KR910004283B1 - Dc 모터 구동시스템 - Google Patents

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KR910004283B1
KR910004283B1 KR1019880700353A KR887000353A KR910004283B1 KR 910004283 B1 KR910004283 B1 KR 910004283B1 KR 1019880700353 A KR1019880700353 A KR 1019880700353A KR 887000353 A KR887000353 A KR 887000353A KR 910004283 B1 KR910004283 B1 KR 910004283B1
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KR
South Korea
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voltage
power supply
switching
motor
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KR1019880700353A
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도오루 시노하라
마사히또 이와쯔보
Original Assignee
후지쓰 가부시끼가이샤
야마모도 다꾸마
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
DC 모터 구동시스템
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 종래의 DC모터 구동시스템의 도면.
제 2 도는 본 발명에 의한 DC 모터 구동시스템의 제 1 실시예의 도면.
제 3a-3d 도는 제 2 도내의 홀감지기 출력들의 파형도.
제 4 도는 제 2 도내의 DC 모터 구동시스템의 동작을 나타내는 그래프.
제 5a-5c 도는 제 2 도의 DC 모터내의 코일간의 전압파형도.
제 6a-6c 도는 제 2 도에 보인 DC 모터내의 코일들을 통하여 흐르는 전류파형도.
제 7 및 8 도는 본 발명에 의한 DC 모터 구동시스템의 제 2 및 제 3 실시예도.
제 9 도는 본 발명에 의한 DC 모터 구동시스템의 또다른 동작을 나타내는 그래프.
제 10 및 11 도는 상기 실시예들의 상세한 회로도.
제 12a-12j 도는 제 11 도에 보인 속도검출기의 동작을 나타내는 타이밍도.
제 13a-13c 도는 제 10 도에 보인 전압 변동가능 전원 공급장치의 회로도.
제 14a-14e 도는 제 10 도에 보인 전압 변동가능 전원 공급장치의 또다른 형의 회로도.
제 15a 및 15b 도는 실시예들에 나타낸 회로들에 적용될 수 있는 파워 MOS-FET들을 나타내는 도면
제 16a 및 16b 도는 실시예들의 회로들내에 사용되는 파워 MOS-FET와 파워 바이폴라 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프.
제 17 도는 본 발명에 의한 DC 모터 구동시스템의 다른 실시예의 회로도.
제 18a-18i 도는 제 17 도에 보인 DC 모터 구동시스템의 동작을 나타내는 타이밍도.
제 19 도는 본 발명에 의한 DC 모터 구동시스템의 또다른 실시예의 개통도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 DC 모터 구동시스템에 관한 것으로, 특히 예를들어 스핀들 구동을 위한 큰자기 디스크 시스템에 사용되며, 또한 정전류 구동회로에 연결되는 DC 모터구동용 시스템에 관한 것이다.
[기술배경]
제 1 도는 큰 벌크의 자기 디스크 시스템(도시안됨)을 사용하는 종래의 바이폴라 직류(DC) 모터 구동시스템을 나타내는 도면이다. 제 1 도에서, 참조번호 1은 3개의 여자코일 2A, 2B 및 2C와 홀효과형 감지기(Hall-effect-type sensor)3A, 3B, 및 3C을 포함하는 3상무 부러시 홀형 DC 모터를 나타내며, 4는 홀감지기들 3A, 3B 및 3C로부터의 출력들 SHGA내지 SHGC를 합성하기 위한 회로를 나타내며, 5는 타이밍 제어회로를, 7은 파워 서플라이(전원)를, 8은 위상 스위칭 기능을 갖는 정전류 구동회로를 나타낸다.
위상교환 스위칭회로 6은 3개 파워 트랜지스터형 스위치들 6A 내지 6C를 포함한다. 정전류 구동회로 8은 또한 적어도 하나의 파워 트랜지스터를 각각 갖는 3개의 정전류원들 8A 내지 8C를 포함한다.
DC 모터 1의 회전자(도시안됨)는 스핀들의 회전에 응답하여 자기 디스크(도시안됨)를 회전시키는 자기 디스크 시스템의 스핀들(도시안됨)에 기계적으로 연결된다.
DC 모터 1의 회전자의 회전위치는 홀감지기들 3A-3C에 의해 검출된다. 홀감지기들 3A-3C로부터 출력되는 신호들 SHGA-SHGC는 신호합성회로 4에서 합성되어 위상신호 SPHASE가 된다. 타이밍 제어회로 5는 위상신호 SPHASE에 응답하여 파워 트랜지스터 스위치들 6A-6C를 동작시키기 위한 타이밍 신호들 STA-STC와 정전류원들 8A-8C를 제어하기 위한 제어신호들 SCA-SCC를 발생시킨다. 결과적으로, 직렬 연결된 여자코일들 즉, 2A 및 2B, 2B 및 2C, 2C 및 2A는 위상신호 SPHASE에 응답하여 연속적으로 동력화되어 DC 모터 1의 회전자를 회전시킨다.
일반적으로, 모터는 구동전력 및 토르크(또는 기계 에너지)간에 상호관계를 갖는다. 다시말하여, 모터상의 부하가 변화될때 모터에 발생되는 토르크는 여자코일들에 정전류를 공급함으로서 예정된 일정값에서 유지될 수 있다. 그밖에, DC 모터에는 회전자의 큰 관성으로 인해 긴 시동시간 동안 코일들내로 큰 시동전류가 흐른다. 이는 근본적으로 긴 시동시간 동안 충분한 시동전류를 공급하기 위해 부피가 크고 고가의 전원장치를 필요로 한다. 정전류 구동회로가 제공되면 시동전류는 극히 제한되므로 전원장치를 축소시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 정전류 구동회로 8은 상술한 장점을 얻는데 기여한다. 더우기, 정전류 구동회로가 제 1 도에 보인 바와 같은 위상 교환형 DC 모터용으로 사용되면 그로인해 스위칭 파워 트랜지스터들이 포함될 수 있으므로 정전류 구동회로는 위상 교환기능을 제공해준다.
제 1 도를 다시 참조하면 DC 모터 1에서, 회전자가 회전하는 동안 여자코일들 2A-2C내에 역기전력(emf)이 유기되며, 각각의 역기전력의 진폭은 그 회전의 증가에 응답하여 확대된다. 따라서, 전원장치 7의 전압은 그것이 회전자의 필요한 높은 정격속도 예, 3600 RPM에서 역기전력을 극복하고, 또한 정전류 제어를 가능하게 하도록 설계된다.
DC 모터의 특성은 다음식으로 표시된다.
