JP2004343426A - Dither current control circuit for solenoid - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドのディザー電流制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
誘導性負荷に供給する電流を制御する半導体スイッチの電流検出回路として、例えば、特許第2776980号公報に、誘導性負荷に流れる電流に比例した電圧を検出するサンプルホールド回路を設け、サンプルホールド回路のコンデンサに保持された電圧を発振器を用いて放電させることが記載されている。
【0003】
ソレノイドの駆動回路としては、図8に示すようなハーフブリッジ回路が知られている。
図8のハーフブリッジ回路は、ソレノイド11に供給する電流を制御するMOSトランジスタ12と、MOSトランジスタ12がオフのとき、ソレノイド11のコイルに蓄えられたエネルギーを放出させるためのMOSトランジスタ13と、MOSトランジスタ12,13をオン、オフさせるドライバー14と、ソレノイド11に流れる電流を検出するための電流検出抵抗15と、電流検出抵抗15の両端の電圧を保持するためのコンデンサ16及び抵抗17と、ドライバー14への制御信号の出力及びコンデンサ16の電圧の検出を行うCPU18とからなる。
【0004】
上記のハーフブリッジ回路によれば、電流検出抵抗15の両端の電圧をコンデンサ16にホールドし、その電圧からソレノイド11に流れる電流を算出することでソレノイド11の電流を適正に制御することができる。
しかしながら、上記のハーフブリッジ回路は、ソレノイド11の電流を制御するための大電流用のMOSトランジスタを2個使用する必要があるので部品コストが高くなる。
【0005】
そこで、図9に示すように1個のMOSトランジスタ21と、ソレノイド11と並列に接続されたダイオード24と、ドライバー22と、ドライバー22へ制御信号を出力するCPU23とからなる回路が提案されている。この回路は、MOSトランジスタの使用個数は1個ですむが、ソレノイド11に流れる電流を検出することができないという問題点がある。
【0006】
ソレノイド11の電流制御では、ソレノイド11の応答時間を短くするために脈流電流をソレノイド11に供給するディザー電流制御が行われいる。図10は、ディザー電流制御回路の一例を示している。
図10のディザー電流制御回路は、ソレノイド11と、ソレノイド11の電流を制御するMOSトランジスタ31と、電流検出抵抗32と、電流検出抵抗32の両端の電圧をコンデンサ34にホールドさせるためのMOSトランジスタ33と、ソレノイド11と並列に接続されたダイオード35と、MOSトランジスタ31及び33に制御信号を供給するANDゲート36と、コンデンサ34の電圧を検出してソレノイド11に流れる電流を制御する制御信号を出力するCPU37とからなる。
【0007】
CPU37は、ディザー電流制御を行うための100Hzの信号aと、10kHzの信号bとをANDゲート36に出力する。ANDゲート36の出力端子からは、両者の論理積を取った信号cがMOSトランジスタ31及び33のゲートに出力される。この信号cによりMOSトランジスタ31及び33がオン、オフされ、ソレノイド11に100Hzの周期で脈動する電流が供給されディザー電流制御が行われる。
【0008】
図11は、CPU37から出力される制御信号a〜cの波形図であり、図12は、ソレノイド11に流れる電流と、コンデンサ34の電圧を示す波形図である。
信号aは100Hzの信号であり、信号bは10kHzの信号である。図11の縦軸は電圧V、横軸はm secondを表している。
【0009】
100Hzの信号aがオン(ハイレベル)の期間は、ANDゲート36から10kHzの信号bが信号cとしてそのまま出力され、100Hzの信号がオフ(ローレベル)の期間は信号cはローレベルのままとなる。
次に、図10の回路の動作を、図12の波形図を参照して説明する。100Hzの信号aのオン期間は、信号bのオン幅とソレノイド11のインダクタンスの値に応じた時定数でソレノイドの電流が増加し、電流検出抵抗32の両端にソレノイド11に流れる電流に比例した電圧が発生する。
【0010】
従って、ソレノイド11の電流とコンデンサ34の電圧は、図12に示すように一定の傾きで増加する。図12の電流波形及び電圧波形のギザギザは10kHzの周波数でのスイッチングによるものである。
CPU37は、コンデンサ34の電圧値からソレノイド11に流れる電流を算出し、算出した電流値に基づいてANDゲート36に出力する10kHzの信号bのオン幅を変化させてソレノイド11に流れる電流を制御する。
