KR880002183Y1 - 직류 모우터 구동 이상시의 자동 전원차단 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

직류 모우터 구동 이상시의 자동 전원차단 회로

제 1 도는 종래의 회로도

제 2 도는 종래장치의 각부에 나타나는 전압, 전류 파형도.

제 3 도는 본 고안의 1실시예를 나타내는 회로도.

제 4(a)도-제4(d)도는 본 고안의 1실시예에 따른 각부의 전압, 전류 파형도.

제 5(a)도, 제5(b)도는 제 3 도의 트랜지스터(Q₇) (Q₈)단락시의 각부에 나타나는 전압 파형도.

제 6 도는, 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 회로도.

제 7(a)도-제7(d)도는, 본 고안의 다른 실시예에 따른 각부의 전압, 전류 파형도.

제 8(a)도-제8(h)도는, 제 6 도에서 모우터 구동의 이상 발생시에 각부에 나타나는 전압 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 스위칭 회로 40 : 디 플립플롭

50 : 논리회로부 R₁: 저항

C₁: 콘덴서 Q₃-Q₉Q₇', Q₈' : 트랜지스터

OP₃,OP₄: 비교기 NOR : 노어게이트

본 고안은 프린터, 전자식 타이프 라이터의 메카니즘인 캐러지(Carriage)어셈블리, 플레이튼(Platen)어셈블리, 프린트 휘일(Print Wheel)등을 구동하는 직류 모우터 구동회로에 있어, 이상 발생시에 모우터에 공급되는 전원을 자동 차단 하여 모우터의 손상을 미연에 방지할 수 있도록 한 자동전원 차단회로에 관한 것이다.

종래에는 제 1 도에 도시한 바와 같은 회로 구성으로서, 모우터(M)에 흐르는 전류를 저항(Rs)을 사용하여 검출한 후에 이를 기준전압( )과 비교하여 이보다 큰 경우에는 모우터 구동회로를 구동하는 모우터 구동명령 전압(V_R)을 차단하여 모우터의 전류를 제한 하는 구성이다.

즉, 제 2(a)도에 도시한 바와 같이 모우터 구동명령 전압(V_R)이 인가되면 푸슈풀 구동 회로를 통하여 트랜지스터(Q₁)혹은 트랜지스터(Q₂)가 도통되어 모우터(M)에 전류가 흐른다.

이 전류(IM)는 저항(Rs')에 의하여 전압치로 검출되어 기준전압과 비교된 후에, 이 기준전압보다 큰 경우에는, 비교기(OP₁)를 통하여, 비교기(OP₂)의 반전 입력단자에 가해지고, 그의 출력단 신호에 의하여 구동회로의 입력단에는 모우터 구동명령 전압(V_R)이 인가되지 못하게 된다.

따라서, 전류는 더이상 증가되지 않고, 감소되어 한계치 이하로 하강하게 되면 다시 모우터 구동명령 전압이 구동회로에 인가되어 전류가 증가하게 되고, 이를 반복 수행하므로서 모우터에는 미리 정해진 전류치까지만 전류가 흐르게 된다.

주지한 바와 같이 모우터를 단일 방향으로 계속 구동시키는 경우에 있어, 실제로 모우터에 흐르는 전류는 단일 방향으로만 흐르지 않고, 반대 방향으로도 단속적으로 흘러서 원하는 속도로 조절되며, 또한 정지 시켰다가 다시 구동을 시키게 된다.

즉, 제 2 도에서와 같이 모우터에 단일 방향으로 계속 전류가 흐르는 시간(t₁)은 실제로는 제한되어 있다. (예를 들면 프린터의 경우에는 수십-수백mS이내)그러나, 구동회로 자체의 고장 또는 트랜지스터(Q₁), (Q₂)가 내부적으로 단락된 경우에는 단일 방향으로만 전류가 연속적으로 흐르게 되어 모우터가 과열로 소손되거나 혹은 이로 인한 화재의 위험성이 있엇다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 모우터에 정해진 시간보다 장시간 동안 연속적으로 전류가 흐르는 경우에는 모우터에 공급되는 전원을 자동 차단하여 모우터의 과열 및 관련회로의 이상 동작을 미연에 방지 하고자 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 고안의 1실시예를 나타내는 회로도로서, 전원 공급장치의 정, 부 전원단자(＋B) (－B)에 트랜지스터(Q₃), (Q₄), (Q₅), (Q₆)로 된 스위칭 회로(10), (20)를 통하여, 베이스측이 각각 퓨슈풀 구동회로(30)에 접속된 트랜지스터(Q₇), (Q₈)의 콜렉터측을 접속하고, 이들의 에미터측에 일단이 연결된 구동모우터(M)의 타단에는 검출저항(Rs)과 병렬접속된 저항(R₁) 및 콘덴서(C₁)를 접속하고, 이들의 접속점에는 비교기(OP₃), (OP₄)의 비반전(＋)단자와 반전(－)단자를 접속하고, 이들의 출력단에 노어게이트(NOR) 및 디플립플롭(40)으로 된 논리회로부(50)를 접속하고, 상기 디플립플롭(40)의 부출력단자()를 상기 스위칭 회로(10)의 트랜지스터(Q₄)의 베이스에 접속하여 구성시킨다.

