电磁阀驱动电路和电磁阀的制作方法

文档序号:6899291阅读:584来源:国知局
专利名称:电磁阀驱动电路和电磁阀的制作方法
技术领域
本发明涉及电磁阀驱动电路,其中在电磁阀的螺线管线围上施加 第一电压用以驱动电磁阀之后,在螺线管线團上施加第二电压并维持
电磁阀的驱动状态;以及涉及具有这种电磁阀驱动电路的电磁阀。
背景技术
通常,在流体通路内放置电磁阀得到广泛应用;通过从电磁阀驱 动电路向电磁阀的螺线管线圏施加电压,使电磁阀吸合以打开或者关 闭流体通路。此时,在通过从电磁阀驱动电路向电磁阀的螺线管线圏 施加第一电压来驱动电磁阀之后,通过从电磁阀驱动电路向电磁阀施 加第二驱动电压来保持电磁阀的驱动状态。
近来,关于上述电磁阀,希望以低能耗维持其驱动状态。在日本 专利第3777265号中曾提出,在驱动状态得以维持的期间内,以及作 为利用开关在用于调整AC电源的电源电压的整流电路与螺线管线團 间进行导通控制的结果,螺线管线围的通电和断电被重复进行,从而 可以在低水平的功耗下维持电磁阀的驱动状态。
顺便提及,在上述日本专利第3777265号中,通过向螺线管线圏 提供经整流电路整流的电源电压,电流流经螺线管线圏。在此情况下, 作为各种因素的结果,电流趋于随时间变化,上述各种因素诸如螺线 管线圏的温度变化导致的螺线管线圏内的电阻变化,施加于螺线管线 圏上的整流电源电压(第一电压和第二电压)的波动,以及由于来自 外部而施加在电磁岡上的震动或者冲击之类。因此,在为了防止上述
在保持驱动状态所需的最小电流上叠加考虑了上述各种因素的电流。 从而,即使上述不同因素并不出现,考虑到这些因素的电流仍然流经
螺线管线圏,因此,不能促进电磁阀驱动电路和电磁阀的省电。
另外,作为流经螺线管线圏的电流大的结果,当电磁阀的驱动在
维持驱动状态后中止时,电磁阀不能在短期间内停止。
而且,在螺线管线圏的用户方面备有并利用具有不同电源电压的
多个AC电源的情况下,在制造商方面,即使对于具有打开/关闭相同 的流体通路的几乎相同能力的电磁阀驱动电路和电磁阀,由于需要针 对各种电源电压的差异分别制造电磁阀驱动电路和电磁阀,制造成本 趋于提高。
此外,由于对应于较高的电源电压情况(例如,用于200 V交流 电的AC电源情形下,最大值约为282 V)的电磁阀驱动电路和电磁 阀的电源功耗大于对应于较低的电源电压情况(例如,用于100V交 流电的AC电源情形下,的最大值约为141 V)的电磁阀驱动电路和 电磁阀的电源功耗,在装备具有较高的电源电压的AC电源的用户侧, 不能够获得电磁阀驱动电路和电磁阀的节电。
此外,在电磁阀被驱动的期间流经螺线管线圏的电流大于电磁阀 的驱动状态被维持期间流经螺线管线圏的电流。因此,电磁阀被驱动 期间的功耗大于电磁阀的驱动状态被维持期间的功耗。但是,在日本 专利第3777265号中,仅针对电磁阀的驱动状态维持期间实施了节电 措施,因此不能令人信服地说针对电磁阀和电磁阀驱动电路高效地实 现了这种节电措施。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁阀驱动电路和电磁阀,可以一举 实现功耗的减少、电磁阀驱动控制的快速响应以及成本的减少。
此外,本发明的目的在于提供一种可以高效地节电的电磁阀驱动 电路和电磁阀。
根据本发明,提供了一种电磁阀驱动电路,其中,在驱动电磁阀 的电磁阀螺线管线圏上施加第一电压之后,在螺线管线圏上施加第二 电压并维持电磁阀的驱动状态,电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、开关控制器、开关、以及电流检测器,
其中,整流电路对交流电源的电源电压进行整流,
电流检测器检测流经螺线管线圏的电流,并向开关控制器输出检 测结果作为电流检测值,
开关控制器产生第一脉冲信号和第二脉冲信号,并将第一脉沖信 号和第二脉冲信号提供给开关,其中第一脉冲信号基于预定的起动电 流值与电流检测值的比较,第二脉冲信号基于预定的保持电流值与电 流检测值的比较,
开关在被提供第一脉冲信号的期间,将整流后的电源电压作为第 一电压施加于螺线管线圏,并在被提供第二脉沖信号期间,将整流后 的电源电压作为第二电压施加于螺线管线圏。
在此,在电磁阀的驱动期间内,用于驱动构成电磁阀的可移动芯
子(插棒)以及用于驱动安装于插棒末端的阀塞(valve plug)所需的 必要励磁力(起动力),以及在维持电磁阀的驱动状态的期间内维持 (保持)插棒和阀塞处于预定的位置所需的必要励磁力(保持力)是 由将螺线管的匝数(圈数)与流经螺线管线圏的电流相乘所得到的值
(相应的励磁力-匝数x电流)。因此,假定驱动电磁阀所需的励磁 力、维持驱动状态的最小必要保持力、以及匝数分别是预先已知的, 就可以很容易地计算出对应与起动力的最优电流(起动电流值)以及 对应于保持力的最优电流(保持电流)。
此外,在从开关控制器向开关提供第一脉冲信号或第二脉冲信号 时,整流后的电源电压作为第一电压或第二电压被施加于螺线管线團, 据此从AC电源向螺线管线圏供电;这样,流经螺线管线圏的电流增 加。另一方面,在停止从开关控制器向开关提供第一脉冲信号或第二 脉冲信号时,供电被中止;这样,流经螺线管线圏的电流减小。因此,
通过对向开关提供第一脉冲信号和第二脉冲信号进行时间控制,流经 螺线管线圏的电流可以维持在期望的电流值(即,起动力所需的最优 起动电流值,以及保持力所需的最优保持电流值)。
在本发明中,电流检测器检测流经螺线管线圏的电流,而电流检 测值被反馈给开关控制器。在开关控制器中,基于作为对应于起动力 的最优电流的起动电流值与反馈的电流检测值的比较来产生第一脉冲 信号,而基于作为对应于保持力的最优电流的保持电流值与反馈的电 流检测值的比较来产生第二脉冲信号。开关仅在对应于第一脉冲信号 宽度的期间内对螺线管线圏施加第一电压,而仅在对应于第二脉冲信 号宽度的期间内对螺线管线圏施加第二电压。
即,在电磁阀被驱动的期间,开关控制器产生第一脉冲信号以使 电流检测值成为对应于起动力的起动电流值,并向开关提供第 一脉冲 信号,据此,开关基于第一脉冲信号的脉冲宽度来控制对螺线管线圏 施加第一电压的时间。因此,流经螺线管线圏的电流被维持在对应于 起动力的起动电流值,而插棒和阀塞受到了由该电流所引起的起动力 的作用。
更具体地,在电磁阀的用户侧,在预先准备好了具有较高电源电
压的AC电源(例如,使用200 V交流电的AC电源时最大值约282 V ), 并将该AC电源施加于使用较低电源电压的电磁阀(例如,使用100 V 交流电的AC电源情形下最大值约141 V)的情况下,在开关控制器 中起动电流值被设定为流经螺线管线團电流的额定值(额定电流)或 者低于该额定值。然后,如果第一脉冲信号的脉冲宽度被调整使得电 流检测值成为如此设定的起动电流值,在螺线管线團被驱动期间流经 螺线管线圏的电流值被维持在起动电流值,这样,即使对于准备了具 有较高电源电压的AC电源的用户,也可以取得电磁阀驱动电路和电 磁阀的节电。此时,由于对应于较高电源电压并在整流电路中整流了 的电源电压作为第一电压被施加于螺线管线團,可以令电磁阀在较短 时间内被驱动。
如上所述,通过在开关控制器中调整第一脉冲信号的脉冲宽度, 流经螺线管线圏的电流可以维持在起动电流值,该起动电流值等于或 者低于额定电流。因此,在制造商侧,电磁阀驱动电路以及电磁阀可 以被制成为在较低的电源电压下通用的,而无需考虑用户侧所提供的 从AC电源经整流电路向螺线管线團提供的整流后电源电压的任何差 别;通过向用户提供这种通用的电磁阀驱动电路和电磁阀,可以降低 成本。
因此,利用本发明,通过基于由电流检测器反馈给开关控制器的 电流检测值和电磁阀被驱动期间的起动电流值的比较来产生第 一脉冲 信号,电磁阀驱动电路和电磁阀的节电、通用性和成本降低、以及对 电磁阀的快速响应驱动控制都能够实现。
另一方面,在电磁阀的驱动状态被维持期间,开关控制器产生第 二脉冲信号以使电流检测值成为对应于保持力的保持电流值,据此第 二脉冲信号被供给开关,而开关据此来控制对螺线管线圏施加第二电 压的时间。因此,流经螺线管线團的电流维持在对应于保持力的保持 电流值,插棒和阀塞受到了由电流引起的保持力的作用。
因此,利用本发明,通过基于在电磁阀的驱动状态维持期间从电 流检测器向开关控制器反馈的电流检测值与保持电流值之间的比较来 产生第二脉沖信号,电磁阀的驱动状态可以以较小功耗得以维持,另 外,电磁阀可以在短时间内停止。
此外,通过向开关控制器反馈电流检测值,即使因螺线管线围的 温度变化导致的螺线管线團内的电阻变化、或者螺线管线團内的温度 变化引起的整流后电源电压的波动而导致电流在时间上变化,也可响 应这种变化而产生第二脉冲信号,从而实现可以响应使用环境中的变 化、诸如电阻变化和波动等的电磁阀驱动电路和电磁阀。
以此方式,利用本发明,可以一举实现电磁阀驱动电路和电磁阀 的功耗降低、对于电磁阀的快速响应驱动控制、以及电磁阀驱动电路 和电磁阀的成本的降4氐。
此外,在本发明中,由于不仅可以在电磁阀的驱动状态维持期间 降低功耗,还可以在电磁阀被驱动期间降低功耗,因此可以高效地实 现电磁阀驱动电路和电磁阀的节电。
在此,开关控制器优选包括
产生单脉冲的单脉冲发生电路; 短脉冲发生电路,该短脉沖发生电路在电磁阀驱动期间,基于起 动电流值与电路检测值的比较来产生脉冲宽度短于单脉冲宽度的第一 短脉沖,而在电磁阀的驱动状态维持期间,基于保持电流值与电流检 测值的比较来产生脉冲宽度比第一短脉冲的脉冲宽度短的第二短脉
冲;
脉冲供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀净皮驱动期间,在单脉沖 被提供给开关作为第一脉冲信号之后向开关提供第一短脉冲作为第一 脉沖信号,而在电磁阀的驱动状态的维持期间,向开关提供第二短脉 冲作为第二脉冲信号。
此时,在电磁阀被驱动期间,在整流后的电源电压仅在对应于单 脉沖的脉冲宽度的期间内作为第一电压被施加于螺线管线圏之后,开 关仅在对应于第一短脉沖的脉冲宽度的期间内对螺线管线圏施加第一 电压。结果,在电磁阀被驱动期间,在对应于单脉沖的脉沖宽度的期 间内流经螺线管线圏的电流增大至起动电流值后,通过基于第 一短脉 沖的开关动作维持起动电流值。因此,电磁阀驱动电路和电磁发可制
成通用的,并可容易地降低成本。具体地,当具有较高电源电压的AC 电源经电磁阀驱动电路和电磁阀电连接至螺线管线圏且电磁阀由此被 驱动时,电磁阀可以在短时间内被驱动。此外,通过将流经螺线管线 圏的电流维持在起动电流值,可以可靠地防止电磁阀驱动电路和电磁 阀因过量电压(浪涌能量)的输入所引起的非故意的或者错误的动作。
另一方面,在电磁阀的驱动状态被维持期间,通过对开关提供第 二短脉冲作为第二脉冲信号,电磁阀的驱动状态可以较低功耗维持, 另夕卜,电磁阀可以在短时间内4皮停止。
在此,替代上述结构地,开关控制器可以优选包括
用于产生单脉冲的单脉沖发生电路;
重复脉冲发生电路,该重复脉冲发生电路在电磁阀被驱动期间, 基于起动电流值与电流检测值的比较来产生脉沖宽度短于单脉冲的脉 沖宽度的第一重复脉冲,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,基于保 持电流值与电流检测值的比较来产生脉冲宽度短于第一重复脉冲的脉
冲宽度的第二重复脉沖;以及
脉沖供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀被驱动期间,在将单脉 冲作为第 一脉冲信号提供给开关之后将第 一重复脉沖作为第 一脉沖信 号提供给开关,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,将第二重复脉冲 作为第二脉冲信号提供给开关。
在此情形下,在电磁阀被驱动期间,在仅在对应于单脉冲的脉冲 宽度的期间内将整流后的电源电压作为第一电压施加于螺线管线團上 之后,开关于是仅在对应于第 一重复脉冲的脉沖宽度的期间内在螺线 管线圏上施加第一电压。结果,在电磁阀被驱动期间,在流经螺线管 线圏的电流在对应于单脉沖的脉沖宽度的期间内增至起动电流值后, 起动电流值通过开关的基于第一重复脉冲的开关动作得以维持。也是 在此情形下,电磁阀驱动电路和电磁阀可以制成通用的,成本易于降 低,而且当具有较高电源电压的AC电源经电磁阀驱动电路和电磁阀
电连接至螺线管线圏且电磁阀由此驱动时,电磁阀可以在短时间内被 驱动。此外,通过将流经螺线管线圏的电流维持在起动电流值,可以 可靠地防止电磁阀驱动电路和电磁阀的由过量电压(浪涌能量)的输 入引起的非故意的或者错误的动作。
另一方面,在电磁阀的驱动状态被维持期间,通过向开关提供笫 二重复脉冲作为第二脉冲信号,可以以较低功耗维持电磁阀的驱动状 态,另外,电磁阀可以在短时间内被停止。
因此,通过为开关控制器提供各个上迷结构,能够容易地实现电 磁阀驱动电路和电磁阀的通用化和成本降低,电磁阀的短时间内的驱 动、电磁阀驱动电路和电磁阀的节电、以及能够在短时间内停止电磁 阀。
此外,上述电磁阀驱动电路优选还包括平滑电路(smoothing circuit)和发光二极管,
其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路、 以及上述螺线管线圏与整流电路并联地被电连接,
平滑电路将整流后电源电压平滑化,平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
其中,当电流流经螺线管线團时发光二极管能够被点亮。 当发光二极管被包含在电磁阀驱动电路内时,尽管可以认为由发 光二极管和使二极管发光的限流电阻构成的串联电路可以与整流电
路、平滑电路以及螺线管线團并联地电连接,但代替限流电阻地,通 过使开关控制器和发光二极管构成的串联电路与平滑电路和螺线管线 圏并联地电连接,由于本来由限流电阻消耗掉的电能被用于操作开关 控制器,可以实现高能量利用效率的电磁阀驱动电路。此外,在平滑 电路中,通过向开关控制器提供平滑后的电源电压,开关控制器可以 更稳定地工作。
利用上述发明,在电磁阀被驱动期间,基于起动电流值与电路检 测值的比较来对第一脉沖信号的供给进行时间控制,而在电磁阀的驱 动状态被维持期间,基于保持电流值与电路检测值的比较来对第二脉 冲信号的供给进行时间控制。
通过基于电路检测值的这种时间控制,可以在电磁阀的驱动期间 实行控制,或者还可仅在电磁阀的驱动状态被维持期间进行控制。
更为具体地,为了基于仅在电磁阀被驱动期间的电路检测值来在
时间上控制向开关提供第一脉冲信号,电磁阀驱动电路的结构如下
即,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁阀的螺线管线團 施加第一电压以驱动电磁阀之后,对螺线管线图施加第二电压并且电 磁阀的驱动状态被维持,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线團,并且还包 括整流电路、开关控制器、开关和电路检测器,
其中,整流电路将交流电源的电源电压整流,
电流检测器检测流经螺线管线圏的电流并向开关控制器输出检 测结果作为电流检测值,
开关控制器基于预定的起动电流值与电流检测值的比较来产生 第一脉冲信号和预定的第二脉冲信号,并向开关提供第一脉冲信号和笫二脉冲信号,以及
开关在第 一脉冲信号被提供的期间将整流后的电源电压作为第 一电压施加于螺线管线圏,并在第二脉冲信号被提供期间将整流后的 电源电压作为第二电压施加于螺线管线圏。
在此情况下,开关控制器优选包括 用于产生单脉沖的单脉冲发生电路;
短脉冲发生电路,该短脉冲发生电路在电磁阀驱动期间,基于起
的笫一短脉冲,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,基于保持电流值 与电流检测值的比较来产生脉冲宽度短于第一短脉冲的脉冲宽度的第 二短脉沖;
脉冲供给单元,该脉沖供给单元在电磁阀被驱动期间,在单脉冲 被提供给开关作为第一脉冲信号之后向开关提供第一短脉冲作为第一 脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,向开关提供第二短脉 冲作为第二脉冲信号。
