KR19980060677A

KR19980060677A - 스테핑 모터의 구동 회로

Info

Publication number: KR19980060677A
Application number: KR1019960080040A
Authority: KR
Inventors: 박은영
Original assignee: 이대원; 삼성항공산업 주식회사
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-10-07
Also published as: KR100226717B1

Abstract

스테핑 모터의 구동 회로가 개시된다. 이 회로는, 구동 전압 조정 단자를 갖춘 구동 소자로써 스테핑 모터를 구동시키는 회로에 있어서, 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 접지되는 제1 저항 선택부; 그 일단이 접지되는 스위칭부; 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 상기 스위칭부의 다른 일단과 연결되는 제2 저항 선택부; 및 상기 구동 소자의 입력 펄스가 발생되는 동안 방전을 수행하고, 발생되지 않는 동안 충전을 수행하여, 그 충전 전압으로써 상기 스위칭부를 동작시키는 스위칭 제어부;를 포함한 것을 그 특징으로 한다. 이에 따라, 사용자가 구동 전류를 선택할 수 있으므로 다양한 시방의 스테핑 모터를 구동할 수 있고, 입력 펄스가 발생되지 않으면 구동 전류를 자동 감쇄시킴으로써 절전 효과를 얻을 수 있다.

Description

스테핑 모터의 구동 회로

본 발명은 스테핑 모터의 구동 회로에 관한 것이다.

1920년대 영국에서 개발된 스테핑 모터는, 1950년대 트랜지스터(transistor)의 출현 이후에 디지탈 제어가 용이하다는 장점을 갖게 되었다. 이 스테핑 모터는, 높은 정밀도의 위치 결정이 가능한 모터로서, 컴퓨터 주변 단말 기기, 공작 기계, 및 각종 자동 제어 기계 등에 사용된다. 일반적인 스테핑 모터의 구동 회로에는, 구동 전류를 순차적으로 절환하는 구동 수단과, 속도 및 각도를 제어하는 펄스 발진 수단이 필요하다. 최근 집적 회로(Integrated Circuit) 제조 기술의 발달로 인하여, 상기 수단들이 집적화된 구동 소자들이 범용화되고 있다. 이러한 구동 소자들이 대부분 구동 전압 조정 단자를 갖추고 있으므로, 구동 전압 조정 단자와 접지 단자 사이에 외부 저항기가 연결됨으로써, 스테핑 모터의 구동 전류를 선택할 수 있다.

종래의 스테핑 모터의 구동 회로는, 상기 외부 저항기가 고정되어 제조되므로 구동 전류의 범위가 제한된다. 이에 따라 해당되는 시방(specification)의 스테핑 모터들만이 사용될 수 있으므로, 범용 구동 회로로서 작용하지 못한다. 한편 종래의 구동 회로는, 입력 펄스가 발생되지 않으면 구동 전류를 자동 감쇄할 수 있는 수단이 없으므로, 불필요한 전력이 소비된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사용자가 구동 전류를 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 입력 펄스가 발생되지 않으면 구동 전류를 자동 감쇄시킬 수 있는 스테핑 모터의 구동 회로를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스테핑 모터의 구동 회로를 나타낸 개략적 도면이다.

도 2는 도 1의 스위칭 제어부를 설명하기 위한 내부 타이밍도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11...스테핑 모터,10...구동 소자,

V_REF...구동 전압 조정 단자,12...제1 저항 선택부,

13...제2 저항 선택부,TR_S...스위칭 트랜지스터,

14...스위칭 제어부,141...버퍼,

Rb...베이스 전류 조정용 저항기,Rc...컬렉터 전류 조정용 저항기,

TR_CD...충방전용 트랜지스터,C_CD...충방전용 캐페시터,

142...제1 반전기,143...제2 반전기,

144...단안정 멀티바이브레이터,Rt...펄스폭 설정용 저항기,

Ct...펄스폭 설정용 저항기,145...D형 플립플롭.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 스테핑 모터의 구동 회로는, 구동 전압 조정 단자를 갖춘 구동 소자로써 스테핑 모터를 구동시키는 회로에 있어서, 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 접지되는 제1 저항 선택부; 그 일단이 접지되는 스위칭부; 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 상기 스위칭부의 다른 일단과 연결되는 제2 저항 선택부; 및 상기 구동 소자의 입력 펄스가 발생되는 동안 방전을 수행하고, 발생되지 않는 동안 충전을 수행하여, 그 충전 전압으로써 상기 스위칭부를 동작시키는 스위칭 제어부;를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 스위칭 제어부를 설명하기 위한 내부 타이밍도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 구동 회로는, 구동 전압 조정 단자(V_REF)를 갖추고 스테핑 모터(11)를 구동시키는 구동 소자(10); 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자(V_REF)에 연결되고, 다른 일단이 접지되는 제1 저항 선택부(12); 그 일단이 접지되는 스위칭 트랜지스터(TR_S); 그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자(V_REF)에 연결되고, 다른 일단이 상기 스위칭 트랜지스터(TR_S)의 다른 일단과 연결되는 제2 저항 선택부(13); 및

상기 구동 소자(10)의 입력 펄스가 발생되는 동안 방전을 수행하고, 발생되지 않는 동안 충전을 수행하여, 그 충전 전압으로써 상기 스위칭 트랜지스터(TR_S)를 동작시키는 스위칭 제어부(14);를 포함한다.