Figure kpo00001
여기서, VM:모터(V)에 공급되는 전압
Ke: 유기 정전압(V)
RS: 회전자의 속도(RPM)
L : 직렬로 연결된 코일들의 인덕턴스(H)
rM: 직렬로 연결된 코일들의 레지스턴스(Ω)
i : 직렬로 연결된 코일을 통해 흐르는 전류
모터가 시동동작하는 동안 저속동작에서, 속도 RS는 거의 0이거나 또는 아주 낮으며 또한 역기전력은 거의 0 또는 아주 작다. 결과적으로, 정전류 구동회로 8의 설비에도 불구하고, 대전류가 파워 트랜지스터형 스위치들 6A-6C와 정전류원들 8A-8C에 여전히 공급되므로 그에따라 이들 파워 트랜지스터들은 열을 축적시킨다. 시동시간은 DC 모터가 대규모 자기 디스크 시스템을 구동시키기 위해 사용될 때 약 25-35초일 수 있다. 그러므로, 이러한 조건들을 고려하면, 긴 시동시간 동안 그를 통해 흐르는 대전류에 대한 허용오차와 높은 온도를 갖는 고파워 트랜지스터들이 제공되어야 한다. 이것은 고가, 부피큰 회로구성 및 값비싸고 부피큰 냉각부품들을 설치해야 하는 단점들이 뒤따른다. 그밖에, 파워 트랜지스터들의 파괴우려가 증가되어 DC 모터 구동시스템의 신뢰성이 감소된다. 기타 소자들가운데, 스위치들 8A-8C의 파워 트랜지스터들은 후자의 문제점으로부터 고통을 받는다. 왜냐하면 이 트랜지스터들은 그의 특성들의 선형영역에서 사용되기 때문이다.
상술한 문제점들을 축소 또는 제거하기 위한 강한 요구가 일고 있다.
1982. 11. 11.에 공고된 JPA 57-183281은 무부러시 DC 모터용 속도제어 회로를 기술하고 있다. JPA 57-183281의 제 4 도에 보인 바와 같이 그 회로는 코일들 13-15에 연결된 저항 23과 스위치 25를 제공함으로써 모터가 시동되는 동안 전류제어 파워 트랜지스터 12에 과잉전력을 걸어주는 것을 피할 수 있게 해준다. 시동시간에 저항 23은 전원장치로부터의 전력을 소비하며 그에따라 전류구동회로 6내의 위상교환 트랜지스터들과 코일들 13-15를 통해 트랜지스터 12에 공급되는 전압을 강하시키는 원인이 된다. 시동후, 스위치 25는 저항 23을 바이패스시키도록 동력화되므로 전원장치로부터의 정상전압은 코일들 13-15와 트랜지스터 12에 공급된다. 스위치 25의 상기 동력화는 회전자의 속도에 응답하여 수행된다.
이 속도제어 회로는 상술한 문제점들의 일부를 극복한다. 그러나, 전압 변동가능 전원 공급회로의 상기 스위칭은 필수적으로 단일 스위칭이기 때문에 속도제어 회로의 용도는 짧은 시동시간을 갖는 소형 DC 모터만으로 제한된다. 그밖에, 스위치와 저항으로 구성되는 전압 변동가능 전원 회로는 상기 문제점들을 완전히 극복할 수 없다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 시동전류가 효과적으로 감소될 수 있는 DC 모터 구동시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 간단한 회로구성, 제조비용감소, 신뢰성 향상, 그밖에 DC 모터의 시동전류를 효과적으로 감소시킬 수 있는 DC 모터 구동시스템을 제공하는데 있다.
DC 모터, 모터의 회전자의 회전을 검출하기 위한 유니트, 모터에 구동전력을 공급하기 위한 전원 공급장치 그리고 모터가 정상동작하는 동안 구동전력을 공급받는 코일을 통하여 흐르는 정전류를 제공하도록 모터의 코일(들)에 동작가능하게 연결되는 전류 구동회로를 포함하는 DC 모터 구동시스템에서, 본 발명에 의한 전원 공급장치는 회전 검출장치로부터 회전신호를 수신하며 또한 모터가 시동동작하는 동안 회전신호의 증가에 응답하여 다중단계로 그로부터의 전압을 순서적으로 증가시킨다. 결과적으로, 전류 구동회로를 통해 흐르는 전류는 시동동작하는 동안 감소된다.
바람직하게는 전원 공급장치는 그로부터의 전압을 순서적으로 변동시켜서 시동하는 동안 전류의 최대값은 순서적으로 증가될 수 있어 좋다.
전원 공급장치는 저압을 공급하는 제 1 전원장치, 고압을 공급하는 제 2 전원장치, 제 1 전원장치에 연결되며, 또한 초기조건에서 코일에 저압을 공급시키는 다이오드를 포함하는 제 1 스위치회로, 그리고 제 2 전원장치에 연결되며 또한 고전압을 공급하며 또한 회전이 예정된 값을 초과할 때 제 2 스위치회로가 동력화되어 다이오드를 역바이어스시키는 스위칭 소자를 포함하는 적어도 하나의 제 2 스위치회로를 포함한다.
전원 공급장치는 또한 양극성을 갖는 전압을 공급하는 제 1 전원 공급장치, 음극성을 갖는 전압을 공급하는 제 2 전원 공급장치, 접지와 코일간에 동작가능하게 연결되는 제1스위칭회로, 그리고 제 1 전원 공급장치와 코일간에 동작가능하게 연결되는 제2스위칭 회로를 포함한다. 제 2 전원 공급장치는 전류 구동회로를 통해 코일에 동작가능하게 연결된다. 제1스위칭 회로가 접지에 의해 한정된 저전압을 그리고 초기조건에서 음전압을 제공하도록 동력화되면 저전압에 의해 한정된 전류는 코일과 전류 구동회로를 통해 접지와 제 2 전원 공급장치간에 흐른다. 제2스위칭 회로는 회전이 예정된 값을 초과할 때 양전압과 음전압에 의해 한정된 고전압을 제공하도록 동력화되면 고전압에 의해 한정되는 전류는 코일과 전류 구동회로를 통해 제 1 전원 공급장치와 제 2 전원 공급장치간에서 흐른다.
[본 발명을 수행하기 위한 최적 모드]
제 1 도에 보인 DC 모터 구동시스템에 대응하는 본 발명의 DC 모터 구동시스템의 제 1 실시예는 제 2 도를 참조하여 설명한다.
제 2 도에서, DC 모터 구동시스템은 제 1 도에 보인 바와 같은 여자코일들 2A-2C, 회전자 및 홀감지기들 3A-3C, 신호합성회로 4, 타이밍 제어회로 5, 파워 트랜지스터형 스위치들 6A-6C를 갖는 위상교환 스위칭회로 6, 및 정전류원 8A-8C를 갖는 전류 구동회로 8 이외에 속도검출기 9, 임계회로 10 및 전압 변동회로 11을 포함한다.
홀감지기들 3A-3C는 제 3a 도에 보인 바와 같이 회전자의 기하학적 회전각에 응답하여 제 3b-3d 도에 보인 바와 같이 감지된 신호들 SHGA-SHGC를 출력시킨다. 제 2 신호 SHGA-SHGC는 신호합성회로 4에서 합성된다. 합성회로 4는 한편 타이밍 제어회로 5에 공급되는 위상신호 SPHASE를 발생시키며, 다른한편 속도검출기 9에서 회전자의 회전속도를 검출하기 위한 소오스신호를 발생시킨다.