此外,替代上述结构地,开关控制器优选包括 用于产生单脉冲的单脉沖发生电路;
重复脉冲发生电路,该重复脉冲发生电路在电磁阀被驱动期间, 基于起动电流值与电流检测值的比较来产生脉沖宽度短于单脉沖的脉 冲宽度的第一重复脉冲,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,基于保 持电流值与电流检测值的比较来产生脉冲宽度短于第一重复脉沖的脉
冲宽度的第二重复脉冲;
脉冲供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀被驱动期间,在单脉沖 作为第一脉冲信号被提供给开关之后将第一重复脉冲作为第一脉冲信 号提供给开关,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,将第二重复脉沖 作为第二脉冲信号供给开关。
以此方式,在基于仅在电磁阀被驱动期间的电流检测值来对开关 进行第一脉冲信号供给的时间控制时,可以容易地得到上述时间控制 的有益效果。
另一方面,为了基于仅在电磁阀的驱动状态被维持期间的电流检 测值来对开关进行第二脉沖信号供给的时间控制,电磁阀驱动电路的 结构如下。
即,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁阀的螺线管线圏 施加第一电压以驱动电磁阀之后,在螺线管线團上施加第二电压并维 持电磁阀的驱动状态,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、平滑电路、发光二极管、开关控制器、开关和电路检测 器,
其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路、 以及螺线管线圏被并行地电连接至整流电路,
整流电路对交流电源的电源电压进行整流, 平滑电路将整流后的电源电压平滑化,
平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
发光二极管能够在电流流经螺线管线围时被点亮,
电流检测器检测流经螺线管线圏的电流并向开关控制器输出检 测结果作为电流检测值,
开关控制器产生预定的第一脉沖信号,并基于预定的保持电流值 与电流检测值的比较来产生第二脉冲信号,并向开关提供第 一脉冲信 号和第二脉冲信号,
开关在第一脉冲信号被提供期间将整流后的电源电压作为第一 电压施加于螺线管线團,并在第二脉冲信号被提供期间将整流后的电 源电压作为第二电压施加于螺线管线團。
在此情况下,开关控制器优选包括
用于基于平滑电源电压产生单脉冲的单脉冲发生电路; 短脉冲发生电路,该短脉冲发生电路基于平滑后的电源电压以及 保持电流值与电路检测值的比较来产生脉冲宽度短于单脉冲的脉沖宽
度的短脉沖;
脉冲供给单元,该脉沖供给单元在电磁阀被驱动期间向开关提供 单短脉沖作为第一脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间向开 关提供短脉冲作为第二脉冲信号。
此外,替代上述结构地,开关控制器优选包括
用于基于平滑电源电压产生单脉冲的单脉沖发生电路;
重复脉冲发生电路,该重复脉冲发生电路基于平滑后的电源电压
冲宽度的重复脉冲;
脉冲供给单元,该脉沖供给单元在电磁阀被驱动期间向开关提供 单脉冲作为第一脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间向开关 提供重复脉冲作为第二脉冲信号。
以此方式,在基于仅在电磁阀的驱动状态被维持期间的电流检测 值对开关进行第二脉冲信号供给的时间控制时,可以容易地得到上述 时间控制的有益效果。
此外,在各个上述发明中,开关控制器优选基于来自检测电磁阀
的振动的振动检测器的振动检测值来调整第二脉沖信号的脉冲宽度。
当出于节电目的减小保持力时,可以想到,这会引起电磁阀的振 动,可能导致电磁阀的停止。但是,通过设置具有上述结构的开关控 制器,即使因为振动使得流经螺线管线圏的电流在时间上发生变化, 通过响应这种振动地调整脉冲宽度,可以实现能够响应包括振动在内 的变化的电磁阀驱动电路和电磁阀。
具体而言,在担心电磁阀因为由振动或冲击之类引起的电磁阀内 部的振动——这些振动是在电磁阀的驱动状态被维持期间从外部引入 电磁阀的——而进入停止状态地情况下,通过加长脉冲宽度并增大流 经螺线管线圏的电流(保持电流值),电磁阀内的插棒和阀塞上的保
持力增大,从而可以可靠地防止电磁阀进入停止状态。
以此方式,利用本发明,由于可以仅在需要高保持力时设置更长 的脉冲宽度以增大电流(保持电流值),可以高效地实现电磁阀驱动 电路和电磁阀的节电。
此外,电磁阀驱动电路优选还包括
用于基于电流检测值计算在电磁阀 一次操作期间内螺线管线圏 的通电时间的通电时间计算器;
用于存储通电时间的通电时间存储器;以及
用于根据存储于通电时间存储器内的各个通电时间计算总通电 时间,并确定总通电时间是否长于预定的第 一 通电时间的通电时间确 定单元,
其中,通电时间确定单元对开关控制器输出脉沖宽度改变信号, 当确定总通电时间长于第一通电时间时,指示第一脉沖信号的脉冲宽 度要被改变,
开关控制器基于脉冲开关改变信号来增长第一脉冲信号的脉冲宽度。
因此,即使在电磁阀的驱动性能因为在延长了的期间使用电磁阀 而降低的情况下,当电磁阀的总通电时间长于第一通电时间时,通过 将第一脉沖信号的脉冲宽度设置得更长,由于流经螺线管线團的电流 (起动电流值)变大,可以有效地进行螺线管线圏的驱动控制。
在此情况下,优选地,当确定了总通电时间长于比第一通电时间 设置得更长的第二通电时间时,通电时间确定单元向外输出使用期限 通知信号,通知该电磁阀达到了使用期限。
因此,可以在达到其使用期限的时候迅速更换电磁阀,从而改善 了相对于电磁阀的使用期限(寿命)的可靠性。
此外,替代上迷结构地,电磁阀驱动电路优选还包括
电磁阀操作检测器,用于检测电磁阀处于基于电流检测值的操作
之下;
检测结果存储器,用于存储电磁阀操作检测器的检测结果;以及 操作次数累积数确定单元,用于根据存储于检测结果存储器中的
各检测结果计算电磁阀的操作次数的累积数,并确定操作次数的累积
数是否超过了预定的第一操作次数,
其中,当确定了操作次数累积数超过了第一操作次数时,操作次
数累积数确定单元向开关控制器输出脉冲宽度改变信号,指示第 一脉 冲信号的脉沖宽度要被改变,
开关控制器基于脉冲宽度改变信号延长第一脉冲信号的脉冲宽度。
如果当电磁阀的操作次数累积数超过第一操作次数时延长第一 脉冲信号的脉冲宽度,则由于流经螺线管线圏的电流(起动电流值) 增大,起动力增大,可以有效地实行电磁阀的驱动控制。
在此情况下,优选的是,当确定了操作次数累积数超过了比第一 操作次数设置得更大的第二操作次数时,操作次数累积数确定单元向 外输出使用期限通知信号,通知该电磁阀达到了使用期限。
因此,可以在达到其使用期限的时候迅速更换电磁阀,从而改善 了相对于电磁阀的使用期限(寿命)的可靠性。
此外,电磁阀驱动电路还包括
电流检测值监控单元,用于监控电流检测值在电磁阀被驱动期间 的减小,
其中,电流检测值监控单元向外输出延时通知信号,当确定了从 电磁阀的驱动起始时间至电流检测值减小的时间期间长于预定的时间 期间时,通知在该时间期间内产生了延时。
因此,可以迅速更换电流检测值降低所需时间变长并因此其驱动 性能恶化的电磁阀。即,通过设置具有上述结构的电磁阀驱动电路,
期限(寿命)的检测。
此外,电磁阀驱动电路优选还包括电阻,该电阻能够调整在电磁 阀的驱动起始时间流向开关控制器的涌入电流,从而维持在流经螺线 管线圏的电流最大值之下,其中由电阻和开关控制器组成的串联电路 以及螺线管线團并联地与整流电路电连接。
因此,开关控制器可以可靠地防止涌入电流,也可以容易地对电 磁阀施加具有较高电源电压的AC电源。此外,通过针对涌入电流实 行这种措施,由在电磁阀的启动和停止时瞬间在电磁阀内产生的浪涌
电压所引起的电磁阀驱动电路和电磁阀的非故意的和错误的动作可以 被可靠地防止。
顺便提及,在各上述说明中,提供了一种电磁阀驱动电路结构,
关提4第一脉冲信L号和第一二脉沖信^进;亍时;控制。 '、、n
另一方面,在本发明中,不利用上述电流检测值也能够对第一脉 沖信号和第二脉冲信号的供给进行时间控制。实现这种时间控制的电 磁阀驱动电路的结构如下。
即,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁阀的螺线管线圏 施加第一电压以驱动电磁阀之后,对螺线管线圏施加第二电压并维持 电磁阀的驱动状态,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、开关控制器、和开关,
整流电路对交流电源的电源电压进行整流,
开关控制器包括
用于产生单脉冲的单脉沖发生电路;
短脉沖发生电路,该短脉冲发生电路在电磁阀驱动期间产生脉沖 宽度短于单脉沖的脉冲宽度的第一短脉沖,而在电磁阀的驱动状态被
维持期间产生脉冲宽度短于第一短脉冲的脉沖宽度的第二短脉冲;以 及
脉冲供给单元,该脉沖供给单元在电磁阀被驱动期间,在单脉冲 被提供给开关作为第 一脉冲信号之后向开关提供第 一短脉冲作为第一 脉沖信号,而在电磁阀的驱动状态的维持期间,向开关提供第二短脉 冲作为笫二脉冲信号,
其中,开关在第一脉沖信号提供期间将整流后的电源电压作为第 一电压施加于螺线管线圏,而在第二脉沖信号提供期间将整流后的电 源电压作为第二电压施加于螺线管线圈。
在此情况下,电磁阀驱动电路优选还包括 平滑电路和发光二极管, 其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路、 以及上述螺线管线圏与整流电路并联地电连接, 平滑电路将整流后的电源电压平滑化,
平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
发光二极管在电流流经螺线管线圏时能够被点亮, 单脉冲发生电路基于平滑后的电源电压产生单脉冲, 短脉冲发生电路基于平滑后的电源电压产生第一短脉冲和第二 短脉冲。
此外,根据本发明,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁 阀的螺线管线圏施加第一电压以驱动电磁阀之后,对螺线管线團施加 第二电压并维持电磁阀的驱动状态,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、开关控制器和开关,
其中,整流电路对交流电源的电源电压进行整流,
开关控制器包括
用于产生单脉冲的单脉冲发生电路;
重复脉冲发生电路,该重复脉冲发生电路在电磁阀驱动期间,产 生脉冲宽度短于单脉冲宽度的第一重复脉沖,而在电磁阀的驱动状态 被维持期间,产生脉冲宽度短于第一短脉冲的脉沖宽度的第二重复脉 冲;
脉冲供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀被驱动期间,在单脉冲 被提供给开关作为第一脉冲信号之后向开关提供第一重复脉沖作为第 一脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,向开关提供第二重 复脉冲作为第二脉沖信号,
开关在第一脉沖信号被提供期间将整流后的电源电压作为第一 电压施加于螺线管线團,而在第二脉冲信号被提供期间将整流后的电 源电压作为第二电压施加于螺线管线團。
在此情况下,电磁阀驱动电路优选还包括
平滑电路和发光二极管,
其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路以 及上述螺线管线圏与整流电路并联地电连接, 平滑电路将整流后电源电压平滑化,
平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
发光二极管在电流流经螺线管线團时能够被点亮,
单脉冲发生电路基于平滑后的电源电压产生单脉沖,
重复脉冲发生电路基于平滑后的电源电压产生第一重复脉沖和 第二重复脉冲。
此外,根据本发明,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁 阀的螺线管线圏施加第一电压以驱动电磁阀之后,对螺线管线圏施加 第二电压并维持电磁阀的驱动状态,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、发光二极管、开关控制器和开关,
其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路以 及上述螺线管线圏与整流电路并联地电连接,
整流电路对交流电源的电源电压进行整流,
平滑电路将整流后的电源电压平滑化,
平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
发光二极管在电流流经螺线管线圏时能够^c点亮,
其中,开关控制器包括
单脉沖发生电路,基于平滑后的电源电压产生单脉冲;
短脉沖发生电路,基于平滑后的电源电压产生脉冲宽度短于单脉
沖宽度的短脉沖;
脉沖供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀被驱动期间,向开关提 供单脉冲作为第一脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,向 开关提供短脉沖作为第二脉冲信号, 开关在第 一脉冲信号被提供期间将整流后的电源电压作为第一 电压施加于螺线管线圏,而在第二脉冲信号被提供期间将整流后的电 源电压作为第二电压施加于螺线管线圏。
此外,根据本发明,提供一种电磁阀驱动电路,其中,在对电磁 阀的螺线管线圏施加第一电压以驱动电磁阀之后,对螺线管线圏施加 第二电压并维持电磁阀的驱动状态,
电磁阀驱动电路分别电连接至交流电源和螺线管线圏,并且还包 括整流电路、平滑电路、发光二极管、开关控制器和开关,
其中,平滑电路、由发光二极管和开关控制器构成的串联电路以 及上述螺线管线圏与整流电路并联地电连接,
整流电路对交流电源的电源电压进行整流,
平滑电路将整流后的电源电压平滑化,
平滑后的电源电压从平滑电路经发光二极管被提供给开关控制
器,
发光二极管在电流流经螺线管线圏时能够被点亮,
其中,开关控制器包括
单脉沖发生电路,基于平滑后的电源电压产生单脉沖;
重复脉冲发生电路,基于平滑后的电源电压产生脉沖宽度短于单
脉冲宽度的重复脉冲;
脉冲供给单元,该脉冲供给单元在电磁阀被驱动期间,向开关提 供单脉沖作为第一脉冲信号,而在电磁阀的驱动状态被维持期间,向 开关提供重复脉冲作为第二脉沖信号,
其中,开关在第一脉冲信号被提供期间将整流后的电源电压作为 第一电压施加于螺线管线圏,而在第二脉冲信号被提供期间将整流后 的电源电压作为第二电压施加于螺线管线圏。
利用本发明,尽管该结构不包含电路检测器,在起动电流值和保 持电流值是预先已知的情况下,可以基于起动电流值和保持电流值产 生第一脉冲信号和第二脉冲信号;并且通过向开关提供这些脉沖信号, 可以对向开关提供第一脉冲信号和/或第二脉冲信号进行时间控制,从
而可以容易地获得这种时间控制的上述有益效果。
此外,在各个上述电磁阀驱动电路中,交流电源优选经开关、双
向可控硅元件(triac)或者光电双向可控硅元件电连接至整流电路。
此外,优选的是,当交流电源经开关、双向可控硅元件或者光电 双向可控硅元件与整流电路电连接时,整流电路包含使用二极管的桥 接电路,以便当电源电压小于预定的电压值时,二极管从开启状态转 至关断状态。
在交流电源通过诸如上述开关的接触式继电器与整流电路电连 接的情况下,当开关置于开启状态时,可从交流电源向整流电路提供 电源电压以快速驱动电磁阀。另一方面,当开关置于关断状态时,从 交流电源向整流电路提供的电源电压被中止,从而快速停止电磁阀的 动作。
