目的とする。(Problem to be solved by the invention) Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it monitors the change in the load current with respect to the change in the command value during load current control, and monitors the change in the decreasing direction of the current. When the current reduction rate in the load circuit or the command value decreases, the load current is allowed to circulate naturally, and when the current reduction rate or command value decrease due to the natural circulation of the load current cannot be kept up, the energy absorption method described above is used. It is an object of the present invention to provide an inductance load drive circuit that improves the reduction rate of load current by inserting an element or a circuit into the circulation path of the load current.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
パルス幅変調器により駆動される第１のスイッチの開閉
によって印加する電圧の印加時間を断続させ、この断続
により生じる平均電圧によりインダクタンス負荷に供給
する電流を制御するとともに、前記第１の開閉スイッチ
の開路時にインダクタンス負荷を含む電流の環流路を形
成しインダクタンス負荷に蓄積されたエネルギーにより
電流を環流させるインダクタンス負荷駆動回路において
、前記インダクタンス負荷に流れる電流を検出する電流
検出手段と、該電流検出手段の出力と前記インダクタン
ス負荷に供給する電流値指令信号との差を積分し、前記
パルス幅変調器の開閉期間の比率を制御する制御信号を
出力する積分器と、前記積分器の出力電圧と予め設定さ
れる基準電圧とを比較し、該基準電圧より高いか低いか
に応じた信号を出力する比較器と、前記インダクタンス
負荷を含む電流の環流路に直列に挿入され前記比較器の
出力信号によって開閉される第２のスイッチと、前記第
２のスイッチか開路した時、前記負荷を含む電流の環流
路に直列に挿入され、前記インダクタンス負荷に蓄積さ
れたエネルギーを消費する抵抗とを具備したことを特徴
とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) The application time of the voltage applied is intermittent by opening and closing a first switch driven by a pulse width modulator, and the average voltage generated by this intermittent is supplied to an inductance load. In the inductance load drive circuit, the circuit controls the current that flows through the inductance load, and forms a circulation path for the current including the inductance load when the first open/close switch is opened, and circulates the current using the energy accumulated in the inductance load. a current detection means for detecting current; and a control signal that integrates the difference between the output of the current detection means and a current value command signal supplied to the inductance load, and outputs a control signal for controlling the ratio of opening and closing periods of the pulse width modulator. a comparator that compares the output voltage of the integrator with a preset reference voltage and outputs a signal depending on whether it is higher or lower than the reference voltage, and a current circulation path including the inductance load. a second switch inserted in series with the circuit and opened and closed by the output signal of the comparator; and when the second switch is opened, the current is inserted in series with the circulation path including the load, and is accumulated in the inductance load. It is characterized by comprising a resistance that consumes the generated energy.
（作用）
本発明のインダクタンス負荷駆動回路では、前記インダ
クタンス負荷に流れる電流を検出する電流検出手段と、
該電流検８手段の出ツノと前記インダクタンス負荷に供
給する電流値指令信号との差を積分し、前記パルス幅変
調器の開閉期間の比率を制御する制御信号を出力する積
分器と、前記積分器の出力と予め設定される基や電圧と
を比較し、該基準電圧より高いか低いかに応じた信号を
出力する比較器と、前記インダクタンス負荷を含む電流
の環流路に直列に挿入され前記比較器の出力信号によっ
て開閉される第２のスイッチと、前記第２のスイッチか
開路した時、前記負荷を含む電流の環流路に直列に挿入
され、前記インダクタンス負荷に蓄積されたエネルギー
を消費する抵抗とを具備している。このため、前記電流
値指令信号か電流の減少方向に変化した時、前記インダ
クタンス負荷に流れる環流電流と前記電流値指令信号と
の差が拡大したことを前記積分器の出力によって検出し
、前記積分器における所定の偏差の累積により前記比較
器の出力が切り替わり前記第２のスイッチを開路して前
記抵抗を負荷開路に直列に挿入する。これにより、イン
ダクタンス負荷に蓄積されたエネルギーの消費を促進し
て当該インダクタンス負荷駆動回路における環流電流を
速やかに減少させることができる。(Function) The inductance load drive circuit of the present invention includes current detection means for detecting the current flowing through the inductance load;
an integrator that integrates the difference between the output of the current detection means and the current value command signal supplied to the inductance load and outputs a control signal for controlling the ratio of opening and closing periods of the pulse width modulator; a comparator that compares the output of the device with a preset reference voltage and outputs a signal depending on whether it is higher or lower than the reference voltage; a second switch that is opened and closed by the output signal of the inductor; and a resistor that is inserted in series in a current circulation path including the load and consumes the energy stored in the inductance load when the second switch is opened. It is equipped with. Therefore, when the current value command signal changes in the direction of decreasing current, it is detected by the output of the integrator that the difference between the circulating current flowing through the inductance load and the current value command signal has increased, and the integrator The accumulation of a predetermined deviation in the comparator switches the output of the comparator to open the second switch and insert the resistor in series with the load open circuit. Thereby, it is possible to promote the consumption of energy stored in the inductance load and quickly reduce the circulating current in the inductance load drive circuit.
