KR0130168Y1 - 톱니파 발생회로 - Google Patents

Abstract

본 고안의 톱니파 발생회로는, 오피앰프와, 상기 오피앰프의 출력단과 비반전입력단 사이에 연결된 저항과 일측이 상기 오피앰프의 비반전 입력단에 연결되고 타측은 저항을 통해 접지측과 연결된 저항으로 이루어진 슈미트 회로부와, 일측이 상기 슈미트 회로부 오피앰프의 반전입력단에 연결되고 타측은 접지된 캐패시터와, 상기 캐패시터를 충전시키기 위한 정전류원부와, 상기 캐패시터의 일측 및 슈미트 회로부의 오피앰프 출력단과 연결되어 상기 캐패시터를 방전시키기 위한 피드백부를 포함하여 구성되며, 상기 정전류원부에서 일정전류를 흘려 캐패시터를 충전시켜 톱니파의 기울기를 일정하게 함으로써 선형적으로 모터의 속도를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

톱니파 발생회로

제1도는 일반적인 펄스폭 변조방식 모터속도 제어시스템의 블럭구성도.

제2도는 종래의 기술에 의한 톱니파 발생회로도.

제3도는 제2도의 각부 신호 파형도.

제4도는 본 고안에 의한 톱니파 발생회로도.

제5도는 제4도의 각부 신호 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 슈미트 회로부 2 : 정전류원부

3 : 피드백부 4 : 톱니파 발생부

5 : 비교기 6 : 모터 구동부

본 고안은 톱니파 발생회로에 관한 것으로, 특히 펄스폭 변조(PWM)에 의하여 모터의 가속 및 감속 제어시 선형톱니파를 발생하여 모터의 속도제어 특성을 향상시키기 위한 톱니파 발생회로에 관한 것이다.

일반적으로 모터의 속도를 펄스폭 변조에 의해 제어하려면, 제1도에 도시한 바와 같은 톱니파 발생부(4)와, 비교기(5)로 구성된 펄스폭 변조 회로를 사용하여야 선형적인 속도제어가 가능하며, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 상기 톱니파 발생부(4)에서 발생된 톱니파를 상기 비교기(5)가 기준전압(Verf)과 비교하여 구형파를 발생시키고, 이 구형파를 모터 구동부(6)를 거쳐 모터로 입력시킴으로써 모터의 속도를 제어하도록 하였다.

그리고 상기 톱니파 발생부는 종래의 경우, 제2도에 도시한 바와 같이 오피엠프(OP)와 이 오피앰프의 출력단과 비반전단자(+) 사이에 연결된 저항(R2)와, 상기 오피엠프의 비반전자단자(+)에 일단이 연결되고 타단은 접지된 저항(R1)으로 구성된 슈미트 회로부(1)와, 상기 오피앰프의 출력단가 오피앰프의 비반전단자(+) 사이에 연결된 저항(R3)과, 일단은 상기 오피앰프의 반전단자(-)에 연결되고 타단은 접지된 캐패시터(C1)로 구성되며 제3도를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 슈미트 회로부(1)에 전원인가시 오피앰프의 출력(a)이 +V이면, 상기 오피앰프의 비반전입력단자의 전압은 저항 R1과 R2에 의해 오피앰프의 출력전압(+V)가 분압된 값이 되고, 따라서 Vb Vc이므로 저항(R3)를 통해 캐패시터(C1)에 충전된다.

그리고 그 후 상기 캐패시터(C1)의 충전전압(Vc)이 점차로 상승하여 Vc=Vb가 되는 순간 지금까지 일정하게 유지된 오피앰프의 출력(Va)이 음의 값으로 반전되면 오피앰프의 비반전단자입력(Vb)도 반전되며 따라서 캐패시터의 충전전압(Vc)이 부(-) 방향으로 충전이 시작되면서 최초의 상태로 돌아오게 되는데, 이러한 동작은 캐패시터(C1)과 저항(R3)에 의한 시정수로 결정되는 주기로 반복되면서 캐패시터(C1)의 한쪽단자에 톱니파가 발생되게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 톱니파 발생회로는, 제3도의 (b)도에 도시한 바와 같이 톱니파가 일정한 기울기를 가지지 않는 곡선 형태이기 때문에 비교기에 입력되어 기준전압과 비교되는 경우 일정한 비례관계를 가지지 못하며, 이에따라 기준전압을 모터의 속도명령으로 입력시킬 경우 속도명령에 따라 얻어져야할 선형적인 속도응답특성을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 선형적인 톱니파를 발생시킴으로써 모터의 속도제어도 선형적으로 할 수 있는 톱니파 발생회로를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 톱니파 발생회로는, 오피앰프와, 상기 오피앰프의 출력단과 비반전입력단 사이에 연결된 저항과 일측이 상기 오피앰프의 비반전입력단에 연결되고 타측은 저항을 통해 접지측과 연결된 저항으로 이루어진 슈미트 회로부와, 일측이 상기 슈미트회로부 오피엠프의 반전입력단에 연결되고 타측은 접지된 캐패시터와, 상기 캐패시터를 충전시키기 위한 정전류원부와, 상기 캐패시터의 일측 및 슈미트 회로부의 오피앰프 출력단과 연결되어 상기 캐패시터를 방전시키기 위한 피드백부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

