KR101702034B1 - Circuit for removing counter electromotive force of electric circuit - Google Patents

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KR101702034B1 KR1020150140401A KR20150140401A KR101702034B1 KR 101702034 B1 KR101702034 B1 KR 101702034B1 KR 1020150140401 A KR1020150140401 A KR 1020150140401A KR 20150140401 A KR20150140401 A KR 20150140401A KR 101702034 B1 KR101702034 B1 KR 101702034B1
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Abstract

The present invention relates to a circuit for removing counter-electromotive force of an electric circuit. The circuit comprises: a power supply unit which provides input voltage for driving an electric circuit having inductance; a switching unit which is operated on when operation voltage using counter-electromotive force voltage generated in the electric circuit is input, to form a discharge path based on grounding; a switching control unit which distributes the counter-electromotive force voltage and provides the distributed counter-electromotive force voltage as operation voltage of the switching unit; and a counter-electromotive force removal unit which removes the counter-electromotive force voltage through the discharge path by using a P-channel FET operated on and off by the voltage difference between the counter-electromotive force voltage and the input voltage. According to the present invention, it is possible to remove counter-electromotive force voltage higher than input voltage supplied to the electric circuit at a high switching speed by using the P-channel FET, it is possible to minimize circuit loss generated at the time of a turn-on operation of an FET by using operation characteristics that a P-channel FET has very high input impedance, less noise, and is more heat resistant than an N-channel FET or a transistor (Tr), and it is possible to minimize an abnormal operation and loss of an electric circuit including a power supply unit by including a diode for preventing backward current, a Zener diode for outputting constant voltage, and resistance elements for tuning voltage and protecting circuit elements.

Description

전기회로의 역기전력 제거 회로{Circuit for removing counter electromotive force of electric circuit }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for removing electromotive force of an electric circuit,

본 발명은 전기회로의 역기전력 제거 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 P-채널 FET를 이용하여 입력전압보다 높은 역기전력 전압이 유입시 회로 손실을 최소화하면서 역기전력 전압을 제거할 수 있는 전기회로의 역기전력 제거 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a counter electromotive force elimination circuit of an electric circuit, and more particularly, to a counter electromotive force elimination circuit of an electric circuit, more particularly, to a counter electromotive force elimination circuit of an electric circuit capable of removing a counter electromotive force voltage while minimizing a circuit loss when a counter- Circuit.

변압기, 직류용 모터 또는 교류용 모터와 같이 인덕턴스를 갖는 전기회로는전원전압과 반대방향으로 생기는 기전력인 역기전력이 발생한다. 즉, 역기전력은 전기 회로에 입력전압을 공급하는 순간 급격히 전류가 흐르기 시작하므로 패러데이의 전자기유도 법칙에 의해 전류의 변화 크기에 비례하는 기전력이 걸려진 전압과 반대방향으로 생긴다.In an electric circuit having an inductance such as a transformer, a DC motor, or an AC motor, a back electromotive force, which is an electromotive force generated in a direction opposite to the power supply voltage, is generated. In other words, the counter electromotive force starts to flow suddenly at the moment of supplying the input voltage to the electric circuit, so that the electromotive force which is proportional to the magnitude of the change of the current is induced in the direction opposite to the applied voltage by the Faraday's electromagnetic induction law.

도 1은 종래의 모터 구동 회로의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining an example of a conventional motor drive circuit.

도 1을 참고하면, 모터 구동 회로는 4개의 N-채널 FET로 이루어진 H-브릿지 드라이버로서, 상단(High side)은 P-채널 FET, 하단(Low side)은 N-채널 FET를 사용하지만, 대부분 P-채널 FET의 가격이 고가이므로 4개의 N-채널 FET로 회로를 구성한다. Referring to FIG. 1, the motor driving circuit is an H-bridge driver composed of four N-channel FETs. The upper side uses a P-channel FET and the lower side uses an N-channel FET. The cost of the P-channel FET is expensive and the circuit is composed of four N-channel FETs.

이러한 모터 구동 회로는 전원 전압이 입력되어 모터의 구동 신호가 인가하게 되면 회전 방향에 따라 4개의 N-채널 FET가 동시에 스위칭되어 통전된다. 이때, 모터에 과부하가 걸려 발생되는 역기전력에 의해 상단의 N-채널 FET가 열에 의해 파손되는 문제점이 있다. In this motor driving circuit, when a power source voltage is inputted and a drive signal of the motor is applied, four N-channel FETs are simultaneously switched and energized according to the rotation direction. At this time, there is a problem that the N-channel FET at the upper end is damaged by heat due to the back electromotive force generated by overloading the motor.

