KR100188028B1 - 에이치 브리지형 구동회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에이치 브리지 구동회로에 관한 것으로서, 특히 4개의 전력 트랜지스터들; 제 1 입력단자와 제 2 입력단자의 사이에 인가되는 전압신호의 차를 차동입력하는 트랜지스터쌍; 상기 트랜지스터쌍의 어느 한 트랜지스터의 콜렉터전류에 비례하는 한 쌍의 제어전류와 피드백전류를 발생하는 한 쌍의 구동수단들; 전원전압과 상기 제 1 노드 사이에 연결된 제 1 외부저항; 상기 전원전압과 제 2 노드 사이에 연결된 제 2 외부저항; 상기 제 1 및 제 2 외부저항들의 비에 의해 설정되는 제 3 제어전류를 상기 제 1 또는 제 2 피드백전류에 의해 가감하여 상기 차동입력 트랜지스터쌍의 게인을 제어함으로써 출력 트랜지스터의 베이스 전류를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 에이치 브리지형 구동회로에 관한 것으로서, 특히 부하조건에 관계없이 일정한 베타특성을 유지되도록 제어 가능한 에이치 브리지형 구동회로에 관한 것이다.
도 1에 도시된 종래의 에이치 브리지형 구동회로는 모터와 같은 부하(10)의 일측단자와 전원전압의 사이에 연결된 제 1 전력 트랜지스터(Q1), 부하(10)의 일측단자와 접지전압의 사이에 연결된 제 2 전력 트랜지스터(Q2), 부하(10)의 타측단자와 전원전압의 사이에 연결된 제 3 전력 트랜지스터(Q3), 부하(10)의 타측단자와 접지전압의 사이에 연결된 제 4 전력 트랜지스터(Q4), 상기 제 1 및 제 2 전력 트랜지스터(Q1, Q2)를 스위칭 구동시키는 제 1 구동수단(20), 상기 제 3 및 제 4 전력 트랜지스터(Q3, Q4)를 스위칭 구동시키는 제 2 구동수단(30)을 포함한다. 따라서, 모터(10)의 정회전시에는 제 1 및 제 4 전력 트랜지스터(Q1, Q4)가 턴온되어 모터(10)에 출력전류가 인가되며, 모터(10)의 역회전시에는 제 3 및 제 2 전력 트랜지스터(Q3, Q2)가 턴온되어 모터(10)에 출력전류가 인가되게 된다. 이와같은 종래의 회로는 전력 트랜지스터들의 베이스전류가 제 1 및 제 2 구동수단(20, 30)으로부터 제공되는 바, 이러한 베이스전류가 고정되어 있기 때문에 부하조건에 따라 출력전류가 제한을 받게 되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 외부 저항의 저항값 설정에 의하여 출력 트랜지스터의 베이스전류를 조절하는 것이 가능함으로써 부하조건에 관게없이 항상 일정한 베타값을 유지할 수 있는 에이치 브리지형 구동회로를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회로는 제 1 노드와 제 1 출력단자 사이에 연결된 제 1 전력 트랜지스터; 제 1 노드와 제 2 출력단자 사이에 연결된 제 2 전력 트랜지스터; 상기 제 1 출력단자와 접지 사이에 연결된 제 3 전력 트랜지스터; 상기 제 2 출력단자 접지 사이에 연결된 제 4 전력 트랜지스터; 제 1 입력단자와 제 2 입력단자의 사이에 인가되는 전압신호의 차를 차동입력하는 에미터 결합 차동입력 트랜지스터쌍; 상기 트랜지스터쌍의 어느 한 트랜지스터의 콜렉터전류에 비례하는 제 1 및 제 2 제어전류와 제 1 피드백전류를 발생하고 상기 제 1 제어전류는 상기 제 2 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되고, 제 2 제어전류는 상기 제 3 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되는 제 1 구동수단; 상기 트랜지스터쌍의 다른 한 트랜지스터의 콜렉터전류에 비례하는 제 3 및 제 4 제어전류와 제 2 