电磁操纵阀和电磁操纵阀驱动电路.pdf

当将电源电压施加在开关控制部分(16)上时，从开关控制部分(16)将控制信号提供给晶体管(28)。在与控制信号的脉冲宽度对应的时间段期间将晶体管(28)设置在ON状态中。将电源电压作为第一电压施加在电磁线圈(14)上。另一方面，当停止将控制信号提供给晶体管(28)时，将晶体管(28)设置在OFF状态中。电压产生部分(20)产生低于电源电压的一DC电压。晶体管(28)将所产生的DC电压作为第二电压施加在电磁线圈(14)上。

1.  一种电磁操纵阀(12A)，通过将第一电压施加在电磁线圈(14)上而被驱动，并且通过施加低于所述第一电压的第二电压而被保持在受驱动状态，所述电磁操纵阀(12A)包括：
一电磁操纵阀驱动电路(10)，它分别与一电源(22)和所述电磁线圈(14)电连接，
所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括一开关控制部分(16)、一开关部分(18)和一电压产生部分(20)，其中
所述开关控制部分(16)产生一控制信号，所述产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)，
所述开关部分(18)在其中从所述开关控制部分(16)提供所述控制信号的时间段期间处于ON状态中，在所述ON状态的时间段期间所述电源(22)的电源电压作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，并且
所述电压产生部分(20)在其中所述开关部分(18)处于OFF状态中的时间段期间根据所述电源电压产生出所述第二电压，所述产生的第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

2.  如权利要求1所述的电磁操纵阀，其中所述开关控制部分(16)包括一单脉冲产生电路(32)，用来根据所述电源电压产生作为所述控制信号的具有预定脉冲宽度的脉冲信号。

3.  如权利要求1所述的电磁操纵阀，其中所述电压产生部分(20)包括用来将所述电源电压降低至预定电压的一电压调节部分(40)和用来使所述预定电压的波动平滑的一平滑电路(42)，以便产生出所述第二电压。

4.  一种电磁操纵阀(12B)，通过将第一电压施加在电磁线圈(14)上而被驱动，并且通过施加第二电压而被保持在受驱动状态，所述电磁操纵阀(12B)包括：
一电磁操纵阀驱动电路(10)，它分别与一电源(22)和所述电磁线圈(14)电连接，
所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括一开关控制部分(16)和一开关部分(18)，其中
所述开关控制部分(16)产生由第一和第二脉冲信号组成的一控制信号，所述产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)，
所述开关部分(18)在其中提供所述第一脉冲信号的时间段期间将所述电源(22)的电源电压作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，而在提供所述第二脉冲信号的时间段期间所述开关部分(18)将所述电源电压作为所述第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

5.  一种电磁操纵阀(12C)，通过将第一电压施加在电磁线圈(14)上而被驱动，并且通过施加第二电压而被保持在受驱动状态，所述电磁操纵阀(12C)包括：
一电磁操纵阀驱动电路(10)，它分别与一电源(22)和所述电磁线圈(14)电连接，
所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括一开关控制部分(16)、一开关部分(18)和一电压产生部分(20)，其中
所述开关控制部分(16)产生由第一和第二脉冲信号构成的一控制信号，所述产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)，
所述电压产生部分(20)产生其电压值大于所述电源(22)的电源电压的电压值的电压，将所产生的电压提供给所述开关部分(18)，并且
所述开关部分(18)在其中提供所述第一脉冲信号的时间段期间将所述具有高电压值的电压作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，而在提供所述第二脉冲信号的时间段期间所述开关部分(18)将其电压值基本上等于所述第一电压的电压值的一电压作为所述第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

6.  如权利要求4所述的电磁操纵阀，其中所述开关控制部分(16)还包括用来重复地产生所述第二脉冲信号的一重复脉冲产生电路(84)，所述第二脉冲信号其脉冲宽度小于所述第一脉冲信号的脉冲宽度。

7.  如权利要求6所述的电磁操纵阀，其中所述重复脉冲产生电路(84)能够调节所述第二脉冲信号的重复频率和所述第二脉冲信号的占空比。

8.  如权利要求4所述的电磁操纵阀，其中所述开关控制部分(16)还包括一单脉冲产生电路(32)，用来根据所述电源电压产生具有预定脉冲宽度的脉冲信号作为所述第一脉冲信号。

9.  如权利要求8所述的电磁操纵阀，其中所述单脉冲产生电路(32)能够调节所述第一脉冲信号的所述脉冲宽度。

10.  如权利要求4所述的电磁操纵阀，其中所述开关控制部分(16)能够调节所述电磁操纵阀驱动电路(10)的间歇的中断时间。

11.  如权利要求4所述的电磁操纵阀，其中所述开关控制部分(16)能够抑制提供给所述开关控制部分(16)的所述电源电压的波动。

12.  如权利要求2所述的电磁操纵阀，其中所述单脉冲产生电路(32)包括一计时器计数器电路，用来在从提供所述电源电压开始经过预定时间段后停止产生所述脉冲信号。

13.  如权利要求1所述的电磁操纵阀，其中所述电压产生部分(20)包括一开关电源。

14.  如权利要求4所述的电磁操纵阀，其中所述开关部分(18)包括一半导体元件(28，110)，它具有与所述电源(22)电连接的第一端子(30a，112a)、与所述电磁线圈(14)电连接的第二端子(30b，112b)以及与所述开关控制部分(16)电连接的第三端子(30c，112c)。

15.  如权利要求14所述的电磁操纵阀，其中所述半导体元件(28，110)包括一晶体管(28)或一MOSFET(110)。

16.  一种电磁操纵阀驱动电路(10)，它通过将第一电压施加在所述电磁操纵阀(12A)的电磁线圈(14)上来驱动电磁操纵阀(12A)并且通过施加低于所述第一电压的第二电压使所述电磁操纵阀(12A)保持在受驱动状态中，所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括：
一开关控制部分(16)；
一开关部分(18)；以及
一电压产生部分(20)，
所述电磁操纵阀驱动电路(10)分别与一电源(22)以及所述电磁线圈(14)电连接，其中
所述开关控制部分(16)产生一控制信号，所产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)；
所述开关部分(18)在其中从所述开关控制部分(16)提供所述控制信号的时间段期间处于ON状态中，在所述ON状态的时间段期间所述电源(22)的电源电压被作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，并且
所述电压产生部分(20)在其中所述开关部分(18)处于OFF状态的时间段期间根据所述电源电压产生所述第二电压，所述产生的第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

17.  一种电磁操纵阀驱动电路(10)，它通过将第一电压施加在所述电磁操纵阀(12B)的电磁线圈(14)上来驱动电磁操纵阀(12B)并且通过施加第二电压使所述电磁操纵阀(12B)保持在受驱动状态中，所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括：
一开关控制部分(16)；以及
一开关部分(18)；
所述电磁操纵阀驱动电路(10)分别与一电源(22)以及所述电磁线圈(14)电连接，其中
所述开关控制部分(16)产生由第一和第二脉冲信号构成的一控制信号，所产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)；
所述开关部分(18)在其中提供所述第一脉冲信号的时间段期间将所述电源(22)的电源电压作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，而所述开关部分(18)在其中提供所述第二脉冲信号的时间段期间将所述电源电压作为所述第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

18.  一种电磁操纵阀驱动电路(10)，它通过将第一电压施加在所述电磁操纵阀(12C)的电磁线圈(14)上来驱动电磁操纵阀(12C)并且通过施加第二电压使所述电磁操纵阀(12C)保持在受驱动状态，所述电磁操纵阀驱动电路(10)包括：
一开关控制部分(16)；
一开关部分(18)；以及
一电压产生部分(20)，
所述电磁操纵阀驱动电路(10)分别与一电源(22)以及所述电磁线圈(14)电连接，其中
所述开关控制部分(16)产生由第一和第二脉冲信号构成的一控制信号，所产生的控制信号被提供给所述开关部分(18)；
所述电压产生部分(20)产生其电压数值大于所述电源(22)的电源电压的电压值的电压，所产生的电压被提供给所述开关部分(18)，并且
所述开关部分(18)在其中提供所述第一脉冲信号的时间段期间将具有高电压值的电压作为所述第一电压施加在所述电磁线圈(14)上，而所述开关部分(18)在其中提供所述第二脉冲信号的时间段期间将其电压值基本上等于所述第一电压的电压值的一电压作为所述第二电压施加在所述电磁线圈(14)上。

