JPS6127146Y2 - - Google Patents

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JPS6127146Y2
JPS6127146Y2 JP12656679U JP12656679U JPS6127146Y2 JP S6127146 Y2 JPS6127146 Y2 JP S6127146Y2 JP 12656679 U JP12656679 U JP 12656679U JP 12656679 U JP12656679 U JP 12656679U JP S6127146 Y2 JPS6127146 Y2 JP S6127146Y2
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magnet coil
circuit
coil drive
comparator
magnetic coil
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案の目的はマグネツトコイル駆動回路の使
用電源電圧範囲が広くかつ消費電力が少ない効率
のよいマグネツトコイルの電流2段階制御駆動回
路を提供することにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an efficient two-step current control drive circuit for a magnetic coil, which can be used in a wide power supply voltage range and consumes little power.

プランジヤーなどのマグネツトコイルの長時間
吸引をくり返し行う場合、マグネツトコイルから
の発熱を防ぎ、マグネツトコイルの通電周期を小
さくする為、マグネツトコイルの吸引時に一定時
間大きな電流を流し、完全に吸引された時点でマ
グネツトコイルに流れる電流を減少させ吸引状態
を保持するという電流値2段切換駆動の方法がと
られている。これを第1図、第2図を用い説明す
る。
When a magnetic coil such as a plunger is repeatedly attracted for a long time, in order to prevent heat generation from the magnetic coil and shorten the energization cycle of the magnetic coil, a large current is applied for a certain period of time when the magnetic coil is attracted. A two-step current value switching drive method is used in which the current flowing through the magnet coil is reduced at the time of attraction to maintain the attraction state. This will be explained using FIGS. 1 and 2.

第1図の吸引パルス入力端子1に第2図の吸引
パルスaが加わるとトランジスタ3がONし、マ
グネツトコイル5が通電される。第2図の吸引パ
ルスは一定時間をもつて切れ、トランジスタ3は
OFFされる。これによりマグネツトコイルの吸
引が終了する。続いて第2図の保持パルスbが保
持パルス入力端子2に加わりON状態にあるトラ
ンジスタ4、抵抗7を介してマグネツトコイル5
が通電され、抵抗7の抵抗分だけ減少した電流が
流れ、マグネツトコイル5を保持する。これらの
動作の電流は第2図の電流波形Cのごとくなり、
t1間が吸引時、t2間が保持時の電流波形である。
When the attraction pulse a shown in FIG. 2 is applied to the attraction pulse input terminal 1 shown in FIG. 1, the transistor 3 is turned on and the magnet coil 5 is energized. The attraction pulse shown in Fig. 2 expires after a certain period of time, and the transistor 3
It will be turned off. This ends the attraction of the magnetic coil. Subsequently, the holding pulse b shown in FIG.
is energized, and a current reduced by the resistance of resistor 7 flows, holding magnet coil 5. The current for these operations is as shown in the current waveform C in Figure 2,
The current waveform during t 1 is during attraction, and the current waveform during t 2 is during holding.

また第1図の回路を簡素化する為、第3図の方
法がとられているが、第1図のトランジスタ3の
代りにコンデンサ11を用い、コンデンサ11の
チヤージングでマグネツトコイル12を吸引し、
保持電流は抵抗10、トランジスタ9を介して流
す方法であり、マグネツトコイルに流れる電流は
第4図の入力パルスdに対し電流波形eのように
なる。
In addition, in order to simplify the circuit shown in Fig. 1, the method shown in Fig. 3 is used, but a capacitor 11 is used in place of the transistor 3 in Fig. 1, and the magnetic coil 12 is attracted by the charging of the capacitor 11. ,
The holding current is passed through a resistor 10 and a transistor 9, and the current flowing through the magnet coil has a current waveform e in response to an input pulse d in FIG.

