(57)【要約】      （修正有）【課題】誘導負荷のオフ時の応答性を高め、従来より効率的な駆動を可能とするフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路を提供する。【解決手段】フォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｘは、二次側回路（２０Ｘａ、２０Ｘｂ）に、転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ、２５Ｘｂ）を備える。誘導負荷（ＳＯＬＡ、ＳＯＬＢ）のオフ時に、電流偏差に基づいて第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ、２５Ｘｂ）の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路３２を更に備える。【選択図】図１
2020018121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものを予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するスイッチングトランスと、二次側に伝達された交流を誘導負荷へ直流として供給する二次側回路と、を有する電流制御回路と、
指令信号に基づいて電流指令を出力する電流指令部と、
前記電流指令と前記誘導負荷への出力側の検出結果とから得られる電流偏差に基づいて決定される前記パルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングを制御する電流指令回路と、を備え、
前記二次側回路が、前記スイッチングトランスの一次側コイルと同じ極性の二次側コイルからの交流を整流する二次側整流ダイオードと、整流された直流をさらに平滑化する二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び前記二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオードと、を有するフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路であって、
前記二次側回路は、前記転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子を更に備え、
前記誘導負荷のオフ時に、前記電流偏差に基づいて前記第１転流スイッチング素子の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路を更に備えていることを特徴とするフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【請求項２】
前記転流制御回路は、前記誘導負荷のオフ時に前記電流偏差がマイナスである際に、そのマイナス偏差に比例して前記第１転流スイッチング素子を閉じさせると共に、前記第１転流スイッチング素子のドレイン・ソース間電圧が予め定められた一定電圧以上で該第１転流スイッチング素子をオンにさせる制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【請求項３】
前記転流制御回路は、前記電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記第１転流スイッチング素子をオン・オフスイッチング制御すると共に、前記電流偏差がマイナス偏差である際に、前記第１転流スイッチング素子をオフして前記転流回路を遮断するものであり、
前記二次側回路は、前記二次側平滑コンデンサと並列に配置された別の第２転流ダイオード及び抵抗とを備えた第２の転流回路を有していることを特徴とする請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【請求項４】
前記第１転流スイッチング素子は、前記転流回路のみを遮断可能に配置されたものであり、
前記二次側回路は、該二次側回路の前記誘導負荷への電流供給をオン・オフする二次側スイッチング素子と、
前記チョークコイルと並列な第２の転流回路を形成する第２転流ダイオードおよび前記第２の転流回路をオン・オフする第２転流スイッチング素子と、を備え、
前記転流制御回路は、前記二次側回路に配置された前記二次側スイッチング素子又は前記第１転流スイッチング素子に対して前記電流指令と出力側の検出結果から得られる電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置によるパルス信号の周期でオン・オフスイッチング制御を行うと共に、前記電流偏差がマイナスになった際に前記第１転流スイッチング素子をオフにして前記第１転流ダイオードへの電流供給を遮断させるものであり、
前記スイッチングトランスは、電源側からの電流供給がなく前記一次側スイッチング素子がオフであると共に前記転流制御回路によって前記二次側スイッチング素子がオンにされた際に、前記誘導負荷で発生する逆起電力を二次側コイルを介して回収するエネルギー回収用コイルを一次側に備えていることを特徴とする請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【請求項５】
前記誘導負荷は、駆動方向が互いに対向する第１ソレノイドと第２ソレノイドとの一対のソレノイドであり、
前記スイッチングトランスは、二次側コイルとして第１の二次側コイルと第２の二次側コイルとの二個を有するものであり、
前記二次側回路は、第１と第２の二次側コイルからの交流をそれぞれ直流にして第１ソレノイドと第２ソレノイドへ供給する第１と第２の二次側回路とを備え、
前記第１と第２の二次側回路はそれぞれ、二次側整流ダイオードと、二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び前記二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオードと、を有し、
指令信号に基づいて第１と第２の二次側回路のそれぞれに配置されているスイッチング素子のオン・オフを制御し、第１の二次側回路による電流供給と第２の二次側回路による電流供給とを選択して第１ソレノイドの駆動と第２ソレノイドの駆動とを切換制御するソレノイド切換回路を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【請求項６】
前記誘導負荷の駆動部の位置検出機構を更に備え、
前記位置検出機構は、電流指令の信号波に位置検出用の高周波搬送波を重畳させる搬送波発生装置を有するものであり、
前記誘導負荷の出力側で検出された帰還信号から前記位置検出用の搬送波周波数成分を抽出し、その抽出結果と予め設定された判定基準値とに基づいて前記駆動部の位置を検出する位置検出部を更に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来よりも誘導負荷オフ時の応答性を効率的に高めることを可能としたフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種電気・電子機器へ直流電流を供給するスイッチング電源回路として、比較的構成が簡単で制御も容易なフォワードコンバータがフライバックコンバータと共に多く用いられている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
フォワードコンバータは、二次側にチョークコイルと転流ダイオードとを備え、電源側からスイッチング素子のオン状態で電流が流れると、トランスの一次側コイルの逆起電力に応じて二次側コイルに誘導起電力が発生し、整流ダイオードとコンデンサを介して負荷に直流電流が供給されるものである。このとき、チョークコイルにエネルギーが蓄積されるため、スイッチング素子がオフ状態となり、チョークコイルに起電力が生じ、蓄積されたエネルギーが放出されて転流ダイオードを介して負荷へ電流が流れる。