19.  如权利要求17所述的电磁操纵阀驱动电路(10)，其中所述开关控制部分(16)还包括一重复脉冲产生电路(84)，用来反复地产生所述第二脉冲信号，所述第二脉冲信号其脉冲宽度小于所述第一脉冲信号的脉冲宽度。

电磁操纵阀和电磁操纵阀驱动电路
技术领域
本发明涉及一种电磁操纵阀，它可以通过向电磁线圈施加第一电压而被驱动，并且通过施加第二电压保持在受驱动状态中，而且还涉及一种用来将第一电压或第二电压施加在电磁线圈上的电磁操纵阀驱动电路。
背景技术
已知有这样一种技术构思，其中电磁操纵阀布置在流动通道的中间位置处，并且其中在从电磁操纵阀驱动电路向电磁操纵阀的电磁线圈施加电压时，该电磁操纵阀被激励以便打开和关闭流动通道(参见日本特许公开专利文献No.7-331718和2000-257744)。
如图17和18所示一样，本申请人已经根据电磁操纵阀驱动电路200、220的使用确认了电磁操纵阀206的使用。
在图17所示的电磁操纵阀驱动电路200的情况中，当关闭开关202时，来自DC电源204的电源电压V₀施加在电磁操纵阀206的电磁线圈208上，并且使该电磁操纵阀206处于受驱动状态，这是由从流经电磁线圈208的电流导致的电磁力而产生出的。
在电磁阀驱动电路200中，一电阻器210和一LED212以及一个二极管214分别与电磁线圈208并联。因此，在LED212发光时，能够在视觉上识别出电磁操纵阀206处于受驱动状态中的事实。当停止向电磁线圈208施加电源电压V₀时在电磁线圈208中产生出的反电动势在短时间内被二极管214衰减。
在图18所示的电磁操纵阀驱动电路220的情况中，当关闭开关202时，一晶体管222从OFF状态改变为ON状态，并且将一电源电压V₀作为第一电压施加在电磁线圈208上。当从开关202关闭开始经过了预定时间并且通过电阻器224完成了给电容器器226充电时，则晶体管222由于电容器器226的充电电压而从ON状态改变成OFF状态。因此，通过电阻器228对电源电压V₀进行分压。由于这种分压而产生出的第二电压施加在电磁线圈208上。因此，可以使电磁操纵阀206保持在受驱动状态中。
与在图17中所示的电磁操纵阀驱动电路200相关，在电磁操纵阀206驱动期间以及在其中保持受驱动状态的时间区域期间将相同的电源电压V₀施加在电磁线圈208上。因此，在其中保持受驱动状态的时间区域期间向电磁线圈208施加了过大的电能。因此，浪费了电能。
另一方面，与在图18中所示的电磁操纵阀驱动电路200相关，在电磁操纵阀206的驱动期间向电磁线圈208施加电源电压V₀(第一电压)，而在其中电磁操纵阀206保持在受驱动状态中的时间区域期间施加比电源电压V₀更低的第二电压。因此，与电磁操纵阀驱动电路200相比可以降低在其中电磁操纵阀206保持在受驱动状态中的时间区域期间电磁线圈208的电能消耗。
但是，在电磁操纵阀驱动电路220的情况中，通过电阻器228对电源电压V₀进行分压，以便产生出第二电压，然后将它施加在电磁线圈208上。因此，在电阻器228中浪费了电能。
另外，在电磁操纵阀驱动电路220的情况中，通过电阻器224根据电容器器226的充电/放电时间切换晶体管222的ON和OFF状态。因此，在停止电磁操纵阀驱动电路220时，该电磁操纵阀驱动电路220不能在短时间内重新启动，和/或该电磁操纵阀206不能迅速地切换到在其间保持受驱动状态的时间区域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁操纵阀和电磁操纵阀驱动电路，它们使之能够降低电能消耗并且使电磁操纵阀实现快速驱动控制。
从下面的说明书中同时结合其中以例举实施例的方式显示出本发明优选实施方案的附图将更加清楚地了解本发明的上面和其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为根据第一实施方案的电磁操纵阀的电路图；
图2为其中在图1中的开关部分由一MOSFET构成的电磁操纵阀的电路图；
图3A为在图1中所示的电磁操纵阀中的电源电压的时间图，图3B为控制信号的时间图，图3C为第二电压的时间图，图3D为施加在电磁线圈上的电压的时间图，并且图3E为流经电磁线圈的电流的时间图；
图4为特征图，其中将在图1中所示的电磁操纵阀驱动电路和电磁线圈的电能消耗与由根据比较实施例的电磁操纵阀驱动电路和电磁线圈消耗的电能进行比较；
图5A为在图1中所示的电磁操纵阀中的电源电压的时间图，并且图5B为施加在电磁线圈上的电压的时间图；
图6A为在图1中所示的电磁操纵阀中的电源电压的时间图，并且图6B为施加在电磁线圈上的电压的时间图；
图7为根据第二实施方案的电磁操纵阀的电路图；
图8A为在图7中所示的电磁操纵阀中的电源电压的时间图，图8B为第一脉冲信号的时间图，图8C为第二脉冲信号地时间图，图8D为基极端子输入的时间图，图8E为施加在电磁线圈上的电压的时间图；并且图8F为流经电磁线圈的电流的时间图；
图9为根据第三实施方案的电磁操纵阀的电路图；
图10A为在图9中所示的电磁操纵阀中的电源电压的时间图，图10B为第一脉冲信号的时间图，图10C为第二脉冲信号的时间图，图10D为基极端子输入的时间图，图10E为施加在电磁线圈上的电压的时间图；并且图10F为流经电磁线圈的电流的时间图；
图11为涉及在图1中所示的电磁操纵阀的一具体实施例(第一具体实施例)的电路图；
图12为涉及在图7中所示的电磁操纵阀的一具体实施例(第二具体实施例)的电路图；
图13为该电磁操纵阀的电路图，其中在图12中的电磁操纵阀驱动电路中布置有一脉冲宽度调节电路、一重复频率调节电路和一占空比调节电路；
图14为涉及在图7中所示的电磁操纵阀的另一具体实施例(第三具体实施例)的电路图；
图15A为在图14中所示的电磁操纵阀中的第一脉冲信号的时间图，图15B为第二脉冲信号的时间图，图15C为栅极端子输入的时间图，图15D为施加在电磁线圈上的电压的时间图；并且图15E为流经电磁线圈的电流的时间图；
图16为该电磁操纵阀的电路图，其中在图14中的电磁操纵阀驱动电路中布置有一脉冲宽度调节电路、一重复频率调节电路和一占空比调节电路；
图17为由本申请人设计的一种示例性电磁操纵阀的电路图；并且
图18为由本申请人设计的另一种电磁操纵阀的电路图。
具体实施方式
图1和2显示出根据第一实施方案的电磁操纵阀12A的电路图，它具有电磁操纵阀驱动电路10。图3A至3E显示出与电磁操纵阀12A的电磁线圈14相关的电源电压V₀、第一电压V₁(第一电压)、第二电压V₂(第二电压)、控制信号和电流的时间图。
如图1所示，电磁操纵阀12A包括一电磁操纵阀驱动电路10，该电路包括一开关控制部分16、一开关部分18和一电压产生部分20。一DC电源22通过一开关24与一PNP型晶体管28的发射极端子(第一端子)20a电连接，这构成开关部分18。
电磁操纵阀驱动电路10以及电磁线圈14容纳在电磁操纵阀12A中，或者设置在装有该电磁线圈14的电磁操纵阀的未示出主体外部。
晶体管28的集电极端子(第二端子)30b与电磁线圈14的一个端子电连接。电磁线圈14的另一个端子与DC电源22的负极电连接并且接地。
开关控制部分16包含有一未示出的单脉冲产生电路，用于根据电源电压V₀产生具有脉冲宽度T₁(参见图3B)的单脉冲信号(控制信号)。其输入端子与开关24电连接，并且其输出端子通过用作晶体管28的偏置电阻器的电阻器36与基极端子(第三端子)30c电连接。输入端子还作为用于开关控制部分16的电源端子工作。
另外，一二极管68与电磁线圈14并联，并且开关控制部分16借助一LED66接地。
在该布置中，当在时刻T₀处关闭开关24时(参见图3E)，在开关控制部分16中产生出控制信号，该信号具有预定时间周期(例如，100[ms])的脉冲宽度T₁并且具有预定的脉冲电压。通过电阻器36将所产生出的控制信号提供给晶体管28的基极端子30c。