しかしながらこれらの回路は、マグネツトコイ
ルのバラツキ、電源電圧の変動、周囲の温度変化
に対するマグネツトコイルの吸引能力の変動を考
慮すると、第1図の回路の場合、吸引パルスのパ
ルス幅を充分大きくし余裕をとつた値にしなけれ
ばならず、また第3図の回路の場合はコンデンサ
11の容量に充分余裕をとらなければならない。
これによりむだなエネルギーが印加され、電力損
失が大きくなり、マグネツトコイルの発熱量も大
となり、マグネツトコイルの通電のくり返し周期
を長くする必要が生じてくる。このためマグネツ
トコイルの可動効率が低下するという欠点が生じ
る。
However, in the case of the circuit shown in Fig. 1, the pulse width of the attraction pulse must be made sufficiently large, considering variations in the attraction capacity of the magnet coil due to variations in the magnet coil, fluctuations in the power supply voltage, and changes in the surrounding temperature. In the case of the circuit shown in FIG. 3, the capacitance of the capacitor 11 must have a sufficient margin.
As a result, wasteful energy is applied, power loss increases, and the amount of heat generated by the magnetic coil increases, making it necessary to lengthen the repetition period of energization of the magnetic coil. This results in a drawback that the moving efficiency of the magnet coil is reduced.

本考案はかかる欠点を除去することを目的とす
る。
The present invention aims to eliminate such drawbacks.

本考案のマグネツトコイル駆動回路は、 マグネツトコイルの吸引時間に対応した時間間
隔のマグネツトコイル駆動指令信号により前記マ
グネツトコイルの吸引がおこなわれるマグネツト
コイル駆動回路において、 電源端子間に前記マグネツトコイル駆動回路
が、 前記マグネツトコイル及び前記マグネツトコイ
ル駆動スイツチが直列接続されたマグネツトコイ
ル部、 コンパレータの一方の入力部に第一の基準電圧
を、他方の入力部に前記一方の電源端子間に抵
抗、他方の電源端子間にコンデンサを接続し前記
マグネツトコイル駆動指令信号を入力するマグネ
ツトコイル吸引パルス発生回路、 前記マグネツトコイル部と前記他方の電源端子
間に接続されたマグネツトコイル駆動電流検出手
段、該電流検出手段の出力信号を積分する積分回
路、前記積分回路の積分出力を第2の基準電圧と
比較し一定の積分値に達する毎に前記積分回路を
リセツト及びセツトし前記積分回路の積分時間に
対応させてスイツチングパルスを発生するスイツ
チングパルス発生回路、 よりなり、 前記マグネツトコイル吸引パルス発生回路と前
記スイツチングパルス発生回路の出力の論理和を
とると共に前記マグネツトコイル駆動指令信号と
の論理積をとり、該ゲート信号を前記マグネツト
コイル駆動スイツチの制御部に入力するものであ
る。
The magnetic coil drive circuit of the present invention has a magnetic coil drive circuit in which the magnet coil is attracted by a magnet coil drive command signal having a time interval corresponding to the attraction time of the magnetic coil, and the magnetic coil drive circuit has the above-mentioned structure between the power supply terminals. The magnet coil drive circuit includes a magnet coil unit in which the magnet coil and the magnet coil drive switch are connected in series, a first reference voltage to one input part of the comparator, and a first reference voltage to the other input part of the comparator. a magnetic coil attraction pulse generation circuit which connects a resistor between power terminals and a capacitor between the other power terminal and inputs the magnetic coil drive command signal; a magnet coil drive current detection means, an integration circuit that integrates the output signal of the current detection means, an integrated output of the integration circuit is compared with a second reference voltage, and each time a predetermined integral value is reached, the integration circuit is reset; a switching pulse generation circuit that generates a switching pulse in accordance with the integration time of the integration circuit; The gate signal is logically ANDed with the magnetic coil drive command signal and inputted to the control section of the magnetic coil drive switch.

なお、上記第1の基準電源、第2の基準電源、
及びマグネツトコイルが直列に挿入される電源の
任意の電源が同一のものであつてもよく、また、
別々の電源であつてもよい。
Note that the first reference power source, the second reference power source,
and any of the power sources to which the magnet coils are inserted in series may be the same, and
It may be a separate power source.

