KR102012338B1

KR102012338B1 - Low power drive solenoid

Info

Publication number: KR102012338B1
Application number: KR1020180171090A
Authority: KR
Inventors: 천경상; 김성민
Original assignee: 하나엘텍 주식회사
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-10-21
Anticipated expiration: 2038-12-27

Abstract

본 발명은 넓은 동작온도 범위에서 동작이 가능하면서도 적은 전력에 의해 구동이 가능하도록, 온도에 따라 초기 동작시간을 변화시켜 솔레노이드가 사용되는 기기의 특성에 맞는 동작을 가능하게 하는 저전력 구동 솔레노이드에 관한 것이다.
본 발명에 따른 솔레노이드는 코일; 상기 코일에 초기동작단계와 유지단계를 구분하여 외부로부터의 전력을 공급하는 구동제어부; 및 상기 구동제어부의 제어전압을 공급하는 스위치제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a low-power driving solenoid that enables operation in accordance with the characteristics of the device in which the solenoid is changed by changing the initial operating time according to the temperature so as to be able to operate at a wide operating temperature range and to be driven by low power. .
Solenoid according to the present invention is a coil; A driving control unit for supplying power from the outside by dividing the initial operation step and the maintenance step to the coil; And a switch control unit supplying a control voltage of the driving control unit.

Description

Low power drive solenoid

본 발명은 저전력 구동 솔레노이드에 관한 것으로 특히, 넓은 동작온도 범위에서 동작이 가능하면서도 적은 전력에 의해 구동이 가능하도록, 온도에 따라 초기 동작시간을 변화시켜 솔레노이드가 사용되는 기기의 특성에 맞는 동작을 가능하게 하는 저전력 구동 솔레노이드에 관한 것이다.The present invention relates to a low-power driving solenoid, and in particular, to operate in a wide operating temperature range and to be driven by a small power, it is possible to operate according to the characteristics of the device that the solenoid is used by changing the initial operating time according to the temperature To a low power drive solenoid.

솔레노이드는 액추에이터의 일종으로 사용되거나, 액추에이터의 구동을 위한 동력원으로 사용된다(이하에서는 솔레노이드가 액추에이터의 의미를 포함하는 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다). 솔레노이드는 전기에너지를 기계적인 운동 또는 기계적인 운동을 야기할 수 있는 에너지로 변환하며, 이를 통해 각종 기계장치나 각종 공유압 밸브에 널리 사용되고 있다.The solenoid is used as a kind of actuator or as a power source for driving the actuator (hereinafter, it will be assumed that the solenoid includes the meaning of the actuator). Solenoids convert electrical energy into energy that can cause mechanical motion or mechanical motion, and thus are widely used in various mechanical devices and various common pressure valves.

이러한 솔레노이드는 알려진 바와 같이 코일과 코일에 공급되는 전력을 조절하기 위한 회로부를 포함하여 구성된다. 솔레노이드는 동작을 위해 코일에 전류를 인가해야 하는데, 초기 동작단계이서는 일정량 이상의 전류 즉, 기동전류가 필요하지만, 초기 동작 단계가 끝나고 이어지는 유지단계에서는 초기 동작 단계에 비해 작은 전류로도 상태를 유지시키는 것이 가능하다.This solenoid, as known, comprises a coil and circuitry for regulating the power supplied to the coil. The solenoid needs to apply a current to the coil for operation.In the initial operation stage, a certain amount of current, that is, a starting current, is required, but in the maintenance phase after the initial operation stage, the state is maintained even with a smaller current than the initial operation stage. It is possible to let.

도 1은 종래의 솔레노이드 회로를 도시한 예시도이고, 도 2는 솔레노이드의 구동을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional solenoid circuit, and FIG. 2 is a timing diagram for describing driving of a solenoid.

종래의 솔레노이드는 도 1과 같이 솔레노이드 코일에 저항을 직렬로 연결하고, 저항과 병렬의 스위치를 구성하는 형태로 이용되는 것이 일반적이다. 이러한 솔레노이드는 초기 동작단계에서 스위치를 온(ON, 도 1의 상태)시켜 전류가 저항을 우회하여 솔레노이드에 공급되도록 한다. 그리고, 유지단계에서는 스위치를 오프(Off, 미도시)시켜 전류가 저항을 통해 솔레노이드에 공급되도록 한다. 이를 통해, 초기 동작 단계에서는 큰 전류가 솔레노이드로 인가되도록 하고, 유지단계에서는 저항에 의해 솔레노이드로 공급되는 전류가 제한되도록 하는 방법을 이용하며, 이를 통해 유지단계의 솔레노이드에 과도한 전류가 공급되는 것을 방지하게 된다. Conventional solenoids are commonly used in the form of connecting a resistor in series with the solenoid coil as shown in FIG. 1 and configuring a switch in parallel with the resistor. This solenoid turns on the switch (ON, the state of FIG. 1) in the initial operation stage so that the current bypasses the resistance and is supplied to the solenoid. In the holding step, the switch is turned off (not shown) so that current is supplied to the solenoid through the resistor. In this way, a large current is applied to the solenoid in the initial operation stage, and a method of limiting the current supplied to the solenoid by the resistance in the maintenance stage is used, thereby preventing excessive current from being supplied to the solenoid in the maintenance stage. Done.

