KR930001781Y1

KR930001781Y1 - 직류 전동기의 스위칭 회로

Info

Publication number: KR930001781Y1
Application number: KR2019900006656U
Authority: KR
Inventors: 석윤기
Original assignee: 석윤기
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1993-04-15
Also published as: KR910021154U; US5172037A

Abstract

내용 없음.

Description

직류 전동기의 스위칭 회로

제1도는 본 고안의 상세회로도.

제2도는 본 고안의 다른 실시예로써의 회로도.

제3도는 본 고안의 적용예를 도시한 스위치의 외형사시도.

제4도는 종래의 스위칭 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10 : 정회전 스위칭 회로부 2,11 : 역회전 스위칭 회로부

3 : 정전압부 4,4' : 스위칭회로부

5,5' : 자동회로부 6,6' : 수동회로부

7,7' : 리셋부 8,8' : 상, 하한 검출부

9,9' : 보호회로 SW₁: 정회전스위치

SW₂: 역회전 스위치 F.F : 플립플릅

본 고안은 직류전동기의 스위칭회로에 관한 것으로써 특히, 자동차등의 파워윈도우스위치로써 적합하도록 원 터치 동작(자동)으로 직류전동기의 정역회전을 스위칭하고, 직류전동기가 회전구동의 한계점에 도달되면서 직류전동기의 구동전원을 자동으로 리셋시키도록하여 구동트랜지스터의 열화를 방지하도록하며 또한 지속적인 터치동작(수동)으로 필요한 량 만큼 직류 전동기를 구동케하며 회전구동의 한계점에 도달될때 상하한 검출부가 구동전원을 어스되도록 하여 직류전동기의 정지시 스위칭회로를 보호하며 자동 및 수동 조작이 용이한 직류전동기의 스위칭회로에 관한 것이다.

통상적으로 직류전동기의 정역회전을 스위칭하기 위하여 점대칭 구동되는 구동트랜지스터와 이 구동트랜지스터를 턴온, 턴온오프키 위한 바이어스 수단으로써 비교기(Comparator)를 사용하거나, 솔레노이드를 사용하여 절체되는 스위치의 노브를 유지토록한것 등 다수안이 알려져 있으나, 직류전동기의 작동한계점(기계적 구동 요소에 준함)사이에서 직류전동기가 구동될때 자동으로 상한과 하한을 회동시키며 필요에 따라 구간별로 회동케하는데 난점이 유발되고 있다.

한편, 제4도에 도시된 바와같이 본 출원인이 선출원하여 미합중국에서 특허(No. 4, 899, 063)허여된 선원을 스위칭 트렌지스터(Q1 또는 Q2)의 스위칭 따라서 점대칭구동되는 구동트랜지스터(Q3-Q6)는 직류점동기가 지계적으로 상한 또는 하한의 한계점에 도달되어 더 이상 회전구동되지 못하게 될 경우에는 구동트랜지스터(Q3-Q6)의 열화를 초래케되고 나아가서 파괴되기에 이르게 되므로써 사용자는 항시 스위칭의 종료시기에 주의를 기울려야만 하는 불편함을 가지고 있는 실정인 것이다.

따라서 본 고안은 종래의 문제점을 포함하여 선원발명의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 갖는다.

첫째, 본 고안은 원터치에 의한 스위칭의 실현으로 직류전동기의 구동한계점까지 자동으로 동작되도록 하고, 한계점에 도달될때 자동으로 리셋되도록된 직류전동기의 스위칭회로를 제공하는데 있다.

둘째, 본 고안은 지속적인 터치동작에 의한 스위칭실현으로 직류전동기의 구동을 원하는 위치에서 정지시키거나, 한계점에 도달시 스위칭전원을 어스시켜 직류전동기의 구동이 자동적으로 차단되도록된 직류전동기의 스위칭회로를 제공하는데 있다.

셋째, 본 고안은 직류전동기의 구동한계점도달시나, 단락에 의한 고장발생시에도 주변스위칭회로에 파손을 방지할 수 있는 직류전동기의 스위칭회로를 제공하는데 있다.

다음으로 상기 본 고안의 목적을 구현하고자 이루어지는 본 고안의 기술구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보고자 한다.

