KR100760854B1 - Motor protection circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터 보호 회로에 관한 것으로, 모터의 단락(short) 상태를 감지할 수 있는 하드웨어적인 모터 보호 회로를 구현함으로써, 모터가 단락되었을 때 이를 빠른 속도로 감지하고 모터에 공급되는 전원을 차단하는데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 모터 보호 회로는 스위칭 신호 발생 수단과 스위칭 수단을 포함하여 이루어진다. 스위칭 신호 발생 수단은 모터 전압과 기준 전압을 비교하여 모터 전압이 기준 전압보다 높을 때 스위칭 신호를 발생시킨다. 스위칭 수단은 모터와 접지 사이에 연결되고, 스위칭 신호에 의해 턴 오프되어 모터와 접지 사이를 개방함으로써 모터 공급 전원을 차단한다. 이와 같은 본 발명에 따른 모터 보호 회로는 모터의 단락 상태를 감지할 수 있는 하드웨어적인 모터 보호 회로를 구현함으로써, 모터가 단락되었을 때 이를 빠른 속도로 감지하여 모터를 전원으로부터 차단하여 모터가 소손되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor protection circuit, and implements a hardware motor protection circuit capable of detecting a short circuit state of a motor, thereby detecting a short circuit of the motor at a high speed and cutting off power supplied to the motor. The purpose is. The motor protection circuit according to the present invention comprises a switching signal generating means and a switching means. The switching signal generating means compares the motor voltage with the reference voltage and generates a switching signal when the motor voltage is higher than the reference voltage. The switching means are connected between the motor and ground and are turned off by the switching signal to cut off the motor supply power by opening between the motor and ground. Such a motor protection circuit according to the present invention implements a hardware motor protection circuit that can detect a short circuit condition of the motor, when the motor is short-circuited by detecting it at a high speed to cut off the motor from the power supply to prevent the motor burned out Provides the effect of preventing
Description
도 1은 종래의 모터 보호 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional motor protection device.
도 2는 본 발명에 따른 모터 보호 회로를 나타낸 회로도.2 is a circuit diagram showing a motor protection circuit according to the present invention.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *
102 : 모터 구동부 104, 226 : 모터102:
106, 210 : 마이컴 202 : 스위칭 회로106, 210: Micom 202: switching circuit
204 : 저역 통과 필터 206 : 비교 회로204: low pass filter 206: comparison circuit
208 : 스위칭 신호 발생 회로 212, 214 : 엔모스 트랜지스터208: switching
216 : 저항 218 : 캐패시터216: resistance 218: capacitor
220 : 비교기 222 : 앤드 게이트220: comparator 222: end gate
224 : 바이폴라 트랜지스터224 bipolar transistor
본 발명은 모터 보호 회로에 관한 것으로, 특히 모터가 단락(short)되어 소손되는 것을 방지하기 위한 모터 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a motor protection circuit, and more particularly, to a motor protection circuit for preventing the motor from being shorted and burned out.
전기, 전자 산업분야의 발전에 따라 산업 여러 분야에서 모터(motor)가 널리 사용되고 있다. 산업용 대형 모터에서부터 자동 제어용 초소형 모터에 이르기까지 그 응용분야 만큼이나 다양한 종류의 모터가 사용되고 있다. 이와 함께 산업 전 분야에 걸쳐 사용되는 모터를 보호하기 위한 보호 장치들도 그 중요성을 더해가고 있다.With the development of the electric and electronic industries, motors are widely used in various fields of the industry. There are as many varieties of motors as their applications, from large industrial motors to small motors for automatic control. At the same time, protective devices for protecting motors used throughout the industry are also becoming increasingly important.