【0011】
100Hzの信号がローレベルの期間は、ANDゲート36から出力される制御信号cはローレベルのままとなるので、ソレノイド11には電流が供給されない。このとき、ソレノイド11のコイルに蓄えられた電流はダイオード35を通って徐々に放出され、ソレノイド11に流れる電流が減少する。しかしながら、このとき、MOSトランジスタ33がオフしているので、コンデンサ34の電圧は放電されず一定値を保っている。
【0012】
【特許文献1】
特許第2776980号公報(3頁、図1)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述したディザー電流制御回路では、MOSトランジスタ31,33がオフされ、ソレノイド11に流れる電流が減少しているときにも、コンデンサ34の電圧が変化せず、コンデンサ34の電圧から算出される電流値がソレノイド11を流れる電流値と一致しなくなるという問題点があった。
【0014】
また、上述したディザー電流制御回路では、通常、ソレノイド11に過電流が流れることを防止するための保護回路として過電流検出回路などが設けられ、ソレノイド11に流れる電流の電流値がある閾値を超えると、ソレノイド11に流れる電流を停止させることを行っている。このように過電流検出回路などの保護回路が設けられるディザー電流制御回路では、ソレノイド11に正常に電流が供給されているにもかかわらず、何らかの影響によりソレノイド11に流れる電流の最大値が閾値を超え、過電流検出回路が誤検出しないようにするため、その閾値をある程度高く設定する必要がある。そのため、過電流検出回路をある程度高い電圧にも耐えられる高価な素子で構成する必要があり、結果的に回路全体のコストが高くなるという問題があった。
【0015】
そこで、本発明では、上記問題点を考慮し、ディザー電流制御を行う場合に、安価で、且つ、簡単な構成の回路で、ソレノイドに流れる電流を正確に検出することが可能なディザー電流制御回路を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のディザー電流制御回路は、ソレノイドに供給する電流を制御する半導体素子と、ソレノイドに脈流電流を供給するための第1の信号と、該第1の信号より高い周波数で、ソレノイドに供給する電流を制御するための第2の信号と、前記第1の信号より高い周波数で、前記第2の信号より狭いオン幅を有する第3の信号とを生成する信号生成回路と、前記第1の信号の第1の期間は、前記第2の信号を前記半導体素子に供給し、前記第1の信号の第2の期間は、前記第3の信号を前記半導体素子に供給して前記半導体素子をオン、オフ制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第2の信号のduty及び前記第3の信号のdutyを可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の波形の振幅値を制御し、前記第1の信号のduty及び前記第2の信号のdutyと前記第3の信号のdutyとの合計値を可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の平均値を制御することを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、ディザー電流制御を行うための第1の信号の第2の期間も第3の信号により半導体素子をオン、オフさせてソレノイドに通常動作時に比べて少ない電流を流すことで、ソレノイドに流れる電流を正確に検出することが可能となる。
【0018】
また、この発明によれば、ソレノイドの電流波形の振幅値及び電流平均値を制御することができるので、ソレノイドの電流波形の平均値を一定に保ったまま、ソレノイドの最大電流値を小さくすることができる。これより、ソレノイドの性能を維持したまま、過電流検出回路の閾値を下げることができるので、過電流検出回路に流れる最大電流が小さくなるため、過電流検出回路を安価な素子で構成することが可能となり、その分コストを下げることが可能となる。
【0019】