속도검출기 9는 신호합성회로 4로부터 소오스신호에 근거하여 회전자의 속도를 검출한다. 속도검출기 9는 디지탈형 속도검출기 또는 아나로그형 속도검출기 어느 하나로서 실현될 수 있다. 전자는 예정된 기간동안 신호합성회로 4를 통해 홀감지된 신호 SHGA(-SHGC)를 계수하고 또한 속도신호 SPD로서 계수된 값을 출력시키는 카운터를 포함한다. 후자는 예정된 기간동안 신호합성회로 4를 통해 홀감지신호를 통합하여 속도신호 SPD로서 농합된 전압을 출력시킨다.
임계회로 10은 속도검출기 9로부터 속도신호 SPD를 수신하고 또한 임계값 STH1및 STH2에 반응하여 속도변별신호 SDS1과 SDS2를 출력시킨다. 임계값들 STH1과 STH2는 제 4 도에서 횡좌표상에 나타낸 속도 SPD1과 SPD2에 해당하며 또한 3개의 속도영역 단계들 즉, 저속영역, 중속영역 및 고속영역을 한정한다. 속도신호 SPD가 계수값일때 임계회로 10은 속도변별신호들 SDS1과 SDS2를 출력시키기 위한 두 디지탈 비교기에 의해 실현될 수 있고, 또한 속도신호 SPD가 아나로그전압일 때, 임계회로 10은 IC 증폭기를 각각 포함할 수 있는 두개의 아나로그 비교기들에 의해 실현될 수 있다.
전압 변경가능회로 11은 전원 공급장치 7로부터 정전압을 수신하여 속도변별신호들 SDS1과 SDS2에 응답하여 그로부터 출력되는 전압을 변동시킨다. 전압 변경가능회로 11로부터의 전압을 제 4 도에서 곡선 CV1으로 보이고 있다. 두 속도변별신호들 SDS1과 SDS2가 저레벨일 때 즉, 회전자가 제 4 도에서 저속영역에서 회전할 때 최저전압 V0가 선택되어 위상교환 스위칭회로 6을 통하여 여자코일들 2A-2C와 정전류 구동회로 8에 공급된다. 속도변별신호 SDS1만이 고레벨일때 즉, 회전자가 중간속도영역일 때 중간전압 V1이 출력된다. 또한 속도변별신호 SDS2가 고레벨일 때, 즉, 회전자가 고속영역일때 회전전압 V2가 출력된다.
제 4 도에서, 횡좌표는 회전자 속도를 나타낸다. 여기서 곡선 CV1은 전압 변동가능회로 11로부터 출력된 전압을 나타내며, 곡선 CV2는 DC 모터 1의 직렬 연결된 여자코일들내에 발생된 역기전력을 그리고 곡선 CV3은 직렬로 연결된 여자코일들을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. 점선 CV4는 제 1 의 종래기술에서 일정한 정격전압을 나타내며 또한 다른 점선 CV5는 선 CV4로 보인 전압이 여자코일들에 공급될때 직렬로 연결된 여자코일들을 통하여 흐르는 전류를 나타낸다. 제 1종좌표는 곡선들 CV3과 CV5에 대한 전류를 나타내며 또한 제 2 종좌표는 곡선들 CV1, CV2 및 CV4에 대한 전압을 나타낸다.
어떤 전압값이 위상교환 스위칭회로 6에 공급될 때, 파워 트랜지스터들 6A와 6B의 출력단자들간에, 즉, 코일들 2A와 2B의 단자들 T1A와 T1B간의 단자전압 VA-VB, 단자전압 VB-VC, 그리고 단자전압 VC-VA는 제 5a-5c 도에 나타낸 바와 같이 도해된다. 따라서, 타이밍 제어회로 5로부터의 타이밍신호 STA와 제어신호 SCB에 응답하여 정전류원 8B내의 파워 트랜지스터 6A와 트랜지스터들을 동력화시킴으로서 단자 T1A를 통하여 코일들 2A와 2B내에 흐르는 전류 12A즉, 정전류원 8B를 통해 흐르는 전류는 제 6a 도에 나타낸 바와 같이 도해된다. 마찬가지로, 코일 2B내로 흐르는 전류 I2B와 코일 2C내로 흐르는 전류 I2C는 제 6b와 6c 도에 도시되어 있다. 곡선들 CV3와 CV5는 전류의 진폭을 나타낸다.
제 4 도에서, 코일들에서 곡선 CV2로 보인 바와 같은 역기전력은 회전자속도의 증가에 반응하여 증가된다. 직렬 연결된 코일들내로 흐르는 전류 즉, 전류원을 통해 흐르는 전류는 식(1)로 나타낸 관계식에 의해 결정된다. 제 1 종래기술에 대해 언급한 바와 같이, 위상교환 스위칭회로 6에 공급되는 전압은 점선 CV4로 보인 바와 같이 정격정전압 V2이었다. 그에대한 전류는 점선 CV5로 나타낸다. 결과적으로, 0속도에서의 초기전류는 제 4 도에서 I'MAX이었다. 이 값은 전류 구동회로가 제공된다 할지라도 정격속도에서의 전류 IR보다 수 10배 클 수 있다. 전류의 종좌표는 지수적 척도로서 나타낸다. 제 1 종래기술에서, 초기의 고전류 I'MAX는 상술한 여러가지 문제점들의 원인이 된다.
제 2 도의 실시예에 의해 곡선 CV1으로 나타낸 바와 같이 위상교환 스위칭회로 6에 공급되는 전압의 상기 다중변동에 따라 최저전압 V0에 의해 한정되는 초기전류는 곡선 CV3으로 보인 바와 같이, IMAX로 크게 감소된다. 전류는 또한 회전속도의 증가 즉, 역기전력의 증가에 반응하여 IMIN으로 감소된다. 전압이 속도 SPD1에서 V1으로 올라갈 때 전류는 IMAX보다 낮은 어떤 값으로 증가된다. 저속영역내의 상기 현상은 중속 영역과 고속영역내에서 반복된다. 회전자 속도가 정격속도에 달할 때, 전류는 식(1)내의 전압 VM으로서 정격전압 V2의 식(1)에 의해 한정된 정격값 IR에 달한다.
JPA 57-18321내에 기술된 제2종래기술에서는 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 그 종래기술은 단일 전압 스위칭때문에 충분히 낮은 초기전류를 얻을 수 있다. 좀더 구체적으로, 정격속도에서 정격전류 IR은 예정된 값에 유지되어야 한다. 결과적으로, 전류는 곡선 CV6에 의해 나타낼 수 있다. 초기전류는 I'MAX보다 낮은 I"MAX일 수 있으나 IMAX보다 훨씬 높다.
