KR100335742B1

KR100335742B1 - 직류전동기의 제어 회로 및 방법

Info

Publication number: KR100335742B1
Application number: KR1020000013575A
Authority: KR
Inventors: 우경욱; 최재권
Original assignee: 우경욱; 주식회사 케이엠아이
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2002-05-09
Also published as: KR20010091657A

Abstract

본 발명은 저속제어가 용이함은 물론, 설정한 회전수만큼 모터를 구동하는 모드, 외부 신호가 입력될 때에만 모터를 설정된 속도로 구동하는 모드 및 정속 모드등 다양하고 정교한 제어를 수행할 수 있도록 한 직류전동기의 제어 회로 및 방법에 관한 것으로, 전체회로의 중앙제어를 수행하는 제어수단과, 메모리수단과, 상기 제어수단 및 표시수단에 연결되어, 계산모드 및 계속모드에 대한 키입력을 수행하고, 상기 표시수단에 구동 명령을 출력하는 키입력수단과, 상기 제어수단의 PWM출력신호에 의해 모터를 구동시키는 모터구동수단과, 상기 모터의 회전을 감지한 검출신호와, 상기 검출신호와 구형파 발생수단으로부터 발생되는 구형파 신호를 결합하여 상기 제어수단으로 각각 제공하는 회전속도 검출수단와, 교류전원으로부터 소정 주파수의 구형파를 추출하여 상기 회전속도 검출수단 및 제어수단에 제공하는 구형파 발생수단과, 외부에서 입력되는 직류신호를 검출하여, 이에 따른 제어신호를 상기 제어수단에 제공하는 직류신호 입력수단으로 구성된 것이다.

Description

직류전동기의 제어 회로 및 방법{A CONTROL CIRCUIT AND METHOD FOR DIRECT CURRENT MOTOR}

본 발명은 직류전동기(DC-MOTOR)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저속제어가 용이함은 물론, 설정한 회전수만큼 모터를 구동하는 모드, 외부 신호가 입력될 때에만 모터를 설정된 속도로 구동하는 모드 및 정속 모드등 다양하고 정교한 제어를 수행할 수 있도록 한 직류전동기의 제어 회로 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 직류전동기는 직류 전력으로 구동하는 전동기로, 속도조절이 용이하기 때문에 전차, 엘리베이터 또는 그 밖의 다양한 기계 기구장치에 사용된다.

또한, 직류전동기는 어떤 제품을 제조하는 다단계 공정에 있어서, 상기 공정중 정확한 양의 원료를 투입하는 장치의 모터구동제어로 사용되는 경우가 있는데, 이때에는 상기 모터의 회전속도 또는 회전량이 매우 정밀해야 한다.

예를 들어, 원료를 투입하기 위한 관이 있고, 이 관 내부에 스크류가 장착되며, 이 스크류는 모터에 의해 구동된다고 할 때 상기 스크류의 회전수는 원료를 관밖으로 토출시키는 양과 매우 밀접한 관계를 가지게 되고, 이는 제품생산의 중요한 공정을 차지하게 된다. 결국 상기 스크류를 구동시키는 것을 모터이기 때문에 상기 모터의 제어(회전량 또는 속도(RPM)))는 그 만큼 정교해야 하는 기술적인 면이 필요하였다.