（実施例）
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳細
に説明する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図に本発明のインダクタンス負荷駆動回路を適用し
た回路の一実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a circuit to which the inductance load drive circuit of the present invention is applied.
第１図の回路において、負荷としてインダクタンスしお
よび抵抗Ｒ１よりなるソレノイドプランジャーを想定す
る。In the circuit of FIG. 1, assume that the load is a solenoid plunger having an inductance and a resistor R1.
この第１図に示す回路は、該負荷に電圧を供給するスイ
ッチＳＷＩおよび負荷電流ＩＬの環流路を構成するダイ
オードＦＤのほか、負荷電流検出用シャント抵抗ＳＨ，
該シャント抵抗ＳＨからのフィードバック電圧ＶＦＢと
電流値指令信号（入力信号）Ｖｉｎの差を積分する積分
器Ｓ１、積分器Ｓ１の出力電圧ｖｅｒを所定の基準電圧
Ｅと比較する比較器ＣＯＭ、比較器ＣＯＭの出力により
駆動されるトランジスタＴ Ｒ１、該Ｔ Ｒ１１：より
駆動され負荷に直列に挿入されているトランジスタＴＲ
２（ここではスイッチＳＷ２に相当する）、該トランジ
スタＴＲ２がオフ（開路）した時、負荷に直列に挿入さ
れる抵抗Ｒ２を有している。The circuit shown in FIG. 1 includes a switch SWI that supplies voltage to the load, a diode FD that forms a circulation path for the load current IL, and a shunt resistor SH for detecting the load current.
An integrator S1 that integrates the difference between the feedback voltage VFB from the shunt resistor SH and the current value command signal (input signal) Vin, a comparator COM that compares the output voltage ver of the integrator S1 with a predetermined reference voltage E, and a comparator Transistor TR1 driven by the output of COM, TR11: Transistor TR driven by the output of COM and inserted in series with the load.
2 (corresponding to switch SW2 here), and a resistor R2 that is inserted in series with the load when the transistor TR2 is turned off (opened).
第１図において、フィードバック電圧ＶＦＢが電流値指
令信号Ｖｉｎに相当する値に満たない時、積分器Ｓ１の
出力電圧ｖｅｒは減少方向に推移する。ＰＷＭ信号生成
回路ＭＯＤは積分器ｓ１の出力が減少するとＳＷｌに対
しその閉路時間を回路時間に比して長くなるようなＰＷ
Ｍ信号を送出する。これにより負荷電流ＩＬは増加し、
最終的に電流値指令信号Ｖｉｎに見合う平均値に安定す
る。In FIG. 1, when the feedback voltage VFB is less than the value corresponding to the current value command signal Vin, the output voltage ver of the integrator S1 shifts in a decreasing direction. The PWM signal generation circuit MOD generates a PW signal for SWl whose closing time becomes longer than the circuit time when the output of the integrator s1 decreases.
Sends M signal. As a result, the load current IL increases,
Eventually, the current value stabilizes to an average value commensurate with the current value command signal Vin.