제1도에 도시된 바와같이 본 고안은 다링턴 접속되고, 점대칭 구동되도록된 구동 트랜지스터(Q5-Q8)의 중성점(X, Y)에 직류전동기(M)를 부하로써 연결하며, 이에 정전압전원을 공급하도록 콘덴서(C₁, C₄)와 정전압 다이오드(ZD₁)로된 정전압부(3), 이 정전압부(3)의 양극(B⁺)전원선에 접속된 정회전스위치(SW₁)를 통하여 접속되는 스위칭회로부(4)는 콘덴서(C₂)와 콘덴서(C₃)의 시정수에 관련하여 구동되는 RㆍS플립플롭(FㆍF)과 그 셋트 및 리셋트 입력단을 갖는 자동회로부(5)를 형성하되 상기 RㆍS플립플롭(FㆍF)의 출력단을 스위칭트랜지스터 (Q₃)의 베이스에 연결하되 저항(R₈)과 다이오드(D₂)가 순방향 접속된 수동회로부(6)를 스위칭트랜지스터(Q₃)에 베이스로 상기 자동회로부(5)에 병렬접속하여 이루는 동시에, 이 스위칭 트랜지스터(Q₃)의 출력단으로 전술한 구동트랜지스터(Q₅)의 베이를 접속하여 이루고 점대칭 동작되는 구동트랜지스터(Q₈)의 베이스를 스위칭트랜지스(Q₃)이 에미터의 에미터에 접속하여 폐회로 구성을 이룬다.

한편, 중섬점(Y)으로부터 자동회로부(5)의 RㆍS플립플롭(FㆍF)리셋단으로 자동 리셋신호를 인가하기 위하여 형성되는 리셋부(7)의 역극성 다링턴접속된 트랜지스터(Q₁, Q₂)의 베이스는 저항(R₂)과 다이오드(D₅)를 통여 상기 중심점(Y)에 연결하고, 이 트랜지스터(Q₁)의 입력을 전원선의 양극(B⁺)에 접속하고 그 출력을 상기 R·S플립플릅(F·F)의 리셋단에 다이오드(D₁)와 공접하여 연결하며, 이 리셋부(7)의 다이오드(D₅)전단에서 분기하여 상한검출부(8)를 접속하되 상한검출부(8)는 SCR(SCR₁)의 에노드를 전기한 수동회로부(6)의 다이오드(D₂)진단에 연결하여 중성점(Y)의 전위에 따라 저항(R₁₀)고 콘덴서(C₅)를 통하여 게이트에 트리거펄스를 인가토록 접속하고 케소드를 어스연결하여 이루는 동시에 상기 정회전스위치(SW₁)후단을 통하여 바이어스 되도록된 트랜지스터(Q₄)는 오조작시 연회전스위칭 회로부(2)의 스위칭트랜지스터(Q₁₀)의 베이스전위를 접지되도록 보호회로(9)를 연결하여 정회전스위칭회로부(1)를 이루는 것으로써 역회전스위칭회로부(2)는 상기 설명된 정회전스위칭회로부(1)와 동일한 회로구성을 갖으며 대칭접속되는 것으로써 그 설명을 생략하기로 한다.

한편, 제2도에 도시된 바와같은 본 고안의 다른 실시예를 살펴보면 종래의 정역회전스위칭회로부(10, 11)에 형성된 스위칭 트랜지스터(Q₃, Q₁₀)의 베이스에 SCR(SCR₁, SCR₂)의 애노드를 접속하고 캐소드를 어스연결하되 게이트는 콘덴서 (CAX, CBX)와 저항(RAX, RBX)을 통하여 중성점(Y, X)에 연결하여 직류전동기(M)의 한계점 도달에 따른 정지 또는 단락시 스위칭 트랜지스터(Q₃, Q₁₀)를 턴오프 시키도록한 상, 하한 검출부(8a, 8b)만을 구성하여 수동조작회로에 실시될수 있는 예를 나타낸다.

상기 설명된 본 고안의 기술구성에 따른 그 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

점대칭 구동되는 구동트랜지스터(Q₅~Q₈)의 중성점(X, Y)에 양단으로 접속된 직류전동기(M)의 스위칭트랜지스터(Q₃, Q₁₀) 베이스측 바이어스회로를 갖는 정회전 스위칭회로부(1)와 역회전스휘칭회로부(2)를 이루어 정전압부(3)의 양극(B⁺)전원선을 개폐할수 있도록 된 정회전 및 역회전스위치(SW₁, SW₂)의 개폐동작으로 본 고안을 구동시키게 되는 바, 정회전 스위칭회로부(1)를 중심으로 그 작용을 살펴보기로 한다.