相反地,在交流电源与整流电路通过非接触式继电器诸如双向可 控硅元件或者光电双向可控硅元件电连接的情况下,作为从外部输入 的作为触发脉沖的门极电流或者光的结果,双向可控硅元件或者光电 双向可控珪元件迅速被置于开启状态。但另一方面,流经双向可控硅 元件或者光电双向可控硅元件的电流被降低直至接近0,而如果不长 时间持续这种状态,就不会发生从开启状态向关断状态的转换。
这种状况是由于螺线管线圏作为感性负载,使得即便电源电压降 低,流经双向可控硅元件或者光电双向可控硅元件的电流也不会快速 降低至零的水平。因此。如果双向可控硅元件或者光电双向可控硅元
件#:简单地包含进电磁阀,双向可控硅元件或者光电双向可控硅元4
不能在短时间内从开启状态转至关断状态。
因此,整流电路被配置为利用二极管的桥接电路,以便当交流电 源的电源电压小于预定电压值时,二极管从开启状态转至关断状态, 从而从交流电源沿整流电路方向流经双向可控珪元件或者光电双向可 控硅元件的电流、或者沿相反方向流动的电流迅速被降低至接近零。 结果,电流停留在零水平的期间变长,使得双向可控硅元件或者光电 双向可控硅元件可以容易地从开启状态转至关断状态。
此外,如果预定的电压值为基于构成桥接电路的二极管的正向电 压的电压值,那么由于二极管可以可靠地从开启状态转至关断状态,
关断状态的转换。
因此,在本发明中,由于利用了构成整流电路的二极管的从开启 状态向关断状态的转换,使得双向可控硅元件可以在短时间内从开启 状态转至关断状态,因此可以釆用双向可控硅元件或者光电双向可控 硅元件作为控制交流电源与整流电路之间的电连接的开关装置。
此外,关于上述电磁阀驱动电路的相同的相应有益效果也容易在 对电磁阀应用了上述不同的电磁阀驱动电路的电磁阀中得到。
通过以下结合附图并以示例的方式给出了本发明的优选实施方 式的说明,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清晰。


图1为根据第一实施方式的电磁阀的电路示意图。
图2A为图1的电磁阀中较低的电源电压的时序图。 图2B为从单脉冲发生电路向脉冲供给单元提供的单脉沖信号的 时序图。
图2C为从PWM电路向脉冲供给单元提供的脉冲信号的时序图。 图2D为从脉沖供给单元向MOSFET的栅极端子提供的控制信
号的时序图。
图2E为施加于螺线管线围上的电压的时序图。
图2F为流经螺线管线圏的电流的时序图。
图3A为图1的电磁阀中较高的电源电压的时序图。
图3B为从单脉沖发生电路向脉冲供给单元提供的单脉冲信号的
时序图。
图3C为从PWM电路向脉沖供给单元提供的脉冲信号的时序图。 图3D为从脉沖供给单元向MOSFET的栅极提供的控制信号的 时序图。
图3E为施加于螺线管线圏上的电压的时序图。 图3F为流经螺线管线圏的电流的时序图。 图4为根据第二实施方式的电磁阀的电路示意图。 图5为根据第三实施方式的电磁阀的电路示意图。 图6为根据第四实施方式的电磁阀的电路示意图。 图7为根据第五实施方式的电磁阀的电路示意图。 图8为根据第六实施方式的电磁阀的电路示意图。 图9为根据第七实施方式的电磁阀的电路示意图。 图10为根据第八实施方式的电磁阀的电路示意图。 图11为根据第九实施方式的电磁阀的电路示意图。 图12为根据第十实施方式的电磁阀的电路示意图。
具体实施例方式
如图1的电路示意图所示,根据第一实施方式的电磁阀IOA具有 连接至AC电源16的电磁阀驱动电路14,以及电连接至电磁阀驱动 电路14的螺线管线圏12。在此情况下,AC电源16的一侧(图1中 的上側)经开关18和电磁阀驱动电路14内的二极管22、 32电连接至 螺线管线圏12,而AC电源16的另一侧(图1中的下侧)经电磁阀 驱动电路14内的二极管28接地。
电磁阀驱动电路14包括浪涌吸收器30、整流电路20、二极管32、 34、 36、 39、作为开关的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管) 38、开关控制器40、电阻42、 50、 52、 66、 70、 76、电容48、 56、 平滑电路47、发光二极管(LED) 54、电流检测电路(电流检测器) 72。
此例中,电磁阀驱动电路14可以与螺线管线圏12—起置于电磁 阀10A内,或者替代地,可以置于未示出的电磁阀主体的外部,螺线 管线圏12容纳在该电磁阀主体中。因此,电磁阀10A可以作为这样 的结构而被采用其中电磁阀驱动电路14经未示出的线缆电连接至市 售的电磁阀内部的螺线管线團12的结构;其中电磁阀驱动电路14被
单元化并附着在市售的电磁阀外部的结构;或者单元化了的电磁阀驱 动电路14附着在市售的电磁阀歧管(manifold)的外部的结构。
此外,开关控制器40包括恒压电路58、低电压检测电路59、PWM 电路(短脉沖发生电路、重复脉冲发生电路)60、振荡器61、单脉沖 发生电路62以及脉冲供给单元64。开关控制器40、 MOSFET38、 二 极管39和电流检测电路72,如上所述,例如可以配置成定制的IC(集 成电路)。
浪涌吸收器30与由AC电源16和开关18构成的串联电路并联 地电连接。此外,整流电路20与浪涌吸收器30并联地电连接。此夕卜, 由二极管34、电阻42、 LED 54、开关控制器40和电阻50、 52、 76 构成的串联电路并联地电连接至整流电路20。此外,由二极管32、螺 线管线圏12、 MOSFET 38和电阻70构成的串联电路并联地电连接至 由二极管34、电阻42、 LED 54、开关控制器40以及电阻50、 52、 76 构成的另一个串联电路。此外,电容56与LED54并联地电连接,电 容48与由电阻50、 52、 76构成的串联电路并联地电连接,二极管36 与螺线管线圏12并联地电连接,二极管39电连接在MOSFET 38的 漏极端子D与源极端子S之间。此外,平滑电路47被配置成使得电 容44和齐纳二极管46并联地电连接,平滑电路47与由LED 54、开 关控制器40以及电阻50、 52、 76构成的串联电路并联地电连接。
上述浪涌吸收器30作为保护电路的压控电阻;响应于瞬间产生 于电磁阀驱动电路14内的浪涌电压,浪涌吸收器30的阻值瞬间降低, 其结果,在当开关18开路或者闭合时电磁阀IOA起动或者停止的时 刻(图2F和3F中所示时刻T。和T!),该浪涌吸收器30使在电磁阀 驱动电路14中流动的浪涌电流迅速被引导至接地。浪涌电压被定义为 大于交流电源16的电源电压V。的最大值Va的电压或者电源电压V0,
的最大值V (其中V。<V(),, Va<Va,)。电源电压Vo是具有周期为期
间Tj半周期期间T3)和最大值为Va的幅度的AC电压(见图2A), 而电源电压V。,为具有周期为期间T2 (半周期期间T3)和最大值为 Va,的幅度的AC电压(见图3A)。 整流电流20被形成为使用二极管22~28的桥接电路的形式,该 整流电流20对电源电压Vo和Vo,进行全波整流。
二极管32是保护电路的二极管,其目的是防止电流沿整流电路 20的方向从螺线管线闺12经二极管32流动;二极管34是电路保护 二极管,用于防止电流从电阻42经二极管34沿整流电路20方向流动。 此外,二极管36将在螺线管线圏12和二极管36的闭合回路中因螺线 管线圏12在电磁阀10A的停止时刻(T,)的反电动势引起的电流回 流,以达到迅速衰减电流的目的。关于二极管32,该二极管可以由无 极性的二极管桥来代替,如果需要的话。
MOSFET 38是半导体开关元件,其在控制信号Sc (第一脉冲信 号Sl或者第二脉冲信号S2 )由开关控制器40提供给栅极端子G时 在漏极端子D和源极端子S之间被置于开启状态,从而将漏极端子D 侧的螺线管线圏12和源极端子S侧的电阻70电连接。另一方面, MOSFET 38在对其栅极端子G的控制信号Sc被中止时,在漏极D 和源极S之间被置于关断状态,从而将螺线管线圏12和电阻70之间 的电连接中断。
在图1所示的电路示意图中,给出了采用N沟道耗尽型MOSFET 38的情况下的半导体开关元件的示例。但是,第一实施方式的电磁阀 10A不仅限于这种配置,而可以使用能够根据是否提供控制信号Sc 而迅速对螺线管线圏12和电阻70间的电连接进行开关的任何类型的 半导体开关元件。具体讲,替代上述MOSFET 38地,例如,当然也 可以采用N沟道增强型、P沟道耗尽型、或者P沟道增强型MOSFET, 双极晶体管,或者场效应晶体管。
此外,二极管39是MOSFET 38的保护二极管,用于使从电阻 70沿螺线管线圏12方向流动的电流通过。
此外,上述第一脉沖信号Sl被定义为控制信号Sc,其在电磁阀 10A^L驱动期间(即图2F和3F中从时刻T。至时刻T4、 TV的期间T5、 T5,)被提供给MOSFET 38的栅极端子G。另一方面,第二脉冲信号 S2被定义为控制信号Sc,其在电磁阀10A的驱动状态被维持期间(即
图2F和3F中从时刻T4、 T4,至时刻1\的期间T6、 T6,)被提供给 MOSFET 38的栅极端子G。
在开关18处于开启状态期间(图2F和3F所示的从To到1\的 期间),由于LED 54响应从电阻42沿开关控制器40方向的电流而 被点亮,因此LED54对外部提供电磁阀IOA处于工作中的指示。
电容56为用于使包含在从电阻42沿开关控制器40方向流动的 电流中的高频分量通过的旁路电容,而电容48为用于使包含在从恒压 电路58沿电阻50、 52、 76方向流动的电流中的高频分量通过的旁路 电容。
平滑电路47将在整流电路20中被全波整流过的电源电压Vo和 Vo,平滑化。更具体地,全波整流电源电压Vo和V。,除了利用电容44 的充电行为而被平滑之外,还由齐纳二极管46转换成具有预定值的恒 定电压(DC电压)。以此方式进行了平滑的电源电压Vo和Vo,作为 DC电压经LED 54被提供给开关控制器40中的恒压电路58和低电压 检测电路59。
此外,电容44可以通过其电容量的变化来调整包括开关控制器 40的电磁阀驱动电路14的短暂的中断时间,并能够作为将包含在从 电阻42沿LED 54、恒压电路58、〗氐电压检测电路59方向流动的电 流中的高频分量泄漏至地的旁路电容。
电阻42用作涌入电流限流电阻,其目的为抑制当开关18处于开 启状态时流入开关控制器40的涌入电流,以便保持流经螺线管线圏 12的电流I低于额定值(额定电流)。因此,通过实施针对涌入电流 的措施,电阻42起到防止因电磁阀10A的起始和停止时刻产生于电 磁阀驱动电路14内的浪涌电压所导致的电磁阀驱动电路14和电磁阀 10A的误动作的作用。
当电流从螺线管线圏12经MOSFET38流向电阻70时,在电阻 70上产生与电流I相对应的电压Vd。
在此,在从开关18被置于开启状态的时刻To至开关恢复关断状 态的时刻l的期间,从平滑电路47经LED 54在开关控制器的恒压电路58上施加了 DC电压V。恒压电路58将DC电压V转换成具有 预定电平的电压V,,然后将电压V,提供给电阻50、 52、 76。 DC电 压V表示将电源电压VQ和VG,降低了 LED 54等的电压降的DC电压。
在DC电压V被提供给开关控制器的期间,更具体地讲,在上述 开关18处于开启状态的期间,振荡器61向PWM电路60、单脉冲发 生电路62和电流检测电流72输出具有预定重复频率(即对应于图2C 和3C中的周期17的重复频率)的脉冲信号Sp。
低电压检测电流59监控施加于恒压电路58上的DC电压V是否 等于或者低于预定的电平。当检测到DC电压等于或者低于预定电平 时,指示作为用于操作开关控制器的驱动电压的DC电压V为较低电 压的低电压检测信号Sv被输出至单脉沖发生电路62和脉沖供给单元 64。
单脉冲发生电路62基于来自振荡器61的脉冲信号Sp产生具有 预定脉冲宽度的单脉冲信号Ss并将单脉冲信号提供给脉沖供给单元 64。此时,单脉冲发生电路62实质上被预先设置以对来自振荡器61 的脉冲信号Sp的数量进行计数和产生具有与预定的计数数量相对应 的脉冲宽度(即,具有图2F所示的期间Ts的脉沖宽度)的单脉冲信 号Ss(见图2B)。但是,还可以产生具有与电阻66的阻值相对应的 预定脉冲宽度(即具有图3F所示的期间Tn的脉沖宽度)的单脉沖信 号Ss (见图3B)。
即,单脉沖发生电路62能够调整与电阻66的阻值相对应的单脉 冲信号Ss的脉冲宽度。此外,单脉冲发生电路62向PWM电路60 输出通知信号St以通知期间Ts和TV的经过。
通知信号St被定义为这样的信号,该信号用于向PWM电路60 以下情况发生了从电磁阀IOA被驱动的期间(图2F和3F所示的期 间Ts和T5,)到驱动状态被维持期间(图2F和3F所示的期间T6和 T6,)的转移,该通知信号St在时刻T4和1V从单脉冲发生电路62被 输出至PWM电路60。此时,根据后述的电磁阀IOA的操作(第一操 作或者第二操作)在单脉冲发生电路62中设置时刻T4和TV。此夕卜, 当低电压检测信号Sv从低电压检测电路59输入时,单脉沖发生电路 62中止单脉沖信号Ss以及输出通知信号St的发生。
电路检测电路72在脉沖信号Sp从振荡器61输入的定时对电阻 70的电压Vd进行采样,采样的电压Vd被输出作为对于PWM电路 60的脉冲信号Sd。如上所述,由于电压Vd表示与流经螺线管线圏 12的电流I相对应的电压,脉沖信号Sd的幅度(电压Vd)为表示指 示流经螺线管线圏12的电流I的电压值。
PWM电路60根据与流经螺线管线圏12的电流值I的期望电流 值(即图2F和3F所示的第一电流值(起动电流值)^和第二电流值 (保持电流值)12)相对应的电压值和来自电流检测电路72的脉冲信 号Sd的幅度(电压Vd)之间的比较来产生具有与基于来自振荡器61 的脉冲信号Sp的重复频率相对应的重复周期(即,图2C和3C所示 的期间T7的周期)和与上述电压值相对应的预定的占空比(即,期间 18和期间19与期间T7的比值T/T7、 T9/T7)的脉冲信号Sr (第一短 脉冲,第一重复脉冲,第二短脉冲,第二重复脉沖),并将脉冲信号 Sr提供给脉冲供给单元64。
在电磁阀10A中,在期间Ts和TV内(参见图2F和3F),在未 示出的构成电磁阀IOA的可移动芯子(插棒)上以及安装于插棒末端 的阀塞上施加励磁力(起动力),从而驱动电磁阀IOA。另一方面, 在期间T6和TV,在插棒和阀塞上施加由流经螺线管线團12的电流I 所导致的另一个励磁力(保持力),从而维持电磁阀10A的驱动状态。
在此情况下,用于在定义电磁阀IOA的驱动期间的期间Ts和TV 内驱动插棒和阀塞所需的励磁力(起动力)、或者用于在定义电磁阀 10A的驱动状态维持期间的期间L和TV内将插棒和阀塞保持于预定 位置的所需最小励磁力(保持力)是由螺线管线團12的匝(團)数与 流经螺线管线團12的电流I之积(相应的励磁力=匝数x电流I)所 得的值。因此,假定驱动电磁阀IOA所需的励磁力、用于保持驱动状 态的最小所需保持力、匝数分别是预先已知的,则可以容易地计算出 与起动力相对应的最优电流值(作为起动电流值的第一电流值Ii)以
及与保持力相对应的最优电流值(作为保持电流值的第二电流值I2)。
此外,在从开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G提供第 一脉冲信号Sl和第二脉冲信号S2的期间,由于在整流电路20中经 过全波整流的电源电压V。、 VG,作为第一或者第二电压净皮施加于螺线 管线圏12,以及从AC电源16通过开关18、整流电路20和二极管 32向螺线管线圏12提供电源,流经螺线管线團12的电流I增大。另 一方面,在中止从开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G提供 第一脉沖信号Sl和第二脉冲信号S2的期间,由于电源供给暂停,流 经螺线管线圏12的电流I减小。
因此,通过将对于栅极端子G的第一>8^冲信号Sl和第二脉冲信 号S2的供给进行时间控制,流经螺线管线團12的电流I可以维持在
期望的电流值(第一电流值I,和第二电流值l2)。
因此,在电磁阀驱动电路14中,与流经螺线管线圏12的电流I 相对应的电压Vd被从电阻70向电流检测电路72输出,而以表示电 流检测值的电压Vd为幅度的脉冲信号Sd被从电流检测电路72反馈 回开关控制器40的PWM电路60。
