KR100214033B1 - 부하구동회로 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 부하구동회로에 관한 것이고, 특히 부하를 정전류(定電流)구동하는 경우에 적용하여 적합한 것이며, 본원 발명은 부하구동회로에 있어서 부하의 양단에 발생하는 부하전압에 대하여 소정의 오프셋전압을 부여한 것과 같은 값을 가진 전원출력을 드라이브트랜지스터에 부여하도록 함으로써, 드라이브트랜지스터를 과잉으로 발열하지 않도록 할 수 있고, 그만큼 고효율의 부하구동회로를 실현할 수 있다.

Description

부하구동회로

제1도는 본원 발명에 의한 구하구동회로의 제1실시예를 나타낸 블록도.

제2도는 그 상세 구성을 나타낸 접속도.

제3도 - 제6도는 제2도의 동작특성을 나타낸 특성곡선도.

제7도 - 제11도는 제2실시예 - 제6실시예를 나타낸 블록도.

제12도는 종래의 구성을 나타낸 접속도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부하구동회로 2 : 릴모터

3 : 콜렉터전원공급용 증폭회로 4 : 전원회로

5 : 비교회로 6 : 오프셋전압회로

본원 발명은 부하고동회로에 관한 것이며, 특히 부하를 정전류(定電流) 구동하는 경우에 적용하여 적합한 것이다.

본원 발명은 부하고동회로에 있어서, 부하의 양단에 발생하는 부하전압에 대하여 소정의 오프셋전압을 부여한 것과 같은 값을 가진 전원출력을 드리이브트랜지스터에 부여하도록 함으로써, 드라이브트랜지스터를 과잉으로 발열하지 않도록 할 수 있고, 그 만큼 고효율의 부하고동회로를 실현할 수 있다.

예를 들면 비디오테이프레코더에 있어서, 권취릴을 구동하는 릴모터구동회로로서 부하를 정전류 구동하기 위해 부하고동회로가 사용되고 있다.

릴모터구동회로에 있어서는 직류모터에 있어서 발생할 수 있는 회전토크대 구동전류에 비례하는 특성을 이용하여, 직류모터로 구성된 릴모터의 구동전류를 제어함으로써, 릴의 회전수에 관계없이 자기 테이프텐션을 일정치로 제어하는 것이 사용된다.

이와 같은 릴모터구동회로에 적응하는 부하구동회로는 실용상 충분한 토크를 발생할 수 있도록 하기 위해 일반적으로 출력전류치를 비교적 큰 값으로 선정할 필요가 있는 동시에, 릴모터의 회전속도의 변화범위가 넒으므로 전원으로서 실용상 충분히 높은 전압의 것을 사용할 필요가 있다.

직류모터로 이루어지는 릴모터의 토크는 구동전류지에 비례하고, 또한 일정한 부하토크하에서는 회전속도는 전압에 비례한다. 이것에 대해서, 릴모터는 기록재생모드시에 릴을 비교적 저속도로 회정구동할 필요가 있는데 대해, 자기테이프를 고속이송하는 경우에는 릴을 고속으로 회전시킬 필요가 있다.

따라서, 릴모터구동회로의 출력단(出力段)을 구성하는 부하구동회로로서는 종래 전력손실이 커지는 것을 피할 수 없다고 생각되고 있었다.

본원 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것이며, 부하구동회로로서 전력손실을 한층 저감할 수 있도록 한 부하구동회로를 제안하려고 하는 것이다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 본원 발명에 있어서는 부하(2)에 직렬로 접속된 드라이브트랜지스터 Q1를 가지고, 전원출력 I_DV, Vcc을 드라이브트랜지스터 Q1를 통하여 부하(2)에 공급하는 부하고동회로에 있어서, 부하전압 V_TML에 대하여 소정의 오프셋전압 V_OFST을 부여한 구동전압 Vc_(Q1)을 가지는 전원출력을 드라이브트랜지스터 Q1에 공급하는 부하고동회로(3)에 설치하도록 한다. 부하를 흐르는 전류는

로 부여되며, e_i=V_OT이므로 부하구동전압에 무관하다. 또, 이 값은 Q₁의 베이스전류를 무시하면 I_DV와 같다.

부하전압 V_TML에 대하여 소정의 오프셋전압 V_OFST을 부여하여 구동전압 V_c(Q1)을 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급함으로써, 예를들면 부하전압 V_TML에 변화가 발생해도 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에미터단자사이에는 항상 오프셋전압 V_OFST에 상당하는 전압만이 부여됨으로써, 부하전압이 저하했을 때 드라이브트랜지스터는 편차전압이 드라이브트랜지스터 Q1의 베이스에 구동제어신호 V_IN로서 공급되며, 이로써 드라이브트랜지스터 Q1가 구동입력신호 ei에 상당하는 구동전류 I_DV를 릴모터(2)에 흐르게 하도록 정전류 제어된다.