本考案の回路の一例を第5図に示し、第6図の
電圧及び電流波形を用いてこれを説明する。
An example of the circuit of the present invention is shown in FIG. 5, and will be explained using the voltage and current waveforms shown in FIG.

入力端子14に第6図のfの入力パルスが入力
されると、オープンコレクタバツフア17がオー
プンとなり、次式(0) g…コンパレータ18の(+)端子に加わ
る電圧 V1…マグネツトコイル16に加わる電源電
圧 C31…コンデンサ31の容量 R30…抵抗30の抵抗値 に従つた第6図のgのような波形がコンパレー
タ18の(+)端子に入力される。これが抵抗3
2,33により分圧されたコンパレータ18の
(−)端子の電圧、第6図のV1と比較され、コン
パレータ18の出力、第6図のhがORゲート1
9に入力される。これとスイツチングパルス発生
回路35の出力とORされ、さらにANDゲート2
0により入力パルスとANDされ、第6図のjの
ような波形となりトランジスタ15をONし、マ
グネツトコイル16が通電される。これによりマ
グネツトコイル16が吸引される。コンパレータ
18の(+)端子の電圧がV1に達するとトラン
ジスタ15はOFFし、マグネツトコイル16に
流れる電流は第6図の電流波形lの37のように
減衰を始める。以上がマグネツトコイル16を吸
引すべき吸引パルスの発生を行う吸引パルス発生
回路34の動作であり、これが終了すると、スイ
ツチングパルス発生回路35により、第6図の電
流波形jのt3以降のようなスイツチングパルスを
発生し、マグネツトコイル16が保持される、こ
の動作を詳しく説明する。第6図の電圧波形jの
論理“0”の区間において説明すると、第6図の
t3が過ぎると、コンパレータ21の(+)端子の
電圧は(1)式に従つて第6図のkの36のごとく減
衰する。
When the input pulse f in FIG. 6 is input to the input terminal 14, the open collector buffer 17 becomes open, and the following equation (0) is obtained. V g ...Voltage applied to the (+) terminal of the comparator 18 V 1 ... Power supply voltage applied to the magnet coil 16 C 31 ... Capacity of the capacitor 31 R 30 ... Resistance value of the resistor 30 as shown in g in Fig. 6 The waveform is input to the (+) terminal of the comparator 18. This is resistance 3
The voltage at the (-) terminal of the comparator 18 divided by voltages 2 and 33 is compared with V 1 in FIG. 6, and the output of the comparator 18, h in FIG.
9 is input. This is ORed with the output of the switching pulse generation circuit 35, and then the AND gate 2
0 is ANDed with the input pulse, resulting in a waveform like j in FIG. 6, turning on the transistor 15 and energizing the magnet coil 16. As a result, the magnet coil 16 is attracted. When the voltage at the (+) terminal of the comparator 18 reaches V1 , the transistor 15 is turned off, and the current flowing through the magnet coil 16 begins to attenuate as indicated by 37 in the current waveform 1 in FIG. The above is the operation of the attraction pulse generation circuit 34 that generates the attraction pulse to attract the magnet coil 16. When this operation is completed, the switching pulse generation circuit 35 generates the current waveform j of FIG. The operation of generating the switching pulse and holding the magnet coil 16 will be explained in detail. To explain in the logic “0” section of the voltage waveform j in FIG.
After t 3 passes, the voltage at the (+) terminal of the comparator 21 attenuates as shown in 36 of k in FIG. 6 according to equation (1).

I…トランジスタ15がオフする直前に抵抗
22に流れる電流 R22…抵抗22の抵抗値 また、マグネツトコイル16に流れる電流の減
衰カーブは(2)式のごとく表わされ、(1)式のeと(2)
式のiの減衰特性を等しくする為、第5図の回路
定数が(3)式の関係を保つようにし、マグネツトコ
イル16に流れる電流の検出の代用として抵抗と
コンデンサを検出に用いる。
I... Current flowing through the resistor 22 immediately before the transistor 15 turns off R 22 ... Resistance value of the resistor 22 Also, the attenuation curve of the current flowing through the magnet coil 16 is expressed as in equation (2), and the equation (1) e and (2)
In order to equalize the attenuation characteristics of i in the equation, the circuit constants shown in FIG.