그러나, 솔레노이드의 초기동작에 필요한 전력은 솔레노이드가 적용된 기기의 사용온도에 따라 변하므로 온도에 따라 초기 동작시간을 변화시켜야 하지만, 종래의 솔레노이드 제어 회로는 이러한 온도 변화에 따른 제어를 위해서는 마이크로 컨트롤러의 추가와 같은 복잡한 회로 구성에 의해서만 가능했다.However, since the power required for the initial operation of the solenoid varies with the operating temperature of the device to which the solenoid is applied, the initial operation time must be changed according to the temperature. However, the conventional solenoid control circuit adds a microcontroller to control the temperature change. Only possible by complex circuit configurations such as

또한, 종래에 개발된 솔레노이드는 코일에 인가되는 전류를 감소시키기 위한 직렬저항을 이용했는데, 이 경우 정격용량이 커져야하는 경우 저항의 병렬 연결을 통해 해소함으로써, 복수의 저항 구성에 따른 가격 및 부피 상승이 발생하는 문제가 있었다. 특히, 이러한 솔레노이드는 유지단계에서 코일에 부적절한 전류가 인가되어 전자석 액츄에이터의 동작이 부정확해지는 문제점이 있었다.In addition, the conventionally developed solenoid uses a series resistor to reduce the current applied to the coil, in this case, if the rated capacity needs to be large, by eliminating the parallel connection of the resistor, the price and volume increase according to a plurality of resistor configuration There was a problem that occurred. In particular, such a solenoid has a problem in that an improper current is applied to the coil in the holding step so that the operation of the electromagnet actuator is incorrect.

대한민국 공개특허 제10-2000-0025795호(공개일 2000년 05월 06일) 가스연소기기의 솔레노이드밸브제어회로Republic of Korea Patent Publication No. 10-2000-0025795 (published May 06, 2000) Solenoid valve control circuit of gas combustion equipment

따라서, 본 발명의 목적은 넓은 동작온도 범위에서 동작이 가능하면서도 적은 전력에 의해 구동이 가능하도록, 온도에 따라 초기 동작시간을 변화시켜 솔레노이드가 사용되는 기기의 특성에 맞는 동작을 가능하게 하는 저전력 구동 솔레노이드를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to operate in a wide operating temperature range, but to operate with a low power, low-power drive to enable the operation according to the characteristics of the device using the solenoid by changing the initial operating time according to the temperature To provide a solenoid.

또한, 본 발명의 다른 목적은 초기동작 단계 이후의 유지단계에서 솔레노이드 코일에 인가되는 전류를 감소시켜, 과도한 발열을 방지하고, 전력소모를 감소시킬 수 있도록 한 저전력 구동 솔레노이드를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a low-power drive solenoid that can reduce the current applied to the solenoid coil in the holding step after the initial operation step, to prevent excessive heat generation, and to reduce the power consumption.

또한, 본 발명의 다른 목적은 정격용량이 큰 장치를 구성하는 경우에도 부품의 수의 증가로 인한 크기 및 제조단가의 증가를 최소화하고, 안정성이 높은 부품의 사용을 통해 장치 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 저전력 구동 솔레노이드를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to minimize the increase in size and manufacturing cost due to the increase in the number of parts even in the configuration of a device having a large rated capacity, and to improve the device reliability through the use of high stability components It is to provide a low power drive solenoid.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 솔레노이드는 코일; 상기 코일에 초기동작단계와 유지단계를 구분하여 외부로부터의 전력을 공급하는 구동제어부; 및 상기 구동제어부의 제어전압을 공급하는 스위치제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Solenoid according to the present invention to achieve the above object is a coil; A driving control unit for supplying electric power from the outside by dividing the initial operation step and the maintenance step to the coil; And a switch control unit supplying a control voltage of the driving control unit.

따라서, 본 발명에 따른 저전력 구동 솔레노이드는 넓은 동작온도 범위에서 동작이 가능하면서도 적은 전력에 의해 구동이 가능하도록, 온도에 따라 초기 동작시간을 변화시켜 솔레노이드가 사용되는 기기의 특성에 맞게 동작하는 것이 가능해진다.Therefore, the low-power driving solenoid according to the present invention can be operated in a wide operating temperature range, but can be operated by a small power, it is possible to operate according to the characteristics of the device is used by changing the initial operating time according to the temperature Become.