피드백전류를 발생하고 상기 제 3 제어전류는 상기 제 1 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되고, 제 4 제어전류는 상기 제 4 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되는 제 2 구동수단; 전원전압과 상기 제 1 노드 사이에 연결된 제 1 외부저항; 상기 전원전압과 제 2 노드 사이에 연결된 제 2 외부저항; 및 상기 제 1 및 제 2 외부저항들의 비에 의해 설정되는 제 3 제어전류를 상기 제 1 또는 제 2 피드백전류에 의해 가감하여 상기 차동입력 트랜지스터쌍의 게인을 제어함으로써 출력 트랜지스터의 베이스 전류를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 에이치 브리지형 구동회로의 구성을 나타낸 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 에이치 브리지형 구동회로의 구성을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 의한 에이치 브리지형 구동회로의 출력 트랜지스터의 전원전압에 따른 베타특성을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 의한 에이치 브리지형 구동회로의 출력 트랜지스터의 전원전압에 따른 출력전류특성을 나타낸 그래프.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 의한 에이치 브리지형 구동회로의 구성을 나타낸다. 도 2의 회로는 제 1 노드(N1)와 제 1 출력단자(VO1) 사이에 연결된 제 1 전력 트랜지스터(Q1), 제 1 노드(N1)와 제 2 출력단자(VO2) 사이에 연결된 제 2 전력 트랜지스터(Q2), 상기 제 1 출력단자(VO1)와 접지 사이에 연결된 제 3 전력 트랜지스터(Q3), 상기 제 2 출력단자(VO2)와 접지 사이에 연결된 제 4 전력 트랜지스터(Q4)를 포함한다.
회로는 제 1 입력단자(VIN1)와 제 2 입력단자(VIN2)의 사이에 인가되는 전압신호의 차를 차동입력하는 NPN트랜지스터(Q5, Q6)으로 구성된 에미터 결합 차동입력 트랜지스터쌍(100), 상기 트랜지스터쌍(100)의 한 트랜지스터(Q5)의 콜렉터전류에 비례하는 제 1 및 제 2 제어전류와 제 1 피드백전류를 발생하고 상기 제 1 제어전류는 상기 제 2 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되고, 제 2 제어전류는 상기 제 3 전력 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가하기 위해 트랜지스터들(Q7~Q11)로 구성된 제 1 구동수단(110), 상기 트랜지스터쌍(100)의 다른 한 트랜지스터(Q6)의 콜렉터전류에 비례하는 제 3 및 제 4 제어전류와 제 2 피드백전류를 발생하고 상기 제 3 제어전류는 상기 제 1 전력 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되고, 제 4 제어전류는 상기 제 4 전력 트랜지스터(Q4)의 베이스에 인가하기 위해 트랜지스터들(Q12~Q16)로 구성된 제 2 구동수단(120), 전원전압과 상기 제 1 노드(N1) 사이에 연결된 제 1 외부저항(R1), 상기 전원전압과 제 2 노드(N2) 사이에 연결된 제 2 외부저항(R2), 상기 제 1 및 제 2 외부저항(R1, R2)들의 비에 의해 설정되는 제 3 제어전류를 상기 제 1 또는 제 2 피드백전류에 의해 가감하여 상기 차동입력 트랜지스터쌍(100)의 게인을 제어함으로써 출력 트랜지스터의 베이스 전류를 제어하기 위해 트랜지스터(Q17~Q24)로 구성된 제어수단(130)을 포함한다.
