KR0177992B1 - H-bridge type dc motor driving circuit - Google Patents
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Abstract
직류 전동기와, 소정의 회전제어 구동신호에 따라 상기 직류 전동기에 공급되는 전원을 제1채널 또는 제2채널로 제어하여 직류 전동기를 정회전 또는 역회전시키는 H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부와, 상기 푸시-풀 회로부의 제1채널과 제2채널의 전류 개폐를 각각으로 제어하여 상기 직류전동기의 회전 방향을 제어하는 푸시-풀 구동 회로부, 및 상기 직류 전동기의 회전 방향을 변화시키는 시점에서 상기 푸시-풀 구동 회로부의 입력단으로 인가되는 회전 전환 제어신호를 일정시간동안 풀-다운시켜 회전 변화 명령 시점을 일시 지연시키는 지연 회로부를 구비함으로써, H-브리지 직류전동기의 구동출력회로에 의해 직류전동기가 정회전에서 역회전으로 혹은 역회전에서 정회전으로 방향 전환할 때 발생하는 누설전류를 감소시킬 수 있어 소비 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전원 잡음이나 접지 잡음에 대한 문제점을 해결할 수 있는 H-브리지 직류 전동기의 구동 출력회로에 관한 것이다.A DC motor and an H-bridge push-pull output stage circuit unit configured to control the power supplied to the DC motor according to a predetermined rotation control drive signal to the first channel or the second channel to rotate the DC motor forward or reverse; A push-pull driving circuit unit which controls the rotation direction of the DC motor by controlling current opening and closing of the first channel and the second channel of the push-pull circuit unit, respectively, and the push- at the time of changing the rotation direction of the DC motor. The DC motor is rotated forward by the drive output circuit of the H-bridge DC motor by providing a delay circuit part which pulls down the rotation switching control signal applied to the input terminal of the full drive circuit part for a predetermined time and temporarily delays the time of the rotation change command. Reduces power consumption by reducing leakage current generated when switching from reverse rotation to reverse rotation or reverse rotation to forward rotation In addition, the present invention relates to a drive output circuit of an H-bridge DC motor which can solve the problem of power supply noise or ground noise.
Description
본 발명은 H-브리지 직류 전동기에 관한 것으로서, 특히 H-브리지 직류 전동기에서 정회전 및 역회전을 제어하는 회전제어 구동 트랜지스터에 인가되는 전류의 일정량을 풀-다운시켜 H-브리지 트랜지스터의 동작개시 시간을 지연시킴으로써, 전동기의 회전 방향을 변화시킬 때 발생하는 누설 전류를 대폭 감소할 수 있는 H-브리지 직류 전동기의 구동 출력회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an H-bridge DC motor, and in particular, an operation start time of an H-bridge transistor by pulling down a certain amount of current applied to a rotation control driving transistor controlling forward and reverse rotation in the H-bridge DC motor. The present invention relates to a drive output circuit of an H-bridge DC motor which can greatly reduce the leakage current generated when the rotation direction of the motor is changed by delaying.
일반적으로, 전동기를 구동하는 출력단 스위치 소자에서 H-브리지의 한 쌍의 스위치 소자가 동시에 '온'되는 구간이 발생하면, 두 소자의 전류통로로 매우 큰 전류가 흐르(이하, '누설전류'라 칭함)게 되어 스위치 소자가 파괴되거나 전류 소모가 많아지며, 상기와 같은 현상을 막기 위해 '온/오프'되는 한 소자에 동시에 '온'되는 구간을 최대한 감소시켜야 한다.In general, when a pair of switch elements of the H-bridge is 'on' at the same time in the output stage switch element for driving the motor, a very large current flows through the current path of the two elements (hereinafter referred to as 'leakage current'). In order to prevent such a phenomenon, the switch element is destroyed or the current consumption increases, and in order to prevent the above-mentioned phenomenon, as long as it is 'on / off', the section to be 'on' at the same time should be reduced as much as possible.