또한, 본 발명에 따른 저전력 구동 솔레노이드는 초기동작 단계 이후의 유지단계에서 솔레노이드 코일에 인가되는 전류를 감소시켜, 과도한 발열을 방지하고, 전력소모를 감소시키는 것이 가능하다.In addition, the low-power driving solenoid according to the present invention can reduce the current applied to the solenoid coil in the holding step after the initial operation step, it is possible to prevent excessive heat generation, and to reduce the power consumption.

또한, 본 발명에 따른 저전력 구동 솔레노이드는 정격용량이 큰 장치를 구성하는 경우에도 부품의 수의 증가로 인한 크기 및 제조단가의 증가를 최소화하고, 안정성이 높은 부품의 사용을 통해 장치 신뢰도를 향상시키는 것이 가능하다.In addition, the low-power drive solenoid according to the present invention minimizes the increase in size and manufacturing cost due to the increase in the number of parts even when a device having a large rated capacity is configured, and improves device reliability through the use of highly stable parts. It is possible.

도 1은 종래의 솔레노이드 회로를 도시한 예시도.
도 2는 솔레노이드의 구동을 설명하기 위한 타이밍도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드의 회로를 도시한 예시도.
도 4는 제2스위치의 게이트 문턱전압과 온도와의 관계를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드를 도시한 예시도.1 is an exemplary view showing a conventional solenoid circuit.
2 is a timing diagram for explaining driving of a solenoid;
3 is an exemplary view showing a circuit of a solenoid according to a first embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between the gate threshold voltage and the temperature of the second switch.
5 is an exemplary view showing a solenoid according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the accompanying drawings, it should be noted that the same reference numerals are used in the drawings to designate the same configuration in other drawings as much as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And certain features shown in the drawings are enlarged or reduced or simplified for ease of description, the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드의 회로를 도시한 예시도이다.3 is an exemplary view showing a circuit of a solenoid according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 솔레노이드는 전원(VS1), 제1스위치(SW1), 코일(L), 구동제어부(DC), 스위치제어부(SC) 및 방전부(DI)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the solenoid according to the first embodiment of the present invention includes a power supply VS1, a first switch SW1, a coil L, a drive control unit DC, a switch control unit SC, and a discharge unit DI. It is configured to include).

전원(VS1)은 솔레노이드의 동작을 위한 전원이 공급된다. 이 전원(VS1)은 DC 전압원일 수 있으며, 12V 또는 24V와 같이 보편적으로 사용되는 전압을 회로에 공급한다. 이러한 전원(VS1)은 교류전력이 외부에서 입력되는 경우 이를 정류하여 직류로 변환하는 회로, 전압을 승압 또는 강압하는 회로가 결부될 수 있다.The power supply VS1 is supplied with power for the operation of the solenoid. This power supply VS1 may be a DC voltage source and supplies a commonly used voltage to the circuit, such as 12V or 24V. When the AC power is input from the outside, the power supply VS1 may be connected to a circuit for rectifying and converting the DC power into a DC, and for boosting or stepping down a voltage.

제1스위치(SW1)는 솔레노이드 특히, 코일(L)의 동작을 위한 스위칭 동작을 수행한다. 이 제1스위치(SW1)는 사용자에 의해 직접 동작하거나, 별도의 외부제어기로부터 공급되는 제어신호에 따라 동작하는 스위치일 수 있다.The first switch SW1 performs a switching operation for the operation of the solenoid, in particular, the coil L. The first switch SW1 may be a switch directly operated by a user or operated according to a control signal supplied from a separate external controller.

코일(L)은 제1스위치(SW1)의 동작에 따라 공급되거나 차단되는 전력에 의해 동작하거나 또는 동작을 중지하며, 동작 중에 공급되는 전류에 의해 자장을 발생시킨다. 이를 위해, 코일(L)의 일단은 구동제어부(DC)와 연결되고 타단은 전원(VS1)의 그라운드(GND)에 연결된다. 여기서, 이하에서는 제1스위치(SW1)와 전원(VS1)을 제외한 나머지 구성은 구동부(D)로 지칭하기로 한다.The coil L operates or stops by the power supplied or interrupted according to the operation of the first switch SW1 and generates a magnetic field by the current supplied during the operation. To this end, one end of the coil (L) is connected to the drive control unit (DC) and the other end is connected to the ground (GND) of the power supply VS1. Here, the rest of the configuration except for the first switch SW1 and the power supply VS1 will be referred to as a driving unit D.

코일(L)은 동작기간 동안 초기동작단계와 유지단계로 구분되는 2단계에 따른 동작을 수행하며, 이러한 코일(L)의 동작을 제어하기 위한 구동제어부(DC)와 스위치제어부(SC)가 구성된다.The coil L performs an operation according to two stages divided into an initial operation stage and a maintenance phase during an operation period, and includes a drive controller DC and a switch controller SC for controlling the operation of the coil L. do.

