KR100257777B1 - 모터의 구동회로 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 구동회로 및 그 제어방법에 관한 것으로, 마그네트코일에 흐르는 테스트검출전류를 검출하는 위치검출기와, 이 위치검출기의 테스트검출전류신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에의해 저속모드의 다음순차구동제어신호를 출력하는 저속모드제어회로부와,상기 마그네트코일에 발생된 역기전압신호를 검출하는 역기전압검출기와, 이 역기전압검출기에의해 일정레벨이상으로 역기전압이 검출될 경우 고속모드동작신호를 출력하는 펄스변환기와,이 펄스변환기의 출력신호를 비교판단하여 고속구동모드 또는 저속구동모드제어신호를 출력하는 동기비교회로부와,이 동기비교회로부의 고속구동모드제어신호에 따라 역기전압검출기의 역기전압검출신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에의해 고속모드의 다음순차구동제어신호를 출력하는 고속모드제어회로부로 이루어져,저속모드에서는 저속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행하고 모터의 회전속도가 일정속도이상으로 회전하게되면 고속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행하므로 모터의 구동특성을 상당히 향상시킬 수 있다.

Description

모터의 구동회로 및 그 제어방법

본 발명은 모터의 구동회로 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 저속모드에서는 저속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행하고 모터의 회전속도가 일정속도이상으로 회전하면 고속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행시키도록 하므로써, 모터의 구동속도에 관계없이 최적의 시기에 마그네트코일에 구동제어전압을 인가하므로 이에따라 모터의 구동특성을 향상시킬 수 있는 모터의 구동회로 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 브이씨알시스템에는 영상신호의 기록치수가 매우 가늘고 트랙 폭은 0.2 - 0.02 mm 정도, 기록파장은 수미크론정도까지 단축되어 있으며, 또한 테이프의 폭방향으로 기록되어 있다. 따라서, 기록시에는 영상신호의 시간축에 가능한 한 변화를 주지 않도록 모터의 회전을 안정적으로 제어할 필요가 있다. 그 뿐만아니라 비디오트랙의 트랙킹을 유지하기위해서는 헤드드럼의 회전과 테이프주행상태(속도와 위치관계)를 기록시와 마찬가지로 유지시킬 필요가 있다.

그러면 상기와 같은 종래 브이씨알의 모터의 구동회로를 도1을 참고로 살펴보면, 브이씨알의 모터(70)의 회전위치를 일정각을 두고 검출하는 복수개의 홀센서(71A,71B)와, 이 홀센서(71A,71B)의 출력단에 연결되어 검출된 헤드위치 검출신호를 일정레벨로 증폭하는 증폭기(72A,72B)와, 이 증폭기(72A,72B)의 일단에 저항들(R1,R2)을 거처 각각 연결되어 모터(70)의 마그네트코일들(73A,73B)에 구동전압를 인가하는 구동트랜지스터(74A,74B)로 이루어진다.

그리고, 상기 구동트랜지스터(74A,74B)는 엔피엔(NPN)형 트랜지스터로 구성된다. 또한 상기 구동트랜지스터(74A,74B)의 콜렉터단에는, 바이어스전원(VCC)이 연결되어 있다.

한편, 상기와 같은 구성으로된 종래 모터 구동회로의 동작을 살펴보면, 먼저,브이씨알에 재생모드 혹은 녹화모드신호가 입력될 경우 처음구동시는 임의의 검출전압을 홀센서(71A)로 인가시킨다. 그러면, 이 홀센서(71A)는 이 모터(70)의 회전위치 검출전압에 따라 검출신호를 예컨데, 하이신호를 증폭기(72A)로 입력시키게 되고 그에따라 이 증폭기(72A)는 그 입력된 하이신호를 일정레벨로 증폭한 다음, 저항(R1)을 거처 구동트랜지스터(74A)의 베이스단으로 입력시킨다. 그러면, 이 구동트랜지스터(74A)는 베이스단으로 입력된 하이신호에 따라 구동되어 바이어스전압을 모터(70)의 마그네트코일(73A)로 인가시킨다. 따라서, 모터(70)의 마그네트코일(73A)에 자속이 발생되어 로터(도시안됨)의 자극을 끌어당기게 되므로 모터(70)는 일정 회전각만큼 회전을 한다.

이때, 다음 상(相)의 홀센서(71B)가 검출동작을 하지 않으므로 다음 상(相)의 구동트랜지스터(74B)는 구동되지 않는다.