【０００４】
モータ、リニアモータまたはソレノイド等の誘導負荷の駆動にもこのようなフォワードコンバータによる駆動回路が使える。例えば、図４に示すようなダブルソレノイド型の電磁切換弁の切り換え駆動制御用に構成されたものが考えられる。
【０００５】
このダブルソレノイド型電磁切換弁用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１００は、電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置からのパルス信号に基づいた周期でのスイッチング素子のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものをスイッチングトランスによって予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するものである。
【０００６】
例えば、図４に示す駆動回路では、スイッチングトランスＴが、一次側コイルと同じ極性の二次側コイルとして、第１の二次側コイルＬｓ１と第２の二次側コイルＬｓ２との二個を有しており、第１の二次側コイルＬｓ１からの交流を二次側整流ダイオードＤ２ａと二次側平滑コンデンサＣ２ａとを介して直流として第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）へ供給する第１の二次側回路と、第２の二次側コイルＬｓ２からの交流を二次側整流ダイオードＤ２ｂと二次側平滑コンデンサＣ２ｂとを介して直流として第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）へ供給する第２の二次側回路とが、フォワードコンバータ式で構成されている。即ち、第１と第２の二次側回路には、それぞれ転流回路を形成するチョークコイル（Ｌｃａ，Ｌｃｂ）と転流ダイオード（Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ）とが配置されている。さらに、フォワードコンバータでも多少はコアに磁気エネルーが蓄えられてしまうことから、一般的に、スイッチングトランスＴの一次側にはこのコアエネルギーを電源に戻して消費させるためのコイルＬｐ２が設けられている。
【０００７】
また、この駆動回路においては、指令信号に基づいて電流指令部から出力された電流指令と、誘導負荷への出力側の検出結果とに基づいて前記パルス信号発生装置によるパルス信号のパルス幅を調整して一次側スイッチング素子FET1のオン・オフスイッチングが制御される。さらに、第１と第２の二次側回路にそれぞれ配置された第１と第２の二次側スイッチング素子（FET2a，FET2b）のオン・オフを切り換えて、第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）への電流供給・駆動を切換制御するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２３９１８０号公報
【特許文献２】特開２０１５−７６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようなフォワードコンバータ式の誘導負荷駆動回路では、誘導負荷の駆動をオフにする場合、転流ダイオードにより誘導負荷の逆起電力が転流するため、電流減少に時間がかかってしまう。特に負荷電流が小さい場合、負荷の抵抗成分が消費する電力が小さいため、オフ時の電流減少傾斜が小さく、完全に電流供給が無くなるまでの時間が長くなる。
【００１０】
また、電磁切換弁用駆動回路では、電流指令の信号波に弁スプールの位置検出用の搬送波を重畳させ、出力側から搬送波成分を抽出してスプール位置を検出することが可能であるが、ソレノイドオフ時のスプール位置を検出するため、微小のソレノイド電流に位置検出用搬送波を重畳する場合には、フォワードコンバータの上記特性によって搬送波の周波数が高周波化できないため、位置検出の応答性が遅くなるという問題も生じる。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、誘導負荷のオフ時の応答性を高め、従来より効率的な駆動を可能とするフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置（８）からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子（５）のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものを予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するスイッチングトランス（６）と、二次側に伝達された交流を誘導負荷（ＳＯＬＡ，ＳＯＬＢ）へ直流として供給する二次側回路と、を有する電流制御回路（１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ）と、
指令信号に基づいて電流指令を出力する電流指令部（５０）と、
前記電流指令と前記誘導負荷への出力側の検出結果とから得られる電流偏差に基づいて決定される前記パルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングを制御する電流指令回路（３０）と、を備え、
前記二次側回路が、前記スイッチングトランスの一次側コイルと同じ極性の二次側コイルからの交流を整流する二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と、整流された直流をさらに平滑化する二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）及び前記二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）と、を有するフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路であって、
前記二次側回路は、前記転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ，２５Ｘｂ，２５Ｙａ，２５Ｙｂ，２５Ｚａ，２５Ｚｂ）を更に備え、
前記誘導負荷のオフ時に、前記電流偏差に基づいて前記第１転流スイッチング素子の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路（３２，３３，３４）を更に備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記転流制御回路（３２）は、前記誘導負荷のオフ時に前記電流偏差がマイナスである際に、そのマイナス偏差に比例して前記第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ，２５Ｘｂ）を閉じさせると共に、前記第１転流スイッチング素子のドレイン・ソース間電圧が予め定められた一定電圧以上で該第１転流スイッチング素子をオンにさせる制御を行うものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記転流制御回路（３３）は、前記電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置（３８）によるパルス信号の周期で前記第１転流スイッチング素子（２５Ｙａ，２５Ｙｂ）をオン・オフスイッチング制御すると共に、前記電流偏差がマイナス偏差である際に、前記第１転流スイッチング素子（２５Ｙａ，２５Ｙｂ）をオフして前記転流回路を遮断するものであり、