모터 보호 장치는 하드웨어적인 것과 소프트웨어적인 것이 있는데, 이 가운데 소프트웨어적 모터 보호 회로는 모터의 상태를 모니터하여 모터가 단락된 것으로 판단되면 모터 구동부를 통해 모터를 정지시키는 장치이다. 이와 같은 종래의 모터 보호 장치를 도 1에 나타내었다.The motor protection device is hardware and software. Among them, the software motor protection circuit monitors the state of the motor and stops the motor through the motor driving unit when it is determined that the motor is shorted. Such a conventional motor protection device is shown in FIG.
도 1은 종래의 모터 보호 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 모터 보호 장치는 마이컴(106)이 모터 구동부(102)를 통해 모터(104)의 상태를 모니터하도록 구성된다. 마이컴(106)이 모터(104)를 모니터하는 동안 모터(104)가 단락되면, 마이컴(106)에서 이를 감지하고 모터 구동부(102)를 제어하여 모터(104)를 정지시킨다. 모터(104)의 단락 판정과, 모터(104)가 단락 되었을 때 모터 구동부(102)를 제어하여 모터(104)를 정지시키는 것은 마이컴(106)에 내장된 프로그램의 실행을 통해 소프트웨어 적으로 처리된다.1 is a view showing a conventional motor protection device. As shown in FIG. 1, the conventional motor protection device is configured such that the
그러나 이와 같은 종래의 소프트웨어 적인 모터 보호 장치는 모터(104)가 일정 시간 이상 단락 상태를 견뎌야 하기 때문에 모터(104)의 수명이 단축되고, 모터 구동부(102)의 용량이 증가한다. 또한 마이컴(106)이 모터(104)를 모니터하기 위한 별도의 프로그램을 실행해야 하기 때문에 마이컴(106)의 부하(load)가 증가한다. 뿐만 아니라, 마이컴(106)에 내장된 프로그램에 오류가 발생하면 모터(104)의 단락 상태를 정확히 감지할 수 없어 모터(104)를 보호할 수 없는 지경에 이른다.However, such a conventional software protection device for the motor shortens the life of the
종래 기술의 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 모터 보호 회로는, 모터의 단락 상태를 감지할 수 있는 하드웨어적인 모터 보호 회로를 구현함으로써, 모터가 단락되었을 때 이를 빠른 속도로 감지하고 모터에 공급되는 전원을 차단하는데 그 목적이 있다.The motor protection circuit according to the present invention for solving the problems of the prior art, by implementing a hardware motor protection circuit that can detect a short circuit condition of the motor, it is detected at a high speed when the motor is short-circuited and supplied to the motor The purpose is to shut off the power.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 모터 보호 회로는 스위칭 신호 발생 수단과 스위칭 수단을 포함하여 이루어진다. 스위칭 신호 발생 수단은 모터 전압과 기준 전압을 비교하여 모터 전압이 기준 전압보다 높을 때 스위칭 신호를 발생시킨다. 스위칭 수단은 모터와 접지 사이에 연결되고, 스위칭 신호에 의해 턴 오프되어 모터와 접지 사이를 개방함으로써 모터 공급 전원을 차단한다. 여기서, 스위칭 신호 발생 수단은 모터 전압과 기준 전압을 비교하여 모터 전압이 기준 전압보다 높을 때 하이 레벨의 신호를 출력하는 비교 회로와, 비교 회로의 출력신호가 하이 레벨일 때 스위칭 신호를 발생시키는 스위칭 신호 발생 회로를 포함한다. The motor protection circuit according to the present invention for this purpose comprises a switching signal generating means and a switching means. The switching signal generating means compares the motor voltage with the reference voltage and generates a switching signal when the motor voltage is higher than the reference voltage. The switching means are connected between the motor and ground and are turned off by the switching signal to cut off the motor supply power by opening between the motor and ground. Here, the switching signal generating means includes a comparison circuit for comparing a motor voltage and a reference voltage to output a high level signal when the motor voltage is higher than the reference voltage, and a switching signal for generating a switching signal when the output signal of the comparison circuit is high level. And a signal generator circuit.