구동제어부(DC)는 코일에 공급되는 전력을 초기동작단계와 유지단계에 따라 다르게 공급한다. 이를 위해 구동제어부(DC)는 제1스위치(SW1)에 입력단이 연결되고, 출력단은 코일(L)에 연결된다. 이 구동제어부(DC)는 제2스위치(SW2), 유지부(SD)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 제1실시예에서 유지부(SD)는 저항(R5)로 구성될 수 있다.The driving controller DC supplies the power supplied to the coil differently according to the initial operation stage and the maintenance stage. To this end, the driving control unit DC is connected to an input terminal of the first switch SW1 and an output terminal of the driving controller DC. The drive control unit DC includes a second switch SW2 and a holding unit SD. In the first embodiment of the present invention, the holding part SD may be formed of a resistor R5.

제2스위치(SW2)는 동작기간의 초기동작단계에서 코일에 전력을 공급한다. 이를 위해 제2스위치(SW2)는 스위치제어부(SC)에 의해 온/오프 됨과 아울러, 온 상태에서 오프상태로 점진적으로 변경된다. 이를 위해, 제2스위치(SW2)는 P-MOSFET(P-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 구성될 수 있다. 제2스위치(SW2)의 입력단(또는 소스)는 제1스위치(SW1)의 출력단인 제1노드(N1)에 연결되고, 출력단(또는 드레인)은 코일(L)에 연결되며, 제어단(또는 게이트)는 스위치제어부(SC)에 연결된다.The second switch SW2 supplies power to the coil in the initial operation stage of the operation period. To this end, the second switch SW2 is turned on / off by the switch control unit SC and gradually changes from the on state to the off state. For this purpose, the second switch SW2 may be configured as a P-MOSFET (P-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The input terminal (or source) of the second switch SW2 is connected to the first node N1, which is the output terminal of the first switch SW1, the output terminal (or drain) is connected to the coil L, and the control terminal (or The gate is connected to the switch control unit SC.

이 제2스위치(SW2)는 초기동작단계에서 스위치제어부(SC)에 의해 온 되어 전원(VS1)으로부터 공급되는 전류를 코일(L)에 공급하게 된다. 그리고, 제2스위치(SW2)는 스위치제어부(SC)에 의해 유지단계에서 오프되어 코일(L)고 공급되는 전류를 차단하게 된다. 이러한 제2스위치(SW2)의 동작에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.The second switch SW2 is turned on by the switch control unit SC in an initial operation stage to supply a current supplied from the power supply VS1 to the coil L. Then, the second switch SW2 is turned off in the holding step by the switch control unit SC to cut off the current supplied to the coil L. The operation of the second switch SW2 will be described in more detail below.

유지부(SD)는 유지단계에서 코일(L)에 전류를 공급되도록 함과 아울러, 공급되는 전류를 제한하는 역할을 한다. 이러한 유지부(SD)는 제5저항(R5)로 구성될 수 있다. 제5저항(R5)의 일단은 제1노드(N1)에 연결되고, 타단은 코일(L)에 연결된다. 이 유지부(SD)는 제2스위치(SW2)가 켜져있는 동안에는 전류가 거의 흐르지 않다가, 제2스위치(SW2)가 오프되는 유지기간에는 전류가 유지부(SD)를 구성하는 제5저항(R5)을 통해 흐르게 된다. 이를 통해, 제5저항(R5)의 저항값에 의해 코일(L)에 공급되는 전류의 크기를 제한할 수 있게 된다.The holding unit SD not only supplies current to the coil L in the holding step, but also serves to limit the supplied current. The holding part SD may be configured of the fifth resistor R5. One end of the fifth resistor R5 is connected to the first node N1 and the other end is connected to the coil L. In the holding part SD, current hardly flows while the second switch SW2 is turned on, and in the holding period in which the second switch SW2 is turned off, the current includes the fifth resistor constituting the holding part SD. Flow through R5). Through this, the magnitude of the current supplied to the coil L may be limited by the resistance value of the fifth resistor R5.

스위치제어부(SC)는 동작기간동안 제2스위치(SW2)의 온/오프를 제어한다. 이를 위해 스위치제부(SC)는 복수의 저항과 커패시터를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 스위치제어부(SC)는 일단이 제1노드(N1)에 연결되고 타단이 제2노드(N2)에 연결되는 제2저항, 제2노드(N2)에 일단이 연결되는 제1저항(R1), 일단이 제1저항(R1)의 타단에 연결되고 타단이 접지(GND)에 연결되는 커패시터(C1) 및 제2노드(N2)와 제2스위치(SW2)의 사이에 연결되는 제4저항(R4)를 포함하여 구성된다.The switch control unit SC controls the on / off of the second switch SW2 during the operation period. To this end, the switch unit SC includes a plurality of resistors and capacitors. Specifically, the switch control unit SC has a second resistor having one end connected to the first node N1 and the other end connected to the second node N2, and a first resistor having one end connected to the second node N2 ( R1), a fourth end of which is connected between the second end N2 and the second switch SW2 and the capacitor C1 having one end connected to the other end of the first resistor R1 and the other end connected to the ground GND. It is comprised including the resistor R4.