前記二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）は、前記二次側平滑コンデンサと並列に配置された別の第２転流ダイオード（２６Ｙａ，２６Ｙｂ）及び抵抗（２７ａ，２７ｂ）とを備えた第２の転流回路を有しているものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記第１転流スイッチング素子（２５Ｚａ，２５Ｚｂ）は、前記転流回路のみを遮断可能に配置されたものであり、
前記二次側回路（２０Ｚａ，２０Ｚｂ）は、該二次側回路の前記誘導負荷への電流供給をオン・オフする二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）と、
前記チョークコイルと並列な第２の転流回路を形成する第２転流ダイオード（２６Ｚａ，２６Ｚｂ）および前記第２の転流回路をオン・オフする第２転流スイッチング素子（２８ａ，２８ｂ）と、を備え、
前記転流制御回路（３４）は、前記二次側回路に配置された前記二次側スイッチング素子又は前記第１転流スイッチング素子に対して前記電流指令と出力側の検出結果から得られる電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置（３８）によるパルス信号の周期でオン・オフスイッチング制御を行うと共に、前記電流偏差がマイナスになった際に前記第１転流スイッチング素子（２５Ｚａ，２５Ｚｂ）をオフにして前記第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）への電流供給を遮断させるものであり、
前記スイッチングトランスは、電源側からの電流供給がなく前記一次側スイッチング素子（５）がオフであると共に前記転流制御回路によって前記二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）がオンにされた際に、前記誘導負荷で発生する逆起電力を二次側コイルを介して回収するエネルギー回収用コイル（Ｌｐ２’）を一次側に備えているものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記誘導負荷は、駆動方向が互いに対向する第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）との一対のソレノイドであり、
前記スイッチングトランスは、二次側コイルとして第１の二次側コイル（Ｌｓ１）と第２の二次側コイル（Ｌｓ２）との二個を有するものであり、
前記二次側回路は、第１と第２の二次側コイルからの交流をそれぞれ直流にして第１ソレノイドと第２ソレノイドへ供給する第１と第２の二次側回路とを備え、
前記第１と第２の二次側回路はそれぞれ、二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と、二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）及び前記二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）と、を有し、
指令信号に基づいて第１と第２の二次側回路のそれぞれに配置されているスイッチング素子のオン・オフを制御し、第１の二次側回路による電流供給と第２の二次側回路による電流供給とを選択して第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）の駆動と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）の駆動とを切換制御するソレノイド切換回路（３１）を更に有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記誘導負荷の駆動部の位置検出機構を更に備え、
前記位置検出機構は、電流指令の信号波に位置検出用の高周波搬送波を重畳させる搬送波発生装置（４１）を有するものであり、
前記誘導負荷の出力側で検出された帰還信号から前記位置検出用の搬送波周波数成分を抽出し、その抽出結果と予め設定された判定基準値とに基づいて前記駆動部の位置を検出する位置検出部（４０）を更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路においては、誘導負荷オフ時に、二次側回路の転流回路を遮断すると共に誘導負荷の逆起電力のエネルギーを吸収するため、誘導負荷の停止時間を効率良く短くして高い応答性が実現できるという効果がある。さらに、この高い応答性によって、誘導負荷の駆動部の位置検出を行う際に、負荷電流が小さい場合にも、重畳させる位置検出用搬送波を高周波化でき、応答性の高い位置検出を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明の第１の実施例によるダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路の構成を示す概略回路図である。
【図２】本願発明の第２の実施例によるダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路の構成を示す概略回路図である。
【図３】本願発明の第３の実施例によるダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路の構成を示す概略回路図である。
【図４】従来のダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路の一例を示す概略回路図である。
【図５】転流回路を無くした場合の誘導負荷駆動回路を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明においては、電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものを予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するスイッチングトランスと、二次側に伝達された交流を誘導負荷へ直流として供給する二次側回路と、を有する電流制御回路と、指令信号に基づいて電流指令を出力する電流指令部と、前記電流指令と前記誘導負荷への出力側の検出結果とから得られる電流偏差に基づいて決定される前記パルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングを制御する電流指令回路と、を備え、前記二次側回路が、前記スイッチングトランスの一次側コイルと同じ極性の二次側コイルからの交流を整流する二次側整流ダイオードと、整流された直流をさらに平滑化する二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び前記二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオードと、を有するフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路であって、前記二次側回路は、前記転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子を更に備え、前記誘導負荷のオフ時に、前記電流偏差に基づいて前記第１転流スイッチング素子の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路を更に備えているものである。
【００２１】
以上の構成によれば、誘導負荷のオフ時に、転流制御回路によって第１転流スイッチング素子をオフにすることによって、応答を遅くしていた二次側回路の転流回路を遮断することができる。この際、負荷エネルギーは誘導負荷に並列接続された二次側平滑コンデンサを逆方向に充電する。したがって、転流回路の遮断によって負荷電流オフ時の停止時間は短くなり、このとき誘導負荷に発生した逆起電力のエネルギーは吸収される。