この時、積分器Ｓ１の出力電圧Ｖｅｒは所定の基準電圧
Ｅを超えることはなく、このため比較器ＣＯＭの出力は
ＧＮＤレヘレベある。従って、トランジスタＴＲＩはＲ
６に流れるベース電流によって駆動され、これにより更
にトランジスタＴＲ２をオンさせる。At this time, the output voltage Ver of the integrator S1 does not exceed the predetermined reference voltage E, and therefore the output of the comparator COM is at the GND level. Therefore, transistor TRI is R
This further turns on the transistor TR2.
トランジスタＴＲ２かオンしている間、スイ・ノチＳＷ
Ｉの開路時間中の負荷電流はダイオードＦＤ、トランジ
スタＴＲ２により構成される環流路を流れている。While transistor TR2 is on, Sui Nochi SW
During the open circuit time of I, the load current flows through a circulation path formed by diode FD and transistor TR2.
電流値指令信号Ｖｉｎが減少に転すると５１の出力Ｖｅ
ｒは増加し、このためＭＯＤによりスイッチＳＷＩの開
路時間は閉路時間に比して次第に長くなり、負荷の電流
値は減少する。When the current value command signal Vin starts to decrease, the output Ve of 51
r increases, so the open time of the switch SWI gradually becomes longer than the close time due to MOD, and the current value of the load decreases.
ここで電流値指令信号Ｖｉｎの減少率が大きく負荷電流
の減少がこれに追従てきないとき、Ｓｌの出力Ｖｅｒは
増加を続け、所定の基準電圧Ｅを超える。これにより比
較器ＣＯＭの出力は電源レベル側に切り替わり、トラン
ジスタＴＲＩの駆動を停止する。これに伴い、トランジ
スタＴＲ２もオフして負荷電流ＩＬの環流路に抵抗Ｒ２
が挿入される。従って、負荷のインダクタンスしに蓄積
されているエネルギーは負荷電流ＩＬの環流に伴う抵抗
Ｒ２の発熱によってその消費を促され負荷電流ＩＬの降
下率は改善される。Here, when the rate of decrease in the current value command signal Vin is large and the decrease in the load current does not follow it, the output Ver of Sl continues to increase and exceeds the predetermined reference voltage E. As a result, the output of the comparator COM is switched to the power level side, and the driving of the transistor TRI is stopped. Along with this, the transistor TR2 is also turned off, and the resistance R2 is connected to the circulation path of the load current IL.
is inserted. Therefore, the energy stored in the inductance of the load is promoted to be consumed by the heat generated by the resistor R2 as the load current IL circulates, and the rate of drop in the load current IL is improved.
このように負荷電流ＩＬが効果的に減少し、積分器Ｓ１
の出力Ｖｅｒが再び所定の基準電圧Ｅを下回ると比較器
ＣＯＭの出力はＧＮＤレベルとなり、トランジスタＴＲ
２かオンすることで抵抗Ｒ２でのエネルキー消費は中止
され、インダクタンス負荷駆動回路の発熱は減少する。In this way the load current IL is effectively reduced and the integrator S1
When the output Ver becomes lower than the predetermined reference voltage E again, the output of the comparator COM becomes GND level, and the transistor TR
By turning on resistor R2, energy consumption in resistor R2 is stopped, and heat generation in the inductance load drive circuit is reduced.
上述のように、必要な時たけ、Ｒ２を負荷に挿入するこ
とで回路の不必要な発熱を抑制しつつ、所望の負荷電流
制御特性を得られる。As described above, by inserting R2 into the load when necessary, desired load current control characteristics can be obtained while suppressing unnecessary heat generation in the circuit.
また第１図において、比較器ＣＯＭにヒステリシス特性
を与えトランジスタＴＲ２のスイッチング頻度を制限す
るようにすれば、回路の消費電力を更に低減できる。Further, in FIG. 1, the power consumption of the circuit can be further reduced by providing a hysteresis characteristic to the comparator COM and limiting the switching frequency of the transistor TR2.