また、本発明のソレノイドのディザー電流制御回路は、ソレノイドに供給する電流を制御する第1の半導体素子と、ソレノイドに流れる電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗の高電位側に一端が接続され、他端がコンデンサに接続された第2の半導体素子と、ソレノイドに脈流電流を供給するための第1の信号と、該第1の信号より高い周波数で、ソレノイドに供給する電流を制御するための第2の信号と、前記第1の信号より高い周波数で、前記第2の信号より狭いオン幅を有する第3の信号とを生成する信号生成回路と、前記第1の信号の第1の期間は、前記第2の信号を前記第1及び第2の半導体素子に供給し、前記第1の信号の第2の期間は、前記第3の信号を前記第1及び第2の半導体素子に供給して前記第1及び第2の半導体素子をオン、オフ制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第2の信号のduty及び前記第3の信号のdutyを可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の波形の振幅値を制御し、前記第1の信号のduty及び前記第2の信号のdutyと前記第3の信号のdutyとの合計値を可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の平均値を制御することを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、ディザー電流制御を行うための第1の信号の第2の期間もソレノイドに電流を流すことで、電流検出抵抗によりソレノイドの電流を検出することができる。
上記の発明において、前記制御回路は、前記第1の信号と第3の信号の論理和を出力するOR回路と、該OR回路の出力信号と前記第2の信号との論理積を出力するAND回路とからなる。
【0021】
このように構成することで、OR回路とAND回路を用いることでソレノイドの電流を検出することができる。
上記の発明において、前記第2の信号と第3の信号は同一の周波数の信号である。
【0022】
このように構成することで、信号生成回路は、第1の信号と第2の信号の2種類の周波数の信号を生成すればよい。
上記の発明において、前記第1の期間は前記第1の信号のオン期間であり、前記第2の期間は前記第1の信号のオフ期間である。
【0023】
例えば、請求項1の第1の信号は100Hzの信号aに、第2の信号は10kHzの信号bに、第3の信号は10kHzで、第2の信号よりオン幅の狭い信号dに対応する。また、半導体素子は、MOSトランジスタ42に対応し、信号生成回路及び制御回路はCPU49に対応する。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態のフォークリフトの昇降装置に用いられるソレノイド41のディザー電流制御回路の回路図である。
【0025】
図1のディザー電流制御回路は、ソレノイド41と、ソレノイド41に流れる電流を制御するMOSトランジスタ42と、電流検出抵抗43と、ソースが電流検出抵抗43の高電位側に接続され、ドレインがコンデンサ45に接続され、電流検出抵抗43の両端の電圧をコンデンサ45にホールドさせるためのMOSトランジスタ44と、ソレノイド41と並列に接続され、カソード側が電源に接続されたダイオード46と、MOSトランジスタ42及び44のゲートに制御信号を供給するANDゲート47と、ANDゲート47に制御信号を出力するORゲート48と、MOSトランジスタ42及び44を制御する制御信号a,b,dを出力するCPU49とからなる。
【0026】
CPU49は、ソレノイド41に流れる電流を制御するための10kHzの信号bをANDゲート47に出力すると共に、ディザー電流制御を行うための100Hzの信号aと、10kHzで、信号bより狭いオン幅の信号dをORゲート48に出力する。
【0027】
ORゲート48は、信号aと信号dの論理和をとり、その結果の信号eをANDゲート47に出力する。ANDゲート47は、ORゲート48から出力される信号eと、CPU49から出力される信号bとの論理積をとり、その結果の信号fをMOSトランジスタ42及び44のゲートに出力する。
【0028】
CPU49は、コンデンサ45の電圧値からソレノイド11に流れる電流を算出し、算出した電流値に応じてANDゲート47に出力する10kHzの信号bのオン幅を変化させてソレノイド41に流れる電流を制御する。
図2は、CPU49から出力される制御信号a,b,dと、ORゲート48から出力される信号e及びANDゲート47から出力される信号fの波形図である。
【0029】
ORゲート48からは、信号aと信号dの論理和をとった信号e、すなわち、100Hzの信号aがハイレベルの期間はハイレベルとなり、信号aがローレベルの期間は、信号bよりオン幅の狭い10kHzの信号eが出力される。
ANDゲート47からは、信号eと信号bの論理積を取った信号fが出力される。信号fは、100Hzの信号aがハイレベルの期間は、ソレノイド41に流れる電流を制御するためのPWM(パルス幅変調)された10kHzの信号bが出力され、100Hzの信号aがローレベルの期間は、信号bよりオン幅の狭い10kHzの信号dが出力される。