그런데, 상기 과정중에 따라 모터(70)가 일정 회전각 만큼 회전을 하게되면 다음 상(相)의 홀센서(71B)가 검출동작을 실행한다. 그리고, 홀센서(71B)가 검출동작을 실행하게되면 증폭기(72B)는 그 입력된 검출전압을 일정레벨로 증폭하여 저항(R2)을 거처 구동트랜지스터(74B)의 베이스단으로 입력시킨다.그러면, 이 구동트랜지스터(74B)는 베이스단으로 입력된 하이신호에 따라 구동되어 바이어스전압을 상기 마그네크코일(73A)과는 반대로 모터(70)의 마그네트코일(73B)로 인가시킨다. 따라서, 다음 상(相)의 마그네트코일(73B)에 자속이 발생되어 로터(도시안됨)의 자극을 밀어주게 되므로 모터(70)는 일정 회전각 만큼 다시 회전을 한다.

그리고 상기와 같은 과정이 반복되면서, 홀센서(71A,71B)들이 차레로 검출동작을 실행하게 되고 그에 따라 모터(70)의 마그네트코일(73A,73B)에 순차적으로 구동전원이 인가되므로 모터(70)는, 계속적으로 회전을 한다. 따라서, 이 모터(70)와 연동되는 헤드드럼(도시안됨)역시 회전을 하고 그에따라 이 헤드드럼에 장착된 헤드가 비디오테이프로부터 정보를 재생 혹은 기록한다.

그러나 상기와 같은 종래 모터의 구동회로는 예컨데, 마그네트코일(73A,73B)에 발생된 역기전압을 검출하거나 또는 홀센서(71A,71B)를 이용하여 위치판별을 위한 자기신호를 검출하는데,이때 이러한 검출신호는 모터(70)가 저속으로 구동될 경우에는 아주 미약하게 검출되기 때문에 이 검출신호들을 이용하여 모터(70)의 위치판단에 이용하기가 매우어려워 그에따라 모터구동제어의 신뢰성이 상당히 저화되었으며 반면에, 모터(70)가 고속으로 회전할 경우에는 위치판단을 위한 검출시간이 고속회전에 영향을 주기 때문에 이에따라 모터(70)의 구동성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 저속모드에서는 저속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행하고 모터의 회전속도가 일정속도이상으로 회전하면 고속모드제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동제어기능을 실행시키도록 하므로써, 모터의 구동속도에 관계 없이 최적의 시기에 마그네트코일에 구동제어전압을 인가하므로 이에따라 모터의 구동특성을 상당히 향상시킬 수 있는 모터의 구동회로 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 모터의 현구동조건에 맞게 최적으로 모터를 구동시키게 되므로 이에따라 구동회로의 신뢰성을 상당히 향상시킬 수 있는 모터의 구동회로 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마그네트코일에 흐르는 인덕턴스변화에 따른 테스트검출전류를 검출하는 위치검출기와, 이 위치검출기의 테스트검출전류신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에의해 저속모드의 다음 순차구동 제어신호를 출력하는 저속모드제어회로부와, 상기 마그네트코일에 발생된 역기전압신호를 검출하는 역기전압검출기와, 이 역기전압검출기에 의해 일정레벨이상으로 역기전압이 검출될 경우 고속모드동작신호를 출력하는 펄스변환기와,이 펄스변환기의 출력신호를 비교판단하여 고속구동모드 또는 저속구동모드 제어신호를 출력하는 동기비교회로부와, 이 동기비교회로부의 고속구동모드제어신호에 따라 역기전압검출기의 역기전압검출신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에 의해 고속모드의 다음순차 구동제어신호를 출력하는 고속모드 제어회로부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 모터의 구동회로를 설명하는 설명도이고,

도 2는 본 발명의 모터 구동회로를 설명하는 설명도이며,

도 3은 본 발명이 적용되는 모터의 구조설명도이고,

도 4는 본 발명의 플로우차트이며,

도 5 (a)는 본발명의 마그네트코일에 발생되는 역기전압의 파형이고,

(b)는 본발명 저속모드제어회로부의 동작파형이며,

(c)는 본발명 고속모드제어회로부의 동작파형이고,

(d)는 본발명 동기비교회로부의 출력파형이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 헤드 2 : 헤드드럼

3 : 모터 4a-c : 마그네트코일

5 : 스위칭구동부 6 : 위치검출기

7 : 저속모드제어회로부 8 : 역기전압검출기

9 : 펄스변환기 10: 동기비교회로부

11: 고속모드제어회로부 12: 로터

13: 스테이터 14: 고정프린트기판

15: 코어 16: 회전마그네트

R2:저항 TR1-TR6: 구동트랜지스터

이하,본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 구동회로는 도 2에 도시된 바와같이 브이씨알의 헤드(1)가 장착된 헤드드럼(2)을 회전구동시키기 위한 모터(3)와, 이 모터(3)의 마그네트코일(4a-c)내에 흐르는 인덕턴스변화를 검출하기 위한 테스트전류와 구동전류를 인가하는 스위칭구동부(5)와, 상기 각 상(相)의 마그네트코일(4a-c)에 흐르는 인덕턴스변화에 따른 테스트검출전류를 검출하는 위치검출기(6)와, 이 위치검출기(6)의 테스트검출 전류신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에 의해 저속모드의 다음순차 구동제어 신호를 출력하는 저속모드제어회로부(7)와, 상기 각 상(相)의 마그네트코일(4a-c)에 발생된 역기전압신호를 검출하는 역기전압검출기(8)와, 이 역기전압검출기(8)에의해 일정레벨이상으로 역기전압이 검출될 경우 고속모드 동작신호를 출력하는 펄스변환기(9)와, 이 펄스변환기(9)의 출력신호를 비교판단하여 고속구동모드 또는 저속구동모드 제어신호를 출력하는 동기비교회로부(10)와, 이 동기비교회로부(10)의 고속구동모드 제어신호에 따라 역기전압검출기(8)의 역기전압검출신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정신호에 의해 고속모드의 다음순차 구동제어 신호를 출력하는 고속모드 제어회로부(11)로 이루어진다.

그리고 상기 스위칭구동부(5)에는, 각 상(相)의 마그네트코일(4a-4c)에 회전위치검출 위한 테스트펄스신호나 구동전압을 인가하는 구동트랜지스터들(TR1-TR6)이 일정 결선법 예컨데, "Y"결선에 따라 마그네트코일(4a-4c)에 각각 연결되는데, 이때 구동트랜지스터(TR1,TR3,TR5)의 콜렉터단에는 바이어스전압(VCC)이 연결되어 있고, 상기 구동트랜지스터(TR1,TR3,TR5)의 에미터단과 구동트랜지스터(TR2,TR4,TR6)의 콜렉터단이 연결되는 공통연결점에는 각 상(相)의 마그네트코일들(2a-2c)이 각각 연결되어 있으며, 상기 구동트랜지스터(TR1-TR6)의 각 베이스단은 고속모드 제어회로부(11)와 저속모드 제어회로부(7)에 연결되어 있다. 또한, 상기 구동트랜지스터들(TR2,TR4,TR6)의 각 에미터단에는 저항(R2)을 거처 접지단에 연결되어 있다.

여기서, 상기 스위칭구동부(5)의 저항(R2)은 각 상(相)의 마그네트코일(4a-4c)에 흐르는 인덕턴스변화에 따른 펄스형태의 검출전류차신호에 대한 출력을 전압의 형태로 변환시킨다.

또한 상기 모터(3)는, 도 3에 도시된 바와같이 크게 로터(12)와 스테이터(13)로 구성되는데, 이때 이 스테이터(13)는 헤드드럼(2)의 하부에 설치된 고정프린트기판(14)에 마그네트코일(4a-4c)이 감겨진 코어(15)의 형태로 설치되어 있으며, 이 스테이터(13)의 대향되는 위치에는 일정한 갭을 두고 그 회전원통내면으로 엔,에스(N,S)극의 회전마그네트(16)가 다수개 착자된 로터(12)가 설치된다.

다음에는 상기와 같은 본 발명의 구동회로에 적용되는 제어방법을 설명한다.

먼저, 브이씨알시스템에 모드신호가 설정되면 고속 혹은 저속모드 제어부들이 도 4에 도시된 바와같이 초기상태(S1)에서 저속모드 판단단계(S2)로 진행하여 현재 동기비교회로부의 출력신호가 로우신호인지 즉, 저속모드인지를 판단한다. 그리고, 상기 저속모드 판단단계(S2)중에 판단한 결과 만약 동기비교회로부의 출력신호가 로우신호일 경우에는 예컨데, 모터가 정지상태나 저속상태에 있을경우에는 저속모드 실행단계(S3)로 진행하여 모터를 강제구동시킨다. 또한, 상기 저속모드실행단계(S3)후에 저속위치검출단계(S4)로 진행하여 각상의 마그네트코일에 테스트 검출전류를 인가하여 인덕턴스변화에 따른 검출전류차신호를 검출하고 그 검출된 검출전류차신호를 비교판단하여 모터의 현위치정보를 산출한다. 그리고, 상기 저속위치검출단계(S4)후에 저속구동모드실행단계(S5)로 진행하여 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일의 다음 구동순차를 결정하여 모터를 저속으로 구동시킨다. 또한, 상기 저속구동 모드실행단계(S5)후에 저속모드 재판단단계(S6)로 진행하여 현재 동기비교회로부의 출력신호가 계속 로우신호 즉, 저속모드인지를 판단한다. 그리고, 상기 저속모드 재판단단계(S6)중에 판단한 결과 만약 동기비교회로부의 출력신호가 로우신호일 경우에는 예컨데, 모터가 정지상태나 저속상태로 계속 있을 경우에는 전단계(S5)로 복귀하여 루프를 반복수행한다.

즉, 브이씨알시스템에 모드신호가 설정되면 그 설정된 모드신호에 적합한 회전속도로 모터(3)가 구동되는데, 이때 처음 구동시에는 역기전압검출기(8)로부터 역기전압이 검출되지 않기 때문에 펄스변환기(9)의 출력신호가 로우신호로 동기비교회로부(10)로 입력된다. 따라서, 이 동기비교회로부(10)가 저속구동모드를 설정하는 로우신호를 출력하고 그에따라 저속모드 제어회로부(7)가 동작되어 스위칭구동부(5)를 통해 모터(3)를 강제구동시킨다. 그리고, 이 저속모드제어회로부(7)는 모터(3)의 로터(12)가 일정 회전하여 스테이터(13)와의 상대적인 운동을 하게 될 경우 스위칭구동부(5)의 구동트랜지스터(TR1-TR6)의 베이스단에 구동테스트전류 제어신호(T1-T6)를 각 상(相)별로 전류방향을 서로 바꿔가며 설정된 순차의 해당코어(15)의 자속이 포화될때까지 순차적으로 인가시켜 준다. 그리고, 저속모드 제어회로부(7)는 그 인가된 테스트전류에 따른 검출전류차 신호를 위치검출기(6)를 통해 계속 검출하고 그 검출된 검출전류차 신호를 각 상별로 판단하여 모터의 현위치정보를 산출한다. 또한, 저속모드 제어회로부(7)는 그 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일(4a-c)의 다음 구동순차를 결정하여 모터(3)를 구동시킨다. 이때, 만약 모터(3)의 속도가 저속일 경우는 도 5(a)의 "ΔL"처럼 역기전압검출기(8)에 의해 역기전압이 미약하게 검출된다. 따라서, 동기비교회로부(10)의 출력신호는 계속 로우신호를 유지하게 되므로 저속일 경우에는 고속모드 제어회로부(11)는 동작을 하지 않는다. 그러므로, 모터(3)가 저속으로 구동될 경우에는 도 5의 (b)에 도시된 바와같이 저속모드 제어회로부(7)가 동작되어 인덕턴스변화에 따른 검출전류차 신호를 이용하여 모터의 위치를 판단하고 그 판단된 결과에 따라 스위칭구동부(5)를 제어하게 된다.

한편, 상기 저속모드 재판단단계(S6)중에 판단한 결과 만약 동기비교회로부의 출력신호가 로우신호가 아닐 경우에는 예컨데, 모터가 고속상태에 있을경우에는 고속모드실행단계(S7)로 진행하여 모터를 고속모드로 제어하게 된다. 그리고 이 고속모드 실행단계(S7)후에 고속위치검출단계(S8)로 진행하여 각상의 마그네트코일로부터 역기전압을 검출하고 그 검출된 각상별 역기전압신호를 비교판단하여 모터의 현위치정보를 산출한다.그리고, 상기 고속위치검출단계(S8)후에 고속구동모드실행단계(S9)로 진행하여 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일의 다음 구동순차를 결정하여 모터를 고속으로 구동시킨다.

즉, 모터(3)의 로터(12)가 스테이터(13)와의 상대적인 운동을 계속하여 일정속도에 이르면 각상의 마그네트코일(4a-c)에는 도 5(a)의 "ΔH"에 도시된 바와같이 역기전압검출기(8)에 의해 역기전압신호가 일정크기이상으로 검출된다. 그러면, 이 역기전압검출기(8)는 그 검출된 각 상별 역기전압 검출신호를 펄스변환기(9)로 입력시키고 그에따라 이 펄스변환기(9)는 동기비교회로부(10)로 하이신호를 입력시킨다. 따라서, 이 동기비교회로부(10)역시 모터(3)의 고속에 따른 하이신호를 도 5의 (d)에 도시된 바와같이 고속모드 제어회로부(11)로 인가시킨다. 이때, 저속모드 제어회로부(7)는 동기비교회로부(10)의 출력신호가 하이신호이므로 동작을 하지 않는다. 따라서, 상기 고속모드 제어회로부(11)는 도 5의 (c)에 도시된 바와같이 상기 동기비교회로부(10)의 하이신호에 따라 동작되어 역기전압검출기(8)로부터 검출되는 각상별 역기전압신호의 전기각을 제로크로싱하여 모터의 현위치정보를 산출한다. 또한, 고속모드 제어회로부(11)는 그 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일(4a-c)의 다음 구동순차를 결정하여 스위칭구동부(5)로 인가시킨다. 그러면, 이 스위칭구동부(5)의 해당 구동트랜지스터(TR1-TR6)는 베이스단으로 입력된 구동제어신호에 따라 구동되어 바이어스전압을 모터(3)의 해당 마그네트코일(4a-c)로 인가시킨다. 따라서, 모터(3)의 해당 마그네트코일(4a-c)에 자속이 발생되어 로터(12)의 회전마그네트(16)을 끌어당기게 되므로 모터(3)는 일정 회전각만큼 회전하게 된다.

따라서 본 발명에 의하면, 모터(3)가 정지시나 저속일때는 저속모드제어회로부(7)에 의해서, 고속일때는 고속모드 제어회로부(11)에 의해서 모터(3)의 구동이 제어되므로 모터(3)의 구동조건이 바뀌더라도 그에 맞게 시스템이 대응하여 최적으로 모터(3)를 구동시킬 수 있다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은, 저속모드에서는 저속모드 제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동 제어기능을 실행하고 모터의 회전속도가 일정속도이상으로 회전하게되면 고속모드 제어회로가 동작되어 위치판별 및 모터구동 제어기능을 실행시키도록 하므로써, 모터의 구동속도에 관계 없이 최적의 시기에 마그네트코일에 구동제어전압을 인가하므로 이에따라 모터의 구동특성을 향상시킬 수 있음은 물론, 모터의 현 구동조건에 맞게 최적으로 모터를 구동시키게 되므로 이에따라 구동회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 모터(3)의 마그네트코일(4a-c)내에 흐르는 인덕턴스변화를 검출하기위한 테스트전류와 구동전류를 인가하는 스위칭구동부(5)가 구비된 모터의 구동회로에 있어서,

   상기 마그네트코일(4a-c)에 흐르는 인덕턴스변화에 따른 테스트 검출전류를 검출하는 위치검출기(6)와, 이 위치검출기(6)의 테스트 검출전류신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치결정 신호에 의해 저속모드의 다음순차 구동제어신호를 출력하는 저속모드 제어회로부(7)와, 상기 마그네트코일(4a-c)에 발생된 역기전압신호를 검출하는 역기전압검출기(8)와, 이 역기전압검출기(8)에의해 일정레벨이상으로 역기전압이 검출될 경우 고속모드 동작신호를 출력하는 펄스변환기(9)와, 이 펄스변환기(9)의 출력신호를 비교판단하여 고속구동모드 또는 저속구동모드 제어신호를 출력하는 동기비교회로부(10)와,이 동기비교회로부(10)의 고속구동모드 제어신호에 따라 역기전압검출기(8)의 역기전압 검출신호를 비교판단하여 모터의 현위상를 판단하고 그 판단된 위치 결정신호에 의해 고속모드의 다음순차구동 제어신호를 출력하는 고속모드 제어회로부(11)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 구동회로.
2. 모터 구동시 모터가 정지상태에 있거나 저속상태에 있는지를 판단하는 저속모드 판단단계와, 이 저속모드 판단단계중에 판단한 결과 모터가 현재 정지상태나 저속상태에 있을 경우에는 저속모드가 실행되어 각상의 마그네트코일에 테스트 검출전류를 인가하여 인덕턴스변화에 따른 검출전류차 신호를 검출하고 그 검출된 검출전류차 신호를 비교판단하여 모터의 현위치정보를 산출하는 저속위치 검출단계와,이 저속위치 검출단계후에 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일의 다음 구동순차를 결정하여 모터를 저속구동모드로 구동시키는 저속구동모드 실행단계와,이 저속구동모드 실행단계후에 모터가 정지상태에 있거나 저속상태에 있는지를 판단하는 저속모드 재판단단계와, 이 저속모드 재판단단계중에 판단한결과 모터의 현재 속도가 저속상태에 있지 않을 경우는 각상의 마그네트코일로부터 역기전압을 검출하고 그 검출된 각상별 역기전압 신호를 비교판단하여 모터의 현위치정보를 산출하는 고속위치 검출단계와, 이 고속위치 검출단계후에 산출된 모터의 현위치정보를 근거로 마그네트코일의 다음 구동순차를 결정하여 모터를 고속구동모드로 구동시키는 고속구동모드 실행단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 구동회로의 제어방법.

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