이상과 같은 구성에 더하여, 드라이브트랜지스터 Q1의 에미터 및 릴모터(2)의 접속 중점에는 오프셋전압회로(6)가 접속되고, 그 양단에 얻어지는 오프셋전압 V_OFST을 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 기준전원전압 V_REF으로서 공급한다.

여기서 예를들면 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 게인을 1이라 하면, 오프셋전압회로(6)의 오프셋전압 V_OFST은 다음의 식

V_OFST〉 V_CESAT…(1)

과 같이, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터-에미터간 포화전압 V_CESAT보다 약간 큰 전압치로 선정되며, 이에 의해 오프셋전압회로(6)의 출력단에 다음의 식

V_REF= V_TML+ V_OFST…(2)

와 같이, 릴모터단자전압(즉 드라이브트랜지스터 Q1 및 릴모터(2)간의 접속중점의 전압)V_TML에 대하여 오프셋전압 V_OFST만큼 높은 기준입력전압 V_REF을 얻고, 이것을 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 공급한다.

콜렉터전원공급용 증폭회로(3)는 오프셋전압회로(6)의 이득을 포함하여 기준입력전압 V_REF에 대한 총합이득 G_AMP이 다음의 식

G_AMP= 1 …(3)

과 같이 수치 1이 되도록 회로상수가 선정되며, 이로써 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 출력단에 다음의 식,

V_CE(Q1) = V_OFST…(4)

와 같이, 오프셋전압 V_OFST과 대략 같은 콜렉터 및 에미터구동전압 V_CE(Q1)을 발생하여 이것을 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급하도록 되어 있다.

이상의 구성에 있어서 드라이브트랜지스터 Q1는 비디오테이프레코더의 동작모드, 즉 기록모드 및 재생모드 또는 급송모드에 있어서 각각 비교회로(5)에 공급되는 구동입력신호 ei에 따라 동작하여 구동전류 I_DV가 소정의 일정치가 되는 정전류동작을 하고, 이것에 의해 릴모터(2)는 권취릴에 대하여 자기테이프의 테이프텐션이 일정하게 되는 권취토크로 구동한다.

이 구동상태에 있어서, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 입력단에는 릴모터단자전압 V_TML보다 오프셋전압 V_OFST만큼 높은 전압치를 가진 기준입력전압 V_REF이 공급되며, 이것을 총합이득 G_AMP= 1 의 증폭도로 증폭하여 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급한다. 따라서, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에는 에미터에 공급되는 릴모터단자전압 V_TML보다 오프셋전압 V_OFST만큼 높은 구동전압이 부여됨으로써, 결국 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터 및 에미터 사이에는 항상 오프셋전압 V_OFST이 부여된다.

릴 모터(2)를 정전류구동하고 있는 상태에 있어서, 릴모터(2)의 단자전압 V_TML은 릴모터(2)의 회전수, 구동전류 및 회전방향에 의해 값이 정해지게 되며, 따라서 릴모터(2)의 구동모드가 기록모드, 재생모드, 급송모드가 되면 이에 따라 변화한다. 그러나, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터 및 에미터에 부여되는 콜렉터 및 에미터구동전압 V_CE(Q1) 은 어떤 모드에 있어서나 항상 오프셋전압 V_OFST이 되도록 변동한다.

따라서, 급송모드에 있어서 릴모터단자전압 V_TML이 높은 전압으로 상승했을 때, 이에 따라 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터의 전압이 변경됨으로써, 드라이브트랜지스터 Q1는 안정적으로 릴모터(2)를 정전류제어할 수 있는 동시에, 릴모터(2)가 기록모드 또는 재생모드로 됨으로써 회전속도가 저하하여 릴모터단자전압 V_TML이 저하했을 때는 이에 따라 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터전압도 저하됨으로써, 드라이브트랜지스터 Q1에 과잉구동전압을 부여하지 않으므로, 드라이브트랜지스터 Q1가 오버드라이브되지 않으며, 따라서 드라이브트랜지스터 Q1의 발열량이 과잉으로 될 염려가 없으며, 릴모터(2)가 정전류제어될 수 있다.

이리하여, 그만큼 드라이브트랜지스터 Q1를 높은 효율로 정전류 구동할 수 있는 부하구동회로를 실현할 수 있다.

2. 오프셋전압회로 및 콜렉터전원공급용 증폭회로의 구성

제1도의 부하고동회로(1)로서 제2도에 도시한 상세구성의 것을 적용할 수 있다.

