KR0184564B1 - Motor protection circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터 보호 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합기기에 사용되는 각종 모터가 동작중 과전류가 인가되면 이를 자동으로 감지하여 모터에 인가되는 과전류를 차단함으로써 모터와 모터 구동 회로 및 전원 회로를 보호하는 모터 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a motor protection circuit, and more particularly, when an overcurrent is applied during operation of various motors used in a composite device, the motor and the motor driving circuit and the power supply circuit are automatically blocked by blocking the overcurrent applied to the motor. It relates to a motor protection circuit to protect.
이를 위한 본 발명은 모터 구동용 제어 신호를 발생하는 중앙 처리부와, 상기 중앙 처리부에서 발생되는 제어 신호를 입력받아 모터가 구동되는 모터 구동부와, 상기 모터 구동부에 과전류 발생시 이를 감지하여 상기 중앙 처리부에서 발생되는 모터 구동용 제어 신호를 차단하는 과전류 감지수단으로 구성되어 모터에 과전류가 인가되면 이를 자동으로 감지하여 모터에 흐르는 과전류를 차단함으로써 복합기기의 모터, 모터 구동부, 전원부 및 기구물 등을 보호할 수 있다.The present invention for this purpose is a central processing unit for generating a control signal for driving the motor, a motor driving unit for driving the motor by receiving the control signal generated from the central processing unit, and when the overcurrent occurs in the motor driving unit is generated in the central processing unit It is composed of an overcurrent sensing means for blocking the control signal for driving the motor, and when the overcurrent is applied to the motor, it automatically senses it and cuts off the overcurrent flowing in the motor, thereby protecting the motor, motor driving part, power supply part, and equipment of the composite device. .
Description
본 발명은 모터 보호 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합기기에 사용되는 각종 모터가 동작중 과전류가 인가되면 이를 자동으로 감지하여 모터에 인가되는 과전류를 차단함으로써 모터와 모터 구동 회로 및 전원 회로를 보호하는 모터 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a motor protection circuit, and more particularly, when an overcurrent is applied during operation of various motors used in a composite device, the motor and the motor driving circuit and the power supply circuit are automatically blocked by blocking the overcurrent applied to the motor. It relates to a motor protection circuit to protect.
도 1은 종래 기술에 따른 복합기기의 모터 구동 회로를 나타낸 회로도로서, 모터 구동용 제어 신호를 발생하는 중앙 처리부(1)와, 상기 중앙 처리부(1)에서 발생되는 모터 구동용 제어 신호를 입력받아 모터(10)가 구동되는 모터 구동부(2)로 구성되어 있으며 모터(10)를 구동하기 위하여 상기 중앙 처리부(1)가 출력 포트(미도시)로 하이 레벨의 전위를 출력하면 상기 하이 레벨의 전위를 직렬 연결된 저항 R1을 거쳐 베이스 단자로 입력받은 트랜지스터 Q1이 턴온됨으로써 상기 모터(10)는 구동되게 된다.FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a motor driving circuit of a composite apparatus according to the prior art, and receives a central processing unit 1 for generating a motor driving control signal and a motor driving control signal generated by the central processing unit 1. The motor 10 is composed of a motor driving unit 2 is driven, and when the central processing unit 1 outputs a high level potential to an output port (not shown) to drive the motor 10, the potential of the high level The motor 10 is driven by turning on the transistor Q1 input to the base terminal via a resistor R1 connected in series.
그러나 이와같은 종래의 모터 구동 회로는 모터에 접속된 기구적 구동부에 발생되는 용지 걸림이나 기구적 결함 등에 의하여 모터에 구동 전압이 인가됨에도 불구하고 모터가 회전되지 못하거나 천천히 회전하게 되면 모터에 연속적으로 과전류가 흐르게 되어 모터 및 모터 구동 회로 또는 전원부에 손상을 발생시키는 문제점이 있었다.However, such a conventional motor driving circuit is continuously connected to the motor if the motor cannot be rotated or slowly rotates even though the driving voltage is applied to the motor due to a paper jam or a mechanical defect generated in the mechanical driving unit connected to the motor. There is a problem that the overcurrent flows to cause damage to the motor and the motor driving circuit or the power supply.