R24C=L/R16 …(3) R24……抵抗24の抵抗値 C……コンデンサ25の容量 L……マグネツトコイル16のインダクタン
ス R16……マグネツトコイル16の直流抵抗 以上の条件でマグネツトコイル16の電流減衰
特性と同じ特性で減衰したコンパレータ21の
(+)端子の電圧が、抵抗27と抵抗28の合成
抵抗と抵抗26により分圧されV3になつている
(−)端子の電圧と比較され、(+)端子の電圧が
V3に達した時点で、コンパレータ21が論理
“1”となり、ORゲート19及びANDゲート2
0を介して、再びトランジスタ15をONさせマ
グネツトコイル16の通電を開始する。次に第6
図の電圧波形jの論理“1”の区間であるが、コ
ンパレータ21の出力が論理“1”となつたこと
により、コンパレータ21の(−)端子は抵抗2
6と抵抗28と抵抗29の合成抵抗と抵抗27に
より分圧され第6図のV2の電圧となり、マグネ
ツトコイル16の電流を検出する抵抗22の一端
の電圧を印加されているコンパレータ21の
(+)端子の電圧がV2に達するまでコンパレータ
21は論理“1”を持続し、トランジスタ15を
ONし続ける。抵抗22に加わる電圧はマグネツ
トコイル16に流れる電流iと抵抗22の抵抗値
R22の積i・R22で表わされ、抵抗R16の抵抗値よ
り抵抗R22の抵抗値の方が大きいため、iは次に
記載する(4)式で表わされるように増加する。
R 24 C=L/R 16 ...(3) R 24 ...Resistance value of resistor 24 C...Capacity of capacitor 25 L...Inductance of magnet coil 16 R 16 ...DC resistance of magnet coil 16 The voltage at the (+) terminal of the comparator 21, which is attenuated with the same current attenuation characteristics as the magnet coil 16 under the conditions, is divided by the combined resistance of the resistor 27 and the resistor 28 and the resistor 26, and becomes V 3 (- ) terminal voltage is compared with the (+) terminal voltage.
When V 3 is reached, the comparator 21 becomes logic "1", and the OR gate 19 and AND gate 2
0, the transistor 15 is turned on again to start energizing the magnet coil 16. Next, the sixth
This is the logic "1" section of the voltage waveform j in the figure, but since the output of the comparator 21 has become logic "1", the (-) terminal of the comparator 21 is connected to the resistor 2.
6, the resistor 28, and the resistor 29, and the resistor 27, the voltage is divided into the voltage V2 shown in FIG. The comparator 21 maintains logic “1” until the voltage at the (+) terminal reaches V2 , and the transistor 15
Keep it ON. The voltage applied to the resistor 22 is determined by the current i flowing through the magnet coil 16 and the resistance value of the resistor 22.
It is expressed as the product of R22 , i· R22 , and since the resistance value of the resistor R22 is greater than the resistance value of the resistor R16 , i increases as expressed by equation (4) described below.