본 발명은 상기한 배경하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저속제어 및 정밀제어가 가능하도록 한 직류전동기의 제어회로 및 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 임의로 설정한 회전수만큼만 모터를 회전시키는 정밀구동제어와, 외부 신호가 입력될 때에만 모터를 임의로 설정된 속도로 회전시키는 구동제어와, 설정한 속도에 따라 모터를 항상 정속 회전시키는 구동제어를 충족하는 직류전동기의 제어회로 및 방법을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터구동표시LED 및 직류입력표시LED를 포함하는 래치와, 상기 래치를 제어하는 마이컴으로 이루어져 전체회로의 중앙제어를 수행하는 제어수단과, 상기 제어수단에 연결되어 제어프로그램 및 데이터를 제공하는 메모리수단과, 상기 제어수단 및 표시수단에 연결되어, 계산모드 및 계속모드에 대한 키입력을 수행하고, 상기 표시수단의 7세크먼트LED에 구동 명령을 출력하는 키입력수단과, 상기 키입력수단의 명령에 따라 적어도 하나 이상의 7세크먼트LED를 구동시키는 표시수단과, 상기 제어수단의 PWM출력신호에 의해 모터를 구동시키는 모터구동수단과, 상기 모터의 회전을 감지한 검출신호와, 상기 검출신호와 구형파 발생수단으로부터 발생되는 구형파 신호를 결합하여 상기 제어수단으로 각각 제공하는 회전속도 검출수단과, 교류전원으로부터 소정 주파수의 구형파를 추출하여 상기 회전속도 검출수단 및 제어수단에 제공하는 구형파 발생수단과, 외부에서 입력되는 직류신호를 검출하여, 이에 따른 제어신호를 상기 제어수단에 제공하는 직류신호 입력수단과, 위치독기능으로, 상기 제어수단을 리세트 시켜주는 리세트수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 제어수단 및 메모리수단의 상세 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 키입력수단 및 표시수단의 상세 회로도,

도 4는 본 발명에 따른 모터구동수단의 상세 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 회전속도 검출수단 및 구형파 발생수단의 상세 회로도,

도 6은 본 발명에 따른 직류신호 입력수단과 리세트수단의 상세 회로도,

도 7은 본 발명에 따른 제어회로의 중요부분의 파형도,

도 8은 본 발명에 따른 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제어수단 20: 메모리수단

30: 키입력수단 40: 표시수단

50: 모터구동수단 60: 회전속도 검출수단

70: 구형파 발생수단 80: 직류신호 입력수단

90: 리세트수단

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 블록도로서, 마이콤(MICOM)을 포함하고, 본 발명에 따른 모터의 중앙제어를 수행하는 제어수단(10)과, 본 발명에 따른 제어의 방법 및 데이터를 저장하고, 상기 제어수단(10)의 요구에 따라 데이터를 제공하는 메모리수단(20)과, 숫자입력키등을 포함하고, 설정된 키입력 값에 따른 신호를 상기 제어수단(10) 및 표시수단(40)에 제공하는 키입력수단(30)과, 상기 키입력수단(40)에 의해 제공된 신호와 상기 제어수단(10)의 제어에 의해 복수개의 7세크먼트 LED를 구동하는 표시수단(40)과, 상기 제어수단(10)의 구동제어신호에 의해 모터를 구동 출력하는 모터구동수단(50)과, 상기 모터구동수단(50)에 의해 회전하는 모터의 동작(회전)을 감지하여 그에 따른 신호를 상기 제어수단(10)으로 입력하는 회전속도 검출수단(60)과, 교류전원으로부터 소정 주파수의 구형파를 추출하여 이에 따른 구형파 신호를 상기 회전속도 검출수단(60)을 통해 제어수단(10)으로 또는, 제어수단(10)으로 직접 입력하는 구형파 발생수단(70)과, 외부로부터 발생된 직류신호를 입력받아 이에 따른 제어신호를 상기 제어수단(10)으로 입력하는 직류신호 입력수단(80)과, 일정시간동안 상기 제어수단(10)이 동작하지 않을 때 워치독(WATCH-DOG)기능으로써, 상기 제어수단(10)을 자동 리세트 시켜주는 리세트수단(90)으로 구성된다.

도 2는 상기 제어수단(10) 및 메모리수단(20)을 보다 상세히 나타낸 회로이다.

