KR890006523Y1 - 펄스폭 변조신호 전달회로 - Google Patents

펄스폭 변조신호 전달회로 Download PDF

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    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

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Abstract

내용 없음.

Description

펄스폭 변조신호 전달회로
제1도는 본 고안의 회로도.
제2(a)도-제2(h)도는 본 고안 회로 각부의 신호파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 3, 5, 6 : 슈미트트리거회로 2, 4 : NOR 게이트
R1R2: 저항 C1: 콘덴서
D1: 다이오드
본 고안은 펄스폭 변조(PWM)방식에 의하여 서보모터를 구동시키는 자동제어시스템에서 펄스폭 변조신호 발생기로부터 PWM신호를 공급받아 이를 서보모터를 구동시키는 전력증폭단에 공급하는 PWM신호전달회로에 관한 것으로서, 특히 전력증폭단이 전력 트랜지스터의 턴온시간과 턴오프시간을 고려하여 PWM신호에 미리 전력 트랜지스터의 스위칭시 발생하는 역복귀전류를 보상한 시간(dead time)을 주어 전력 트랜지스터에 PWM신호를 공급하므로 트랜지스터의 스위칭시에 보다 정확한 포화영역에 도달할수 있도록한PWM신호 전달회로 구성에 관한 것이다.
종래의 PWM방식에 의한 서보모터 고동장치에서는 전력 트랜지스터의 역 복귀전류에 의한 스위칭시의 포화영역 도달에의 불안정함으로 인하여 기기의 동작에 신뢰성이 결여되었을 뿐만아니라 전력 트랜지스터의 역복귀전류에 의해 다른 전력 트랜지스터가 스위칭되는 경우가 발생하여 기기의 동작에 신회성이 더욱 결여되게 되었고 특히 장시간 모터를 구동할때 전력 트랜지스터에서 열이 많이 발생하게되므로서 회로의 동작에 악 영향을 미치게되고 기기수명이 단축되었던 문제점이 있었다.
따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 PWM방식에 의해 서보모터를 구동할때 전력 트랜지스터의 스위칭시 역복귀전류를 보상한 데드타임을 주므로서 장시간 모터를 구동할때 전력 트랜지스터에서 발생하는 열을 감소시키고 전력 트랜지스터의 역복귀전류에 의해 다른 전력 트랜지스터가 스위칭되는 것을 방지하여 기기의 동작에 신뢰성을 높일수 있도록한 PWM신호 전달회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 회로구성과 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 제1도를 참조하여 본 고안의 구성을 설명하면, PWM신호가 입력되는 슈미트트리거회로(1)의 출력은 NOR게이트(2) 일측입력에 연결함과 동시에 슈미트트리거회로(3)의 입력에 연결하되 슈미트트리거호로(3)의 출력은 노아(NOR)게이트(4)의 일측입력에 연결함과 동시에 저항(R1)과 병렬 접속된 저항(R2)과 다이오드(D1)의 직렬회로를 통해 일단이 접지된 콘덴서(C1)의 타단에 연결하여 전력 트랜지스터의 역복귀전류 보상시간이 되는 소정의 지연시간(Td1,Td2)을 갖도록 하고 이 콘덴서(C1)의 타단은 슈미트트리거회로(5)를 통해 NOR게이트(2)의 타측입력에 연결함과 동시에 슈미트트리거회로(6)를 통해 NOR게이트(4)의 타측입력에 연결하여 각NOR게이트(2, 4)의 출력에서는 보상시간(Td)을 갖는 PWM신호가 출력되도록 하여서된 것이다.