在PWM电路60中,基于与对于起动力的最优电流值(第一电 流值IJ相对应的电压值和反馈脉冲信号Sd的幅度(电压Vd)之间 的比较,产生具有重复周期17和占空比IVT7的脉冲信号Sr (第一重 复脉冲或者第一短脉冲)。另一方面,基于与对于保持力的最优电流 值(第二电流值12)相对应的电压值和反馈脉冲信号Sd的幅度(电 压Vd)之间的比较,产生具有重复周期L和占空比1VT7的脉冲信 号Sr (第二重复脉沖或者第二短脉冲)。
如上所述,占空比TVT7和1VT7表示与最优电流值(即,第一 电流值L和第二电流值l2)相对应的占空比,这样的占空比是基于电 阻50、 52、 76的阻值而设置的。更具体讲,占空比IVT7是与由电阻 52、 76的各个阻值将从恒压电路58提供的DC电压V,分压所产生的 预定的电压相对应的占空比,而占空比TVT7是与由电阻50、 52、 76 的各个阻值将从恒压电路58提供的DC电压V,分压所产生的预定的
电压相对应的占空比。因此,在PWM电路60中,脉冲信号Sr的占 空比1VT7和TVT7可以通过适当改变与第一电流值L和第二电流值 12的大小相对应的电阻50、 52、 76的阻值来调整。
在此情况下,在PWM电路60中,产生具有占空比1VT7的第二 重复脉冲或第二短脉沖作为脉冲信号Sr (见图2C)。替代地,直至 从单脉沖发生电路62接收到通知信号St为止,产生具有占空比T8/T7 的第一重复脉沖或第一短脉沖作为脉冲信号Sr;而在接收到通知信号 St之后,产生第二重复脉冲或第二短脉沖作为脉冲信号Sr(见图3C)。
第一重复脉沖和第一短脉冲是脉冲宽度(期间T8)比单脉沖Ss 的脉冲宽度短的脉冲(见图3C)。即,第一重复脉冲是具有脉冲宽度 Ts的脉沖,以周期T7重复产生;而第一短脉沖是具有脉冲宽度Ts的 脉冲。
此外,第二重复脉冲和第二短脉沖是脉沖宽度(期间T9)比第一 重复脉冲和第一短脉冲的脉冲宽度短的脉沖(见图2C和3C)。即, 第二重复脉冲是具有脉冲宽度T9的脉沖,以周期T7重复产生;而第 二短脉沖为具有脉冲宽度T9的脉沖。
脉沖供给单元64例如包含OR电路,并向MOSFET 38的栅极 端子G提供来自单脉冲发生电路62的单脉冲信号Ss、或者来自PWM 电路60的脉沖信号Sr作为控制信号Sc。更为具体地,脉沖供给单元 64在上述Ts、 Ts,时间,向栅极端子G提供单脉沖信号Ss或者脉冲信 号Sr (第一重复脉冲或者第一短脉冲)作为第一脉冲信号Sl;而在上 述T。 TV时间,向栅极端子G提供由第二重复脉冲或者第二短脉沖 构成的脉沖信号Sr作为第二脉冲信号S2。此外,当低电压检测信号 Sv从低电压检测电路59输入时,脉沖供给单元64中止向栅极端子G 提供第一脉冲信号Sl或者第二脉冲信号S2。
根据第一实施方式的电磁阀IOA的基本结构如上所述。现在,参 考图1至图3F,对电磁阀10A的操作进行说明。
以下参考图i的电路图和图2A至3F的时序图说明(1)当从 开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G提供脉沖宽度为期间T5
的第一脉冲信号Sl和占空比为1VT7的第二脉沖信号S2(第二重复脉 沖)时的电磁阀IOA的操作(此后称第一操作);以及(2)当从开 关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G提供脉沖宽度为期间Tu 的单脉冲信号Ss和占空比为T8/T7的脉冲信号S2 (第一重复脉冲)作 为第 一脉冲信号S1 ,然后从开关控制器40向栅极端子G供给占空比
为TVT7的脉冲信号Sr (第二重复脉冲)作为第二脉冲信号S2 (此后 称第二操作)时的电磁阀10A的操作。
在说明中假设,在第一操作期间,AC电源的电源电压16被设为 电源电压Vo的最大值Va,而在第二操作期间,AC电源的电源电压 16被设置为电源电压V。,的最大值Va,。更为具体地,第一操作是在 电磁阀10A的用户侧准备了具有较低电源电压(例如,使用100V交 流电的AC电源16时,Va-141V)的AC电源16 '清况下电磁阀10A 的操作。另一方面,第二动作是在电磁阀IOA的用户侧准备了具有较 高电源电压(例如,使用200V交流电的AC电源16时,Va-282V) 的AC电源16情况下电磁阀10A的操作。此外,说明中假定,在第 一操作和第二操作期间,从短脉冲发生电路62向脉沖供给单元64提 供的单脉沖Ss的幅度和从PWM电路60向脉冲供给单元64提供的脉 冲信号Sr的幅度具有大致相同的电平。
首先,参考图1的电路图和图2A至2F的时序图说明第一操作。
在时刻To,当开关18被闭合而装置被置于开启状态时(见图2A ), 从AC电源16经开关18向整流电路20供给的电源电压Vo被由整流 电路20的二极管22至28所构成的桥接电路全波整流。全波整流后的 电源电压V。在平滑电路47中被平滑化,平滑后的电源电压V。经LED 54作为DC电压被施加于恒压电路58和低电压检测电路59。此时, LED 54响应于沿从电阻42到开关控制器40方向流动的电流而发光, 从而向外部通知电磁阀IOA处于操作中。
恒压电路58将DC电压V转换为预定的DC电压V,,并向由电 阻50、 52、 76构成的串联电路提供该DC电压V,。此外,低电压检 测电路59监控DC电压V是否等于或者低于预定电压电平。振荡器61产生具有与期间T7相对应的重复频率的脉冲信号Sp,并向PWM 电路60、单脉冲发生电路62和电流检测电路72提供脉沖信号Sp。
单脉冲发生电路62基于脉沖信号Sp的提供而产生具有脉冲宽度 Ts的单脉沖信号Ss,并向脉沖供给单元64输出单脉沖信号Ss (见图 2B)。
电流检测电路72在脉冲信号Sp的定时对与电阻70中的电流I 相对应的电压Vd进行采样,采样电压Vd作为脉冲信号Sd输出给 PWM电路60。
PWM电路60基于与第二电流值12相对应的电压和脉冲信号Sd 的幅度(电压Vd)之间的比较,产生具有与电阻50、 52、 76的各个 阻值相对应的占空比T9/T7并具有重复周期T7的第二重复脉冲的脉沖 信号Sr,并将脉沖信号Sr提供给脉冲供给单元64 (见图2C )。
在从时刻T。到时刻T4的期间T5,来自单脉冲发生电路62的单 脉冲信号Ss被输入给脉冲供给单元64,同时,还从PWM电路^输 入脉沖信号Sr。但是,如前所述,由于脉冲供给单元64是包含OR 电路的结构,且单脉冲信号Ss和脉沖信号Sr各自的幅度大致相同, 所以脉沖供给单元64向MOSFET 38的栅极端子G提供单脉沖信号 Ss作为第一脉沖信号Sl (见图2D)。
因此,基于被提供给栅极端子G的第一脉冲信号Sl,在漏极端 子D和源极端子S之间形成开启状态,据此,MOSFET38被电连接 至螺线管线圏12和电阻70。这样,全波整流了的电源电压Vo被从整 流电路20经二极管32作为第一电压施加于螺线管线圏12(见图2E)。 另一方面,从螺线管线圏12经MOSFET 38沿电阻70方向流动的电 流I随时间的经过迅速增加(见图2F)。结果,由于电流I引起的励 磁力(起动力)的作用使得插棒和阀塞迅速地吸合,电磁阀10A从关 闭状态转换至打开状态。
此外,在期间T5中,在每个时间间隔T3内电流I会稍微减小(见 图2F)。这是由施加于螺线管线圏12的全波整流的电源电压在每个 时间段T3减小至零水平所致。此外,在时刻T12,随时间的经过而急
剧增大的电流I也略微减小。这是由于插棒在励磁力的作用下被吸向 未示出的固定铁芯所致。
接下来,在流经螺线管线團12的电流I达到了预定的第一电流 值L的紧随后的时刻T4,单脉冲发生电路62停止产生单脉冲信号Ss, 对脉沖供给单元64的单脉冲信号的供给被中止(见图2B)。此外, 通知信号St输入给PWM电路60,通知时间已经过了时刻T5 (即, 单脉冲信号Ss已停止)。
另一方面,PWM电路60,同样在从时刻T4到时刻1\的期间T6 中,通过与前述的在时刻Ts的相同电路操作,产生第二重复脉沖作为 脉冲信号Sr,并向脉冲供给单元64提供(见图2C)。此时,由于仅 有脉冲信号Sr从PWM电路60被输入至脉冲供给单元64,脉沖供给 单元64向MOSFET 38的栅极端子G提供脉沖信号Sr作为第二脉沖 信号S2。
因此,基于提供给栅极端子G的第二脉沖信号S2,在漏极端子 D和源极端子S之间形成了开启状态,据此,MOSFET 38被电连接 至螺线管线圏12和电阻70。这样,全波整流了的电源电压Vo从整流 电路20经二极管32施加于螺线管线圏12作为第二电压(见图2E)。 另一方面,从螺线管线團12经MOSFET 38沿电阻70方向流动的电 流I在从时刻T4开始的短时间内迅速地从第一电流^降低至预定的第
二电流12;然后,在直到时刻1\为止的期间维持第二电流12 (见图 2F)。结果,由第二电流12引起的励磁力(保持力)将插棒和阀塞保 持在预定的位置,从而电磁阀10A的驱动状态(岡门打开状态)得到 维持。
此外,在时刻Ti,当开关18被开路而装置被置于关断状态(见 图2A)时,由于对开关控制器40的DC电压V的供给被中止,低电 压检测电路59向单脉沖发生电路62和脉冲供给单元64输出低电压检 测信号Sv,据此,基于低电压检测信号Sv的输入,脉冲供给单元64 停止向MOSFET 38的栅极端子G提供第二脉沖信号S2。由此,因为 MOSFET 38迅速从漏极端子D和源极端子S之间的开启状态转换为关断状态,因此达到了中止从整流电路20向螺线管线圏12施加全波 整流了的电源电压Vo的条件。此时,尽管在螺线管线圏12中产生了 反电动势,但由反电动势引起的电流在螺线管线圏12和二极管36构 成的闭合回路中回流(即,反向流动),^使得该电流被迅速衰减。
接下来,参考图1的电路图和图3A至3F的时序图说明第二操作。
在时刻TQ,当开关18被闭合而装置被置于开启状态时(见图3A ), 从AC电源16经开关18向整流电路20供给的电源电压Vo,由整流电 路20全波整流。全波整流后的电源电压Vo,在平滑电路47中被平滑 化,平滑后的电源电压Vo,经LED 54作为DC电压V而4皮施加于恒压 电路58和低电压检测电路59。此时,LED 54响应从电阻42沿开关 控制器40方向流动的电流而发光,从而向外部通知电磁阀10A处于 操作中。
恒压电路58将DC电压V转换为预定的DC电压V,,并向电阻 50、 52、 76构成的串联电路提供该DC电压V,。此外,低电压检测电 路59监控DC电压V是否等于或者低于预定的电压电平。振荡器61 产生具有以与期间T7相对应的期间重复的频率的脉冲信号Sp,并向 PWM电路60、单脉冲发生电路62和电流检测电路72提供该脉沖信 号Sp。
基于脉冲信号Sp的提供和电阻66的阻值,单脉沖发生电路62 产生脉冲宽度为期间Tu的单脉冲信号Ss并向脉冲供给单元64输出 (见图3B)。
电流检测电路72在脉冲信号Sp的定时对与电阻70中的电流I 相对应的电压Vd进行采样,采样电压Vd作为脉冲信号Sd被输出给 PWM电路60。
基于与第一电流值^相对应的电压值和脉沖信号Sd的幅度(电 压Vd)之间的比较,在直到来自单脉冲发生电路62的通知信号St 被输入的时刻1V为止的期间T5,, PWM电路60产生具有与电阻50、 52的各个阻值相对应的占空比T8/T7且重复周期为期间T7的笫 一重复脉冲的脉冲信号Sr,并将该脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64 (见 图3C)。
在从时刻To到时刻T,o的期间Tn,来自单脉冲发生电路62的单 脉冲信号Ss被输入给乐^沖供给单元64,同时还从PWM电路60输入 脉冲信号Sr。但是,如前所述,由于脉冲供给单元64中包含OR电 路,且单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr的各自的幅度大致相同,所以脉 沖供给单元64向MOSFET 38的栅极端子G提供单脉沖信号Ss作为 第一脉冲信号SI (见图3D )。
因此,基于提供给栅极端子G的第一脉冲信号Sl,在漏极端子 D和源极端子S之间形成了开启状态,据此MOSFET 38净皮电连接至 螺线管线圏12和电阻70。这样,全波整流了的电源电压V。,从整流电 路20经二极管32作为第一电压被施加于螺线管线團12 (见图3E)。 另一方面,从螺线管线圏12经MOSFET 38沿电阻70方向流动的电 流I随时间的经过在期间T 内迅速增加直至达到第一电流值^为止 (见图3F),由电流I引起的励磁力(起动力)使得插棒和阀塞迅速 吸合,据此,电磁阀IOA从关闭状态转换至打开状态。
接下来,在期间Tu过去之后紧接着,在时刻T1(),单脉冲发生 电路62停止产生单脉冲信号Ss,对脉冲供给单元的单脉冲信号的供 给中止(见图3B)。
另一方面,PWM电路60,同样在从时刻T^到时刻1V的期间, 通过与前述的在时刻Tu的相同的电路操作,产生第一重复脉冲作为 脉冲信号Sr,并提供给向脉冲供给单元64 (见图3C)。此时,由于 仅有脉冲信号Sr从PWM电路60被输入至脉冲供给单元64,脉冲供 给单元64向MOSFET 38的栅极端子G提供脉冲信号Sr作为第一脉 沖信号S2 (见图3D)。
因此,基于提供给栅极端子G的第一脉冲信号Sl,在漏极端子 D和源极端子S之间形成了开启状态,据此,MOSFET 38被电连接 至螺线管线圏12和电阻70。这样,全波整流了的电源电压V。,从整流 电路20经二极管32被施加于螺线管线圏12作为第一电压(见图3E )。
另一方面,从螺线管线圏12经MOSFET 38沿电阻70方向流动的电 流I在从时刻Tn)至时刻1V的期间内被维持在第一电流Ii(见图3F)。
在图3F中,由虚线表示的波形代表电磁阀驱动电路14未对电流 I进行反馈控制的情况,给出了在全波整流了的电源电压V。,的施加持 续至时刻T4为止的情况下电流I的时间变化。另一方面,双点划线波 形表示在图2F的期间T5(即从Tfl到L的期间)电流I的时间变化(即 在较低的电源电压Vo下电流I的时间变化)。
在此,流经螺线管线圏12的电流I对时间的积分,即由电流I 的波形、两个时刻处的电流值、以及0水平(即在图2F和3F中的沿 横向延伸的虛线)所包围的部分面积(电流lx时间),表示从AC电 源16供给螺线管线圏12的能量总量。因此,在从T。到L和1V的 T5和TV期间从AC电源16向螺线管线圏12提供的能量总量(电流lx 时间T5、 Ts,)代表驱动电磁阀IOA所需的能量总量。
由于相同的电磁阀IOA被用于上述第一操作和第二操作,尽管操 作不同,驱动电磁阀IOA所需的能量总量是相同的。结果,第一操作 期间的电流I的时间积分(电流Ix时间Ts的面积)等于第二操作期 间的电流I的时间积分(电流Ix时间TV的面积)。
因此,假定第一操作和第二操作期间的电流I的时间积分(电流 lx时间T5、 TV的面积)被作了相同的调整,在第二操作的期间(图 3F中的实线),流经螺线管线團12的电流I在比在第一操作(图3F 的二点虚线)中短的时间期间上增加至电流水平L。此外,通过在比 期间Ts短(参见图2F)的期间iy内从AC电源16向螺线管线圏12 提供能量总量,电磁阀IOA可以在短时间内被驱动。
接下来,在时刻TV,单脉冲发生电路62 (见图1)向PWM电 路60输出通知信号St,通知期间iy的经过。从而,基于通知信号St, 在从时刻TV到时刻1\的期间T6,,代替上述具有占空比1VT7的脉冲 信号Sr, PWM电路60基于电阻50、 52、 76的相应的阻值而产生具 有占空比T9/T7以及重复周期T7的第二重复脉冲的脉冲信号Sr,并将 脉冲信号Sr给脉冲提供给单元64 (见图3C)。此时,由于仅有脉沖
信号Sr从PWM电路60输入至脉沖供给单元64,脉沖供给单元64 向MOSFET 38的栅极端子G提供脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2 (见图3D)。