미설명부호 OP₅는 비교기이고, ＋V_CC는 직류전원 전압이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

초기에 모우터(M)가 구동하게 되면 저항(R_S)에는 모우터전류(IM)에 의한 전압강하(V_RS라 칭함)가 발생된다.

즉 V_RS＝1×R_S이므로 여기서, V_RS는 제 2(b)도에 도시한 바와 같이 모우터 전류(IM)와 같은 파형이 나타나게 된다. 이때에 저항(R₁), 콘덴서(C₁)에 의한 시정수가 모우터 전류의 단일 방향 통전시간(제 2(a)도에 나타낸 t₂시간)보다 훨씬 길으면, 예를 들면, t₂시간이 수십 mS인 경우에 있어, 정상동작시의 콘덴서(C₁)에 유기되는 전압(Vc₁이라 칭함)은 저항(Rs)에 유기되는 전압(V_RS)의 최대치(＋V peak)에 훨씬 미달하게 된다.

따라서 비교기(OP₃)의 반전(－)입력단자에 상기 최대치(＋V peak)보다는 약간 낮지만 정상 동작시의 콘덴서(C₁)에 유기되는 전압(Vc₁)보다는 훨씬 높은 값을 가지는 기준전압(＋Vf)을 인가하면 비교기(OP₃)의 출력단 전압(V₃)은 로우 상태가 된다.

이와 마찬가지로 비교기(OP₄)의 비반전(＋)입력단자에는 부의 기준전압(OP-Vf)을 인가하면 비교기(OP₄)의 출력단 신호도 로우 상태가 된다. 따라서 이들 각각의 로우 신호는 노어게이트(NOR)를 통하여 하이신호로 나타나게 되어 로우 액티브(Low Activa)로 동작하는 디플립플롭(40)의 클럭단자()에 가해지나, 영향을 받지않게 되어 그의 부의 출력단)에는 초기 상태인 하이신호 상태를 유지하게 되고, 이하이 신호는 상기한 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 가해져 트랜지스터(Q₄), (Q₃)를 차례로 도통시키게 되어 모우터 구동전원(＋B)을 푸슈풀 구동회로(30)에 가해주게 된다.

또한 트랜지스터(Q₄)가 도통 상태이므로 비교기(OP₅)의 반전(－)단자 신호는 로우 상태가 되어 그의 출력단에는 하이 신호가 나타나므로, 이로 인하여 트랜지스터(Q₆), (Q₅)가 차례로 도통되어 부의 모우터 구동전원(－B)을 푸슈풀 구동회로(30)에 가해주게 된다.

한편, 예를들어 모우터 구동용 소자인 트랜지스터(Q₇), 또는 트랜지스터(Q₈)가 단락 상태이거나 푸슈풀 구동회로(30)의 내부적 고장등의 이상발생시, 즉 모우터(M)에 한쪽 방향으로 전류가 계속 흐를 경우에 있어, 제 5(a)도에 도시한 바와 같이 먼저 트랜지스터(Q₇)가 단락된 경우를 설명하면, 모우터(M)에는 전원(＋B)이 트랜지스터(Q₇)를 통하여 가해져서 구동되므로, 저항(Rs)의 양단에는 최대치 전압(＋V peak)이 발생한다.

따라서 저항(R₁), 콘덴서(C₁)에 의하여 결정되는 일정한 시정수 시간후에 콘덴서(C₁)의 유기전압(Vc₁)은 최대치 전압(＋V peak)까지 도달하여 비교기(OP₂)의 출력단 전압(V₃)은 하이 상태가 되어, 노어게이트(NOR)의 출력단에는 로우 신호가 나타나게 되므로, 디플립플롭(40)의 정출력단자(Q)에는 하이신호가 나타나게 되고, 반면 부 출력단자()에는 로우 신호가 출력되어 스위칭 트랜지스터(Q₄), (Q₃)가 차례로 부도통 되므로, 모우터의 푸슈풀 구동회로(30)에 전원 공급을 자동으로 차단하게 된다.

또한 트랜지스터(Q₄)의 콜렉터는 하이 상태가 되어 비교기(OP₅)의 출력단 신호가 로우 상태가 되므로, 트랜지스터(Q₆), (Q₅)가 차례로 부도통되어 부전원(－B)공급도 차단하게 되는 것이다.

또한 제 5(b)도에 도시한 바와 같이 트랜지스터(Q₈)가 단락된 경우에는 저항(Rs)에 최대치(－V peak)의 부전원(－B)이 유기되어 비교기(OP₄)의 출력단(V₄)에는 하이신호가 나타나며, 그이후의 회로 동작은 트랜지스터(Q₇)의 단락시와 동일하게 작동되므로 이경우에도 트랜지스터(Q₃), (Q₅)가 부도통되어 전원공급을 차단하게 되는 것이다.