つまり、マグネツトコイル16に流れる電流i
がV2/R22となるまでトランジスタ15はオンし
続ける。次にコンパレータ21の(+)端子が
V2に達するとコンパレータ21の出力は論理
“0”となり、トランジスタ15をOFFする。以
上が電圧波形Jの論理“1”の区間の動作であ
り、次に再度電流波形jの論理“0”と“1”を
繰り返す。さらにコンパレータ21の(+)端子
がV2に達するとコンパレータ21の出力は論理
“0”となり、トランジスタ15をOFFする。コ
ンパレータ21の出力が論理“0”となつたこと
により(−)端子の電圧は再度V3となり、コン
デンサ25のデイスチヤージにより(+)端子が
V3となるまでトランジスタ15をOFFし続け
る。従つて電源電圧の変動に従つてマグネツトコ
イル吸引保持のパルス巾も自動的に変化する。以
上がスイツチングパルス発生回路35の動作であ
り、入力パルスが無くなるまでコンパレータ21
の(+)端子が第6図のkのV2←→V3間で発振し
続ける。前記(1)、(2)、(3)式の関係により、マグネ
ツトコイル16は第6図の電流波形lのi2←→i3
でスイツチング駆動され、マグネツトコイル16
はi2、i3間の定電流にて吸引状態を保持する。
尚、電源電圧V1が高くなると第6図の破線で示
されるごとく、吸引パルス発生回路34の出力パ
ルス幅が短かくなり、マグネツトコイル16の吸
引時の通電時間が短かくなる。逆に電源電圧V1
が低くなると吸引パルス発生回路34の出力パル
スが長くなり、マグネツトコイル16の吸引時の
通電時間が長くなる。このようにして、マグネツ
トコイル16に印加されるエネルギーは電源電圧
V1にほぼ無関係に一定値が加えられる。
In other words, the current i flowing through the magnet coil 16
Transistor 15 continues to be turned on until V 2 /R 22 . Next, the (+) terminal of comparator 21
When V 2 is reached, the output of the comparator 21 becomes logic "0", turning off the transistor 15. The above is the operation during the logic "1" section of the voltage waveform J, and then the logic "0" and "1" of the current waveform j are repeated again. Furthermore, when the (+) terminal of the comparator 21 reaches V2 , the output of the comparator 21 becomes logic "0", turning off the transistor 15. As the output of the comparator 21 becomes logic "0", the voltage at the (-) terminal becomes V 3 again, and due to the discharge of the capacitor 25, the (+) terminal becomes
Continue to turn off the transistor 15 until the voltage reaches V3 . Therefore, the pulse width for attracting and holding the magnetic coil automatically changes as the power supply voltage changes. The above is the operation of the switching pulse generation circuit 35, and the comparator 21 is operated until there is no input pulse.
The (+) terminal of continues to oscillate between V 2 ←→V 3 of k in Figure 6. According to the relationships of equations (1), (2), and (3) above, the magnet coil 16 is driven by switching between i 2 ← → i 3 of the current waveform l in FIG.
maintains the attraction state with a constant current between i 2 and i 3 .
Incidentally, as the power supply voltage V1 increases, as shown by the broken line in FIG. 6, the output pulse width of the attraction pulse generation circuit 34 becomes shorter, and the energization time of the magnet coil 16 during attraction becomes shorter. Conversely, the supply voltage V 1
As the value becomes lower, the output pulse of the attraction pulse generation circuit 34 becomes longer, and the energization time of the magnet coil 16 during attraction becomes longer. In this way, the energy applied to the magnet coil 16 is equal to or less than the power supply voltage.
A constant value is added almost independently of V 1 .

