KR950014880B1 - 위상제어방식에 의한 모터 구동회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

위상제어방식에 의한 모터 구동회로

제1도는 본 발명을 해결하기 위한 구성 블럭도.

제2도는 각단의 입, 출력 파형도.

제3도는 제1도의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이컴 2,3 : D/A변환기

4 : 오실레이터 5 : 아날로그스위치

6 : 비교기 7,7' : 멀티바이브레이터

8,8' : 플립플롭 9 : 오어게이트

10 : 증폭기 11 : 버퍼

12 : 정류자모터 13 : 고정자

14 : 회전자 15 : 통공

16 : A/D변환기 17 : 필터

18 : F/V변환기 19 : 위상제어부

20 : 모터구동부 21 : 속도검출부

22 : 속도조절부 SW1 : 정회전스위치

SW2,SW2' : 역회전스위치 L : 코일

LED : 발광다이오드 PTR : 포토 트랜지스터

본 발명은 전자기기(예 : VTR, 컴퓨터 FDD…)를 구동하기 위한 회전기에 관한것으로, 특히 위상제어방식에 의해 미리 정한 위치에서 반복파형의 1주기를 기준으로 상대오차를 검출하여 정류자모터의 회전속도 및 회전방향을 제어하기 위한 위상제어방식에 의한 모터 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 테이프 레코더(VTR)에 사용되는 헤드부의 회전기나 컴퓨터 플로피 디스크 드라이버(PC FDD)를 구동하기 위한 회전기에서 소형모터를 제어하는 회로는 동작신호 위상이 일정하게 되어 이로 인하여 구동 시점이 지연될 뿐만 아니라 모터의 회전속도가 일정한 값으로 설정되어 있어 사용자가 임의로 회전속도를 변경할 수 없는 결점이 있었던 것이다.

본 발명에서는 상기한 제반결점을 해소하기 위한 것으로, 위상제어방식에 의해 미리 정한 위치에서 반복파형의 1주기를 기준으로 상대오차를 검출하여 정류자모터의 회전속도 및 회전방향을 전자적으로 제어하여 어떠한 위상에서도 스타트가 가능하고 모터의 정/역회전 방향은 물론 회전속도를 정확히 제어하여 전자기기(예 : 비디오 테이프 레코더(VTR)의 헤드를 구동시키기 위한 모터등)의 모터를 정밀 제어하여 정확한 동작을 수행할 수 있도록함에 그 목적이 있다.

이를 첨부 도면에 의해 설명한다.

제1도는 본 발명을 해결하기 위한 구성 블럭도이고, 제3도는 제1도의 상세회로도이다.

정회전스위치(SW1)와 역회전스위치(SW2)(SW2')가 접속되어 전체시스템을 제어하는 마이컴(1)과, 상기 마이컴(1)에서 송출되는 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A변환기(2)(3)와, 상기 D/A변환기(2)(3)에서 아날로그신호를 입력받아 정류자모터(12)를 구동하는 모터구동회로(20)와, 상기 모터구동회로(20)의 구동신호에 의해 회전자(14)가 구동되어 고정자(13)에 설치된 발광다이오드에서 점등되는 빛을 회전자(14)의 통공(15)을 통해 발산하는 정류자모터(12)와, 상기 통공(15)에서 발산되는 빛을 수신하여 정류자모터(12)의 회전속도에 따른 주파수를 아날로그 전압으로 변환하여 필터링된 전압과 속도조절부(22)에서 조절된 정류자모터(12)의 아날로그신호를 디지탈값으로 마이컴(1)에 입력되는 속도검출부(21)가 구비된 통상의 모터구동회로에 있어서, 상기 D/A변환기(3)에서 출력되는 아날로그신호에 대한 반복파형의 1주기를 기준으로 발생된 상대오차의 위상(Phase)을 구하여 모터구동회로(20)에 입력하는 위상제어부(19)를 포함되게 구성한다.

상기 속도검출부(21)는 정류자모터(12)의 통공(15)에서 발산되는 빛을 수신하는 포토트랜지스터(PTR)와, 전단의 포토트랜지스터(PTR) 도통시 정류자모터(12)의 회전속도에 따른 주파수를 전압으로 변환하는 F/V변환기(18)와, 전단의 F/V변환기(18)에서 변환된 전압을 필터링하여 아날로그신호를 출력하는 필터(17)와, 전단의 필터(17)와 속도조절부(22)에서 입력되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 마이컴(1)에 입력하는 A/D변환기(16)를 구비한다.

상기 속도조절부(22)는 주파수를 조정하는 가변저항(VR1)과 위상을 조정하는 가변저항(VR2)을 구비한다.