본 고안의 작용효과는 제1도에 도시된 바와같이 공지의 PWM신호발생기(도시하지 않았음)로부터 제2(a)도와 같은 PWM신호가 슈미트트리거회로(1)에 입력되면 이 신호는 슈미트트리거회로(1)에서 반전되어 제2(b)도와 같은 신호가 NOR게이트(2)의 일측입력에 공급됨과 동시에 슈미트트리거회로(3)의 입력에 공급된다.
따라서 슈미트트리거회로(3)의 출력은 입력된 신호가 반전된 신호(제2c도)가 출력되어 NOR게이트(4)의 일측입력에 공급됨과 동시에 제2(c)도의 신호가 상승단(Rising edge)일때는 다이오드(D1)가 오프되어 저항(R1)을 통해 콘덴서(C1)를 충전시키고 하강단(Falling edge)일때는 다이오드(D1)가 온되어 저항(R2)과 저항(R1)을 통해 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 방전하게 된다.
따라서 콘덴서(C1)에 충, 방전되는 신호의 파형은 제2d도와 같이 되며 이 곡선의 방정식은 다음과 같이 주어지게되는 것이다.
따라서 이와같이 방정식을 만족하는 신호(제2d도)가 슈미트트리거회로(5)의 입력에 가해지게되는데 여기서 V1, t, V2는 전력 트랜지스터의 특성과 설계한 모터제어장치의 특성에 의해 정해지는 값이므로 전력 트래지스터의 턴온시간에 비례하는 저항(R1)과 콘덴서(C1)값을 정할수 있는 것이다.
또한 상기PWM신호는 그 하강단에서 다이오드(D1)가 온되므로 이때에는 저항(R1,R2)의 병렬 합성저항값과 콘덴서(C1)의 값에 의해 곡선(제2d도)의 시정수가 결정되며 상기한 바와같은 방법으로 전력 트랜지스터의 턴오프시간과 비례하는 저항(R2)값을 결정할수 있게 되므로서 보상시간(Td2)을 PWM신호에 줄수있게 되는 것이다.
따라서 제2(d)도와 같은 신호가 슈미트트리거회로(5)를 거치면 제2(e)도와 같은 파형의 신호로 정형 및 변환되게 되고 이신호는 다시 NOR게이트(2)의 타측입력에 인가되므로 NOR게이트(2)의 출력은 제2(b)도의 신호와 제2(e)도의 신호가 조합(NOR)된 신호가 출력되게 된다(제2h도).
또한 슈미트트리거회로(5)에서 출력되는 제2(e)도의 신호는 슈미트트리거신호(6)로 반전(제2f도)되어 NOR게이트(4)의 타측입력에 가해지게 되므로 NOR게이트(4)의 출력은 제2c도의 신호와 제2(f)도의 신호가 조합(NOR)된 신호가 출력되게 된다(제2g도).
이 NOR게이트(2, 4)의 출력신호(제2h도 및 제2g도)는 보상시간(Td1,Td2)을 갖는 PWM신호가 되므로 이 신호가 다음단의 전력 트랜지스터를 구동하는 증폭기에 전달되는 것이다.
상기 본 고안에 의하면 PWM 방식에 의한 서보모터 제어장치에서 전력 트랜지스터의 온도상승에 따른 동작의 불안정함을 방지할수 있고 필요한 전력 트랜지스터만 정확하게 스위칭시킬수 있으므로 기기의 신뢰성을 높일수 있게된 것이다.

Claims (1)

  1. 펄스폭 변조신호를 이용하여 서보모터를 구동시키는 자동 제어시스템에 있어서PWM신호가 입력되는 슈미트트리거회로(1)의 출력은 NOR게이트(2)일측입력에 연결함과 동시에 슈미트트리거회로(3)의 입력에 연결하되 슈미트트리거회로(3)의 출력은 NOR게이트(4)의 일측입력에 연결함과 동시에 저항(R1)과 병렬접속된 저항(R2)과 다이오드(D1)의 직렬회로를 통해 일단이 접지된 콘덴서(C1)의 타단에 연결하여 전력 트랜지스터의 역복귀전류 보상시간이 되는 소정의 지연시간을 갖도록하고 이 콘덴서(C1)의 타단은 슈미트트리거회로(5)를 통해 노아게이트(2)의 타측입력에 연결함과 동시에 슈미트트리거회로(6)를 통해 노아게이트(4)의 타측입력에 연결하여 상기 각 노아게이트(2, 4)의 출력에서는 보상시간을 갖는 PWM신호가 출력되도록 구성함을 특징으로 하는 펄스폭 변조신호 전달회로.
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