KR940006555B1 - Capstan motor driving circuit - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 캡스턴 모터의 개략적인 측단면 구조도.1 is a schematic side cross-sectional structural view of a capstan motor.
제2도는 종래의 캡스턴 모터 구동 회로도.2 is a conventional capstan motor driving circuit diagram.
제3도는 본 발명의 회로도.3 is a circuit diagram of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 로터 12,13 : 착자 마그네트10: rotor 12,13: magnet magnet
40 : 자기저항소자 60 : 프리드라이브부40: magnetoresistive element 60: free drive unit
70 : 모터구동부 80 : 3상 모터부70: motor drive unit 80: three-phase motor unit
90 : 마이콤부 100 : 전류센싱부90: microcomputer unit 100: current sensing unit
140 : 역기전압 센싱부 150 : 제로센싱부140: counter electromotive voltage sensing unit 150: zero sensing unit
160 : 래치부 180 : 펄스발생부160: latch portion 180: pulse generator
본 발명은 VCR용 캡스턴 모터의 구동 제어회로에 관한 것으로, 특히 홀소자등에 의한 위상검출센서 없이 모터 속도를 정확하게 제어할 수 있고 출력 노이즈 성분을 최소화시킬 수 있는 캡스턴 모터 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control circuit of a capstan motor for a VCR, and more particularly, to a capstan motor driving circuit capable of precisely controlling the motor speed and minimizing an output noise component without a phase detection sensor by a hall element or the like.
VCR에서 헤드드럼을 구동하기 위한 캡스턴 모터는 개략적으로 제1도와 같은 구조를 갖는다.The capstan motor for driving the head drum in the VCR has a structure as schematically shown in FIG.
여기에서 참조되는 바와같이 기판(20)상의 보스(21)에 축(11)이 삽입되어 회동가능하게 배치되는 로터(10)의 내측벽면에는 24극으로 착자된 낮은 높이의 원통형 마그네트(13)가 부착되고 상기 로터(10)의 외측벽면에는 360극으로 착자된 원통형 마그네트(12)가 부착되어 있다. 이러한 착자 마그네트(12,13)의 착자극수는 설계상 필요에 따라 변경될 수 있다.As described herein, a low-height cylindrical magnet 13 magnetized to 24 poles is formed on the inner wall surface of the rotor 10 in which the shaft 11 is inserted into the boss 21 on the substrate 20 so as to be rotatable. A cylindrical magnet 12 magnetized to a 360 pole is attached to an outer wall of the rotor 10. The number of magnetizing poles of the magnetizing magnets 12 and 13 may be changed according to design needs.
한편 상기 24극 착자 마그네트(13)에 대향하여 기판(20) 상에는 복수의 코일(81)이 원형태로 배치되어 이들 복수의 코일(81)과 24극 착자 마그네트(13)의 상호 반발력 및 흡입력에 의해 로터(10)를 회전시키게 되며, 또한 이 기판(20)에는 위상 검출을 위한 홀 소자(30)가 복수개 마련되고 있다. 보편적으로 3상 모터 구동방식의 캡스턴 모터에서는 3개의 홀소자가 설치된다.On the other hand, a plurality of coils 81 are arranged in a circular shape on the substrate 20 to face the 24 pole magnet magnet 13 to the mutual repulsion force and suction force of the plurality of coils 81 and the 24 pole magnet magnet 13. As a result, the rotor 10 is rotated, and the substrate 20 is provided with a plurality of Hall elements 30 for phase detection. In general, three Hall elements are installed in a three-phase motor-driven capstan motor.
상기 로터(10)의 외측벽면에 설치된 360극 착자 마그네트(12)에 근접해서는 자기저항소자(MagnetoRecistive element)(40)가 배치되며, 이를 통하여 모터 속도를 조절하게 된다.A magnetoresistive element 40 is disposed near the 360-pole magnetized magnet 12 installed on the outer wall of the rotor 10 to adjust the motor speed.
이와같은 구조의 캡스턴 모터를 제어하기 위한 기존의 회로를 제2도에 보이고 있다.The existing circuit for controlling the capstan motor of such a structure is shown in FIG.