また、他の実施例として、前記第１図に示すインダクタ
ンス負荷駆動回路において、前記第２のスイッチ（トラ
ンジスタＴＲ２）が開路した時、負荷を含む電流の環流
路に直列に挿入される抵抗Ｒ２を、ツェナー素子、また
は弁抵抗素子の如き電圧制限素子（例えばＺＮＲのよう
なもの）に代えた構成のものも上げられる。As another embodiment, in the inductance load drive circuit shown in FIG. , a Zener element, or a configuration in which a voltage limiting element such as a valve resistance element (for example, a ZNR) is replaced is also mentioned.
また、他の実施例として、第２図に示す構成のものが上
げられる。Further, as another embodiment, the configuration shown in FIG. 2 can be cited.
第２図に他の実施例を示す。FIG. 2 shows another embodiment.
この実施例では、負荷に抵抗を挿入するためのトランジ
スタＴＲ３（ここでは第１図におけるスイッチＳＷ２に
相当する）の接続が前記第１図の回路と異なる。In this embodiment, the connection of the transistor TR3 (corresponding to the switch SW2 in FIG. 1) for inserting a resistor into the load is different from the circuit shown in FIG. 1.
第２図における電圧印加用のスイッチＳＷ１の開路時の
回路動作は前記第１図におけるスイ・ノチＳＷＩの開路
時の回路動作と同様である。The circuit operation when the voltage application switch SW1 in FIG. 2 is open is the same as the circuit operation when the switch SW1 in FIG. 1 is open.
第２図において、比較器ＣＯＭの出力によりトランジス
タＴＲ３がオフされるべき積分器Ｓ１の出力時において
もスイッチＳＷＩの閉路時にはトランジスタＴＲ３をオ
ンし抵抗Ｒ２による発熱を抑制する必要がある。In FIG. 2, even when the output of the integrator S1 is such that the transistor TR3 should be turned off by the output of the comparator COM, it is necessary to turn on the transistor TR3 to suppress heat generation by the resistor R2 when the switch SWI is closed.
この場合、スイッチＳＷＩが閉路したことを検出しトラ
ンジスタＴＲ３をオン（閉路）する手段として、トラン
ジスタＴＲ３にＰＮＰ型を用い、スイッチＳＷ］の閉路
時、トランジスタＴＲ３のエミッタから抵抗Ｒ３を介し
てＧＮＤに至るベース駆動回路を成立させるようにして
、これを行っている。In this case, as a means for detecting that the switch SWI is closed and turning on (closing) the transistor TR3, a PNP type transistor is used as the transistor TR3, and when the switch SW is closed, the emitter of the transistor TR3 is connected to GND via the resistor R3. This is done by establishing a base drive circuit that extends to the base.
第３図に更に他の実施例を説明する。Still another embodiment will be explained in FIG.
第３図のインダクタンス負荷駆動開路では前述した負荷
のインダクタンスしに蓄積されたエネルギーを消費する
ための抵抗に代わり、該エネルギーを電源に回生ずるた
めの電子回路を採用し、比較器ＣＯＭの出力か切り替わ
った時、前記電子回路が負荷電流環流路に挿入されるよ
うになっている。In the inductance load drive open circuit shown in Figure 3, an electronic circuit is used to regenerate the energy into the power supply instead of the resistor used to consume the energy stored in the load inductance as described above, and the output of the comparator COM is When switched, the electronic circuit is inserted into the load current circulation path.
ここに、負荷電流か所定の一定値に安定している状態か
ら電流値指令信号Ｖｉｎが下降し、負荷電流ＩＬか減少
に転した時点よりのインダクタンス負荷駆動回路の動作
を説明する。Here, the operation of the inductance load drive circuit from the time when the current value command signal Vin drops from the state where the load current is stabilized at a predetermined constant value and the load current IL starts to decrease will be explained.
それまで、負荷に対する電圧印加用スイッチＳＷ１は閉
路しており、負荷に電源電圧ＶＢか印加されていたとす
る。負荷への印加電圧は電圧検出手段ＴＨ２により検出
され、ＴＨ２の出力は論理和手段Ｄ３を介してＳＨ２を
閉路させている。従って、負荷電流ＩＬは電源ＶＢより
ＳＷＩ、ＳＨ２、Ｒ１、Ｌ、ＳＨを通過してＧＮＤに至
る経路を通り、その値は増加方向にあったとする。It is assumed that until then, the switch SW1 for applying voltage to the load has been closed, and the power supply voltage VB has been applied to the load. The voltage applied to the load is detected by voltage detection means TH2, and the output of TH2 closes SH2 via OR means D3. Therefore, it is assumed that the load current IL follows a path from the power supply VB through SWI, SH2, R1, L, and SH to GND, and its value is in the increasing direction.