【００２２】
なお、負荷エネルギーに対して二次側平滑コンデンサの容量が小さいと、電圧が高くなり、コンデンサが破壊される恐れがある。そこで、コンデンサの他にエネルギーを吸収し、またチョークコイルのエネルギーも処理する手段を更に備えることが望ましい。
【００２３】
そのような更なる第１の手段として、転流回路を遮断している第１転流スイッチング素子に対して、電流のマイナス偏差に比例した開度に閉じさせる制御を行う転流制御回路を備える構成がある。このマイナス偏差に比例して閉じられた第１転流スイッチング素子は、ドレイン・ソース間電圧（Ｖｄｓ）が立てられ、二次側平滑コンデンサからの余剰電流とチョークコイルのエネルギーを消費することができる。この場合、転流制御回路は、Ｖｄｓが予め定められて一定以上のＶｄｓで第１転流スイッチング素子をオンにして転流回路の遮断を回復させ、これによってＶｄｓが第１転流スイッチング素子の定格を超えないように制御するものとする。
【００２４】
また、上記の比例制御方式とは異なる第２の手段として、転流制御回路が電流偏差に基づいて第１転流スイッチング素子に対してはＰＷＭ制御によるオン・オフスイッチング制御を行うと同時に、誘導負荷のオフ時の電流偏差がマイナス偏差の際に第１転流スイッチング素子をオフにして転流回路を遮断する回路構成において、遮断される第１転流ダイオードによる転流回路に換わる第２の転流回路を形成しておく構成がある。この第２の転流回路は、遮断される転流回路と共通のチョークコイルと、二次側平滑コンデンサに並列に配置された別の第２転流ダイオードと抵抗とで構成される。この構成においては、誘導負荷オフ時に転流回路が遮断された際の二次側平滑コンデンサからの余剰電流とチョークコイルのエネルギーが、第２の転流回路の抵抗によって消費される。
【００２５】
以上の比例制御方式と、第２の転流回路による余剰エネルギーの熱消費を行う回路構成とは、誘導負荷の誘導成分が比較的小さい場合に有効である。但し、誘導負荷が大型化した場合には、誘導負荷オフ時の転流回路遮断時に処理すべき熱量も大きくなるため、大きな余剰エネルギーを回収できる手段を備えることが望まれる。
【００２６】
そこで、第３の手段として、スイッチングトランスの一次側にエネルギー回収用コイルを備えて余剰エネルギーを回収させることが考えられる。一次側からの電流供給がない場合、即ち一次側スイッチング素子がオフの場合、誘導負荷に発生する逆起電力は、転流回路がなければ、交流に変換してスイッチングトランスを介して一次側へ返すことができる。
【００２７】
ここで、図４に示した従来のダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、転流ダイオード（Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ）を無くした場合を図５に示す。この転流ダイオードのない二次側回路において、二次側スイッチング素子ＦＥＴ２ａをオン状態にすると、図５中点線で示すように、誘導負荷の逆起電力で充電された二次側平滑コンデンサＣ２ａが電源となって二次側コイルＬｓ１に電流が流れる。
【００２８】
したがって、二次側スイッチング素子ＦＥＴ２ａをＰＷＭ制御によってオン・オフスイッチング制御して二次側平滑コンデンサＣ２ａからの直流を交流に変換すれば、二次側コイルＬｓ１に発生する逆起電力に対して、一次側に備えられたエネルギー回収用コイルＬｐ２に誘導起電力が発生し、一次側のダイオードＤ１を介して一次側回路に電流が流れる。この場合、スイッチングトランスＴでは二次側コイルＬｓ１が一次側コイルとなり、一次側のコイルＬｐ２が二次側コイルとして機能し、逆方向のフォワードコンバータが形成されたことになる。なお、フォワードコンバートのスイッチングトランスには、一次側にコアエネルギーを電源へ戻すためのコイルが配置されており、これを前記のエネルギー回収用コイルとして利用することができる。
【００２９】
実際には、二次側スイッチング素子がＰＷＭ制御によりオン・オフスイッチング制御される二次側回路において、転流ダイオードを無くす代わりに、第１転流スイッチング素子によって第１転流ダイオードによる転流回路のみを遮断すると共に、チョークコイルに並列に配置された第２転流ダイオードと第２転流スイッチング素子とを備えた第２の転流回路も形成する回路構成とすれば良い。
【００３０】
この回路構成によって、誘導負荷オフ時の電流偏差がマイナスになった場合に、二次側スイッチング素子のオフ状態にて、第１転流スイッチング素子のオフによって転流回路を遮断すると共に第２転流スイッチング素子のオンによって、誘導負荷に発生した逆起電力は二次側平滑化コンデンサを充電し、チョークコイルのエネルギーは第２の転流回路で転流させることができる。そして二次側平滑化コンデンサからの余剰エネルギーは、二次側スイッチング素子のオン状態にて、スイッチングトランスへ送られる。同時に二次側スイッチング素子のＰＷＭ制御でのオンスイッチング制御によって二次側平滑化コンデンサからの直流は交流へ変換され、スイッチングトランスで二次側コイルから一次側のエネルギー回収用コイルへ伝達されて一次側回路へ回収される。よって、余剰エネルギーが大きくても、発熱の無い短時間での効率的な誘導負荷停止を実現できる。
【００３１】
なお、本発明における誘導負荷が、例えばダブルソレノイド型電磁切換弁など、第１ソレノイドと第２ソレノイドとの一対のソレノイドを備えたものである場合には、スイッチングトランスは、二次側コイルとして第１の二次側コイルと第２の二次側コイルとの二個を有するものとする。また二次側回路は、第１と第２の二次側コイルからの交流をそれぞれ直流にして第１ソレノイドと第２ソレノイドへ供給する第１と第２の二次側回路とを備える。
【００３２】
これら第１と第２の二次側回路は、それぞれが、二次側整流ダイオードと、二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び二次側平滑コンデンサと並列な第１転流ダイオードと、を有する構成とすれば良い。そして、ソレノイド切換回路によって、指令信号に基づいて第１と第２の二次側回路のそれぞれに配置されているスイッチング素子のオン・オフを制御し、第１の二次側回路による電流供給と第２の二次側回路による電流供給とを選択して第１ソレノイドの駆動と第２ソレノイドの駆動とを切換制御することができる。
【００３３】
このような第１ソレノイドと第２ソレノイドとの切り換え駆動のための第１と第２の二次側回路のオン・オフ切換を行うスイッチング素子としては、上記第１と第２の手段においては、それぞれの転流回路を遮断する第１転流スイッチング素子を利用する。即ち、第１転流スイッチング素子を二次側回路も遮断可能な位置に配置すれば良い。
【００３４】
またさらに、誘導負荷駆動回路として、誘導負荷の駆動部の位置検出を行う場合も考えられる。このための位置検出機構としては、搬送波発生装置によって電流指令の信号波に位置検出用の高周波搬送波を重畳させ、誘導負荷の出力側で検出された帰還信号から位置検出用の搬送波周波数成分を抽出し、その抽出結果から、誘導負荷の駆動部の位置に応じたインダクタンス変化に相当する変化量、例えば電流振幅や電圧振幅の変化量と、予め設定された判定基準値とに基づいて駆動部の位置を検出する位置検出部を備えた構成とする。
【００３５】
この位置検出機構により、駆動部の位置、例えば電磁切換弁のソレノイドのオフ時のスプール位置を検出する際に、本発明においては、上記のように転流回路を遮断することによってソレノイド停止時の応答性が高いため、ソレノイド電流が微小であっても、位置検出用に高周波の周波数を重畳させて出力側で検出された帰還信号から良好にその成分を抽出でき、位置検出の応答性も高くなる。
【実施例１】
【００３６】