도시된 바와 같이, 마이컴(11)에는 8개의 데이터선과, 단자(PA2) 및 단자((G)LE)를 통해 래치(12)가 연결되고, 상기 래치(12)에는 모터의 구동을 표시하는 모터회전표시LED(L1)와 외부로부터의 직류신호의 입력이 있을 때 이를 표시하는 직류입력표시LED(L2)가 연결되어있다. 또한, 상기 마이컴(11)에는 롬(21)과 래치(22)가 연결되며, 상기 마이컴(11)의 단자(DS)(R/W)가 낸드게이트(23)를 통해 상기 롬(21)의 단자(OE)(EP)에 연결되고, 상기 마이컴(11)의 단자(AS)가 상기 래치(22)의 단자(C)에 연결되도록 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 키입력수단(30) 및 표시수단(40)의 상세 회로도로서, 상기 제어수단(10)의 마이컴(11)의 단자(PA3)(PA4)(PA5)가 키입력수단(30)의 버퍼(31)(32) 및 래치(33)에 연결되고, 상기 버퍼(31)의 단자(A1)(A3)에는 사이클모드(CYCLE) 스위치신호와 계산모드(CAL) 스위치신호가 입력되도록 연결되며, '1'의 자리 7세그먼트LED(43)를 키입력하는 스위치(S1)가 연결된다.

또한, 상기 버퍼(32)에는 '10'의 자리 7세그먼트LED(42)를 키입력하는 스위치(S2)와, '100'의 자리 7세그먼트LED(41)를 키입력하는 스위치(S3)가 연결되고, 상기 제어수단(10)의 데이터버스(DB)가 상기 버퍼(31)(32) 및 래치(33)에 연결된다.

또한, 상기 래치(33)로부터 표시수단(40)으로 출력되는 데이터단자중 '1'의 자리 7세그먼트LED(43)를 구동하는 1개 출력라인(RE)이 후술하는 리세트수단(90)에 연결되도록 구성되며, 상기 표시수단(40)은 상기 래치(33)의 출력에 의해 각 세크먼트 LED(41-43)를 구동하게 된다.

한편, 본 제어회로에 따른 제1스위치(SW1)는 3단 스위치로, 계산모드(CAL)로 절환시 상기 버퍼(31)의 입력단(A3)에 로우(LOW)신호가 입력된다.

도 4는 본 발명에 따른 모터 구동수단(50)의 상세 회로도이다.

도시된 바와 같이, 전원(AC)의 한 입력단에는 본 제어회로의 제2스위치(SW2) 가 연결되어, 스위치 절환시 계속모드(CON), 중립, 사이클모드(CYCLE)로 절환할 수 있다.

또한, 상기 제2스위치(SW2)를 통한 입력단은 브리지다이오드(BD1)에 연결되고, 상기 브리지다이오드(BD1)의 출력단이 캐패시터(C1)(C2) 및 저항(R1)(R2)을 거쳐 모터(M)의 일단에 연결되며, 동시에 직렬 연결된 다이오드(D1) 및 전계효과트랜지스터(FET)의 양단에 연결되고, 상기 다이오드(D1)의 양단에 제3스위치(SW3)를 통해 모터(M)가 연결된다. 상기 제3스위치(SW3)는 스위치 절환으로 모터(M)의 정,역회전을 제어한다.

한편, 상기 제어수단(10)으로부터 출력되는 펄스폭변조신호(PWM)가 저항(R6)을 통해 포토커플러(PT1)의 발광부에 연결되고, 그 수광부의 에미터단이 상기 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트에 연결된다. 미설명 부호 R3-R5는 저항, C3는 캐패시터, ZD1은 제너다이오드이고, SS는 상기 모터(M)의 회전을 검출하는 센서다.

도 5는 본 발명에 따른 회전속도 검출수단(60) 및 구형파 발생수단(70)의 상세 회로도로서, 상기 모터(M)의 회전을 검출하는 센서(SS)의 출력이 저항(R7) 및 캐패시터(C4)를 통해 D플립플럽(61)의 클럭단자(CLK)에 연결되고, 상기제어수단(10)의 래치(12)의 출력단자(Q6)가 D플립플럽(61)의 입력단자(R)에 연결되고, 상기 D플립플럽(61)의 출력단자(Q)가 상기 제어수단(10)의 단자(PA2)에 연결됨과 동시에 낸드게이트(62)의 일입력단자에 입력되고, 상기 낸드게이트(62)의 출력이 일입력에 전원(Vcc)이 인가되는 낸드게이트(63)의 다른 입력단에 연결되고, 상기 낸드게이트(63)의 출력이 상기 제어수단(10)의 단자(IRQ)에 연결되도록 구성된다.