커패시터(C1)는 제2스위치(SW2)의 온/오프를 제어하기 위해 마련된다. 이 커패시터(C1)는 동작기간의 초기동작단계에서 전원(VS1)에 의해 충전되며, 충전에 의해 제2스위치(SW2)를 오프시키고, 충전이 이루어지는 동안 제2스위치(SW2)가 온상태를 유지하게 한다.The capacitor C1 is provided to control on / off of the second switch SW2. The capacitor C1 is charged by the power supply VS1 in the initial operation stage of the operation period, the second switch SW2 is turned off by charging, and the second switch SW2 remains on while charging is performed. Let's do it.

제1 및 제2저항(R1, R2)는 커패시터(C1)의 충전속도를 제어함과 아울러, 제2스위치(SW2)의 제어를 위한 제어전압을 분압에 의해 제공한다.The first and second resistors R1 and R2 control the charging speed of the capacitor C1 and provide a control voltage for controlling the second switch SW2 by the divided voltage.

제4저항(R4)는 제2스위치(SW2)의 제어단에 공급되는 전류를 제한하기 위해 마련된다.The fourth resistor R4 is provided to limit the current supplied to the control terminal of the second switch SW2.

방전부(DI)는 동작 중지기간 즉 제1스위치(SW1)이 오프된 기간동안 커패시터(C1)를 방전시키는 역할을 한다 이를 위해 방전부(DI)는 제3저항(R3)로 구성될 수 있다. 이 제3저항(R3)는 제1노드(N1)과 접지(GND) 사이에 연결된다.The discharge unit DI discharges the capacitor C1 during the operation stop period, that is, during the period in which the first switch SW1 is turned off. To this end, the discharge unit DI may be configured of the third resistor R3. . The third resistor R3 is connected between the first node N1 and the ground GND.

이러한 제1실시예의 솔레노이드는 동작 중지기간 동안 제3저항(R3)에 의해 커패시터(C1)이 방전된 상태를 유지한다.The solenoid of the first embodiment maintains the capacitor C1 discharged by the third resistor R3 during the operation stop period.

그리고, 동작기간에 제1스위치(SW1)이 온 되어 전원이 공급되면, 커패시터(C1)가 충전되지 않은 초기에는 제1 및 제2저항(R1, R2)에 의해 제2노드(N2)에 걸리는 전압에 의해 제2스위치(SW2)가 턴온된다. 이때, 제5저항(R5)에 비해 낮은 저항을 가지는 제2스위치(SW2)를 통해 코일(L)에 전류가 공급되어, 코일(L)이 동작하게 딘다. 이를 통해 초기동작단계에서 코일(L)이 필요로 하는 큰 전류를 공급할 수 있게 된다.When the first switch SW1 is turned on and the power is supplied during the operation period, the first and second resistors R1 and R2 are applied to the second node N2 at the initial stage when the capacitor C1 is not charged. The second switch SW2 is turned on by the voltage. At this time, a current is supplied to the coil L through the second switch SW2 having a lower resistance than the fifth resistor R5, and thus the coil L operates. Through this, it is possible to supply a large current required by the coil (L) in the initial operation stage.

그리고, 커패시터(C1)가 충전되어 제2스위치(SW2)의 제어단에 인가되는 전압이 문턱전압 이하의 값이되면 제2스위치(SW2)가 꺼지게 되고, 코일(L)로 공급되는 전류를 제5저항(R5)를 통해 흐르게 된다. 이때, 제5저항(R5)에 의해 저항값이 커지게 되어 코일(L)로 흐르는 전류가 감소하게 된다. 이를 고려하여 제3저항(R3)의 값이 결정된다. 즉 제3저항(R3)의 저항값은 제5저항(R5), 커패시터(C1)의 방전을 고려하여 결정된다.When the capacitor C1 is charged and the voltage applied to the control terminal of the second switch SW2 becomes less than or equal to the threshold voltage, the second switch SW2 is turned off and the current supplied to the coil L is removed. It flows through resistor 5 (R5). At this time, the resistance value is increased by the fifth resistor R5, and the current flowing to the coil L is reduced. In consideration of this, the value of the third resistor R3 is determined. That is, the resistance value of the third resistor R3 is determined in consideration of the discharge of the fifth resistor R5 and the capacitor C1.

한편, 이러한 전류 감소를 통해 회로에 흐르는 전류가 감소되고, 이를 통해 발열이 감소된다.On the other hand, the current flowing through the circuit is reduced, thereby reducing the heat generation.