전류는 실시예에서 모든 동작 조건들에 걸쳐 감소되기 때문에, 위상교환 스위칭회로 6과 전류 구동회로 8내의 낮은 정격스위칭 소자들이 고신뢰성으로 사용될 수 있으므로 상술한 문제점들이 극복될 수 있다.
제 7 도에 보인 바와 같이, 제 2 도에 보인 전압 변동가능회로 11은 직렬로 연결될 수 있는 저항들 111 및 112와 파워 트랜지스터 스위치들 113 및 114로 구성되는 회로에 의해 실현된다. 전원 공급장치 7은 정격전압 V2를 출력시킨다. 회전속도가 저속영역에 있을대, 스위치들 113과 114는 저항들 111과 112를 직렬로 연결하도록 비동력화되므로 최저전압 V0가 그로부터 출력된다. 회전속도가 중속영역내에 있을때 스위치 113은 저항 111을 바이패스시키도록 동력화되므로 중간전압 V1이 출력된다. 회전속도가 고속영역에 있을때, 두 스위치를 113과 114는 두 저항들 111과 112를 바이패스시키도록 동력화되므로 정격전압 V2가 출력된다.
제 7 도에 보인 시스템은 제8도에 보인 바와 같이 수정될 수 있다. 전원 공급장치 7a는 V0, V1및 V2의 전압을 제공한다. 전압 변동가능회로 11a는 3개의 병렬로 연결된 파워 트랜지스터 스위치들 115-117을 포함하며, 또한 임계회로 10a는 스위치들 115-117을 각각 동력화시키기 위해 변별신호들 SDS'1, SDS'2및 SDS'3을 제공한다.
제 2, 7 및 8 도에 보인 바와 같이 3이상의 다중단계 전압 스위칭이 더 좋다.
그밖에, 제 7 도 및 8 도에 보인 전압 스위칭회로들은 다중단계 전압 스위칭을 실현시키도록 조합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 초기(또는 시동)전류는 파워 트랜지스터들상의 부하를 줄이는 관점에서 볼때 가능한한 작아야 한다. 이는 저전압 V0이 가능한한 낮아야만 함을 뜻한다. 다른한편, 고속영역내의 DC모터에 공급되는 정격전압은 가능한한 높아야 한다. 왜냐하면, DC 모터의 코일들에 흐르는 전류(I)는 낮아지게 되고, 그에따라 DC 모터내의 I2에 비례하는 손실이 감소되기 때문이다. 제 7 도는 상기 특징들을 나타내는 그래프로서, 여기서, 곡선 CV11은 DC 모터에 공급되는 전압을 나타내며, 또한 제 4 도에 보인 곡선 CV1과 일치한다. 시동전압 V0은 제 4 도의 것과 동일할 수도 있으나 정격전압 V3은 제 4 도의 정격전압 V2보다 높다. 곡선 12는 코일들을 통해 흐르는 전류를 나타내는 것으로 제 4 도내의 곡선 CV3과 일치한다. 시동전류 IMX는 제 4 도의IMAX와 동일하나 정격전류 I'R은 제 4 도의 IR보다 낮음을 주지해야 한다.
상술한 관점에서 볼때 다중단계 전압 스위칭이 바람직하다.
저항들 111 및 112, 제 7 도의 전원 공급장치 7 그리고 제 8 도의 전원 공급장치 7a는 상술한 특징들에 일치하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 DC 모터 구동시스템의 다른 실시예들을 도면들을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제 10 도는 DC 모터 구동시스템의 회로도로서, 제 2, 7 및 8 도에 보인 DC 모터 구동시스템보다 좀더 구체적으로 나타낸 것이다.
제 10 도에서, 제 2, 7 및 8 도에 사용된 참조번호들은 동일부품들을 나타낸다. 참조번호 20은 제 2, 7 및 8 도의 전원 공급장치 7 또는 7a와 전압 변동가능회로 11 또는 11a와 조합된 회로에 대응하는 전압 변동가능 공급장치를 나타낸다. 신호합성회로 4는 생략된다.
타이밍 제어회로 5는 감지신호 SHGA-SHGC를 수신하는 디코더 51, 위상교환 타이밍신호들 STA-STC를 출력시키기 위한 구동게이트회로 52, 그리고 제어신호 SCA-SCC를 출력시키기 위한 구동게이트회로 53을 포함한다 .디코더 51은 회전자의 회전각을 나타내는 감지신호 SHGA-SHGC에 응답하여 타이밍신호들 STA-STC와 제어신호들 SCA-SCC를 발생시킨다.
회로 도해를 간략히 하기 위해, 전원교환 스위치회로 6중 단일파워 트랜지스터형 스위치 6c와 정전류 구동회로 8중 단일 정전류원 8c가 코일 2c에 연결되는 것을 보이고 있다. 파워 트랜지스터형 스위치 6c는 트랜지스터 Q61, 연산증폭기로서 기능하는 트랜지스터 Q62, 파워 트랜지스터 Q63과 Q64로 구성되는 다아링톤회로 61을 포함한다. 트랜지스터 Q61은 트랜지스터 Q62를 통해 다아링톤회로 61을 온상태로 만들도록 타이밍신호 STC에 응답하여 도통되며, 또한 전압 변동가능 공급장치 20으로부터 전압을 공급한다. 정전류원 8c는 연산증폭기로서 기능하는 트랜지스터 Q81과 3개의 병렬로 연결된 파워 트랜지스터 Q82-Q84를 포함한다. 트랜지스터 Q81은 파워 트랜지스터들 Q82-Q84를 동력화하도록 제어신호 SCC에 응답하여 도통되므로 정전류는 모터의 정상 동작시에 그를 통해 흐르게 된다. 정전류 구동회로 8은 트랜지스터 Q81과 비교기 CMP80을 포함하는 공통 전류제한기 80을 포함한다. 제한기 80은 전류원 8c내에 파워 트랜지스터 Q82-Q84를 통해 흐르는 전류들을 비교기 CMP80에 공급되는 제한값 ILMT으로 제한한다.
제 11 도는 속도검출기 9와 임계회로 10의 회로도이다. 속도검출기 9는 홀신호들 SHGA와 SHGC를 수신하는 AND게이트, AND91, OR게이트들 OR91 및 OR92 직렬로 연결된 플립플롭들(FFs) FF91-FF93, AND게이트 AND92, FF인 FF94 및 인버터 INV91을 포함한다. 클록 CLK는 지연형 FF들인 FF92-FF94에 공급된다. 도면들 제 12a-12j 도는 속도검출기 9의 타이밍 챠트이고, 제 12e-12h 도는 노드들 N1-N4에서의 신호들이다. 속도검출기 9는 회전속도 SPD를 나타내는 신호들 RST1과 RST2를 출력시킨다.
임계회로 10은 4개의 OR게이트들, 2개의 FF들인 FF101 및 FF102, 그리고 출력 트랜지스터들 Q101 및 Q102를 포함한다. 임계회로 10은 속도시호들 *RST1 및 RST2를 수신하여 임계신호들 STH1및 STH2에 일치하여 변별신호들 SDS1및 SDS2를 전압 변동가능 공급장치 20으로 출력시킨다.
