KR100339527B1 - 드럼모터구동시스템의전류제한장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캠코더 및 브이씨알의 드럼모터 구동장치에 관한 것으로, 특히 드럼모터의 기동시와 정상동작상태를 판별하여 그에따라 전류값을 선택제어하도록 한 드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치에 관한 것으로, 종래에는 드럼모터의 고속회전에 따라 기동전류 또한 커지게됨으로 인해 이 기동전류값을 기준으로 허용전류값이 높은 소자들로 설계해야 하지만, 캠코더에 사용되는 소형의 소자들은 통상 허용전류값이 떨어지게 되어 시스템 설계에 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 통상 허용전류값에 대응하여 드럼모터의 기동시에만 전류 제한값을 높이고, 정상동작시에는 제한값을 통상 허용전류값으로 함으로써 통상 허용전류값이 떨어지는 소형의 소자들을 사용하고도 드럼모터의 기동시와 정상동작시에 따른 전류한계치를 자동선택함으로 인해 통상 허용전류값이 떨어짐으로 인한 설계상의 문제점을 해결하는 효과가 있게 된다.

Description

드럼모터 구동시스템와 전류제한 장치
본 발명은 캠코더 및 브이씨알의 드럼모터 구동장치에 관한 것으로, 특히 드럼모터의 기동시와 정상동작상태를 판별하여 그에따라 전류값을 선택제어하도록 한드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치에 관한 것이다.
일반적인 드럼모터의 구동장치는 제 1 도에 도시된 바와같이, 브이씨알이 파워-온되거나 테이프가 삽입되어 드럼모터를 기동할려고 할시 스타트 제어부(110)는 이를 감지하여 타이밍 제어부(120)로 그에대한 신호를 출력하게 되고, 상기 타이밍 제어부(120)는 이에 기동되고, 이와함께 드럼모터(M)에 인가되는 3상전류(u,v,w)는 저역통과 필터(160)에 의해 필터링된 다음 역기전력 검출부(170)에서 그에대한 역기전력이 검출되어 상기 타이밍 제어부(120)에 인가된다.
이에따라 상기 타미밍 제어부(120)는 3상전류(u,v,w)의 파형정정을 위한 통전시간을 제어하여 그에대한 신호를 전류중첩 조정부(130)로 인가하게 되며, 상기 전류중첩 조정부(130)는 3상전류(u,v,w)를 중첩하여 연속적인 상기 3상전류(u,v,w)의 파형이 발생하도록 한다.
그리고, 상기 전류중첩 조정부(130)의 3상전류(u,v,w)의 파형은 출력구동부(140)를 통해 각각 분리된 다음 120°의 위상차를 가지고 출력부(150)의 트랜지스터(Q11,Q21,Q31)의 베이스에 인가되어, 드럼모터(M)에 디씨/디씨 변환부(200)에서 출력되는 전압(Vs)의 인가여부를 결정하게 된다.
한편, 디씨/디씨 변환부(200)에서 출력되는 전압(Vs)의 크기 결정 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 마이크로컴퓨터(100)는 드럼모터(M)로부터 검지되는 펄스신호(PG)와 주파수신호(FG)의 증폭된 신호를 입력받아 그에따른 펄스폭 변조신호(PWM)를 연산증폭부(180)로 인가하면 상기 연산증폭부(180)는 이를 증폭하여 출력하게 되고, 이때 전류제한부(190)는 상기 출력부(150)의 트랜지스터(Q12,Q22,Q32)의 에미터에 흐르는 전류(Iout)를 접지저항(RI)에 의해 전압(VO)으로 인가받아 기준전압(Vref)과 비교하여 그 비교된 신호를 증폭하여 출력함으로써 상기 연산증폭부(180)에서 출력되는 전압과의 에러전압을 디씨/디씨 변환부(200)로 인가한다.