因此,基于提供给栅极端子G的第二脉沖信号S2,在漏极端子 D和源极端子S之间形成了开启状态,据此MOSFET 38被电连接螺 线管线圏12和电阻70。从而,全波整流了的电源电压Vo,从整流电路 20经二极管32作为第二电压被施加于螺线管线圏12 (见图3E)。另 一方面,关于从螺线管线圏12经MOSFET 38沿电阻70方向流动的 电流I,在从时刻TV开始的短时间内从第一电流值^迅速减小到第二 电流值12之后,该电流I在直到到达时刻L的期间内被维持在第二电 流值I2(见图3F)。结果,由第二电流12引起的励磁力(保持力)将 插棒和阀塞保持在预定的位置,从而电磁阀IOA的驱动状态(阀门打 开状态)得以维持。
此外,在时刻L,当开关18开路而装置被置于关断状态(见图 3A)时,由于对开关控制器40的DC电压V的供给被中止,低电压 检测电路59向单脉沖发生电路62和脉冲供给单元64输出低电压检测 信号Sv,据此,基于所输入的低电压检测信号Sv,脉沖供给单元64 停止向MOSFET 38的栅极端子G提供第二脉冲信号S2。由此,因为 MOSFET 38迅速从漏极端子D和源极端子S之间的开启状态转为关 断状态,达到了暂停从整流电路20向螺线管线圏12施加全波整流了 的电源电压Vo的条件。此时,尽管由螺线管线围U产生了反电动势, 但由反电动势引起的电流在螺线管线圏12和二极管M构成的闭合回 路中回流(即,反向流动),4吏得该电流被迅速衰减。
以此方式,在^f艮据第一实施方式的电磁阀10A中,与流经螺线管 线圏12的电流相对应的电压Vd被从电阻70输出至电流检测电路72; 在电流检测电路72中,具有作为电流检测值的电压Vd的幅度的脉冲 信号Sd被反馈回开关控制器40的PWM电路60。
在PWM电路60中,基于与第一电流值^ (起动电流值)或者 第二电流值12 (保持电流值)之一的电流值相对应的电压值和反馈脉 冲信号Sd的幅度(电压Vd)之间的比较,产生具有脉冲宽度T7和预 定占空比TVT7、 TVT7的脉冲信号Sr (第一重复脉冲,第一短脉沖, 第二重复脉冲,或者第二短脉冲),并将该脉冲信号Sr提供给脉沖供 给单元64。
脉冲供给单元64将来自单脉冲发生电路62的单脉冲信号Ss作 为第一脉冲信号Sl提供给MOSFET38的栅极端子G;然后,将来自 PWM电路40的脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET38 的栅极端子G。替代地,脉沖供给单元64将单脉冲信号Ss和脉沖信 号Sr作为第一脉冲信号Sl提供给MOSFET 38的栅极端子G;然后, 将脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子 G。
具体地,在电磁阀IOA被驱动的期间(期间T5、 T5,),开关控制 器40的PWM电路60产生由第一重复脉沖或者第一短脉沖构成的脉 冲信号Sr,并将该脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64,使得与脉冲 信号Sd幅度(电压Vd )相对应的电流检测值成为与电磁阀10A的起 动力相对应的第一电流值L;脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第 一脉冲信号Sl提供给MOSFET 38的栅极端子G。由此,MOSFET 38 基于第一脉沖信号Sl的脉冲宽度控制对螺线管线圏12施加第一电压 (全波整流了的电源电压Vo、 V。,)的时间。结果,流经螺线管线團 12的电流I被维持在与起动力相对应的第一电流值Ii;而由电流I(第 一电流值L)所引起的起动力被施加以使得插棒和阀塞吸合。
更为详细地,在电磁阀10A的用户侧预先准备了具有较高电源 电压Vo,(例如,使用200V交流电的AC电源16时,Va,-282V)的 AC电源16,而相对于该AC电源16,采用要使用具有较低电源电压 Vo的电磁阀10A(例如,使用100V交流电的AC电源16时,Va-141V) 的情况下,此时,在开关控制器40的PWM电路60中,第一电流值 Ii被设置为等于或者低于流经螺线管线團12的电流I的额定值(额定 电流)。假设脉冲信号Sr的脉冲宽度被调整为使得电流检测值成为这 样设置的第一电流值In则由于在电磁阀10A被驱动的期间(期间
T5、 T5,)流经螺线管线圏12的电流I被维持在第一电流值In即使 在准备了具有较高电源电压Vq,的AC电源16的用户侧,也可以取得 电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的节电。此时,由于在整流电路20 中被全波整流了的、与较高电源电压V。,相对应的电源电压Vo,被作为 第一电压施加于螺线管线圏12上,电磁阀IOA可以在短时间内被驱 动。
如上所述,由于通过调整开关控制器40的PWM电路60中的脉 沖信号Sr的脉冲宽度(期间T8),流经螺线管线圏12的电流可以维 持在等于或者低于额定电流的第一电流值I"于是在制造商侧,无需 关注用户侧从AC电源16经整流电路20、向螺线管线圏12提供的全 波整流后的电源电压V。、 V。,的差异,电磁阀10A和电磁阀驱动电路 14可以制成可在较低的电源电压下通用的;通过向用户提供这种通用 的电磁阀驱动电路14和电磁阀IOA,可以降低成本。
因此,利用根据第一实施方式的电磁阀IOA,通过基于具有与从 电流检测电路72反馈回开关控制器40的电流检测值相对应的电压Vd 的脉冲信号Sd和与电磁阀被驱动期间(期间Ts、 T5,)的第一电流值 Ii相对应的电压值之间的比较,来产生第一重复脉冲或者第一短脉沖 的脉沖4言号Sr,电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的节电、通用性和 成本降低、以及对电磁阀IOA的快速响应驱动控制均能够得以实现。
另一方面,在电磁阀10A的驱动状态被维持期间(期间T6、T6,), 开关控制器40的PWM电路60产生第二重复脉冲或者第二短脉冲的 脉冲信号Sr以使得与脉冲信号Sd的幅度(电压Vd)相对应的电流 检测值成为与用于电磁阀10A的保持力相对应的第二电流值12,据此, 脉沖信号Sr被提供给脉冲供给单元64,脉冲供给单元64将脉冲信号 Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G。因此, MOSFET 38基于第二脉沖信号S2的脉冲宽度来控制对螺线管线圏12 施加第二电压(全波整流了的电源电压Vo、 Vo,)的时间。结果,流 经螺线管线圏12的电流I被维持在与保持力相对应的第二电流值I2, 而由电流I (第二电流值12)引起的保持力用于使得插棒和阀塞吸合。
因此,利用根据第一实施方式的电磁阀IOA,通过基于具有与从 电流检测电路72向开关控制器40反馈回的电流检测值相对应的电压 Vd的脉冲信号Sd和与电磁阀10A的驱动状态维持期间(期间T6、 T6,)相对应的第二电流值12的电压值之间的比较来产生第二重复脉沖 或者第二短脉沖的脉沖信号Sr,电磁阀10A的驱动状态可以以较小功 耗得以维持,而且,电磁阀IOA可以在短时间内被停止。
此外,通过向开关控制器40的PWM电路60反馈回具有与电流 检测值相对应的电压Vd的脉沖信号Sd,即使因螺线管线圏12的温 度变化所导致的螺线管线圏内部的电阻变化或者全波整流了的电源电 压Vo、 V。,的波动,电流I趋于随时间变化,也能够响应于这种变化而 产生J3^冲信号Sr,从而可以实现能够响应诸如电阻变化以及上述波动 之类的使用环境变化的电磁阀IOA和电磁阀驱动电路14。
以此方式,利用根据第一实施方式的电磁阀IOA,可以一举实现 电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的功耗降低、对于电磁阀10A的快 速响应驱动控制、以及电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的成本的减 少。
此外,利用才艮据第一实施方式的电磁阀IOA,不仅可以在电磁阀 IOA的驱动状态维持期间(期间T6、 T6,) 降低功耗,还可以在电磁 阀IOA被驱动期间(期间T5、 T5,)降低功耗,从而可以高效率地实 现电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的节电。
此外,在电磁阀10A被驱动期间(期间Ts、 T5,),在仅在与单 脉冲Ss的脉冲宽度相对应的期间Tn将全波整流后地电源电压Vo,作 为第一电压施加于螺线管线圏12之后,仅在与第一重复脉冲或者第一 短脉冲的脉冲宽度相对应的期间(期间T8)将第一电压施加于螺线管 线圏12上。结果,在电磁阀IOA被驱动期间,在与单脉冲信号Ss的 脉冲宽度相对应的期间Tu内流经螺线管线圏12的电流增大至第 一电 流值L后,通过基于第一重复脉沖或第一短脉沖的MOSFET 38的开 关操作来维持第一电流值L。因此,电磁阀10A和电磁阀驱动电路14 可制成通用的,并可容易地降低成本。尤其是,当具有较高电源电压Vo,的AC电源16经电磁阀驱动电路14和电磁阀10A电连接至螺线管 线围12且电磁阀10A由此被驱动时,电磁阀10A可以在更短时间内 被驱动。此外,通过将流经螺线管线圏12的电流维持在第一电流值 L,可以可靠地防止电磁岡10A和电磁阀驱动电路14的由过量电压(浪 涌能量)的输入引起的非故意的或者错误的操作。
另一方面,在电磁阀10A的驱动状态被维持期间(期间T6、T6,), 通过向MOSFET 38提供第二重复脉冲或者第二短脉沖的脉冲Sr作为 第二脉沖信号S2,电磁阀10A的驱动状态可以以较低功耗被维持,另 外,电磁阀10A可以在短时间内4皮停止。
因此,通过为开关控制器40提供包括PWM电路60、单脉沖发 生电路62和脉冲供给单元64的结构,能够容易地实现电磁阀驱动电 路14和电磁阀10A的通用化和成本降^f氐、短时间内驱动电磁阀IOA、 电磁阀驱动电路14和电磁阀IOA的节电,以及能够在短时间内停止 电磁阀IOA。
此外,在电磁阀驱动电路14中,由浪涌吸收器30、整流电路20、 二极管34、电阻42、 LED 54、开关控制器40和电阻50、 52、 76构 成的串联电路,和由二极管32、螺线管线圏12、 MOSFET38以及电 阻70构成的串联电路,并联地与由AC电源16和开关18构成的串联 电路电连接。另外,由LED 54、开关控制器40和电阻50、 52、 76 构成的串联电路并联地与平滑电路47电连接。
当发光二极管54包含在电磁阀驱动电路14内时,尽管可以认为 由发光二极管54和使LED 54发光的限流电阻构成的串联电路可以与 整流电路20和螺线管线圏12并联地电连接,在本发明中,代替限流 电阻,包括开关控制器40和LED54的串联电路与整流电路20、平滑 电路47以及螺线管线圏12并联地电连接,据此,由于本来由限流电 阻所消耗的电能被用于操作开关控制器40,可以实现具有高能量使用 效率的电磁阀驱动电路14。
此外,由于电阻42的i殳置,可以可靠地防止涌入电流流入开关 控制器40,另外,电磁阀IOA也可以容易地应用于具有较高电源电压Vo,的AC电源16。此外,通过对涌入电流实行这种措施,由在电磁阀 10A的启动和停止时瞬间产生于电磁阀驱动电路14内的浪涌电压所 引起的电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的非故意的和错误的操作可 以被可靠地防止。
此外,在PWM电路60中,脉冲信号Sr的占空比T8/T7和T9/T7 可以通过改变电阻50、 52、 76的阻值来调整,而在单脉冲发生电路 62中,能够通过改变电阻66的阻值来调整单脉冲信号Ss的脉冲宽度。 因此,与电源电压Vo、 Vo,的变化无关地,开关控制器40和MOSFET 38可以稳定地操作,可用于电磁阀驱动电路14的电压范围(即电源 电压Vo、 Vo,的范围)可以较宽地设置。
关于占空比Ts/T7和1VT7以及单脉冲信号Ss的脉冲宽度的调整, 代替前述电阻50、 52、 66、 76地,可以使用未示出的存储器来存储占 空比T/T7和TVT7以及单脉冲信号Ss的宽度,然后视需要从存储器 读出占空比1VT7和TVT7以及脉冲宽度以提供给PWM电路60和脉 冲发生电路62。因此,通过改变存储于存储器中的数据,可以将占空 比T8/T7和T9/T7以及脉冲宽度设置为与电磁阀10A规格相对应的期望 值。
在根据第一实施方式的电磁阀IOA的以上说明中,在电磁阀10A 被驱动的期间,基于与第一电流值L相对应的电压值和脉冲信号Sd 的幅度(与电流检测值相对应的电压Vd)之间的比较,对第一脉冲信 号Sl的供给进行时间控制。另一方面,在电磁阀10A的驱动状态被 维持期间,基于与第二电流值12相对应的电压值和脉冲信号Sd的幅 度之间的比较来对第二脉沖信号S2的供给进行时间控制。
在根据笫一实施方式的电磁阀10A中,当然地,基于电流检测值
动状态被维持期间进行。
更为具体地,为了仅在电磁阀10A被驱动期间基于电流检测值实 行时间控制,在电磁间10A^L驱动期间(期间T5,),基于上述第二 动作驱动电磁阀10A;而在电磁阀10A的驱动状态被维持期间(期间
T6,) , PWM电路60产生具有占空比TVT7及重复周期T7的预定的
第二重复脉冲,或者具有脉冲宽度T9的预定的第二短脉沖,并将该脉
沖输出给脉冲供给单元64。
以此方式,即使在仅在电磁阀10A被驱动期间基于电流检测值对 MOSFET 38的栅极端子G进行第 一脉冲信号Sl供给的时间控制的情 况下,也可以容易地得到时间控制的上述效果。
另一方面,仅在电磁阀IOA的驱动状态被维持期间,为了基于电 流检测值进行时间控制,进行上述第一操作。即便在此种情况下,其 中仅在电磁阀10A的驱动状态被维持期间基于电流检测值对 MOSFET 38的栅极端子G进行第二脉沖信号S2供给的时间控制,也 可以容易地得到时间控制的上述效果。
此外,在根据第一实施方式的电磁阀10A中,尽管电磁阀驱动电 路14的结构中包含LED 54,但即使省略LED 54,显然还是可以取 得上述效果。
接下来,参考图4,对根据本发明的第二实施方式的电磁阀10B 进行^说明。在以下:^兌明中,与电磁阀10A中相同的组成元件(见图1 至3F)以相同的附图标记标示,其详细i兌明省略。
根据第二实施方式的电磁阀10B不同于根据第一实施方式的电 磁阀IOA之处在于其包含振动传感器(振动检测器)98。
振动传感器98检测由于从外部传给电磁阀10B的振动和/或冲击 而在电磁阀10B内部产生的振动。检测结果作为检测信号So(振动检 测值)输出给开关控制器40的PWM电路60。基于来自振动传感器 98的振动检测信号So, PWM电路60将在期间T6、 1V提供给脉沖供 给单元64的脉冲信号Sr的占空比T9/T7 (即期间Ts的脉冲宽度)增 大(参见图2F和3F)。因此,即使担心流经螺线管线圏12的电流I (第二电流值12)可能因电磁阀10B内的振动而随时间变化,在电磁 阀10B的驱动状态被维持期间(期间T6、 T6,)导致电磁阀B的停止, 通过增大占空比T9/T7,也可以增大电流I。
当为了节能而降低保持力时,可以想象会引起可能导致电磁阀 IOB停止的电磁阀10B内的振动。但是,根据第二实施方式的螺线管 发明IOB,通过设置具有上述结构的开关控制器40,即使流经螺线管 线圏12的电流I (第二电流值12)因电磁阀10B内部的振动而随时间 改变,通过根据这种改变来调整脉沖信号Sr (第二脉冲信号S2 )的脉 冲宽度,可以实现能够响应这种振动诱发的改变的电磁阀IOB和电磁 阀驱动电路14。
即,在电磁阀10B的驱动状态被维持期间(T6、 TV期间),当 担心电磁阀IOB会因为振动而进入停止状态时,脉冲信号Sr(第二脉 沖信号S2)的脉沖宽度(期间T9)被延长而流经螺线管线圏12的电 流值I (第二电流值12)被增大,据此,电磁阀10B内的插棒和阀塞 上的保持力得以增加,从而可以防止电磁阀IOB进入停止状态。
因此,在根据第二实施方式的电磁阀10B中,由于可以仅在需要 高保持力时将第二脉冲信号S2的脉沖宽度设置得更长而使得电流I 的水平变得更大,可以有效地实现电磁阀10B和电磁阀驱动电路14 的节能。