따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 모터에 접속된 기구적 구동부에 용지 걸림 등에 따른 과부하가 걸려 모터에 과전류가 연속적으로 인가되면 상기 과전류를 자동으로 감지하여 중앙 처리부에서 출력되는 모터 구동용 제어 전압을 오프시킴으로써 모터, 모터 구동 회로, 전원부 및 모터에 접속된 기구적 장치의 손상을 방지하는 모터 보호 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an overload caused by a paper jam in the mechanical drive connected to the motor in consideration of such a conventional problem, and when the overcurrent is continuously applied to the motor, the overcurrent is automatically detected and output from the central processing unit. The motor protection circuit which prevents damage to a motor, a motor drive circuit, a power supply part, and the mechanical apparatus connected to a motor by turning off the motor drive control voltage is provided.
도 1은 종래 기술에 따른 복합기기의 모터 구동 회로를 도시한 회로도,1 is a circuit diagram showing a motor driving circuit of a composite apparatus according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 과전류 발생시 동작되는 모터 보호 회로 및 모터 구동 회로를 도시한 회로도,2 is a circuit diagram showing a motor protection circuit and a motor driving circuit operated when an overcurrent occurs according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 과전류 발생시 동작되는 모터 보호 회로 및 모터 구동 회로의 각 노드의 전압 파형도이다.3 is a voltage waveform diagram of each node of the motor protection circuit and the motor driving circuit operated when an overcurrent occurs according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:중앙 처리부 2:모터 구동부1: central processing unit 2: motor drive unit
3:과전류 감지 수단 4:과전류 검출부3: overcurrent detection means 4: overcurrent detector
5:모터 구동용 제어신호 차단부 10:모터5: Control signal blocking part for motor drive 10: Motor
11:플립 플럽 Q1, Q2, Q3:트랜지스터11: Flip flop Q1, Q2, Q3: Transistor
R1, R2, R3, R4, R5, R6:저항 C1, C2:캐패시터R1, R2, R3, R4, R5, R6: Resistor C1, C2: Capacitor
D1:다이오드 VH:모터 구동 전압D1: Diode VH: Motor drive voltage
VCC:전원 전압VCC: power supply voltage
이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 모터 보호 회로는 모터 구동용 제어 신호를 발생하는 중앙 처리부와, 상기 중앙 처리부에서 발생되는 제어 신호를 입력받아 모터가 구동되는 모터 구동부와, 상기 모터 구동부에 과전류 발생시 이를 감지하여 상기 중앙 처리부에서 발생되는 모터 구동용 제어 신호를 차단하는 과전류 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The motor protection circuit for achieving the object of the present invention includes a central processing unit for generating a control signal for driving the motor, a motor driving unit for driving the motor by receiving the control signal generated from the central processing unit, and the overcurrent to the motor driving It is characterized in that it comprises an over-current detection means for detecting the occurrence of the interruption of the motor driving control signal generated by the central processing unit.
이하 본 발명에 따른 모터 보호 회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the motor protection circuit according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 과전류 발생시 동작되는 모터 보호 회로 및 모터 구동 회로를 도시한 회로도로서, 모터 구동용 제어 신호를 발생하는 중앙 처리부(1)와, 상기 중앙 처리부(1)에서 발생되는 제어 신호를 입력받아 모터가 구동되는 모터 구동부(2)와, 상기 모터 구동부(2)에 과전류 발생시 이를 감지하여 상기 중앙 처리부(1)에서 발생되는 모터 구동용 제어 신호를 차단하는 과전류 감지수단(3)으로 구성한다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a motor protection circuit and a motor driving circuit operated when an overcurrent occurs in accordance with the present invention, wherein a central processing unit 1 generating a motor driving control signal and a control signal generated from the central processing unit 1 And an overcurrent sensing means (3) for detecting a motor driving control signal generated by the central processing unit (1) by detecting the occurrence of overcurrent in the motor driving unit (2) and the motor driving unit (2) in which the motor is driven. Configure.