상기 위상제어부(19)는 전단의 D/A변환기(2)에서 입력되는 신호에 의해 주파수를 발진하는 오실레이터(4)와, 전단의 D/A변환기(3)에서 입력되는 기준전압과 오실레이터(4)에서 발진된 주파수를 비교하여 "하이" 또는 "로우"신호를 출력하는 비교기(6)와, 전단의 비교기(6)에서 입력되는 신호에 의해 발진신호를 출력하는 멀티바이브레이터(7)(7')와, 전단의 멀티바이브레이터(7)(7')에서 발진된 신호에 따라 안정상태를 정하는 플립플롭(8)(8')과, 전단의 플립플롭(8)(8')에서 입력단자에 1이 입력되면 출력단자에 "하이"신호를 출력하는 오어게이트(9)와, 전단의 오어게이트(9)에서 입력된 스위칭신호에 의해 "온"되어 오실레이터(4)의 발진신호를 모터구동회로(20)에 입력하는 아날로그스위치(5)를 구비한다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명에 따른 작용 및 효과를 설명한다.

속도조절부(22)의 가변저항(VR1)을 조절하여 주파수에 대한 정류자모터(12)의 회전속도를 결정하고 가변저항(VR2)을 조절하여 회전시점의 위상을 결정한다.

상기 속도조절부(22)의 가변저항(VR1)(VR2) 조절에 의해 결정된 정류자모터(12)의 회전속도와 회전시점의 위상에 대한 주파수값을 아날로그신호로 출력하여 속도검출부(21)의 A/D변환기(16)에 입력한다.

상기 A/D변환기(16)는 속도조절부(22)에서 아날로그신호로 입력된 정류자모터(12)의 회전속도와 회전시점의 위상과 F/V변환기(18)에서 필터(17)를 경유하여 입력된 출력전압을 디지탈신호로 변환하여 변환된 데이타를 마이컴(1)에 입력한다.

이러한 상태에서 사용자가 정회전스위치(SW1) 또는 역회전스위치(SW2)를 "온"시키게 되면 상기 마이컴(1)은 설정된 제어 프로그램에 의해 입력된 데이타를 디지탈신호로 송출하여 D/A변환기(2)(3)에 입력한다.

상기 D/A변환기(2)는 마이컴(1)에서 입력된 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하여 위상제어부(19)의 오실레이터(4)에 입력하고, D/A변환기(3)는 마이컴(1)에서 입력된 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하여 비교기(6)의 반전단자(-)에 제2a도와 같은 기준전압(REF)을 인가한다.

이때 오실레이터(4)는 D/A변환기(2)에서 입력된 신호에 의해 주파수를 발생하여 인가되는 전압에 해당하는 발진주파수를 출력하여 아날로그스위치(5)에 입력함과 아울러 비교기(6)의 비반전단자(+)에 인가한다.

상기 비교기(6)는 D/A변환기(3)에서 인가된 기준전압(REF)보다 오실레이터(4)에서 인가된 전압을 비교하여 상기 오실레이터(4)에서 인가된 전압에 높아 "하이"레벨일 때 비교기(6)는 "하이"신호를 출력하여 멀티바이브레이터(7)(7')에 입력한다.

여기서 역회전스위치(SW2) "온"시 멀티바이브레이터(7') 입력단에 접속된 스위치(SW2')는 연동되어 있어 "온"상태가 된다.

즉, 정회전스위치(SW1)가 "온"되어 있을시에는 비교기(6)에서 출력되는 신호가 "로우"에서 "하이"로 전환될 때 멀티바이브레이터(7)는 제2c도에 도시한 바와 같이 수십 nsec의 짧은 펄스가 발생된다.

또한 역회전스위치(SW2)가 "온"되어 있을시에는 비교기(6)에서 출력되는 신호가 "하이"에서 "로우"로 전환될 때 멀티바이브레이터(7')는 제2d도에 도시한 바와 같은 짧은 펄스를 발생하게 된다.

따라서 멀티바이브레이터(7)(7')에서 발생된 펄스는 각각의 플립플롭(8)(8')를 경유하여 안정상태를 유지하여 오어게이트(9)에 입력한다.

상기 오어게이트(9)는 전단의 플립플롭(8)(8')에서 안정되어 입력된 신호에 의하여 정류자모터(12)를 구동시키기 위한 "하이"신호를 출력하여 아날로그스위치(5)를 "온"시켜 오실레이터(4)에서 발진된 출력주파수가 아날로그스위치(5)를 경유하여 모터구동회로(20)의 증폭기(10)에 인가된다.

상기 증폭기(10)는 아날로그스위치(5)를 통해 인가된 발진신호에 대한 주파수를 일정레벨로 증폭하여 버퍼(11)를 거쳐 필터링한 후 정류자모터(12)의 고정자(13) 코일에 인가한다. 이때 발광다이오드는 점등된다.