本発明の第１実施例として、比例式制御によって転流回路を遮断する場合のダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路を図１の概略回路図に示す。本実施例によるフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｘは、一次側で電源２から供給される電流を平滑化された直流とすると共に交流に変換し、該交流をスイッチングトランス６によって予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達し、二次側へ伝達された交流を整流、平滑化された直流として誘導負荷としての一対の第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）へ供給する電流制御回路１０Ｘを備えている。
【００３７】
電流制御回路１０Ｘの一次側には、一次側コンデンサ４と、パルス信号発生装置８からのパルス信号に基づいた周期でのオン・オフスイッチングによって直流をパルス波の交流に変換してスイッチングトランス６の一次側コイルへ送る一次側スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）５とを備えている。
【００３８】
スイッチングトランス６は、一次側コイルＬｐ１に対してコイル極性が同じ二個の二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）備えたものである。なお、一次側には、コアエネルギーを一電源に戻すためのコイルＬｐ２および一次側ダイオード３も配置されている。電流制御回路１０Ｘの二次側では、各二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）から第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）のそれぞれに対して対応する二つの二次側回路（２０Ｘａ，２０Ｘｂ）によって電流が供給される。即ち、第１の二次側コイルＬｓ１が第１の二次側回路２０Ｘａによって第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）に接続され、第２の二次側コイルＬｓ２が第２の二次側回路２０Ｘｂによって第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）に接続されている。
【００３９】
各二次側回路（２０Ｘａ，２０Ｘｂ）は、それぞれ、二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）へ伝達された交流を整流する二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と、さらに平滑化された直流としてソレノイド（ＳＯＬＡ，ＳＯＬＢ）へ送る二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）とを備えたものである。また、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）および第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）を備え、フォワードコンバータが構成されている。
【００４０】
電流指令部５０は、指令信号に基づいて電流指令Ｒを出力し、電流制御回路１０Ｘはこれに従って、電源からの電流を負荷へ供給する。まず、電流指令回路３０において、電流指令Ｒと検出抵抗器等の電流センサ９からの出力側の検出結果による電流フィードバック信号Ｉとに基づいた目標値との偏差から、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御部７を介して実際の操作量が求められ、該操作量に相当する振幅信号が生成されてパルス信号発生装置８へ出力される。そして一次側スイッチング素子５は、電流偏差に基づいて決定されるパルス信号発生装置８からのパルス信号によってオン・オフスイッチング制御が行われるものであり、即ち、スイッチングトランス６の一次側はＰＷＭ制御される。
【００４１】
また、本実施例においては、第１と第２の二次側回路（２０Ｘａ、２０Ｘｂ）のそれぞれに、転流回路を遮断できる第１転流スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）（２５Ｘａ，２５Ｘｂ）が、その二次側回路（２０Ｘａ、２０Ｘｂ）自体も遮断可能な位置で配置されている。従って、この第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ，２５Ｘｂ）のオン・オフ制御によって、第１と第２の二次側回路（２０Ｘａ，２０Ｘｂ）がオン・オフ制御される。
【００４２】
また、指令信号に含まれる極性信号に基づいて、ソレノイド切換回路３１によって、第１の二次側回路２０Ｘａの第１転流スイッチング素子２５Ｘａと第２の二次側回路２０Ｘｂの第１転流スイッチング素子２５Ｘｂとに対するオン・オフが切換制御され、第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）に対する第１の二次側コイルＬｓ１からの第１の二次側回路２０Ｘａによる電流供給と、第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）に対する第２の二次側コイルＬｓ２からの第２の二次側回路２０Ｘｂによる電流供給とが切り換えられ、一対の第１第２ソレノイド（ＳＯＬＡ，ＳＯＬＢ）の駆動が互いに切換えられる。電磁切換弁の場合は、これによって弁スプールの駆動方向が逆向きに切り換わる。
【００４３】
本実施例による一対の第１第２ソレノイド（ＳＯＬＡ，ＳＯＬＢ）の駆動制御において、一方のソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）が停止されるとき、一方の二次側回路（２０Ｘａ又は２０Ｘｂ）が第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ又は２５Ｘｂ）のオフによって遮断されると同時に、その転流回路も遮断され、第１転流ダイオード（２３ａ又は２３ｂ）への電流供給が遮断される。そこでソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）に発生する逆起電力は二次側平滑コンデンサ（２２ａ又は２２ｂ）を充電するため、負荷エネルギーが吸収され、ソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）の電流減少の傾斜は大きく、短時間でソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）の停止が完了する。
【００４４】
但し、ソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）からの負荷エネルギーに対して二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）の容量が小さい場合に、チョークコイル（２４ａ又は２４ｂ）に蓄積され放出されるエネルギーと共に余剰エネルギーを処理する必要が生じる。そこで、本実施例では、電流偏差がマイナスである際に、そのマイナス偏差に比例して、第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ又は２５Ｘｂ）を閉じる比例式の転流制御回路３２を備えた。
【００４５】
この比例制御によって閉じられた第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ又は２５Ｘｂ）には、ドレイン・ソース間電圧（Ｖｄｓ）が立てられ、余剰エネルギーは消費される。なお、転流制御回路３２は、第１転流スイッチング素子の定格を超えないように一定以上のＶｄｓで第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ又は２５Ｘｂ）がオンになるように制御する設定とされる。