여기에서 참조되는 바와같이, 각 상의 위치를 검출하는 홀 소자(30,30',30")의 위상검출신호가 각각 증폭기(50,50',50'')를 거쳐 프리드라이브부(60)에 입력되면 상기 프리드라이브부(60)는 모터구동부(70)의 각 트랜지스터(71-76)를 순차 온/오프시켜 3상모터부(80)의 각 코일(81-83)에 구동전류를 흘려주게 된다. 가령 프리드라이브부(60)에 의해 트랜지스터(71,76)이 먼저 온되면 트랜지스터(71)를 통한 모터 구동전류가 코일(83) 및 코일(82)을 거쳐 트랜지스터(76)를 통하여 빠져나가게 되고, 그 다음에는 프리드라이브부(60)가 트랜지스터(73,75)를 온시켜 트랜지스터(73)를 통한 모터 구동전류가 코일(82) 및 코일(81)을 거쳐 트랜지스터(75)를 통하여 빠져나가게 되고, 이어서 트랜지스터(72,74)를 온시켜 트랜지스터(72)를 통한 모터 구동전류가 코일(81) 및 코일(83)을 거쳐 트랜지스터(74)를 통하여 빠져나가게 된다.As referred to herein, the phase detection signals of the Hall elements 30, 30 ', 30 " for detecting the position of each phase are passed to the predrive section 60 via the amplifiers 50, 50', 50 ", respectively. When input, the pre-drive unit 60 sequentially turns on / off each transistor 71-76 of the motor driver 70 to drive a driving current to each coil 81-83 of the three-phase motor unit 80. For example, when the transistors 71 and 76 are first turned on by the predrive unit 60, the motor driving current through the transistor 71 is passed through the transistor 76 through the coil 83 and the coil 82. Next, the pre-drive unit 60 turns on the transistors 73 and 75 so that the motor driving current through the transistor 73 exits through the transistor 75 through the coil 82 and the coil 81. Then, the transistors 72 and 74 are turned on so that the motor driving current through the transistor 72 passes through the coil 81 and the coil 83 through the transistor. It will exit through the stud 74.
따라서 3상모터부(80)의 각 코일(81-83)에는 순차 구동전류가 흐르게 되어 모터의 로터(10)가 회전하게 된다.Therefore, the driving current flows sequentially through each of the coils 81-83 of the three-phase motor unit 80 so that the rotor 10 of the motor rotates.
이때 자기저항 소자(40)는 360극 착자 마그네트(12)로부터 로터(60)의 회전속도에 비례하는 펄스를 발생하여 마이콤부(90)에 제공하게되며, 이에 따라 마이콤부(90)를 프리드라이브부(60)에 제어신호를 제공하여 3상모터의 회전속도를 일정하게 유지하게 된다.At this time, the magnetoresistive element 40 generates a pulse proportional to the rotational speed of the rotor 60 from the 360-pole magnetized magnet 12 and provides it to the microcomputer 90, thus pre-drive the microcomputer 90. By providing a control signal to the unit 60 to maintain a constant rotation speed of the three-phase motor.
그러나 이와같은 기존의 캡스턴 모터 구동제어회로는 비교적 고가의 홀소자의 요구에 따라 제품 원가상승을 가져오게 되며 이를 소자에 의한 위상펄스 신호에 정확도가 떨어져 정교한 모터 제어에 제한이 따르게된다. 특히 복수의 홀소자 설치는 배선길이의 증가를 가져오게 되므로 이를 배선상에 유입되는 노이즈에 의해 위상제어 에러가 쉽게 발생되는 문제점을 초래한다.However, such a conventional capstan motor driving control circuit brings a rise in product cost according to the demand of a relatively expensive Hall element, which results in a limited accuracy of the phase pulse signal by the element, thereby limiting sophisticated motor control. In particular, since the installation of a plurality of hall elements brings about an increase in the wiring length, a phase control error is easily caused by noise introduced on the wiring.
본 발명은 상기와 같은 기존의 캡스턴 모터 제어회로의 문제점을 해소할 수 있는 새로운 캡스턴 모터 구동제어 희로를 제안한다.The present invention proposes a new capstan motor drive control furnace which can solve the problems of the existing capstan motor control circuit as described above.
이러한 본 발명은 모터 구동제어용 위상 신호를 3상모터의 역기전압을 검출하고 이를 가공하여 만들어 내는 것으로 달성하고 있다.The present invention achieves the phase signal for motor drive control by detecting the counter electromotive voltage of the three-phase motor and processing the same.
이하 첨부한 도면에 기초하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명의 회로구성도로써, 펄스 발생부(180)와 스타트-업 발진부(200)의 출력이 프리드라이브부(60)에 제공되게 연결하고, 상기 프리드라이브부(60)의 출력에 따라 6개의 트랜지스터(71-76)로 구성된 3상 모터 구동부(70)의 각 트랜지스터가 순차 구동하여 3상 모터부(80)의 각 코일(81-83)에 순차전류가 공급되게 구성한다.3 is a circuit diagram of the present invention, in which the output of the pulse generator 180 and the start-up oscillator 200 are provided to the predrive unit 60 and connected to the output of the predrive unit 60. Accordingly, each transistor of the three-phase motor driver 70 composed of six transistors 71-76 is sequentially driven to sequentially supply current to each of the coils 81-83 of the three-phase motor unit 80.