제 6 도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 회로도로서, 이는 제 3 도에 도시한 회로 구성에서 트랜지스터(Q₇), (Q₈)를 역극성으로한 트랜지스터(Q₇'), (Q₈')를 사용하고, 비교기(OP₃), 의 기준전압단자를 반전(－)단자로 구성하며, 논리회로부(50)의 구성대신에 트랜지스터(Q₉)를 연결한 구성으로서, 정상 동작시의 회로동작 상태를 제 7 도에 의하여 설명하면 다음과 같다.

우선 구동모우터(M)에 흐르는 전류에 비례하는 전압(V_RS) (저항(Rs)양단전압)은 제 7(a)도에 도시한 바와 같이 나타나게 되며, 전압(V_RS)에 의하여 콘덴서(C₁)에 인가되는 전압(Vc₁)은 제 7(b)도 에 도시한 바와 같다.

즉, 정상 동작시에는 전압(Vc₁)이 기준전압(Vf)보다 낮은 값을 갖게되어 비교기(OP₃')의 출력단전압(V₃)은 하이상태가 되어 트랜지스터(Q₄), (Q₃)가 차례로 도통 되므로 정전원(＋B)이 푸슈풀 구동회로(30)에 공급된다.

이때 비교기(OP₄')의 출력단 전압(V₄)은 로우상태가 되어 트랜지스터(Q₉)는 차단되므로 트랜지스터(Q₄)가 도통상태를 유지하게 된다. 또한 부전원(－B)의 공급은 트랜지스터(Q₄)가 도통 상태인 경우에 비교기(OP₅)의 반전(－)단자에는 기준전압(Vf)보다 낮은 전압이 가해져서 트랜지스터(Q₆), (Q₅)가 차례로 도통 되어 부전원(－B)이 모우터 구동회로(30)에 공급된다.

한편 모우터 구동회로(30)가 고장이거나, 혹은 트랜지스터(Q₇')또는 트랜지스터(Q₈')가 단락된 경우에는 제 8 도에 도시한 바와 같이 모우터에는 연속적으로 전류가 흘러 전압(V_RS)과 같은 파형이 나타나게 된다.

여기서, 저항(R₁), 콘덴서(C₁)에 의한 시정수보다 긴 연속된 시간동안 전류가 흘러 전압(V_RS)이 제 8(a)도에서와 같이 나타나게 되면 콘덴서(C₁)의 유기전압(Vc₁)은 계속 증가되어 기준전압(Vf)이상으로 상승하게 되므로 비교기(OP₃')의 출력단 전압(V₃)은 로우 상태가되어 트랜지스터(Q₄), (Q₃)를 차례로 차단시키게 되므로 전원공급의 차단된다.

만일 트랜지스터(Q₈')가 단락된 경우에는 모우터(M)에 반대 방향의 전류가 흘러 제 8(e)도에서와 같은 전압(V_RS)이 나타나게 되어 비교기(OP₄')의 출력단 전압(V₄)이 하이상태이므로 트랜지스터(Q₉)가 도통되어 트랜지스터(Q₄)가 차단되므로 트랜지스터(Q₃)도 차단된다.

이와 같이 트랜지스터(Q₄)가 차단되면 비교기(OP₅)의반전(－)단자에 기준전압(Vf)보다 높은 정(＋)전압이 인가되어 트랜지스터(Q₆), (Q₅)가 차례로 차단되므로 모우터 구동회로(30)에 전원공급이 차단된다.

이상에서와 같이 본 고안은 모우터에 정해진 시간보다 장시간동안 연속적으로 전류가 흐르는 경우에는 전원공급을 자동으로 차단하여 모우터의 과열 및 관련 회로의오동작을 미연에 방지할 뿐 아니라, 화재발생의 위험성도 배제할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 전원공급 장치의 정, 부 전원단자(＋B) (－B)에 트랜지스터(Q₃), (Q₄), (Q₅), (Q₆)로 된 스위칭 회로(10), (20)를 통하여, 베이스측이 각각 푸슈풀 구동회로(30)에 연결된 트랜지스터(Q₇), (Q₈)의 콜렉터를 접속하고, 이들의 에미터측에 일단이 접속된 구동모우터(M)의 타단에는 통상의 검출저항(Rs)과 병렬 접속된 저항(R₁) 및 콘덴서(C₁)를 접속하고, 이들의 접속점에는 비교기(OP₃), (OP₄)의 비반전(＋)단자와 반전(－)단자를 접속하고, 출력단에는 노어게이트(NOR) 및 디플립플롭(40)으로된 논리회로부(50)를 접속하고, 상기 디플립플롭(40)의 부출력단자(Q)를 스위칭 회로(10)의 트랜지스터(Q₄)의 베이스측에 연결하여서 구성된 직류 모우터 구동 이상시의 자동 전원 차단장치.

   제1항에 있어서, 푸슈풀 구동회로(30)에 상기 트랜지스터(Q₇), (Q₈)를 역 극성으로한 트랜지스터(Q₇'), (Q₈')를 접속하고, 논리회로부(50)를 트랜지스터(Q₉)로 연결 구성한 직류 모우터 구동 이상시의 자동 전원 차단장치.