在第一实施方案中，开关控制部分16通过电阻器36将具有脉冲宽度T₁的极性为负的控制信号提供给基极端子30c。但是，与从控制信号的这个说明中很容易理解的一样，图3B显示出倒相成具有与电源电压V₀的极性一致的正极性的该控制信号、第一电压V₁、第二电压V₂和流经电磁线圈14的电流(参见图3A和3C至3E)。
当输出控制信号时，开关控制部分16(参见图1和2)在预定时间段之后(即，在给定时刻T₂之后)停止脉冲产生操作。
电压产生部分20由一开关电源构成，它将DC电源22的电源电压V₀降低至预定电压并且产生出降低的电源电压V₀作为第二电压V₁。其输入端子与开关24电连接，并且其输出端子通过一个二极管52与电磁线圈14电连接。
如上所述，开关部分18由一PNP型晶体管28构成。当从开关控制部分16将控制信号提供给晶体管28的基极端子30c时，在由该控制信号的脉冲宽度T₁限定的时间期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供ON状态。在由脉冲宽度T₁限定的时间期间，电源电压V₀作为第一电压V₁施加在电磁操纵阀12A的电磁线圈14上。另一方面，在其中在经过时刻T₂之后停止提供控制信号的时间期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供OFF状态。由电压产生部分20产生出的第二电压V₂施加在电磁操纵阀12A的电磁线圈14上。
代替在图1中所示的晶体管28，开关部分18可以包括在图2中所示的增强型p-沟道MOSFET 110。在该情况中，MOSFET 110的栅极端子(第三端子)112c与开关控制部分16电连接，其源极端子(第一端子)112a与开关24电连接，并且其漏极端子(第二端子)112b与电磁线圈14电连接。一二极管114并联连接，并且其正向方向从漏极端子112b延伸至源极端子112a。二极管114通过允许沿着从电磁线圈14朝着DC电源22的正极方向流动的电流能够流经二极管114来保护MOSFET₁10。当开关部分18由MOSFET₁10构成时，不需要在图1中所示的电阻器36。
根据第一实施方案的电磁操纵阀12A基本上如上所述一样构成。接下来将参照图1和3A至3E对该电磁操纵阀12A的操作进行说明。
首先，当在时刻T₀处关闭开关24时，DC电源22的电源电压V₀施加在开关控制部分16、晶体管28的发射极端子30a和电压产生部分20。在该情况中，开关控制部分16在其中产生出具有由预定时间段限定的脉冲宽度T₁并且具有预定脉冲电压的控制信号。所产生出的控制信号通过电阻器36提供给晶体管28的基极端子30c。
开关控制部分16在时刻T₀处开始输出控制信号。控制信号的输出在比时刻T₀延迟脉冲宽度T₁的时刻T₂之后停止。也就是说，开关控制部分16将一个脉冲作为控制信号提供给晶体管28的基极端子30c。
当将控制信号提供给晶体管28的基极端子30c时，在控制信号的脉冲产生时间期间(即，从时刻T₀到时刻T₂的时间段)在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供了ON状态。晶体管28将电源电压V₀作为第一电压V₁施加在电磁线圈14上。
因此，流经电磁线圈14的电流在其中将第一电压V₁施加在电磁线圈14上的时间区域(即，从时刻T₀到时刻T₂的时间区域)内随着时间消逝突然增大。由电流引起的电磁力迅速激励该电磁操纵阀12A。
在该情况中，如上所述突然增大的电流在其中施加第一电压V₁的时间区域期间稍微降低(参见图3E)。这个现象是由于与电磁操纵阀12A的未示出阀塞连接的可动芯部在电磁力的作用下被吸附在固定芯部上这个事实而导致的。
在其中晶体管28处于ON状态中的时间区域期间通过晶体管28使电压产生部分20形成短路。因此，从电压产生部分20没有向电磁线圈14施加任何电压。
随后，当在时刻T₂停止对来自开关控制部分16的控制信号进行脉冲输出操作时，使在晶体管28的发射极端子30a和集电极端子30b之间的状态从ON状态变化为OFF状态。
因此，电压产生部分20使电源电压V₀降低至预设定的预定电压。通过二极管52将如上所述电压降低的预定电压(DC电压)作为比第一电压V₁更低的第二电压V₂施加在电磁线圈14上。
因此，比在电磁操纵阀12A的驱动期间所使用的电流更小的电流在时刻T₂之后的时间区域期间流经电磁线圈14。因此，电磁线圈14能够使用更小的电流保持电磁操纵阀12A的受驱动状态。
当开关24在时刻T₃处打开时，停止将电源电压V₀施加在开关控制部分16、晶体管28的发射极端子30a和电压产生部分20上。因此，也停止了将第二电压V₂施加在电磁线圈14上。当停止将第二电压V₂施加在电磁线圈14上时，在电磁线圈14中产生出反电动势。但是，从反电动势导致的电流流经二极管68，并且因此该反电动势迅速衰减。
在将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上期间，LED66根据流经开关控制部分16和LED66的电流发出光。因此，当在视觉上识别出从LED66发出的光时，可以确认已经将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上，并且该电磁操纵阀12A处于受驱动状态。
图4显示出一曲线图，它将电磁操纵阀驱动电路10和电磁线圈14(工作实施例，参见图1)的电能消耗与电磁操纵阀驱动电路200和电磁线圈208的电能消耗(比较实施例1，参见图17)和电磁操纵阀驱动电路220和电磁线圈208的电能消耗(比较实施例2，参见图18)进行比较。
例如，当电源电压V₀为24[V]时，比较实施例1的电能消耗为2.4[W]，并且比较实施例2的电能消耗为0.8[W]。但是，工作实施例的电能消耗为0.4[W]。也就是说，由于下面所述的原因，工作实施例与比较实施例1的电能消耗相比其电能消耗降低了84[％]，并且另外该工作实施例与比较实施例2的电能消耗相比其电能消耗降低了50[％]。
也就是说，在电磁操纵阀驱动电路200和电磁线圈208的情况(参见图17)中，在电磁操纵阀206驱动以及保持该受驱动状态的时间区域期间在没有任何中断的情况下将电源电压V₀施加在电磁线圈208上。因此，该电磁线圈208的电能消耗明显增大。
在电磁操纵阀驱动电路220和电磁线圈208的情况中(参见图18)，在电磁操纵阀206的驱动期间将电源电压V₀施加在电磁线圈208上。在其中保持电磁操纵阀206的受驱动状态的时间区域期间由于电阻器228进行的分压将低于电源电压V₀的第二电压施加在电磁线圈208上。因此，电能消耗与电磁操纵阀驱动电路200相比降低(参见图17)。但是，由于在电阻器228中对电源电压V₀进行分压，所以该电阻器228消耗了电能。因此，该所需的电能消耗因此增大该电磁操纵阀驱动电路220的电能消耗。
相反，在电磁操纵阀12A的情况中(参见图1)，将第一电压V₁施加在电磁线圈14上以便在电磁操纵阀12A的初始驱动期间(即，在从时刻T₀至时刻T₂的时间段期间，如在图3A至3E中所示一样)迅速驱动电磁操纵阀12A。在其中保持电磁操纵阀12A的受驱动状态的时间区域期间(即，在从时刻T₂至时刻T₃的时间段期间)将第二电压V₂施加在电磁线圈14上。因此，在其中保持电磁操纵阀12A的受驱动状态的时间区域期间，使用比在电磁操纵阀12A的初始驱动期间所使用的电能量更小的电能量来保持该电磁操纵阀12A的受驱动状态。因此，电磁操纵阀12A与在图17和18中所示的电磁操纵阀206相比能够降低电磁线圈14的电能消耗。
在电磁操纵阀12A的情况中，在用于电源电压V₀、第一电压V₁和第二电压V₂的供电线路内没有布置电阻器。因此，即使在将电压施加在电磁操纵阀12A的电磁线圈14上时，关于该供电线路也没有消耗电能。因此，电磁操纵阀12A与在图18中所示的电磁操纵阀206相比能够降低在电磁操纵阀12A中的电能消耗。
如上所述，在根据第一实施方案的电磁操纵阀12A中，从开关控制部分16将控制信号提供给开关部分18。该开关部分18对在DC电源或电压产生部分20和电磁线圈14之间的电连接状态进行基于时间的控制。