【0030】
図3は、ソレノイド41に流れる電流と、コンデンサ45の電圧の波形図である。
100Hzの信号aのオン期間(ハイレベルの期間)は、ANDゲート47の出力信号fとして10kHzの信号bが出力される。この信号bによりMOSトランジスタ42及び44のPWM制御が行われ、信号bのオン幅と、ソレノイド41のインダクタンスの値に応じた時定数でソレノイド41の電流が増加する。このとき、電流検出抵抗43の両端にソレノイド41に流れる電流に比例した電圧が発生する。この電流検出抵抗43の両端の電圧はコンデンサ45にホールドされ、その電圧に応じてCPU49によりソレノイド41に流れる電流が制御される。
【0031】
従って、100Hzの信号aのオン期間は、図3の波形図に示すように、ソレノイド41の電流波形と、コンデンサ45の電圧波形はほぼ同じ傾きで増加する。
100Hzの信号のオフ期間(ローレベルの期間)は、ANDゲート47の出力信号fは、信号bよりオン幅の狭い10kHzの信号dが出力される。この信号dによりMOSトランジスタ42及び44がオン、オフされる。
【0032】
信号dのオン幅はソレノイド41にわずかに電流が流れる程度の値に設定してあるので、図3に示すように、ソレノイド41の電流波形と、コンデンサ45の電圧波形は、信号dのオン幅と、ソレノイド41のインダクタンスの値とにより決まる傾きで減少する。
【0033】
図1のダイオード46は、100Hzの信号のオン、オフに関わらず、図2の信号fのオフ期間にソレノイド41のエネルギーを放出する。100Hzの信号のオン期間は、10kHzの信号のオン期間が長いためソレノイド41のエネルギーを少し放出しながらも電源からのエネルギーが多く徐々に電流が増えていく。100Hzの信号のオフ期間は、10kHzの信号のオフ期間が長いため、ソレノイド41のエネルギーを放出する時間が長く、徐々に電流が減っていく。そのため100Hzの電流波形に10kHzのギザギザがのっている。
【0034】
すなわち、100Hzの信号aのオフ期間は、オン期間に供給する10kHzの信号bよりオン幅の狭い信号dをMOSトランジスタ42に供給してソレノイド41に微少電流を流しておくことで、電流検出抵抗43の両端にソレノイド41の電流に比例した電圧を発生させることができる。また、同時にMOSトランジスタ44のゲートに同じ信号dを供給することで、ソレノイド41に流れる電流に比例した電圧をコンデンサ45の電圧として保持することができるので、CPU49は、コンデンサ45の電圧からソレノイド41の電流を正確に算出することができる。
【0035】
上述した実施の形態によれば、ディザー電流制御を行うための100Hzの信号のオフ期間もソレノイド41にわずかに電流を流すことでソレノイド41に流れる電流をコンデンサ45にホールドし、そのコンデンサ45の電圧からソレノイド41に流れる電流を正確に算出することができる。これにより、コンデンサ45の放電回路等を設ける必要がなくなり、簡単な回路でソレノイド41の電流を正確に検出することが可能となる。
【0036】
次に、ソレノイド41に流れる電流の制御について説明する。
図4は、ソレノイド41に流れる電流を制御する際のCPU49の動作を説明するためのフローチャートである。
CPU49は、初期設定処理の後、電源電圧V(この電源電圧Vはソレノイド41以外の駆動装置により変動する)、指令電流値(予め決められるソレノイド41に流れる電流の所望な平均値)、及びコンデンサ45より検出される電圧値(この電圧値はソレノイド41の種類や温度変化に応じた抵抗値の変化により変動する)に基づいて、信号a、b、及びdのそれぞれのdutyを決定していく。
【0037】
まず、ステップS1において、CPU49は、信号bのdutyと信号dのdutyの合計値を電源電圧Vに基づいて算出する。ここで、例えば、電源電圧Vを15V相当の電圧に変換する場合で、且つ、検出された電源電圧Vが48Vの場合、信号bのdutyと信号dのdutyの合計値は、(15V/48V)×100≒31%と算出される。
【0038】
次に、ステップS2おいて、CPU49は、指令電流値とコンデンサ45より検出される電圧値に応じた実測電流値とに基づいて、信号bのdutyと信号dのdutyとの比を算出する。
ここで、図5は、図2における信号bのduty及び信号dのdutyとの比を可変した際のCPU49から出力される信号a,b,dと、ORゲート48から出力される信号e及びANDゲート47から出力される信号fの波形図である。また、図6は、図2のディザー電流制御において、ある程度時間が経過し電流波形が安定した状態のソレノイド41の電流波形図である。また、図7は、図5の信号fにより制御されるソレノイド41に流れる電流の波形を示す図である。なお、図7に示す電流波形は、ある程度時間が経過し電流波形が安定した状態とする。