【００４６】
本実施例では、更に、電磁切換弁のソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）オフ時の弁スプール位置を検出するための位置検出機構を備えている。即ち、電流指令Ｒの信号波に、搬送波発生装置４１からの位置検出用の搬送波（正弦波または三角波）ｆ１を重畳させるものである。そして電流指令部５０に設けられた位置検出部４０にて、帰還信号Ｉから搬送波周波数成分を抽出し、その抽出結果と予め定められた位置判定基準値とに基づいて弁スプール位置を検出する。
【００４７】
本実施例における位置検出機構においては、上記のようにソレノイド停止時の応答性が高いため、ソレノイド電流が微少でも、例えば０．１〜１ｋＨｚの高周波を搬送波として重畳させても、帰還信号から弁スプールの位置変化を読み取るための検出信号が吸収、劣化されることなく検出できるので、弁スプールの位置検出が良好に行える。
【実施例２】
【００４８】
以上の第１実施例においては、転流回路遮断時のチョークコイルからのエネルギーや二次側平滑コンデンサからの余剰エネルギーを吸収するための手段として、第１転流スイッチング素子を電流マイナス偏差に比例して閉じる転流比例制御回路を備えた場合を示した。本発明ではこの手段に限定されるものではない。そこで次に、本発明の第２の実施例として、転流回路遮断時にエネルギーを消費する別の手段を備えた場合を図２のダブルソレノイド用のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路に示す。
【００４９】
図２のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｙは、二次側回路の一部と転流制御回路の一部を除いて図１に示した誘導負荷駆動回路１Ｘと共通する構成を備えている。よって、図２中の図１と共通する部分は同一符号で示した。
【００５０】
本実施例において、電流制御回路１０Ｙの一次側で、一次側コンデンサ４によって平滑化された直流が、一次側スイッチング素子５のパルス信号発生装置８からのパルス信号に基づいた周期でのオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されスイッチングトランス６の一次側コイルへ送られる。
【００５１】
スイッチングトランス６では、交流が一次側コイルＬｐ１から、極性が同じ二個の二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）へ所定の電圧に変更されて伝達される。電流制御回路１０Ｙの二次側は、各二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）から第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）のそれぞれに対して対応する二つの二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）によって電流が供給される回路構成である。
【００５２】
各二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）は、それぞれ、二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、さらに、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）および第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）とを備えている。
【００５３】
また、第１と第２の二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）のそれぞれに、転流回路を遮断できる第１転流スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）（２５Ｙａ，２５Ｙｂ）が、その二次側回路（２０Ｙａ、２０Ｙｂ）自体も遮断可能な位置で配置されている。従って、指令信号の極性信号に基づいて、ソレノイド切換回路３１による第１転流スイッチング素子（２５Ｙａ，２５Ｙｂ）のオン・オフ切換制御が行われ、第１と第２の二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）による第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）への電流供給と駆動が切換制御される。
【００５４】
また、転流制御回路３３によって、電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置３８によるパルス信号の周期で、第１転流スイッチング素子（２５Ｙａ，２５Ｙｂ）のオン・オフスイッチングがＰＷＭ制御される。
【００５５】
本実施例においては、第１と第２の二次側回路（２０Ｙａ，２０Ｙｂ）に、それぞれ第２の転流回路を形成する第２転流ダイオード（２６Ｙａ，２６Ｙｂ）と抵抗（２７ａ，２７ｂ）とが二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と並列に備えられている。
【００５６】
従って、以上の回路構成においては、ソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）停止時の、電流偏差がマイナスの際に、転流制御回路３３によって第１転流スイッチング素子（２５Ｙａ又は２５Ｙｂ）はオフ状態にされ、転流回路が遮断される。これによってソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）で発生する逆起電力は、二次側平滑コンデンサ（２２ａ又は２２ｂ）を充電するが、余剰電流と、チョークコイル（２４ａ又は２４ｂ）からのエネルギーは、第２の転流回路を流れて抵抗（２７ａ又は２７ｂ）で消費される。
【００５７】
以上のように、本実施例によるフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｙにおいても、ソレノイド停止時のソレノイド逆起電力は吸収されるため、その電流減少傾斜は大きく、短時間でのソレノイド停止が実現される。
【実施例３】
【００５８】
本発明の第３実施例として、誘導負荷が大型で熱量が大きい場合にも対応可能なフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｚを図３に示す。図３中の図１と共通する部分は同一符号で示した。
【００５９】
本実施例において、電流制御回路１０Ｚの一次側で、一次側コンデンサ４によって平滑化された直流が、パルス信号発生装置８からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子５のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換され、スイッチングトランス６の一次側コイルへ送られる。
【００６０】
スイッチングトランス６では、交流が一次側コイルＬｐ１から、極性が同じ二個の二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）へ所定の電圧に変更されて伝達される。電流制御回路１０Ｚの二次側は、各二次側コイル（Ｌｓ１，Ｌｓ２）から第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）のそれぞれに対して対応する二つの二次側回路（２０Ｚａ，２０Ｚｂ）によって電流が供給される回路構成である。
【００６１】
