JP3870808B2

JP3870808B2 - Method and circuit for protecting switching element for solenoid drive

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Publication number: JP3870808B2
Application number: JP2002076387A
Authority: JP
Inventors: 利成深津
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: JP2003284238A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法及び保護回路に関するものである。詳しくはソレノイドに流れる過電流を検出する検出回路の過電流検出信号に基づいて、ソレノイド駆動用のスイッチング素子の駆動を停止する制御回路を備えた回路構成におけるソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法及び保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、産業車両のフォークリフトにおいては、荷役装置を駆動する油圧回路でソレノイド弁を使用している。そして、ソレノイド弁を構成するソレノイドの駆動制御回路として図６に示す構成のものがある。この制御回路は、ソレノイド４１へのバッテリ４２からの電力供給を駆動回路４３によるスイッチング素子４４のスイッチング制御により行う。検出回路４５はシャント抵抗Ｒｓとソレノイド４１との結合点に接続されている。駆動回路４３には図示しない制御装置からのスイッチング信号と、検出回路４５の出力信号とがアンドゲート４６を介して入力される。検出回路４５は、ソレノイド４１に流れる電流を検出し、ソレノイド４１に過電流が流れたことを検出すると、過電流検出信号としてＬレベルの信号を出力し、過電流が流れない状態ではＨレベルの信号を出力する。従って、ソレノイド４１に過電流が流れ、検出回路４５がそれを検出し、その過電流検出信号に基づいて駆動回路４３によるスイッチング素子４４の駆動が停止される。
【０００３】
そして、ソレノイド４１がショートした場合のスイッチング素子４４の保護は、ソレノイド４１とスイッチング素子４４との間にコイル４７を接続することで、検出回路４５による検出の遅れをカバーしていた。即ち、図７に示すように、ソレノイド４１に流れる電流Ｉは、ソレノイド４１が時刻ｔ₀においてショートすると、コイル４７がない状態では鎖線で示すように急激に上昇し、検出回路４５の検出の遅れＴ（数百ナノ秒）の間にスイッチング素子４４の損傷を招く値Ｉｈ以上に上昇する。しかし、コイル４７を設けた場合は図７に実線で示すように、電流の立ち上がりが緩くなり、電流Ｉの値がＩｈに達する前の検出時ｔ１において検出回路４５が過電流を検出し、その過電流検出信号に基づいてスイッチング素子４４による電力の供給が停止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、コイル４７を設けることによるスイッチング素子４４の保護を図る構成では、ソレノイド４１の数に対応してコイル４７を設ける必要がある。コイル４７は半導体素子に比較して体格が大きく、また、大量生産性が悪くコストが高い。従って、制御回路を設けるプリント基板の体格アップと製造コストのアップになるという問題がある。
【０００５】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は体格及びコストの面で不利なコイルを使用せずに、ソレノイドのショート時にソレノイド駆動用のスイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止することができるソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法を提供することにある。第２の目的は保護回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ソレノイド駆動用のスイッチング素子に対してそれぞれ直列に接続される複数のソレノイドと、ソレノイドがショートした際にソレノイドに流れる過電流を検出して過電流検出信号を出力する検出回路とを備え、該検出回路の過電流検出信号に基づいて、ソレノイド駆動用の電源からソレノイドへの電力供給を制御するスイッチング素子の駆動回路の駆動を停止させるソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法であって、各ソレノイドと前記検出回路との間に、各ソレノイドのいずれかを選択的に電力供給可能とするために電圧駆動素子をそれぞれ直列に接続するとともに、各電圧駆動素子のゲートにスイッチ素子を接続し、スイッチ素子により各電圧駆動素子に供給する電圧の値を、ソレノイドのショート時において前記スイッチ素子が接続された前記電圧駆動素子のゲート・ソース間電圧の低下に伴ってドレイン電流が所定の値以下に低下する値に設定することで、ソレノイドのショート時に前記電圧駆動素子を流れる電流値の増加を所定の値以下に抑制する。
【０００７】
この発明の方法では、従来装置のようにコイルを設けてソレノイドのショート時における電流の立ち上がりを遅らせるのではなく、ソレノイドに流れる電流を抑制して、ショート発生から検出回路による過電流検出までに遅れがあっても、その間にスイッチング素子に過大な電流が流れるのを抑制する。即ち、ソレノイドがショートすると、ソレノイドと検出回路との間に接続された電圧駆動素子を流れる電流値の増加が抑制され、検出回路により過電流が検出されるまでスイッチング素子を流れる電流値は、スイッチング素子に悪影響を与える大きさに達しない。従って、ソレノイドのショートから検出回路による過電流の検出時までに遅れがあっても、スイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止できる。
【０００８】
第２の目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、ソレノイドと直列に接続されるとともに、駆動回路により駆動されてソレノイド駆動用の電源からソレノイドへの電力供給を制御するスイッチング素子の保護回路である。保護回路は前記ソレノイドに流れる過電流をシャント抵抗を用いて検出するとともに過電流検出信号を出力する検出回路を備える。また、保護回路は前記検出回路の過電流検出信号に基づいて前記駆動回路の駆動を停止させる制御回路と、前記ソレノイドと前記検出回路との間に直列に接続され、所定のバイアス電圧が印加される電圧駆動素子とを備えている。
【０００９】