제 10 도에 보인 전압 변동가능 공급장치 20의 다양한 실시예들을 제 13a-13c 도와 제 14a-14e 도를 참조하여 설명한다.
제 13a 도에서, 전압 변동가능 고급장치 20a는 제 4 및 9 도에 보인 최저전압 V0에 대응하는 정전압 VC1을 공급하는 제 1 전원 공급장치 201, 제 4 도에 보인 정격전압 V2에 대응하는 정전압 VC2를 공급하는 제 2 전원 공급장치 1202, 다이오드 203, 그리고 스위치 204를 포함한다. 전압 공급장치 20a는 위상교환 스위칭회로 6에 연결된다. 초기조건에서, 스위치 204는 오프되고, 전원 공급장치 201로부터의 전압 VC1은 위상교환 스위칭회로 6에 공급된다. 회전속도가 예정된 값을 초과할때 변별신호 SDS가 임계회로 10으로부터 출력되어 스위치 204를 온시킨다. 결과적으로, 다이오드 203은 역바이어스되어 자동으로 오프된다. 왜냐하면 전압 VC2는 전압 VC1보다 높기 때문이며, 또한 전압 VC2는 스위치 204를 통해 위상교환 스위칭회로 6에 공급된다. 제 2 종래기술로서 JPA 57-183281와 비교하면, JPA 57-183281내의 저항에서의 전력손실이 제거된다. 그밖에 저가이면서 신뢰성이 높은 다이오드 203은 제 8 도에 보인 스위치 115의 사이즈를 감소시킨다. 제8도에 보인 스위치들 204와 115-117은 다아링톤 연결된 파워 트랜지스터들 Q63과 Q64를 포함하는 스위치회로 6c에 의해 보인 바와 같이 비교적 복잡한 회로와 파워 트랜지스터(들)을 사용하여 구성되어야만 한다. 왜냐하면 고전압이 그에 공급되고 대전류가 그를 통해 흐르기 때문이다. 그에따라, 다이오드 203을 제공함으로서 스위치의 크기축소는 간단한 회로구성을 제공하므로 그의 비용이 절감된다.
제 13b 도에서, 전압 변동가능 공급장치 20b는 제 13a 도에 보인 전압 공급장치 20a 이외에 저항 205를 포함한다. 전원 공급장치 201'는 또한 제 13a 도에 보인 전원 공급장치 201과 다르다. 일반적으로, 전원 공급장치는 12VDC, 24VDC, 48VDC 등을 공급하도록 표준화되어 있다. 최저전압 V0가 8VDC일때, 제 13a 도에 보인 전원장치 201은 8VDC의 특수전원 공급장치로서 제공된다. 제 13b 도에서, 저항 205는 12VDC의 전압을 8VDC로 감소시키도록 설계되어 있다. 그에 따라서, 12VDC 전압의 표준적이고 값싼 전원 공급장치 201'가 적용될 수 있다.
제 13c 도내의 전압 변동가능 전원 공급장치 20c는 제 13b 도내의 전원 공급장치 20b를 수정한 것이다. 전원 공급장치 201', 다이오드 203 및 저항 205는 저속영역에서 전압 V0을 제공하며, 전원 공급장치 202는 전압 V2, 예를들어 48VDC를 제공하며, 여기서 저항 206은 전압 V2를 제 4 도에 보인 전압 V1으로 줄이도록 설계되어 있다. 전원 공급장치 202, 저항 206 및 스위치 207은 중속영역에서 전압 V1을 제공하며, 그리고 전원 공급장치 202와 스위치 204는 고속영역에서 전압 V2를 제공한다. 전원 공급장치 20c는 회로들 7a와 11a와 동일한 방식으로 기능을 한다. 그러나 다른 회로들과 비교할 때 스위치 하나와 전원 공급장치 하나가 생략된다.
전원 공급장치 20c는 더 많은 전압레벨들을 공급할 수 있다. 이는 제 4 도에서 곡선 CV1으로 보인 바와 같은 전압변동과 연관시켜 기술된다. 전압 공급장치는 제 9 도에서 곡선 CV11로 보인 바와 같은 전압변동을 제공하도록 설계될 수도 있다.
전압변동 가능 전원 공급장치 20의 또다른 형을 제 14a-14e 도를 참조하여 설명한다. 이러한 형의 전압 공급장치의 가장 뚜렷한 특징은 위상교환 스위칭 회로 6, DC모터 1, 및 정전류 구동회로 8간에 양전원 공급장치 211과 음전원 공급장치 212가 구성되는 것이다. 상술한 바와 같이, 고속동작시의 전압은 모터의 전력손실을 최소화하도록 가능한한 높아야 한다. 그러나, 고전원 공급장치는 안전기준 및 강한 절연과 가은 엄격한 요건을 갖춰야 하므로 고가가 된다. 양전원 공급장치 211과 음전원 공급장치 212는 고전압을 할당하여 그들간에 고압을 제공해 준다. 예를들어, 고압이 48VDC일 때 양전원 공급장치 211은 +24VDC을 제공하며 또한 음전원 공급장치 212는 -24VC를 제공한다.
제 14a 도 내의 전압 공급장치는 스위치 214가 저속영역에서 변별신호 SDS1에 의해 동력화될 때 위상교환 스위칭 회로 6과 정전류 구동회로 8을 통해 모터 1로 접지와 음전원 공급장치 212간의 저전압을 제공한다. 전압 공급장치는 스위치 213이 동력화되고 또한 스위치 214가 고속영역에서 비동력화될 때 모터 1에 양전원 공급장치 211과 음전원 공급장치 212간의 고전압을 제공한다.
제 14b 도에 보인 전압 공급장치는 3개 전압 즉, 접지와 전원 공급장치 212간에 저전압을, 전원 공급장치들 211과 212간에 고전압을 그리고 저항 215에서의 전압강하에 의한 고전압보다 낮은 중간전압을 제공한다. 스위치들 214, 216 및 213은 모터 1의 회전속도에 반응하여 연속적으로 동력화된다.
제 14c 도에 보인 전압 공급장치는 제 14a 도 내의 스위치 214 대신 다이오드 217과 저항 218을 포함한다. 다이오드 217, 저항 218 및 스위치 213의 연산기능은 제 13b 도에 보인 것들과 유사하다.
제 14d 도에 보인 전압 공급장치는 제 14b와 14c 도에 보인 전압 공급장치와 조합된다. 이 전압 공급장치도 역시 3개 전압들을 공급한다.
제 14e 도에 보인 전압 공급장치는 제 14d 도 내의 전압 공급장치를 수정한 것이다. 중속영역에서, 스위치 216은 다이오드 217을 역바이어스시키고 또한 저항 218 및 219를 직렬연결하도록 동력화된다. 저항 218은 저속영역 뿐만 아니라 중속영역에서 사용된다. 저항 219는 제 14d 도 내의 저항 215보다 작을 수 있으므로 제 14e 도 내의 전압 공급장치는 제 14d 도 내의 전압 공급장치보다 더욱 경제적이다.