비교회로(5)는 차동증폭회로 IC11, 피드백용 입력저항 R11 및 피드백용 콘덴서 C11를 가지며, 드라이브트랜지스터 Q1, 릴모터(2), 구동전류검출용 저항 R1과 함께 변환이득

[A/V]의 정전류회로를 구성하고 있다(C11은 IC11의 발진방지용 콘덴서이다).

또, 오프셋전압회로(6)는 전원회로(4)의 전원출력전압 Vcc2( =+5[V])을 베이스에 받는 트랜지스터 Q13와, 커렌트미러회로를 구성하는 트랜지스터 Q11 및 Q12로 이루어지는 정전류회로로부터 얻어지는 정전류출력 I₁을 드라이브트랜지스터 Q1 및 릴모터(2)의 접속중점에 접속된 분압저항 R12 및 R13에 공급하며, 이것에 의해 주로 정전류 I₁와 분압저항 R12 및 R13의 합성저항(저항 R12 - 릴모터(2) - 구동전류검출용 저항 R1 - 어스의 루프에 있어서의 실효저항은 대략 저항 R12이 됨)의 적(積)에 의해 정해지는 오프셋전압 V_OFST은 분압저항 R12 및 R13의 접속중점으로부터 콜렉터전류공급용 증폭회로(3)에 기준전원전압 VREF으로서 공급된다.

이 실시예의 경우, 오프셋전압회로(6)와 드라이브트랜지스터 Q1 및 릴모터(2)의 접속중점과의 사이에는 콘덴서 C12 및 저항 R14으로 이루어지는 리드보상회로(11)가 배설되며, 이 리드보상회로(11)에 의해서 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)로부터 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급되는 구동전원출력이 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 있어서 처리되고 있는 동안에 기준전원전압 V_REF으로부터 지연되는 것을 보상하도록 되어 있다.

오프셋전압회로(6)에 있어서 발생되는 기준전원전압 V_REF은 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 차동증폭회로 IC12의 비반전입력단에 부여되며, 이득설정용 저항 R21 및 R22로부터 얻어지는 기준전압과의 차분을 차동입력을 가진 콤퍼레이터 IC13에 입력한다.

콤퍼레이터 IC13는 차동증폭회로 IC14를 가진 3각파발생회로에 있어서 발생하는 3각파전압보다 IC12의 출력이 높은 전압레벨이 되었을 때 버퍼트랜지스터 Q21 및 Q22를 통해서 스위칭용 트랜지스터 Q23를 온동작시키고, 반대로 낮아졌을 때 오프동작시킴으로써, 전원전압 Vcc1을 기준전원전압 V_REF의 전압레벨에 대응하는 펄스폭으로 펄스폭변조하여 이루어지는 펄스폭변조출력 s12을 스위칭용 트랜지스터 Q23의 출력단에 얻도록 되어 있다.

이 펄스폭변조출력 s12는 쇼트키다이오드 D21, 초크코일 L21, 콘덴서 C16를 포함하여 이루어지는 평활회로에 있어서 평활되며, 그 직류출력이 저항 R21에 피드백되는 동시에, 직류구동전압 V_CE(Q1)의 직류구동전류 I_DV로서 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급된다.

이상의 구성에 있어서, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)는 스위칭용 트랜지스터 Q23를 스위칭소자로 하는 펄스폭변조증폭회로를 구성하며, 그 전압이득 G1은 전압이득설정용 저항 R21 및 R22의 저항비에 의해서 다음의 식

에 의해서 정해지는 값이 된다.

예를 들면, 저항 R21 및 R22의 값을 예를 들어 R21 = 220[kΩ], R22 = 33[kΩ]과 같은 값으로 선정하면, 펄스폭변조증폭회로의 전압이득 G1은

정도의 값이 된다.

이에 대하여 오프셋전압회로(6)에 있어서 발생하는 오프셋전압 V_OFST(대략 저항 R12 의 양단전압과 같음)은 다음의 식

V_OFST= I₁× (R12 // R13) …(7)

과 같이, 정전류 I₁와, 병렬저항 R12 및 R13의 합성저항과의 적에 의해 표현되므로, 정전류출력 I₁, 저항 R12 및 R13, R1 의 값을 I₁= 0.0447[mA], R12 = 12[kΩ], R13=1.8[KΩ], R1=1[Ω]와 같은 값으로 선정하면 오프셋전압 V_OFST의 값은

V_OFST≒ 0.0700[V] …(8)

과 같이 0.07000[V] 정도의 값이 된다.

P1의 전압 V_TML은 R12와 R13으로 분압되기 때문에 V_TML과 V_REF와의 관계는

되므로,

로 된다.