この発明では、ソレノイドへの電力供給を制御するスイッチング素子は駆動回路によりスイッチング制御される。検出回路から過電流検出信号が出力されると、制御回路により駆動回路の駆動が停止されてスイッチング素子がオフ状態となる。ソレノイドがショートするとシャント抵抗の存在により、電圧駆動素子がＮチャネルの場合は、ゲート・ソース間電圧が低くなってドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが上昇し、電圧駆動素子を流れる電流が抑制される。電圧駆動素子がＰチャネルの場合は、ソース・ゲート電圧が低くなってソース・ドレイン電圧が上昇し、電圧駆動素子を流れる電流が抑制される。従って、ソレノイドのショートから検出回路による過電流の検出時までに遅れがあっても、スイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記スイッチング素子に対して複数のソレノイドがそれぞれ直列に接続され、各ソレノイドを選択的に電力供給可能とするために電圧駆動素子がそれぞれ直列に接続されるとともに、各電圧駆動素子のゲートには所定の電圧を供給するためのスイッチ素子が接続されている。前記所定の電圧は前記ソレノイドのショート時において前記スイッチ素子が接続された前記電圧駆動素子のゲート・ソース間電圧の低下に伴ってドレイン電流が所定の値以下に低下する値に設定されている。
【００１１】
請求項１，２に記載の発明では、スイッチング素子に直列に接続された複数のソレノイドは、各ソレノイドに直列に接続された電圧駆動素子がオン状態において、スイッチング素子の駆動により電力が供給される。各電圧駆動素子はゲートに所定の電圧を供給するためのスイッチ素子のオン状態においてオン状態に保持される。各スイッチ素子のうちいずれか一個がオン状態に保持され、対応するソレノイドに電力が供給されている状態で当該ソレノイドがショートすると、電圧駆動素子がＮチャネルの場合は、ゲート・ソース間電圧が低くなってドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが上昇し、電圧駆動素子を流れる電流が抑制される。電圧駆動素子がＰチャネルの場合は、ソース・ゲート電圧が低くなってソース・ドレイン電圧が上昇し、電圧駆動素子を流れる電流が抑制される。従って、ソレノイドのショートから検出回路による過電流の検出時までに遅れがあっても、スイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止できる。各電圧駆動素子は複数のソレノイドのうち、どのソレノイドを駆動させるかの切替手段としての役割も果たす。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を産業車両としてのフォークリフトの荷役装置を駆動する油圧回路のソレノイド弁のソレノイドの駆動制御回路に具体化した第１の実施の形態を図１〜図３（ａ）に従って説明する。
【００１３】
図１に示すように、制御回路１１は、電源としてのバッテリ１２に対して、スイッチング素子１３とソレノイド１４とが直列に接続されている。バッテリ１２と並列にコンデンサＣが接続され、コンデンサＣとバッテリ１２のプラス側端子との間に電源スイッチ１５が接続されている。この実施の形態ではスイッチング素子１３にＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用され、そのゲートがスイッチング素子１３を制御する駆動回路１６に接続されている。
【００１４】
ソレノイド１４は電圧駆動素子１７及びシャント抵抗Ｒｓを介してバッテリ１２のマイナス側端子に接続され、電圧駆動素子１７とシャント抵抗Ｒｓとの結合点Ｎに、ソレノイド１４を流れる電流を検出する検出回路１８が接続されている。検出回路１８はソレノイド１４に流れる過電流を検出するとともに過電流検出信号を出力する。検出回路１８は過電流を検出しない状態ではＨレベルの信号を出力し、過電流が流れたことを検出すると、過電流検出信号としてＬレベルの信号を出力するように構成されている。具体的には、比較器を内蔵し、前記結合点の電圧が基準電圧以上になるとＬレベルの信号を出力するように構成されている。
【００１５】
駆動回路１６は制御回路としてのアンドゲート１９の出力端子に接続され、アンドゲート１９には検出回路１８の出力と、図示しない油圧回路制御装置からの制御信号とが入力されるようになっている。油圧回路制御装置はアンドゲート１９に所定のデューティ信号（パルス幅変調信号）を出力し、検出回路１８が過電流を検出していない状態では、油圧回路制御装置からのデューティ信号に対応した信号が駆動回路１６に入力される。
【００１６】
電圧駆動素子１７にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用され、そのゲートには抵抗Ｒ１を介して電源に接続され、所定のバイアス電圧Ｖｃが印加されている。抵抗Ｒ１にはダイオードＤが並列に接続されている。
【００１７】
ソレノイド１４、電圧駆動素子１７及びシャント抵抗Ｒｓの直列回路と並列にダイオードＤ１が接続されている。ダイオードＤ１はそのカソードがスイッチング素子１３とソレノイド１４との結合点に接続されている。
【００１８】
シャント抵抗Ｒｓ、電圧駆動素子１７、検出回路１８及びアンドゲート１９により、ソレノイド１４のショート時にソレノイド駆動用のスイッチング素子１３に過大な電流が流れるのを防止する保護回路が構成されている。
【００１９】
次に、前記のように構成された制御回路１１の作用を説明する。
電源スイッチ１５がオン状態に保持され、ソレノイド１４が正常に作動され、検出回路１８が過電流を検出していない状態では、検出回路１８からはＨレベルの出力信号がアンドゲート１９に出力される。従って、アンドゲート１９からは油圧回路制御装置からのデューティ信号に対応した信号が出力され、駆動回路１６によりスイッチング素子１３がスイッチング制御されてソレノイド１４に所望の電力が供給される。
【００２０】
ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴでは、図３（ａ）に示すように、飽和状態となるまでは、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが上昇するほどドレインからソースに流れるドレイン電流Ｉｄが大きくなる。また、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが大きい方が飽和状態になるドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが大きくなる。そして、正常状態では、電圧駆動素子１７は、そのゲートに印加されているバイアス電圧Ｖｃと、ソースの電圧との差であるゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが比較的大きな状態に保持され、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓは小さな状態に保持されている。この状態では、ドレイン電流Ｉｄとドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとは図３（ａ）におけるＡの部分に相当する関係を有する。
【００２１】
ソレノイド１４が何らかの原因でショートすると、ソレノイド１４に流れる電流が急激に増加し、シャント抵抗Ｒｓとソースとの結合点Ｎの電圧Ｖ_Rがそれに伴って増加する。電流の立ち上がりを緩くするためのコイルが設けられていないため、電流は図２の時刻ｔ₀から急激に増加する。検出回路１８の過電流の検出時ｔ１まで電流が増加を続けると、その値はスイッチング素子１３の損傷を招く値に達する。
【００２２】