또한, 모터 구동시 발생되는 역기전력 전압은 짧은 순간이지만 전원 전압보다 훨씬 높아질 수 있기 때문에 역기전력 전압이 그대로 전원 공급기, 인버터 또는 제어기에 유입될 경우에 시스템 전체가 이상 동작하고, 회로 부품의 소손이 발생하는 문제점이 있다. In addition, since the back electromotive force voltage generated when the motor is driven is much shorter than the power supply voltage although it is a short time, when the back electromotive force voltage is directly inputted to the power supply, the inverter or the controller, the entire system operates abnormally, There is a problem.

상기한 문제점을 해소하기 위한 선행기술자료로서, 한국공개특허 2015-0064562호의 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법은 역기전력 전압으로부터 인버터 또는 제어기를 보호하기 위한 보호 기능을 갖도록 모터의 전단에 설치된 스위치부가 턴온/턴오프 동작을 반복하여 모터로부터 발생된 역기전력 전압의 레벨을 저감시키는 것이다.As a prior art data for solving the above problems, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0064562 discloses a motor driving apparatus and a motor driving method in which a switch unit provided at a front end of a motor has a protection function for protecting an inverter or a controller from a back- And the turn-off operation is repeated to reduce the level of the back electromotive force voltage generated from the motor.

종래의 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법은 2개의 기계적 스위치로 이루어진 스위치부가 사전에 설정된 시간 동안 턴온/턴오프 동작을 반복하는 것으로서, 2개의 스위치 중 어느 하나의 스위치에 고장 발생시 다른 스위치에 역기전압이 인가되어 스위치가 파손될 우려가 있고, 이러한 스위치의 고장으로 인해 역기전력 전압의 레벨을 저감시키는 동작이 제대로 수행되지 않아 모터 구동 회로의 부품에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다. In the conventional motor driving apparatus and motor driving method, a switch unit composed of two mechanical switches repeats a turn-on / turn-off operation for a preset time, and when a failure occurs in any one of the two switches, There is a possibility that the switch is broken and the operation for reducing the level of the back electromotive force voltage is not performed properly due to the failure of the switch, thereby damaging the parts of the motor driving circuit.

한편, 일본공개특허 2001-0097622호의 역기전력 제거 장치는 검지 수단에 의해 역기전력을 검지하고, 제어 수단이 검지 수단을 통해 역기전력이 검지된 경우에 전원 라인에 구비된 부하를 동작시킴으로써 모터에 의해 발생되는 역기전력을 소비시키는 것이다. On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-0097622, a counter electromotive force eliminating apparatus detects a counter electromotive force by a detecting means and operates a load provided on a power supply line when a counter electromotive force is detected by the detecting means, .

종래의 역기전력 제거 장치는 모터의 관성력에 의해 생긴 역기전력을 제거하기 위해 별도의 부하를 구비해야 하고, 이 부하를 구동시키기 위한 제어 수단이 필요하므로 모터 구동에 필요한 부품이나 전기회로의 사이즈가 커질 수 밖에 없으며, 소형 전기회로에 적용하기 불가능하다는 문제점이 있다. The conventional counter electromotive force elimination device must have a separate load for removing the counter electromotive force generated by the inertial force of the motor and a control means for driving the load is required, There is a problem that it can not be applied to a small electric circuit.

한국공개특허 2015-0064562호 " 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법 "Korean Patent Publication No. 2015-0064562 "Motor Drive Device and Motor Drive Method" 일본공개특허 2001-0097622호 " 역기전력 제거 장치 "Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-0097622 "

본 발명은 변압기 또는 모터 등의 인덕턴스를 갖는 전기 회로에서 발생되는 역기전력 전압을 고전위 제어용에 적합한 P-채널 FET를 이용하여 접지 쪽으로 방전되도록 함으로서 역기전력 전압으로 인한 회로 손실을 최소화할 수 있는 전기회로의 역기전력 제거 회로를 제공한다. The present invention relates to an electric circuit capable of minimizing a circuit loss due to a back electromotive force voltage by causing a back electromotive force voltage generated in an electric circuit having an inductance of a transformer or a motor to be discharged toward the ground by using a P-channel FET suitable for high- Thereby providing a counter electromotive force elimination circuit.