본 고안의 톱니파 발생회로는 제4도에 도시한 바와 같이, 오피앰프(OP)와, 상기 오피앰프의 출력단과 비반전입력단(+) 사이에 연결된 저항(R2)과, 상기 오피앰프의 비반전입력단과 접지전압 사이에 연결된 저항(R1)으로 이루어진 슈미트 회로부(1)와, 일측이 상기 슈미트 회로부(1) 오피앰프의 반전입력단에 연결되고 타측은 접지된 캐패시터(C1)와, 상기 캐패시터를(C1) 충전시키기 위한 정전류원부(2)와, 상기 캐패시터의 일측 및 슈미트 회로부(1)의 오피앰프 출력단 사이에 다아오드(D1)와 저항(R3)이 순차적으로 직렬연결되어 상기 캐피시터(C1)를 방전시키기 위한 피드백부(3)를 포함하여 구성되고, 상기 정전류원부(2)는 콜렉터가 저항(R4)을 거쳐 전원전압(Vcc)에 연결되고 베이스가 전원전압(Vcc)에 연결된 저항(R5) 및 일단이 접지된 저항(R6)에 연결되며 에미터가 상기 캐피시터의 일단에 연결된 트랜지스터(Q1)로 구성되며, 상기 피드백부(3)는 캐패시터(C1)의 비접지단자의 신호가 다이오드(D1)와 저항(R3)을 거쳐서 오피앰프 출력단에 인가되도록 구성된다.

그리고 제5도를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 고안의 톱니파 발생부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 슈미트 회로부(1)에 전원을 인가하면 초기에 캐패시터(C1)의 충전전압이 없는 경우에는 f점의 전압(Vf)가 0이며, e점 전압(Ve=R4/(R4+R5))은 오피앰프 출력단(d)의 전압(Vd)이 저항 R1과 R2에 의해 분압된 전압이된다.

이때 상기 전압(Vd)이 전압(Vf)보다 크지만 피드백부(3)의 다이오드가 역바이어스되어 차단상태에 있으므로 캐패시터(C1)를 충전시키지 못하므로 상기 캐패시터가 정전　류원부(2)에 의해서만 충전된다.

또한 상기 정전류원부(2)에서는 일정전류(I)를 흘려 캐패시터(C1)를 충전시키기 때문에 제5도의 (b)도와 같은 파형의 톱니파가 되며, 기울기가 일정한 직선형태를 나타낸다.

반면 상기 전압(Vf)이 전압(Ve) 보다 커지면 상기 다이오드가 순방향바이어스 상태가 되어 도통되며 그 결과로 상기 캐패시터는 다이오드 및 저항(R3)을 거쳐 방전되어 저항(R3)의 값을 줄이므로써 캐패시터(C1)의 방전시 기울기를 급하게 할 수 있으며, 이러한 동작을 반복하여 직선적 기울기를 가지는 톱니파가 발생된다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 상기 정전류원부에서 일정전류를 흘려 캐패시터를 충전시켜 톱니파의 기울기를 일정하게 함으로써 선형적으로 모터의 속도를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 오피앰프와, 상기 오피앰프의 출력단과 비반전입력단 사이에 연결된 저항과 일측이 상기 오피앰프의 비반전입력단에 연결되고 타측은 저항을 통해 접지측과 연결된 저항으로 이루어진 슈미트 회로부와, 일측이 상기 슈미트 회로부 오피앰프의 반전입력단에 연결되고 타측은 접지된 캐패시터와, 상기 캐패시터를 충전시키기 위한 정전류원부와, 상기 캐패시터의 일측 및 슈미트 회로부의 오피앰프 출력단과 연결되어 상기 캐패시터를 방전시키기 위한 피드백부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 톱니파 발생회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 정전류원부는 콜렉터가 저항을 거쳐 전원전압에 연결되고, 베이스가 전원전압과 연결된 저항 및 일측이 접지된 저항에 연결되며, 에미터가 캐패시터의 일단에 연결된 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 톱니파 발생회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 피드백부는 상기 캐패시터의 비접지단자의 신호가 다이오드와 저항을 거쳐 오피앰프의 출력단에 인가되도록 구성된 것을 특징으로 하는 톱니파 발생회로.