상기 실시예들에서, 제 10 도 내의 파워 트랜지스터형 스위치 6c에 대한 스위치들과 같은 스위칭 소자들, 제 10 도 내의 전류원 8c, 제 13a 도 내의 스위치 204 및 제 14a 도 내의 스위치들 213 및 214는 파워 트랜지스터들이었다. 제 10 도에 나타낸 바와 같이, 파워 트랜지스터는 일반적으로 에미터를 접지시키고 또한 콜렉터를 출력으로 사용한다.
스위칭 소자들은 다른 스위칭 소자들 예를들어 파워 MOS-FET들로 매치될 수 있다. 일반적으로, MOS-FET는 제 15a 및 15b 도에 보인 바와 같이 소오스(S)를 접지시키는데 사용된다. 제 15a 도 내의 MOS-FET는 제 10 도 내의 위상교환 스위칭 회로 6c대신 위상교환 스위치로서 사용될 수 있다. 제 15b 도내의 MOS-FET는 제 10 도 내의 정전류원 8c대신 정전류원으로서 사용될 수 있다.
MOS-FET분야에서 최근 기술발전은 TTL 전압레벨과 같은 저게이트전압에 의해 동작될 수 있으며, 또한 낮은 ON- 저항성분을 갖는 파워 MOS-FET의 실용을 가능하게 한다. 파워 MOS-FET의 게이트의 임피던스가 아주 높기 때문에 게이트 전류는 아주 낮아 전력소모가 작고 간단한 회로를 구성할 수 있다.
그 밖에, MOS-FET는 바이폴라 트랜지스터내에서 제 2 브레이크다운 제한을 받는다. 제 16a 도는 바이폴라 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프이다. 바이폴라 트랜지스터의 성능은 점선 LMTc로 보인 전류제한, 점선 LMTV로 보인 콜렉터-에미터간 전압 VCE의 제한 및 점선 LMTW로 보인 왓트제한에 의해 제한된다. 바이폴라 트랜지스터는 열분산을 방지하도록 실선 LMTSBD로 보인 접합의 제 2 브레이크다운 제한에 의해 제한받는다. 결과적으로, 실제사용을 위한 바이폴라 트랜지스터의 효과적인 영역은 빗금영역으로 나타낸 것까지 제한된다. 제 2 브레이크다운 제한은 그의 온도에 크게 좌우된다. 만일 온도가 상승할 경우, 제 2 브레이크다운 제한은 선 LMT'SBD로 보인 바와 같이 증가되어 효과적인 사용영역을 더욱 좁힌다. 반대로, MOS-FET는 제 16b 도에 보인 바와 같이 상기 제 2 브레이크다운 제한을 받지 않는다. 왜냐하면 MOS-FET는 접합을 갖고 있지 않기 때문이다. 제 16b 도에서, 횡좌표는 드레인 소오스간 전압을 나타내며, 또한 종좌표는 드레인 전류를 나타낸다. 라인들 LTC, LTW 및 LTV는 전류제한, 왓트제한 및 전압제한을 나타낸다. 빗금부분은 효과적인 사용영역을 나타낸다.
제 17 도는 DC모터 1a는 중립선 2D, 제 10 도의 것들과 동일한 여자코일들 2A-2C 및 홀감지기들 3A'-3C'를 갖는 유니폴라형 무브러쉬 모터이다. 신호합성회로 4는 홀감지신호들 SHG'A-SHG'C를 수신하여 위상신호로서 인버터들 INV41-INV43를 통해 반전신호들을 출력시킨다. 타이밍 제어회로 5a는 인버터들 INV51-INV53, AND게이트들 AND51-AND53 및 구동기들 DRV51-DRV53을 포함한다. 타이밍 제어 회로 5a는 제어신호들 SCA-SCC를 정전류 구동회로에 출력시킨다. 여기서 단하나의 전류원 8c와 전류제한기 80'만이 도시되어 있다. 전류원 8c'는 제 10 도에 보인 전류원 8C와 유사하다. 전류원 8c'는 트랜지스터 Q86', 연산증폭기로서 작용하는 트랜지스터 Q81' 그리고 4개의 병렬로 연결된 파워 증폭기들 Q82'-Q85'를 포함한다.
속도검출기 9, 임계회로 10 및 전압 공급장치 20은 상술한 것들과 사실상 동일하다.
제 10 도 내의 위상교환 스위칭 회로 6은 필요없음을 주지해야 한다.
제 18a-18i 도는 제 17 도 내의 DC 모터 구동시스템의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제 18a-18c 도는 홀감지기의 출력들 SHG'C-SHG'A의 파형들이며, 제 18d-18f 도는 중립선과 코일들 2C, 2B 및 2A 각각 간의 전압파형들이며, 제 18g-18i 도는 코일들 2C, 2B 및 2A 내로 흐르는 전류들 IC-IA이다. 빗금친 시간동안 전류가 정전류 구동회로 8a', 8b'(도시안됨) 및 8c'를 통해 코일들내로 흐른다.
파워 MOS-FET들도 또한 제 17 도에 보인 회로에 적용될 수 있다.
상기 실시예들에서, 홀형모터를 구동시키기 위한 DC모터 구동시스템은 무부러쉬 DC 모터이다. 본 발명의 DC모터 구동시스템은 MR장치, 자기포화 장치들, 광차단기등 내의 기타형의 무부러쉬 DC모터들을 구동시키도록 적용될 수 있다.
DC모터 구동시스템은 무부러쉬 DC모터들 뿐만 아니라 정전류 구동회로에 의해 구동되며 또한 시동전류를 줄일 필요가 있는 부러쉬형 DC모터들에도 적용될 수 있다.
제 19 도는 부러쉬형 DC모터 구동시스템의 개통도이다. 구동시스템은 전압변경 가능 전원 공급장치 20', 부러쉬형 DC모터 1', DC모터 1'의 회전자축에 기계적으로 연결된 타코발생기와 같은 속도감지기 3' 그리고 정전류 구동회로 8'를 포함한다. 여기서, 위상교환 스위칭은 필요없다. 전압 변동가능 공급장치 20'는 속도감지기 3'로부터의 속도신호를 수신하여 회전자 속도에 응답하여 다양한 전압단계들을 출력시킨다. 전류 구동회로 8'는 상술한 회로들에 의해 실현될 수 있다.
[산업적 응용성]
본 발명의 DC모터 구동시스템은 자기 디스크 구동시스템과 같은 DC모터를 사용하는 각종 시스템들에 응용될 수 있다. 바람직하게는 DC모터 구동시스템의 정전류 구동회로를 갖고 있으며, 또한 DC모터상의 부하의 변동에 무관하게 일정한 회전력을 유지하는 DC모터 구동에 적용되는 것이 좋다.