이와 같이 하여, 오프셋전압회로(6)에 있어서 릴모터단자전압 V_TML을 오프셋전압 V_OFST만큼 오프셋하여 기준전원전압 V_REF을 얻었을 때, 저항 R12 및 R13 에 의해서 전압의 감쇠가 발생하나, 그 감쇠량은 콜렉터전류공급용 증폭회로(3)의 펄스폭변조증폭회로에 있어서의 전압이득 G1 과 대략 같은 값, 즉 17.69[dB]로 선정함으로써 실질상 오프셋전압회로(6) 및 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 총합이득 G_AMP을

G_AMP= 1(=0[dB]) …(9)

와 같이 1(=0[dB])로 할 수 있고, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에미터간에는 0.07 × 7.66 = 0.536V의 전압이 발생하게 된다.

이리하여 제2도의 구성에 의하면, 제1도에 대해 상술한 바와 같이, 릴모터단자전압 V_TML의 값이 동자모드에 의해 변화해도, 그것에 따라 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터구동전압 V_CE(Q1)을 오프셋전압 V_OFST분만큼 오프셋한 값으로 부동(浮動)시킬 수 있으므로, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터 및 에미터간에는 항상 오프셋전압 V_OFST과 같은 구동전압을 부여할 수 있다.

이리하여 비록 기록모드 또는 재생모드에 있어서 릴모터(2)의 회전수가 저하되어 릴모터(2)의 단자전압이 저하된 경우에 있어서도, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 과대한 공급전압을 공급하지 않도록 할 수 있으므로, 드라이브트랜지스터 Q1를 과잉으로 발열시킬 염려를 유효하게 회피할 수 있으며, 그만큼 효율적으로 부하구동회로를 실현할 수 있다.

종래의 경우와 같이, 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급하는 전원전압을 릴모터(2)의 단자전압이 높아졌을 때(릴모터(2)를 급송모드로 고속회전시키는 경우에 상당함)에도, 드라이브트랜지스터 Q1를 실용상 충분히 직선상이 양호한 범위에서 동작시킬 수 있도록 충분히 높은 일정한 값으로 선정하도록 한 경우에는, 릴모터(2)의 단자전압이 낮아졌을 때(릴모터(2)를 기록모드 재생모드로 저속회전시키는 경우에 상당함), 이 릴모터(2)의 단자전압이 저하된 만큼의 전압이 과잉으로 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에 공급된다.

그 결과, 릴모터(2)를 정전류구동하고 있는 상태에서 에미터 및 콜렉터간에 과잉구동전압이 부여된 만큼 드라이브트랜지스터 Q1의 내부에서 발생하는 열량이 커져서, 그만큼 부하구동회로(1) 전체로서의 효율이 열화되지만, 제1도 및 제2도의 구성에 의하면, 이러한 효율의 열화를 발생시키지 않도록 할 수 있다.

이 효율의 개선도를 제2도의 실시예에 따라 구하면 다음과 같이 된다.

예를 들면 제1도와의 대응부분에 동일부호를 붙여서 제12도에 도시한 바와 같은 종래의 구성에 있어서, 전원회로(4)로부터 공급된 전원전압 Vcc 이 Vcc = 12[V], 릴모터(2)의 단자전압 V_TML이 V_TML= 3[V]의 동작모드일 때, 저항치 R1 = 0.2[Ω]의 구동전류검출용 저항 R1을 통하여 흐르는 정전류구동전류 I_DR가 =I_DR0.5[A]였다고 하면, 드라이브트랜지스터 Q1 에 있어서 발생하는 열손실 W1은

W₁= (12[V] - 3[V] - 0.2[Ω]

× 0.5[A]) × 0.5[A]

= 4.45[W] …(10)

가 된다.

이에 대해 제1도의 구성에 있어서, 오프셋전압 V_OFST을 V_OFST= 0.8[V], 오프셋전압회로(6) 및 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 총합이득 G_AMP을 G_AMP= 1 로 선정하면 드라이브트랜지스터 Q1의 에티머 및 콜렉터간 전압 V_CE이 오프셋전압 V_OFST과 같은 값 즉 V_CE= 0.8[V]가 되므로, 다르이브트랜지스터 Q1에 있어서 발생하는 열손실 W₂은

W₂= 0.5[A] × 0.8[V]

= 0.4[W] …(11)

가 된다. 이에 더하여 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터전압 Vc은 저항 R1의 강하전압 = 0.2[Ω] × 0.5[A], 릴모터(2)의 단자전압 = 3[V], 오프셋전압 = 0.8[V] 의 합은 전압은

Vc = 0.2[Ω] × 0.5[A]

+ 3[V] + 0.8[V]

= 3.9[V] …(12)

이 되므로, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 있어서 발생하는 출력 W₃은

W₃= (12[V] - 3.9[V]) × 0.5[A]

= 4.05[W] …(13)

로 될 것이다. 그런데, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 효율을 90[%]로 하면(펄스폭변조회로구성의 것을 사용하면 실용상 이 정도의 값이 됨), 전원회로(4)로부터 공급되는 입력전력 W₄은

가 되므로, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 있어서 발생하는 손실 W₅은

가 되며, 결국 드라이브트랜지스터 Q1 및 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 있어서 발생하는 총손실 W₆은

가 된다.