제1 저항 선택부(12) 및 제2 저항 선택부(13)는, 저항기들이 병렬 연결된 딥(Dual In line Package) 스위치들로 되어 있다. 스위칭 제어부(14)는, 상기 입력 펄스를 버퍼링하는 버퍼(141); 그 일단이 버퍼(141)의 출력 단자와 연결된 베이스(Base) 전류 조정용 저항기(Rb); 그 일단이 전원의 플러스 단자와 연결된 컬렉터(Collector) 전류 조정용 저항기(Rc); 베이스가 상기 베이스 전류 조정용 저항기(Rb)의 다른 일단과 연결되고, 컬렉터가 상기 컬렉터 전류 조정용 저항기(Rc)의 다른 일단과 연결되며, 에미터(Emitter)가 접지되는 충방전용 트랜지스터(TR_CD); 충방전용 트랜지스터(TR_CD)의 컬렉터와 에미터 사이에 연결된 충방전용 캐페시터(C_CD); 충방전용 캐페시터(C_CD)에 충전된 전압이 문턱 전압을 넘어서면 로우(Low) 상태의 신호를 출력하는 제1 반전기(142); 제1 반전기(142)의 출력 상태를 반전시키는 제2 반전기(143); 제2 반전기(143)의 출력 상태가 로우(Low)에서 하이(High)로 전환되는 시점으로부터 소정의 시간 동안 펄스를 발생시키는 단안정 멀티바이브레이터(Monostable Multivibrator, 144); 단안정 멀티바이브레이터(144)로부터의 펄스를 소정의 시간 동안 지연시킨 후, 상기 스위칭 트랜지스터(TR_S)의 베이스에 인가하는 D형 플립플롭(D-type Flip-Flop, 145);를 포함한다.

구동 소자(10)는, 입력 단자(IN)에 인가되는 입력 펄스를 처리하여, 제1상 출력 단자(OUT1) 및 제2상 출력 단자(OUT2)를 통하여 구동 펄스를 순차적으로 출력한다. 입력 펄스가 발생되지 않는 동안에는 충방전용 트랜지스터(TR_CD)의 베이스 단자에 로우(Low) 상태의 전압이 인가된다. 이에 따라 충방전용 트랜지스터(TR_CD)가 오프(Off)되어, 충방전용 캐페시터(C_CD)가 충전된다. 이와 반대로 입력 펄스가 발생되는 동안에는 충방전용 트랜지스터(TR_CD)의 베이스 단자에 하이(High) 상태의 전압이 인가된다. 이에 따라 충방전용 트랜지스터(TR_CD)가 온(On)되어, 충방전용 캐페시터(C_CD)가 방전된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스테핑 모터(11)를 구동하기 위하여 입력 펄스가 지속적으로 발생되는 동안에는, 충전 전압이 제1 반전기(142)의 문턱 전압(threshold voltage)보다 낮게 된다. 이에 따라 제1 반전기(142)의 출력은 하이(High) 상태를 유지하고, 제2 반전기(143)의 출력은 로우(Low) 상태를 유지한다. 또한, 단안정 멀티바이브레이터(144)의 트리거 입력 단자(TG)의 상태가 하이(High) 상태로 전환되지 않으므로, 그 출력 단자(Q)를 통하여 전압 강하용 펄스가 발생되지 않는다. 그리고 D형 플립플롭(145)의 D 입력 단자가 로우(Low) 상태를 유지하므로, Q 출력 단자가 로우(Low) 상태를 유지한다. 이와 같이 스테핑 모터(11)를 구동하기 위하여 입력 펄스가 지속적으로 발생되는 동안에는, 스위칭 제어부(14)로부터 로우(Low) 상태의 신호가 출력되므로, 상기 스위칭 트랜지스터(TR_S)가 오프(Off)된다. 이에 따라 제1 저항 선택부(12)만 작용하여, 구동 소자(10)의 구동 전압 조정 단자(V_REF)와 접지 단자 사이의 저항값이 상대적으로 높고, 제1 저항 선택부(12)에서 사용자에 의하여 선택된 저항값에 따라 스테핑 모터(11)의 구동 전류가 흐르게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력 펄스가 지속적으로 발생되지 않는 동안에는, 충방전용 캐페시터(C_CD)가 지속적으로 충전되어, 그 충전 전압이 제1 반전기(142)의 문턱 전압보다 높게 된다. 이 시점에서 제1 반전기(142)의 출력이 로우(Low) 상태로 전환되고, 이에 따라 제2 반전기(143)의 출력이 하이(High) 상태로 전환된다. 또한, 단안정 멀티바이브레이터(144)의 트리거 입력 단자(TG)의 상태가 하이(High) 상태로 전환되므로, 그 출력 단자(Q)를 통하여 전압 강하용 펄스가 발생된다. 이 펄스의 폭 Pw는, 단안정 멀티바이브레이터(144)의 외부 단자 R_EXT/C_EXT및 C_EXT에 연결된 저항기 Rt 및 Ct의 곱 Rt·Ct에 비례한다. 이를 수식으로 표현하면, Pw = K·Rt·Ct 이다. 여기서 K는 단안정 멀티바이브레이터(144)의 시방(specification)에 따라 결정되는 상수이다. 이와 같은 폭 Pw를 갖는 펄스가 D형 플립플롭(145)의 D 입력 단자에 인가되므로, 상기 펄스 폭 Pw의 시간 동안 Q 출력 단자가 하이(High) 상태를 유지한다. 이와 같이 입력 펄스가 지속적으로 발생되지 않는 동안에는, 스위칭 제어부(14)로부터 하이(High) 상태의 신호가 출력되므로, 상기 스위칭 트랜지스터(TR_S)가 온(On)된다. 이에 따라 제1 저항 선택부(12) 및 제2 저항 선택부(13)가 병렬로 작용하여, 구동 소자(10)의 구동 전압 조정 단자(V_REF)와 접지 단자 사이의 저항값이 상대적으로 낮아지고, 그 저항값에 따라 스테핑 모터(11)의 구동 전류가 적어진다.