【0039】
例えば、指令電流値が実測電流値よりも大きい場合、実測電流値を指令電流値に近づけるため、信号dのdutyを大きくする(例えば、図2の信号dのdutyを5%、図5の信号dのdutyを10%とする)。それに伴い、信号bのdutyを小さくする(例えば、図2の信号bのdutyを26%、図5の信号bのdutyを21%とする。このとき、図2及び図5のどちらの場合も信号bのdutyと信号dのdutyとの合計値を31%とする)。これより、ソレノイド41に流れる電流が増加する際の電流波形の傾きが小さくなると共に、ソレノイド41に流れる電流が減少する際の電流波形の傾きが小さくなる。従って、ソレノイド41の電流波形の振幅を小さくすることが可能となる。
【0040】
次に、ステップS3において、CPU49は、コンデンサ45より検出した電圧値に基づいて信号aのdutyを算出する。ここで、例えば、コンデンサ45の電圧値に基づいて算出されるソレノイド41の抵抗値が10Ω及び指令電流値が1Aの場合で、且つ、信号b及び信号dで変換される電源電圧Vが15Vの場合、ソレノイド41に印加される目標の電圧値は10Vとなり、信号aのdutyは、(10V/15V)×100≒67%と算出される。
【0041】
そして、ステップS4において、CPU49は、ステップS2及びS3で算出された信号a、b、及びdをANDゲート47及びORゲート48に出力する。
このように、ソレノイド41に流れる電流の平均値は、信号bのdutyと信号dのdutyとの合計及び信号aのdutyを可変させることにより制御することができる。また、ソレノイド41に流れる電流の波形の振幅値(ソレノイド41に流れる電流の最大値)は、信号bのdutyと信号dのdutyとの比を可変させることにより制御することができる。すなわち、図6及び図7に示すように、ソレノイド41に流れる電流を一定にしたまま、電流波形の振幅値を小さくすることができる。
【0042】
これより、ソレノイド41に過電流検出回路を設ける場合において、ソレノイド41に流れる電流値の平均値を下げることなく、ソレノイド41に流れる電流の最大値を下げることができ、ソレノイドの性能を維持したまま、過電流検出回路の閾値を下げることができるので、過電流検出回路に流れる最大電流が小さくなるため、過電流検出回路の一部となる電流検出抵抗43と、電流を制御するMOSトランジスタ42と、ダイオード46と、も安価な素子で構成することが可能となり、その分コストを下げることが可能となる。
【0043】
本発明は、上記の実施の形態に限らず以下のように構成することもできる。
(他の実施の形態)
(a)上記実施の形態では、信号aのオン期間にMOSトランジスタ42及び44を制御する信号bと、信号aのオフ期間に制御する信号dを同じ周波数の信号を用いたが、異なる周波数であってもよい。
(b)ディザー電流制御回路は、実施の形態に述べた電流検出抵抗43、コンデンサ45、ORゲート48等からなる回路に限らず、他の構成の回路を用いてもよい。
(c)ソレノイド41の電流を制御する半導体素子はMOSトランジスタに限らず、バイポーラトランジスタ、GTO等の他の半導体スイッチ素子でもよい。
(d)本発明はフォークリフトの昇降装置に用いられるソレノイド41に限らず、他の装置に用いられるソレノイドの制御回路にも適用できる。
(e)上記実施の形態では、信号aを100kHzとし、信号b及び信号dを10kHzとしたが、ソレノイド41のインダクタンスに応じて、信号a、b、及びdの周波数を変更してもよい。
(f)上記実施形態では、ディザー電流制御に適用したが、ソレノイド41に流れる電流の波形の振幅を小さくすることにより、ディザー電流制御する必要のないON/OFFの制御信号で駆動するソレノイド電磁弁にも適用できる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体素子を常にオン、オフさせソレノイドにわずかに電流を流しておくことで、簡単な回路でソレノイドの電流を検出することができる。
また、ソレノイドに流れる電流値の平均値をさげることなく、ソレノイドに流れる電流値の最大値を下げることができるので、ソレノイドの性能を維持したまま、過電流検出回路の閾値を下げることができるので、過電流検出回路に流れる最大電流が小さくなるため、過電流検出回路を安価な素子で構成することが可能となり、その分コストを下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態のディザー電流制御回路の回路図である。