실시예들 중에서, 전기회로의 역기전력 제거 회로는, 인덕턴스를 갖는 전기회로의 구동을 위한 입력 전압을 제공하는 전원 공급부; 상기 전기회로에서 발생되는 역기전력 전압을 이용한 동작 전압이 입력되면 온(ON) 동작되어 접지를 통한 방전 경로를 형성하는 스위칭부; 및 상기 역기전력 전압을 분배하여 상기 스위칭부의 동작 전압으로 제공하는 스위칭 제어부; 및 상기 역기전력 전압과 상기 입력 전압의 전압 차이에 의해 온/오프 동작되는 P-채널 FET를 이용하여 상기 역기전력 전압을 상기 방전 경로를 통해 제거하는 역기전력 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Among the embodiments, the counter electromotive force elimination circuit of the electric circuit includes: a power supply unit for providing an input voltage for driving an electric circuit having an inductance; A switching unit that is turned on when an operating voltage using a counter electromotive force voltage generated in the electric circuit is input to form a discharge path through the ground; And a switching controller for dividing the back electromotive force voltage to provide the operating voltage of the switching unit; And a counter electromotive force eliminator for removing the counter electromotive force voltage through the discharge path using a P-channel FET which is turned on / off by a voltage difference between the counter electromotive force voltage and the input voltage.

또한, 전기회로의 역기전력 제거 회로는, 상기 전원 공급부와 상기 역기전력 제거부 사이에 설치되고, 상기 전기회로로부터 발생되는 역전류로부터 상기 전원 공급부를 보호하는 역전류 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 역전류 방지부는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 병렬 설치한 것을 특징으로 한다.Further, the counter electromotive force elimination circuit of the electric circuit further includes a reverse current prevention part provided between the power supply part and the counter electromotive force removing part, for protecting the power supply part from a reverse current generated from the electric circuit. In this case, the reverse current prevention unit is characterized in that a first diode and a second diode are provided in parallel.

상기 스위칭 제어부는 상기 역기전력 전압이 캐소드 단자를 통해 입력되고, 상기 역기전력 전압을 기설정된 기준 전압만큼 하강시키는 정전압 동작에 의해 제너 전압을 애노드 단자를 통해 출력시키는 제너 다이오드; 상기 제너 다이오드의 애노드 단자에 연결되고, 상기 제너 전압을 분배하여 동작 전압을 상기 스위칭부로 제공하도록 병렬 결합된 제3 저항 및 제4 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다. The switching controller may include a Zener diode that receives the counter electromotive force voltage through the cathode terminal and outputs the Zener voltage through the anode terminal by a constant voltage operation that lowers the counter electromotive force voltage by a predetermined reference voltage. And a third resistor and a fourth resistor coupled in parallel to supply the operating voltage to the switching unit, the fourth resistor being connected to the anode terminal of the Zener diode and dividing the Zener voltage.

한편, 상기 역기전력 제거부는, 상기 P-채널 FET의 소스 단자와 접지 사이에 설치되는 제1 저항; 및 상기 P-채널 FET의 게이트 단자 측에 설치되고, 상기 역기전력 전압을 기설정된 저항값만큼 떨어뜨려 상기 P-채널 FET의 게이트 전압으로 제공하는 제2 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.The counter electromotive force removing unit may include: a first resistor provided between a source terminal of the P-channel FET and a ground; And a second resistor which is provided on a gate terminal side of the P-channel FET and provides the gate voltage of the P-channel FET by dropping the counter electromotive force voltage by a predetermined resistance value.

따라서, 상기 P-채널 FET는 게이트 단자에 상기 게이트 전압으로 입력되고, 소스 단자에 역기전력 전압이 소스 전압으로 입력되며, 상기 게이트 전압이 상기 드레인 전압보다 높을 경우에 턴온(Turn-on) 되어 상기 방전 경로로 상기 역기전력 전압을 유도하고, 상기 게이트 전압이 상기 드레인 전압 이하일 경우에 턴오프(Turn-off) 되어 상기 방전 경로가 차단되는 것을 특징으로 한다. Therefore, the P-channel FET is turned on when the gate voltage is input to the gate terminal, the back electromotive force voltage is input to the source terminal as the source voltage, and the gate voltage is higher than the drain voltage, And the discharge path is turned off when the gate voltage is equal to or lower than the drain voltage.

상기 스위칭부는 이미터 접지 형태의 트랜지스터이고, 상기 트랜지스터의 컬렉터 단자에 상기 역기전력 전압을 튜닝하여 상기 트랜지스터를 보호하기 위한 제3 저항이 설치되는 것을 특징으로 한다. The switching unit is a transistor of an emitter ground type and a third resistor for tuning the counter electromotive force voltage to protect the transistor is installed at a collector terminal of the transistor.