在既存的电磁阀中,尽管已知通过利用内置压力传感器检测电磁 阀内的压力来检测电磁阀的阀门打开和阀门关闭的状态,并基于该检 测结果重启电磁阀,但通过将上述电磁阀10B的特征应用于既存的电 磁阀,可以可靠地防止在电磁阀驱动状态被维持的期间(T6、 TV期间) 发生电磁阀的停止。
接下来,参照图5说明根据本发明的第三实施方式的电磁阀IOC。
根据第三实施方式的电磁阀10C不同于根据第二实施方式(见图 4)的电磁阀IOB之处在于,电磁阀驱动电路14还包括操作检测器(通 电时间计算器和电磁阀操作检测器)100、快闪存储器储器(通电时间 存储器和检测结果存储器)102、确定单元(通电时间确定单元以及操 作次数累积数确定单元)106。
操作检测器100包括计数器,该计数器基于脉冲信号Sd计算在 电磁阀10C的一个操作周期内(图2F和3F中的从时刻T。到时刻1\ 的期间)螺线管线圏12的通电时间(全波整流了的电源电压V(j、 V0,
施加于螺线管线圏12上的总时间);而检测结果存储于快闪存储器储 器102中。替代地,操作检测器IOO基于脉冲信号Sd检测电磁阀10C 处于操作中,并将检测结果存储于快闪存储器储器102中。
确定单元106基于在电磁阀10C的每次操作结束后存储于快闪存 储器102中的通电时间的总和来计算螺线管线團12的总通电时间,并 确定总通电时间是否长于预定的第一通电时间。替代地,确定单元106 基于存储于快闪存储器102中的各个相应的检测结果计算电磁阀10C 的操作次数的累积数,并确定操作次数累积数是否超过了预定的第一 操作次数。
此时,当确定单元106确定总通电时间长于预定的第一通电时间、 或者操作次数累积数超过预定的第一操作次数时,确定单元106向单 脉沖发生电路62和开关控制器40的PWM电路60输出脉沖宽度改变 信号Sm,指示单脉沖信号Ss的脉冲宽度(期间Ts、 Tu)和脉冲信 号Sr的脉冲宽度(期间T8)应该被改变。基于该脉沖宽度改变信号 Sm,单脉冲发生电路62将单脉冲信号Ss的脉沖宽度设置得长于当前 设置的脉冲宽度。另一方面,基于脉沖宽度改变信号Sm, PWM电路 60将脉冲信号Sr的脉冲宽度设置得长于当前设置的脉沖宽度。
此外,当确定单元106确定总通电时间长于比预定的第一通电时 间长的预定的第二通电时间时,或者替代地,当确定单元106确定操 作次数累积数超过比预定的第一操作次数大的预定的第二操作次数 时,确定单元106向外输出使用期限通知信号Sf,通知电磁阀IOC达 到了使用期限。
以此方式,利用根据第三实施方式的电磁阀10C,即使当电磁阀 IOC的驱动性能因电磁阀的长期使用而降低,通过在电磁阀IOC的总 通电时间长于第一通电时间或者操作次数累积数超过第一操作次数 时,将单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr各自的脉冲信号的脉沖宽度设置 得更长,流经螺线管线圏12的电流I (笫一电流值IJ变得更大。这 样,可以有效地实行电磁阀IOC的驱动控制。
此外,由于当电磁阀10C的总通电时间长于第二通电时间,或者
当操作次数累积数超过第二操作次数时,确定单元106向外部输出使 用期限通知信号Sf,故可以在达到使用期限的时候迅速更换电磁阀 IOC,从而改善了关于电磁阀10C的使用期限(寿命)的可靠性。
接下来,参照图6说明根据本发明第四实施方式的螺线管线團
IOD。
根据第四实施方式的电磁阀10D不同于根据第三实施方式(见图
5) 的电磁阀IOC之处在于,电磁阀驱动电路14还包括起动电流监控 单元(电流检测值监控单元)104。
电流检测值监控单元104监控从T。到T12的期间T13,其间,电 流I (以及与之相应的电压Vd)在电磁阀IOD被驱动期间(期间T5、 TV)稍微减小。当确定了期间Tu变得长于预定的设置时间时,向外 部输出延时通知信号Se,通知在期间T!3产生内产生了延时。
以此方式,利用根据第四实施方式的电磁阀IOD,可以迅速更换 期间Tu变长因而其驱动性能降低了的电磁阀IOD。即,通过设置具 有上述结构的电磁阀驱动电路14,基于电磁阀^皮驱动期间电磁阀10D 的响应,可以有效实行对电磁阀IOD的使用期限(寿命)的检测。
接下来,参照图7说明根据本发明第五实施方式的电磁阀IOE。
根据第五实施方式的电磁阀10E不同于根据第四实施方式(见图
6) 的电磁阀IOD之处在于,AC电源16经双向可控硅元件80电连接 至整流电路20;在整流电路20中,由二极管22、 84构成的串联电路、 由二极管24、 86构成的串联电路、由二极管26、 88构成的串联电路 和由二极管28、卯构成的串联电路组成了桥接电路。
此时,通过在预定的时间间隔内由电源82提供的门极电流,双 向可控硅元件80从关断状态转换至开启状态。该时间间隔被定义为具 有期间T3的间隔,从预定的时间(例如,在时刻To与从时可To开始 经过了期间T3的时间之间的预定时间)开始,除电源电压Vo、 Vo,取 O值的时间。
顺便提及,在# 据上述第一至第四实施方式的电磁阀10A至10D (见图1至6)中,电源电压Vo、 Vo,从AC电源16作为开关18进入 开启状态的结果被提供给整流电路20,从而电磁阀10A至10D可以 被迅速驱动,其中开关18为接触式继电器;而通过使开关18进入关 断状态,电源电压Vo、 Vq,从AC电源16到整流电路20的供给结束, 据此电磁阀10A至10D可以迅速净皮4f止。
与此相反,在电磁阀10E的情况下,其中AC电源16经非接触 式继电器诸如双向可控硅元件80电连接至整流电路20,尽管因来自 电源82的门极电流作为触发因素在短时间内j吏双向可控硅元件80进 入开启状态,另一方面,流经双向可控硅元件80的电流被降低直至接 近0,但如果这样的状态不持续很长时间的话,就不会发生从开启状 态向关断状态的转换。
这种状况是由于作为感性负载的螺线管线圏12而造成的,这种 感性负栽使得即使电源电压V。、 V。,降低,流经双向可控硅元件80的 电流也不迅速降低至0水平。因此,如果将双向可控硅元件80简单地 包含在电磁阀10E中,双向可控硅元件80不能在短时间内从开启状 态转至关断状态。
因此,在电磁阀IOE中,整流电路20利用二极管22至28和84 至卯而被配制成桥接电路,使得当AC电源16的电源电压V。、 V0, 小于预定的电压值时,二极管22至28和84至90从开启状态转至关 断状态,据此从AC电源16经双向可控硅元件80沿整流电路20方向 流动的电流、或者在相反方向流动的电流被降低至0附近。结果,电 流处于0水平的期间被延长,使得双向可控硅元件80可以容易地从开 启状态转向关断状态。
此外,如果预定的电压为四个二极管22、 28、 84、 90的正向电 压之和、或者四个二极管24、 26、 86、 88的正向电压之和(即基于每 个正向电压的电压值),则由于二极管22至28和二极管84至90可 以可靠地从开启状态转向关断状态,双向可控硅元件80更容易地从开 启状态转为关断状态。
因此,在根据第五实施方式的电磁阀10E中,由于利用了整流电 路20的二极管22至28和二极管84至90从开启状态向关断状态的转
换,双向可控硅元件80可以用作控制AC电源16和整流电路20之间 的电连接的开关装置。
另外,在根据第五实施方式的电磁阀IOE中,整流电路20由包 括由二极管22、 84构成的串联电路、由二极管24、 86构成的串联电 路、由二极管26、 88构成的串联电路和由二极管28、 90构成的串联 电路的桥接电路构成。但是,本发明不仅限于如图7所示的桥接电路 的每个边(即,每个串联电路)的二极管数量必须为两个。
更为具体地,假设上述正向电压之和为预定的电压值,在根据第 一至第四实施方式的电磁阀IOA至10D (图1至图6)的整流电路20 中,桥的每个边的二极管数量可以为1个(即,每个单独的二极管22、 24、 26、 28);或者替代地,在如图7所示的整流电路20中,在桥的 四个边的任何一边、两边或者三边,二极管的数量可以为2个,而在 桥的余下的其他边,二极管的数量可以为l个。此外,在整流电路20 中,桥接电路的四个边中的任何一边的二极管数量可以为3个,而余 下的其他边的每边的二极管数量可以为1个。
在任何情况下,利用根据第五实施方式的电磁阀IOE,为了可靠 地控制电磁阀10E的启动和停止,整流电路20中的桥的各个边的二 极管数量可以根据双向可控珪元件80的特性而适当地设置。
接下来,参照图8说明根据本发明第六实施方式的电磁阀IOF。
根据第六实施方式的电磁阀10F不同于根据第五实施方式(见图 7)的电磁阀IOE之处在于,AC电源16经光电双向可控硅元件92电 连接至整流电路20。
此时,光电耦合器96由光电双向可控硅元件92和LED 94构成, 其中LED 94由以预定的时间间隔从电源82提供的电流而间歇地点 亮,而光电双向可控硅元件92因作为触发因素的间歇发光而从关断状 态转至开启状态。上述预定的时间间隔与根据第五实施方式的电磁阀 10E (见图7)中双向可控硅元件80从关断状态转至开启状态的时间 间隔相同。
顺便提及,在电磁阀IOF中,与双向可控硅元件80类似,尽管
因作为触发因素的光输入在短时间内使光电双向可控硅元件92进入 开启状态,在另一方面,流经光电双向可控硅元件92的电流被降低直 至接近0,但如果这种状态不持续很长时间,就不会发生从开启状态 到关断状态的转换。即,如果将光电双向可控硅元件92简单地包含在 电磁阀10F中,光电双向可控硅元件92不能在短时间内从开启状态 转换至关断状态。
因此,在电磁阀10F中,当电源电压Vo、 Vo,变得小于预定的电 压值时,二极管22至28和84至90从开启状态转为关断状态,据此 从AC电源16经光电双向可控珪元件92沿整流电路20方向流动的电 流、或者相反方向的电流被降低至O附近。结果,电流处于0水平的 期间被延长,使得光电双向可控硅元件92可以容易地从开启状态转为 关断状态。
此外,如果预定电压为四个二极管22、 28、 84、 90的正向电压 之和、或者四个二极管24、 26、 86、 88的正向电压之和(即基于每个 正向电压的电压值),则由于二极管22至28和二极管84至卯可以 可靠地从开启状态转为关断状态,光电双向可控硅元件92更容易从开 启状态转为关断状态。
以此方式,在根据第六实施方式的电磁阀IOF中,由于利用了整 流电路20的二极管22至28和二极管84至90从开启状态到关断状态 的转换,光电双向可控硅元件92可以用作控制AC电源16和整流电 路20之间的电连接的开关装置。
另外,在根据第六实施方式的电磁阀IOF中,与根据第五实施方 式的电磁阀IOE相似(见图7),整流电路20中的桥接电路的各个边 的二极管数量可以根据光电双向可控硅元件92的特性适当地设置。
接下来,参照图9说明根据本发明的第七实施方式的电磁阀IOG。
才艮据第七实施方式的电磁岡10G不同于根据第一实施方式(见 图l)的电磁岡IOA之处在于,开关控制器40包括恒压电路58、PWM 电路60,脉沖信号产生电路62和脉冲供给单元64,电阻U0至126 和电容128电连接至开关控制器40,从而在电磁阀驱动电路14不使用上述电流检测值(即电压Vd和相应的脉冲信号Sd)的情况下,控 制信号Sc (第一脉沖信号Sl和第二脉冲信号S2)的供给受到时间控 制。
更为具体地,据第七实施方式的电磁阀10G不同于根据第一实 施方式(见图1)的电磁阀IOA之处在于,通过与根据第一实施方式 的电磁阀IOA所用的上述第一操作大致相同的操作,电磁阀IOG被驱 动并且其状态得到维持;但是,当预先知道第一电流值I,和第二电流 值12时,对MOSFET 38的栅极端子G提供第一脉沖信号Sl和第二 脉沖信号S2的时间控制是在不利用上述电流检测值的情况下进行的。
此时,从PWM电路60提供给脉沖供给单元64的脉冲信号Sr 的占空比T/T7的和重复周期(期间T7)是基于电阻120、 122、 124 的阻值而设置的。即,可以通过改变电阻124的阻值调整重复脉沖。 此外可以通过改变电阻120和122的阻值调整占空比T9/T7 ,该占空 比与通过用电阻120、 122各自的阻值对来自恒压电路58的DC电压 V,进行分压产生的预定的电压相对应。
因此,在根据第七实施方式的电磁阀10G的PWM电路60中, 假设预先已知第二电流值12的大小,脉沖信号Sr的占空比1VT7和重 复周期(期间T7)可以通过根据第二电流值I2的大小适当改变电阻 120、 122、 124的阻值来进行调整。
另一方面,单脉沖发生电路62基于DC电压V、电阻126的阻 值和电容128的容量产生单脉冲信号Ss并提供给脉冲供给单元64。 此时,脉沖宽度与电阻126的阻值和电容128的容量相对应。
因此,在根据第七实施方式的电磁阀10G的单脉冲发生电路62 中,假设预先已知第一电流值L的大小,单脉冲信号Ss的脉沖宽度 (期间T5)可以通过根据第 一电流值L的大小适当改变电阻126的阻 值和电容128的容量进行调整。
在期间Ts,脉冲供给单元64将单脉冲信号Ss作为第一脉冲信号 Sl提供给栅极端子G;而在T6期间,脉冲供给单元64将脉冲信号Sr 作为第二脉冲信号S2提供给栅极端子G。
以此方式,根据第七实施方式的电磁阀10G不同于根据第一至 第六实施方式的电磁阀10A至10F (见图1至8)之处在于,其配置 中不包含电阻70和电流检测电路72。尽管如此,当第一电流值^(起 动电流值)和第二电流值12 (保持电流值)是预先知道的时,与第一 电流值^相对应的第一脉冲信号Sl (单脉冲信号Ss)和与第二电流 值12相对应的第二脉沖信号S2 (脉冲信号Sr)可以在开关控制器40 中产生,并可以提供给MOSFET 38的栅极端子G;这样,对栅极端 子G提供第一脉冲信号Sl和第二脉冲信号S2可以受到时间控制。因 此在#^据第七实施方式的电磁阀10G中,可以容易地获得在关于第一 实施方式的电磁阀IOA(见图1至3F)中讨论的上述时域控制的优点 和效果。
关于单脉冲信号Ss的占空比TVT7和脉沖宽度的调整,与根据第 一实施方式的电磁阀10A (见图1)的情况相似,代替电阻120至126 和电容128地,单脉沖信号Ss的占空比1VT7和脉冲宽度可以存储于 未示出的存储器中,据此,占空比T9/T7和脉冲宽度可以视需要从存 储器读出并提供给PWM电路60和单脉冲发生电路62。占空比T9/T7 和脉冲宽度可以通过根据电磁阀IOG的规格改变存储于存储器中的数 据来适当设置成期望值。
接下来,参照图IO说明本发明的第八实施方式的电磁阀IOH。
根据第八实施方式的电磁阀10H不同于才艮据第七实施方式的电 磁阀IOG(见图9)之处在于,从恒压电路58向由电阻130、 132、 134 构成的串联电路提供DC电压V,。
更具体地,根据第八实施方式的电磁阀10H不同于根据第一实 施方式(见图1)的电磁阀IOA之处在于,通过与根据第一实施方式 的电磁阀IOA所用的上述第一操作大致相同的操作,电磁阀IOH被驱 动并且其状态得到维持;但是,当预先知道第一电流值^和第二电流 值12时,对MOSFET 38的栅极端子G提供第一脉沖信号S1和第二 脉沖信号S2的时间控制是在不利用上述电流检测值的情况下进行的。
此时,与根据第一实施方式的电磁阀10A中的电阻50、 52、 76
的情形相似,PWM电路60产生的脉冲信号Sr的占空比T8/T7、T9/T7 是基于电阻130、 132、 134的阻值而设置的。
即,在根据第八实施方式的电磁阀10H中,占空比TVT7与通过 用电阻132、 134各自的阻值对来自恒压电路58的DC电压V,进行分 压所产生的预定电压相对应,而另一方面,占空比T9/T7与通过用电 阻130、 132、 134各自的阻值对来自恒压电路58的DC电压V,进行 分压所产生的预定电压相对应。因此,在PWM电路60中,脉冲信号 Sr的占空比T8/T7 、 T9/T7可以通过适当改变与第 一 电流值L和第二电 流值12的大小相对应的电阻130、 132、 134的阻值来调整。
此外,在PWM电路60中,产生具有占空比1VT7的第二重复脉 沖或者第二短脉沖作为脉冲信号Sr (见图2C),或者替代地,直到 时刻1V为止,产生具有占空比1VT7的第一重复脉冲或者第一短脉冲 作为脉冲信号Sr,而在间TV之后,产生具有占空比TVT7的第二重复 脉冲或者第二短脉冲作为脉沖信号Sr (见图3C )。