【図2】制御信号の波形図である。
【図3】ソレノイドの電流とコンデンサの電圧の波形図である。
【図4】CPUの動作を説明するフローチャートである。
【図5】制御信号の波形図である。
【図6】ソレノイドの電流の波形図である。
【図7】ソレノイドの電流の波形図である。
【図8】ハーフブリッジ型の回路の回路図である。
【図9】1個のMOSトランジスタを用いた電流制御回路の回路図である。
【図10】従来のディザー電流制御回路の回路図である。
【図11】制御信号の波形図である。
【図12】ソレノイドの電流とコンデンサの電圧の波形図である。
【符号の説明】
41 ソレノイド
42、44 MOSトランジスタ
43 電流検出抵抗
45 コンデンサ
47 ANDゲート
48 ORゲート
49 CPU[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dither current control circuit for a solenoid.
[0002]
[Prior art]
As a current detection circuit of a semiconductor switch that controls a current supplied to an inductive load, for example, Japanese Patent No. 2776980 discloses a sample / hold circuit that detects a voltage proportional to a current flowing through an inductive load. It describes that a voltage held in a capacitor is discharged using an oscillator.
[0003]
As a solenoid drive circuit, a half bridge circuit as shown in FIG. 8 is known.
8 includes a
[0004]
According to the half-bridge circuit described above, the voltage at both ends of the
However, the half-bridge circuit described above requires the use of two large-current MOS transistors for controlling the current of the
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 9, a circuit comprising one
[0006]
In the current control of the
The dither current control circuit shown in FIG. 10 includes a
[0007]
The
[0008]
FIG. 11 is a waveform diagram of the control signals a to c output from the
The signal a is a 100 Hz signal, and the signal b is a 10 kHz signal. In FIG. 11, the vertical axis represents the voltage V, and the horizontal axis represents m second.
[0009]
While the signal a of 100 Hz is on (high level), the signal b of 10 kHz is output as it is from the
Next, the operation of the circuit of FIG. 10 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. During the ON period of the signal a at 100 Hz, the current of the solenoid increases with a time constant corresponding to the ON width of the signal b and the value of the inductance of the
[0010]
Therefore, the current of the
The
[0011]
While the 100 Hz signal is at the low level, the control signal c output from the
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2776980 (3 pages, FIG. 1)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the dither current control circuit described above, even when the
[0014]
In the dither current control circuit described above, an overcurrent detection circuit or the like is usually provided as a protection circuit for preventing an overcurrent from flowing through the
[0015]
Therefore, in the present invention, a dither current control circuit capable of accurately detecting a current flowing through a solenoid with a low-cost and simple circuit when performing dither current control in consideration of the above problem. The purpose is to provide.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
That is, the dither current control circuit of the present invention includes a semiconductor element for controlling a current supplied to a solenoid, a first signal for supplying a pulsating current to the solenoid, and a solenoid having a higher frequency than the first signal. A signal generating circuit for generating a second signal for controlling a current supplied to the first signal and a third signal having a higher ON frequency than the first signal and a narrower ON width than the second signal; During a first period of a first signal, the second signal is supplied to the semiconductor element, and during a second period of the first signal, the third signal is supplied to the semiconductor element. A control circuit for controlling on / off of the semiconductor element, wherein the control circuit varies the duty of the second signal and the duty of the third signal, so that an amplitude value of a waveform of a current flowing through the solenoid is provided. Control the said By varying the sum of the duty of the first signal of duty and said the duty of the second signal a third signal, and controlling the average value of the current flowing through the solenoid.
[0017]
According to this invention, the second period of the first signal for performing the dither current control also turns on and off the semiconductor element by the third signal, so that a smaller amount of current flows through the solenoid than in the normal operation. It is possible to accurately detect the current flowing through the solenoid.
[0018]
Further, according to the present invention, the amplitude value and the current average value of the current waveform of the solenoid can be controlled, so that the maximum current value of the solenoid is reduced while the average value of the current waveform of the solenoid is kept constant. Can be. As a result, the threshold value of the overcurrent detection circuit can be lowered while maintaining the performance of the solenoid, so that the maximum current flowing in the overcurrent detection circuit is reduced, so that the overcurrent detection circuit can be configured with inexpensive elements. It becomes possible, and the cost can be reduced accordingly.