여기서, 상기 모터 구동부(2)는 일측에 모터 구동 전압(VH)을 인가받고 타측이 후술되는 모터 구동용 트랜지스터 Q1의 컬렉트 단자에 접속되는 모터(10)와, 상기 모터(10)의 양단자에 역방향으로 접속되는 다이오드 D1과, 컬렉트 단자가 상기 모터(10)의 일측에 접속되고 베이스 단자가 직렬 연결된 저항 R1을 거쳐 상기 중앙 처리부(1)의 출력 포트(미도시)에 접속되고 에미터 단자가 직렬 연결된 저항 R2를 거쳐 접지되는 트랜지스터 Q1으로 구성한다.Here, the motor driving unit 2 is applied to the motor driving voltage (V H ) on one side and the other side of the motor 10 and the motor 10 is connected to the collect terminal of the motor driving transistor Q1 which will be described later A diode D1 connected to the terminal in a reverse direction, a collector terminal connected to one side of the motor 10, and a base terminal connected to an output port (not shown) of the central processing unit 1 via a resistor R1 connected in series. The transistor terminal is composed of a transistor Q1 grounded via a resistor R2 connected in series.
여기서, 상기 과전류 감지수단(3)은 상기 모터 구동부(2)의 저항 R2에 걸리는 전압 레벨을 체크하여 과전류 여부를 판단하고 소정 레벨의 제어 신호를 출력하는 과전류 검출부(4)와, 상기 과전류 검출부(4)에서 발생되는 제어 신호를 입력받아 상기 중앙 처리부(1)에서 발생되는 모터 구동용 제어 신호를 차단하는 모터 구동용 제어 신호 차단부(5)로 구성한다.Here, the overcurrent detecting means 3 checks the voltage level applied to the resistor R2 of the motor driving unit 2 to determine whether there is an overcurrent and outputs a control signal of a predetermined level, and the overcurrent detecting unit ( It receives the control signal generated in 4) is composed of a motor drive control signal blocking unit 5 for blocking the motor drive control signal generated in the central processing unit (1).
여기서, 상기 과전류 검출부(4)는 일측이 직렬 연결된 저항 R3를 거쳐 트랜지스터 Q1의 에미터 단자에 접속되고 타측이 접지되는 캐패시터 C1과, 베이스 단자가 상기 캐패시터 C1 및 저항 R4의 일측에 공통 접속되어 저항 R3를 거쳐 상기 트랜지스터 Q1의 에미터 단자에 접속되고 컬렉터 단자가 직렬 연결된 저항 R5를 거쳐 전원 전압(VCC)에 접속되며 에미터 단자는 접지되는 트랜지스터 Q2로 구성한다.Here, the overcurrent detector 4 has a capacitor C1 connected at one side to the emitter terminal of the transistor Q1 via a resistor R3 connected in series, and the other side is grounded, and a base terminal is commonly connected to one side of the capacitor C1 and the resistor R4. The transistor is connected to the emitter terminal of the transistor Q1 via R3, and the collector terminal is connected to the power supply voltage V CC via a resistor R5 connected in series, and the emitter terminal is configured as a transistor Q2 grounded.
여기서, 상기 모터 구동용 제어 신호 차단부(5)는 입력 단자(D)가 직렬 연결된 저항 R6와 캐패시터 C2의 공통 접속점에 접속되고 클럭 단자(Clk)가 상기 트랜지스터 Q2의 컬렉트 단자에 접속되는 플립 플럽(11)과, 베이스 단자가 상기 플립 플럽(11)의 비반전 출력 단자(Q)에 접속되고 컬렉트 단자가 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 단자에 접속되며 에미터 단자가 접지되는 트랜지스터 Q3로 구성한다.Here, the motor driving control signal blocking unit 5 is a flip in which an input terminal D is connected to a common connection point of a resistor R6 and a capacitor C2 connected in series, and a clock terminal Clk is connected to a collector terminal of the transistor Q2. A flop 11 and a transistor Q3 having a base terminal connected to a non-inverting output terminal Q of the flip flop 11, a collector terminal connected to a base terminal of the transistor Q1, and an emitter terminal grounded. .
이와같이 구성된 본 발명에 따른 모터 보호 회로의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the motor protection circuit according to the present invention configured as described above in detail as follows.