電流値指令信号Ｖｉｎか減少を始めると、電流値指令信
号Ｖｉｎと増加しつつあるフィードバック電圧ＶＦＢと
の差により積分器Ｓ１の出力は増加する。前記第１図で
述べたように積分器Ｓ１の出力の増加によりＰＷＭ信号
生成回路ＭＯＤはＳＷｌの開路時間を閉路時間に比して
長くなるようなＰＷＭ信号をＳＷＩに対し出力する。When the current value command signal Vin starts to decrease, the output of the integrator S1 increases due to the difference between the current value command signal Vin and the increasing feedback voltage VFB. As described in FIG. 1, the PWM signal generating circuit MOD outputs a PWM signal to SWI such that the open time of SW1 is longer than the closed time of SW1 due to the increase in the output of the integrator S1.
この時、積分器Ｓ１の出力Ｖｅｒはまた所定の基準電圧
Ｅを超えていない。従って、比較器ＣＯＭはＳＨ２を閉
路させる信号を出力し続け、該信号は論理和手段Ｄ５を
介してＳＨ２を閉路させている。At this time, the output Ver of the integrator S1 also does not exceed the predetermined reference voltage E. Therefore, the comparator COM continues to output a signal that closes SH2, and this signal closes SH2 via the OR means D5.
前記ＰＷＭ信号によりＳＷＩか開路すると負荷電流ＩＬ
はり、ＳＨ，ＦＤ、ＳＨ２、Ｒ１を経路として環流を開
始する。When SWI is opened by the PWM signal, the load current IL
Circulation starts using the beams, SH, FD, SH2, and R1 as routes.
もし、電流値指令信号Ｖｉｎを急峻に減少し、前記環流
している負荷電流ＩＬか電流値指令信号Ｖｉｎに見合っ
て減少出来なかった場合、前記積分器Ｓ１の出力Ｖｅｒ
は増加を続け、やがて所定の基＄電圧Ｅを超える。これ
により比較器ＣＯＭの出力は停止する。If the current value command signal Vin is sharply decreased and the circulating load current IL cannot be reduced commensurate with the current value command signal Vin, the output Ver of the integrator S1
continues to increase and eventually exceeds a predetermined base voltage E. This stops the output of the comparator COM.
すてにＳＷｌは開路しており、負荷には電圧は印加され
ていないため前記電圧検出手段ＴＨ２も出力を停止して
いる。またＴＨＩはまた出力していないので論理和手段
Ｄ５を介して供給されるＣＯＭからの信号の停止により
ＳＨ２は速やかに開路する。Since SW1 is always open and no voltage is applied to the load, the voltage detection means TH2 also stops outputting. Further, since THI is not outputting again, SH2 is immediately opened due to the stop of the signal from COM supplied via the OR means D5.
ＳＨ２か開路したことて、負荷電流ＩＬの環流経路はり
、ＳＨ，ＦＤ、ＤＩ、Ｃ１、Ｒ１となり、負荷のインダ
クタンスしに蓄積されたエネルギは環流電流としてＣ１
を充電する。この充電によりＣ１の両端電圧か上昇し電
源電圧ＶＢを超えて設定されている所定の限界電圧ＥＭ
に達すると、電圧検出手段ＴＨＩはこれを検出してＣ１
に蓄えられたエネルギーを電源に回生ずるために論理和
手段Ｄ４を介してＳＨ２を再投入する。これにより負荷
電流の環流路は再びＳＨ２を介すると共に電源電圧ＶＢ
を超えたことによりＣ１に蓄積された電荷はＤ２、Ｃ２
、ＦＤ、ＳＨ２の経路で一時蓄積用のコンデンサＣ２を
充電する。When SH2 is opened, the circulation path of the load current IL becomes SH, FD, DI, C1, and R1, and the energy stored in the load inductance becomes C1 as a circulation current.
to charge. Due to this charging, the voltage across C1 increases and exceeds the power supply voltage VB to a predetermined limit voltage EM.