본 발명의 전기회로의 역기전력 제거 회로는 P-채널 FET를 이용하여 전기회로로 공급되는 입력전압보다 높은 역기전력 전압을 빠른 스위칭 속도로 제거할 수 있고, P-채널 FET가 N-채널 FET 또는 트랜지스터(Tr)보다 입력 임피던스가 매우 크고 잡음이 작으며 열에 강하다는 동작 특성을 이용하여 FET의 턴온 동작시 발생하는 회로 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The counter-electromotive force elimination circuit of the electric circuit of the present invention can eliminate the counter electromotive force voltage higher than the input voltage supplied to the electric circuit by using the P-channel FET at a high switching speed, and the P- Tr) of the FET is very large, the noise is small, and the FET is strong in heat, thereby minimizing the circuit loss occurring during the turn-on operation of the FET.

또한, 본 발명은 전원 공급부 쪽에 다이오드를 이용하여 역전류로부터 전원 공급부가 소손되는 것을 방지할 수 있고, NPN 트랜지스터를 이용하여 고전위의 역기전력 전압 발생시 역기전력 전압을 제거하기 위한 방전 경로를 형성할 수 있으며, 게다가 정전압 출력을 위한 제너다이오드, 전압 튜닝 및 회로소자의 보호를 위한 저항 소자들을 구비함으로써 전원공급부를 포함한 전기회로의 손실이나 이상 동작을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can prevent a power supply from being burned out from a reverse current by using a diode on the power supply side, and can form a discharge path for removing a back electromotive force voltage when a high reverse voltage is generated using an NPN transistor A zener diode for constant voltage output, voltage tuning, and resistance elements for protecting circuit elements, thereby minimizing loss or abnormal operation of the electric circuit including the power supply portion.

도 1은 종래의 모터 구동 회로의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기회로의 역기전력 제거 회로를 설명하는 회로도이다.
도 3은 일반적인 N-채널 FET와 P-채널 FET의 동작 특성을 설명하는 도면이다. 1 is a block diagram for explaining an example of a conventional motor drive circuit.
2 is a circuit diagram illustrating a counter electromotive force canceling circuit of an electric circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining operation characteristics of a general N-channel FET and a P-channel FET.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기회로의 역기전력 제거 회로를 설명하는 회로도이고, 도 3은 일반적인 N-채널 FET와 P-채널 FET의 동작 특성을 설명하는 도면이다. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a counter electromotive force canceling circuit of an electric circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating operational characteristics of a general N-channel FET and a P-channel FET.

도 2를 참고하면, 전기회로의 역기전력 제거 회로(100)는 전원 공급부(120), 역전류 방지부(130), 스위칭 제어부(140), 스위칭부(150) 및 역기전력 제거부(160)를 포함한다. 이때, 전기 회로는 변압기, 직류 모터 또는 교류 모터와 같이 인덕턴스를 갖는 회로이고, 본 발명에서 설명의 편의상 모터 구동 회로라 한다.2, the counter electromotive force elimination circuit 100 of the electric circuit includes a power supply unit 120, a reverse current prevention unit 130, a switching control unit 140, a switching unit 150 and a counter electromotive force removing unit 160 do. At this time, the electric circuit is a circuit having an inductance such as a transformer, a DC motor, or an AC motor, and is referred to as a motor driving circuit for convenience of explanation in the present invention.

전원 공급부(120)는 모터(110)의 구동에 필요한 입력 전압을 제공한다. 전원 공급부의 전원 라인에는 회로에서 발생하는 역전류로부터 전원 공급부(120)를 보호하기 위한 역전류 방지부(130)가 설치된다.The power supply unit 120 provides an input voltage necessary for driving the motor 110. [ The power supply line of the power supply unit is provided with a reverse current prevention unit 130 for protecting the power supply unit 120 from a reverse current generated in the circuit.

역전류 방지부(130)는 전원 공급부(120)와 역기전력 제거부(160) 사이의 전원 라인에 설치되고, 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)를 병렬 설치한다. 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)는 단방향으로 전류를 흘려보는 소자이므로, 전원 공급부(120)에서 모터(110) 쪽으로 전류가 흐르도록 하고, 역전류가 유입되더라도 전원 공급부(120) 쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. The reverse current prevention unit 130 is installed in a power supply line between the power supply unit 120 and the counter electromotive force eliminator 160 and the first diode D1 and the second diode D2 are installed in parallel. Since the first diode D1 and the second diode D2 are a device for flowing a current in a unidirectional direction, a current flows from the power supply unit 120 to the motor 110, and the power supply unit 120, Can be prevented.