Claims (30)

  1. DC모터(1, 1a, 1'), 모터의 회전자의 회전을 검출하기 위한 수단(3A-3C, 3A'-3C', 3':4:5:9), 구동전원을 모터에 공급하기 위한 전원 공급수단(20, 20'), 그리고 모터의 코일에 동작가능하게 연결되어 모터가 정상동작하는 동안 구동전원을 공급받는 코일을 통해 흐르는 정전류를 제공하는 전류 구동수단(8,8')으로 구성되는 직류(DC)모터 구동시스템에서, 상기 전원 공급수단은 상기 회전 검출수단으로부터 회전신호를 수신하며 또한 상기 모터가 시동동작하는 동안 상기 회전신호의 증가에 응답하여 다중단계로 전압을 순차적으로 증가시키므로서 상기 전압에 의해 한정되어 상기 전류 구동수단을 통해 흐르는 전류가 예정된 값보다 작은 값으로 감소되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  2. 제 1 항에서, 상기 전원 공급수단(20, 20')은 상기 회전의 증가에 응답하여 상기 전압을 그로부터 단계적으로 변동시키므로서 각 단계에서 상기 전압에 의해 한정되며 또한 상기 전류 구동수단(8, 8')을 통해 흐르는 상기 전류의 최대값이 상기 시동동작하는 동안 순차적으로 증가되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  3. 제 2 항에서, 상기 전류 구동수단(8,8')은 적어도 하나의 전류 구동회로(8A-8C)를 포함하며, 각 전류 구동회로는 상기 코일에 동작가능하게 연결되어 상기 정상동작하는 동안 상기 코일을 통하는 정전류를 제공하는 적어도 하나의 전원 스위칭 소자(Q82-84, Q82'-Q85')를 포함하며, 상기 스위칭 소자를 통하는 전류는 상기 시동동작하는 동안 상기 회전의 증가에 응답하여 증가되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  4. 제 3 항에서, 상기 각 전류 구동회로는 상기 전원 스위칭 소자를 구동시키기 위한 연산 증폭기(Q81, Q81')를 더 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  5. 제 4 항에서, 상기 전원 공급수단(20, 20')는 서로 병렬로 연결된 적어도 두개의 스위칭 회로들을 포함하며, 스위칭 회로 각각은 다른 스위칭 회로(들)로부터의 다른 전압(들)과 상이한 전압을 제공하도록 다른 스위칭 회로(들)에 대한 다른 회전 범위(들)과 상이한 예정된 회전범위에 의해 동력화되는 스위칭 회로를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  6. 제 5 항에서, 상기 각 스위칭 회로는 완전히 온된 상태와 완전히 오프된 상태간에서 동작하는 전원 스위칭 소자를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  7. 제 6 항에서, 상기 DC모터는 다수의 여자코일들을 포함하는 무부러쉬형 DC모터이고, 상기 전류 구동수단(8, 8')은 각각 대응 코일에 연결되는 다수의 전류 구동회로들을 포함하며, 또한 상기 회전신호를 수신하고, 회전위상을 찾고, 또한 상기 대응 전류 구동회로들에 다수의 제어신호들(SCA-SCC)을 연속적으로 발생시키는 타이밍 제어수단을 더 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  8. 제 6 항에서, 상기 DC모터 다수의 여자코일들을 포함하는 무부러쉬 및 위상교환형 DC모터이며, 상기 전류 구동수단(8,8')은 각각 대응 코일에 연결되는 다수의 전류 구동회로(8A-8C)를 포함하며, 또한 상기 전원 공급수단(20,20'), 상기 대응 전류 구동회로 및 동력화될 때 상기 회전자에 회전력을 주는 상기 대응코일에 각각 동작가능하게 연결되는 다수의 스위칭 회로들(6A-6C)을 포함하며, 그리고 상기 회전신호를 수신하며, 회전 위상을 찾고, 또한 상기 위상교환 수단내의 상기 대응 스위칭 회로들에 다수의 타이밍 시호들(STA-STC)을 그리고 상기 대응 전류 구동회로들에 다수의 제어시호들(SCA-SCC)을 연속적으로 출력시키는 타이밍 제어수단(5,5A)을 더 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시슴템.
  9. 제 8 항에서, 상기 위상 교환수단(6)내의 각 스위치 회로는 완전 온상태와 완전 오프상태간에서 동작하는 전원 스위칭 소자를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  10. 제 6 항에서, 상기 DC모터는 부러쉬형 DC모터인 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  11. 제 3 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 바이폴라 트랜지스터들을 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  12. 제 3 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 MOS-FET를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  13. 회전자, 회전자의 회전을 검출하기 위한 수단 및 적어도 하나의 여자코일을 포함하는 직류 모터 구동을 위해, 모터에 구동전원을 공급하기 위한 전원 공급수단(20,20')과, 코일에 동작가능하게 연결되어 모터가 정상동작상태에 있는 동안 구동전원을 공급받는 코일을 통해 흐르는 정전류를 제공하는 전류 구동수단(8,8')으로 구성되는 시스템에 있어서, 상기 전원 공급수단(20,20')은 저전압을 공급하는 제 1 전원 공급장치(201,201'), 고전압을 공급하는 제 2 전원 공급장치(202), 상기 제 1 전원 공급장치에 연결되어 있으며, 초기상태에서 상기 코일에 저전압을 공급하는 다이오드(203)를 포함하는 제1스위치 회로, 그리고 상기 제 2 전원 공급장치에 연결되어 있으며, 고전압을 공급하며 상기 회전자의 상기 회전이 예정된 값을 초과할 때 상기 제2스위칭 회로가 동력화될 시에 다이오드를 역바이어스시키는 스위칭 소자를 갖고 있는 적어도 하나의 제2스위치 회로(204,206,207)를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  14. 제 13 항에서, 제 2 스위치 회로는 상기 제 2 전원 공급장치간에 연결된 스위칭 소자(204)를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  15. 제 14 항에서, 상기 제 1 전원 공급수단은 표준전압 공급을 위한 종래의 전원공급장치(201')를 포함하며, 상기 제 1 스위치 회로는 상기 표준전압으로부터 상기 코일에 상기 저전압을 공급하도록 상기 다이오드(203)에 직렬로 연결되는 저항(205)을 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  16. 제 15 항에서, 상기 제 2 스위치 회로는 상기 스위칭 소자(204)에 병렬로 연결된 적어도 하나이상의 스위치 회로들을 포함하며, 각각의 스위칭 회로는 직렬로 연결된 스위칭 소자(207)와 저항(206)을 갖는 회로를 포함하며 또한 상기 저전압과 상기 고전압간에 전압을 공급하며, 상기 전압은 적어도 하나이상의 스위칭 회로들로부터 또다른 또는 다른 전압(들)과 다르며, 상기 전원 공급수단(20,20')으로부터의 상기 전압은 상기 전압들중 하나가 상기 회전에 응답하여 출력되도록 또한 상기 회전의 증가에 응답하여 상기 출력전압에 의해 결정된 상기 전류 구동수단(8,8')을 통하여 흐르는 상기 전류의 최대값을 순차적으로 증가시키도록 한정되어 있는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  17. 