종래의 H-브리지 직류 전동기의 구동회로는 제1도에서와 같이 푸시-풀의 출력단으로 2채널을 갖는 H-브리지 직류 전동기(M)를 정회전시키기 위한 출력단 트랜지스터(Q1, Q4)와 역회전시키기 위한 출력단 트랜지스터(Q2, Q3)가 있고, 이것들은 각각의 회전제어 구동 트랜지스터(QA, QB)로 입력되는 두 입력신호(IN A, IN B)에 대하여 교대로 구동되도록 연결되어 있다.The driving circuit of the conventional H-bridge DC motor reversely rotates with the output transistors Q1 and Q4 for forward rotation of the H-bridge DC motor M having two channels to the output terminal of the push-pull as shown in FIG. There are output stage transistors Q2 and Q3, which are connected so as to be alternately driven with respect to two input signals IN A and IN B inputted to the respective rotation control drive transistors QA and QB.
상기 두 입력신호(IN A, IN B) 중 제 1입력신호 (IN A)가 논리 '하이'일 경우, 정회전 구동 트랜지스터(QA)가 동작하여 푸시-풀 출력단에 연결된 제1트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4)를 턴-온시켜 전류 채널을 형성하고, 전동기(M)는 제1및 제 4트랜지스터(Q1, Q4)의 전류통로를 통해 전원을 공급받아 정회전하기 시작한다.When the first input signal IN A of the two input signals IN A and IN B is logic 'high', the forward rotation driving transistor QA is operated to connect the first transistor Q1 connected to the push-pull output terminal. And the fourth transistor Q4 are turned on to form a current channel, and the motor M is powered by current paths of the first and fourth transistors Q1 and Q4 and starts to rotate forward.
반대로, 제2입력신호(IN B)가 논리 '하이'일 경우, 역회전 구동 트랜지스터(QB)가 동작하여 제2트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)를 턴-온시켜 전류 채널을 형성하여 전동기(M)를 역회전시킨다.On the contrary, when the second input signal IN B is logic 'high', the reverse rotation driving transistor QB operates to turn on the second transistor Q2 and the third transistor Q3 to form a current channel. Rotate the motor (M) in reverse.
그러나, 상기와 같은 구성의 H-브리지 출력단(OUTA, OUTB)에서는 각각의 회전제어 구동 트랜지스터(QA, QB)로 입력되는 두 입력신호(IN A, IN B)의 변화에 따라 제2도a와 같은 구동전압이 걸려 전동기(M)를 정회전에서 역회전시키거나 또는 역회전에서 정회전시킬 경우, H-브리지 상태의 한 입력신호(IN A)의 논리 '하이'에 의해서 전동기(M)가 정회전하고, 다른 입력신호(IN B)의 논리 '하이'에 의해서 전동기(M)가 역회전하게 된다.However, in the H-bridge output terminals OUTA and OUTB having the above-described configuration, FIG. 2A and 2B according to the change of the two input signals IN A and IN B inputted to the respective rotation control driving transistors QA and QB. When the motor M is rotated in the forward rotation or in the forward rotation due to the same driving voltage, the motor M is driven by the logic 'high' of one input signal IN A in the H-bridge state. The motor M is rotated in reverse by the logic 'high' of the other input signal IN B.
예를들어, 전동기(M)가 정회전시, 다른 입력신호(IN B)가 논리 '하이'로 되면 제 2트랜지스터(Q2)가 턴-온하고 제 3 트랜지스터(Q3)가 턴-온하여 전동기(M)가 역회전을 시작한다.For example, when the motor M rotates forward, when the other input signal IN B becomes logic 'high', the second transistor Q2 is turned on and the third transistor Q3 is turned on. M) starts reverse rotation.
하지만, 이때 제4트랜지스터(Q4)가 완전히 턴-오프하지 않고 서서히 어느 정도의 지연시간을 갖고 오프하게 되므로 그 순간에 제2트랜지스터(Q2)에서 제4트랜지스터(Q4)로 제2도b와 같은 누설전류가 흐르며, 역회전에서 정회전으로 변화될 때에도 마찬가지로 출력단 제1트랜지스터(Q1)에서 제3트랜지스터(Q3)의 전류통로로 흐르는 누설전류가 발생하게 되는 데 이러한 누설전류는 불필요한 전원 손실과 접지 잡음 발생 및 전원 잡음 등을 발생시키는 문제점이 있었다.However, at this time, since the fourth transistor Q4 does not turn off completely but gradually turns off with a certain delay time, the second transistor Q2 to the fourth transistor Q4 at the same moment as shown in FIG. When leakage current flows and changes from reverse rotation to forward rotation, similarly, leakage current flows from the output transistor of the first transistor Q1 to the current path of the third transistor Q3, which causes unnecessary power loss and grounding. There was a problem of generating noise and power supply noise.