상기 각 구동수단들(110, 120)은 전원전압과 상기 트랜지스터쌍(100)의 한 트랜지스터(Q5 or Q6)의 콜렉터 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(Q7 or Q12), 상기 제 1 트랜지스터(Q7 or Q12)의 베이스와 접지사이에 에미터 및 베이스가 각각 연결되고 상기 제 1 트랜지스터(Q7 or Q12)의 콜렉터에 베이스가 연결된 제 3 트랜지스터(Q8 or Q13), 상기 제 1 트랜지스터(Q7 or Q12)와 각각 전류미러를 형성하기 위해 제 1 트랜지스터(Q7 or Q12)의 베이스에 각 베이스가 공통으로 연결되고 상기 한 쌍의 제어전류 및 피드백전류를 출력하기 위한 3개의 출력 트랜지스터들(Q9, Q10, Q11) or (Q14, Q15, Q16)을 포함한다.
상기 제어수단(130)은 상기 피드백전류에 비례하는 제 1 기준전류를 발생하기 위해 트랜지스터(Q17, Q18)로 구성된 제 1 전류미러수단(132), 제 2 기준전류를 발생하기 위해 트랜지스터(Q19, Q20) 및 저항(R8)로 구성된 제 2 전류미러수단(134), 상기 제 1 및 제 2 노드(N1, N2)에 연결되고, 상기 제 1 기준전류와 제 2 기준전류의 합전류에 비례하는 제 3 기준전류를 발생하기 위해 트랜지스터(Q21, Q22)로 구성된 제 3 전류미러수단(136), 상기 제 3 기준전류에 비례하여 상기 트랜지스터쌍(100)의 공통 에미터전류를 제어하기 위해 트랜지스터(Q23, Q24)로 구성된 제 4 전류미러수단(138)을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 에이치 브리지형 구동회로의 작용 및 효과는 다음과 같다.
입력단자(VIN1)에 인가되는 전압신호가 입력단자(VIN2)에 인가되는 전압신호 보다 높을 경우에는 트랜지스터(Q5)의 콜렉터전류가 흐르게 되고 이에 이 콜렉터전류에 비례하여 제 1 구동수단(110)의 트랜지스터들(Q9, Q10, Q11)의 콜렉터전류가 흐르게 된다. 트랜지스터(Q11)의 콜렉터전류는 제 2 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스전류로 인가되고 트랜지스터(Q10)의 콜렉터전류는 제 3 전력트랜지스터(Q3)의 베이스전류로 인가되게 된다. 이에 전원전압(VCC) - 저항(R1) - 제 2 전력 트랜지스터(Q2)의 에미터 콜렉터 - 출력단자(VO1, VO2)의 사이에 연결되는 부하 - 제 3 전력 트랜지스터(Q3)의 에미터 콜렉터 - 접지 로 출력전류가 흐르게 된다. 트랜지스터(Q9)의 콜렉터전류는 피드백전류로 제어수단(130)에 피드백된다. 제어수단(130)의 제 1 전류미러수단(132)의 트랜지스터(Q17)의 콜렉터전류로 제공되는 피드백전류에 비례하여 트랜지스터(Q18)의 콜렉터전류가 발생되고 이 전류가 제 1 기준전류로 제공된다. WP 2 전류미러수단(134)의 저항(R8)에 흐르는 전류에 비례하여 트랜지스터(Q20)의 콜렉터전류가 발생되고 이 전류가 제 2 기준전류로 제공된다. 제 3 전류미러수단(136)의 트랜지스터(Q21)의 콜렉터전류는 제 1 및 제 2 기준전류의 합으로 결정되므로 이 합전류는 고정된 제 2 기준전류 보다는 피드백전류에 비례하는 제 1 기준전류의 변동에 따라 그 크기가 변동되게 된다. 따라서, 트랜지스터(Q21)의 콜렉터전류를 외부저항(r1, r2)의 비에 의해 트랜지스터(Q22)의 콜렉터 전류가 결정되게 된다. 트랜지스터(Q22)의 콜렉터전류는 제 4 전류미러수단(138)의 트랜지스터(Q23)의 콜렉터전류로 제공되고 이에 트랜지스터(Q24)의 콜렉터전류가 결정되게 되므로 트랜지스터쌍(100)의 게인이 조정되게 된다. 트렌지스터쌍(100)의 게인 조정은 결국 구동수단의 출력전류를 조정하게 되므로 전력 트랜지스터의 베이스전류가 조정된다.