제 14 항에서, 상기 제 2 스위치 회로는 상기 스위칭 소자(204)에 병렬로 연결된 적어도 하나이상의 스위칭 회로들을 더 포함하며, 스위칭 회로들 각각은 직렬로 연결된 스위칭 소자(207)와 저항(206)을 갖는 회로를 포함하며, 또한 상기 저전압과 상기 고전압간에 전압을 공급하며, 상기 전압은 상기 적어도 하나이상의 스위칭 회로들로부터 또다른 또는 다른 전압(들)과 상이하며, 상기 전원 공급수단(20,20')로부터의 상기 전압들은 상기 전압들 중 하나가 상기 회전에 응답하여 출력되고, 또한 상기 회전의 증가에 응답하여 상기 출력전압에 의해 결정된 상기 전류 구동수단(8,8')을 통하여 흐르는 상기 전류의 최대값을 순차적으로 증가시키도록 한정되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  18. 제 13 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  19. 제 13 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 MOS-FET를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  20. 회전자, 회전자의 회전을 검출하기 위한 수단 및 적어도 하나의 여자코일을 포함하는 직류 모터 구동을 위해, 모터에 구동전원을 공급하기 위한 전원 공급수단(20,20')과, 코일에 동작가능하게 연결되어 모터가 정상 동작상태에 있는 동안 구동전원을 공급받는 코일을 통해 흐르는 정전류를 공급하는 전류 구동수단(8,8')으로 구성되는 시스템에 있어서, 상기 전원 공급수단(20,20')은 양극성 전압을 공급하는 제 1 전원 공급장치(211), 음극성 전압을 공급하는 제 2 전원 공급장치(212), 접지와 상기 코일간에 동작가능하게 연결되는 제 1 스위칭 수단(214,217,218) 그리고 상기 제 1 전원 공급장치와 상기 코일간에 동작가능하게 연결되는 제 2 스위칭 수단(213,215,216,219)을 포함하며, 상기 제 2 전원 공급장치는 상기 전류 구동수단(8,8')을 통해 상기 코일에 동작가능하게 연결되며, 상기 제 1 스위칭 수단은 접지에 의해 한정된 저전압과 상기 제 2 전원 공급장치의 상기 음전압을 제공하도록 초기조건에서 동력화되므로서 상기 저전압에 의해 한정된 전류가 상기 코일과 상기 전류 구동수단을 통해 접지와 상기 제 2 전원 공급장치 사이에서 흐르게 되며, 그리고 상기 제 2 스위칭 수단은 상기 제 1 전원 공급장치의 상기 양극성 전압과 상기 회전이 예정된 값을 초과할 때 상기 제 2 전원 공급장치의 상기 음극성 전압에 의해 한정된 고전압을 제공하도록 동력화되므로서 상기 고전압에 의해 한정된 전류는 상기 코일과 상기 전류 구동수단을 통해 상기 제 1 전원 공급장치와 상기 제 2 전원 공급장치간에서 흐르게 되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  21. 제 20 항에서, 상기 제 1 스위칭 수단은 스위칭 소자(214)를 포함하며, 상기 스위칭 소자가 상기 초기조건에서 동력화되므로서 상기 제 2 전원 공급장치(212)의 음극성 전압과 접지 사이의 전압에 의해 한정된 전류가 상기 코일과 상기 전류 구동수단을 통해 흐르게 되며 또한 상기 회전이 상기 예정된 값을 초과할 때 동력화되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  22. 제 21 항에서, 상기 제 2 스위칭 수단은 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자는 상기 회전이 상기 예정된 값을 초과할 때 동력화되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  23. 제 22 항에서, 상기 제 2 스위칭 수단은 상기 스위칭 소자(213)에 병렬로 연결된 적어도 하나이상의 스위칭 회로들을 포함하며, 상기 스위칭 회로 각각은 직렬로 연결된 스위칭 소자(216) 및 저항(216)을 갖는 회로를 포함하며, 또한 상기 저전압과 상기 고전압간의 전압을 공급하며, 상기 전압은 상기 적어도 하나이상의 스위칭 회로들로부터 또다른 또는 다른 전압(들)과 다르며, 상기 전원 공급수단(20, 20')으로부터의 상기 전압은 상기 전압들중 하나가 상기 회전에 응답하여 출력되며, 또한 상기 회전의 증가에 응답하여 상기 출력전압에 의해 결정된 상기 코일과 상기 전류 구동수단(8,8')을 통해 흐르는 상기 전류의 최대값을 순차적으로 증가시키도록 한정되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  24. 제 20 항에서, 상기 제 1 스위칭 수단은 접지에 동작 가능하게 연결되는 아노드를 갖는 다이오드(217)를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  25. 제 24 항에서, 상기 제 2 전원 공급수단은 표준전압을 공급하기 위한 종래의 전원 공급장치를 포함하며, 또한, 상기 제 1 스위치 회로는 상기 표준전압으로부터 상기 코일과 상기 전류 구동수단에 상기 저전압을 공급하도록 상기 다이오드에 직렬로 연결되는 저항(205)을 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  26. 제 25 항에서, 상기 제 2 스위칭 수단은 스위칭 소자(213)를 포함하며, 상기 스위칭 소자는 상기 회전이 상기 예정값을 초과할 때 동력화되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭 수단은 상기 스위칭 소자(213)에 병렬로 연결되는 적어도 하나이상의 스위칭 회로들을 더 포함하며, 스위칭 회로들 각각은 직렬로 연결된 스위칭 소자(216)와 저항(215)을 갖는 회로를 포함하며 또한 상기 저전압과 상기 고전압간의 전압을 공급하며, 상기 전압은 상기 적어도 하나이상의 스위칭 직렬회로들로부터의 또다른 또는 다른 전압(들)과 다르며, 상기 전원 공급수단(20,20')으로부터의 상기 전압들은 상기 전압들중 하나는 상기 회전에 응답하여 출력되고, 또한 상기 회전의 증가에 응답하여 상기 출력전압에 의해 결정되는 상기 코일과 상기 전류 구동수단(8,8')을 통해 흐르는 상기 전류의 최대값을 순차적으로 증가하도록 한정되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  28. 제 27 항에서, 각 직렬회로내의 상기 저항은 다이오드의 캐소드에 연결되는 상기 제 1 스위치 회로내의 상기 저항(218)에 직렬로 연결될 수 있으며, 상기 제 1 스위치 회로 내의 상기 저항에 직렬로 연결되는 상기 저항의 저항성분은 상기 각 출력전압을 제공하도록 결정되는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  29. 제 22 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
  30. 제 22 항에서, 상기 스위칭 소자들 각각은 파워 MOS-FET를 포함하는 것이 특징인 DC모터 구동시스템.
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