본 발명의 목적은, 직류 전동기가 회전 방향을 전환할 때 전동기의 회전 방향을 제어하는 구동 트랜지스터의 입력단으로 인가되는 회전제어 전류를 풀-다운시켜 방향전환 명령을 일시 지연시킴으로써, H-브리지의 출력단 트랜지스터에서 발생하는 누설전류를 감소하는 H-브리지 직류 전동기의 구동 출력회로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to output a H-bridge output stage by temporarily delaying a direction change command by pulling down the rotation control current applied to an input terminal of a driving transistor that controls the rotation direction of the motor when the DC motor changes the rotation direction. To provide a drive output circuit of the H-bridge DC motor to reduce the leakage current generated in the transistor.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 직류 전동기; 소정의 회전제어 구동신호에 다라 상기 직류 전동기에 공급되는 전원을 제1채널 도는 제2채널로 제어하여 직류 전동기를 정회전 또는 역회전시키는 H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부; 상기 푸시-풀 회로부의 제1채널과 제2채널의 전류 개폐를 각각으로 제어하여 상기 직류 전동기의 회전 방향을 제어하는 푸시-풀 구동 회로부; 및 상기 직류 전동기의 회전 방향을 변화시키는 시점에서 상기 푸시-풀 구동 회로부의 입력단으로 인가되는 회전 전환 제어신호를 일정시간동안 풀-다운시켜 회전 변환 명령 시점을 일시 지연시키는 지연 회로부를 구비한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention, a direct current electric motor; An H-bridge push-pull output stage circuit unit configured to control the power supplied to the DC motor according to a predetermined rotation control drive signal to the first channel or the second channel to rotate the DC motor forward or reverse; A push-pull driving circuit unit controlling the rotation direction of the DC motor by controlling current opening and closing of the first channel and the second channel of the push-pull circuit unit, respectively; And a delay circuit for temporarily delaying the rotation conversion command time by pulling down the rotation switching control signal applied to the input terminal of the push-pull driving circuit part for a predetermined time at the time of changing the rotation direction of the DC motor.
제1도는 종래의 H-브리지 직류 전동기의 구동 회로도이고,1 is a driving circuit diagram of a conventional H-bridge DC motor,
제2도는 도1의 정, 역회전 입력신호에 의한 모터 구동시의 출력 파형도로서, 도2a는 입력 변화에 따른 전동기 양단에 걸리는 전압 파형도이며, 도2b는 입력 변화에 따른 푸시-풀 출력단 트랜지스터에 흐르는 누설전류를 나타낸 파형도이고,2 is an output waveform diagram when the motor is driven by the positive and reverse rotation input signals of FIG. 1, FIG. 2A is a voltage waveform diagram applied to both ends of the motor according to an input change, and FIG. 2B is a push-pull output terminal according to an input change. Is a waveform diagram showing a leakage current flowing through a transistor,
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 H-브리지 직류 저농기의 구동 회로를 나타낸 회로도이고,3 is a circuit diagram showing the driving circuit of the H-bridge DC low concentration machine according to an embodiment of the present invention,
제4도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 H-브리지 직류 전동기의 구동 회로를 나타낸 회로도이고,4 is a circuit diagram showing a driving circuit of the H-bridge DC motor according to another embodiment of the present invention,
제5도는 제3도 및 제4도의 정, 역회전 입력신호에 의한 모터 구동시의 출력 파형도로서, 제5도a는 입력 변화에 따른 전동기 양단에 걸리는 전압 파형도이며, 제5도b는 입력 변화에 따른 푸시-풀 출력단 트랜지스터에 흐르는 누설전류를 나타낸 파형도이다.5 is an output waveform diagram when the motor is driven by the positive and reverse rotation input signals of FIGS. 3 and 4, and FIG. 5 is a waveform diagram of voltage across the motor according to the input change. A waveform diagram showing leakage current flowing through a push-pull output transistor according to an input change.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : H-브리지의 푸시풀 출력단 회로부 M : 직류 전동기10: Push-pull output circuit part of H-bridge M: DC motor
Q1-Q4 : H-브리지의 푸시-풀 출력단 트랜지스터들Q1-Q4: Push-Pull Output Transistors of H-Bridge
Q1-Q4 : 제1정회전 채널 Q2-Q3 : 제2역회전 채널Q1-Q4: First forward rotation channel Q2-Q3: Second reverse rotation channel
20 : 푸시-풀 구동 회로부 QA, QB : 회전제어 구동 트랜지스터20: push-pull driving circuit section QA, QB: rotation control driving transistor
30, 50 : 지연 회로부 Q5,Q6 : 풀-다운 트랜지스터30, 50: delay circuit section Q5, Q6: pull-down transistor
Q7~Q9, Q10~Q12 : 전류미터Q7 ~ Q9, Q10 ~ Q12: Current Meter
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 H-브리지 직류 전동기의 구동 출력회로를 나타낸 회로도로서, 직류 전동기(M), H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10), 푸시-풀 구동 회로부(20) 및 지연 회로부(30)를 구비한다.3 is a circuit diagram showing a drive output circuit of the H-bridge DC motor according to an embodiment of the present invention, a DC motor (M), H-bridge push-pull output stage circuit unit 10, push-pull drive circuit unit 20 ) And a delay circuit section 30 is provided.