즉, 본 발명에서의 출력전류는 다음 수식에 의해 결정된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 에이치 브리지 구동회로의 베타특성은 전원전압이 8V~13V로 변화되어도 거의 50으로 안정되게 유지됨을 알 수 있다. 도 4를 참조하면, 전원전압의 8V~13V로 변화에 따라서 출력전류는 750㎃~1150㎃로 변화됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 외부 저항을 설정함으로써 베이스 전류를 일정하게 조절할 수 있어서 부하 조건에 관계없이 일정한 베타값의 제어가 가능하다.
Claims (3)
- 제 1 노드와 제 1 출력단자 사이에 연결된 제 1 전력 트랜지스터; 제 1 노드와 제 2 출력단자 사이에 연결된 제 2 전력 트랜지스터; 상기 제 1 출력단자와 접지 사이에 연결된 제 3 전력 트랜지스터; 상기 제 2 출력단자 접지 사이에 연결된 제 4 전력 트랜지스터; 제 1 입력단자와 제 2 입력단자의 사이에 인가되는 전압신호의 차를 차동입력하는 에미터 결합 차동입력 트랜지스터쌍; 상기 트랜지스터쌍의 어느 한 트랜지스터의 콜렉터전류에 비례하는 제 1 및 제 2 제어전류와 제 1 피드백전류를 발생하고 상기 제 1 제어전류는 상기 제 2 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되고, 제 2 제어전류는 상기 제 3 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되는 제 1 구동수단; 상기 트랜지스터쌍의 다른 한 트랜지스터의 콜렉터전류에 비례하는 제 3 및 제 4 제어전류와 제 2 피드백전류를 발생하고 상기 제 3 제어전류는 상기 제 1 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되고, 제 4 제어전류는 상기 제 4 전력 트랜지스터의 베이스에 인가되는 제 2 구동수단; 전원전압과 상기 제 1 노드 사이에 연결된 제 1 외부저항; 상기 전원전압과 제 2 노드 사이에 연결된 제 2 외부저항; 상기 제 1 및 제 2 외부저항들의 비에 의해 설정되는 제 3 제어전류를 상기 제 1 또는 제 2 피드백전류에 의해 가감하여 상기 차동입력 트랜지스터쌍의 게인을 제어함으로써 출력 트랜지스터의 베이스 전류를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 에이치 브리지 구동회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 각 구동수단들은 전원전압과 상기 트랜지스터쌍의 한 트랜지스터의 콜렉터 사이에 연결된 제 1 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 베이스와 접지사이에 에미터 및 베이스가 각각 연결되고 상기 제 1 트랜지스터의 콜렉터에 베이스가 연결된 제 3 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터와 각각 전류미러를 형성하기 위해 제 1 트랜지스터의 베이스에 각 베이스가 공통으로 연결되고 상기 한 쌍의 제어전류 및 피드백전류를 출력하기 위한 3개의 출력 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 에이치 브리지 구동회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 피드백전류에 비례하는 제 1 기준전류를 발생하는 제 1 전류미러수단; 제 2 기준전류를 발생하는 제 2 전류미러수단; 상기 제 1 및 제 2 노드에 연결되고, 상기 제 1 기준전류와 제 2 기준전류의 합전류에 비례하는 제 3 기준전류를 발생하는 제 3 전류미러수단; 및 상기 제 3 기준전류에 비례하여 상기 트랜지스터쌍의 공통 에미터전류를 제어하는 제 4 전류미러수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 에이치 브리지 구동회로.
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| KR1019960031320A KR100188028B1 (ko) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 에이치 브리지형 구동회로 |
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