When the voltage reaches C1, the voltage detection means THI detects this and
In order to regenerate the energy stored in the power source into the power source, SH2 is turned on again via the OR means D4. As a result, the load current circulation path again passes through SH2 and the power supply voltage VB.
The charge accumulated in C1 due to exceeding D2, C2
, FD, and SH2 to charge the temporary storage capacitor C2.
電圧検出手段ＴＨＩはＣ１の両端電圧、およびＣ２の両
端電圧を監視しており、放電によりＣ１の両端電圧が前
記所定の限界電圧ＥＭを下回ってもＣ１およびＣ２の両
端電圧か等しくなる（ＣＩの放電電流がなくなる）まで
前記論理和手段Ｄ４を介してＳＨ２を閉路させるための
信号を出力し続ける。The voltage detection means THI monitors the voltage across C1 and the voltage across C2, and even if the voltage across C1 becomes lower than the predetermined limit voltage EM due to discharge, the voltages across C1 and C2 become equal (the voltage across C1 and C2 becomes equal). The signal for closing SH2 continues to be outputted via the OR means D4 until the discharge current disappears.
Ｃ１の放電電流がなくなった時、Ｃ１の両端電圧は十分
に低下しており、ＴＨＩはＳＨ２への閉路信号を停止す
る。Ｃ２に蓄積された電荷はＣ２の放電用の抵抗Ｒ２０
を介して徐々に電源ＶＢに回生される。この時の回路の
状態は前記Ｃ１の充電期間のそれと同一であり、回路は
Ｃ１の充放電を繰り返しながらインダクタンスしに蓄積
されたエネルギーを０２を仲介として電源Ｖ目に回生ず
る。この回生動作によりエネルギーが吸収されて負荷の
環流電流が減少してフィードバック電圧ＶＦＢが電流値
指令信号Ｖｉｎを下回ると積分器Ｓ１の出力電圧は再び
下降を始めやがて基準電圧Ｅを下回る。これにより比較
器ＣＯＭはＳＨ２を閉路するだめの信号を出力し、該信
号は論理和手段Ｄ５を介してＳＨ２を閉路させる。When the discharge current of C1 disappears, the voltage across C1 has dropped sufficiently, and THI stops providing the closing signal to SH2. The charge accumulated in C2 is transferred to a resistor R20 for discharging C2.
It is gradually regenerated into the power supply VB via the power supply VB. The state of the circuit at this time is the same as that during the charging period of C1, and the circuit repeats charging and discharging of C1, and regenerates the energy stored in the inductance to the power source V through 02 as an intermediary. When energy is absorbed by this regenerative operation and the circulating current of the load decreases, and the feedback voltage VFB falls below the current value command signal Vin, the output voltage of the integrator S1 begins to fall again and eventually falls below the reference voltage E. As a result, the comparator COM outputs a signal to close SH2, and this signal closes SH2 via the OR means D5.
以後、上記動作を繰り返すことで負荷電流値を効率よく
所定の値に制御することができる。Thereafter, by repeating the above operation, the load current value can be efficiently controlled to a predetermined value.
［発明の効果］
上述のように、本発明のインダクタンス負荷駆動回路に
よれば、負荷電流制御の際における電流値指令信号の変
化に対する負荷電流の変化を監視し、電流の減少方向変
化時、回路での電流減少率が指令値の低下に見合う場合
は負荷電流を自然環流させ、また負荷電流の自然環流に
よる電流減少率が電流値指令信号の低下に追いつかない
場合は前述のエネルギー吸収用素子または回路を負荷電
流の環流路に挿入して負荷電流の減少率を改善すること
ができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the inductance load drive circuit of the present invention, changes in the load current with respect to changes in the current value command signal during load current control are monitored, and when the current changes in the decreasing direction, the circuit If the current reduction rate in the load current corresponds to the reduction in the command value, the load current is allowed to circulate naturally, and if the current reduction rate due to the natural circulation of the load current cannot keep up with the reduction in the current value command signal, the energy absorbing element or A circuit can be inserted into the load current circulation path to improve the load current reduction rate.