しかし、電圧駆動素子１７のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓはバイアス電圧Ｖｃと電圧Ｖ_Rとの差であるので、電圧Ｖ_Rが増加するとゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは小さくなり、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが大きくなる。その結果、ドレイン電流Ｉｄとドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとは図３（ａ）におけるＢの部分に相当する関係を有する状態となる。そして、電圧駆動素子１７は検出回路１８の過電流の検出時ｔ１までに飽和状態となり、図２に示すように、検出回路１８はスイッチング素子１３の損傷を招く値より小さな飽和状態の電流値を検出して、ソレノイド１４に過電流が流れていることを検出する。そして、検出回路１８から過電流検出信号としてＬレベルの信号がアンドゲート１９に出力される。アンドゲート１９に過電流検出信号が出力されると、その出力がＬレベルに保持されて駆動回路１６へのデューティ信号の出力が停止され、スイッチング素子１３がオフとなってソレノイド１４への電力供給が停止される。
【００２３】
ソレノイド１４のショートが解消されると、電圧Ｖ_Rが通常の値に減少し（戻り）、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが通常の値に上昇して、ドレイン電流Ｉｄと、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとは自動的に図３（ａ）のグラフのＡで示す関係に復帰する。
【００２４】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）ソレノイド１４と検出回路１８との間に、電圧駆動素子１７を直列に接続し、ソレノイド１４のショート時に電圧駆動素子１７を流れる電流値の増加を所定の値以下に抑制する。従って、ソレノイド１４のショートから検出回路１８による過電流の検出時ｔ１までに遅れがあっても、スイッチング素子１３に過大な電流、即ちスイッチング素子１３に悪影響を与える大きな電流が流れるのを防止することができる。即ち、体格及びコストの面で不利なコイルを使用することなく、ソレノイド駆動用のスイッチング素子１３の保護を行うことができる。
【００２５】
（２）電圧駆動素子１７としてＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用され、該ＭＯＳＦＥＴは検出回路１８が電流検出用に使用するシャント抵抗Ｒｓのソレノイド１４側の端子にソースが接続され、ゲートに所定のバイアス電圧Ｖｃが印加されている。従って、ソレノイド１４がショートするとシャント抵抗Ｒｓの存在により、電圧駆動素子１７のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが低くなってドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが上昇し、電圧駆動素子１７を流れる電流が抑制される。その結果、ソレノイド１４のショートから検出回路１８による過電流の検出時ｔ１までに遅れＴがあっても、スイッチング素子１３に過大な電流が流れるのを防止できる。また、電圧駆動素子１７としてＮチャネルのＭＯＳＦＥＴを使用しているため、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴを使用する場合に比較して、ショート時にスイッチング素子１３に流れる電流量を抑制する作用が安定する。
【００２６】
（３）従来の保護回路に使用されている検出回路や制御回路をほとんど利用し、コイルに代えて電圧駆動素子１７を使用するという簡単な改造で実施することができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図３（ｂ）及び図４に従って説明する。この実施の形態では同時に動作しない複数個（この実施の形態では２個）のソレノイドを駆動する制御回路１１に具体化した点と、各ソレノイドを選択的に動作可能な状態に切り替える切替手段が、保護回路の一部を構成している点とが前記実施の形態と異なっている。前記実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。同時に動作しない２個のソレノイドとしては、例えばフォークリフトのリフトシリンダの上昇用ソレノイド及び下降用ソレノイドがある。
【００２８】
図４に示すように、スイッチング素子１３に対して２個のソレノイド２０，２１がそれぞれ直列に接続され、各ソレノイド２０，２１を選択的に電力供給可能とするために各ソレノイド２０，２１に対して電圧駆動素子２２，２３がそれぞれ直列に接続されている。各電圧駆動素子２２，２３にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用され、そのゲートに所定の電圧を供給するスイッチ素子２４，２５がそれぞれ接続されている。前記所定の電圧は各ソレノイド２０，２１のショート時においてスイッチ素子２４，２５が接続された電圧駆動素子２２，２３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓの低下に伴ってドレイン電流Ｉｄが所定の値以下に低下する値に設定されている。
【００２９】
スイッチ素子２４，２５は図示しない油圧回路制御装置からの信号により、対応するソレノイド２０，２１を駆動させる際にゲートに所定の電圧を供給する切替手段を構成し、両スイッチ素子２４，２５が同時にオン状態となることはない。また、スイッチ素子２４，２５は、電圧駆動素子２２，２３が単にソレノイド２０，２１の作動を切り替える切替手段としてのみ機能する構成であれば、ゲートに対して１５Ｖ程度の電圧を供給するように構成される。しかし、この実施の形態では電圧駆動素子２２，２３は切替手段の他に、保護回路の一部も構成するため、スイッチ素子２４，２５はソレノイド２０，２１のショート時に、電圧駆動素子２２，２３のドレイン電流Ｉｄが所定の値以下に低下し易いように、ゲートに対して５Ｖ程度の電圧を供給するように構成されている。
【００３０】
各電圧駆動素子２２，２３のゲートとスイッチ素子２４，２５との結合点には、過電流が流れたときにＭＯＳＦＥＴのゲート容量を速く抜くためのダイオードＤのアノードが接続されている。
【００３１】
また、ソレノイド２０と並列にダイオードＤ２及びツェナーダイオードＺＤ１の直列回路が接続され、ソレノイド２１と並列にダイオードＤ３及びツェナーダイオードＺＤ２の直列回路が接続されている。これらの直列回路は、スイッチング素子１３の動作中に電圧駆動素子２２又は電圧駆動素子２３をオフしたときに、ソレノイド２０，２１のインダクタンスＬ分による過電圧（サージ電圧）が電圧駆動素子２２，２３に印加されるのを防止する役割を果たす。
【００３２】