한편, H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10)는, 제1전류채널(Q1-Q4)로 전원을 공급받아 직류 전동기(M)를 정회전시키는 출력단 트랜지스터(Q1, Q4)와, 제2전류채널(Q2-Q3)로 전원을 공급닫아 직류 전동기(M)를 역회전시키는 출력단 트랜지스터(Q2, Q3)로 구성되어 있다.On the other hand, the H-bridge push-pull output stage circuit unit 10 is supplied with power to the first current channels Q1-Q4 and output stage transistors Q1 and Q4 for forward rotation of the DC motor M, and the second current. It consists of output stage transistors Q2 and Q3 which supply power to the channels Q2-Q3 and close the DC motor M in reverse rotation.
또한, 푸시-풀 구동 회로부(20)는, 외부에서 인가되는 푸시-풀 회전 제어신호(IN A, IN B)에 따라 구동되어 상기 H-브리지 푸시-풀 출력단 트랜지스터(Q1-Q4) 중 제1전류채널(Q1 - Q4)과 제2전류채널(Q2-Q3)에 해당하는 출력단 트랜지스터를 선택적으로 구동하는 정, 역회전 구동 트랜지스터(QA, QB)로 구성되어 있다.In addition, the push-pull driving circuit unit 20 is driven according to the push-pull rotation control signals IN A and IN B applied from the outside, so that the first of the H-bridge push-pull output stage transistors Q1 to Q4 is provided. It consists of forward and reverse rotation driving transistors QA and QB for selectively driving the output terminal transistors corresponding to the current channels Q1-Q4 and the second current channels Q2-Q3.
또한, 지연 회로부(30)는, 상기 푸시-풀 구동 회로부(20)의 구동 트랜지스터(QA, QB)의 입력단으로 인가되는 소정의 회전명령 입력신호를 다른 회전 방향 채널의 출력단 트랜지스터(Q4 또는 Q3)가 완전히 턴-오프될 때까지 접지전압으로 풀-다운시켜, H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10)에 발생하는 누설전류를 감소시키는 풀-다운 트랜지스터(Q5, Q6)로 구성되어 있다.In addition, the delay circuit unit 30 outputs a predetermined rotation command input signal applied to the input terminal of the driving transistors QA and QB of the push-pull driving circuit unit 20 to output terminal transistors Q4 or Q3 of different rotation direction channels. It is composed of pull-down transistors Q5 and Q6 that pull down to ground voltage until V is completely turned off to reduce the leakage current generated in the H-bridge push-pull output stage circuit section 10.
상기 풀-다운 트랜지스터(Q5, Q6)는 상기 정, 역회전 구동 트랜지스터(QA, QB)로 인가되는 입력신호단과 접지전압 사이에 각각 전류통로가 연결되고 상기 구동 트랜지스터(QB, QA)의 출력 전류에 각각 응답하도록 구성되어 있다.The pull-down transistors Q5 and Q6 have current paths connected between the input signal terminals applied to the forward and reverse rotation driving transistors QA and QB and ground voltages, respectively, and output currents of the driving transistors QB and QA. Is configured to respond to each.