상기 3상모터부(80)에는 자기저항소자(40)를 근접 배치하여 이 자기저항소자(40)에서 검출된 속도비례 펄스 파형이 비교기(190)에서 기준전압(VR)에 비교되어 상기 펄스 발생부(180)에 펄스출력제어 신호로 제공되게 구성한다.The magneto-resistive element 40 is placed close to the three-phase motor unit 80 so that the speed-proportional pulse waveform detected by the magnetoresistive element 40 is compared to the reference voltage VR in the comparator 190 so that the pulse generator At 180, a pulse output control signal is provided.
한편 상기 모터구동부(70)의 각 트랜지스터(71-76)의 출력단을 역기전압 센싱부(140)에 연결하여 여기에서 3상모터의 역기전압이 검출되게 구성하고, 상기 역기전압 센싱부(140)의 출력은 제로센싱부(150)와 래치부(160)를 거쳐 비교부(170)에 펄스 발생부(180)의 출력과 비교되어 프리드라이브부(170)로 제공되게 구성한다.Meanwhile, the output terminals of the transistors 71-76 of the motor driver 70 are connected to the counter electromotive voltage sensing unit 140 so that the counter electromotive voltage of the three-phase motor is detected, and the counter electromotive voltage sensing unit 140 is detected. The output of is configured to be compared to the output of the pulse generator 180 to the comparator 170 via the zero sensing unit 150 and the latch unit 160 is provided to the predrive unit 170.
또한 상기 모터 구동부(70)에는 저항(101)에 의한 전류센싱부(100)를 마련하고, 이 전류센싱부(100)에서 검출된 전압이 비교기(110)에서 기준전압(Vr')에 비교된후 마이콤부(90)의 속도제어 출력과 다시 비교기(120)에서 비교된 다음 또다시 비교기(130)에서 기준전압(VR)에 비교되어 프리드라이브부(60)에 모터속도 제어신호로 제공되게 구성한다.In addition, the motor driver 70 is provided with a current sensing unit 100 by the resistor 101, the voltage detected by the current sensing unit 100 is compared with the reference voltage (Vr ') in the comparator 110 After that, the speed control output of the microcomputer unit 90 is again compared with the comparator 120, and then again compared with the reference voltage VR in the comparator 130 and configured to be provided as a motor speed control signal to the predrive unit 60. do.
여기에서 두개의 기준전압(VR)은 같은 전압이고 기준전압(VR')은 전류 제한신호에 의한 전압이다.Here, the two reference voltages VR are the same voltage and the reference voltage VR 'is a voltage due to the current limit signal.
이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
제3도에서, 외부로부터 스타트 신호가 스타트업 발진부(200)에 입력되면 상기 스타트업 발진부(200)에 의해 프리드라이브부(60)는 모터구동부(70)의 각 트랜지스터(71-76)를 순차 온/오프 시키기 위한 출력을 발생한다.In FIG. 3, when a start signal is input from the outside to the startup oscillator 200, the startup oscillator 200 sequentially drives each transistor 71-76 of the motor driver 70 by the startup oscillator 200. Generates an output to turn on / off.
가령 프리드라이브부(60)에 의해 트랜지스터(71,76)이 먼저 온되면 트랜지스터(71)를 통한 모터구동전류가 코일(83) 밋 코일(82)을 거쳐 트랜지스터(76)를 통하여 빠져 나가게 되고, 그 다음에는 프리드라이브(60)가 트랜지스터(73,75)을 온시켜 트랜지스터(73)를 통한 모터 구동 전류가 코일(82) 및 코일(81)을 거쳐 트랜지스터(75)를 통하여 빠져나가게 되고, 이어서 트랜지스터(72,74)를 온시켜 트랜지스터(72)를 통한 모터 구동전류가 코일(81) 및 코일(83)을 거쳐 트랜지스터(74)를 통하여 빠져 나가게 된다.For example, when the transistors 71 and 76 are first turned on by the pre-drive unit 60, the motor driving current through the transistor 71 exits through the transistor 76 via the coil 83 and the mid coil 82. Predrive 60 then turns on transistors 73 and 75 so that motor drive current through transistor 73 exits through transistor 75 via coil 82 and coil 81 and then The transistors 72 and 74 are turned on so that the motor driving current through the transistors 72 passes through the transistors 74 through the coils 81 and 83.
따라서 3상 모터부(80)의 각코일(81-83)에는 순차 구동전류가 흐르게 되어 모터의 로터(10)가 회전하게된다.Therefore, the driving current flows sequentially through the respective coils 81-83 of the three-phase motor unit 80 to rotate the rotor 10 of the motor.