各二次側回路（２０Ｚａ、２０Ｚｂ）は、それぞれ、二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、さらに、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）および第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）とを備えている。
【００６２】
また、第１と第２の二次側回路（２０Ｚａ，２０Ｚｂ）のそれぞれには、これら二次側回路を遮断可能に配置された二次側スイッチング素子（ＭＯＥＦＥＴ）（２９ａ，２９ｂ）と、転流回路のみを遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）（２５Ｚａ，２５Ｚｂ）とが備えられている。
【００６３】
二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）は、ソレノイド切換回路３１によって指令信号の極性信号に基づいたオン・オフ切換制御が行われることによって、第１と第２の二次側回路（２０Ｚａ、２０Ｚｂ）による第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）への電流供給と駆動が切換制御される。さらに、二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）は、電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置３８によるパルス信号の周期でオン・オフスイッチング制御（ＰＷＭ制御）されるものである。
【００６４】
さらに、第１と第２の二次側回路（２０Ｚａ，２０Ｚｂ）には、それぞれ、チョークコイル（２４ａ，２４ｂ）と並列な第２の転流回路を形成する第２転流ダイオード（２６Ｚａ，２６Ｚｂ）と、この第２の転流回路を遮断可能に配置された第２転流スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）（２８ａ，２８ｂ）が備えられている。
【００６５】
そして、本実施例では、スイッチングトランス６の一次側に、以上の実施例と同様にコアエネルギーを電源へ戻すためのコイルＬｐ２’が一次側ダイオード３と共にが設けられているため、これを二次側からのエネルギー回収用コイルＬｐ２’として利用するものである。
【００６６】
以上の回路構成においては、ソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）停止時の電流偏差がマイナスの際に、転流制御回路３４によって、第１転流スイッチング素子（２５Ｚａ又は２５Ｚｂ）がオフ状態とされて転流回路が遮断されると共に、二次側スイッチング素子（２９ａ又は２９ｂ）がオフ状態で第２転流スイッチング素子（２８ａ又は２８ｂ）がオン状態にされると、ソレノイド（ＳＯＬＡ又はＳＯＬＢ）に発生する逆起電力は、二次側平滑コンデンサ（２２ａ又は２２ｂ）を充電し、チョークコイル（２４ａ又は２４ｂ）のエネルギーは第２の転流回路を転流する。二次側スイッチング素子（２９ａ又は２９ｂ）がオン状態となると、二次側平滑コンデンサ（２２ａ又は２２ｂ）からの余剰電力は、二次側コイル（Ｌｓ１又はＬｓ２）へ流れる。
【００６７】
二次側コイル（Ｌｓ１又はＬｓ２）へ流れる電流は、ＰＷＭ制御によって交流に変換されているため、二次側コイル（Ｌｓ１又はＬｓ２）に発生する逆起電力に対して、一次側の回収用コイルＬｐ２’に誘導起電力が発生し、エネルギーが伝達され、一次側ダイオード３を介して電源側へ回収される。
【００６８】
以上のように、本実施例のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路１Ｚによれば、ソレノイド停止時にエネルギー回収回路が形成されるため、誘導負荷自体が大型で誘導成分が大きい場合であっても、発熱なしに且つ負荷電流の減少傾斜が大きくなるため、高い応答性で短時間での停止が省エネと共に実現される。
【符号の説明】
【００６９】
１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ，１００：フォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路
２：電源
３，Ｄ１：一次側ダイオード
４，Ｃ１：一次側コンデンサ
５，ＦＥＴ１：一次側スイッチング素子
６，Ｔ：スイッチングトランス
Ｌｐ１：一次側コイル
Ｌｐ２：一次側コイル（コアエネルギー回収用）
Ｌｐ２’：エネルギー回収用コイル
Ｌｓ１，Ｌｓ２：二次側コイル
７：ＰＩＤ制御部
８：パルス信号発生装置
９：電流センサ
１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ：電流制御回路
２０Ｘａ，２０Ｙａ，２０Ｚａ：第１の二次側回路
２０Ｘｂ，２０Ｙｂ．２０Ｚｂ：第２の二次側回路
Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，２１ａ，２１ｂ：二次側整流ダイオード
Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，２２ａ，２２ｂ：二次側平滑コンデンサ
Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ，２３ａ，２３ｂ：第１転流ダイオード
Ｌｃａ，Ｌｃｂ，２４ａ，２４ｂ：チョークコイル
２５Ｘａ，２５Ｘｂ，２５Ｙａ，２５Ｙｂ，２５Ｚａ，２５Ｚｂ：第１転流スイッチング素子
２６Ｙａ，２６Ｙｂ，２６Ｚａ，２６Ｚｂ：第２転流ダイオード
２７ａ，２７ｂ：抵抗
２８ａ，２８ｂ：第２転流スイッチング素子
ＦＥＴ２ａ，ＦＥＴ２ｂ，２９ａ，２９ｂ：二次側スイッチング素子
ＳＯＬＡ：第１ソレノイド
ＳＯＬＢ：第２ソレノイド
３０：電流指令回路
３１：ソレノイド切換回路
３２，３３，３４：転流制御回路
３８：第２のパルス信号発生装置
４０：位置検出部
４１：搬送波発生装置
５０：電流指令部
【図１】
2020018121.tif 000003
【図２】
2020018121.tif 000004
【図３】
2020018121.tif 000005
【図４】
2020018121.tif 000006
【図５】
2020018121.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものを予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するスイッチングトランスと、二次側に伝達された交流を誘導負荷へ直流として供給する二次側回路と、を有する電流制御回路と、
指令信号に基づいて電流指令を出力する電流指令部と、
前記電流指令と前記誘導負荷への出力側の検出結果とから得られる電流偏差に基づいて決定される前記パルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングを制御する電流指令回路と、を備え、
前記二次側回路が、前記スイッチングトランスの一次側コイルと同じ極性の二次側コイルからの交流を整流する二次側整流ダイオードと、整流された直流をさらに平滑化する二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び前記二次側平滑コンデンサに対して一次側寄りに並列に配置された第１転流ダイオードと、を有するフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路であって、
前記二次側回路は、前記転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子を更に備え、