한편, 구형파 발생수단(70)은 전원(AC)이 바리스터(ZN), 캐패시터(C5) 및 저항(R8)을 통해 브리지다이오드(BD2)에 연결되고, 상기 브리지다이오드(BD2)의 출력이 제너다이오드(ZD2) 및 저항(R9)(R10)을 통해 포토커플러(PT2)의 발광부에 연결되며, 그 수광부의 출력단이 저항(R11)(R12) 및 캐패시터(C6)를 통해 D플립플럽(71)의 클럭단자(CLK)에 연결된다. 상기 D플립플럽(71)의 단자(R)에는 상기 제어수단(10)의 래치(12)의 출력단(Q2)이 연결되고, 상기 D플립플럽(71)의 출력단(Q)이 상기 마이컴(11)의 입력단자(PA6)에 연결되도록 구성된다. 여기서 미설명 부호 C7은 캐패시터이다.

도 6은 본 발명에 따른 직류신호 입력수단(80)과 리세트수단(90)의 상세 회로도로서, 상기 직류신호 입력수단(80)은 직류전원(DC)이 저항(R13,R14)(R15,R16)을 통해 브리지다이오드(BD3)에 연결되고, 상기 브리지다이오드(BD3)의 출력단이 저항(R17-R20), 제어다이오드(ZD3) 및 트랜지스터(Q1)(Q2)를 통해 포토커플러(PT3)의 발광부에 연결된다. 또한, 상기 포토커플러(PT3)의 출력단이 저항(R21) 및 캐피시터(C8)를 통해 상기 제어수단(10)의 마이컴(11)의 입력단자(PA0)에 연결되도록구성된다.

한편, 리세트수단(90)은 상기 키입력수단(30)의 래치(33)의 라인출력(RE)이 분압저항(R29-R30)을 통해 트랜지스터(Q4)의 베이스에 입력되고, 상기 트랜지스터(Q4)의 출력단이 타이머(91)의 단자(TRIG)(THR)에 입력되며, 상기 타이머(91)의 단자(RST)에는 저항(R22-R24), 캐패시터(C9) 및 트랜지스터(Q3)로 이루어진 회로의 출력단이 연결된다. 또한, 상기 타이머(91)의 출력단(OUT)이 저항(R25)을 통해 상기 제어수단(10)의 마이컴(11)의 리세트단자(RESET)에 연결되도록 구성된다. 여기서 미설명 부호, R27,R26은 저항이다.

이상과 같이 구성시켜서된 본 발명의 동작을 도 7의 파형도를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 5의 구형파 발생수단(70)의 입력단으로 교류전원(AC: 50/60Hz)이 (A)와 같이 입력되면, 입력된 전원(AC)은 브리지다이오드(BD2)를 통해 전파 정류되고, 제너다이오드(ZD2) 및 저항(R9)(R10)을 거쳐 리미트되어 포토커플러(PT2)를 도통시킨다. 따라서, 상기 포토커플러(PT2)의 출력단에는 (B)와 같은 구형파(100/120Hz) 출력이 발생되며, 이신호는 D플립플럽(71)의 클럭단(CLK)에 클럭신호을 제공하게 된다.

한편, 상기 마이컴(11)은 래치(12)의 출력단(Q2)을 통해 (C)와 같은 구형파를 출력하여 상기 D플립플럽(71)의 입력단(R)으로 입력하여 주어, 상기 D플립플럽(71)은 그 출력단(Q)으로 (D)와 같이 반전된 파형을 출력하여 마이컴(11)의 입력단자(PA6)로 입력하여 주고, 동시에 낸드게이트(62)의 일입력단에 인가한다. 따라서, 마이컴(11)은 상기 단자(PA6)로 입력되는 파형을 통해 전원 파형을 인지하게 된다.

