[发明专利]感应负载驱动电路

说明书

提供不产生发热，能够在感应负载的停止时的电流减少中实现高的响应性，能够实现比以往高的响应且高效的电流控制的感应负载驱动电路。在具有开关电源电路的感应负载驱动电路中，作为在感应负载的电流减少时发生该感应负载的反电动势的同时回收的能量回收电路，包括：回收用变压器，在同一铁芯中具有与感应负载串联并且相互逆极性地连接的电阻值不同的两个初级侧线圈和与开关变压器的初级侧连接的一个次级侧线圈；以及回收控制元件，与两个初级侧线圈中的电阻值相对小的小电阻初级侧线圈串联地配置，根据基于来自控制电路的回收指令信号的由第二脉冲信号发生装置发生的脉冲信号而动作，控制在小电阻初级侧线圈中流过的电流。

技术领域

本发明涉及例如用于驱动电磁阀、马达等感应负载的电路，详细而言，涉及对利用PWM控制方式的开关电源的电路结构组合能量回收电路来进行电流控制的感应负载驱动电路。

背景技术

马达、电磁阀等具有线圈分量并将电能经由电磁力变换为机械性的运动的感应负载作为致动器被用于各种装置。在感应负载的驱动控制方式中，大致上有脉冲宽度调制、所谓PWM(pulse width modulation，脉宽调制)控制和比例控制。前者在对负载进行接通/断开控制时，使脉冲宽度的占空比、即接通/断开比值根据输入信号的大小变化，后者通过使与负载串联地连接的控制元件的两端电压可变地使其损耗来进行控制。

作为PWM方式，有使用例如如专利文献1所述的开关电源的电路结构，通过使商用的高的交流电压成为低的直流电压而稳定地供给到感应负载的驱动电路，进行电流控制的方式。

具体而言，在使用开关电源电路的感应负载驱动电路100中，如图5(a)的基本结构所示，首先通过桥二极管113对来自供给电源112的交流进行整流，进而用平滑电容器114平滑化，将由此得到的直流根据指令信号121，通过由FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)等半导体元件构成的开关元件115的开关变换为脉冲波的交流后，送入到开关变压器116，将交流电压降压变换为预定的交流电压。

在该感应负载驱动电路100中进行电流控制的情况下，在开关变压器116的初级侧对输入侧直流进行交流变换时，在控制电路中，根据指令信号121，以成为预定的脉冲波宽(开关的接通/断开循环的接通时间)的方式，从例如PWM控制器(PWM-IC)等脉冲信号发生装置124发生脉冲信号。另外，能够通过基于指令信号和由输出侧的电流传感器125检测的结果的反馈控制，调整脉冲波宽度来进行开关，所以即使电源以及负载变动，输出电流仍被保持为恒定，得到稳定化的直流。

在该方式中，通过开关变压器116，针对初级侧的能量，对开关元件115进行接通/断开开关而成为高频交流，使由此得到的电流从初级侧线圈Lp向次级侧线圈Ls电磁感应，从而传递能量，通过成为高频交流而变压器自身小型即可，因为发热少所以效率高。针对这样传递的交流电流，用次级侧的整流二极管117进行整流而流入到感应负载111，但用二极管整流后的感应电流成为断续波形，所以在直接地流入到感应负载时，感应负载的两端电压大幅变动。因此，成为为了对其进行平滑化，在次级侧配置平滑电容器118，将平滑化后的直流输出到感应负载111的结构。

该次级侧的平滑电容器118的电容越小电路响应越高速。另一方面，未被电容器完全平滑而使脉动电压变大，所以电流控制的稳定性恶化。因此，通过使PWM周期进一步高速化，即使电容器电容小也能够吸收脉动电流，能够实现高响应化，但感应负载电流断开时的响应性如以下所述在构造上延迟。