[0019]
Further, a dither current control circuit for a solenoid according to the present invention includes a first semiconductor element for controlling a current supplied to the solenoid, a current detection resistor for detecting a current flowing to the solenoid, and one end connected to a high potential side of the current detection resistor. Is connected, the other end is connected to a capacitor, a first signal for supplying a pulsating current to the solenoid, and a current supplied to the solenoid at a higher frequency than the first signal. A signal generating circuit for generating a second signal for controlling the first signal, a third signal having a higher ON frequency than the first signal, and having a smaller ON width than the second signal, and the first signal During the first period, the second signal is supplied to the first and second semiconductor elements. During the second period of the first signal, the third signal is supplied to the first and second semiconductor elements. To the first and second semiconductor elements. And a control circuit that controls on and off of the semiconductor element of (a), wherein the control circuit varies the duty of the second signal and the duty of the third signal, thereby controlling the amplitude of the waveform of the current flowing through the solenoid. Controlling the average value of the current flowing through the solenoid by controlling the sum of the duty of the first signal, the duty of the second signal, and the duty of the third signal. It is characterized by.
[0020]
According to the present invention, the current flows through the solenoid also during the second period of the first signal for performing the dither current control, so that the current of the solenoid can be detected by the current detection resistor.
In the above invention, the control circuit includes an OR circuit that outputs a logical sum of the first signal and the third signal, and an AND that outputs a logical product of an output signal of the OR circuit and the second signal. And a circuit.
[0021]
With this configuration, the current of the solenoid can be detected by using the OR circuit and the AND circuit.
In the above invention, the second signal and the third signal are signals having the same frequency.
[0022]
With this configuration, the signal generation circuit only needs to generate signals of two kinds of frequencies, the first signal and the second signal.
In the above invention, the first period is an ON period of the first signal, and the second period is an OFF period of the first signal.
[0023]
For example, the first signal of
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of a dither current control circuit of a
[0025]
The dither current control circuit shown in FIG. 1 includes a
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
FIG. 2 is a waveform diagram of the control signals a, b, and d output from the
[0029]
From the
The AND
[0030]
FIG. 3 is a waveform diagram of a current flowing through the
During the ON period (high-level period) of the signal a of 100 Hz, a signal b of 10 kHz is output as the output signal f of the AND
[0031]
Accordingly, during the ON period of the signal a of 100 Hz, the current waveform of the
During the off period (low-level period) of the 100 Hz signal, the output signal f of the AND
[0032]
Since the ON width of the signal d is set to such a value that a small amount of current flows through the
[0033]
The
[0034]
That is, in the off period of the signal a of 100 Hz, the signal d having a narrower ON width than the signal b of 10 kHz supplied in the ON period is supplied to the
[0035]
According to the above-described embodiment, the current flowing through the
[0036]
Next, control of the current flowing through the
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the
After the initial setting process, the
[0037]
First, in step S1, the
[0038]
Next, in step S2, the
Here, FIG. 5 shows the signals a, b, and d output from the
[0039]
For example, when the command current value is larger than the measured current value, the duty of the signal d is increased to make the measured current value closer to the command current value (for example, the duty of the signal d in FIG. d is 10%). Accordingly, the duty of the signal b is reduced (for example, the duty of the signal b in FIG. 2 is set to 26%, and the duty of the signal b in FIG. 5 is set to 21%. At this time, in both cases of FIGS. 2 and 5) The total value of the duty of the signal b and the duty of the signal d is 31%). Thus, the slope of the current waveform when the current flowing through the
[0040]
Next, in step S3, the
[0041]
Then, in step S4, the
As described above, the average value of the current flowing through the
[0042]
Accordingly, when the overcurrent detection circuit is provided in the
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiment, but may be configured as follows.
(Other embodiments)
(A) In the above embodiment, the signal b for controlling the
(B) The dither current control circuit is not limited to the circuit including the
(C) The semiconductor element for controlling the current of the
(D) The present invention is not limited to the
(E) In the above embodiment, the signal a is set to 100 kHz, and the signal b and the signal d are set to 10 kHz. However, the frequencies of the signals a, b, and d may be changed according to the inductance of the
(F) In the above embodiment, the present invention is applied to the dither current control. However, by reducing the amplitude of the waveform of the current flowing through the
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the current of the solenoid can be detected by a simple circuit by constantly turning on and off the semiconductor element and slightly flowing the current to the solenoid.
Also, since the maximum value of the current flowing through the solenoid can be reduced without lowering the average value of the current flowing through the solenoid, the threshold value of the overcurrent detection circuit can be reduced while maintaining the performance of the solenoid. Since the maximum current flowing in the overcurrent detection circuit is reduced, the overcurrent detection circuit can be configured with inexpensive elements, and the cost can be reduced accordingly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a dither current control circuit according to an embodiment.
FIG. 2 is a waveform diagram of a control signal.