この実施の形態では、油圧回路制御装置からの信号により、駆動すべきソレノイド２０，２１に対応する一方のスイッチ素子２４，２５がオン状態に保持され、その状態でスイッチング素子１３が制御される。ソレノイド２０，２１がショートすると、前記実施の形態と同様に電圧駆動素子２２，２３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが低下し、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが大きくなる。電圧駆動素子２２，２３を単に切替手段として使用する場合は、ゲートに供給される電圧は１５Ｖ程度と比較的高いため、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが１〜２Ｖ程度低下しても、図３（ｂ）に示すグラフから明らかなように、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓの増加割合は小さい。しかし、ゲートに供給される電圧は５Ｖ程度のため、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが１〜２Ｖ程度低下しても、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓの増加割合は大きくなる。その結果、ドレイン電流Ｉｄが小さな値で飽和状態となり、検出回路１８による過電流の検出時ｔ１までに遅れＴがあっても、スイッチング素子１３に過大な電流が流れることが防止される。
【００３３】
この実施の形態では前記実施の形態の（１）〜（３）の効果の他に次の効果を有する。
（４）複数のソレノイド２０，２１を１個のスイッチング素子１３に選択的に接続して駆動する構成において、ソレノイド２０，２１の接続状態を切り替える切替手段が、ソレノイド２０，２１のショート時にスイッチング素子１３に過大な電流が流れるのを防止する保護回路の主要部を構成している。従って、複数のソレノイド２０，２１を駆動する制御回路１１において、保護回路を構成する際に追加の素子が少なくて簡単に製造できる。
【００３４】
（５）スイッチング素子１３とバッテリ１２のマイナス側端子との間に並列に接続された各ソレノイド２０，２１に対してダイオードＤ２，Ｄ３とツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２の直列回路が並列に接続されている。従って、スイッチング素子１３の動作中に電圧駆動素子２２，２３をオフにした際、ソレノイド２０，２１のインピーダンスＬ分によるサージ電圧が電圧駆動素子２２，２３に印加されるのを防止することができる。
【００３５】
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
○ 電圧駆動素子１７，２２，２３としてＮチャネルのＭＯＳＦＥＴに代えてＰチャネルのＭＯＳＦＥＴを使用する。この場合、ソレノイド１４，２０，２１をスイッチング素子１３よりバッテリ１２のプラス端子側に接続する。また、電圧駆動素子１７，２２，２３はソレノイド１４，２０，２１よりバッテリ１２のプラス端子側に接続する。例えば、２個のソレノイド２０，２１を使用する第２の実施の形態において電圧駆動素子２２，２３としてＰチャネルのＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、図５に示すように、スイッチング素子１３をソレノイド２０，２１よりバッテリ１２のマイナス端子側に接続する。電圧駆動素子２２，２３はソレノイド２０，２１よりバッテリ１２のプラス端子側に接続する。検出回路１８は電圧駆動素子２２，２３よりバッテリ１２のプラス端子側に接続する。この構成では、例えば、ソレノイド２０の駆動状態でソレノイド２０がショートしてシャント抵抗Ｒｓに流れる電流が増加してＶ_Rが増加すると、ソース・ゲート間電圧Ｖｓｇが低くなってソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄが上昇し、電圧駆動素子２２を流れる電流Ｉｄが抑制される。従って、ソレノイド２０のショートから検出回路１８による過電流の検出時までに遅れがあっても、スイッチング素子１３に過大な電流が流れるのを防止できる。
【００３６】
○ 電圧駆動素子１７，２２，２３としてＭＯＳＦＥＴに代えてＩＧＢＴを使用してもよい。
○ 複数のソレノイドを選択的に切り替えて使用する構成において、駆動すべきソレノイドを選択する切替手段と、保護回路を構成する電圧駆動素子とを別個に設けてもよい。
【００３７】
○ スイッチング素子１３としてＭＯＳＦＥＴを用いたが、スイッチング機能を有していれば特に限定されず、例えば、バイポーラトランジスタ、ＳＩＴ（静電誘導トランジスタ）やＩＧＢＴ、あるいはサイリスタ等の他のスイッチング素子を使用してもよい。
【００３８】
○ 前記実施の形態では、フォークリフトの油圧回路のソレノイド弁のソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護回路に適用したが、他のソレノイドを駆動する場合に適用してもよい。
【００３９】
○ また、産業車両に限らず、一般の電気機器におけるソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護回路に適用してもよい。
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
【００４０】
（１）前記電圧駆動素子はＭＯＳＦＥＴである。
（２）前記ＭＯＳＦＥＴはＮチャネル構造である。
【００４１】
（３）前記ソレノイドはフォークリフトのリフトシリンダの上昇用ソレノイド及び下降用ソレノイドである。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項に記載の発明によれば、体格及びコストの面で不利なコイルを使用せずに、ソレノイドのショート時にソレノイド駆動用のスイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の保護回路を示す回路図。
【図２】検出回路の作用を説明するグラフ。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は電圧駆動素子のＶｇｓ、Ｖｄｓ，Ｉｄの関係を示すグラフ。
【図４】第２の実施の形態の保護回路を示す回路図。
【図５】別の実施の形態の保護回路を示す回路図。
【図６】従来の保護回路を示す回路図。
【図７】スイッチング素子に流れる電流の時間変化を示すグラフ。
【符号の説明】
Ｉｄ…ドレイン電流、Ｒｓ…保護回路を構成するシャント抵抗、Ｖｃ…バイアス電圧、Ｖｇｓ…ゲート・ソース間電圧、１１…制御回路、１２…電源としてのバッテリ、１３…スイッチング素子、１４，２０，２１…ソレノイド、１６…駆動回路、１７，２２，２３…保護回路を構成する電圧駆動素子、１８…同じく検出回路、１９…同じく制御回路としてのアンドゲート、２４，２５…スイッチ素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a protection method and a protection circuit for a switching element for driving a solenoid. More specifically, a method for protecting a switching element for driving a solenoid in a circuit configuration including a control circuit for stopping driving of the switching element for driving the solenoid based on an overcurrent detection signal of a detection circuit for detecting an overcurrent flowing through the solenoid; The present invention relates to a protection circuit.