스위칭 제어부(140)는 모터(110)로부터 역기전력 전압이 발생되면 역기전력 전압을 분배하여 동작 전압을 생성하여 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자로 출력한다. 이러한 스위칭 제어부(140)는 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함하되, 입력전압 보다 높은 역기전력 전압으로부터 회로를 보호하기 위해 제너다이오드(ZD1)를 추가로 설치한다. When the back electromotive force voltage is generated from the motor 110, the switching control section 140 generates the operating voltage by dividing the back electromotive force voltage and outputs the generated operating voltage to the base terminal of the transistor Q1. The switching control unit 140 further includes a zener diode ZD1 to protect the circuit from the counter electromotive force voltage higher than the input voltage, including the third resistor R3 and the fourth resistor R4.

제너다이오드(ZD1)는 역기전력 전압이 캐소드 단자를 통해 입력되고, 역기전력 전압을 기설정된 기준 전압만큼 하강시키는 정전압 동작에 의한 제너 전압을 애노드 단자를 통해 출력시킨다. 제너다이오드(ZD1)는 역기전력 전압이 기설정된 기준 전압인 제너 전압보다 충분히 높다면 정전압 동작을 수행하여 제너 전압보다 높은 전압만큼 접지로 빠지게 하여 제너다이오드(ZD1)의 양단에 걸리는 전압을 일정한 전압(제너 전압)이 유지되도록 한다. 제너다이오드(ZD1)는 제너 전압보다 낮은 전압이 걸릴 때에는 아무런 동작도 하지 않는다. The zener diode ZD1 outputs a zener voltage by a constant voltage operation through the anode terminal, in which the counter electromotive force voltage is input through the cathode terminal and the counter electromotive force voltage is lowered by a predetermined reference voltage. When the counter electromotive force voltage is sufficiently higher than the Zener voltage, which is a preset reference voltage, the Zener diode ZD1 performs a constant voltage operation so as to fall to the ground by a voltage higher than the Zener voltage so that the voltage applied across the Zener diode ZD1 is set to a constant voltage Voltage) is maintained. The Zener diode ZD1 does not perform any operation when a voltage lower than the Zener voltage is applied.

이러한 제너다이오드(ZD1)는 역방향 전류가 허용 최대값을 초과하지 않는 한 다이오드의 손상 없이 제너 현상을 반복하여 수행할 수 있다. The zener diode ZD1 can perform the zener phenomenon repeatedly without damaging the diode unless the reverse current exceeds the allowable maximum value.

제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 병렬 결합되고, 제너다이오드(ZD1)로부터 출력되는 제너 전압을 트랜지스터(Q1)를 동작시키기 위한 동작 전압으로 분배하여 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자로 입력되도록 한다. The third resistor R3 and the fourth resistor R4 are coupled in parallel and divide the Zener voltage output from the Zener diode ZD1 into an operation voltage for operating the transistor Q1 to be supplied to the base terminal of the transistor Q1 .

스위칭부(150)는 이미터 접지 형태의 NPN 트랜지스터(Q1)이고, 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자에 제2 저항(R2)을 통해 유입되는 역기전력 전압을 튜닝하여 트랜지스터(Q1)를 보호하기 위한 제3 저항(R3)이 설치된다. 이러한 스위칭부(150)는 베이스 단자로 입력되는 동작 전압에 의해 온 동작되어 접지를 통한 방전 경로를 형성한다. 만일 스위칭부(150)는 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자로 동작 전압이 입력되지 않는다면 트랜지스터(Q1)가 오프 동작되어 방전 경로를 차단하게 된다. The switching unit 150 is an NPN transistor Q1 in the form of an emitter ground and is connected to the collector terminal of the transistor Q1 by means of a transistor Q1 for tuning the back electromotive force voltage flowing through the second resistor R2, 3 Resistor (R3) is installed. The switching unit 150 is turned on by the operating voltage input to the base terminal to form a discharge path through the ground. If the operating voltage is not inputted to the base terminal of the transistor Q1, the switching unit 150 turns off the transistor Q1 to block the discharge path.

역기전력 제거부(160)는 역기전력 전압과 입력 전압의 전압 차이에 의해 온/오프 동작되는 P-채널 FET(161)를 이용하여 역기전력 전압을 방전 경로를 통해 제거한다. The counter electromotive force eliminator 160 removes the counter electromotive force voltage through the discharge path using the P-channel FET 161 which is turned on / off by the voltage difference between the counter electromotive force voltage and the input voltage.