즉, 상기 푸시-풀 구동 트랜지스터(QA, QB)로 인가되는 두 입력신호(IN A, IN B) 중 제1입력신호(IN A)가 논리 '하이'일 경우, 정회전 구동 트랜지스터(QA)가 동작하여 푸시-풀 출력단에 연결된 제1트랜지스터(Q1)와 제4트랜지스터(Q4)를 턴-온시켜 전류 채널을 형성하고, 전동기(M)는 제1및 제4트랜지스터(Q1, Q4)의 전류통로를 통해 전원을 공급받아 정회전하기 시작한다.That is, when the first input signal IN A of the two input signals IN A and IN B applied to the push-pull driving transistors QA and QB is logic 'high', the forward rotation driving transistor QA Is operated to turn on the first transistor Q1 and the fourth transistor Q4 connected to the push-pull output terminal to form a current channel, and the motor M is connected to the first and fourth transistors Q1 and Q4. Power starts through the current path and starts to rotate forward.
반대로, 제2입력신호(IN B)가 논리 '하이'일 경우, 역회전 구동 트랜지스터(QB)가 동작하여 제2트랜지스터(Q2)와 제3트랜지스터(Q3)를 턴-온시켜 전류 채널을 형성하여 전동기(M)를 역회전시킨다.On the contrary, when the second input signal IN B is logic 'high', the reverse rotation driving transistor QB operates to turn on the second transistor Q2 and the third transistor Q3 to form a current channel. Rotate the motor (M) in reverse.
상기에서 전동기(M)를 정회전에서 역회전 방향으로 전환시킬 때, 제 4트랜지스터(Q4)가 완전히 '오프'되지 않는 상태에서 제2트랜지스터(Q2)가 '온'되는 현상을 방지하기 위하여 구동 트랜지스터(QB)로 인가되는 전류를 제6풀-다운 트랜지스터(Q6)를 통해 풀-다운시킴으로서, 제2트랜지스터(Q2)의 '온'되는 시점을 다소 지연시킨다. 그것은 제 6 풀-다운 트랜지스터(Q6)가 정회전 구동 트랜지스터(QA)의 출력 전류에 의해 턴-온되어 있기 때문이며, 제6풀-다운 트랜지스터(Q6)가 '온'되어 있는 기간 동안에만 역회전을 다소 지연시키는 것이다.In order to prevent the phenomenon in which the second transistor Q2 is 'on' when the fourth transistor Q4 is not completely 'off' when the motor M is switched from the normal rotation to the reverse rotation direction. By pulling down the current applied to the transistor QB through the sixth pull-down transistor Q6, the timing at which the second transistor Q2 is 'on' is somewhat delayed. This is because the sixth pull-down transistor Q6 is turned on by the output current of the forward rotation driving transistor QA, and the reverse rotation is performed only during the period in which the sixth pull-down transistor Q6 is 'on'. Is to delay somewhat.
물론, 전동기(M)를 역회전에서 정회전으로 회전시킬 때도 마찬가지로 정회전 구동 트랜지스터(QA)로 인가되는 전류를 제 5 풀-다운 트랜지스터(Q5)를 통해 풀-다운시킴으로써, 제1트랜지스터(Q1)의 '온'되는 시점을 다소 지연시킨다. 그것은 제 5 풀-다운 트랜지스터(Q5)가 역회전 구동 트랜지스터(QB)의 출력 전류에 의해 턴-온되어 있기 때문이며, 제 5 풀-다운 트랜지스터(Q5)가 '온'되어 있는 기간 동안에만 정회전을 다소 지연시키는 것이다.Of course, when the motor M is rotated from reverse rotation to forward rotation, the first transistor Q1 is pulled down by the current applied to the forward rotation driving transistor QA through the fifth pull-down transistor Q5. Delays the 'on' of This is because the fifth pull-down transistor Q5 is turned on by the output current of the reverse rotation driving transistor QB, and the forward rotation is performed only during the period in which the fifth pull-down transistor Q5 is 'on'. Is to delay somewhat.
상기 지연 회로부(30)의 제 5 및 제 6 풀-다운 트랜지스터(Q5, Q6)는 N형 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다It is preferable to use N-type transistors for the fifth and sixth pull-down transistors Q5 and Q6 of the delay circuit unit 30.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 H-브리지 직류 전동기의 구동회로를 나타낸 도면으로, 직류 전동기(M), H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10), 푸시-풀 구동 회로부(20) 및 지연 회로부(50)를 구비한다.4 is a diagram illustrating a driving circuit of the H-bridge DC motor according to another embodiment of the present invention. The DC motor M, the H-bridge push-pull output stage circuit unit 10, and the push-pull driving circuit unit 20 are illustrated in FIG. ) And a delay circuit section 50.
