コイル駆動回路は、図 3-17 に示すように、スマート・ハイサイド・スイッチ TPS4H160-Q1 および ULN2803 で 1 つのチャネルを使用して、単方向駆動を実装します。この回路のテストでは、エコノマイザ付き高電圧リレーを負荷として使用しています。EVC500 を 表 3-19 に示します。

図 3-17 に、電流ピックアップ時のオシロスコープの信号プロットを示します。チャネル 1 はリレー・コイルの電圧を示しています。チャネル 2 はシャント (1.35Ω) 電圧を示しています。これは、ハイサイド・スイッチを経由してリレー・コイルとエコノマイザに流れるシャント電流に対応するものです。まず、エコノマイザが 100% のデューティ・サイクルで動作しているときに、電流がピークに達します。そのため、逆起電力の電圧はわずかです。リレー接点が閉じた後、エコノマイザは公称デューティ・サイクルで動作します。電流ピックアップ・プロセスでは、シャント電圧信号は約 2.034V のピークに達します。シャント電圧信号のスケール係数はシャント電流に対して約 1.35V/A であるため、この信号はピーク電流が約 1.507A であることを示しています。

図 3-17 に、電流信号のオシロスコープ・プロットを示します。チャネル 1 は TPS4H160B の電流センシング (CS) 信号を示しています。この信号は、ハイサイド・スイッチを通過してリレー・コイルとエコノマイザに流れる電流に対応します。チャネル 2 にシャント電圧を示します。CS 信号は、シャント電圧信号に対して正確に追従しています。 TPS4H160 において、IN の立ち下がりおよび立ち上がりエッジから CS 信号までの設定時間は最大 150 μs であり、そのため CS 信号は実際のシャント電流の PWM 部分には追従できません。

リレーにおける電流高速減衰フェーズ時の信号をオシロスコープでプロットしたものを、図 3-17 に示します。チャネル 1 はリレー・コイルの電圧、チャネル 2 はシャント電圧を示しています。チャネル 1 の電圧が低下し、コイル電流が減少し始めます。コイルのインダクタンスにより、コイル電流はすぐにゼロに低下するわけではありませんが、コイルに蓄積されたエネルギーが消散されるにつれて減衰します。高速減衰プロセスの持続時間は 3.14ms です。

TPS4H160-Q1 の絶対最大定格 40mJ という値は、誘導性負荷のスイッチオフ・エネルギー消散、シングル・パルス、シングル・チャネルに対して規定されたものであり、リレー・コイルをオフにするたびに消散する必要のあるエネルギーは、規定された値よりも大幅に小さくなります。このアプリケーションでは、テストに使用したモデルよりもコイルが著しく大きくない場合には、リレー・コイルと並列に保護ダイオードを接続する必要なしに、TPS4H160-Q1 を使用できます。