또한, 모터(M)의 회전신호를 검출하는 센서(SS)의 (E)와 같은 파형 출력이 D플립플럽(61)의 클럭단(CLK)에 클럭신호로 제공되고, 상기 제어수단(10)의 래치(12)의 출력단(Q6)에서 발생되는 (F)와 같은 출력이 D플립플럽(61)의 입력단(R)에 제공되어 상기 D플립플럽(61)의 출력단(Q)은 (G)와 같은 파형을 출력하여 마이컴(11)의 단자(PA2)로 입력하고, 동시에 상기 낸드게이트(62)의 일단에 입력된다. 따라서, 상기 낸드게이트(62)를 통해 상기 파형(D)과 파형(G)이 합쳐지고, 또 낸드게이트(63)을 통해 (H)와 같은 파형을 출력하여 상기 마이컴(11)의 입력단(IRQ)으로 입력하여 주게 된다. 결국, 마이컴(11)은 상기 단자(PA2)로 입력되는 신호를 통해 현재 모터(M)의 속도를 검출하게 된다.

한편, 제어수단(10)의 래치(12)의 출력단(Q5)으로부터 출력되는 (I)와 같은 PWM출력신호는 모터구동수단(50)에 인가되는바, 먼저, 상기 모터구동수단(50)에 입력되는 전원(AC)은 브리지다이오드(BD1), 저항(R1)(R2) 및 캐패시터(C1)(C2)를 통해 정류되어 (J)와 같은 전파정류 신호를 모터(M)로 인가하게 된다. 이때, 상기 PWM제어신호는 저항(R6)을 거쳐 포토커플러(PT1)를 턴온시키고, 상기 포토커플러(PT1)의 출력단에는 상기 (I)신호의 반전된 파형이 출력되어 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트에 인가된다. 따라서, 다이오드(D1)의 양단, 즉 상기 모터(M)에는 상기 전계효과트랜지스터(FET)가 턴온되는 시점에 따른 (K)와 같은 파형의 출력이 인가되어 상기 PWM제어신호에 따라 모터(M)의 속도를 제어하게 된다.이는 결국, 상기 PWM제어신호의 듀티폭에 따라 모터(M)의 초저속제어가 가능하게 된다.

또한, 제어수단(10)의 마이컴(11)은 출력단(PA2)(PA3)(PA4)으로 각각 래치(12), 버퍼(31)(32)로 (L)과 같은 파형을 출력하고, 출력단(PA5)으로는 (M)과 같은 파형의 출력을 수행하여 각각의 신호 입출력을 제어한다.

한편, 도 6의 직류신호 입력수단(80)은 직류신호(5~24V)가 저항(R13~16)을 통해 브리지다이오드(BD3)에 입력되어 정류되고, 그 출력이 저항(R17~R20), 제너다이오드(ZD3) 및 트랜지스터(Q1)(Q2)를 통해 포토커플러(PT3)의 입력단에 입력(대략 DC 1V)된다. 따라서, 상기 포토커플러(PT3)는 턴온되어 그 출력단이 로우레벨상태가 되며, 이 신호는 제어수단(10)의 마이컴(11)의 입력단(PA0)에 입력되어 상기 마이컴(11)은 상기 입력단(PA0)에 로우레벨신호가 입력되면, 직류전압이 인가되었음을 인식하게 된다.

또한, 도 6의 리세트수단(90)은 워치독(WATCH-DOG) 회로로서, 상기 키입력수단(30)의 래치(33)의 출력신호중 표시수단(40)으로 인가되는 '1'자리 7세그먼트(43)의 신호에서, 구동출력신호나 모터회전이 없을 때에는 RE신호가 로우레벨이 된다. 따라서, 상기 RE신호는 리세트수단(90)의 저항(R28~R30)을 거쳐 트랜지스터(Q4)를 턴오프시켜, 타이머(91)의 단자(DISC) 및 단자(TRIG)(THR)에는 하이레벨신호가 입력된다. 이러한 하이레벨신호가 일정시간 약 7초동안 게속되면, 상기 타이머(91)는 출력단(OUT)으로 로우레벨신호를 출력한다. 따라서 상기 로우레벨신호에 따른 리세트(RESET)신호는 마이컴(11)의 리세트(RESET)단에 입력되어마이컴(11)은 리세트되는 것이다.