정회전 스위칭회로부(1)의 점회전스위치(SW₁)를 원 터치(눌렀다 놓으면)동작을 가하면 스위칭회로부(4)의 콘덴서(C₂)에 충전전류가 RㆍS플립플릅(FㆍF)셋트단자에 출력 Q가 "H"'레벨로 이네이블 되도록 인가되고 이 출력은 저항(R₈)과 다이오드(D₃)를 통하여 스위칭트랜지스터(Q₃)의 바이어스전원으로 작용되게되고 따라서 구동트랜지스터(Q₅, Q₈)의 연관동작으로 턴온되게되어 직류전동기(M)가 정회전을 하게된다.

물론 지속적인 직류전동기(M)의 구동은 RㆍS플립플릅(FㆍF)의 리세입력전까지 계속되게된다.

그런데, 여기서 셋트 입력단의 콘덴서(C₂)와 리렛입력단의 콘덴서(C₃)는 그 시정수를 C₂＜C₃상태로 하여 작동초기에 리셋입력단은 "L"레벨상태를 갖도록 한다.

이후, 직류전동기(M)가 정회전방향으로 지속적으로 회전구동하여 기계적요소에 의한 상한(또는 하한)의 한계점에 도달하여 더이상 회전될 수 없는 직류전동기(M)는 부하저항이 직류저항에 불과하게되어 인가되던 전류는 구동트랜지스터를 열화시킬 수도 있다.

따라서 중성점(Y)에 접속된 리셋부(7)의 트랜지스터(Q₂, Q₁)가 상기 직류전동기(M)의 정지에 따라 바이어스되어 턴온되고 그러므로써 양극전원(B⁺)이 RㆍS플립플릅(FㆍF)은 상태반전되어 출력 Q가 "L" 레벨상태로 되어 직류전동기(M)는 구동을 멈추게 되는 것이다.

반대로 역회전 스위칭회로부(2)의 역회전스위치(SW₂)는 원터치하게되면 전기한 점회전스위칭과 동일한 동작으로서 하한(또는 상한)의 한계점까지 역회전구동케한후 자동으로 구동을 멈추게 작용한다.

다음으로 직류전동기(M)를 원터치에 의한 상, 하한 한계점까지 자동으로 구동치 아니하고, 필요한 위치에서 구동을 멈추고자 하는 경우 즉, 수도조작의 경우를 살펴보고자 한다.

상기한 자동회로부(5)의 콘덴서(C₂)와 콘덴서(C₃)의 시정수에 있어서 저항(R₂)과 콘덴서(C₃)에 의한 시정수가 경과될때 RㆍS 플립플릅(FㆍF)은 상태반전되어 출력 Q는 "L" 레벨이 되나 이 자동회로부(5)와 병렬접속된 수동회로부(6)가 스위칭 트랜지스터(Q₃)를 턴온상태로 유지케하여 직류전동기(M)는 정회전을 계속할수 있다.

이때 적정회전구동후 직류전동기(M)를 멈추게 하려면 누르고 있던 정회전스위치(SW₁)를 놓으면(오프)스위칭트랜지스터(Q₃)가 턴오프되고 직류전동기(M) 또한 정지되게 된다.

한편 이와 같은 수동작동중에 직류전동기(M)가 상한(또는 하한)의 한계점에 도달되면 직류전동기(M)의 부하전류는 저항(R₁₀)을 통하여 SCR) (SCR₁)의 게이트에 트리거되고 따라서 수동회로부(6)로 인가되던 구동전원을 어스시키게 되면서 스위칭트랜지스터(Q₃)의 베이스는 "L" 레벨상태가 되어 턴오프되고 직류전동기(M)의 구동은 차단된다.

따라서 수동조작중에 직류전동기(M)가 정지되면 정회전스위치 (SW₁)를 누르고(온)있더라도 동작 전원은 접지되는 관계로 회로구성소자의 열화 및 파괴를 막을수 있게 되는 것이다.

여기서 콘덴서(C₅, C₇)는 직류전동기(M)의 초기 기동전류에 의한 상, 하한검출부(8, 8')의 트리거를 방지하도록 적용된다.