한편, 도 4는 제2스위치의 제어단 문턱전압과 온도와의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the control terminal threshold voltage and the temperature of the second switch.

도 4를 참조하면, 제2스위치(SW2)로 사용되는 모스펫은 커패시터의 충전속도와 제어단의 문턱전압에 의해 온시간이 결정된다. 즉, 초기동작 단계의 시간은 모스펫의 턴온시간에 의존한다.Referring to FIG. 4, in a MOSFET used as the second switch SW2, an on time is determined by a charging speed of a capacitor and a threshold voltage of a control terminal. That is, the time of the initial operation stage depends on the turn-on time of the MOSFET.

이 중 커패시터의 충전시간은 전압일 일정한 상태에서 제1 및 제2저항(R1, R2)에 의해 결정된다. Among these, the charging time of the capacitor is determined by the first and second resistors R1 and R2 under a constant voltage.

그리고, 모스펫의 문턱전압은 온도에 따라 가변되며, 이러한 사항이 도 4에 표시되어 있다.In addition, the threshold voltage of the MOSFET varies with temperature, which is shown in FIG. 4.

즉, 솔레노이드의 사용 온도가 높은 경우 초기동작단계에 소요되는 시간을 짧게할 수 있으며, 겨울과 같이 사용온도가 낮은 경우 초기동작단계에 소요되는 시간을 길게할 수 있게 되 온도에 따라 적절한 동작이 이루어지게 하는 것이 가능해진다.That is, when the temperature of the solenoid is high, the time required for the initial operation stage can be shortened.In case of low temperature, such as winter, the time required for the initial operation stage can be lengthened. It becomes possible to lose.

일례로, 솔레노이드가 유체의 흐름을 제어하는 밸브의 개도조절을 위해 사용되는 경우, 겨울과 같이 유체의 마찰 및 점성이 증가하여 이동속도가 감소하는 경우 솔레노이드의 초기동작단계에서 더 큰 전력이 더 오랜시간 유지되어야 하며, 모스펫의 온도특성을 이용하여 이러한 초기동작 단계의 유지시간을 유지하도록 함으로써, 솔레노이드가 사용된 밸브의 정확한 동작을 보장하는 것이 가능해진다.For example, when a solenoid is used to control the opening of a valve that controls the flow of fluid, when the friction and viscosity of the fluid increase, such as in winter, and the speed of movement decreases, the greater power is longer in the initial operation phase of the solenoid. It is necessary to maintain the time, and by using the temperature characteristics of the MOSFET to maintain the holding time of this initial operation step, it is possible to ensure the correct operation of the valve in which the solenoid is used.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드를 도시한 예시도이다.5 is an exemplary view showing a solenoid according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드는 전원(VS1), 제1스위치(SW1), 코일(L), 구동제어부(DC), 스위치제어부(SC) 및 방전부(DI)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the solenoid according to the second embodiment of the present invention includes a power supply VS1, a first switch SW1, a coil L, a drive control unit DC, a switch control unit SC, and a discharge unit DI. It is configured to include).

본 발명의 제2실시예는 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하며, 구동제어부(DC)에 마련되는 유지부(SD)가 제너다이오드(Z1)를 이용하여 구성되는 점에서 차이를 가진다.The second embodiment of the present invention is different in configuration from the first embodiment described above, and has a difference in that the holding unit SD provided in the drive control unit DC is configured using the zener diode Z1. .

때문에, 전술한 제1실시예와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Therefore, detailed description of the same configuration as in the above-described first embodiment will be omitted.

유지부(SD)는 제너다이오드(Z1)에 의해 구성된다. 이 제너다이오드(Z1)의 캐소드(-)는 제1노드(N1)에 연결되고, 애노드(+)는 코일(L)에 연결된다.The holding part SD is comprised by the zener diode Z1. The cathode (-) of the zener diode Z1 is connected to the first node N1, and the anode (+) is connected to the coil (L).

이러한 제너다이오(Z1)는 항복전압 이상의 전압이 제1노드(N1)에 인가되는 경우 도통되어 코일(L)에 전류를 공급한다. The zener diode Z1 conducts when a voltage equal to or higher than the breakdown voltage is applied to the first node N1 to supply current to the coil L. FIG.

즉, 초기동작단계에서도 제너다이오드(Z1)가 온상태를 유지하여, 제2스위치(SW2)와 함께 코일에 전류를 공급하게 된다. 이를 통해, 전술한 제1실시예에 비해 코일(L)에 공급가능한 전류의 양을 증가시킬 수 있으며, 전류의 양이 일정하게 공급되는 경우 모스펫의 부담을 경감시키는 것이 가능하다.That is, the zener diode Z1 is maintained in the on state even in the initial operation stage to supply current to the coil together with the second switch SW2. Through this, the amount of current that can be supplied to the coil (L) can be increased compared to the above-described first embodiment, it is possible to reduce the burden of the MOSFET when the amount of current is constantly supplied.