이때 자기저항 소자(40)는 360극 착자 마그네트(12)로부터 로터(10)의 회전속도에 비례하는 펄스를 발생하여 비교기(190)에서 기준전압(VR)에 비교된 후 펄스발생부(180)에 제공한다. 따라서 펄스발생부(180)는 3상모터의 회전속도를 일정하게 유지시켜 주기 위한 조정된 펄스를 마이콤부(90)와 프리드라이브부(60)에 각각 직접 및 비교부(170)를 거쳐 제고하게 된다.At this time, the magnetoresistive element 40 generates a pulse proportional to the rotational speed of the rotor 10 from the 360-pole magnetized magnet 12 and is compared to the reference voltage VR in the comparator 190 and then the pulse generator 180. To provide. Accordingly, the pulse generator 180 may provide the pulses adjusted to maintain the rotational speed of the three-phase motor to the microcomputer 90 and the predrive 60 directly and through the comparator 170, respectively. do.
한편,3상 모터부(80)의 각 코일(81-83)에서 인출된 역기전압 신호는 역기전압센싱부(140)에서 검출되어 위상제로센싱부(150)와 래치부(160)를 거쳐 비교부(170)에서 상기 펄스 발생부(180)의 출력에 비교된 후 프리드라이브부(60) 에 제공된다.On the other hand, the counter electromotive voltage signal drawn from each coil 81-83 of the three-phase motor unit 80 is detected by the counter electromotive voltage sensing unit 140 and compared through the phase zero sensing unit 150 and the latch unit 160. The unit 170 is compared with the output of the pulse generator 180 and then provided to the predrive unit 60.
즉 역기전압 센싱부(140)의 출력으로부터 위상제로점을 제로센싱부(150)에서 찾아 그 위상값을 래치부(160)로 래치시켜 프리드라이브부(60)의 모터구동부(70) 위상제어 오차를 보정하게 된다.That is, the phase zero error of the motor driver 70 of the pre-drive unit 60 is obtained by finding the phase zero point at the zero sensing unit 150 from the output of the counter voltage sensing unit 140 and latching the phase value to the latch unit 160. Will be corrected.
한편 3상 모터부(80)에 큰 전류가 공급되는 경우에는 전류센싱부(100)가 이를 검출한다. 즉, 모터구동부(70)의 에미터 저항(10l) 양단간에 흐르는 전류 변화를 전압성분으로 인출하여 외부기준 전류제한신호(VR')전압과 비교기(110)로 비교하고, 이를 다시 마이콤(90)의 전류 제어신호로 비교기(120)로 비교한 후 다시기준전압(VR)과의 비교기(130)에서의 비교를 통하여 프리드라이보부(60)에 전류 제한 신호를 제공하게 된다. 따라서 3상 모터부(80)에 프리드라이브부(60)의 제어를 받아 구동전류를 흘려주는 모터구동부(70)의 출력을 조절하여줌으로써 3상모터부(80)에 제공되는 전류를 부하변동에 따라 안정화시켜 주게 된다.On the other hand, when a large current is supplied to the three-phase motor unit 80, the current sensing unit 100 detects this. That is, a current change flowing between both ends of the emitter resistor 10l of the motor driver 70 is drawn as a voltage component, and the external reference current limit signal VR 'voltage is compared with the comparator 110, and this is again referred to as the microcomputer 90. After comparing the current control signal with the comparator 120, the current limiting signal is provided to the predriver 60 through a comparison in the comparator 130 with the reference voltage VR. Therefore, by controlling the output of the motor driving unit 70 flowing the driving current under the control of the pre-drive unit 60 to the three-phase motor unit 80, the current provided to the three-phase motor unit 80 according to the load fluctuations. Stabilize it.
따라서 본 발명은 위상검출용 홀 소자 대신 3상모터의 욕기전압검출을 통하여 위상을 검출하여 모터제어위상 에러를 정확하게 보상하게 되므로 고가의 홀 소자 삭제에 따른 원가절감 및 와이어 노이즈 대책에 따른 설계부담을 경감할 수 있게 되며, 3상모터의 이상 상태에 따른 과전류발생시 이를 검출하여 모터 코일전류 공급을 적정화시켜 줌으로써 캡스터모터의 안정된 구동이 보장된다.Therefore, the present invention accurately compensates the motor control phase error by detecting the phase by detecting the phase voltage of the three-phase motor instead of the phase detection hall element, thereby reducing the cost of eliminating expensive Hall elements and designing the wire noise countermeasures. It is possible to alleviate the overcurrent caused by the abnormal state of the three-phase motor and to ensure the stable operation of the capster motor by optimizing the supply of the motor coil current.
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