前記誘導負荷のオフ時に、前記電流偏差に基づいて前記第１転流スイッチング素子の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路を更に備えていることを特徴とするフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記第１転流スイッチング素子は、前記転流回路のみを遮断可能に配置されたものであり、
前記二次側回路は、該二次側回路の前記誘導負荷への電流供給をオン・オフする二次側スイッチング素子と、
前記チョークコイルと並列な第２の転流回路を形成する第２転流ダイオードおよび前記第２の転流回路をオン・オフする第２転流スイッチング素子と、を備え、
前記転流制御回路は、前記二次側回路に配置された前記二次側スイッチング素子に対して前記電流指令と出力側の検出結果から得られる電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置によるパルス信号の周期でオン・オフスイッチング制御を行い、前記電流偏差がマイナスになった際に前記第１転流スイッチング素子をオフにして前記第１転流ダイオードへの電流供給を遮断させるものであり、
前記スイッチングトランスは、電源側からの電流供給がなく前記一次側スイッチング素子がオフであると共に前記転流制御回路によって前記二次側スイッチング素子がオンにされた際に、前記誘導負荷で発生する逆起電力を二次側コイルを介して回収するエネルギー回収用コイルを一次側に備えていることを特徴とする請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記誘導負荷は、駆動方向が互いに対向する第１ソレノイドと第２ソレノイドとの一対のソレノイドであり、
前記スイッチングトランスは、二次側コイルとして第１の二次側コイルと第２の二次側コイルとの二個を有するものであり、
前記二次側回路は、第１と第２の二次側コイルからの交流をそれぞれ直流にして第１ソレノイドと第２ソレノイドへ供給する第１と第２の二次側回路とを備え、
前記第１と第２の二次側回路はそれぞれ、二次側整流ダイオードと、二次側平滑コンデンサと、転流回路を形成するチョークコイル及び前記二次側平滑コンデンサに対して一次側寄りに並列に配置された第１転流ダイオードと、を有し、
指令信号に基づいて第１と第２の二次側回路のそれぞれに配置されているスイッチング素子のオン・オフを制御し、第１の二次側回路による電流供給と第２の二次側回路による電流供給とを選択して第１ソレノイドの駆動と第２ソレノイドの駆動とを切換制御するソレノイド切換回路を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、電源側から供給され平滑化された直流をパルス信号発生装置（８）からのパルス信号に基づいた周期での一次側スイッチング素子（５）のオン・オフスイッチングによってパルス波の交流に変換されたものを予め定められた交流電圧へ変圧して一次側から二次側へ伝達するスイッチングトランス（６）と、二次側に伝達された交流を誘導負荷（ＳＯＬＡ，ＳＯＬＢ）へ直流として供給する二次側回路と、を有する電流制御回路（１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ）と、
指令信号に基づいて電流指令を出力する電流指令部（５０）と、
前記電流指令と前記誘導負荷への出力側の検出結果とから得られる電流偏差に基づいて決定される前記パルス信号発生装置によるパルス信号の周期で前記一次側スイッチング素子のオン・オフスイッチングを制御する電流指令回路（３０）と、を備え、
前記二次側回路が、前記スイッチングトランスの一次側コイルと同じ極性の二次側コイルからの交流を整流する二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と、整流された直流をさらに平滑化する二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）及び前記二次側平滑コンデンサに対して一次側寄りに並列に配置された第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）と、を有するフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路であって、
前記二次側回路は、前記転流回路を遮断可能に配置された第１転流スイッチング素子（２５Ｘａ，２５Ｘｂ，２５Ｙａ，２５Ｙｂ，２５Ｚａ，２５Ｚｂ）を更に備え、
前記誘導負荷のオフ時に、前記電流偏差に基づいて前記第１転流スイッチング素子の開閉度及び／又はオン・オフを制御する転流制御回路（３２，３３，３４）を更に備えていることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項４に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記第１転流スイッチング素子（２５Ｚａ，２５Ｚｂ）は、前記転流回路のみを遮断可能に配置されたものであり、
前記二次側回路（２０Ｚａ，２０Ｚｂ）は、該二次側回路の前記誘導負荷への電流供給をオン・オフする二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）と、
前記チョークコイルと並列な第２の転流回路を形成する第２転流ダイオード（２６Ｚａ，２６Ｚｂ）および前記第２の転流回路をオン・オフする第２転流スイッチング素子（２８ａ，２８ｂ）と、を備え、
前記転流制御回路（３４）は、前記二次側回路に配置された前記二次側スイッチング素子に対して前記電流指令と出力側の検出結果から得られる電流偏差に基づいて決定される第２のパルス信号発生装置（３８）によるパルス信号の周期でオン・オフスイッチング制御を行い、前記電流偏差がマイナスになった際に前記第１転流スイッチング素子（２５Ｚａ，２５Ｚｂ）をオフにして前記第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）への電流供給を遮断させるものであり、
前記スイッチングトランスは、電源側からの電流供給がなく前記一次側スイッチング素子（５）がオフであると共に前記転流制御回路によって前記二次側スイッチング素子（２９ａ，２９ｂ）がオンにされた際に、前記誘導負荷で発生する逆起電力を二次側コイルを介して回収するエネルギー回収用コイル（Ｌｐ２’）を一次側に備えているものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項５に記載の発明に係るフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォワードコンバータ式誘導負荷駆動回路において、前記誘導負荷は、駆動方向が互いに対向する第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）との一対のソレノイドであり、
前記スイッチングトランスは、二次側コイルとして第１の二次側コイル（Ｌｓ１）と第２の二次側コイル（Ｌｓ２）との二個を有するものであり、
前記二次側回路は、第１と第２の二次側コイルからの交流をそれぞれ直流にして第１ソレノイドと第２ソレノイドへ供給する第１と第２の二次側回路とを備え、
前記第１と第２の二次側回路はそれぞれ、二次側整流ダイオード（２１ａ，２１ｂ）と、二次側平滑コンデンサ（２２ａ，２２ｂ）と、転流回路を形成するチョークコイル（２４ａ，２４ｂ）及び前記二次側平滑コンデンサに対して一次側寄りに並列に配置された第１転流ダイオード（２３ａ，２３ｂ）と、を有し、
指令信号に基づいて第１と第２の二次側回路のそれぞれに配置されているスイッチング素子のオン・オフを制御し、第１の二次側回路による電流供給と第２の二次側回路による電流供給とを選択して第１ソレノイド（ＳＯＬＡ）の駆動と第２ソレノイド（ＳＯＬＢ）の駆動とを切換制御するソレノイド切換回路（３１）を更に有することを特徴とする。