또한, 유지단계에서 제2스위치(SW2)가 오프되는 경우 제너다이오드(Z1)는 도통상태를 유지하게 되어 일정한 전류를 공급할 수 있게 된다. 특히, 제너다이오드(Z1)의 경우 항복전압만큼의 전압강하만을 발생시키기 때문에 전술한 제1실시예에 비해 안정적인 전류의 공급이 가능해진다.In addition, when the second switch SW2 is turned off in the holding step, the zener diode Z1 maintains the conduction state and thus can supply a constant current. In particular, in the case of the zener diode Z1, only a voltage drop as much as the breakdown voltage is generated, so that stable current can be supplied as compared with the first embodiment.

특히, 큰 정격용량이 필요한 경우 일반적으로 제너다이오드(Z1)의 정격이 저항보다 크기 때문에, 저항에 비해 적은 수의 소자로 정격용량을 줄일 수 있으며, 저비용으로 제조가 가능하고, 소형화가 유리한 장점이 있다.In particular, when a large rated capacity is required, since the rating of the zener diode (Z1) is generally larger than the resistance, the rated capacity can be reduced by using fewer elements than the resistance, and it is possible to manufacture at low cost, and the advantage of miniaturization is advantageous. have.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 솔레노이드를 도시한 예시도이고, 도 7은 6 is an exemplary view showing a solenoid according to a third embodiment of the present invention, Figure 7

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 솔레노이드는 전원(VS1), 제스위치(SW1), 코일(L), 구동제어부(DC), 스위치제어부(SC) 및 방전부(DI)를 포함하여 구성된다. 특히, 제3실시예에 따른 솔레이노이드는 제1다이오드(D1)과 제2다이오드(D2)를 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the solenoid according to the third embodiment of the present invention is a power supply VS1, a switch SW1, a coil L, a drive control unit DC, a switch control unit SC, and a discharge unit DI. It is configured to include. In particular, the solenoid according to the third embodiment further includes a first diode D1 and a second diode D2.

본 발명의 제3실시예의 구성은 기본적으로 제2실시예와 유사하며, 구동제어부(DC)와 제1 및 제2다이오드(D1, D2)를 포함하여 구성되는 부분에서 차이점을 가진다.The configuration of the third embodiment of the present invention is basically similar to that of the second embodiment, and has a difference in the part including the drive control unit DC and the first and second diodes D1 and D2.

때문에, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하고 차이점에 대해서는 설명을 진행하기로 한다.Therefore, detailed description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted and the difference will be described.

구동제어부(DC)의 유지부(SD)는 복수의 제너다이오드(Z1 내지 Z4)에 의해 구성된다. 도 6에는 제너다이오드(Z1 내지 Z4)가 제1 내지 제4의 4개로 구성된 예가 도시되어 있으나, 솔레노이드의 용량, 전원(VS1)의 크기와 같은 사항들에 의해 가변될 수 있다.The holding part SD of the drive control part DC is comprised by several zener diodes Z1-Z4. 6 shows an example in which the Zener diodes Z1 to Z4 are composed of four first to fourth elements, but may vary depending on the capacity of the solenoid and the size of the power source VS1.

이러한 유지부(SD)는 제1노드(N1) 즉, 스위치의 접지(GND) 사이에 병렬로 연결되는 복수의 제너다이오드를 통해 구성될 수 있다. 이러한 복수의 제너다이오드는 전술한 제2실시예에 비해 코일(L)에 공급할 수 있는 전류의 양을 증가시킬 수 있다. 특히, 시동 및 유지단계의 초기에 크게 증가하는 전류의 양을 복수의 제너다이오드를 통해 공급되도록 함으로써, 큰 크기의 시동전류에 대한 부담을 경감시킬 수 있게 된다. 또한, 복수의 제너다이오드(Z1 내지 Z4)에 의해 안정적인 전압 유지가 가능하게 되어 코일에 일정한 전압이 공급되도록 할 수 있으며, 이를 통해 유지단계에서 일정한 전류에 의해 코일(L)이 자기장을 생성하도록 하는 것이 가능해진다.The holding part SD may be configured through a plurality of zener diodes connected in parallel between the first node N1, that is, the ground GND of the switch. Such a plurality of zener diodes can increase the amount of current that can be supplied to the coil (L) compared to the second embodiment described above. In particular, by allowing a large amount of current to be supplied through the plurality of zener diodes at the beginning of the start-up and maintenance steps, it is possible to reduce the burden on the start-up of a large magnitude. In addition, it is possible to maintain a stable voltage by a plurality of zener diodes (Z1 to Z4) so that a constant voltage can be supplied to the coil, through which the coil (L) generates a magnetic field by a constant current in the holding step It becomes possible.