[0002]
[Prior art]
For example, in a forklift of an industrial vehicle, a solenoid valve is used in a hydraulic circuit that drives a cargo handling device. A solenoid drive control circuit constituting the solenoid valve is configured as shown in FIG. This control circuit supplies power from the battery 42 to the solenoid 41 by switching control of the switching element 44 by the drive circuit 43. The detection circuit 45 is connected to a coupling point between the shunt resistor Rs and the solenoid 41. A switching signal from a control device (not shown) and an output signal of the detection circuit 45 are input to the drive circuit 43 via an AND gate 46. The detection circuit 45 detects the current flowing through the solenoid 41, and outputs an L level signal as an overcurrent detection signal when detecting that an overcurrent flows through the solenoid 41. Output a signal. Accordingly, an overcurrent flows through the solenoid 41, and the detection circuit 45 detects it, and the drive of the switching element 44 by the drive circuit 43 is stopped based on the overcurrent detection signal.
[0003]
The protection of the switching element 44 when the solenoid 41 is short-circuited covers the detection delay by the detection circuit 45 by connecting the coil 47 between the solenoid 41 and the switching element 44. That is, as shown in FIG. 7, when the solenoid 41 is short-circuited at time t ₀ , the current I flowing through the solenoid 41 rises rapidly as shown by the chain line in the absence of the coil 47 and the detection delay of the detection circuit 45 is delayed. During T (several hundred nanoseconds), the value rises to a value Ih or more that causes damage to the switching element 44. However, when the coil 47 is provided, as shown by the solid line in FIG. 7, the rise of the current becomes slow, and the detection circuit 45 detects the overcurrent at the detection time t1 before the value of the current I reaches Ih. Based on the overcurrent detection signal, the supply of power by the switching element 44 is stopped.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration in which the switching element 44 is protected by providing the coils 47, it is necessary to provide the coils 47 corresponding to the number of the solenoids 41. The coil 47 has a larger physique than a semiconductor element, and has poor mass productivity and high cost. Therefore, there is a problem that the size of the printed circuit board provided with the control circuit is increased and the manufacturing cost is increased.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its first object is to use an excessively large switching element for driving a solenoid when a solenoid is short-circuited without using a coil that is disadvantageous in terms of physique and cost. It is an object of the present invention to provide a method for protecting a switching element for driving a solenoid that can prevent a current from flowing. The second object is to provide a protection circuit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a plurality of solenoids respectively connected in series with a switching element for driving a solenoid, and an overcurrent flowing through the solenoid when the solenoid is short-circuited. detect and a detection circuit for outputting an overcurrent detection signal, based on the overcurrent detection signal of the detection circuit, driving of the driving circuit of the switching element for controlling the power supply from the power source of the solenoid drive to the solenoid In order to selectively supply power to any one of the solenoids between each solenoid and the detection circuit, the voltage drive elements are connected in series. with connecting connects the switch element to the gates of the voltage drive element, electric supply to the voltage driving element by a switch element Value, that the drain current with decreasing gate-source voltage of said voltage driving device which the switching element is connected at the time of short circuit of the solenoid is set to a value that falls below a predetermined value, the solenoid An increase in the value of current flowing through the voltage driving element during a short circuit is suppressed to a predetermined value or less.
[0007]
In the method of the present invention, a current is not delayed when a solenoid is short-circuited by providing a coil as in the conventional device, but the current flowing through the solenoid is suppressed, and a delay from the occurrence of a short-circuit to the detection of an overcurrent by the detection circuit is delayed. Even if there is, excessive current flows in the switching element during that time. That is, when the solenoid is short-circuited, an increase in the current value flowing through the voltage driving element connected between the solenoid and the detection circuit is suppressed, and the current value flowing through the switching element is switched until an overcurrent is detected by the detection circuit. It does not reach a size that adversely affects the device. Accordingly, even if there is a delay between the short-circuit of the solenoid and the detection of the overcurrent by the detection circuit, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the switching element.
[0008]
In order to achieve the second object, the invention according to claim 2 is a switching element that is connected in series with a solenoid and is driven by a drive circuit to control power supply from the power source for driving the solenoid to the solenoid. It is a protection circuit. The protection circuit includes a detection circuit that detects an overcurrent flowing through the solenoid using a shunt resistor and outputs an overcurrent detection signal. The protection circuit is connected in series between the control circuit for stopping the drive of the drive circuit based on the overcurrent detection signal of the detection circuit, and the solenoid and the detection circuit, and a predetermined bias voltage is applied. Voltage driving element.
[0009]
In the present invention, the switching element that controls the power supply to the solenoid is switching-controlled by the drive circuit. When the overcurrent detection signal is output from the detection circuit, the drive of the drive circuit is stopped by the control circuit, and the switching element is turned off. When the solenoid is short-circuited, due to the presence of a shunt resistor, when the voltage driving element is an N channel, the gate-source voltage is lowered and the drain-source voltage Vds is increased, so that the current flowing through the voltage driving element is suppressed. When the voltage driving element is a P-channel, the source / gate voltage is lowered, the source / drain voltage is increased, and the current flowing through the voltage driving element is suppressed. Accordingly, even if there is a delay between the short-circuit of the solenoid and the detection of the overcurrent by the detection circuit, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the switching element.
[0010]
According to a second aspect of the present invention , a plurality of solenoids are connected in series to the switching element, and voltage drive elements are connected in series to enable selective power supply to the solenoids. In addition, a switch element for supplying a predetermined voltage is connected to the gate of each voltage driving element. The predetermined voltage is set to a value at which the drain current decreases below a predetermined value as the voltage between the gate and the source of the voltage driving element connected to the switch element decreases when the solenoid is short-circuited.