한편, 본 발명에 따르자면, 본 발명은 계산모드(CAL), 계속모드(CON) 및 사이클모드(CYCLE)로 제어되는 것을 특징으로 하는데, 먼저, 상기 계산모드(CAL)는 어떤 설정된 카운트에 해당하는 모터의 회전수만큼만 모터를 구동시키는 것이다.

예를 들어, '1카운트=5개펄스'로 설정한다. 여기서 5개의 펄스는 모터(M)내에 형성된 자석을 통해 모터축이 1회전하는데 센서(SS)를 통해 검출되는 펄스의 갯수이며, 5개의 펄스가 센서(SS)를 통해 검출되면, 모터축은 1회전 한 것이고, 카운트는 '1'이 되는 것이다. 따라서, 상기 카운트를 '100'으로 설정하게 되면, 상기 센서(SS)를 통해 검출되는 펄스가 '500'개 검출되는 시점까지 모터(M)를 구동한 후 정지시키는 제어이다. 이러한 제어는 전술한 바와 같이, 스크류가 내장된 원료 투입관에서 토출되는 원료량을 정확히 하기 위해 상기 스크류를 정확히 구동제어하기 위함이다.

또한, 상기 계속모드(CON)는 사용자가 설정한 모터회전속도(RPM개념)로 모터(M)를 구동하는 것이다. 그 속도 제어방법은 '1카운트=5개펄스'로 설정할 때, 5개의 펄스가 입력되는 시간(속도)을 계산하여 상기 설정된 속도와 비교하여 모터(M)의 구동 속도를 가감 제어하는 것이다.

또한, 사이클모드(CYCLE)는 본 회로에 외부로부터 직류신호가 입력되는 경우에만 설정된 속도로 모터(M)를 구동하는 것이다.

상기와 같이 구성 및 동작되는 본 발명에 따른 제어 방법을 도 8을 통해 상세히 알아본다.

먼저, 전원이 인가되면, 마이컴(11)은 현재 모드가 계산모드(CAL)인가를 판단한다(S1 과정). 이때의 판단과정은 스위치(SW1)가 계산모드(CAL)로 절환되고, 동시에 스위치(SW2)가 사이클모드(CYCLE)로 절환(전원을 모터(M)에 공급하기 위해)되어, 키입력수단(30)의 버퍼(31) 단자(A1)(A3)에는 로우신호가 입력되고, 이 신호가 데이터버스(DB)를 통해 제어수단(10)의 마이컴(11)에 입력되는가의 여부로 판단된다.

따라서, 상기 마이컴(11)의 단자로 상기 CAL신호가 입력되어, 계산모드(CAL)로 판단되면, 카운트를 설정한다. 여기서는 일례로 '100'을 기준으로 하며, 이 수치는 모터(M)가 어떤 회전수만큼 동작을 수행하기 위해 최적의 수치를 세팅해 놓은 것이다(S2 과정).

상기 과정(S2)에서 카운트가 설정되면, 이 설정된 카운트를 읽어 들인다(S3 과정). 카운트의 설정은 사용자가 키입력수단(30)의 스위치(S1~S3)를 이용하여 세팅하며, 예를 들어 '100'을 세팅하면 표시수단(40)의 7세그먼트LED(41~43)에 '100'이 점등되고, 동시에 마이컴(11)의 단자에 DB를 통해 이 신호가 입력된다.