第１図は本発明のインダクタンス負荷駆動回路の一実施
例、第２図、第３図は他の実施例、第４図は従来のイン
ダクタンス負荷駆動回路の例である。
ＭＯＤ・・・ＰＷＭ信号生成回路、Ｌ・−インダクタン
ス負荷、Ｓｌ・・・積分器、ＣＯＭ・・・比較器、ＳＷ
ｌ ・第１のスイッチ、ＳＨ２・・・第２のスイッチ、
Ｒ２・抵抗、Ｒ２０・・・抵抗、Ｃ１、Ｃ２・コンデン
サ、Ｄｌ、Ｄ２・・・ダイオード、ＳＨ・・・シャント
抵抗、ＦＤ・・フライホイールダイオード、ＶＢ・・・
電源電圧、Ｖｉｎ・・電流値指令信号、Ｖｅｒ・・積分
器の出力、Ｅ・・基準電圧。
第１図
第２図FIG. 1 shows one embodiment of the inductance load drive circuit of the present invention, FIGS. 2 and 3 show other embodiments, and FIG. 4 shows an example of a conventional inductance load drive circuit. MOD...PWM signal generation circuit, L-inductance load, Sl...integrator, COM...comparator, SW
l ・First switch, SH2...second switch,
R2: Resistor, R20: Resistor, C1, C2: Capacitor, Dl, D2: Diode, SH: Shunt resistor, FD: Flywheel diode, VB...
Power supply voltage, Vin: current value command signal, Ver: integrator output, E: reference voltage. Figure 1 Figure 2
Claims (3)
の開閉によって印加する電圧の印加時間を断続させ、こ
の断続により生じる平均電圧によりインダクタンス負荷
に供給する電流を制御するとともに、前記第１の開閉ス
イッチの開路時にインダクタンス負荷を含む電流の環流
路を形成しインダクタンス負荷に蓄積されたエネルギー
により電流を環流させるインダクタンス負荷駆動回路に
おいて、 前記インダクタンス負荷に流れる電流を検出する電流検
出手段と、 該電流検出手段の出力と前記インダクタンス負荷に供給
する電流値指令信号との差を積分し、前記パルス幅変調
器の開閉期間の比率を制御する制御信号を出力する積分
器と、 前記積分器の出力電圧と予め設定される基準電圧とを比
較し、該基準電圧より高いか低いかに応じた信号を出力
する比較器と、 前記インダクタンス負荷を含む電流の環流路に直列に挿
入され前記比較器の出力信号によって開閉される第２の
スイッチと、 前記第２のスイッチが開路した時、前記負荷を含む電流
の環流路に直列に挿入され、前記インダクタンス負荷に
蓄積されたエネルギーを消費する抵抗と を具備したことを特徴とするインダクタンス負荷駆動回
路。(1) The application time of the applied voltage is intermittent by opening and closing a first switch driven by a pulse width modulator, and the average voltage generated by this intermittent control controls the current supplied to the inductance load. An inductance load drive circuit that forms a circulation path for current including an inductance load when an open/close switch is opened, and circulates the current by energy accumulated in the inductance load, comprising: a current detection means for detecting a current flowing through the inductance load; an integrator that integrates the difference between the output of the detection means and the current value command signal supplied to the inductance load and outputs a control signal for controlling the ratio of opening and closing periods of the pulse width modulator; and an output voltage of the integrator. and a preset reference voltage, and outputs a signal depending on whether the reference voltage is higher or lower than the reference voltage, and the output signal of the comparator is inserted in series in a current circulation path including the inductance load. a second switch that is opened and closed by the inductance load; and a resistor that is inserted in series into a current circulation path that includes the load and consumes the energy stored in the inductance load when the second switch is opened. An inductance load drive circuit characterized by:
れる抵抗を、ツェナー素子、または弁抵抗素子の如き電
圧制限素子に代えたことを特徴とする請求項（１）記載
のインダクタンス負荷駆動回路。(2) The inductance load according to claim (1), wherein the resistor inserted into the load circuit when the second switch is opened is replaced with a voltage limiting element such as a Zener element or a valve resistance element. drive circuit.
