KR940000874Y1 - 모터 제어용 pwm 펄스 발생장치 - Google Patents

모터 제어용 pwm 펄스 발생장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

모터 제어용 PWM 펄스 발생장치
제1도는 본 고안의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 마이크로 프로세서 110, 120 : 래치회로
130, 140 : 비교기 150, 160, 170 : 업/다운 카운터
180 : 스위치부 190 : 플립플럽
OR1∼OR5: 오아 게이트 INV1, INV2: 인버터
본 고안은 모든 산업 분야에서 광범위하게 사용되는 모터(Motor)의 속도 제어기에 이용할 수 있는 것으로, 특히 디지탈(Digital)회로 구성으로 간단하면서도 펄스의 주파수 및 충격비(Duty ratio)를 정확하고 안정하게 제어할 수 있도록 한 모터 제어용 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스 발생장치에 관한 것이다.
근래 마이크로 프로세서의 고속화 및 응용기술의 발전에 따라 모터구동회로의 디지탈화가 이루어지고 있다.
그러나 종래에는 직류 모터 속도 제어기의 완전한 디지탈화를 실현하는데 핵심이 되는 PWM 펄스 발생회로가 아날로그(Analog) 회로로 구성되어 있으며, 삼각과 펄스와 지령전압을 비교함으로써 PWM 펄스를 발생시킬 수 있도록 구성되어 있었다.
따라서 이 방식으로 회로를 구성할 경우 중간 인터페이스(Ineterface), 즉 D/A 변환기 및 각종 아날로그 IC(Integrted Circuit) 등이 필요하여 회로구성이 복잡해지고 비용이 많이 드는 결점이 있었고, 아울러 아날로그 IC의 이득(Gain) 및 오프셋(Offset)의 변화에 의해 PWM 펄스의 충격비 및 주파수가 변환하기 때문에 모터 제어시 성능이 저하되는 결점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 결점들을 해결하기 위하여 안출한 것인바, 디지탈 로직(Logic)에 의한 간단한 회로구성으로 중간 인터페이스의 개입없이도 사용할 수 있도록 하였고, 기준 주파수 신호에 의해 동작하는 카운터의 출력과 마이크로 프로세서로부터 인가되는 제어 데이타들을 비교함으로써 원하는 주파수 및 충격비를 가지는 정확한 PWM 펄스를 발생시켜 모터구동회로의 성능을 향상시킬 수 있도록 한것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 고안은 PWM 펄스 발생장치는 제1도에서 도시한 바와같이 마이크로 프로세서(100)로 부터 인가되는 제어신호에 따라 동작하여 모터 제어를 위한 데이타들을 일시 기억시키는 오아 게이트(OR1) 및 래치회로(110)(120)와, 펄스의 주파수 제어를 위해 스위치의 온, 오프에 따라 카운터에 입력 데이타를 인가하는 스위치부(180)와, 상기 스위치부(180)에 의해 설정된 데이터에서부터 기준 주파수 신호에 따라 카운팅을 행하는 업/다운 카운터(150)(160)(170)와, 상기 래치회로(110)(120) 및 업/다운 카운터(150)(160)(170)의 출력을 비교하는 비교기(130)(140)와, 상기 비교기(130)(140)의 비교출력 신호와 업/다운 카운터(170)의 바로우(Borrow) 신호에 따라 동작하는 오아 게이트(OR2) 및 플립플럽(190)과, 상기 플립플럽(190)의 출력과 모터의 방향 및 온, 오프를 제어하기 위한 상기 래치회로(120)의 출력에 따라 동작하여 모터 제어를 위한 PWM 펄스를 발생시키는 오아 게이트(OR3∼OR5) 및 인버터(INV1)(INV2)로 구성되어 있다.
여기서 상기 스위치부(180)는 풀업용 저항(R1∼R12)과 스위치(SW1)(SW2)를 연결해 구성하였다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
마이크로 프로세서(100)의 데이타 버스(D0∼D15)를 통해서는 모터 제어를 위한 데이타들이 출력되어 8비트 래치회로(110)(120)의 입력단자로 각각 인가되는데, 이때 상기 데이타 버스(D0∼D11)를 통해서는 PWM 펄스의 충격비에 해당하는 데이타가 출력되며, 다른 데이타 버스(D13)를 통해서는 모터의 회전 방향을 제어하기 위한 신호가, 또다른 데이타 버스(D14)(D15)를 통해서는 모터의 온, 오프신호가 각각 출력된다.
아울러 상기 마이크로 프로세서(100)에 연결된 오아 게이트(OR1)에는 로직회로를 동작시키기 위한 제어신호가 각각 인가되는데, 상기 오아 게이트(OR1)의 일측 입력단자에는 스트로브(Strobe)신호와 판독/기록신호가 인가되고, 그 타측 입력단자에는 선택신호가 인가된다.
여기서 상기 오아 게이트(OR1)는 다음단의 래치회로(110)(120)를 구동시키기 위한 것으로, 입력되는 제어신호에 따라 동작하여 상기 래치회로(110)(120)에 클럭펄스를 공급하며, 래치회로(110)(120)는 상기 클럭펄스에 따라 동작하여 데이타들을 일시 보관하였다가 다음단의 8비트 비교기(130)(140)의 입력단자로 12비트의 데이타를 출력한다.