이와 같이 사용자가 제1 저항 선택부(12)의 저항값을 조정하여, 스테핑 모터(11)의 구동 전류를 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 입력 펄스가 발생되지 않으면 제2 저항 선택부(13)가 작용하여 상기 구동 전류를 자동 감쇄시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 스테핑 모터의 구동 회로에 의하면, 사용자가 구동 전류를 선택할 수 있으므로 다양한 시방의 스테핑 모터를 구동할 수 있고, 입력 펄스가 발생되지 않으면 구동 전류를 자동 감쇄시킴으로써 절전 효과를 얻을 수 있다.

Claims

구동 전압 조정 단자를 갖춘 구동 소자로써 스테핑 모터를 구동시키는 회로에 있어서,

그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 접지되는 제1 저항 선택부;

그 일단이 접지되는 스위칭부;

그 일단이 상기 구동 전압 조정 단자에 연결되고, 다른 일단이 상기 스위칭부의 다른 일단과 연결되는 제2 저항 선택부; 및

상기 구동 소자의 입력 펄스가 발생되는 동안 방전을 수행하고, 발생되지 않는 동안 충전을 수행하여, 그 충전 전압으로써 상기 스위칭부를 동작시키는 스위칭 제어부;를 포함한 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 저항 선택부 및 제2 저항 선택부는,

저항기들이 병렬 연결된 딥 스위치들로 된 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제1항에 있어서, 상기 스위칭부는,

스위칭 트랜지스터인 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제3항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,

상기 입력 펄스를 버퍼링하는 버퍼;

그 일단이 상기 버퍼의 출력 단자와 연결된 베이스 전류 조정용 저항기;

그 일단이 전원의 플러스 단자와 연결된 컬렉터 전류 조정용 저항기;

베이스가 상기 베이스 전류 조정용 저항기의 다른 일단과 연결되고, 컬렉터가 상기 컬렉터 전류 조정용 저항기의 다른 일단과 연결되며, 에미터가 접지되는 충방전용 트랜지스터;

상기 충방전용 트랜지스터의 컬렉터와 에미터 사이에 연결된 충방전용 캐페시터; 및

상기 충방전용 캐페시터의 출력 상태가 로우에서 하이로 전환되는 시점으로부터 소정의 시간 동안 펄스를 발생시켜서, 상기 스위칭 트랜지스터의 베이스에 인가하는 단안정 멀티바이브레이터;를 포함하는 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제4항에 있어서, 상기 충방전용 캐페시터와 상기 단안정 멀티바이브레이터 사이에는,

상기 충방전용 캐페시터에 충전된 전압이 문턱 전압을 넘어서면 로우 상태의 신호를 출력하는 제1 반전기; 및

상기 제1 반전기의 출력 상태를 반전시키는 제2 반전기;가 직렬로 연결된 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제4항에 있어서, 상기 단안정 멀티바이브레이터와 상기 스위칭 트랜지스터의 베이스 사이에는,

타이밍 조정용 지연 소자가 직렬로 연결된 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.
제6항에 있어서, 상기 지연 소자는,

D형 플립플롭인 것을 그 특징으로 하는 스테핑 모터의 구동 회로.