[0011]
In the first and second aspects of the invention, the plurality of solenoids connected in series to the switching element are supplied with electric power by driving the switching element when the voltage driving element connected in series to each solenoid is in the ON state. . Each voltage driving element is held in an on state when a switch element for supplying a predetermined voltage to the gate is on. If any one of the switching elements is held in the ON state and the corresponding solenoid is short-circuited while power is supplied to the corresponding solenoid, the voltage between the gate and the source is low when the voltage driving element is N-channel. Thus, the drain-source voltage Vds rises, and the current flowing through the voltage driving element is suppressed. When the voltage driving element is a P-channel, the source / gate voltage is lowered, the source / drain voltage is increased, and the current flowing through the voltage driving element is suppressed. Accordingly, even if there is a delay between the short-circuit of the solenoid and the detection of the overcurrent by the detection circuit, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the switching element. Each voltage drive element also serves as a switching means for driving which solenoid among a plurality of solenoids.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in a solenoid drive control circuit of a solenoid valve of a hydraulic circuit for driving a cargo handling device of a forklift as an industrial vehicle will be described below with reference to FIGS.
[0013]
As shown in FIG. 1, in the control circuit 11, a switching element 13 and a solenoid 14 are connected in series to a battery 12 as a power source. A capacitor C is connected in parallel with the battery 12, and a power switch 15 is connected between the capacitor C and the positive terminal of the battery 12. In this embodiment, an N-channel MOSFET is used for the switching element 13, and its gate is connected to a drive circuit 16 that controls the switching element 13.
[0014]
The solenoid 14 is connected to the negative terminal of the battery 12 via the voltage drive element 17 and the shunt resistor Rs, and a detection circuit 18 that detects a current flowing through the solenoid 14 at a connection point N between the voltage drive element 17 and the shunt resistor Rs. Is connected. The detection circuit 18 detects an overcurrent flowing through the solenoid 14 and outputs an overcurrent detection signal. The detection circuit 18 is configured to output an H level signal when no overcurrent is detected, and to output an L level signal as an overcurrent detection signal when it is detected that an overcurrent has flowed. Specifically, a comparator is built in and an L level signal is output when the voltage at the coupling point becomes equal to or higher than a reference voltage.
[0015]
The drive circuit 16 is connected to an output terminal of an AND gate 19 as a control circuit. The output of the detection circuit 18 and a control signal from a hydraulic circuit control device (not shown) are input to the AND gate 19. . When the hydraulic circuit control device outputs a predetermined duty signal (pulse width modulation signal) to the AND gate 19 and the detection circuit 18 does not detect an overcurrent, a signal corresponding to the duty signal from the hydraulic circuit control device is output. Input to the drive circuit 16.
[0016]
An N-channel MOSFET is used for the voltage driving element 17, and its gate is connected to a power source via a resistor R 1, and a predetermined bias voltage Vc is applied. A diode D is connected in parallel to the resistor R1.
[0017]
A diode D1 is connected in parallel with the series circuit of the solenoid 14, the voltage driving element 17, and the shunt resistor Rs. The diode D1 has a cathode connected to a coupling point between the switching element 13 and the solenoid.
[0018]
The shunt resistor Rs, the voltage driving element 17, the detection circuit 18, and the AND gate 19 constitute a protection circuit that prevents an excessive current from flowing through the solenoid driving switching element 13 when the solenoid 14 is short-circuited.
[0019]
Next, the operation of the control circuit 11 configured as described above will be described.
When the power switch 15 is kept on, the solenoid 14 is normally operated, and the detection circuit 18 does not detect an overcurrent, an output signal of H level is output from the detection circuit 18 to the AND gate 19. . Accordingly, the AND gate 19 outputs a signal corresponding to the duty signal from the hydraulic circuit control device, and the drive circuit 16 performs switching control of the switching element 13 to supply desired power to the solenoid 14.
[0020]
In the N-channel MOSFET, as shown in FIG. 3A, the drain current Id flowing from the drain to the source increases as the drain-source voltage Vds rises until it becomes saturated. Further, the drain-source voltage Vds at which the gate-source voltage Vgs is larger becomes saturated as the gate-source voltage Vgs is larger. In the normal state, the voltage driving element 17 maintains the gate-source voltage Vgs, which is the difference between the bias voltage Vc applied to its gate and the source voltage, at a relatively high level, and the drain-source The inter-voltage Vds is kept small. In this state, the drain current Id and the drain-source voltage Vds have a relationship corresponding to the portion A in FIG.
[0021]
If the solenoid 14 is short-circuited for some reason, the current flowing through the solenoid 14 increases rapidly, and the voltage V _{R at} the coupling point N between the shunt resistor Rs and the source increases accordingly. Since the coil for relaxing the rise of the current is not provided, the current increases rapidly from the time t _{0 in} FIG. If the current continues to increase until the detection circuit 18 detects an overcurrent, the value reaches a value that causes damage to the switching element 13.
[0022]
However, since the gate-source voltage Vgs of the voltage drive element 17 is the difference between the bias voltage Vc and the voltage V _R, the voltage V _R When increasing the gate-source voltage Vgs becomes small, the drain-source voltage Vds Becomes larger. As a result, the drain current Id and the drain-source voltage Vds are in a state corresponding to the portion B in FIG. Then, the voltage driving element 17 is saturated by the time t1 when the detection circuit 18 detects the overcurrent, and the detection circuit 18 has a saturation current value smaller than a value that causes damage to the switching element 13 as shown in FIG. Detecting that an overcurrent flows through the solenoid 14. Then, an L level signal is output from the detection circuit 18 to the AND gate 19 as an overcurrent detection signal. When the overcurrent detection signal is output to the AND gate 19, the output is held at the L level, the output of the duty signal to the drive circuit 16 is stopped, the switching element 13 is turned off, and power is supplied to the solenoid 14. Is stopped.
[0023]
If a short solenoid 14 is eliminated, the voltage V _R is reduced to a normal value (return), the gate-source voltage Vgs rises to a normal value, the drain current Id and the drain-source voltage Vds Automatically returns to the relationship indicated by A in the graph of FIG.
[0024]
This embodiment has the following effects.
(1) A voltage driving element 17 is connected in series between the solenoid 14 and the detection circuit 18 to suppress an increase in the value of current flowing through the voltage driving element 17 when the solenoid 14 is short-circuited to a predetermined value or less. Therefore, even if there is a delay from the short circuit of the solenoid 14 to the time t1 when the detection circuit 18 detects the overcurrent, it is possible to prevent an excessive current flowing through the switching element 13, that is, a large current that adversely affects the switching element 13. Can do. That is, the switching element 13 for driving the solenoid can be protected without using a coil that is disadvantageous in terms of physique and cost.
[0025]
(2) An N-channel MOSFET is used as the voltage driving element 17, and the source is connected to the solenoid 14 side terminal of the shunt resistor Rs used by the detection circuit 18 for current detection, and a predetermined bias voltage is applied to the gate. Vc is applied. Therefore, when the solenoid 14 is short-circuited, due to the presence of the shunt resistor Rs, the gate-source voltage Vgs of the voltage driving element 17 is lowered, the drain-source voltage Vds is increased, and the current flowing through the voltage driving element 17 is suppressed. . As a result, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the switching element 13 even if there is a delay T from the short circuit of the solenoid 14 to the time t1 when the detection circuit 18 detects the overcurrent. In addition, since an N-channel MOSFET is used as the voltage driving element 17, the effect of suppressing the amount of current flowing through the switching element 13 at the time of a short circuit is stabilized as compared with the case where a P-channel MOSFET is used.
[0026]
(3) The detection circuit and the control circuit used in the conventional protection circuit are almost used, and the voltage driving element 17 can be used instead of the coil.
[0027]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. A point embodied in the control circuit 11 that drives a plurality of solenoids (two in this embodiment) that do not operate simultaneously in this embodiment, and a switching means that switches each solenoid to a state in which each solenoid can be selectively operated, It differs from the above embodiment in that it constitutes a part of the protection circuit. The same parts as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Examples of the two solenoids that do not operate simultaneously include a lift solenoid and a lift solenoid of a lift cylinder of a forklift.
[0028]
As shown in FIG. 4, two solenoids 20 and 21 are connected in series to the switching element 13, and each solenoid 20 and 21 can be selectively supplied with electric power to each solenoid 20 and 21. Thus, the voltage drive elements 22 and 23 are connected in series. N-channel MOSFETs are used for the voltage drive elements 22 and 23, and switch elements 24 and 25 for supplying a predetermined voltage are connected to the gates of the MOSFETs. The predetermined voltage is such that when the solenoids 20 and 21 are short-circuited, the drain current Id becomes a predetermined value or less as the gate-source voltage Vgs of the voltage driving elements 22 and 23 to which the switch elements 24 and 25 are connected decreases. It is set to a decreasing value.
[0029]
The switch elements 24 and 25 constitute switching means for supplying a predetermined voltage to the gate when driving the corresponding solenoids 20 and 21 by a signal from a hydraulic circuit control device (not shown). It will never be on. The switch elements 24 and 25 are configured to supply a voltage of about 15 V to the gate if the voltage drive elements 22 and 23 function only as switching means for switching the operation of the solenoids 20 and 21. Is done. However, in this embodiment, since the voltage drive elements 22 and 23 constitute a part of the protection circuit in addition to the switching means, the switch elements 24 and 25 are voltage drive elements 22 and 23 when the solenoids 20 and 21 are short-circuited. Is configured to supply a voltage of about 5 V to the gate so that the drain current Id is likely to drop below a predetermined value.
[0030]
An anode of a diode D for quickly pulling out the gate capacity of the MOSFET when an overcurrent flows is connected to a connection point between the gates of the voltage driving elements 22 and 23 and the switch elements 24 and 25.
[0031]
A series circuit of a diode D2 and a Zener diode ZD1 is connected in parallel with the solenoid 20, and a series circuit of a diode D3 and a Zener diode ZD2 is connected in parallel with the solenoid 21. In these series circuits, when the voltage driving element 22 or the voltage driving element 23 is turned off during the operation of the switching element 13, an overvoltage (surge voltage) due to the inductance L of the solenoids 20, 21 is applied to the voltage driving elements 22, 23. It plays a role of preventing application.
[0032]
In this embodiment, one switch elements 24 and 25 corresponding to the solenoids 20 and 21 to be driven are held in an ON state by a signal from the hydraulic circuit control device, and the switching element 13 is controlled in that state. When the solenoids 20 and 21 are short-circuited, the gate-source voltage Vgs of the voltage driving elements 22 and 23 decreases and the drain-source voltage Vds increases as in the above embodiment. When the voltage driving elements 22 and 23 are simply used as switching means, the voltage supplied to the gate is relatively high at about 15 V, so that even if the gate-source voltage Vgs is reduced by about 1 to 2 V, FIG. As is apparent from the graph shown in b), the increasing rate of the drain-source voltage Vds is small. However, since the voltage supplied to the gate is about 5V, even if the gate-source voltage Vgs decreases by about 1 to 2V, the increasing rate of the drain-source voltage Vds increases. As a result, the drain current Id becomes saturated with a small value, and an excessive current is prevented from flowing through the switching element 13 even if there is a delay T before the detection of the overcurrent by the detection circuit 18.
[0033]
This embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (3) of the above embodiment.
(4) In a configuration in which a plurality of solenoids 20, 21 are selectively connected to one switching element 13 and driven, the switching means for switching the connection state of the solenoids 20, 21 is a switching element when the solenoids 20, 21 are short-circuited. 13 constitutes a main part of a protection circuit for preventing an excessive current from flowing through the circuit 13. Therefore, the control circuit 11 for driving the plurality of solenoids 20 and 21 can be easily manufactured with fewer additional elements when forming the protection circuit.