한편 상기 비교기(130)(140)의 다른 입력단자에는 서로 직렬 접속되어 있는 4비트 업/다운 카운터(150)(160)(170)의 출력 데이타가 인가되는데, 상기 업/다운 카운터(150)(160)(170)는 다운신호 인력단자(DN)를 통해 인가되는 20MHz의 기준 주파수 신호에 따라 동작하여 스위치부(180)에 의해 설정된 입력 데이타에서 카운팅된 데이타를 출력한다.
여기서 상기 스위치부(180)는 펄스의 주파수를 조정하기 위한 것으로 DIP(Dual In-line Package) 스위치(SW1)(SW2)의 온, 오프여부에 따라 상기 업/다운 카운터(150)(160)(170)의 카운팅 초기치가 달라지게 되는데, 스위치(S1) 온시에는 업/다운 카운터(150)의 입력단자(A)에 로우신호가 인가되고 오프시에는 하이신호가 인가되며, 업/다운 카운터(150)(160)(170)의 다른 입력단자에도 상기와 동일하게 초기치가 세팅(Setting)된다.
따라서, 상기 비교기(130)(140)에서는 상기 업/다운 카운터(150)(160)(170)로 부터 출력되는 데이타와 펄스의 충역비를 변화시키기 위해 상기 마이크로 프로세서(100)에 의해 세팅된 데이타를 비교하여 비교신호를 출력하는데, 카운팅 데이타가 상기 마이크로 프로세서(100)에 의한 세팅 데이타와 같아지면 상기 비교기(130)(140)의 단자를 통해서는 로우신호가 출력되므로 오아 게이트(OR2)로 부터는 로우신호가 출력되어 플립플럽(190)의 클리어 단자(CLR)로 인가되며, 이로 인해 상기 플립플럽(190)이 리세터(reset)되므로 오아 게이트(OR3)의 일측 입력 단자에는 로우신호가 인가된다.
이때 상기 오아 게이트(OR3)의 타측 입력단자는 상기 래치회로(120)의 출력단자(8Q)에 접속되어 있는데, 마이크로 프로세서(100)의 데이타 버스(D14)(D15)를 통해 인가된 모터의 온, 오프 제어 데이타는 올타임 온(All time ON) 또는 올타임 오프(All time OFF)시를 제외한 정상동작 상태에서 로우상태로 인가되므로 상기 오아게이트(OR3)로 부터는 로우신호가 출력되어 오아 게이트(OR4)(OR5)의 일측 입력단자로 각각 인가되고, 그 타측 입력단자에는 상기 래치회로(120)의 단자(6Q)를 통해 인가되는 모터의 회전방향신호가 비반전 및 반전되어 인가되므로 상기 회전방향신호에 따라 오아 게이트(OR4)(OR5)로 부터 출력되는 PWM 펄스가 달라지게 된다.
전술된 것과 같이 상기 업/다운 카운터(150)(160)(170)가 다운 카운팅을 계속하다가 업/다운 카운터(170)의 단자(BO)를 통해 바로우 신호가 발생되면 클럭 펄스가 인가되므로 플립플럽(190)이 동작하게 되는데, 이대 상기 플립플럽(190)에는 정상 동작시 래치회로(120)의 단자(7Q)를 통해 출력되는 로우신호가 인버터(INV1)를 거쳐 입력되므로 출력단자(Q)를 통해서는 하이신호가 출력되어 오아 게이트(OR3)로 인가되고, 이로 인해 상기 오아 게이트(OR3)로 부터는 타측 입력에 관계없이 하이신호가 출력되어 오아 게이트(OR4)(OR5)로 인가되므로 상기 오아 게이트(OR4)(OR5)로 부터는 하이 신호가 출력되며, 상기와 같이 출력된 PWM 펄스에 의해 모터를 제어할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 고안에 의하면 모터구동회로를 디지탈 로직회로로 구성할 경우 D/A 변환기를 필요로 하지 않으므로 회로구성이 간단해지는 효과가 있고, PWM 펄스의 주파수나 충격비를 종래 방법 보다 더욱 정확하고 안정하게 제어할 수 있으므로 성능이 우수한 모터구동회로를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 마이크로프로세서를 구비하여 모터를 제어하는 시스템에 있어서, 마이크로프로세서에 의해 제어되며 마이크로프로세서로 부터 출력되는 펄스 데이타 및 모터 제어신호를 일시저장하는 래치회로(110,120)와, 기준 클럭을 입력으로 카운팅 동작을 수행하는 업/다운 카운터(150,160,170)와, 상기 업/다운 카운터의 초기치 설정용 스위치부(180)와, 상기 래치회로의 펄스 데이타와 업/다운 카운터의 카운팅 출력을 비교하는 비교기(130,140)와, 상기 비교기의 비교출력과 래치회로의 모터제어신호와 업/다운 카운터의 바로우신호를 논리조합하여 모터 구동펄스를 발생하는 논리조합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모터 제어용 PWM 펄스 발생회로.
  2. 제1항에 있어서, 논리조합부는 래치회로로 부터의 모터 오프신호를 입력으로 하고 상기 비교기의 비교출력과 업/다운 카운터의 바로우 신호를 각각 클리어와 클럭펄스로 사용하는 플립플럽(190)과, 상기 플립플럽(190)의 출력과 래치회로로 부터의 모터 온신호를 조합하는 오아 게이트(OR3)와, 상기 오아 게이트(OR3)의 모터 구동출력신호와 래치회로로 부터의 회전방향 제어신호를 조합하여 모터 구동펄스를 발생하는 오아 게이트(OR4,OR5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 제어용 PWM 펄스 발생회로.
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