그래서, 제1도의 구성에 있어서 이 총손실 W6( (16)식)을 제12도의 종래 구성에 있어서 발생하는 손실 W₁( (10)식)과 비교하여 대략 1/5로 저감할 수 있으며, 특히 드라이브트랜지스터 Q1에서 발생하는 열손실 W₂( (11)식)에 한해 보면 제12도의 종래 구성과 비교하여 대략 1/10로 저감할 수 있다.

이리하여, 제1도의 부하구동회로(1)를 사용하면 릴모터구동계의 효율을 제12도의 종래의 경우와 비교하여 한층 높일 수 있다.

이에 더하여 제2도의 실시예의 경우, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)는 제3도에 도시한 바와 같이 출력전류의 변화에 대하여 대략 90[%]의 효율을 얻을 수 있는 동시에, 제4도에 도시한 바와 같이 대략 2[kHz]까지의 주파수영역에 있어서 출력의 개인이 대략 일정하게 되는 주파수특성을 얻을 수 있다.

또, 제2도의 실시예의 경우, 오프셋전압회로(6)에 있어서 분압저항 R12 및 R13 에 의해서 단자전압 V_TML을 분압하여 정전류회로를 구성하는 트랜지스터 Q11에 공급하도록 함으로써, 상술한 바와 같이 콜렉터전원공급용 증폭회로의 전압이득 G1에 상당분을 감쇠시키는 효율에 더하여, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 위상특성(제5도 및 제6도)에 대하여 광대역에 걸쳐서 플랫한 위상특성을 실현할 수 있는 위상리드보상을 하도록 되어 있다.

그리고, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)는 스위칭용 트랜지스터 Q23의 후단에 초크코일 L21 및 콘덴서 C16를 포함하는 필터회로가 배설되므로, 그 공진주파수 f˚(제5도)에 있어서 -12[dB/oct]의 감쇠가 발생하는 동시에, 위상이 -180[˚]회전한다. 이러한 감쇠 및 위상회전은 오프셋전압회로(6)의 분압저항 R12 및 R13 에 의해서 위상리드보상함으로써 플랫하게 한다.

또한, 제2도의 실시예의 경우, 분압저항 R12과 병렬로 접속된 C12 와 R14에 의한 리드보상회로(11)는 드라이브트랜지스터 Q1에 클립현상을 일으키지 않도록 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 대한 입력신호에 위상리드보상을 부여한다.

그리고, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 동작대역이 불충분한 경우에는 입력신호가 높은 주파수성분을 가진 경우, 위상이 지연되기 때문에 콜렉터구동전압 V_CE(Q1)으로서 충분한 출력전압을 얻을 수 없게 된다.

여기서, 드라이브트랜지스터 Q1의 에미터 및 콜렉터간 전압을 소정의 값으로 유지할 수 없게 되면, 드라이브트랜지스터 Q1 의 h_FE가 저하되어, 결국 이 드라이브트랜지스터 Q1 는 클립현상을 일으키게 된다. 이에 대하여 제2도의 실시예의 경우는 리드보상회로(11)를 배설하였으므로, 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)에 있어서 발생하는 위상지연을 보상할 수 있으며, 이리하여 드라이브트랜지스터 Q1 에 클립현상을 발생시키지 않도록 할 수 있다.

[제2실시예]

제7도는 제2실시예를 도시한 것이며, 제1도와 대응부부분에 동일부호를 붙여서 표시한 바와 같이, 제1도의 구동전류검출용 저항 R1을 생략하는 동시에, 비교회로(5)의 반전입력단에 부여하는 검출전압 V_DT으로서 드라이브트랜지스터 Q1 및 릴모터(2)의 접속중점에 얻어지는 릴모터단자전압 V_TML을 사용하도록 되어 있다.

제7도의 구성에 의하면 비교회로(5)는 릴모터단자전압 V_TML이 일정치가 되도록 드라이브트랜지스터 Q1를 정전압제어한다.

상기와 같이 작동하여도 제1동에 상술한 바와 동일하게 이루어지므로써, 드라이브트랜지스터 Q1 의 에미터 및 콜렉터에 대하여 오프셋전압회로(6)의 오프셋전압 V_OFST에 상당하는 구동전압을 공급할 수 있으므로, 드라이브트랜지스터 Q1 의 콜렉터에 항상 적절한 콜렉터전압을 공급할 수 있으며, 이리하여 드라이브트랜지스터 Q1을 과잉발열상태가 되지 않도록 효율적으로 구동동작시킬 수 있다.