그리고 모터(M)의 회전수를 계산한다(S4 과정). 모터(M)의 회전수는 전술한 바와 같이, 모터(M)축의 1회전시 회전속도 검출수단(60)으로부터 마이컴(11)의 단자(PA2)로 입력되는 펄스의 개수를 인식하여 계산한다. 따라서 모터(M) 1회전당 5개의 펄스가 검출되면, 카운트 '100'에 대해 총 입력되야할 펄스수는 '500'개가 된다.

그리고 모터 구동수단(50)으로 모터(M) 구동신호를 출력하여 모터(M)를 구동시킨다(S5 과정). 따라서, 제어수단(10)은 래치(12)의 단자(Q5)로 소정의 PWM신호를 출력하여, 모터구동수단(50)을 구동시킨다. 그리고, 상기 회전속도 검출수단(60)으로부터 입력되는 펄스신호를 검출하여, 상기 설정된 카운트가 '0'인가를 판단한다(S6 과정). 여기서 상기 카운트가 '0'이 아니라면 카운트를 '1'감소(discount)하고, 상기 카운트 읽기 과정(S3)으로 리턴한다(S7 과정). 만약 상기 과정(S6)에서 카운트가 '0'이면, 설정된 카운트'100'동안 모터(M)구동을 수행한 것으로 인식하여 모터(M)를 정지시키고, 프로그램을 종료한다(S8 과정).

한편, 상기 계산모드(CAL) 판별과정(S1)에서, 계산모드(CAL)가 아니라면 계속모드(CON)인가를 판단한다(S9 과정). 상기 판단과정(S9)에서 계속모드(CON)로 판별되면, 설정된 카운트를 읽어 들인다(S10 과정). 그리고 모터(M)의 회전수를 계산한다(S11 과정).

상기 계속모드(CON)는 모터구동수단(50)의 스위치(SW2)가 CON으로 절환된 상태이고, 키입력수단(30)을 통해 표시수단(40)으로 어떤 속도에 따른 수치(RPM)를 설정하면 카운트당 입력되는 펄스의 수를 검출하여 속도를 산출할 수 있다.

그리고 모터 구동수단(50)으로 회전수에 따른 모터(M) 구동신호를 출력하여 모터(M)를 구동시킨다(S12 과정).

그리고, 상기 모터(M)의 속도를 검출하여 모터(M)가 계산된 속도로 회전되는가를 판단한다(S13 과정). 여기서 계산된 속도로 모터(M)가 회전한다면 상기 카운트 읽기 과정(S10)으로 리턴하고, 상기 모터(M)가 계산된 속도로 회전하지 않는다면 계산된 속도보다 모터(M)의 속도가 더 큰가를 판단한다(S14 과정). 여기서 계산된 속도보다 모터(M)의 현재속도가 작다면, 모터구동수단(50)에 인가되는 PWM펄스의 듀티폭을 증가하여 모터(M)의 회전수를 증가시킨다(S16 과정). 상기 계산된 속도보다 모터(M)의 현재 속도가 크다면, 모터구동수단(50)에 인가되는 PWM펄스의 듀티폭을 감소하여 모터(M)의 회전수를 감소시킨다(S15 과정). 그리고, 상기 과정(S15,S16)후에는 상기 카운트 읽기 과정(S10)으로 리턴한다.

또한, 상기 계속모드(CON)인가를 판별하는 과정(S9)에서, 계속모드(CON)가 아니라면, 이는 사이클모드(CYCLE)로 인식하고 그에 따른 과정을 수행하는 바, 먼저, 모터(M) 회전수에 표준값(임의의 값)을 설정시킨다(S17 과정). 그리고, 이 설정된 카운트를 읽어 들인다(S18 과정). 그리고 직류신호 입력수단(80)을 통해 직류신호가 입력되는가를 판단한다(S19 과정). 여기서 직류신호가 입력되지 않으면 상기 카운트 읽기 과정(S18)로 리턴하고, 직류신호가 입력되면, 상기 설정된 회전수에 상응하는 속도로 모터(M)를 구동한다(S20 과정).