한편, H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10)는, 제1전류채널(Q1-Q4)로 전원을 공급받아 직류 전동기(M)를 정회전시키는 출력단 트랜지스터(Q1, Q4)와, 제2 전류채널(Q2- Q3)로 전원을 공급받아 직류 전동기(M)를 역회전시키는 출력단 트랜지스터(Q2, Q3)로 구성되어 있다.On the other hand, the H-bridge push-pull output stage circuit unit 10 is supplied with power to the first current channels Q1-Q4 and output stage transistors Q1 and Q4 for forward rotation of the DC motor M, and the second current. It consists of output stage transistors Q2 and Q3 which receive power from the channels Q2-Q3 and reversely rotate the DC motor M.
또한, 푸시-풀 구동 회로부(20)는, 외부에서 인가되는 푸시-풀 회전 제어신호(IN A, IN B)에 다라 구동되어 상기 H-브리지 푸시-풀 출력단 트랜지스터(Q1-Q4) 중 제1전류채널(Q1 - Q4)과 제2전류채널(Q2-Q3)에 해당하는 출력단 트랜지스터를 선택적으로 구동하는 정, 역회전 구동 트랜지스터(QA, QB)로 구성되어 있다.In addition, the push-pull driving circuit unit 20 is driven according to the push-pull rotation control signals IN A and IN B that are applied from the outside and is the first of the H-bridge push-pull output stage transistors Q1-Q4. It consists of forward and reverse rotation driving transistors QA and QB for selectively driving the output terminal transistors corresponding to the current channels Q1-Q4 and the second current channels Q2-Q3.
또한, 지연 회로부(50)는, 상기 푸시-풀 구동 회로부(20)의 입력단으로 인가되는 소정의 회전명령 입력신호를 다른 회전방향 채널의 출력단 트랜지스터(Q4 또는 Q3)가 완전히 턴-오프될 때까지 접지전압으로 풀-다운시켜, H-브리지 푸시-풀 출력단 회로부(10)에 발생하는 누설전류를 감소시키는 전류미러 회로(Q7- Q9), Q10-Q12)로 구성되어 있다.In addition, the delay circuit unit 50 supplies a predetermined rotation command input signal applied to the input terminal of the push-pull driving circuit unit 20 until the output stage transistors Q4 or Q3 of other rotation direction channels are completely turned off. And a current mirror circuit Q7-Q9 and Q10-Q12 which pull-down to the ground voltage and reduce the leakage current generated in the H-bridge push-pull output stage circuit section 10.
그리고 상기 전동기(M)의 정회전에서 역회전으로 전환시에 작동되는 지연 회로부(50)는, 전원전압과 전류미러의 다이오드로 사용하고 있는 트랜지스터(Q8)의 컬렉터단 사이에 전류 통로가 연결되고 정회전 구동 트랜지스터(QA)의 컬렉터단의 출력 신호에 응답하는 제 7트랜지스터(Q7)와, 상기 제 7트랜지스터(Q7)의 컬렉터단과 접지전압 사이에 전류통로가 연결되고 컬렉터단의 출력 신호에 응답하는 다이오드형 제 8트랜지스터(Q8)와, 상기 제 8트랜지스터(Q8)의 베이스와 베이스가 연결되고 역회전 구동 트랜지스터(QB)의 입력단과 전지전압 사이에 전류통로가 연결된 제 9 트랜지스터(Q9)로 구성되어 있다.The delay circuit unit 50, which is operated when switching from the forward rotation to the reverse rotation of the motor M, has a current path connected between the power supply voltage and the collector end of the transistor Q8, which is used as a diode of the current mirror. A current path is connected between the seventh transistor Q7 in response to the output signal of the collector terminal of the forward rotation driving transistor QA, the collector terminal of the seventh transistor Q7, and the ground voltage, and responds to the output signal of the collector terminal. The diode-type eighth transistor Q8 and the base and the base of the eighth transistor Q8 are connected to the ninth transistor Q9 having a current path connected between the input terminal of the reverse rotation driving transistor QB and the battery voltage. Consists of.