[제3실시예]

제8도는 제3실시예를 도시한 것이며, 이 경우 부하구동회로(1)는 릴모터(2)를 순방향으로만 한방향으로 구동한다.

즉, 드라이브트랜지스터 Q1 는 NPN 트랜지스터로 이루어지며, 드라이브트랜지스터 Q1 및 릴모터(2)의 접속중점에 얻어지는 모터단자전압 V_TML을 가산회로(21)에 공급하는 동시에, 일단을 어스한 오프셋전압회로(6)f의 비어스측단에 얻어지는 오프셋전압 V_OFST을 가산회로(21)에 제2의 가산입력으로서 공급하고, 그 가산출력을 기준전압 V_REF으로서 콜렉터전압공급용 증폭회로(3)에 입력한다.

제8도의 구성에 의하면, 가산회로(21)는 모터단자전압 V_TML에 대하여 오프셋전압 V_OFST만큼 높은 기준전원전압 V_REF을 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)를 통해서 드라이브트랜지스터 Q1 의 콜렉터에 공급할 수 있으며, 이리하여 릴모터(2)를 순방향으로 구동함에 있어서 드라이브트랜지스터 Q1 의 콜렉터 및 에미터간에 오프셋전압 V_OFST을 공급할 수 있다.

이리하여 제8도의 구성에 의하면, 드라이브트랜지스터 Q1를 과잉발열시키지 않고 정전류구동할 수 있다.

[제4실시예]

이에 대해 제9도에 도시한 제4실시예의 경우에는 부하구동회로(1)는 릴모터(2)를 반대방향으로만 일방향으로 구동시킨다.

드라이브트랜지스터 Q1 는 PNP 트랜지스터로 이루어지며, 전원회로(4)의 전원출력 Vcc을 구동전류검출용 저항 R1을 통해서 릴모터(2)에 공급함으로써, 릴모터(2)는 반대방향으로 구동전류가 흐르게 된다.

릴모터(2) 및 드라이브트랜지스터 Q1 의 에미터의 접속중점에 얻어지는 모터단자전압 V_TML은 감산회로(22)의 가산입력단에 부여되는 동시에, 오프셋전압회로(6)의 오프셋전압 V_OFST이 감산회로(22)의 감산입력단에 부여된다. 모터단자전압 V_TML보다 오프셋전압 V_OFST만큼 낮은 기준전원전압 V_REF이 얻어지고, 이것이 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)를 통해서 드라이브트랜지스터 Q1 의 콜렉터에 부여된다.

이리하여 드라이브트랜지스터 Q1의 콜렉터에는 에미터에 부여되는 모터단자전압 V_TML과 비교하여 오프셋전압 V_OFST만큼 낮은 콜렉터전압을 부여할 수 있으며, 이리하여 드라이브트랜지스터 Q1를 과잉발열시키지 않고 반대방향으로 정전류구동할 수 있다.

[제5실시예]

제10도는 제5실시예를 도시한 것이며, 제1도와 대응부분에 동일부호를 붙여서 도시한 바와 같이 릴모터(21)를 정전류제어하면서 릴모터(2)를 순방향 또는 역방향으로 대략 같은 토크를 발생시키면서 구동시키려고 하는 것이다.

이 경우 비교회로(5)의 출력단에 얻어지는 구동제어신호 V_IN는 NPN 트랜지스터로 이루어지는 순방향드라이브트랜지스터 Q1F 및 PNP 트랜지스터로 이루어지는 역방향드라이브트랜지스터 Q1R 의 베이스에 부여되고, 공통으로 접속된 에미터가 릴모터(2) 및 구동전류검출용 저항 R1을 통하여 어스되어 있다.

릴모터(2)의 모터전압 V_TML은 가산회로(23F)에 있어서 오프셋전압회로(6)의 오프셋전압 V_OFST과 가산되어서 순방향기준전압 V_REFT으로서 순방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3F)를 통하여 순방향드라이브트랜지스터 Q1F의 콜렉터에 공급한다.

마찬가지로 모터단자전압 V_TML이 감산회로(23R)에 부여되어서 오프셋전압회로(6)의 오프셋전압 V_OFST이 감산되고, 그 출력단에 얻어지는 역방향기준전압 V_REFF이 역방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3R)를 통하여 역방향드라이브트랜지스터 Q1R 의 콜렉터에 공급된다.