본 발명에 따른 모터 보호 회로의 바람직한 실시예를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 모터 보호 회로를 나타낸 회로도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 모터(226)에는 12V의 모터 공급 전압(VREF)이 공급되고, 모터(226)와 접지(GND) 사이에는 스위칭 회로(202)와 저역 통과 필터(204)가 연결된다. 모터가 연결된 노드(232)의 전압은 저역 통과 필터(204)를 통해 비교 회로(206)에 입력되며, 비교 회로(206)의 출력은 스위칭 신호 발생 회로(208)에 입력된다. 이 스위칭 신호 발생 회로(208)에는 마이컴(210)에서 출력되는 모니터 신 호(228)도 입력된다. 이 모니터 신호(228)는 5V 직류 신호로서, 스위칭 신호 발생 회로(208)에서 출력되는 스위칭 신호(230)와 함께 스위칭 회로(202)를 온/오프시키는데 사용된다.A preferred embodiment of the motor protection circuit according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 is a circuit diagram showing a motor protection circuit according to the present invention. As shown in FIG. 2, a motor supply voltage V REF of 12V is supplied to the
스위칭 회로(202)는 병렬 연결된 두 개의 엔모스 트랜지스터(nMOS Field Effect Transistor, 212, 214)로 구성된다. 각 엔모스 트랜지스터(212)(214)는 모터(226)와 접지(GND) 사이에 연결되며, 게이트는 모니터 신호(228)와 스위칭 신호(230)에 의해 제어된다. 따라서 스위칭 회로(202)는 모니터 신호(228)와 스위칭 신호(230)가 하이 레벨일 때 턴 온되어 모터(226)와 접지(GND) 사이를 전기적으로 연결하여 모터(226)에 전원이 공급되도록 한다. 반대로 모니터 신호(228)와 스위칭 신호(230)가 로우 레벨일 때에는 이 스위칭 회로(202)가 턴 오프되어 모터(266)와 접지(GND) 사이를 개방시키고, 모터(226)에 공급되는 모터 공급 전압(VREF)을 차단한다.The
저역 통과 필터(204)는 저항(218)과 캐패시터(216)로 구성된다. 이 저역 통과 필터(204)는 모터(226)에 잡음이 유입되어 발생하는 순간적인 전압 변화에는 반응하지 않고 모터(226)가 단락된 경우(어느 정도 단락 상태가 지속되는 경우)에만 본 발명에 따른 모터 보호 회로가 동작하도록 한다.The
저역 통과 필터(204)와 모터(226)가 연결되는 노드(232)의 전압은 모터 공급 전압(VREF)에서 모터(226)의 내부 저항에 의한 전압 강하를 뺀 나머지 전압이 나타나는데, 이하의 설명에서는 이 노드(232)의 전압을 모터 전압이라 칭한다.
The voltage at the
비교 회로(206)는 비교기(220)로 구성되는데, 이 비교기(220)의 반전 입력단(-)에는 5V의 기준 전압이 입력되고, 비반전 입력단(+)에는 저역 통과 필터(204)를 통해 모터 전압이 입력된다. 비교기(220)의 기준 전압은 모터 공급 전압(VREF)과 접지(GND) 사이의 중간 레벨 정도로 설정한다. 그 이유는 모터(226)가 단락되었을 때에는 비교기(220)의 비반전 입력 전압이 거의 모터 공급 전압(VREF)에 가깝고, 모터(226)가 정상적으로 동작할 때에는 비교기(220)의 비반전 입력 전압이 거의 0V에 가깝기 때문이다. 이 비교기(220)는 모터 전압과 5V의 기준 전압을 비교하여 모터 전압이 기준 전압보다 높으면 하이 레벨(5V)의 신호를 출력하고, 반대로 모터 전압이 기준 전압보다 낮으면 로우 레벨(0V)의 신호를 출력한다.