먼저, 모터(10)의 구동에 의하여 작업이 제어되는 각종 복합기기에서 모터(10)를 구동시키기 위하여 중앙 처리부(1)의 출력 포트(미도시)인 A 노드로 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 하이 레벨의 신호를 출력하면 상기 트랜지스터 Q1은 턴온되어 모터(10)는 회전하게 된다.First, in order to drive the motor 10 in various composite apparatuses whose operation is controlled by the driving of the motor 10, as shown in FIG. 3 as an A node which is an output port (not shown) of the central processing unit 1. When the high level signal is output, the transistor Q1 is turned on so that the motor 10 rotates.
이때, 기구적 구성물의 불완전 또는 용지 걸림 등의 기구적인 문제가 발생되면 모터(10)에 과부하가 걸리게 되어 모터(10)는 회전이 정지되거나 천천히 회전되면서 도면 도 3의 B에 도시된 바와 같이, 저항 R2의 양단 전압은 흐르는 전류의 증가로 인하여 상승하게 되고 그 상승된 전압은 저항 R3를 거쳐 캐패시터 C1에 도면 도 3 의 C에 도시된 바와 같이, 서서히 포화 전압에 도달할 때까지 충전된다.At this time, when a mechanical problem such as an incomplete mechanical mechanism or a paper jam occurs, the motor 10 is overloaded so that the motor 10 is stopped or slowly rotated, as shown in FIG. The voltage across the resistor R2 rises due to an increase in the current flowing through the resistor R3, which is charged to the capacitor C1 slowly until the saturation voltage is reached, as shown in FIG.
즉, 저항 R2는 모터에 과전류가 인가되면 전압이 상승되므로 과전류 감지 센서로 작용한다.That is, the resistor R2 acts as an overcurrent sensor because the voltage rises when overcurrent is applied to the motor.
상기 캐패시터 C1의 충전 전압이 일정 전압이상이 되면 트랜지스터 Q2는 연속적인 과전류가 모터(10)에 인가되었다고 판단하여 턴온됨으로써 상기 트랜지스터 Q2의 컬렉트단자의 전압 레벨은 도면 도 3의 D에 도시된 바와 같이, 하이 레벨에서 로우 레벨로 변환된다.When the charging voltage of the capacitor C1 is greater than or equal to a predetermined voltage, the transistor Q2 determines that a continuous overcurrent is applied to the motor 10, and thus is turned on, so that the voltage level of the collector terminal of the transistor Q2 is shown in FIG. 3D. Likewise, it transitions from high level to low level.
따라서, 상기 로우 레벨의 전압을 인가받은 플립 플럽(11)은 비반전 출력 단자(Q)로 도면 도 3의 E에 도시된 바와 같이, 하이 레벨의 전압을 출력한다.Accordingly, the flip flop 11 receiving the low level voltage outputs a high level voltage to the non-inverting output terminal Q, as shown in FIG. 3E.
그러므로 트랜지스터 Q3는 턴온되어 도면 도 3의 F에 도시된 바와같이, 컬랙트 단자의 전위는 하이 레벨에서 로우 레벨로 변환되고 트랜지스터 Q1은 턴오프되어 모터(10)의 회전은 정지된다.Therefore, transistor Q3 is turned on and the potential of the collector terminal is switched from high level to low level as shown in F of FIG. 3, and transistor Q1 is turned off to stop the rotation of motor 10.
즉, 모터(10)에 인가되는 과전류가 오프되기 때문에 기기가 보호되며 사용자는 용지 걸림 등의 상태를 제거시킨 후 다시 동작시킬 수가 있는 것이다.That is, since the overcurrent applied to the motor 10 is turned off, the device is protected and the user can operate again after removing a state such as a paper jam.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 모터의 구동에 의하여 제어되는 각종 기기에 기구적인 이상 혹은 전기적인 이상이 발생되어 모터에 과부하가 인가되면 이를 자동으로 감지하여 과전류의 흐름을 차단함으로써 모터, 모터 구동부, 전원부 및 모터에 의하여 구동되는 기구물 등의 파손을 방지한다.As described in detail above, according to the present invention, when mechanical abnormality or electrical abnormality is generated in various devices controlled by driving of the motor and an overload is applied to the motor, the motor is automatically detected by blocking the flow of overcurrent. Prevents damage to the motor drive unit, the power supply unit, and the mechanism driven by the motor.
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