也就是说，当将控制信号提供给开关部分18并且提供ON状态时，将电源电源V₀作为第一电压V₁施加在电磁线圈14上。因此，将较大的电能提供给电磁线圈14，由此可以在短时间内开始驱动电磁操纵阀12A。
另一方面，当停止将控制信号提供给开关部分18时，该状态变为OFF状态。将低于第一电压V₁的第二电压V₂施加在电磁线圈14上。因此，降低了提供给电磁线圈14上的电能。可以使用更少量的电能保持电磁操纵阀12A的受驱动状态。
开关控制部分16如上所述一样对开关部分18的ON和OFF状态进行基于时间的控制。因此，可以很容易调节从DC电源22或电压产生部分20提供给电磁线圈14的电能量以及第一电压V₁和第二电压V₂的供应时间。
在该实施方案中，用于开关部分18的控制信号的供应时间和供应停止时间表示将第一电压V₁和第二电压V₂施加在电磁线圈14上的时间段。因此，在将供应时间调节成与电磁操纵阀12A的技术要求一致时，可以获得用于电磁操纵阀12A的起动时间、流经电磁线圈14的电流和提供给电磁线圈14的电能的所期望的数值。因此，与电磁操纵阀驱动电路200、220(参见图17和18)相比，该电磁操纵阀12A降低了电磁线圈14的电能消耗，并且提供了电磁操纵阀12A的通用性。
在适当地调节从开关控制部分16向开关部分18提供控制信号的供应时间时，可以改变开关部分18的ON状态的时间。因此，如果由于电源故障等而导致电磁操纵阀12A处于停止状态，则与基于使用电容器226和电阻器224的充电/放电时间的电磁操纵阀驱动电路220相比，可以在更短时间内重新启动该电磁操纵阀12A，并且可以更迅速的将电磁操纵阀12A切换到其中保持受驱动状态的时间区域。
在该电磁操纵阀12A中，在电源电压V₀、第一电压V₁和第二电压V₂的供电线路中没有使用电阻器。因此，与电磁操纵阀驱动电路220相比，可以降低该设备的整体电能消耗。另外，不必针对热量提供应对措施。因此，可以改善该设备的整体耐久性，并且可以降低该设备的生产成本。
开关控制部分16通过利用电源电压V₀产生出控制信号。因此，不必提供在其它情况中所需用来产生控制信号的专用电源。由此，可以实现该电磁操纵阀12A的小型化。开关部分18的ON状态的时间段由控制信号的脉冲宽度T₁确定。因此，可以方便地驱动并且控制电磁操纵阀12A。
由晶体管28或MOSFET₁10构成的开关部分18使得第一电压V₁和第二电压V₂的响应性能相对于控制信号得到改善。因此，可以改善其上施加有第一电压V₁和第二电压V₂的电磁线圈14和电磁操纵阀12A的响应性能。具体地说，可以通过构成MOSFET₁10的开关部分18可以降低制作开关部分18的半导体元件的阻抗。
在上述的电磁操纵阀12A中，第一电压V₁与电源电压V₀大致相同，并且第二电压V₂低于电源电压V₀。但是，如在图5A和5B中所示一样，也可以允许第一电压V₁高于电源电压V₀，并且第二电压V₂与电源电压V₀大致相同。另外，如在图6A和6B中所示一样，也可以允许第一电压V₁高于电源电压V₀，并且第二电压V₂低于电源电压V₀。当将在图5B和6B中所示的第一电压V₁和第二电压V₂施加在电磁线圈14上时，如上所述当然也可以获得这些功能和效果。
接下来将参照涉及根据第二实施方案的电磁操纵阀12B的图7和8A至8F进行说明。与根据在图1至6B中所示的第一实施方案的电磁操纵阀12A的那些相应组成部件相同的组成部件由相同的参考标号表示，并且这些部件的详细说明将删除。下面将按照与上述相同的方式对下面的主题进行说明。
根据第二实施方案的电磁操纵阀12B与根据第一实施方案的电磁操纵阀12A(参见图1至6B)的不同之处在于，没有设置电压产生部分20。
更具体地说，如图7所示，在电磁操纵阀12B的情况中，开关控制部分16由一计时器计数器电路(信号脉冲产生电路)32和一PWM电路(重复脉冲产生电路)84构成。
在开关控制部分16中，计时器计数器电路32的输入端子与开关24电连接。另一方面，其输出端子通过晶体管36与晶体管28的基极端子30c电连接。
PWM电路84的输入端子与开关24电连接。另一方面，输出端子通过电阻器36与晶体管28的基极端子30c电连接。
另外，计时器计数器电路32和PWM电路84通过LED66接地。
在该布置中，当在时刻T₀关闭开关24时(参见图8F)，将电源电压V₀(参见图8A)施加在计时器计数器电路32的输入端子上，以便产生出一第一脉冲信号，它具有带有预先设定在计时器计数器电路32中的预定时间周期(例如，100[ms])的脉冲宽度T₁(参见图8B)，并且具有预定的脉冲电压。通过电阻36将所产生出的第一脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c。
在该第二实施方案中，开关控制部分16借助电阻器36将脉冲宽度为T₁具有负极性的第一脉冲信号和脉冲宽度为T₄具有负极性的第二脉冲信号(参见图8C)提供给基极端子30c。但是，如从第一脉冲信号、第二脉冲信号以及基极端子30c的输入(第一脉冲信号和第二脉冲信号)的说明中很容易理解的一样，如图8B至8D中所示一样，第一脉冲信号、第二脉冲信号和输入显示为按照如在图3B中一样的方式被倒相为具有与电源电压V₀、第一电压V₁、第二电压V₂和流经电磁线圈14的电流(参见图8A、8E和8F)一致的正极性。
在该布置中，当从输出端子输出第一脉冲信号时，计时器计数器电路32(参见图7)在预定时间段之后(即，在图8F中所示的时刻T₂之后)停止脉冲产生操作。
另一方面，当将电源电压V₀提供给PWM电路84时，在PWM电路84中产生出第二脉冲信号。通过电阻器36将所产生出的第二脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c(参见图8C和8D)。
在该布置中，在PWM电路84中预先设定第二脉冲信号的占空比和重复频率(例如，1[kHz]至100[kHz])。如在图8C中所示一样，将第二脉冲信号的脉冲宽度T₄设定为小于第一脉冲信号的脉冲宽度T₁(参见图8B)(T₁＞T₄)。
当在其中开关24(参见图7)关闭的状态中将第一脉冲信号或第二脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c时，在由第一脉冲信号或第二脉冲信号的脉冲宽度T₁、T₄所限定的时间段期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供ON状态。在ON状态的时间段(脉冲宽度T₁、T₄)期间将电源电压V₀作为第一电压V₁(第一电压)或第二电压V₂(第二电压)施加在电磁操纵阀12B的电磁线圈14上(参见图8E)。
根据第二实施方案的电磁操纵阀12B如上所述一样构成。接下来，将参照图7和8A至8F对该电磁操纵阀12B的操作进行说明。
起初，当开关24在时刻T₀关闭的时候，DC电源22的电源电压V₀施加给计时器计数器电路32和PWM电路84。结果，启动计时器计数器电路32和PWM电路84。
计时器计数器电路32产生第一脉冲信号，它具有预先设置在其中的预定时间的脉冲宽度T₁，并具有预先设置在计时器计数器电路32中的预定脉冲电压。所产生的第一脉冲信号从输出端子通过电阻36提供给晶体管28的基极端子30c。
计时器计数器电路32在时刻T₀启动第一脉冲信号的输出。在时刻T₂之后停止脉冲输出，所述时刻T₂比时刻T₀晚了脉冲宽度T₁。计时器计数器电路32向晶体管28的基极端子30c提供作为第一脉冲信号的一个脉冲。
另一方面，电源电压V₀也提供给PWM电路84，启动PWM电路84。因此PWM电路产生第二脉冲信号，它具有预先设置在其中的预定重复频率，并具有预先设定在PWM电路84中的预定占空比。所产生的第二脉冲信号从输出端子通过电阻36提供给晶体管28的基极端子30c。
第二脉冲信号的重复循环T₅(见图8C)是重复频率的倒数。第二脉冲信号的占空比是(T₄/T₅)×100[％]。第二脉冲信号的脉冲宽度T₄小于第一脉冲信号的脉冲宽度T₁(T₁＞T₄)。第一脉冲信号的脉冲电压基本上与第二脉冲信号的脉冲电压相同。
第一脉冲信号或者第二脉冲信号被提供给晶体管28的基极端子30c。在晶体管28内在第一脉冲信号或者第二脉冲信号的脉冲产生时间(脉冲宽度T₁，T₄)期间，在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供ON状态。结果，晶体管28向电磁线圈14提供电源电压V₀作为第一电压V₁。在时刻T₂之后的ON状态的时间段(脉冲宽度T₄)向电磁线圈14施加电源电压V₀作为第二电压V₂。
因此，在向电磁线圈14施加第一电压V₁的时间区域(脉冲宽度T₁)期间随着时间流逝，流经电磁线圈14的电流突然增加。根据电流导致的电磁力快速驱动电磁操纵阀12B。
另一方面，在时刻T₂之后的时间区域内的预定时间段的间隔处(也就是在重复循环T₅的间隔处)向电磁线圈14施加第二电压V₂。因此比在驱动电磁操纵阀12B的过程中所使用的电流小的电流流经电磁线圈14。因此电磁线圈14可以利用较小的电流保持电磁操纵阀12B的被驱动状态。
当开关24在时刻T₃打开时(见图8F)，停止向计时器计数器电路32和PWM电路84施加电源电压V₀。因此计时器计数器电路32和PWM电路84从被驱动的状态切换至停止状态。第一脉冲信号和第二脉冲信号对晶体管28的基极端子30c的供应也被停止。
因此，在晶体管28的发射极端子30a和集电极端子30b之间提供OFF状态。因此也停止向电磁线圈14施加第一电压V₁或者第二电压V₂。
顺便提一句，当停止向电磁线圈14施加第二电压V₂的时候，在电磁线圈14内产生反电动势。但是反电动势所产生的电流流经二极管68，因此快速衰减反电动势。在第一电压V₁或者第二电压V₂被施加给电磁线圈14的同时，LED66根据流经计时器计数器电流32或者PWM电路84以及LED66的电流而发光。因此当从LED66发出的光被肉眼识别的时候，可以证实第一电压V₁或者第二电压V₂已经施加给电磁线圈14，该电磁操纵阀12B处于被驱动状态。
如上所述，在根据第二实施方案的电磁操纵阀12B中，与第一脉冲信号和第二脉冲信号相对应的控制信号从开关控制部分16提供给开关部分18。根据所提供的控制信号，开关部分18对DC电源22和电磁线圈14之间的电连接状态进行基于时间的控制。
也就是，当与第一脉冲信号对应的控制信号的提供时间(脉冲宽度T₁)被延长时，开关部分18的ON状态的时间段被延长，增加了提供给电磁线圈14的电能量，可以在短的时间段内驱动电磁操纵阀12B。
另一方面，当与第二脉冲信号对应的控制信号的提供时间(脉冲宽度T₄)被缩短时，ON状态的时间段也被缩短。因此减少了提供给电磁线圈14的电能量。由此可以利用较少量的电能保持电磁操纵阀12B的被驱动状态。另外指出，即使第一电压V₁和第二电压V₂处于电源电压V₀的水平，通过缩短第二电压V₂的脉冲宽度T₄，也可以利用较小量的电能来保持电磁操纵阀12B的被驱动状态。
如上所述，可以通过开关控制部分16对开关部分18的ON状态进行基于时间的控制，从而可以容易地调节从DC电源22向电磁线圈14提供的电能量。
在这种情况下，对开关部分18的控制信号的供应时间限定了第一电压V₁或者第二电压V₂相对于电磁线圈14的施加时间。因此，当调节供应时间以符合电磁操纵阀12B的技术要求的时候，可以为电磁操纵阀12B的启动时间和驱动时间、流经电磁线圈14的电流、以及供应给电磁线圈14的电能量来调节所需的值。结果，与电磁操纵阀驱动电路200，220(参见图17和18)相比，电磁操纵阀12B还减少了电磁线圈14的电功率消耗。另外，可以提高电磁操纵阀12B的通用性。
当适当调节从开关控制部分16向开关部分18供应控制信号的时间的时候，改变了开关部分18处于ON状态的时间段。因此，在由于电源故障等原因而停止电磁操纵阀12B的时候，与以利用电容器器226和电阻器224的充电/放电时间为基础的电磁操纵阀驱动电路220(参见图18)相比，可以在较短的时间段内重新启动电磁操纵阀12B，和/或可以将电磁操纵阀12B更快速地变换到保持被驱动状态的时间区域内。
在电磁操纵阀12B中，在电源电压V₀、第一电压V₁和第二电压V₂的供应线路中不使用电阻。因此与电磁操纵阀驱动电路220相比，可以减少设备的整体电功率消耗。另外，不必为热提供应对措施。因此可以改善整个设备的耐用性，同时减少制造成本。
开关部分18处于ON状态的时间段由通过计时器计数器电路32产生的第一脉冲信号的脉冲宽度T₁来确定，和/或由PWM电路84产生的第二脉冲信号的脉冲宽度T₄确定。因此容易驱动和控制电磁操纵阀12B。
当使第一脉冲信号的脉冲宽度T₁比第二脉冲信号的脉冲宽度T₄长时，在第一电压V₁施加给电磁线圈14的时间段期间将更大的电能提供给电磁线圈，从而使之能够迅速驱动电磁操纵阀12B。另一方面，当使第二脉冲信号的脉冲宽度T₄比第一脉冲信号的脉冲宽度T₁更短时，在其中将第二电压V₂施加在电磁线圈14上的时间段期间以与预定时间段对应的间隔将更少量的电能施加在电磁线圈14上。当如上所述在从开关控制部分16提供给开关部分18的第一和第二脉冲信号上进行PWM控制时，可以进一步降低电磁线圈14的电能消耗。
接下来将参照涉及根据第三实施方案的电磁操纵阀12C的图9和10A至10F进行说明。
根据第三实施方案的电磁操纵阀12C与根据第一和第二实施方案(参见图1至8F)的电磁操纵阀12A、12B的不同之处在于，开关24通过电压产生部分20与开关部分18电连接，其中电压产生部分20产生出其电压值高于电源电压V₀的电压值的DC电压。
在该布置中，当开关24在时刻T₀关闭时(参见图10F)，将DC电源22的电源电压V₀(参见图10A)施加在电压产生部分20、计时器计数器电路32和PWM电路84上。因此起动电压产生部分20、计时器计数器电路32和PWM电路84。
计时器计数器电路32产生出第一脉冲信号。所产生出的第一脉冲信号通过电阻器36从输出端子提供给晶体管28的基极端子30c(参见图10B和10D)。另一方面，PWM电路84产生出第二脉冲信号。从输出端子借助电阻器36将所产生出的第二脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c(参见图10C和10D)。
在该第三实施方案中，开关控制部分16按照与在第二实施方案(参见图7和8A至8F)相同的方式将具有负极性并且具有脉冲宽度T₁的第一脉冲信号和具有负极性并且具有脉冲宽度T₄的第二脉冲信号提供给基极端子30c。但是，如从第一脉冲信号、第二脉冲信号和基极端子30c的输入(第一脉冲信号和第二脉冲信号)的说明中很容易理解的一样，在图10B至10D中，第一脉冲信号、第二脉冲信号和输入按照如在图3B和8B至8D中相同的方式被倒相成具有与电源电压V₀、第一电压V₁、第二电压V₂和流经电磁线圈14的电流(参见图10A、10E和10F)的极性一致的正极性。
电压产生部分20(参见图9)产生出其电压值高于电源电压V₀的电压值的DC电压。将所产生出的电压DC提供给开关部分18。
将第一脉冲信号或第二脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c。在第一脉冲信号或第二脉冲信号的脉冲产生时间(脉冲宽度T₁、T₄)(参见图10B和10C)期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供ON状态。因此，该晶体管28将DC电压作为第一电压V₁施加在电磁线圈14上。在时刻T₂之后的ON状态中的时间段(脉冲宽度T₄)期间将DC电压作为第二电压V₂施加在电磁线圈14上。
因此，流经电磁线圈14的电流在将第一电压V₁施加在电磁线圈14上的时间区域(脉冲宽度T₁)内随着时间流逝而突然增大，并且根据由该电流产生出的电动势迅速驱动电磁操纵阀12C。
另一方面，在时刻T₂之后的时间区域内以具有预定时间段的间隔(即，以由重复循环T₅所限定的间隔)将第二电压V₂施加在电磁线圈14上。因此，小于在电磁操纵阀12C驱动期间所使用的电流的电流流经电磁线圈14。因此，该电磁线圈14能够使用更小的电流保持电磁操纵阀12C的受驱动状态。
当在时刻T3将开关24打开时(参见图10F)，停止将电源电压V₀施加在电压产生部分20、计时器计数器电路32和PWM电路84上。因此，该计时器计数器电路32和PWM电路84从处于受驱动状态切换成停止状态。将第一脉冲信号和第二脉冲信号提供给晶体管28的基极端子30c也停止。
因此，在晶体管28的发射极端子30a和集电极端子30b之间提供了OFF状态。将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上因此也停止。
在暂停将第二电压V₂提供给电磁线圈14时，在电磁线圈14中所产生出的反电动势按照根据第二实施方案(参见图7)的电磁操纵阀12B相同的方式衰减。还有，当将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上时，LED66按照与根据第二实施方案的电磁操纵阀12B相同的方式发出光。因此，将删除其详细说明。
如上所述，一旦起动该电磁操纵阀12C，则将大于电源电压V₀的DC电压施加在电磁线圈14上。因此，在起动时所提供的电能增大，由此可以在短时间内驱动电磁操纵阀12C。即使在第一电压V₁和第二电压V₂基本上相同的情况下，也可以通过缩短第二电压V₂的脉冲宽度T₄来使用更小的电能量维持该电磁操纵阀12C的受驱动状态。
接下来，将参照图11至15对上述电磁操纵阀12A和12B的具体实施例(第一至第三具体实施例)进行说明。
图11显示出一电路图，显示出根据第一实施方案的电磁操纵阀12A的具体实施例(第一具体实施例)。
在该布置中，电磁操纵阀12A包括一开关控制部分16、一开关部分18和一电压产生部分20。DC电源22通过开关24与二极管26电连接。二极管26与晶体管28的发射极端子30a电连接。该二极管26通过阻断电流来保护该电路，否则该电流将沿着从电磁线圈14到DC电源22的正极的方向流动。
晶体管28的集电极端子30b与电磁线圈14的一个端子电连接。
开关控制部分16包括由一复位IC38构成的计时器计数器电路32。该复位IC38的输入端子38a与二极管26电连接。该复位电路38的输出端子38b通过电阻器36与晶体管28的基极端子30c电连接。该复位IC38的接地端子38c接地。
在该布置中，输入端子38a还用作复位IC38的电源端子。该复位IC38具有一未示出的定时器。在提供电压(在图3E中所示的时刻T₀)之后经过预定时间时(在图3E中所示的时刻T₂之后)，停止产生控制信号。
在开关24在时刻T₀(参见图3E)关闭时，将电源电压V₀施加在输入端子38a上以起动复位IC38。另外，在复位IC38中产生出控制信号，其中通过电阻器36将所产生出的控制信号提供给晶体管28的基极端子30c。
电压产生部分20包括一开关IC(电压调节部分)40，用来将DC电源22的电源电压V₀降低至预定电压，以便以与预定时间周期对应的间隔输出包括该降低的预定电压的脉冲信号。还包括一平滑电路42，用来使脉冲信号平滑，以便产生出第二电压V₂。开关IC40的输入端子44a与二极管26电连接，并且开关IC40的接地端子44b接地。电容器46电连接在输入端子44a和接地端子44b之间。该电容器46为一旁路电容器，它将包含在施加在输入端子44a上的电源电压V₀中的高频分量去除。
电容器48与开关IC40的输出端子44a和升压端子44d电连接。电容器48为一升压电容器，用来确保开关IC40可靠地进行开关操作，以便在电源电压V₀施加在输入端子44a上时从输出端子44c输出脉冲信号。
在平滑电路42中，线圈50与输出端子44c电连接。该线圈50通过二极管52与电磁线圈14电连接。另外，在该布置中，线圈50通过二极管54在输出端子44c侧接地。另一方面，线圈50通过由电容器56和58构成的并联电路在二极管52侧接地。线圈50在二极管52侧上通过电阻60与开关IC40的反馈端子44e电连接。反馈端子44e还通过电阻62接地。
一部分第二电压V₂作为反馈电压施加在反馈端子44e上。在该布置中，反馈电压的幅值由电阻60和62的电阻值确定。二极管52通过阻断电流来保护该电路，否则该电流将沿着从电磁线圈14到电压产生部分20的方向流动。
开关部分18由晶体管28构成。当从开关控制部分16将控制信号提供给晶体管28的基极端子30c时，在由控制信号的脉冲宽度T₁限定的时间段(参见图3B)期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供ON状态。在脉冲宽度T₁的时间段期间将电源电压V₀作为第一电压V₁(参见图3D)施加在电磁操纵阀12A的电磁线圈14上。另一方面，在其中在时刻T₂之后停止提供控制信号的时间段(参见图3E)期间在发射极端子30a和集电极端子30b之间提供OFF状态。由电压产生部分20产生出的第二电压V₂施加在电磁操纵阀12A的电磁线圈14上。
电阻64和LED66与开关控制部分16并联连接。
在将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上时，LED66根据流经电阻64和LED66的电流发出光。因此，当在视觉上识别出来自LED的发光时，可以确认已经将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上，并且电磁操纵阀12A处于受驱动状态中。
在停止将第一电压V₁或第二电压V₂施加在电磁线圈14上时，在电磁线圈14中产生出一反电动势。但是，从该反电动势得到的电流流经二极管68，因此该反电动势迅速衰减。
开关控制部分16、开关部分18、电压产生部分20、二极管26、52、68、电阻器64和LED66分别安装在一基板70上。
如上所述，在第一具体实施例中，用作开关电源的电压产生部分20包括开关IC40和平滑电路42。因此，抑制了在第二电压V₂中的基于时间变化或波动。可以使用更少量的电能消耗维持电磁操纵阀12A的受驱动状态。
当计时器计数器电路32包括复位IC38时，利用电源电压V₀产生出控制信号。因此，不必提供专门的电源，这在其它情况中需要用来产生控制信号。因此，可以使该电磁操纵阀驱动电路10在尺寸方面更小。控制信号的脉冲宽度T₁即晶体管28处于ON状态的时间段(即，将第一电压V₁施加在电磁线圈14上的时间段)由通过复位IC38停止控制信号的产生来确定。因此，可以方便地驱动和控制电磁操纵阀12A。
图12显示出一电路图，显示出根据第二实施方案的电磁操纵阀12B的具体实施例(第二具体实施例)。
在该布置中，电磁操纵阀12B包括一开关控制部分16，它由包含有计时器计数器电路32的一常规类型IC、一PWM电路84、一PNP型晶体管86和与之电连接的电阻器39和82至92构成。
更具体地说，在该开关控制部分16中，计时器计数器电路32由一复位IC38和电阻器39构成。复位IC38的输入端子38a通过电容器94和96与二极管26电连接。另一方面，其输出端子38b通过电阻器39与晶体管86的基极端子98c电连接。复位IC38的电源端子38f与二极管26电连接。另一方面，复位IC38的接地端子38c接地。电容器94为一旁路电容器，用来当开关24在时刻T₀处关闭时(参见图8F)去除包含在电源电压V₀中的高频分量。
PWM电路84由一定时器IC100和电阻88构成。定时器IC100的第一输入端子100a通过电容器102与电容器94电连接。第二输入端子100b通过电容器104与电容器94电连接。另一方面，定时器IC100的输出端子100c通过电阻88与晶体管86的基极端子98c电连接。定时器IC100的电源端子100d与二极管26电连接。另一方面，定时器IC100的接地端子100e接地。
定时器IC100包含有未示出的定时器。在提供电源电压V₀(在图8F中所示的时刻T₀)之后以与重复循环T₅对应的间隔产生出具有脉冲宽度T₄(参见图8C)的第二脉冲信号。
电阻39和88为设置用于晶体管96的旁路电阻。
在该布置中，当开关24在时刻T₀处关闭时，电源电压V₀施加在电源端子38f、100d上，由此起动复位IC38和定时器IC100。
当在复位IC38启动之后借助开关24、二极管26以及电容器94和96将电源电压V₀从电源22施加在复位IC38的输入端子38a上时，产生出第一脉冲信号。借助电阻器39将所产生出的第一脉冲信号提供给晶体管86的基极端子98c。
在该布置中，可以通过调节电容器96的电容来改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁。
另一方面，当在定时器IC100启动之后从DC电源22借助开关24、二极管26和电容器94和102将电源电压V₀提供给定时器IC100的第一输入端子100a上并且借助电容器94和104将电源电压V₀提供给第二输入端子100b时，则在定时器IC100中产生出第二脉冲信号。借助电阻器88将所产生出的第二脉冲信号提供给晶体管86的基极端子98c。
在该布置中，通过调节电容器102的电容来改变第二脉冲信号的重复频率。另一方面，可以通过调节电容器104的电容来改变其占空比。
晶体管86的发射极端子98a与二极管26电连接，并且集电极端子98b通过电阻器90和92接地。电阻器90和92与构成开关部分18的增强型P沟道MOSFET₁10的栅极端子(第三端子)112c电连接。
在该布置中，晶体管86的基极端子98c按照有线OR形式与复位IC38的输出端子38b以及PWM电路84的输出端子100c电连接。因此，在电磁操纵阀12B处于受驱动状态时，将第一脉冲信号或第二脉冲信号提供给晶体管86的基极端子98c。
当将第一脉冲信号或第二脉冲信号提供给晶体管86的基极端子98c时，在其中开关24关闭的状态期间，在与第一脉冲信号或第二脉冲信号的脉冲宽度T₁、T₄(参见图8B和8C)对应的时间段期间在发射极端子98a和集电极端子98b之间提供ON状态。在ON状态期间(即，在每个脉冲宽度T₁、T₄期间)将电源电压V₀施加在电阻器90和92的串联电路上。因此，将具有与ON状态对应的脉冲宽度并且由于串联电路的分压而具有施加在电阻器92上的脉冲电压的脉冲信号作为控制信号施加在MOSFET₁10的栅极端子112c上。
如在图2中所示的开关部分18的情况中一样，开关部分18由一MOSFET₁10和一二极管114构成。MOSFET₁10的源极端子(第一端子)112a与二极管26电连接。另一方面，其漏极端子(第二端子)112b与电磁线圈14电连接。
在图12中，当从开关控制部分16将控制信号提供给MOSFET₁10的栅极端子112c上时，如图8B和8C中所示一样，在与控制信号的脉冲宽度即第一脉冲信号的脉冲宽度T₁或第二脉冲信号的脉冲宽度T₄对应的时间段期间在源极端子112a和漏极端子112b之间提供ON状态。在由脉冲宽度T₁和T₄限定的时间段期间将电源电压V₀作为第一电压V₁(第一电压)或第二电压V₂(第二电压)施加在电磁操纵阀12B的电磁线圈14上。
二极管116电连接在DC电源22的负极和电容器94之间。该二极管通过阻断电流来保护该电路，否则该电流将沿着从DC电源22的负极朝着电容器94的方向流动。二极管116的阳极侧接地。
电阻器64和LED66与开关控制部分16并联电连接。二极管68与电磁线圈14并联电连接。
开关控制部分16、开关部分18、二极管26、68、116、电阻器64、LED66和各个电阻器94、96、102、104分别安装在基板70上。
如上所述，在第二具体实施例中，可以通过调节电容器96的电容来改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁。因此，可以有效控制电磁操纵阀12B的启动。另外，可以通过调节电容器102的电容来改变第二脉冲信号的重复频率，另外可以通过改变电容器104的电容来改变第二脉冲信号的占空比。因此，例如在重复频率增大至较高时，在其中保持电磁操纵阀12B的受驱动状态的时间区域(时刻T₂至时刻T3)期间可以抑制在流经电磁线圈14的电流中的波动。还可以降低电磁线圈14的电能消耗。另外，由于也可以调节占空比，所以可以有效地保持电磁操纵阀12B的受驱动状态。
如上所述，可以通过电容器96、102和104的电容来改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁、第二脉冲信号的重复频率以及占空比。因此，即使在根据电磁操纵阀12B的技术要求改变电源电压V₀的电压数值的情况下，脉冲宽度T₁、重复频率以及占空比也可以保持并且不会波动。换句话说，即使在改变电源电压V₀的电压值时，也可以稳定的操作开关控制部分16和开关部分18。因此，电磁操纵阀驱动电路10可以利用较宽的电压范围(电源电压V₀的范围)。
另外，可以通过将MOSFET₁10布置在开关部分18内来降低制作开关部分18的半导体元件的阻抗。
在上述第二具体实施例中(参见图12)，通过调节电容器96、102和104的电容来分别改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁、第二脉冲信号的重复频率和第二脉冲信号的占空比。但是，代替该布置，如图13所示一样，可以将用于调节脉冲宽度T₁的脉冲宽度调节电路170、用于调节重复频率的重复频率调节电路172和用于调节占空比的占空比调节电路174布置在电磁操纵阀驱动电路10中。该脉冲宽度调节电路170包括用来存储脉冲宽度T₁的数据的存储器。重复频率调节电路172包括用来存储重复频率的数据的存储器。占空比调节电路174包括用来存储占空比数据的存储器。将从每个存储器读取的数据输出给复位IC38或定时器IC100。因此，可以根据电磁操纵阀12B的技术要求来改变存储在存储器中的数据，以便设定用于第一脉冲信号的脉冲宽度T₁、第二脉冲信号的重复频率和占空比的所期望数值。
图14显示出一电路图，举例说明了根据第二实施方案的电磁操纵阀12B的另一个具体实施例(第三具体实施例)。
该第三具体实施例与第二具体实施例(参见图12和13)的不同之处在于，开关控制部分16由包含有计时器计数器电路32的常规类型IC、一PWM电路84、一恒压电路120和一开关122构成，其中用于限制电流侵入的二极管124和电阻器126与开关控制部分16的输入侧电连接，电阻器130和电容器132与计时器计数器电路32的输入侧电连接，并且电阻器134、138、140与PWM电路84的输入侧电连接。
在该布置中，恒压电路120的输入端子120a通过电阻器126和二极管124与开关24电连接。其第一输出端子120b与电容器136和电阻器140电连接，并且其第二输出端子120c与开关122的电压控制端子122c电连接。计时器计数器电路32的第一输入端子32a与电阻器130的一个端部电连接。其第二输入端子32b与电阻器130的另一个端部和电容器132电连接。其输出端子32c与开关122的第一输入端子122a电连接。另外，PWM电路84的第一输入端子84a与电阻器134电连接。其第二输入端子84b与电阻器138和140电连接。其输出端子84c与开关122的第二输入端子122b电连接。另外，开关122的输出端子122d与MOSFET₁10的栅极端子112c电连接。
电阻器126通过电容器128和LED66接地。恒压电路120的第一输出端子120b通过电容器136和LED66接地，并且电阻器134、138和电容器132同样通过LED66接地。二极管68与电磁线圈14并联电连接。
当开关24处于ON状态中时，恒压电路120根据施加在输入端子120a上的电源电压V₀起动计时器计数器电路32和PWM电路84。在预定时间段期间(即，如图15E中所示一样，时刻T₀到时刻T₂)从第二输出端子120c将电源电压V₀提供给电压控制端子122c。从第一输出端子120b将预定电压提供给电容器136并且提供给电阻器140。
二极管124通过阻断电流来保护该电路，否则该电流将沿着从电阻器126朝着DC电源22的正极的方向流动。
电阻器126限制了电流侵入，以便防止在开关24处于ON状态中时(在图15E中所示的时刻T₀)产生出的较大电流(侵入电流)流进开关控制部分16。
在该布置中，可以通过调节电容器128的电容来改变开关控制部分16(电磁操纵阀驱动电路10)的间歇的中断时间。也可以通过调节电阻器130的电阻值和电容器132的电容来改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁(参见图15A)。另外，可以通过调节电阻器134的电阻值来改变第二脉冲信号(参见图15B)的重复频率。还有，可以通过调节电阻器138和140的电阻值来改变第二脉冲信号的占空比。电容器136为一旁路电容器，用来去除包含在电压内的高频分量。
开关122在其中从恒压电路120将电源电压V₀提供给电压控制端子122c的时间段(时刻T₀至时刻T₂，如在图15E中所示一样)期间在第一输入端子122a和输出端子122d之间提供ON状态。将来自计时器计数器电路32的输出端子84c的第一脉冲信号提供给MOSFET₁10的栅极端子112c。开关122在其中电源电压V₀没有提供给电压控制端子122c的时间段(在时刻T₂之后的时间段，如在图15E中所示一样)期间在第二输入端子122b和输出端子122d之间提供了ON状态。来自PWM电路84的输出端子84c的第二脉冲信号输出给MOSFET₁10的栅极端子122c。
更具体地说，如在图15A至15E中所示一样，当开关24(参见图14)在时刻T₀关闭时，电源电压V₀施加在恒压电路120的输入端子120a上。因此，起动计时器计数器电路32和PWM电路84。从恒压电路120的第二输出端子122c将电源电压V₀提供给开关122的电压控制端子122c。在开关122的输出端子122d和第一输入端子122a之间提供了ON状态。
在其中已经起动了计时器计数器电路32的状态期间，当借助开关24、二极管124、电阻器126和电容器128、132(包括电阻器130)从DC电源22将电源电压V₀提供给第一和第二输入端子32a、32b时，计时器计数器电路32产生出具有脉冲宽度T₁的第一脉冲信号(参见图15A)。从输出端子32c将所产生出的第一脉冲信号提供给开关122的第一输入端子122a。
另一方面，在已经起动了PWM电路84并且从恒压电路120的第一输出端子120b借助电阻器140将电压提供给第二输入端子84b的状态中，在借助开关24、二极管124、电阻器126、电容器128和电阻器134从DC电源22将电源电压V₀提供给第一输入端子84a时，则PWM电路84产生出具有脉冲宽度T₄和重复循环T₅(参见图15B)的第二脉冲信号。从输出端子32c将所产生出的脉冲信号提供给开关122的第二输入端子122b。
在该布置中，开关122在从时刻T₀到时刻T₂的时间段期间将第一脉冲信号提供给MOSFET₁10的栅极端子112c(参见图15E)。另一方面，在从时刻T₂到时刻T3的时间段期间暂停从恒压电路120将电源电压V₀提供给电压控制端子122c。在第二输入端子122b和输出端子122d之间提供ON状态。因此，将第二脉冲信号提供给MOSFET₁10的栅极端子112c。
MOSFET₁10在与第一脉冲信号的脉冲宽度T₁或第二脉冲信号的脉冲宽度T₄对应的时间段内在源极端子112a和漏极端子112b之间提供了ON状态。在与脉冲宽度T₁和T₄对应的时间段期间将电源电压V₀作为第一电压V₁(第一电压)或作为第二电压V₂(第二电压)施加在电磁操纵阀12B的电磁线圈14上。
在第三具体实施例中，开关控制部分16将具有负极性和脉冲宽度T₁的第一脉冲信号和具有负极性和脉冲宽度T₁的第二脉冲信号提供给栅极端子112c。但是，在图15A至15C中，如从第一脉冲信号、第二脉冲信号和栅极端子112c的输入(第一脉冲信号和第二脉冲信号)的说明中很容易理解的一样，第一脉冲信号、第二脉冲信号和输入显示为按照与在图3B、8B至8D和10B至10D相同的方式被倒相成具有与第一电压V₁、第二电压V₂和流经电磁线圈14的电流(参见图15D和15E)的极性一致的正极性。
开关控制部分16、开关部分18、二极管26、68、124、LED66、电阻器126、130、138、140和电容器128、132、136分别安装在基板70上。
如上所述，在该第三具体实施例中，通过设置用于限制侵入电流的电阻器126，可以防止在起动电磁操纵阀12B时(在开关24处于ON状态中时)产生出的较大电流(侵入电流)流进开关控制部分16。因此，可以避免由侵入电流引起的电源电压V₀波动施加在开关控制部分16(控制信号)上的影响。
通过调节电容器128的电容，通过改变开关控制部分16的间歇的中断时间，从而电磁操纵阀12B在其间歇中断之后能够迅速重新起动。
可以通过调节电阻器130的电阻值和电容器132的电容通过改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁来有效地进行电磁操纵阀12B在起动上的控制。
通过调节电阻器134的电阻值通过改变第二脉冲信号的重复频率，在其中保持电磁操纵阀12B的受驱动状态的时间区域可以抑制流经电磁线圈14的电流波动。因此，可以进一步降低电磁线圈14的电能消耗。通过调节电阻器138和140的电阻值通过改变第二脉冲信号的占空比可以有效保持电磁操纵阀12B的受驱动状态。
如上所述，在第三具体实施例中，通过调节电容器128、132的电容和电阻器130、134、138、140的电阻值来改变第一脉冲信号的脉冲宽度T₁、第二脉冲信号的重复频率以及占空比。因此，即使在按照与在第二具体实施例中相同的方式(参见图12和13)根据电磁操纵阀12B的技术要求改变电源电压V₀的电压值时，脉冲宽度T₁、重复频率和占空比也不会波动。换句话说，即使在改变电源电压V₀的电压值时，开关控制部分16和开关部分18也可以按照稳定的方式操作。因此，可以加宽由电磁操纵阀驱动电路10所使用的电压范围(电源电压V₀的范围)。
在上述第三具体实施例中(参见图14)，与图13一样，代替电阻器130、134、138和140以及电容器132，如图16所示一样，可以将用于调节脉冲宽度T₁的脉冲宽度调节电路170、用于调节重复频率的频率调节电路172和用于调节占空比的占空比调节电路174布置在电磁操纵阀驱动电路10中。在该情况中，可以根据电磁操纵阀12B的技术要求来改变存储在脉冲宽度调节电路179、重复频率调节电路172和占空比调节电路174的每个存储器中的数据，以便设定用于第一脉冲信号的脉冲宽度T₁、第二脉冲信号的重复频率和占空比的所要求的数值。
在上述第二和第三具体实施例中(参见图13和16)，可以将开关控制部分16、脉冲宽度调节电路170、重复频率调节电路172和占空比调节电路174作为常规类型IC布置在电磁操纵阀驱动电路10中。
在根据上述第一至第三实施方案的电磁操纵阀12A至12C中，电磁操纵阀驱动电路10也可以通过电缆与市售电磁操纵阀的电磁线圈电连接，或者将电磁操纵阀驱动电路10设置作为在外面安装在市售电磁操纵阀上的单元。还有，如上所述，作为一个单元的电磁操纵阀驱动电路10可以在外面安装在用于电磁操纵阀的市售歧管上。
在根据上述第一至第三实施方案的电磁操纵阀12A至12C的每一个中，晶体管28、86中的每一个为PNP型晶体管，并且MOSFET₁10为增强型P沟道MOSFET。但是，也可以采用这样一种布置，其中晶体管28、86中的每一个为NPN型晶体管，并且MOSFET₁10为增强型N沟道MOSFET。在该布置中，必须改变电磁操纵阀驱动电路10的元件，从而可以将具有正极性的脉冲信号提供给晶体管28、86的基极端子30c、98c，并且提供给MOSFET₁10的栅极端子112c。
在根据第一至第三实施方案的电磁操纵阀12A至12C的每一个中，二极管26电连接在开关24和开关部分18之间，以便保护该电路(防止反向连接)。代替二极管26，可以电连接无极性二极管桥。