상기 정류자모터(12)의 고정자(13) 코일에 인가된 신호에 의해 회전자(14)의 N극과 S극이 교차하므로써 정류자모터(12)가 정회전 또는 역회전된다.

상기 정류자모터(12)가 구동되어 회전자(14)가 회전될 때 고정자(13)에 설치된 발광다이오드에서 발산되는 빛이 회전자(14)의 통공(15)을 통해 속도검출부(21)의 포토트랜지스터(PTR)에 인가된다.

상기 회전자(14)가 연속적으로 회전하므로 인하여 고정자(13)에 설치된 발광다이오드에서 발산되는 빛이 통공(15)을 통해 포토트랜지스터(PTR)에 인가되어 상기 포토트랜지스터(PTR)를 연속적으로 온/오프시킨다.

이러한 상태는 정류자모터(12)의 회전속도에 비례한다. 상기 포토트랜지스터(PTR)를 연속적으로 온/오프시키므로 인하여 F/V변환기(18)가 입력되는 주파수를 전압으로 변환하여 출력시킨다.

상기 F/V변환기(18)에서 출력되는 전압은 필터(17)를 경유하여 불필요한 노이즈가 제거되어 A/D변환기(16)에 입력된다. 상기 A/D변환기(16)는 필터(17)를 통해 입력된 F/V변환기(18)의 출력전압을 디지탈 신호로 변환하여 마이컴(1)에 출력한다.

상기 마이컴(1)은 속도검출부(21)의 A/D변환기(16)에서 입력된 디지탈신호를 판독하여 속도조절부(22)의 가변저항(VR1)에 설정된 정류자모터(12)의 회전수가 초과 또는 미달될 경우 D/A변환기(2)에 보내는 데이타를 증감시키므로써 위상제어부(19)의 오실레이터(4)에 인가되는 전압을 조정하여 정류자모터(12)의 회전속도를 조절하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 위상제어방식에 의해 미리 정한 위치에서 반복파형의 1주기를 기준으로 상대오차를 검출하여 정류자모터의 회전속도 및 회전방향을 전자적으로 제어하여 어떠한 위상에서도 스타트가 가능하고 모터의 정/역회전 방향은 물론 회전속도를 정확히 제어하여 전자기기(예 : 비디오 테이프 레코더(VTR)의 헤드를 구동시키기 위한 모터등)의 모터를 정밀 제어하여 정확한 동작을 수행할 수 있도록한 것이다.

Claims (2)

1. 정회전스위치(SW1)와 역회전스위치(SW2)(SW2')가 접속되어 전체시스템을 제어하는 마이컴(1)과, 상기 마이컴(1)에서 송출되는 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A변환기(2)(3)와, 상기 D/A변환기(2)(3)에서 아날로그신호를 입력받아 정류자모터(12)를 구동하는 모터구동회로(20)와, 상기 모터구동회로(20)의 구동신호에 의해 회전자(14)가 구동되어 고정자(13)에 설치된 발광다이오드에서 점등되는 빛을 회전자(14)의 통공(15)을 통해 발산하는 정류자모터(12)와, 상기 통공(15)에서 발산되는 빛을 수신하여 정류자모터(12)의 회전속도에 따른 주파수를 아날로그 전압으로 변환하여 필터링된 전압과 속도조절부(22)에서 조절된 정류자모터(12)의 아날로그신호를 디지탈값으로 마이컴(1)에 입력되는 속도검출부(21)가 구비된 통상의 모터구동회로에 있어서, 상기 D/A변환기(3)에서 출력되는 아날로그신호에 대한 반복파형의 1주기를 기준으로 발생된 상대오차의 위상(Phase)을 구하여 모터구동회로(20)에 입력하는 위상제어부(19)를 포함되게 구성함을 특징으로 하는 위상제어방식에 의한 모터구동회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상제어부(19)는 전단의 D/A변환기(2)에서 입력되는 신호에 의해 주파수를 발진하는 오실레이터(4)와, 전단의 D/A변환기(3)에서 입력되는 기준전압과 오실레이터(4)에서 발진된 주파수를 비교하여 "하이" 또는 "로우"신호를 출력하는 비교기(6)와, 전단의 비교기(6)에서 입력되는 신호에 의해 발진신호를 출력하는 멀티바이브레이터(7)(7')와, 전단의 멀티바이브레이터(7)(7')에서 발진된 신호에 따라 안정상태를 정하는 플립플롭(8)(8')과, 전단의 플립플롭(8)(8')에서 입력단자에 1이 입력되면 출력단자에 "하이"신호를 출력하는 오어게이트(9)와, 전단의 오어게이트(9)에서 입력된 스위칭신호에 의해 "온"되어 오실레이터(4)의 발진신호를 모터구동회로(20)에 입력하는 아날로그스위치(5)를 구비함을 특징으로 하는 위상제어방식에 의한 모터구동회로.

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