脉冲供给单元64在T5、 TV期间将单脉冲信号Ss或者脉沖信号 Sr(笫一重复脉冲或者第一短脉冲)作为第一脉冲信号Sl提供给栅极 端子G,而在T6、 1V期间将第二重复脉冲或者第二短脉沖的脉冲信 号Sr作为第二脉冲信号提供给栅极端子G。
以此方式,才艮据第八实施方式的电磁阀10H不同于^^据第一至 第六实施方式的电磁阀10A至10F (见图1至8)之处在于,其配置 中不包含电阻70和电流检测电路72。然而,与根据第七实施方式的 电磁阀IOG相似,当第一电流值IJ起动电流值)和第二电流值l2(保 持电流值)已预先知道时,与第一电流值^相对应的第一脉冲信号Sl (单脉冲信号ss或者脉沖信号Sr)和与第二电流值12相对应的第二 脉冲信号S2 (脉冲信号Sr)可以在开关控制器40中产生,并提供给 MOSFET 38的栅极端子G;这样,对栅极端子G提供第一脉冲信号 Sl和第二脉沖信号S2可以受到时间控制。因此在^^艮据第八实施方式 的电磁阀IOH中,可以容易地获得关于第一实施方式的电磁阀IOA(见 图1至3F)中讨论的上述时域控制的优点和效果。
关于单脉冲信号Ss的占空比T8/T7、 T/T7和脉冲宽度的调整, 与根据第七实施方式的电磁阀10G (见图9)的情形相似,代替电阻 124、 126、 130至134和电容128地,单脉沖信号Ss的占空比T8/T7、 T/T7和脉冲宽度可以存储于未示出的存储器中,从而占空比T8/T7、 1VT7和脉沖宽度可以视需要从存储器读出至PWM电路60和单脉冲 发生电路62。此时同样,占空比TVT7、 1VT7和脉冲宽度可以通过才艮 据电磁阀IOH的规格改变存储于存储器中的数据来适当地设置成期望 值。
接下来,参照图11说明根据本发明的第九实施方式的电磁阀
101。
才艮据第九实施方式的电磁阀101不同于根据第八实施方式(见图
10) 的电磁阀IOH之处在于,AC电源16经双向可控珪元件80电连 接至整流电路20;在整流电路20中,由二极管22、 84构成的串联电 路、由二极管24、 86构成的串联电路、由二极管26、 88构成的串联 电路和由二极管28、 90构成的串联电路组成了桥接电路。
在才艮据第九实施方式的电磁阀101中,由二极管22至28、 84至 90构成的桥电路构成了整流电路20。因此,可以取得与根据第五实施 方式的电磁阀10E (见图7)相同的优点和效果。
接下来,参照图12说明根据本发明的第十实施方式的电磁岡
IOJ。
根据第十实施方式的电磁阀10J不同于根据第九实施方式(见图
11) 的电磁阀101之处在于,AC电源16经光电双向可控硅元件92 电连接至整流电路20。
在根据第十实施方式的电磁阀10J中,光电耦合器96由光电双 向可控硅元件92和LED94构成;同样,由二极管22至28、 84至卯 构成的桥接电路构成了整流电路20。因此,可以取得与根据第六实施 方式的电磁阀10F (见图8)相同的优点和效果。
根据本发明的电磁阀驱动电路和电磁阀不仅限于上述实施方式。 显然,在不偏离本发明的本质和主旨的前提下,可以釆用各种其他结
权利要求
1、一种电磁阀驱动电路(14),其中,当第一电压被施加在电磁阀(10A至10F)的螺线管线圈(12)上用以驱动上述电磁阀(10A至10F)后,第二电压被施加在上述螺线管线圈(12)上而上述电磁阀(10A至10F)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述螺线管线圈(12),并且还包括整流电路(20)、开关控制器(40)、开关(38)、以及电流检测器(72),其中,上述整流电路(20)对上述交流电源(16)的电源电压进行整流;上述电流检测器(72)检测流经上述螺线管线圈(12)的电流,并向上述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值;上述开关控制器(40)基于预定的起动电流值和电流检测值之间的比较来产生第一脉冲信号,并基于预定的保持电流值和上述电流检测值之间的比较来产生第二脉冲信号,并将上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号提供给上述开关(38);在上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上述开关(38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管线圈(12),而在上述第二脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,该开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述螺线管线圈(12)。
2、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉沖;短脉冲发生电路(60),在上述电磁阀(1OA至1OF)的驱动期间,基于上述起动电流值和上迷电流检测值之间的比较来产生脉冲宽度短于上述单脉冲的脉冲宽度的第一短脉冲,而在电磁阀(10A至 10F)的驱动状态被维持期间,基于上述保持电流值和上述电流检测值之间的比较产生脉冲宽度比上述第 一短脉沖的上述脉沖宽度短的第二短脉冲;以及脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOA至10F)的驱动期间, 在上述单脉冲作为上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)之后, 向上述开关(38)提供上述第一短脉沖作为上述第一脉沖信号;而在 上述电磁阀(10A至IOF)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述第二短脉冲作为上述第二脉冲信号。
3、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述 开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉冲;重复脉冲发生电路(60),在上述电磁阀(IOA至IOF)的驱动 期间,基于上述起动电流值和上述电流检测值之间的比较来产生脉沖 宽度短于上述单脉冲的脉沖宽度的第一重复脉冲,而在电磁阀(10A 至10F)的驱动状态被维持期间,基于上述保持电流值和上述电流检 测值之间的比较来产生脉沖宽度短于上述第一重复脉冲的上述脉冲宽 度的第二重复脉沖;脉冲供给单元(64 ),在上述电磁阀(10A至10F )的驱动期间, 在上述单脉冲作为上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)之后, 向上述开关(38)提供上述第一重复脉冲作为上述第一脉冲信号,而 在上述电磁阀(10A至IOF)的驱动状态的维持期间,向上述开关(38) 提供上述第二重复脉沖作为上述第二脉沖信号。
4、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,当第一电压,皮施加在电 磁阀(IOA至10F)的螺线管线圏(12)上用以驱动上述电磁阀(10A 至IOF)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10A 至10F)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述 螺线管线團(12),并且还包括整流电路(20)、开关控制器(40)、开关 (38)、以及电流检测器(72);其中,上述整流电路(20)对上述交流电源(16)的电源电压进 行整流;上述电流检测器(72)检测流经上述螺线管线圏(12)的电流, 并向上述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值;上述开关控制器(40)基于预定的起动电流值和电流检测值之间 的比较来产生第一脉冲信号,并产生预定的第二脉冲信号,并将上述 第一脉冲信号和上述第二脉沖信号提供给上述开关(38);在上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上述开关 (38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管线圏 (12),而在上述第二脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上 述开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述螺线 管线圏(12)。
5、 根据权利要求4所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述 开关控制器(40)包括单脉沖发生电路(62),用于产生单脉冲;短脉沖发生电路(60),在上述电磁阀(IOA至IOF)的驱动期间,基于上述起动电流值和上述电流检测值之间的比较来产生脉冲宽 度短于上述单脉沖的脉冲宽度的第一短脉冲,而在电磁阀(10A至 10F)的驱动状态被维持期间,基于上述保持电流值和上述电流检测 值之间的比较来产生脉冲宽度短于上述第一短脉冲的上述脉沖宽度的 第二短脉沖;脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOA至10F)的驱动期间, 在上述单脉冲作为上述第一脉沖信号被提供给上述开关(38)后,向 上述开关(38)提供上述第一短脉冲作为上述第一脉冲信号,而在上 述电磁阀(10A至10F)的驱动状态被维持期间,向上述开关(38) 提供上述第二短脉冲作为上述第二脉冲信号。
6、 根据权利要求4所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述 开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉冲; 重复脉冲发生电路(60),在上述电磁阀(IOA至IOF)的驱动期间,基于上述起动电流值和上述电流检测值之间的比较来产生脉冲宽度短于上述单脉冲宽度的第一重复脉冲,而在电磁阀(10A至10F) 的驱动状态被维持的期间,产生脉冲宽度短于上述第一重复脉冲的上 述脉沖宽度的第二重复脉冲;脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(10A至10F)的驱动期间, 在上述单脉冲作为上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)后,向 上述开关(38)提供上述第一重复脉沖作为上述第一脉沖信号,而在 上述电磁阀(10A至IOF)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述第二重复脉冲作为上述第二脉沖信号。
7、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 平滑电路(47)和发光二极管(54),其中,上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开 关控制器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线圏(12)与上述 整流电路(20)并联地电连接;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化;平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 ) 被提供给上述开关控制器(40);上述发光二极管(54)能够在电流流经上述螺线管线團(12)时 #皮点亮。
8、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,在第一电压被施加于电 磁阀(10A至10F)的螺线管线圏(12)上用以驱动上述电磁阀(10A 至IOF)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10A 至10F)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述 螺线管线圏(12),并且还包括整流电路(20)、平滑电路(47)、发 光二极管(54)、开关控制器(40)、开关(38)、以及电流检测器(72);其中,上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开 关控制器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线圏(12)与上述 整流电路(20)并联地电连接;上述整流电路(20)将上述交流电源(16)的电源电压整流;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化;平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 )被提供给上述开关控制器(40);上述发光二极管(54)能够在电流流经上述螺线管线圏(12)时被点亮;上述电流检测器(72)检测流经上述螺线管线圏(12)的电流, 并向上述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值;上述开关控制器(40)产生预定的笫一脉冲信号并基于预定的保 持电流值和电流检测值之间的比较来产生第二脉冲信号,并将上述第 一脉冲信号和上述第二脉沖信号提供给上述开关(38);在上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上述开关 (38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管线圏 (12),而在上述第二脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,该 开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述螺线管 线圏(12)。
9、 根据权利要求8所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述 开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉冲;短脉沖发生电路(60),基于平滑后的电源电压以及上述保持电 流值和上述电流检测值之间的比较来产生脉冲宽度短于上述单脉冲的脉沖宽度的短脉沖;脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOA至IOF)的驱动期间, 向上述开关(38)提供上述单脉沖作为上述第一脉沖信号,而在上述 电磁阀(10A至10F)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述短脉冲作为上述第二脉冲信号。
10、 根据权利要求8所述的电磁阀驱动电路(14),其中,上述 开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉冲;重复脉沖发生电路(60),基于平滑后的电源电压以及上述保持的脉冲宽度的重复脉沖;脉沖供给单元(64 ),在上述电磁阀(10A至10F )的驱动期间, 向上述开关(38)提供上述单脉沖作为上述第一脉冲信号,而在上述 电磁阀(10A至10F)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述重复脉沖作为上述第二脉沖信号。