이로써, 상기 디씨/디씨 변환부(200)는 설정된 이득만큼 에러전압을 증폭하여 출력전압(Vs)를 만들어 내며, 이는 출력부(150)의 트랜지스터(Q11,Q21,Q31)의 컬렉터로 인가되어 그 값의 크기에 따라 드럼모터(M)의 속도를 제어하게 된다.
또한, 상기의 전류제한부(190)를 제 2 도를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.
증폭기(OP2)의 비반전입력단자(+)에는 5볼의 기준전압(Vref)이 저항을 통해 인가되고, 그의 반전입력단자(-)에는 상기 출력부(150)의 전류값(Iout)이 접지저항값(RI)과 곱해져서 전압(VO)형태로 인가된다.
이때, 상기 증폭기(OP2)는 이를 비교하여 그에따른 출력을 발생하게 되는데, 만일 Vref > VO인 경우라면 증폭기(OP2)는 비반전증폭기로 작용하여 고전위의 전압이 출력되고, 반면에 Vref < VO라면 출력은 부전압이 되어 디씨/디씨 변환부(200)에는 아무런 에러전압값이 입력되지 않기때문에 상기 디씨/디씨 변환부(200)의 출력전압(Vs)이 없게되어 드럼모터(M)가 동작하지 않게된다.
이와같이 전류제한부(190)는 출력부(150)의 트랜지스터(Q12,Q22,Q32)의 에미터에 흐르는 전류(Iout)가 증가하면 출력값의 방향을 바꾸어 상기 디씨/디씨 변환부(200)의 출력전압(Vs)을 조정함으로써 시스템을 구성하는 각 회로소자들을 보호하게 된다.
그런데, 종래의 캠코더의 드럼모터 구동장치를 대부분 중속도(통상 1800 rpm)를 기준으로 설계함으로 인해 전류제한부 또한 이를 근거로 하여 설계하였다.
그러나, 현재의 캠코더에 사용되는 드럼모터는 통상 9000 rpm의 고속이므로 이에따른 기동전류 또한 커지게됨으로 인해 이 기동전류값을 기준으로 허용전류값이 높은 소자들로 설계해야 하지만, 캠코더에 사용되는 소형의 소자들은 통상 허용전류값이 떨어지게 되어 시스템 설계에 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 소형의 소자들을 사용하면서도, 이로인하여 떨어지는 통상 허용전류값에 대응하여 드럼모터의 기동시에만 전류제한부의 제한값을 높이고, 정상동작시에는 제한값을 통상 허용전류값으로 하는데 목적이 있는 것으로, 이러한 목적을 갖는 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명 드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치는 제 3 도에 도시한 바와같이, 드럼모터(미도시)의 기동시와 정상동작시에 해당하는 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하는 마이크로컴퓨터(100')와, 상기 마이크로컴퓨터(100')의 펄스폭변조신호(PWM)를 인가받아 이를 증폭하는 연산증폭부(180')와, 상기 연산증폭부(180') 및 전류제한부(190')의 출력사이의 에러전압을 인가받아 설정된 이득만큼 증폭하여 그에대한 전압(Vs)을 출력하는 디씨/디씨 변환부(200')와, 상기 디씨/디씨 변환부(200')의 출력전압(Vs)을 인가받아 상기 드럼모터(미도시)의 기동시와 정상동작시를 판단하여 그에따른 전압값을 출력하는 상기 전류제한부(190')로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명을 제 1 도 및 제 3 도를 참조하여 상세히 설명한다.
드럼모터의 기동시와 정상동작시를 나누어 설명한다.
드럼모터의 기동시에는 마이크로컴퓨터(100')에서 초기 펄스폭변조신호를 최대값 즉, 직류 5볼트를 출력하면 연산증폭부(180')의 증폭기(OP1)의 출력은 직류 5볼트가 그대로 되며, 디씨/디씨 변환부(200')를 통하여 전압(Vs)값은 5볼트 × 디씨/디씨 변환부(200')의 이득값이 되는데, 이 전압(Vs)는 디씨/디씨 변환부(200')의 주전원의 값을 초과하지는 못하므로 약 6볼트 정도가 된다.