負荷に蓄積されたエネルギーを電源に回生する回路を形
成することを特徴とする請求項（１）記載のインダクタ
ンス負荷駆動回路。(3) The inductance load drive circuit according to claim (1), further comprising a circuit that regenerates energy stored in the inductance load into a power supply when the output of the comparator is switched.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169276A JP2517782B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Inductance load drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169276A JP2517782B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Inductance load drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457303A true JPH0457303A (en) | 1992-02-25 |
| JP2517782B2 JP2517782B2 (en) | 1996-07-24 |
Family
ID=15883514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2169276A Expired - Fee Related JP2517782B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Inductance load drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517782B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978201A (en) * | 1997-01-23 | 1999-11-02 | Yamaha Corporation | Design for solenoid driving circuit based on regulations of current ripple and solenoid effective time constant for driving keys of a player piano |
| WO2006035938A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Fujirebio Inc. | Oscillation magnetic generation device, electromagnet drive circuit, and parts feeder using the same |
| JP2008041908A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | High pressure pump driving circuit for engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150585A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Fujitsu Ltd | Electromagnet drive circuit |
| JPS596805U (en) * | 1982-07-07 | 1984-01-17 | 三明電機株式会社 | Proportional solenoid drive circuit |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP2169276A patent/JP2517782B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150585A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Fujitsu Ltd | Electromagnet drive circuit |
| JPS596805U (en) * | 1982-07-07 | 1984-01-17 | 三明電機株式会社 | Proportional solenoid drive circuit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978201A (en) * | 1997-01-23 | 1999-11-02 | Yamaha Corporation | Design for solenoid driving circuit based on regulations of current ripple and solenoid effective time constant for driving keys of a player piano |
| WO2006035938A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Fujirebio Inc. | Oscillation magnetic generation device, electromagnet drive circuit, and parts feeder using the same |
| JP2008041908A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | High pressure pump driving circuit for engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2517782B2 (en) | 1996-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5955872A (en) | Low drop-out switching regulators | |
| US5627460A (en) | DC/DC converter having a bootstrapped high side driver | |
| EP0927450B1 (en) | Sample-and-hold circuit for a switched-mode power supply | |
| US6157182A (en) | DC/DC converter with multiple operating modes | |
| JP5584511B2 (en) | Method and apparatus for improving efficiency of switching regulator at light load | |
| US8710817B2 (en) | Off-line converter with digital control | |
| EP0993105B1 (en) | Control of power transfer in a flyback converter by modulating the off-phase in function of the load | |
| US7254000B1 (en) | Over voltage protection scheme for synchronous buck converter | |
| EP0617501B1 (en) | Control circuit and method for maintaining high efficiency over broad current ranges in a switching regulator circuit | |
| US6208538B1 (en) | PWM control apparatus | |
| US7042178B2 (en) | Motor driving apparatus | |
| US5793626A (en) | High efficiency bimodal power converter and method of operation thereof | |
| US20020136035A1 (en) | Off-line converter with digital control | |
| JP2010057361A (en) | Voltage mode feedback burst mode circuit | |
| EP0827170B1 (en) | Electromagnet drive apparatus | |
| US20030021128A1 (en) | Method and apparatus for controlling synchronous rectifiers of a power converter | |
| US6738266B2 (en) | Switching power supply unit | |
| JP3712064B2 (en) | Output overcurrent protection circuit and constant voltage switching power supply circuit having the output overcurrent protection circuit | |
| EP0735657B1 (en) | Dc-dc converter circuit and inductive-load driving apparatus using the same | |
| JP4471454B2 (en) | Pulse width modulation controller | |
| WO2003056581A1 (en) | Electromagnetic apparatus drive apparatus | |
| US5523632A (en) | Method and device to recover energy from driving inductive loads | |
| JPH0457303A (en) | Inductance load driving circuit | |
| US5708577A (en) | Regulated power supply | |
| JPH0549255A (en) | Device and method of regulating load in switching power supply |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090517 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |