KR890007237Y1 - 스텝모터 구동회로 - Google Patents

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이보만
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삼성전자 주식회사
안시환
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P8/04—Arrangements for starting
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Abstract

내용 없음.

Description

스텝모터 구동회로
제1도는 본 고안에 따른 회로도.
제2도는 본 고안에 따른 스텝모터의 특성 곡선도.
제3도는 본 고안에 따른 동작 파형도.
제4도는 본 고안에 따른 스텝모터의 구동 논리 테이블.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
R1-R7: 저항 N1-N7: 인버터
D1: 다이오드 Q1: 트랜지스터
Micom : 원칩마이콤 SM : 스텝모터
HEAD : 구동헤드
본 고안은 스텝모터 구동회로에 관한 것으로, 특히 마이콤의 초소 출력 포트를 이용하여 기준 스위칭 신호로 스텝모터 스타팅 토오크(Starting Torgue)를 크게하고 스텝각(Step Angle)오차를 극소화 할 수 있는 스텝구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 스텝모터는 종래형 모터에서는 볼 수 없는 특징을 수 많이 갖고 있다. 이들 특징을 아래에 들겠다.
1)디지탈 신호로 직접 오픈 루우프 제어를 할수 있고 시스템 전체가 간단하다.
2)펄스 신호의 주파수에 비례한 회전속도를 얻을수 있으므로 속도 제어가 광범위하다.
3)기도, 정지, 정, 역회전, 변속이 용이하며 응답성도 좋다.
4)모터의 회전각도와 입력펄스수가 완전히 비례한다.
5)각도 오차가 적고, 오차는 누적되지 않는다.
6)정시시에, 높은 윤지토오크로 위치를 유지할수 있다.
7)초저속으로 고토오크 운전을 할수 있다.
8)브러시가 없는 등, 모터 자체의 부품점수가 적기 때문에 신뢰성이 높다.
9)개략해서 저가격이다.
이상과 같은 특징에서 OA정보 단말기 관련의 제어용 엑티에이터로서 속도 제어, 위치 결정 제어에 널리 사용되고 있으며, 최근에서 정밀도도 향상되고 있다.
현재 많은 스텝모터가 각 방면에 이용되고 있으나, 대표적인 이용상황을 표1에 나타낸다.
[표1] 스텝모터의 용도예
각용도에 대응해서 스테핑 모너의 특징을 살리고, 간결동작을 이용한 종이 보내기나 위치 결정 등의 이용이 많다.
그러나 스텝모터의 결점으로서, 탈조 공지의 문제가 있다. 이를 위하여 스텝모터의 가감속법이 이용상황에 따라서는 복잡하며, 이용자로 부터 약간 경원시되는 경향이 있다. 그리고 구동방법이나 특성이 다양하여 용도에 따라 전용제어 집적회로(IC)를 서야 하거나 복잡한 입출력제어 회로를 사용해야 하는 결점이 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 마미콤에서 최소 출력포트에 의해 간단히 구성하여 기준 스위칭 신호로 시동 토오크를 크게하고 스텝모터 스텝각의 오차를 줄일수 있는 회로를제공함에 있다.
이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 따른 회로도로서, R1-R7는 저항, N1-N7는 인버터, D1는 다이오드, Q1는 트랜지스터, Micom은 원침마이콤(One Chip Microcomputer), SM은 스텝모터, HEAD는 상기 스텝모터(SM)에 의해 구동되는 구동헤드이며, 상기 원침마이콤(Micom)의 출력단(OA,OB)에 인버터(N2,N4,N5-N6)의 입력단을 연결하고 인버터(N2,N5)의 출력단에 상기 원침마이콤(Micom)의 스텝모터 인에이블단(STEN)에 인버터(N1)이 입력단을 연결하여 상기 원침마이콤(Micom)의 각 출력단(OA,OB,STEN)에 전원(Vcc2)으로 부터 풀업저항(R1,R2,R3)을 연결하고, 상기 인버터(N3,N7)를 연결하며 또한 전원(Vcc2)으로 부터 풀업저항(R3,R5)을 지나 상기 인버터(N3,N7)의 입력단에 연결하고, 상기 각 인버터(N3,N4)(N6N7)의 출력단이 유니폴라 스텝모터(SM)의 각 상(P1-P4)에 접속하며, 상기 인버터(N1)의 출력단으로 부터 저항(R6)을 접속하여 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 베이스간에 저항(R7)을 연결하여 콜렉터에 전원(Vcc2)이 인가된 다아오드(D1)의 캐소드축을 연결 하며 또한 상기 콜렉터로 부터 스텝모터(SM)의 각 상코일의 연결단을 접속하여 구성하고 스텝모터(SM)의 툭에 사용목적 헤드(HEAD)를 설치한다.
제2도는 본 고아에 따른 스텝모터(SM)의 특성 곡선도 로서(2a)는 토오크-스텝속도 특성이고, (2b)는 초당 회전 스텝특성도이다.
제3도는 본 고안에 따른 동작 파형도이다.
(3a)는 마이콤(Micom)의 스텝 인에이블단(STEN)신호 이고 (3b)는 마이콤(Micom)의 출력단(OA)의 출력 신호이며, (3c)는 마이콤(Micom)의 출력단(OB)의 출력신호이고, (3d)-(3g)는 스텝모터(SM)의 인가 구동 신호이다.
제4도는 본 고안에 따른 스텝모터(SM)의 구동논리 테이블이다.
따라서 본 고안의 구체적 일실시예를 제1-4도를 참조하여 상세히 설면하면, 마이콤(Micom)의 스텝 인에 이블단(STEN)으로 제3도의 (3a)와 같은 기본 스텝펄스가 출력되고 마이콤(Micom)지정모드에 따라 마이콤(Micom)을 출력단(OA,OB)을 통해 (3a)파형의 신호를 4분주한 제3도의 (3b)(3c)파형과 같은 신호가 서로 90°의 위상차를 갖고 출력한다.
이때 스텝모터(SM)의 인에블신호(STEN)는 저항(R1)에서 플업되어 인버터(N1)에서 반전되어 전원(Vcc1)의 레벨로 출력되어 트랜지스터(Q1)를 (3a)파형의 "로우"구간에서 은하고, "하이"구간에 오프하여 각 스텝 시작 부분에서 (3d)-(3g)파형과 같이 구동전압 이상의 첨두전압을 걸어 스텝모터(SM)의 스타팅 토오크를 강하한다. 그리고 마이콤(Micom)에서는 (3a)파형을4분주하여 출력단(OA,OB)으로 출력하는데 (3b)의 펄스 위상이 (3c)의 위상보다 90°먼저 출력할때 제1스텝에서는 출력단(OA)의 출력신호는 인버터(N2)에서 "로우"로 출력하고, 인버터(N3)에서 출력하여 온하고, 그리고 인버터(N4)에서 "로우"로 출력되어 오프되며 출력단(OB)의 출력 신호는 인버터(N5)에서 "하이"로 출력되고 인버터(N7)에서 "로우"로 되어 오프되며, 그리고 인버터(N6)에서 "하이"로 되어 온된다.
이어서 제2스텝에서는 출력단(OA)의 출력은 변함없지 만 출력단(OB)이 "로우"이므로 인버터(N7)의 출력은 "로우"가 되어 오프되고 인버터(N6)의 출력은 "하이"가 되어 온된다.
제3스텝에서는 출력단(OA)의 출력이 변화되고 출력단(OB)는 상기와 변함없으므로 인버터(N3)의 출력은 "로우"가 되어 오프되고, 인버터(N4)의 출력은 "하이"가 되오 온되며, 제4스텝에서는 출력단(OA)은 변함없지만 출력단(OB)이 변화되므로 인버터(N7)의 출력은 "하이"가 되어 온되고, 인버터(N6)의 출력은 "로우"가 되어 오프된다.
상기에 따른 출력논리는 제4도와 같으며 이 출력이 스텝모터(SM)에 가해질대 기준 스위칭 트랜지스터(Q1)의 출력에 의해 제3도 (3d)-(3g)파형의 예와 같이 각 스텝의 시작부분에서 시동 토오크를 크게하여 구동한다.
이때 스텝모터(SM)의 회전방향은 시계방향(CW)이고 제3도의 마이콤(Micom)의 출력단(OA)의 출력파형(3d)이 출력단(OB)의 출력파형(3c)보다 늦을때 반시계방향(CCW)으로 회전된다. 이때 실제 적용예에서 보면 제2도 (2a)특성도에서와 같은 S0점 이하의 낮은 스텝속도(Step Rate)에서는 바이폴라 스텝모터가 특히 토오크 특성이 양호하고, 이상의 높은 스텝속도에서는 유니폴라 스텝모터의 토오크 특성이 뛰어난다.
여기서의 구성은 유니폴라 스텝 모터이므로 토오크와 스텝속도 특성은 제2도(2b)와 같이 나타난다.
무부하시 시동이 가능한 최대 스텝 펄스 속도를 Sx로 할때 에러 없는 시동 특성곡선은 B곡선이 되고, 부하시 이점이 S2로 C곡선과 같이 이동하여 최대 시동 펄스 속도는 감소한다.
그리고 곡선 A의 S6동작시 최대 스텝속도를 나타내고 있는 동작이 모터의 최대 속도 한계를 의미한다.
상술한 바와 같이 마이콤에 실장된 최소 제어포트를 사용하여 스텝모터를 구동할수 있으며 기준 스위칭 트랜지스터를 사용하여 각 스텝의 시동 토오크를 크게하는 정밀제어 및 스텝각의 오차를 극소화 할수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 원침마이콤(Micom)과 스텝모터(SM)를 구비한 스텝모터 구동회로에 있어서, 상기 원침 마이콤(Micom)에서 스텝인에이블신호단(STEN)의 출력을 인버팅하여 트랜지스터(Q1)를 구동하고 상기 스텝인에이블 신호를 소정 분주하여 원칩마이콤(Micom)의 출력단(OA,OB)의 통해 인버터(N2-N7)에서 반전한후 상기 출력단(OA,OB)을 출력 위상에 따라 회전모드를 결정하여 상기 트랜지스터(Q1)의 출력에 의해 시동 토오크를 크게 하고 스텝각의 오차를 줄일수 있도록 구성함을 특징으로 하는 회로.
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