11、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),其中上述开关控制器(40 )基于来自检测上述电磁阀(10B至10F ) 振动的振动检测器(98)的振动检测值来调整第二脉冲信号的脉沖宽 度。
12、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 通电时间计算器(100),用于基于上述电流检测值计算在上述电磁阀(10C至10F)的一次操作期间内上述螺线管线圏(12)的通 电时间;通电时间存储器(102),用于存储上迷通电时间; 通电时间确定单元(106),用于从存储于上述通电时间存储器 (102)中的每个相应的通电时间计算上述螺线管线圏(12)的总通电时间,并确定上述总通电时间是否长于预定的第 一通电时间,其中,上述通电时间确定单元(106)向上述开关控制器(40)输出脉冲宽度改变信号,当确定总通电时间长于上述第一通电时间时,指示上述第一脉沖信号的脉冲宽度要被改变;上述开关控制器(40)基于上述脉冲开关改变信号来延长上述第 一脉冲信号的脉冲宽度。
13、 根据权利要求12所述的电磁阀驱动电路(14),其中, 当确定了上述总通电时间长于比上述第一通电时间设置得更长的第二通电时间时,上述通电时间确定单元(106)向外输出使用期限 通知信号,通知上述电磁阀(IOC至IOF)已达到了使用期限。
14、 根据权利要求l所述的电磁阀驱动电路(14),还包括电磁阀操作检测器(100),用于基于上述电流检测值检测上述 电磁阀(10C至10F)处于操作之下;检测结果存储器(102),用于存储上述电磁阀操作检测器(IOO) 的检测结果;操作次数累积数确定单元(106),用于根据存储于上述检测结 果存储器(102)中的各个检测结果计算上述电磁阀(IOC至IOF)的 操作次数的累积数,并确定操作次数的累积数是否超过了预定的第一 操作次数;其中,当确定上述操作次数累积数超过了上述第一操作次数时, 上述操作次数累积数确定单元(106)向上述开关控制器(40)输出脉 冲宽度改变信号,指示上述第一脉冲信号的脉沖宽度要被改变;上述开关控制器(40 )基于上述脉冲宽度改变信号延长上述第一 脉冲信号的脉冲宽度。
15、 根据权利要求14所述的电磁阀驱动电路(14),其中, 当确定上述操作次数累积数超过比上述第一操作次数设置得更大的第二操作次数时,上述操作次数累积数确定单元(106)向外输出 使用期限通知信号,通知上述电磁阀(IOC至IOF)已达到使用期限。
16、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 电流检测值监控单元(104),用于监控上述电流检测值在电磁阀(IOD至IOF,皮驱动期间的减小,其中,上述电流检测值监控单元(104)向外输出延时通知信号, 用于当上述电流检测值监控单元(104)确定从上述电磁阀(10D至 10 F )的驱动起始时刻到上述电流检测值减小的时刻的期间长于预定 的设置期间时,通知在上述期间内产生了延时。
17、 根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 电阻(42),能够调整在上述电磁阀(IOA至IOF)的驱动起始时刻流向上述开关控制器(40)的涌入电流,使得该电流小于流经上 述螺线管线圏(12)的电流最大值,其中由上述电阻(42)和上述开 关控制器(40)组成的串联电路以及上述螺线管线圏(12)与上述整流电路(20)并联地电连接。
18、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,在第一电压被施加于电 磁阀(10G至10J)的螺线管线圏(12)上用以驱动上述电磁阀(10G 至IOJ)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10G 至10J)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述 螺线管线圏(12),并且还包括整流电路(20)、开关控制器(40)和开关 (38);上述整流电路(20)将上述交流电源(16)的电源电压进行整流; 其中,上述开关控制器(40)包括 单脉沖发生电路(62),用于产生单脉沖;短脉沖发生电路(60),在上述电磁阀(IOG至IOJ)的驱动期 间,产生脉沖宽度短于上述单脉冲的脉冲宽度的第一短脉沖,而在上 述电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,产生脉冲宽度短于上述第一短脉沖的上述脉沖宽度的第二短脉沖;以及脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOG至10J)的驱动期间, 在上述单脉沖作为第一脉冲信号被提供给上述开关(38)之后,向上 述开关(38)提供上述第一短脉冲作为上述第一脉冲信号,而在上述 电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述第二短脉冲作为上述第二脉冲信号;其中,在上述第一脉沖信号被提供给上述开关(38)期间,上述 开关(38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管 线圏(12),而在上述第二脉沖信号被提供给上述开关(38)期间, 该开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述螺线 管线圏(12)。
19、 根据权利要求18所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 平滑电路(47)和发光二极管(54),其中,上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开 关控制器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线圏(12)与上述整流电路(20)并联地电连接;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化;平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 )被提供给上述开关控制器(40 );上述发光二极管(54)在电流流经上述螺线管线團(12)时能够-故点亮;上述单脉冲发生电路(62)基于平滑后的电源电压来产生单脉冲; 上述短脉冲发生电路(60)基于平滑后的电源电压来产生短脉沖。
20、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,在第一电压,皮施加于电磁阀(IOG至IOJ)的螺线管线圏(12)上用以驱动上述电磁阀(10G至IOJ)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上迷螺线管线圏(12),并且还包括整流电路(20)、开关控制器(40)和开关(38);上述整流电路(20)将上述交流电源(16)的电源电压进行整流;其中,上述开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于产生单脉沖;重复脉冲发生电路(60),在上述电磁阀(IOG至IOJ)的驱动 期间,产生脉冲宽度短于上述单脉冲的脉冲宽度的第一重复脉冲,而 在上述电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,产生脉冲宽 度短于上述第一重复脉沖的上述脉冲宽度的第二重复脉冲;脉冲供给单元(64),在上述电磁岡(IOG至10J)的驱动期间, 在上述单脉冲作为第一脉沖信号被提供给上述开关(38)后,向上述 开关(38)提供上述第一重复脉冲作为第一脉冲信号,而在上述电磁 阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38)提供 上述第二重复脉冲作为上述第二脉冲信号;在上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上述开关 (38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管线圏(12),而在上述第二脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,该 开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上迷螺线管 线團(12)。
21、 根据权利要求20所述的电磁阀驱动电路(14),还包括 平滑电路(47)和发光二极管(54),其中,上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开 关控制器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线團(12)与上述 整流电路(20)并联地电连接;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化;平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 ) 被提供给上述开关控制器(40);上述发光二极管(54)在电流流经上述螺线管线圏(12)时能够 ,皮点亮;上述单脉冲发生电路(62)基于平滑后的电源电压来产生单脉冲;以及上述重复脉沖发生电路(60)基于平滑后的电源电压来产生短脉冲。
22、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,在第一电压被施加于电 磁阀(IOG至IOJ)的螺线管线圏(12)上用以驱动上述电磁阀(10G 至IOJ)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10G 至10J)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述 螺线管线圏(12),并且还包括整流电路(20)、平滑电路(47)、发 光二极管(54)、开关控制器(40)和开关(38);其中,上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开 关控制器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线團(12)与上述 整流电路(20)并联地电连接;上述整流电路(20)将上述交流电源(16)的电源电压进行整流;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化; 平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 ) 被提供给上述开关控制器(40);上述发光二极管(54)在电流流经上述螺线管线圏(12)时能够 净皮点亮;上述开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于基于平滑后的电源电压来产生单脉冲;短脉冲发生电路(60),用于基于平滑后的电源电压产生脉冲宽 度短于上述单脉冲的脉冲宽度的短脉冲;以及脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOG至10J)的驱动期间, 向上述开关(38)提供上述单脉沖作为上述第一脉冲信号,而在上述 电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述短脉沖作为上述第二脉沖信号;其中,在上述第一脉沖信号被提供给上述开关(38)的期间,上 述开关(38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线 管线團(12),而在上述第二脉沖信号被提供给上述开关(38)的期 间,该开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述 螺线管线圏(12)。
23、 一种电磁阀驱动电路(14),其中,在第一电压被施加于电 磁阀(IOG至10J)的螺线管线團(12)上用以驱动上述电磁阀(10G 至IOJ)后,第二电压被施加在螺线管线圏(12)上而上述电磁阀(10G 至10J)的驱动状态被维持;上述电磁阀驱动电路(14)分别电连接至交流电源(16)和上述 螺线管线圏(12),并且还包括整流电路(20)、平滑电路(47)、发 光二极管(54)、开关控制器(40)和开关(38);上述平滑电路(47)、由上述发光二极管(54)和上述开关控制 器(40)构成的串联电路、以及上述螺线管线團(12)与上述整流电 路(20)并联地电连接;上述整流电路(20)将上述交流电源(16)的电源电压进行整流;上述平滑电路(47)将整流后的电源电压平滑化;平滑后的电源电压从上述平滑电路(47 )经上述发光二极管(54 ) 被提供给上述开关控制器(40);上述发光二极管(54)在电流流经上述螺线管线圏(12)时能够 净皮点亮;上述开关控制器(40)包括单脉冲发生电路(62),用于基于平滑后的电源电压来产生单脉冲;重复脉冲发生电路(60),用于基于平滑后的电源电压来产生脉冲宽度短于上述单脉沖的脉冲宽度的重复脉沖;脉冲供给单元(64),在上述电磁阀(IOG至10J)的驱动期间, 向上述开关(38)提供上述单脉冲作为上述第一脉沖信号,而在上述 电磁阀(10G至10J)的驱动状态被维持的期间,向上述开关(38) 提供上述重复脉沖作为第二脉冲信号;在上述第一脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,上述开关 (38)将整流后的电源电压作为上述第一电压施加于上述螺线管线圏 (12),而在上述第二脉冲信号被提供给上述开关(38)的期间,该 开关(38)将整流后的电源电压作为上述第二电压施加于上述螺线管 线圈(12)。
24、 根据权利要求l所述的电磁阀驱动电路(14),其中, 上述交流电源(16)经开关(18)、双向可控硅元件(80)和光电双向可控硅元件(92)之一电连接至上述整流电路(20)。
25、 根据权利要求24所述的电磁阀驱动电路(14),其中, 在上述交流电源(16)经上述双向可控硅元件(80)或者上述光电双向可控硅元件(92)连接至整流电路(20)的情况下,上述整流 电路(20)包括利用了二极管(22至28, 84至卯)的桥接电路,使 得当上述电源电压小于预定的电压值时,上述二极管(22至28, 84 至90)从开启状态转为关断状态。
26、 一种电磁阀(IOA至IOF),所述电磁阀(IOA至IOF)具 有权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14)。
全文摘要
本发明提供一种电磁阀驱动电路和具有这种电磁阀驱动电路的电磁阀。在该电磁阀驱动电路中,电流检测电路(72)基于与流经螺线管线圈(12)的电流I相对应的电压Vd产生脉冲信号Sd,并将脉冲信号Sd反馈回开关控制器(40)的PWM电路(60)。PWM电路(60)基于反馈回的脉冲信号Sd和与第一电流值或者第二电流值相对应的电压值之间的比较来产生具有预定占空比的脉冲信号Sr,并向脉冲供给单元(64)提供脉冲信号Sr。脉冲供给单元(64)将脉冲信号Sr作为第一脉冲信号S1和/或第二脉冲信号S2提供给MOSFET(38)的栅极端子G。
文档编号H01F7/18GK101344183SQ20081013567
公开日2009年1月14日 申请日期2008年7月9日 优先权日2007年7月9日
发明者吉田正美, 土居义忠, 深野喜弘, 生出滋春 申请人:Smc株式会社
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