이상의 구성에 있어서, 순방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3F) 및 역방향전원공급용 증폭회로(3R)는 각각 전원으로서 전원전압 +Vcc 및 -Vcc 이 부여됨으로써, 릴모터(2)를 순방향(또는 역방향)으로 구동하는 경우, 순방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3F) (또는 역방향콜렉터전원공급용 증폭회로3R)를 동작상태로 제어한다. 이로써 순방향드라이브트랜지스터 Q1F(또는 역방향드라이브트랜지스터 Q1R)가 정전류구동되며, 그 결과 릴구동모터(2)에 흐르는 전류를 순방향(또는 역방향)으로 전환함으로써, 이 릴모터를 순방향(또는 역방향)으로 구동한다.

여기서, 순방향드라이브트랜지스터 Q1F(또는 역방향드라이브트랜지스터 Q1R)를 정전류구동시킴에 있어서, 이 순방향드라이브트랜지스터 Q1F(또는 역방향드라이브트랜지스터 Q1R)의 콜렉터 및 에미터간에 오프셋전압 V_OFST에 상당하는 구동전압을 공급할 수 있으므로, 릴모터(2)에 구동전류를 흐르게 할 수 있다. 그 결과 순방향 및 역방향에 대해 토크를 발생시킬 수 있다.

이리하여, 순방향 및 역방향의 각각에 대해 콜렉터전원공급용 증폭회로(3F) 및 (3R)을 배설하도록 하였으므로, 어떤 방향에 대해서도 순방향 및 역방향드라이브트랜지스터 Q1F 및 Q1R를 과잉발열시키지 않도록 구동제어할 수 있다.

[제6실시예]

제11도는 제6실시예를 도시한 것이며, 이 경우 제10도와의 대응부분에 동일부호를 붙여서 표시한 바와 같이, 릴모터(2)를 역방향으로 구동하기 위한 회로구성을 간략화한 것이다,

즉, 제11도의 경우에는 제10도에 있어서 감산회로(23R) 및 역방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3R)를 생략하는 동시에, 역방향전원(4R)의 전원출력 Vcc을 직접 역방향드라이브트랜지스터 Q1R의 콜렉터에 공급하도록 구성되어 있다.

제11도의 구성에 의하면, 구동입력신호 ei 로서 정극성(正極性)의 신호가 부여됨으로써 순방향구동모드가 지정되었을 때, 릴모터(2)에는 비교적 큰 구동전류가 흐르게 됨으로써 릴모터(2)는 큰 토크를 발생한다.

이 상태에 있어서 순방향드라이브트랜지스터 Q1F의 콜렉터 및 에미터간에는 오프셋전압 V_OFST이 순방향콜렉터전원공급용 증폭회로 3F를 통해서 부여됨으로써, 이 순방향드라이브트랜지스터 Q1F 는 모터단자전압 V_TML의 변동이 있어도 에미터 및 콜렉터간에 공급되는 전압이 항상 오프셋전압 V_OFST으로 유지되므로, 과잉발열을 발생하지 않고 구동동작한다.

이에 대해 구동입력신호 ei 의 전압이 부극성(負極性)으로 전환됨으로써 역방향드라이브트랜지스터 Q1R가 동작하는 상태로 되면, 이 역방향드라이브트랜지스터 Q1R의 에미터 및 콜렉터간에 역방향 전원출력 -Vcc가 직접 부여된다.

따라서, 모터단자전압 V_TML이 작아지면 역방향드라이브트랜지스터 Q1R 의 에미터 및 콜렉터간에 공급되는 구동전압이 그만큼 커지는데, 실제상 릴모터(2)에 흐르게 되는 역방향구동전류가 작고, 따라서 발생시키는 토크가 작은 경우에는 역방향드라이브트랜지스터 Q1R가 과잉발열하는 동작상태로 될 염려가 없다.

따라서, 역방향드라이브트랜지스터 Q1R를 구동함에 있어서 제10도의 경우와 비교하여 감산회로(23R) 및 역방향콜렉터전원공급용 증폭회로(3R)를 생략할 수 있으며, 그만큼 전체로서의 구성을 한층 간략화할 수 있다.

그리고, 통상의 테이프기록재생장치에 있어서의 릴모터는 순방향으로 테이프를 감는 경우에는 큰 토크를 필요로 하는데 대해, 역방향(즉 테이프를 풀어내는 방향)으로는 작은 토크를 과도적으로 발생하면 되도록 구성되어 있으며, 이와 같은 경우에 제11도의 구성을 적용하기 적합하다.

[다른 실시예]

(1)상술에 있어서는 본원 발명에 의한 부하구동회로를 테이프형기록매체를 가진 테이프기록재생장치의 릴모터를 구동하는 경우에 적용한 실시예에 대해 기술하였으나, 본원 발명은 이에 한하지 않으며, 오디오출력단 등과 같이 부하가 변동했을 때 드라이브트랜지스터에 공급되는 전원전압이 과잉되는 상태가 되는 경우에 널리 적용할 수 있다.