그리고, 상기 직류신호의 입력이 종료되었는가를 판단한다(S21 과정). 여기서 직류입력신호가 종료되었다면 모터(M)의 구동을 중지하고, 상기 직류입력신호가 종료되지 않았다면, 상기 카운트 읽기 과정(S18)으로 리턴 한다.

따라서, 모터(M)는 설정된 속도로 직류전압이 입력되는 동안에만 구동되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 PWM신호를 이용하여 모터 제어를 수행하되, 모터에 인가되는 전파 정류파형을 PWM신호로 제어함으로써, 모터를 극히 초저속 제어로 구동시킬 수 있는 장점이 있으며, 계산모드(CAL), 계속모드(CON) 및 사이클모드(CYCLE)등의 정밀한 모터제어를 수행하여 소정 제품의 공정에서 일부 공정에 원료를 정확하게 투입해야 하는 분야에 매우 용이하게 사용할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

모터구동표시LED 및 직류입력표시LED를 포함하는 래치와, 상기 래치를 제어하는 마이컴으로 이루어져 전체회로의 중앙제어를 수행하는 제어수단;

상기 제어수단에 연결되어 제어프로그램 및 데이터를 제공하는 메모리수단;

상기 제어수단 및 표시수단에 연결되어, 계산모드 및 계속모드에 대한 키입력을 수행하고, 상기 표시수단의 7세크먼트LED에 구동 명령을 출력하는 키입력수단;

상기 키입력수단의 명령에 따라 적어도 하나 이상의 7세크먼트LED를 구동시키는 표시수단;

상기 제어수단의 PWM출력신호에 의해 모터를 구동시키는 모터구동수단;

상기 모터의 회전을 감지한 검출신호와, 상기 검출신호와 구형파 발생수단으로부터 발생되는 구형파 신호를 결합하여 상기 제어수단으로 각각 제공하는 회전속도 검출수단;

교류전원으로부터 소정 주파수의 구형파를 추출하여 상기 회전속도 검출수단 및 제어수단에 제공하는 구형파 발생수단;

외부에서 입력되는 직류신호를 검출하여, 이에 따른 제어신호를 상기 제어수단에 제공하는 직류신호 입력수단; 및

위치독기능으로, 상기 제어수단을 리세트 시켜주는 리세트수단; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 직류전동기의 제어 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 모터구동수단은 전원의 한 입력단에 개재된 계산모드 및 계속모드 절환용 제2스위치;

상기 제2스위치를 통한 입력단에 연결된 브리지다이오드;

상기 브리지다이오드의 출력단에 연결된 다이오드 및 전계효과트랜지스터;

상기 다이오드의 양단에 개재된 제3스위치;

상기 제3스위치의 출력단에 연결된 모터; 및

제어수단으로부터 PWM신호를 입력받고, 그출력단이 상기 전계효과트랜지스터의 게이트단에 연결된 포토커플러;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 직류전동기의 제어 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 회전속도 검출수단은 센서로부터 검출되는 신호가 D플립플럽의 클럭단자로 입력되고, 상기 D플립플럽의 출력단이 제어수단으로 연결됨과 동시에, 구형파 신호와 결합하여 적어도 한 개 이상의 낸드게이트를 통해 상기 제어수단에 입력되도록 구성한 것을 특징으로 하는 직류전동기의 제어 회로.
계산모드, 계속모드 및 사이클모드중의 하나를 판별하는 제1과정;

상기 제1과정에서, 계산모드로 판별된 경우, 소정의 카운트를 설정하고 읽어들인 카운트와 회전수를 계산하여 상기 설정된 카운트가 '0'이 될 때까지 모터를 구동하는 제2과정;

상기 제1과정에서, 계속모드로 판별된 경우, 읽어들인 카운트를 통해서 설정된 속도로 모터를 가감 제어하는 제3과정; 및

상기 제1과정에서, 사이클모드로 판별된 경우, 외부로부터 직류신호가 입력되는 동안에만, 상기 모터를 설정된 속도로 구동제어하는 제4과정;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 징으로 하는 직류전동기의 제어 방법.