또한, 본 발명의 제3실시예에서는 제1다이오드(D1)와 제2다이오드(D2)를 포함하여 구성된다.Further, in the third embodiment of the present invention, the first diode D1 and the second diode D2 are included.

제1다이오드(D1)는 전원(VS1)과 스위치(SW1)을 구동부(D)와 견결하는 경우 잘못된 연결 즉, 극성(+, -)의 반전 연결시 회로 손상을 위해 마련된다. 이를 위해 제1다이오드(D1)은 스위치(SW1)와 구동부(D) 사이에 마련된다. The first diode D1 is provided for damage to a circuit during incorrect connection, that is, reverse connection of polarity (+,-) when the power supply VS1 and the switch SW1 are connected to the driving unit D. To this end, the first diode D1 is provided between the switch SW1 and the driving unit D.

제2다이오드(D2)는 코일(L)에 의해 발생되는 역기전력을 제거하기 위해 마련된다. 이를 위해 제2다이오드(D2)는 구동제어부(DC)와 접지(GND) 사이에 코일(L)과 병렬로 연결된다. 이때, 제2다이오드(D2)는 캐소드는 접지에 연결되고 애노드는 구동제어부(DC)에 연결되도록 구성된다.The second diode D2 is provided to remove the counter electromotive force generated by the coil L. To this end, the second diode D2 is connected in parallel with the coil L between the driving control unit DC and the ground GND. In this case, the second diode D2 is configured such that the cathode is connected to the ground and the anode is connected to the driving control unit DC.

한편, 이와 같이 구성되는 경우 그렇지 않은 경우의 전압 상태가 도 7에 도시되어 있다.On the other hand, the voltage state in the case where it is not configured in this way is shown in FIG.

도 7의 (a)에는 제1 및 제2다이오드와 복수의 제너다이오드가 구성되지 않은 경우이고, (b)는 제3실시예에 의한 회로구성에 측정되는 전압값을 나타낸 것이다.In FIG. 7A, the first and second diodes and the plurality of zener diodes are not configured, and (b) shows voltage values measured in the circuit configuration according to the third embodiment.

(a)에서와 같이 0V인 상태에서 14.5V로 온시키는 경우 제2스위치(SW2)와 유지부(SD)에 의해 전압이 온상태 전압으로 변하는 경우에도 임펄스 전압이 발생이 최소화됨을 확인할 수 있다.As shown in (a), when the voltage is turned to 14.5V in the 0V state, the impulse voltage may be minimized even when the voltage is changed to the on-state voltage by the second switch SW2 and the holding part SD.

반면에 오프시키는 경우 -50V에 근접한 전압까지 역기전압이 발생되며 완전 오프까지 발진이 이루어짐을 확인할 수 있다.On the other hand, when turned off, the counter voltage is generated up to a voltage close to -50V and the oscillation is completed until it is completely turned off.

이때 (b)에서와 같이 다이오드(D1, D2)와 복수의 제너다이오드(Z1 내지 Z4)로 구성하는 경우 발진이나 역기전력에 의한 전압 드롭 없이 안정적으로 오프전압인 0V 나타내게 됨을 확인할 수 있다.In this case, as shown in (b), when the diodes D1 and D2 and the plurality of zener diodes Z1 to Z4 are configured, 0V, which is an off voltage, can be stably displayed without voltage drop due to oscillation or counter electromotive force.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여려가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although illustrated and described as a specific example in order to illustrate the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, within the limits that various modifications do not depart from the scope of the invention It can be carried out in. Therefore, such modifications should also be regarded as belonging to the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims below.

VS1: 전원 SW1, SW2: 스위치
L: 코일 C1: 커패시터
R1, R2, R3, R4, R5: 저항
SD: 유지부 DC: 구동제어부
SC: 스위치제어부 DI: 방전부VS1: power SW1, SW2: switch
L: coil C1: capacitor
R1, R2, R3, R4, R5: Resistance
SD: holding unit DC: driving control unit
SC: switch control part DI: discharge part

Claims

coil;
A driving control unit for supplying power from the outside by dividing the initial operation step and the holding step after the initial operation step to the coil; And
And a switch controller for supplying a control voltage of the driving controller.
The drive control unit
An input terminal is connected to a first node connected to a power source, and an output terminal is connected to a coil, the switch being turned on or off by the switch control unit; and a holding unit connected in parallel with the switch.
The holding portion is composed of a zener diode,
The switch controller turns on the switch in the initial operation step, and turns off the switch in the maintenance step,
The switch control unit
A second resistor having one end connected to the first node and the other end connected to the second node;
A first resistor having one end connected to the second node;
A capacitor connected between the other end of the first resistor and a ground;
And a fourth resistor coupled between the second node and the control terminal of the switch.

delete

The method of claim 1,
And a third resistor connected in parallel with the switch control unit and discharging the capacitor when the supply of external power is stopped.