또한, 전동기를 역회전에서 정회전으로 전환시에 작동되는 지연 회로부(50)는, 전원전압과 전류미러의 다이오드로 사용하고 있는 트랜지스터(Q11)의 컬렉터단사이에 전류 통로가 연결되고 역회전 구동 트랜지스터(QB)의 컬렉터단의 출력 신호에 응답하는 제 10트랜지스터(Q10)와, 상기 제 10트랜지스터(Q10)의 컬렉터단과 접지전압 사이에 전류통로가 연결괴고 컬렉터단의 출력 시놓에 응답하는 다이오드형 제 11트랜지스터(Q11)와, 상기 제 11트랜지스터(Q11)의 베이스와 베이스가 연결되고 정회전 구동 트랜지스터(QA)의 입력단과 접지전압 사이에 전류통로가 연겨된 제 12트랜지스터(Q12)로 구성되어 있다.In addition, the delay circuit section 50, which is operated when the motor is switched from reverse rotation to forward rotation, has a current path connected between the power supply voltage and the collector stage of the transistor Q11 that is used as a diode of the current mirror, thereby driving reverse rotation. A diode type in which a current path is connected between the tenth transistor Q10 in response to the output signal of the collector terminal of the transistor QB and the collector terminal and the ground voltage of the tenth transistor Q10 and responds to the output stage of the collector terminal. An eleventh transistor Q11, a base and a base of the eleventh transistor Q11 are connected, and a twelfth transistor Q12 having a current path connected between the input terminal of the forward rotation driving transistor QA and the ground voltage. have.
상기 지연 회로부(30)의 제 7 및 제 10트랜지스터(Q7, Q10)는 P형 트랜지스터를 사용하고, 제8, 제9, 제 11 및 제 12 트랜지스터(Q8, Q9, Q11, Q12)는 N형 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.The seventh and tenth transistors Q7 and Q10 of the delay circuit unit 30 use P-type transistors, and the eighth, ninth, eleventh and twelfth transistors Q8, Q9, Q11, and Q12 are N-type. It is preferable to use a transistor.
즉, 한 입력 신호(IN A)가 논리 '하이'일 경우 구동 트랜지스터(QA)와 H-브리지 푸시-풀 출력단 트랜지스터(Q1-Q4)가 턴-온하여 전동기(M)가 정회전하고, 다른 입력 신호(IN B)가 논리 '하이'일 경우 구동 트랜지스터(QB)와 H-브리지 출력단 트랜지스터(Q2,Q3)가 턴-온하여 전동기(M)를 역회전시키는 조건을 전제로 하면, 제3도의 H-브리지 상태에서 한 이력신호(IN A)의 논리 '하이'에 의해 출력단 트랜지스터(Q1, Q4)가 턴-온되어 전동기(M)가 정회전할 때 다른 입력신호(IN B)가 논리 '하이'로 되면 출력단 트랜지스터(Q2, Q3)가 턴-온하여 전동기(M)는 역회전을 하기 시작한다.That is, when one input signal IN A is logic 'high', the driving transistor QA and the H-bridge push-pull output transistors Q1-Q4 are turned on so that the motor M rotates forward and the other input is turned on. When the signal IN B is logic 'high', the driving transistor QB and the H-bridge output terminal transistors Q2 and Q3 are turned on and the motor M is reversely rotated. When the output terminal transistors Q1 and Q4 are turned on by the logic 'high' of the hysteresis signal IN A in the H-bridge state, the other input signal IN B becomes the logic ' When high, the output transistors Q2 and Q3 are turned on and the motor M starts to rotate in reverse.
하지만, 이때 출력단 트랜지스터(Q4)가 완전히 턴-오프하지 않고 서서히 어느 정도의 지연시간을 갖고 오프하여 역회전 출력단 트랜지스터(Q2)에서 정회전 출력단 트랜지스터(Q4)로 누설전류가 흐르게 되므로 이 누선전류를 개선하기 위하여 회전방향 전환시 정, 역회전 구동 트랜지스터(QA, QB)로 인가되는 전류를 전류미러의 트랜지스터(Q9)를 통해 풀-다운시키며, 이때 풀-다운 시간은 전류미러의 전류원을 제어하는 트랜지스터(Q7)의 온, 오프 시간에 의해 결정된다.However, at this time, the output stage transistor Q4 does not completely turn off and gradually turns off with a certain delay time, so that a leakage current flows from the reverse rotation output transistor Q2 to the forward rotation output transistor Q4. To improve, the current applied to the forward and reverse rotation driving transistors QA and QB is pulled down through the transistor Q9 of the current mirror when the rotation direction is changed, and the pull-down time controls the current source of the current mirror. It is determined by the on and off times of the transistor Q7.