이러한 역기전력 제거부(160)는 P-채널 FET(161)의 드레인 단자와 접지 사이에 설치되는 제1 저항(R1) 및 P-채널 FET(161)의 게이트 단자 측에 설치되는 제2 저항(R2)을 포함한다. 이때, 제2 저항(R2)은 입력 전압을 기설정된 저항값만큼 떨어뜨려 P-채널 FET(161)의 게이트 전압으로 제공한다. 따라서, P-채널 FET(161)는 게이트 단자에 전원 공급부(120)의 입력 전압이 게이트 전압으로 입력되고, 소스 단자에 역기전력 전압이 입력된다. The counter electromotive force eliminator 160 includes a first resistor R1 provided between the drain terminal of the P-channel FET 161 and the ground and a second resistor R2 provided on the gate terminal side of the P- ). At this time, the second resistor (R2) drops the input voltage by a predetermined resistance value and provides the gate voltage of the P-channel FET (161). Therefore, the input voltage of the power supply unit 120 is input to the gate terminal of the P-channel FET 161 as a gate voltage, and the back electromotive force voltage is input to the source terminal thereof.

P-채널 FET(161)는 게이트 전압이 드레인 전압보다 높을 경우에 턴온(Turn-on) 되고, 스위칭부(150)에 의해 형성된 방전 경로로 역기전력 전압을 유도한다. 그러나, P-채널 FET(161)는 게이트 전압이 드레인 전압 이하일 경우에 턴오프(Turn-off) 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 P-채널 FET(161)는 게이트 전압과 소스 전압의 차가 -4V보다 낮을 경우인 VGS≤-4V에 턴온되고, 게이트 전압과 소스 전압의 차가 -4V를 초과할 경우인 VGS>-4V에 턴오프 된다. The P -channel FET 161 is turned on when the gate voltage is higher than the drain voltage and induces a back electromotive force voltage to the discharge path formed by the switching unit 150. [ However, the P-channel FET 161 is turned off when the gate voltage is lower than the drain voltage. 3, the P-channel FET 161 is turned on at V GS ? -4V when the difference between the gate voltage and the source voltage is lower than -4 V, and when the difference between the gate voltage and the source voltage exceeds -4 V , V GS is turned off to -4V.

이때, 게이트 전압이 드레인 전압 이하인 경우에는 역기전력 전압이 입력 전압보다 낮아지거나 역기전력 전압이 제거되었다는 것을 의미하므로 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 전류가 흐르지 않게 되고, 결국 트랜지스터(Q1)도 오프 동작되어 방전 경로가 차단된다. At this time, when the gate voltage is equal to or lower than the drain voltage, it means that the back electromotive force voltage is lower than the input voltage or the back electromotive force voltage is removed. Therefore, no current flows to the base terminal of the transistor Q1, The path is blocked.

한편, P-채널 FET(161)는 드레인 단자와 소스 단자 사이에 내부 다이오드(D3)를 장착하고 있어 스위칭 제어용으로 사용할 수 있다. P-채널 FET(161)가 턴오프 되는 순간 드레인 단자 쪽에 상당히 높은 역기전력이 걸리게 되고, 이 역기전력에 의해 P-채널 FET(161)가 파손될 수 있다. 따라서, P-채널 FET(161)는 내부에 Id(드레인 전류)에 준하는 용량의 다이오드(D3)를 장착하여 드레인 단자쪽으로만 전류가 흐를 수 있도록 함으로써 P-채널 FET(161)의 파손을 방지할 수 있다. On the other hand, the P-channel FET 161 is equipped with an internal diode D3 between the drain terminal and the source terminal and can be used for switching control. As the P-channel FET 161 is turned off, a considerably high counter electromotive force is applied to the drain terminal side, and the P-channel FET 161 may be damaged by this counter electromotive force. Therefore, the P-channel FET 161 is equipped with a diode D3 having a capacitance equal to Id (drain current) in the inside so that current can flow only to the drain terminal, thereby preventing damage to the P-channel FET 161 .

역기전력 제거부(160)에 적용되는 P-채널 FET(161)는 스위칭 속도가 N-채널 FET보다 빠르면서 고전위의 전원 제어용으로 적합할 뿐만 아니라 P-채널 FET의 자체 내부 저항이 낮아 발열이나 회로 손상이 저감될 수 있다. The P-channel FET 161 applied to the counter electromotive force eliminator 160 has a faster switching speed than the N-channel FET and is suitable for high power control of the power source. Since the P-channel FET has a low internal resistance, Damage can be reduced.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 회로의 역기전력 제거 회로(100)는 고전위 제어용에 적합한 P-채널 FET(161)를 이용하고 있어 전원 공급부(120)의 입력 전압보다 높은 전압의 역기전력 전압이 유입될 경우에 즉시 P-채널 FET(161)가 턴온 동작되어 역기전력 전압을 방전 경로를 통해 제거함으로써 회로 손실을 최소화할 수 있다. As described above, the counter electromotive force elimination circuit 100 of the electric circuit according to the embodiment of the present invention uses the P-channel FET 161 suitable for high-potential control, so that the counter electromotive force of the voltage higher than the input voltage of the power supply 120 When the voltage is applied, the P-channel FET 161 is immediately turned on to remove the counter electromotive force voltage through the discharge path, thereby minimizing the circuit loss.