[0034]
(5) A series circuit of diodes D2, D3 and zener diodes ZD1, ZD2 is connected in parallel to the solenoids 20, 21 connected in parallel between the switching element 13 and the negative terminal of the battery 12. . Therefore, when the voltage driving elements 22 and 23 are turned off during the operation of the switching element 13, it is possible to prevent a surge voltage due to the impedance L of the solenoids 20 and 21 from being applied to the voltage driving elements 22 and 23. .
[0035]
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
○ P-channel MOSFETs are used as voltage drive elements 17, 22, and 23 instead of N-channel MOSFETs. In this case, the solenoids 14, 20, and 21 are connected to the positive terminal side of the battery 12 from the switching element 13. The voltage driving elements 17, 22, and 23 are connected to the positive terminal side of the battery 12 through the solenoids 14, 20, and 21. For example, when a P-channel MOSFET is used as the voltage driving elements 22 and 23 in the second embodiment using two solenoids 20 and 21, as shown in FIG. 21 is connected to the negative terminal side of the battery 12. The voltage driving elements 22 and 23 are connected to the positive terminal side of the battery 12 from the solenoids 20 and 21. The detection circuit 18 is connected to the positive terminal side of the battery 12 from the voltage driving elements 22 and 23. In this configuration, for example, when V _R increases the current flowing through the shunt resistor Rs are shorted solenoid 20 is in a driven state of the solenoid 20 increases, the source-drain voltage source-gate voltage Vsg becomes lower Vsd Rises and the current Id flowing through the voltage driving element 22 is suppressed. Therefore, even if there is a delay between the short-circuit of the solenoid 20 and the detection of the overcurrent by the detection circuit 18, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the switching element 13.
[0036]
As the voltage driving elements 17, 22, and 23, IGBTs may be used instead of MOSFETs.
In a configuration in which a plurality of solenoids are selectively switched and used, switching means for selecting a solenoid to be driven and a voltage driving element that constitutes a protection circuit may be provided separately.
[0037]
Although a MOSFET is used as the switching element 13, it is not particularly limited as long as it has a switching function. For example, a bipolar transistor, SIT (electrostatic induction transistor), IGBT, or other switching element such as a thyristor is used. May be.
[0038]
In the above embodiment, the present invention is applied to the protection circuit for the switching element for driving the solenoid of the solenoid valve of the hydraulic circuit of the forklift. However, the present invention may be applied to driving another solenoid.
[0039]
In addition, the present invention is not limited to industrial vehicles, and may be applied to a protection circuit for a switching element for driving a solenoid in a general electric device.
The technical idea (invention) that can be grasped from the embodiment will be described below.
[0040]
(1) before SL voltage drive element is a MOSFET.
(2) pre-Symbol M OSFET are N-channel structure.
[0041]
(3) before SL solenoid is increased solenoid and lowering solenoid Forklift lift cylinder.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the invention described in the claims, without disadvantageous coil in terms of physique and cost, excessive current from flowing to the switching element of the solenoid driven when a short solenoid Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a protection circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph illustrating the operation of a detection circuit.
FIGS. 3A and 3B are graphs showing the relationship between Vgs, Vds, and Id of voltage driving elements;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a protection circuit according to a second embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a protection circuit according to another embodiment;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional protection circuit.
FIG. 7 is a graph showing a change over time of a current flowing through a switching element.
[Explanation of symbols]
Id: drain current, Rs: shunt resistor constituting protection circuit, Vc: bias voltage, Vgs: gate-source voltage, 11: control circuit, 12: battery as power source, 13: switching element, 14, 20, 21 ... Solenoid, 16 ... Drive circuit, 17, 22, 23 ... Voltage drive element constituting protection circuit, 18 ... Same detection circuit, 19 ... And gate as control circuit, 24,25 ... Switch element.

Claims

Comprising a plurality of solenoids which are connected in series to the switching elements for solenoid drive, and a detection circuit for outputting an overcurrent detection signal by detecting an overcurrent flowing through the solenoid when the solenoid is short-circuited, the detected A method for protecting a switching element for driving a solenoid that stops driving of a driving circuit for a switching element that controls power supply from a power source for driving the solenoid to the solenoid based on an overcurrent detection signal of the circuit,
Between each solenoid and the detecting circuit, a voltage drive element in order to allow selectively the power supply one of the solenoids as well as connected in series, connects the switch element to the gates of the voltage drive element The value of the voltage supplied to each voltage drive element by driving the switch element is determined such that when the solenoid is short-circuited, the drain current is predetermined as the voltage between the gate and source of the voltage drive element connected to the switch element decreases. A method for protecting a switching element for driving a solenoid that suppresses an increase in a current value flowing through the voltage driving element to a predetermined value or less when the solenoid is short-circuited by setting the value to be lower than a value .

A protection circuit for a switching element that is connected in series with a solenoid and that is driven by a drive circuit to control power supply to the solenoid from a power source for driving the solenoid,
A detection circuit for detecting an overcurrent flowing through the solenoid using a shunt resistor and outputting an overcurrent detection signal;
A control circuit for stopping driving of the drive circuit based on an overcurrent detection signal of the detection circuit;
A voltage driving element connected in series between the solenoid and the detection circuit, to which a predetermined bias voltage is applied ;
A plurality of solenoids are connected in series to the switching element, and voltage drive elements are connected in series to selectively supply power to any one of the solenoids, and the gates of the voltage drive elements Is connected to a switching element for supplying a predetermined voltage, and the predetermined voltage is drained as the voltage between the gate and the source of the voltage driving element connected to the switching element decreases when the solenoid is short-circuited. A protection circuit for a switching element for driving a solenoid, wherein the current is set to a value that drops below a predetermined value .