한편, 본 고안의 다른 실시예로써 나타낸 바와같은 제2도의 수동조작 회로만으로 구성된 경우에도 마찬가지로 부하인 직류전동기(M)정지에 따른 SCR의 트리거로써 스위칭트랜지스터(Q₃)의 바이어스전원을 어스케하는 것으로써 기 설명된 바와같다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 고안인 직류전동기의 스위칭회로는 제3도에 표현된 바와같이 자동차용 파워 윈도우 스위치에 간단하게 적용시킬 수 있으며 차고등의 샷다 개폐용으로 상하한을 제한하는 경우에는 모두 차용이 가능한 적용예를 갖으면서도 그 구성이 간단하고 회로를 구성하는 소자에 바람직스럽지 못한 사황(예 : 열화, 소손)을 방지할 수 있도록 되어 있으며, 자동 및 수동조작이 간결한등의 우수한 효과를 갖는 매우 실용적인 고안인 것이다.

Claims

다링턴 접속되고, 점대칭 구동되도록 된 구동트랜지스터(Q₅~Q₈)의 중성점(X, Y)에 직류 전동기(M)를 부하로써 연결하여된 직류전동기의 스위칭 회로를 형성함에 있어서, 정전압 전원을 공급하도록 콘덴서(C₁, C₄)와 정전압다이오드(ZP)로 된 정전압부(3), 이 정전압부(3)의 양극(B⁺)전원선에 결속된 전회전스위치(SW₁)를 통하여 접속되는 스위칭회로부(4)는 콘덴서(C₂) 콘덴서(C₃)의 시정수에 관련하여 구동되는 RㆍS플립플롭(FㆍF)과 그 셋트 리셋트 입력단을 갖는 자동회로부(5)를 형성하되 상기 RㆍS플립플롭(FㆍF)의 출력단을 스위칭트랜지스터(Q₃)의 베이스에 연결하여 한편 저항(R₈)과 다이오드(D₂)가 순방향접속된 수동회로부(6)를 스위칭트랜지스터(Q₃)에 베이스로 상기 자동회로부(5)에 병렬접속하여 이루는 동시에, 이 스위칭 트랜지스터(Q₃)의 출력단으로 전술한 구동트랜지스터(Q₅)의 베이스를 접속하여 이루고 점대칭 동작되는 구동트랜지스터(Q₈)의 베이스를 스위칭트랜지스터(Q₃)의 에미터에 접속하여 폐회로 구성을 이루도록하는 한편, 중성점(Y)으로부터 자동회로부(5)의 RㆍS플릅플롭 리셋단으로 자동리셋신호를 인가하기 위하여 형성되는 리셋부(7)의 역극성 다링턴 접속된 트랜지스터(Q₁, Q₂)의 베이스는 저항(R₂)가 다이오드(P₅)를 통하여 상기 중성점(Y)에 연결하고, 이 트랜지스터(Q₁)의 입력을 전원선의 양극(B⁺)에 접속하고 그 출력을 상기 RS플립플롭(FㆍF)의 리셋단에 다이오드(D₁)와 공접하여 연결하며, 이 리셋부(7)의 다이오드(D₅)전단에서 분기하여 상한검출부(8)를 접속하되 상한검출부(8)는 SCR(SCR₁)의 에노드를 전기한 수동회로부(6)의 다이오드(D₂)전단에 연결하여 중성점(Y)의 전위에 따라 저항(R₁₀)과 콘덴서(C₅)를 통해서 게이트에트리거펄스를 인가토록 접속하고 케소드를 어스연결하여된 정회전스위칭회로부(1)와 동일한 역회전스위칭회로부(2)를 대칭구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류전동기의 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 스위칭 트랜지스터(Q₃, Q₁₀)의 베이스에 SCR(SCR₁, SCR|₂)의 에노드를 접속하고 케소드를 연결하되, 게이트는 콘덴서(CAX, CBX)와 저항(RAX, RBX)을 통하여 중성점(Y, X)에 연결하여 직류전동기(M)의 한계점도달에 따른 정지 또는 단락시 스위칭트랜지스터(Q₃, Q₁₀)를 턴오프 시키도록한 상, 하한 검출부(8a, 8b)만을 구성하여 수동조작회로를 구성하는것을 특징으로 하는 직류전동기의 스위칭 회로.