상기 전류미러의 제 7트랜지스터(Q7)가 오프되면, 전류미러의 특성에 따라 역회전 구동 트랜지스터(QB)의 입력단으로 제공되는 역회전 제어 전류는 제 9 트랜지스터(Q9)를 통해 더 이상 풀-다운되지 않으며, 정회전 출력단의 제 4트랜지스터(Q4)도 오프된다.When the seventh transistor Q7 of the current mirror is turned off, the reverse control current provided to the input terminal of the reverse rotation driving transistor QB according to the characteristics of the current mirror is no longer pulled down through the ninth transistor Q9. The fourth transistor Q4 of the forward rotation output stage is also turned off.
이때부터 역회전 구동 트랜지스터(QB)에 역회전을 제어하는 전류를 인가하면 제2트랜지스터(Q2)와 제 4트랜지스터(Q4)의 전류통로를 관통하는 누설전류를 최대한으로 감소시킬 수 있다.At this time, when the current for controlling the reverse rotation is applied to the reverse rotation driving transistor QB, the leakage current passing through the current paths of the second transistor Q2 and the fourth transistor Q4 can be reduced to the maximum.
전동기(M)를 역회전에 정회전으로 전환시킬 때도 상기 정회전에서 역회전으로 변화시킬 때와 마친가지로 정회전 구동 트랜지스터(QA)로 인가되는 회전제어전류(IN A)를 전류미러의 1제2트랜지스터(Q2)의 전류 통로를 통해 풀-다운시킴으로써, 제1트랜지스터(Q1)의 '온'되는 시점을 다소 지연시킨다.When the motor M is changed from reverse rotation to forward rotation, the rotation control current IN A applied to the forward rotation drive transistor QA is similar to that of the reverse rotation from the forward rotation. By pulling down through the current path of the second transistor Q2, the time point at which the first transistor Q1 is 'on' is somewhat delayed.
상기 제3도 및 제4도와 같이 구성된 H-브리지 출력단(OUTA, OUTB)에서는 각각의 회전제어 구동 토랜지스터(QA, QB)로 입력되는 두 입력신호(IN A, IN B)의 변화에 다라 제5도a와 같은 구동전압이 걸려 전동기(M)를 정회전에서 역회전시키거나 또는 역회전에서 정회전시킨다.In the H-bridge output stages OUTA and OUTB configured as shown in FIGS. 3 and 4, the two input signals IN A and IN B are inputted to the respective rotation control driving toristors QA and QB. The driving voltage shown in FIG. 5a is applied to rotate the motor M in forward rotation or forward rotation in reverse rotation.
이 경우 제5도a와 같이 구동 트랜지스터(QA 또는 QB)의 입력단으로 제공되는 회전제어 입력신호(IN A 또는 IN B)를 일정시간(td)동안 풀-다운시켜 지연 공급함으로서, 제 4트랜지스터(Q4) 또는 제 3 트랜지스터(Q3)가 완전히 턴-오프하지 않아 발생할 수 있는 누설전류를 제5도b와 같이 종래의 제2도보다 대폭적으로 감소시켰다.In this case, as shown in FIG. 5A, the rotation control input signal IN A or IN B provided to the input terminal of the driving transistor QA or QB is pulled down for a predetermined time td and delayed to supply the fourth transistor. Q4) or the third transistor Q3 does not completely turn off the leakage current can be significantly reduced compared to the conventional second degree as shown in FIG.
상술한 바와 같이 본 발명에서는, H-브리지 직류 전동기의 구동출력회로에 의해 직류 전동기가 정회전에서 역회전으로 혹은 역회전에서 정회전으로 방향 전환 할 때 발생하는 누설전류를 감소시킬 수 있어, 소비 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전원 잡음이나 접지 잡음에 대한 문제점을 해결할 수 있다.As described above, in the present invention, the drive output circuit of the H-bridge DC motor can reduce the leakage current generated when the DC motor changes direction from forward rotation to reverse rotation or from reverse rotation to forward rotation, thereby consuming In addition to reducing power, problems with power supply and ground noise can be solved.
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