FIG. 3 is a waveform diagram of a solenoid current and a capacitor voltage.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a CPU.
FIG. 5 is a waveform diagram of a control signal.
FIG. 6 is a waveform diagram of a current of a solenoid.
FIG. 7 is a waveform diagram of a current of a solenoid.
FIG. 8 is a circuit diagram of a half-bridge type circuit.
FIG. 9 is a circuit diagram of a current control circuit using one MOS transistor.
FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional dither current control circuit.
FIG. 11 is a waveform diagram of a control signal.
FIG. 12 is a waveform diagram of a solenoid current and a capacitor voltage.
[Explanation of symbols]
41
Claims (5)
ソレノイドに脈流電流を供給するための第1の信号と、該第1の信号より高い周波数で、ソレノイドに供給する電流を制御するための第2の信号と、前記第1の信号より高い周波数で、前記第2の信号より狭いオン幅を有する第3の信号とを生成する信号生成回路と、
前記第1の信号の第1の期間は、前記第2の信号を前記半導体素子に供給し、前記第1の信号の第2の期間は、前記第3の信号を前記半導体素子に供給して前記半導体素子をオン、オフ制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記第2の信号のduty及び前記第3の信号のdutyを可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の波形の振幅値を制御し、前記第1の信号のduty及び前記第2の信号のdutyと前記第3の信号のdutyとの合計値を可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の平均値を制御することを特徴とするソレノイドのディザー電流制御回路。A semiconductor element for controlling a current supplied to the solenoid,
A first signal for supplying a pulsating current to the solenoid, a second signal for controlling the current supplied to the solenoid at a higher frequency than the first signal, and a frequency higher than the first signal; A signal generation circuit for generating a third signal having a narrower ON width than the second signal;
In the first period of the first signal, the second signal is supplied to the semiconductor element, and in the second period of the first signal, the third signal is supplied to the semiconductor element. A control circuit for controlling on / off of the semiconductor element;
With
The control circuit controls the amplitude value of the waveform of the current flowing through the solenoid by varying the duty of the second signal and the duty of the third signal, and controls the duty of the first signal and the duty of the first signal. A dither current control circuit for a solenoid, wherein an average value of a current flowing through the solenoid is controlled by varying a total value of a duty of the second signal and a duty of the third signal.
ソレノイドに流れる電流を検出する電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の高電位側に一端が接続され、他端がコンデンサに接続された第2の半導体素子と、
ソレノイドに脈流電流を供給するための第1の信号と、該第1の信号より高い周波数で、ソレノイドに供給する電流を制御するための第2の信号と、前記第1の信号より高い周波数で、前記第2の信号より狭いオン幅を有する第3の信号とを生成する信号生成回路と、
前記第1の信号の第1の期間は、前記第2の信号を前記第1及び第2の半導体素子に供給し、前記第1の信号の第2の期間は、前記第3の信号を前記第1及び第2の半導体素子に供給して前記第1及び第2の半導体素子をオン、オフ制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記第2の信号のduty及び前記第3の信号のdutyを可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の波形の振幅値を制御し、前記第1の信号のduty及び前記第2の信号のdutyと前記第3の信号のdutyとの合計値を可変することにより、前記ソレノイドに流れる電流の平均値を制御することを特徴とするソレノイドのディザー電流制御回路。A first semiconductor element for controlling a current supplied to the solenoid,
A current detection resistor for detecting a current flowing through the solenoid,
A second semiconductor element having one end connected to the high potential side of the current detection resistor and the other end connected to a capacitor;
A first signal for supplying a pulsating current to the solenoid, a second signal for controlling the current supplied to the solenoid at a higher frequency than the first signal, and a frequency higher than the first signal; A signal generation circuit for generating a third signal having a narrower ON width than the second signal;
In a first period of the first signal, the second signal is supplied to the first and second semiconductor elements, and in a second period of the first signal, the third signal is supplied to the first and second semiconductor elements. A control circuit for supplying to the first and second semiconductor elements to control on and off of the first and second semiconductor elements;
With
The control circuit controls the amplitude value of the waveform of the current flowing through the solenoid by varying the duty of the second signal and the duty of the third signal, and controls the duty of the first signal and the duty of the first signal. A dither current control circuit for a solenoid, wherein an average value of a current flowing through the solenoid is controlled by varying a total value of a duty of the second signal and a duty of the third signal.
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