以上のように本考案を実施することにより、マ
グネツトコイルに印加される電源電圧の変動にほ
とんど無関係にマグネツトコイルを吸引保持でき
ると共に、マグネツトコイルで消費するむだなエ
ネルギーを皆無とし、マグネツトコイルの発熱も
おさえることができ、マグネツトコイルの通電間
隔が短かくできる。また従来のような電流制限用
の負荷抵抗がない為、これで消費される電力が無
くなることも加わつて、低消費電力でマグネツト
コイルを駆動できる。したがつて効率のよいマグ
ネツトコイルの電流値切換駆動となる。
By implementing the present invention as described above, the magnet coil can be attracted and held almost independently of fluctuations in the power supply voltage applied to the magnet coil, and the wasted energy consumed by the magnet coil is completely eliminated. The heat generation of the magnet coil can also be suppressed, and the energization interval of the magnet coil can be shortened. In addition, since there is no load resistor for current limiting as in the conventional case, there is no power consumption, and the magnet coil can be driven with low power consumption. Therefore, the current value switching drive of the magnet coil becomes efficient.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のマグネツトコイルの電流値切換
駆動回路、第2図は第1図による駆動回路の電流
波形、第3図は従来のマグネツトコイルの電流値
切換駆動回路の他の一例、第4図は第3図による
駆動回路の電流波形、第5図は本考案による電流
値切換駆動回路の一例、第6図は本考案による電
流値切換駆動回路の各部の電圧および電流波形。 6,13,23……ダイオード、8……入力端
子、15……トランジスタ、16……マグネツト
コイル、17……オープンコレクタバツフア、1
8,21……コンパレータ、19……ORゲー
ト、20……ANDゲート、22,26,27…
…抵抗、34……吸引パルス発生回路、35……
スイツチングパルス発生回路。
FIG. 1 shows a conventional magnetic coil current value switching drive circuit, FIG. 2 shows a current waveform of the drive circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows another example of a conventional magnet coil current value switching drive circuit. 4 shows a current waveform of the drive circuit according to FIG. 3, FIG. 5 shows an example of the current value switching drive circuit according to the present invention, and FIG. 6 shows voltage and current waveforms at various parts of the current value switching drive circuit according to the present invention. 6, 13, 23...Diode, 8...Input terminal, 15...Transistor, 16...Magnetic coil, 17...Open collector buffer, 1
8, 21... Comparator, 19... OR gate, 20... AND gate, 22, 26, 27...
...Resistor, 34... Suction pulse generation circuit, 35...
Switching pulse generation circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 マグネツトコイルの吸引時間に対応した時間間
隔のマグネツトコイル駆動指令信号により前記マ
グネツトコイルの吸引がおこなわれるマグネツト
コイル駆動回路において、 電源端子間に前記マグネツトコイル駆動回路
が、 前記マグネツトコイル及び前記マグネツトコイ
ル駆動スイツチが直列接続されたマグネツトコイ
ル部、 コンパレータの一方の入力部に第一の基準電圧
を、他方の入力部に前記一方の電源端子間に抵
抗、他方の電源端子間にコンデンサを接続し前記
マグネツトコイル駆動指令信号を入力するマグネ
ツトコイル吸引パルス発生回路。 前記マグネツトコイル部と前記他方の電源端子
間に接続されたマグネツトコイル駆動電流検出手
段、該電流検出手段の出力信号を積分する積分回
路、前記積分回路の積分出力を第2の基準電圧と
比較し一定の積分値に達する毎に前記積分回路を
リセツト及びセツトし前記積分回路の積分時間に
対応させてスイツチングパルスを発生するスイツ
チングパルス発生回路、 よりなり、 前記マグネツトコイル吸引パルス発生回路と前
記スイツチングパルス発生回路の出力の論理和を
とると共に前記マグネツトコイル駆動指令信号と
の論理積をとり、該ゲート信号を前記マグネツト
コイル駆動スイツチの制御部に入力することを特
徴とするマグネツトコイル駆動回路。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] In a magnet coil drive circuit in which the magnet coil is attracted by a magnet coil drive command signal having a time interval corresponding to the attraction time of the magnet coil, The coil drive circuit includes a magnet coil section in which the magnet coil and the magnet coil drive switch are connected in series, a first reference voltage to one input part of the comparator, and a first reference voltage to the other input part of the comparator. A magnetic coil attraction pulse generating circuit which connects a resistor between the two and a capacitor between the other power supply terminal and inputs the magnetic coil drive command signal. a magnetic coil drive current detection means connected between the magnet coil section and the other power supply terminal; an integration circuit that integrates an output signal of the current detection means; and an integral output of the integration circuit as a second reference voltage. a switching pulse generation circuit that resets and sets the integration circuit each time a certain integral value is reached through comparison, and generates a switching pulse in correspondence with the integration time of the integration circuit; It is characterized in that the output of the circuit and the switching pulse generation circuit are logically summed, and the output of the magnetic coil drive command signal is logically ANDed, and the gate signal is inputted to the control section of the magnetic coil drive switch. Magnet coil drive circuit.
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JPS5646218U (en) 1981-04-24

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