도 3에 도시된 바와 같이, N-채널 FET는 게이트 전압이 소스 전압보다 높아야 턴온되는 특성으로 인해 대부분 NPN 트랜지스터와 같이 스위칭용으로 사용된다. As shown in FIG. 3, the N-channel FET is mostly used for switching, such as an NPN transistor, due to the characteristic that the gate voltage must be higher than the source voltage to turn on.

따라서, P-채널 FET(161)를 대신하여 N-채널 FET를 역기전력 제거부(160)에 적용할 경우에 입력전압보다 높은 역기전력 전압이 전원 공급부(120) 쪽으로 유입되는 것을 감지할 수 없기 때문에 역기전력 제거 회로(100)에 역기전력 전압을 감지할 수 있는 감지수단과 역기전력 전압 감지시 N-채널 FET를 턴온시켜 방전 경로로 스위칭할 수 있는 제어 신호를 출력하는 제어수단이 필요하다. 그러므로, N-채널 FET를 역기전력 제거부(160)에 적용하면 역기전력 감지수단이나 제어 수단 등의 구성이 더 추가되어야 할 뿐만 아니라 N-채널 FET가 P-채널 FET에 비해 열에 약하기 때문에 발열에 의한 열화 등의 문제가 발생할 수 있다. Therefore, when the N-channel FET is applied to the counter electromotive force eliminator 160 instead of the P-channel FET 161, it can not be detected that the counter electromotive force voltage higher than the input voltage flows toward the power supply part 120, There is a need for a sensing means capable of sensing a counter electromotive force voltage to the elimination circuit 100 and a control means for outputting a control signal capable of switching to the discharge path by turning on the N-channel FET at the time of detecting the counter electromotive force voltage. Therefore, when the N-channel FET is applied to the counter electromotive force eliminator 160, not only the structure of the counter electromotive force sensing means and the control means but also the N-channel FET is weaker than the P-channel FET, And the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기회로의 역기전력 제거 회로(100)는 모터(110)에서 역기전력 전압이 발생되면 제너다이오드(ZD1), 제4 저항(R4), 제5 저항(R5) 및 트랜지스터(Q1)를 이용하여 역기전력 전압이 접지 쪽으로 방전되도록 하는 방전 경로를 형성할 수 있다. 그 후, P-채널 FET(161)와 제1 저항(R1)을 이용하여 역기전력 전압을 방전 경로로 유입되도록 하여 제거한다. The counter electromotive force elimination circuit 100 of the electric circuit according to the embodiment of the present invention is configured such that when the counter electromotive force voltage is generated in the motor 110, the Zener diode ZD1, the fourth resistor R4, the fifth resistor R5, Q1) can be used to form a discharge path for discharging the counter-electromotive force voltage to the ground side. Thereafter, the counter-electromotive force voltage is introduced into the discharge path and removed by using the P-channel FET 161 and the first resistor Rl.

따라서, 본 발명은 P-채널 FET를 이용하여 전기회로로 공급되는 입력전압보다 높은 역기전력 전압을 빠른 스위칭 속도로 제거할 수 있고, P-채널 FET가 N-채널 FET 또는 트랜지스터(Tr)보다 입력 임피던스가 매우 크고 잡음이 작으며 열에 강하다는 동작 특성을 이용하여 FET의 턴온 동작시 발생하는 회로 손실을 최소화할 수 있다.Therefore, the present invention can eliminate the counter electromotive force voltage higher than the input voltage supplied to the electric circuit by using the P-channel FET at a high switching speed, and the P-channel FET has a higher input impedance than the N-channel FET or transistor The circuit loss can be minimized when the FET is turned on by using the operation characteristics that are very large, the noise is small and the heat is strong.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

110 : 모터 120 : 전원 공급부
130 : 역전류 방지부 140 : 스위칭 제어부
150 : 스위칭부 160 : 역기전력 제거부
161 : P-채널 FET 110: motor 120: power supply
130: reverse current blocking unit 140: switching control unit
150: Switching unit 160: Back electromotive force elimination
161: P-channel FET

Claims (7)