(2)제4도의 주파수특성에 있어서, 펼스폭변조회로부터의 스위칭용 트랜지스터 Q23(제2도)의 스위칭주파수를 높은 값으로 변경한 경우에는 제4도에 있어서 파선으로 도시한 바와 같이, 일정진폭의 특성곡선 부분에는 상기 스위칭주파수가 올라간 만큼의 높은 주파수의 영역으로 신장하는 광대역특성이 부여될 수 있다.

(3)제7도의 실시예에 있어서 제1도의 정전류고동회로에 대응시켜서 이것을 정전압구동하는 경우의 구성에 대해 기술하였으나, 마찬가지로 제8도, 제9도, 제10도, 제11도의 구성에 대응시켜서 부하를 정전압구동할 경우에는 제7도의 경우와 마찬가지로, 구동전류검출용 저항 R1을 생락하여 모터단자전압 V_TML을 검출전압 V_DT로서 비교회로(5)에 공급하도록 하면, 제7도에 대해 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있는 정전압구동형식의 부하구동회로를 실현할 수 있다.

(4)상술한 실시예에 있어서는 오프셋전압회로(6) 및 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)의 총합이득 G_AMP를 G_AMP= 1( (9)식)로 한 경우에 대해 기술하였으나, 총합이득 G_AMP의 값은 이에 한하지 않으며, 1이외의 값으로 해도 된다.

그리고, 총합이득 G_AMP를 로 선정한 경우, 드라이브트랜지스터 Q1, Q1F, Q1R을 흐르는 전류가 커지고, 드라이브트랜지스터의 포화전압이 증대하여 리니어한 제어를 할 수 없게 될 염려가 있는 경우에는 총합이득 G_AMP을 1보다 큰 값으로 선정하면 된다.

(5)상술한 실시예에 있어서는 콜렉터전원공급용 증폭회로(3)로서 펄스폭변조회로구성의 것을 적용한 경우에 대해 기술하였으나, 이에 한하지 않으며, 요는 콜렉터전압을 부하전류의 변동에 따라 제어할 수 있는 회로를 사용하면 된다.

상술한 바와 같이 본원 발명에 의하면, 부하를 구동하는 드라이브트랜지스터의 에미터 및 콜렉터간에 부여되는 전원전압을 부하의 동작모다가 변화함으로써 그 단자전압이 변동한 경우에도 소정의 오프셋전압으로 유지할 수 있도록 하였으므로, 드라이브트랜지스터를 과잉발열시키는 것을 유효하게 회피할 수 있으며, 이로써 전력손실이 한층 작은 고능률의 부하구동회로를 실현할 수 있다.

Claims (2)

1. 소정의 포화전압을 가지며 부하에 직렬로 접속된 드라이브트랜지스터를 구비하고, 전원출력을 상기 드라이브트랜지스터를 통하여 상기 부상에 공급하는 부하고동회로에 있어서, 상기 부하는 비디오 테이프 레코더의 릴모터를 구비하고, 전압원과 상기 드라이브트랜지스터의 콜렉터 사이에 접속되어 상기 전원출력을 상기 드라이브트랜지스터에 공급하는 콜렉터 전원공급회로 : 및 상기 전압원과 상기 콜렉터 전원공급회로에 접속되고 상기 드라이브트랜지스터의 에미터에 접속된 오프셋전압을 발생하며, 상기 포화전압 보다 큰 소정의 일정한 오프셋전압을 상기 부하와 상기 드라이브트랜지스터 사이의 접속점에서 산출된 전압에 부여하는 오프셋 전원공급회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 부하구동회로.
2. 비디호신호기록 및 재생장치에 사용되는 릴모터구동회로에 있어서, 상기 릴모터에 접속된 비교회로가 트랜지스터를 구비하여 상기 트랜지스터의 베이스에 피드된 제어신호와 상기 비교회로의 입력부에 피드된 피드백 신호에 응하여 릴모터의 토크를 제어하는 제어회로로, 상기 피드백 신호는 상기 릴모터의 전류를 검출하므로써 산출되고 상기 트랜지스터는 소정의 포화전압을 가지는 제어회로 : 상기 포화전압 보다 큰 소정의 일정한 오프셋 전압을 발생하는 오프셋 전압발생회로 : 및 전압원과 상기 트랜지스터의 콜렉터 사이에 접속되어 상기 트랜지스터의 출력전압과 상기 오프셋 전압에 응하여 공급전압을 발생하는 전원발생회로로 이루어지며, 상기 오프셋 전압발생회로는 상기 전압원과 상기 전원발행회로에 접속되어 상기 트랜지스터의 에미터에 접속된 상기 오프셋 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 부하구동회로.

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