스위칭 신호 발생 회로(208)는 앤드 게이트(222)와 바이폴라 트랜지스터(224)로 구성된다. 앤드 게이트(222)에는 비교 회로(206)의 출력과 마이컴(210)의 출력(모니터 신호 228)이 입력된다. 앤드 게이트(222)의 출력은 바이폴라 트랜지스터(224)의 베이스에 입력된다. 이 바이폴라 트랜지스터(224)의 콜렉터 전압은 스위칭 신호(230)로서 스위칭 회로(202)를 온/오프시키는데 사용된다.The switching
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모터 보호 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저 모터가 정상적으로 동작할 때에는 모니터 신호(228)가 5V의 하이 레벨이므로 스위칭 회로(202)의 엔모스 트랜지스터(212)(214)가 모두 턴 온되어 모터(226)에 모터 공급 전압(VREF)이 공급된다. 정상적으로 동작하는 모터(226)의 내부 저항이 1ν 정도일 때, 엔모스 트랜지스터(212)(214)의 턴 온 저항을 약 8mν 정도로 하면 저역 통과 필터(204)를 통해 비교 회로(206)에 입력되는 전압은 비교기(220)의 기준 전압 5V에 비해 상대적으로 매우 낮다. 비교 회로(206)의 입력 전압이 5V의 기준 전압에 비해 매우 낮기 때문에 비교 회로(206)의 출력 전압은 0V가 된다. 비교 회로(206)의 출력 전압이 0V의 로우 레벨이므로 스위칭 신호 발생 회로(208)의 앤드 게이트(222)의 출력 역시 로우 레벨이므로 바이폴라 트랜지스터(224)는 턴 오프되어 5V의 전원 전압(VCC)이 스위칭 회로(202)의 엔모스 트랜지스터(212)(214)를 계속 턴 온시킨다(모터의 정상 동작 유지).The operation of the motor protection circuit according to the present invention configured as described above is as follows. First, when the motor operates normally, since the monitor signal 228 is at a high level of 5V, the
이와 달리 모터(226)가 단락되었을 때에는 모터(226)의 내부 저항이 거의 0에 가깝기 때문에 모터(226)에서의 전압 강하가 거의 없어 모터 전압은 12V의 모터 공급 전압(VREF)에 매우 가깝다. 따라서 비교 회로(206)의 출력은 5V의 하이 레벨이 된다. 이 때 스위칭 신호 발생 회로(208)의 앤드 게이트(222)에는 모두 하이 레벨 신호가 입력되므로 그 출력은 역시 하이 레벨이 다. 앤드 게이트(222)에서 출력되는 하이 레벨의 신호는 바이폴라 트랜지스터(224)를 턴 온시켜 스위칭 신호(230)를 0V의 로우 레벨로 만든다. 이 때문에 스위칭 회로(202)의 엔모스 트랜지스터(212)(214)는 모두 턴 오프되어 모터(226)에는 모터 공급 전압(VREF)이 공급되지 않는다(모터 동작 안함).On the other hand, when the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 보호 회로는 모터(226)가 정상적으로 동작할 때에는 스위칭 회로(202)가 턴 온되어 모터 공급 전압(VREF)이 모터(226)에 정상적으로 공급되도록 하고, 모터(226)가 단락되었을 때에는 스위칭 회로(202)가 턴 오프되어 모터 공급 전압(VREF)이 모터(226)에 공급되지 않도록 한다.As described above, the motor protection circuit according to the present invention allows the
이와 같은 본 발명에 따른 모터 보호 회로는 모터의 단락 상태를 감지할 수 있는 하드웨어적인 모터 보호 회로를 구현함으로써, 모터가 단락되었을 때 이를 빠른 속도로 감지하여 모터를 전원으로부터 차단하여 모터가 소손되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.Such a motor protection circuit according to the present invention implements a hardware motor protection circuit that can detect a short circuit condition of the motor, when the motor is short-circuited by detecting it at a high speed to cut off the motor from the power supply to prevent the motor burned out Provides the effect of preventing
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- 2002-07-04 KR KR1020020038502A patent/KR100760854B1/en not_active IP Right Cessation
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