인덕턴스를 갖는 전기회로의 구동을 위한 입력 전압을 제공하는 전원 공급부;
상기 전기회로에서 발생되는 역기전력 전압을 이용한 동작 전압이 입력되면 온(ON) 동작되어 접지를 통한 방전 경로를 형성하는 스위칭부; 및
상기 역기전력 전압을 분배하여 상기 스위칭부의 동작 전압으로 제공하는 스위칭 제어부; 및
상기 역기전력 전압과 상기 입력 전압의 전압 차이에 의해 온/오프 동작되는 P-채널 FET를 이용하여 상기 역기전력 전압을 상기 방전 경로를 통해 제거하는 역기전력 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
A power supply for providing an input voltage for driving an electric circuit having an inductance;
A switching unit that is turned on when an operating voltage using a counter electromotive force voltage generated in the electric circuit is input to form a discharge path through the ground; And
A switching controller for distributing the counter electromotive force voltage to provide the operating voltage of the switching unit; And
And a counter electromotive force canceling unit for removing the counter electromotive force voltage through the discharge path using a P-channel FET that is turned on / off by a voltage difference between the counter electromotive force voltage and the input voltage. .
제1항에 있어서,
상기 전원 공급부와 상기 역기전력 제거부 사이에 설치되고, 상기 전기회로로부터 발생되는 역전류로부터 상기 전원 공급부를 보호하는 역전류 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
The method according to claim 1,
Further comprising a reverse current blocking unit provided between the power supply unit and the counter electromotive force removing unit for protecting the power supply unit from a reverse current generated from the electric circuit.
제2항에 있어서,
상기 역전류 방지부는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 병렬 설치한 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
3. The method of claim 2,
Wherein the reverse current blocking portion includes a first diode and a second diode connected in parallel to each other.
제1항에 있어서,
상기 스위칭 제어부는
상기 역기전력 전압이 캐소드 단자를 통해 입력되고, 상기 역기전력 전압을 기설정된 기준 전압만큼 하강시키는 정전압 동작에 의해 제너 전압을 애노드 단자를 통해 출력시키는 제너 다이오드;
상기 제너 다이오드의 애노드 단자에 연결되고, 상기 제너 전압을 분배하여 동작 전압을 상기 스위칭부로 제공하도록 병렬 결합된 제3 저항 및 제4 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
The method according to claim 1,
The switching control unit
A zener diode that receives the counter electromotive force voltage through a cathode terminal and outputs a zener voltage through an anode terminal by a constant voltage operation that lowers the counter electromotive force voltage by a predetermined reference voltage;
And a third resistor and a fourth resistor connected in parallel to each other to supply the operating voltage to the switching unit, the fourth resistor being connected to the anode terminal of the Zener diode and dividing the Zener voltage.
제1항에 있어서,
상기 역기전력 제거부는,
상기 P-채널 FET의 드레인 단자와 접지 사이에 설치되는 제1 저항; 및
상기 P-채널 FET의 게이트 단자 측에 설치되고, 상기 입력 전압을 기설정된 저항값만큼 떨어뜨려 상기 P-채널 FET의 게이트 전압으로 제공하는 제2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the counter-
A first resistor provided between a drain terminal of the P-channel FET and a ground; And
And a second resistor provided on a gate terminal side of the P-channel FET and providing the input voltage as a gate voltage of the P-channel FET by a predetermined resistance value, Circuit.
제5항에 있어서,
상기 P-채널 FET는 게이트 단자에 상기 게이트 전압으로 입력되고, 소스 단자에 역기전력 전압이 소스 전압으로 입력되며, 상기 게이트 전압이 상기 드레인 전압보다 높을 경우에 턴온(Turn-on) 되어 상기 방전 경로로 상기 역기전력 전압을 유도하고, 상기 게이트 전압이 상기 드레인 전압 이하일 경우에 턴오프(Turn-off) 되어 상기 방전 경로가 차단되는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로.
6. The method of claim 5,
The P-channel FET is input to the gate terminal as the gate voltage, a counter electromotive force voltage is input to the source terminal as a source voltage, and is turned on when the gate voltage is higher than the drain voltage, Wherein the back electromotive force voltage is induced and turned off when the gate voltage is equal to or lower than the drain voltage so that the discharge path is cut off.
제1항에 있어서,
상기 스위칭부는 이미터 접지 형태의 트랜지스터를 포함하고,
상기 트랜지스터의 컬렉터 단자에 상기 역기전력 전압을 튜닝하여 상기 트랜지스터를 보호하기 위한 제3 저항이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기회로의 역기전력 제거 회로. The method according to claim 1,
Wherein the switching unit includes a transistor in the form of an emitter ground,
And a third resistor for protecting the transistor by tuning the counter electromotive force voltage to the collector terminal of the transistor.
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