이 전압(Vs)은 제 1 도의 출력부(150)로 인가됨과 아울러 전류제한부(190')로 인가되는데, 이 전압(Vs)은 저항(R6)과 다이오드(D)를 통하여 (가)의 점에는 약 6.7볼트의 전압이 걸리게 되며, (나)의 점에는 5볼트가 걸리게 되어 트랜지스터(Q1)은 오프되고, 이로인해 트랜지스터(Q2) 또한 오프되어 5볼트의 전압은 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가된다.
이로인해 그 트랜지스터(Q3)는 온되어 5볼트의 전압이 저항(R5,R3)에 걸리게 되어 (다)점의 전압은 (5V × R3) / (R5 + R3)가 된다.
이 값이 드럼모터 기동시의 증폭기(OP2)의 비반전입력단자(+)에 입력되어 기준전압(Vref)이 되며, 이 값은 저항(R5,R3)에 의해 기동전류에 맞게 기준전압(Vref)을 조정할 수 있다.
한편, 드럼모터의 정상동작시에는 마이크로컴퓨터(100')에서 그에따른 펄스폭변조신호를 출력하게 되면 상기 디씨/디씨 변환부(200')의 출력전압(Vs)은 3∼3.5볼트정도로 기동때보다는 현저히 낮은 값이된다.
이 값은 전류제한부(190')로 입력되어 다이오드(D)를 거쳐 (가)의 점에는 Vs + 0.7의 전압값 즉, 3.7 ∼ 4.2볼트의 전압이 걸리게 된다.
이로써, 트랜지스터(Q1,Q2)는 온되어 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가되는 전압(Vx)은 5 - IE× RI가 되어 상기 트랜지스터(Q3)는 오프된다.
이때, (라)점의 전위는 (5V × R4) / (R1 + R4) 가 되며, 이 전압이 증폭기(OP2)의 기준전압(Vref)이 되며, 저항(R1,R4)의 값을 조정하여 드럼모터(M)의 정상동작시의 기준전압(Vref)을 조정할 수 있게된다.
이와같이 본 발명은, 통상 허용전류값이 떨어지는 소형의 소자들을 사용하고도 드럼모터의 기동시와 정상동작시에 따른 전류한계치를 자동선택함으로 인해 통상 허용전류값이 떨어짐으로 인한 설계상의 문제점을 해결하는 효과가 있게 된다.
제 1 도는 일반적인 드럼모터 구동장치를 나타낸 블럭도.
제 2 도는 제 1 도의 연산 증폭부 및 전류제한부의 상세 회로도.
제 3 도는 본 발명 드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치의 상세도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 마이크로 컴퓨터 110 : 스타트 제어부
120 : 타이밍 제어부 130 : 전류중첩 조정부
140 : 출력 구동부 150 : 출력부
160 : 저역통과 필터 170 : 역기전력 검출부
180 : 연산 증폭부 190 : 전류제한부
200 : 디씨/디씨 변환부 210 : 증폭부
M : 드럼모터

Claims (2)

  1. 드럼모터의 기동시와 정상동작시에 해당하는 펄스폭변조신호를 출력하는 마이크로컴퓨터와, 상기 마이크로컴퓨터의 펄스폭변조신호를 인가받아 이를 증폭하는 연산증폭부와, 상기 연산증폭부 및 전류제한부의 출력사이의 에러전압을 인가받아 설정된 이득만큼 증폭하여 그에대한 전압을 출력하는 디씨/디씨 변환부와, 상기 디씨/디씨 변환부의 출력전압을 인가받아 상기 드럼모터의 기동시와 정상동작시를 판단하여 그에따른 전압값을 출력하는 상기 전류제한부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전류제한부는 통상 허용전류값에 대응하여 드럼모터의 기동시에만 전류제한값을 높이고, 정상동작시에는 전류제한값을 통상 허용전류값으로 하는 것을 특징으로 하는 드럼모터 구동시스템의 전류제한 장치.
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