KR100290117B1 - Micro step driving circuit of 3-phase step motor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 3상 스텝 모터의 마이크로 스텝 구동회로는, 적은 수의 소자로 모터 회전각의 해상도가 높은 3상 스텝모터의 마이크로 스텝 구동회로에 관한 것으로서, 제어부의 디지털 제어신호를 입력받아 아날로그 전류신호로 변환하는 D/A컨버터, D/A컨버터의 출력 아날로그 전류신호를 입력받아 아날로그 전위로 변환하는 전류 전압 변환기, 아날로그 전류 전압 변환기의 아날로그 출력전압을 제1단자에 입력받고 제1기준점의 전위를 제2단자에 입력되는 값과 비교하여 두 단자의 입력값의 차를 증폭하는 차동증폭부, 증폭부의 출력신호를 입력받아 PWM파를 생성하는 PWM파 생성기, PWM파 생성기의 출력신호와 상기 제어부의 모터 각상의 여자를 제어하는 여자제어신호를 입력받아 상기 스위칭 트랜지스터쌍의 스위칭을 제어하는 논리 게이트 회로, 논리게이트 회로의 출력 논리값을 직렬로 연결된 상, 하단 트랜지스터의 베이스에 입력받고, 이에 따라 모터 각상의 여자를 제어하는 스위칭 트랜지스터부를 포함하며, 3상 스텝모터의 회전각의 해상도를 높일 수 있고, 구동회로의 소자수를 감소시킨다.The micro-step driving circuit of the three-phase step motor of the present invention relates to a micro-step driving circuit of a three-phase step motor having a high resolution of the motor rotation angle with a small number of elements, and receives an analog current signal by receiving a digital control signal of the controller. D / A converter converts the current to the analog potential by receiving the output analog current signal of the D / A converter, and the analog output voltage of the analog current voltage converter to the first terminal and receives the potential of the first reference point. A differential amplifier for amplifying the difference between the input values of the two terminals in comparison with the value input to the second terminal, a PWM wave generator for generating the PWM wave by receiving the output signal of the amplification unit, an output signal of the PWM wave generator and Logic gate circuit and logic gay for controlling the switching of the switching transistor pair by receiving an excitation control signal for controlling the excitation of each motor phase The output logic value of the circuit is input to the base of the upper and lower transistors connected in series, and accordingly includes a switching transistor for controlling the excitation of each phase of the motor, the resolution of the rotation angle of the three-phase step motor can be increased, the driving circuit Reduce the number of elements in

Description

3상 스텝 모터의 마이크로 스텝 구동회로Micro step driving circuit of 3-phase step motor

본 발명은 스텝모터(step motor)의 마이크로 스텝 구동회로에 관한 것으로서, 스텝모터의 회전각을 정밀하게 제어하고 구동회로의 소자수를 감소시키는 마이크로 스텝 구동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro step driving circuit of a step motor, and more particularly, to a micro step driving circuit for precisely controlling the rotation angle of a step motor and reducing the number of elements of the driving circuit.

모터의 종류에는 모터의 구동방식에 따라 구동전원이 교류인 AC모터와 구동전원이 직류인 DC모터와 구동신호가 클럭펄스인 스텝모터로 구분할 수 있다.The motor may be classified into an AC motor having an AC power supply, a DC motor having a DC power supply, and a step motor having a clock pulse according to the driving method of the motor.

스텝모터는 클럭펄스에 의해 모터의 각 상의 전류의 흐름을 제어하여 모터를 구동하고, 스텝모터의 이동각도는 클럭펄스의 개수에 의해 결정된다. 즉, 예를 들면 클럭펄스가 180개에 한바퀴를 회전하는 스텝모터가 있다면, 클럭펄스 1개가 입력될 때마다 2°정도 이동한다.The step motor drives the motor by controlling the flow of current in each phase of the motor by a clock pulse, and the moving angle of the step motor is determined by the number of clock pulses. That is, for example, if there is a step motor which rotates one revolution per 180 clock pulses, each time one clock pulse is inputted, it moves about 2 °.

마이크로 스텝 구동은 스텝모터의 클럭펄스 1개가 입력될 때 모터 각 상의 코일에 흐르는 전류의 양을 조절하고, 이 전류의 크기의 변화에 따라 자계의 세기를 정밀하게 조절하고, 하나의 클럭펄스가 입력될 때 모터가 회전하는 각도를 감소시킴으로써 회전각도를 미세하게 제어하는 구동방식이다.The micro step driving adjusts the amount of current flowing through the coil on each motor when one clock pulse of the step motor is input, precisely adjusts the strength of the magnetic field according to the change of the magnitude of the current, and one clock pulse is input. It is a driving method to finely control the rotation angle by reducing the angle at which the motor rotates.

종래의 마이크로 스텝 구동회로는 일본특허공개공보 특개평5-219796에 나타나 있다.A conventional micro step driving circuit is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-219796.

종래의 마이크로 스텝 구동회로는, 특개평5-219796에 도시된 바와 같이, 모터의 각상에 대해 PROM, D/A컨버터, 다수의 연산 증폭기, AND 논리게이트, 스위칭 트랜지스터, 저항으로 구성되어 있다.The conventional micro step driving circuit is composed of a PROM, a D / A converter, a plurality of operational amplifiers, an AND logic gate, a switching transistor, and a resistor for each phase of the motor, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-219796.

여기서 마이크로 스텝모터 구동회로의 회전각의 정밀도는 PROM으로부터 D/A컨버터에 입력되는 디지털값에 의해 제어된다. 그런데, 종래의 마이크로 스텝 구동회로에서 PROM의 8비트 출력값중 2비트는 AND 논리게이트 단자에 입력되어 스위칭 트랜지스터의 스위칭을 제어하고, 나머지 6비트는 D/A컨버터에 입력되어 스텝모터의 해상도를 결정한다. 즉, 6비트의 디지털 신호가 입력되기 때문에 하나의 펄스가 입력될 때 회전하는 각을 64등분 할 수 있는데, 이는 8비트 디지털 신호 모두를 사용하는 것에 비해 모터 회전각의 해상도가 떨어진다.Here, the precision of the rotation angle of the micro step motor driving circuit is controlled by the digital value input from the PROM to the D / A converter. However, in the conventional micro step driving circuit, 2 bits of the 8-bit output value of the PROM are input to the AND logic gate terminal to control switching of the switching transistor, and the remaining 6 bits are input to the D / A converter to determine the resolution of the step motor. do. That is, since a 6-bit digital signal is input, the rotation angle can be divided into 64 equal parts when one pulse is input, which is inferior in resolution of the motor rotation angle compared to using all 8-bit digital signals.

또한 일본특허공개공보 특개평 5-219796에 도시된 바와 같이 마이크로 스텝 구동회로에 많은 수의 비교기와 같은 소자가 필요함으로 인해 구동회로가 복잡해지고 모터구동시에 잡음 등이 발생하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.In addition, as shown in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-219796, a large number of comparators such as comparators are required in the microstep driving circuit, resulting in complicated driving circuits, noise, etc., and high cost when driving the motor. there was.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3상 스텝모터의 회전각의 해상도를 증가시키고 구동회로의 소자수를 감소시킨 3상 마이크로 스텝 구동회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a three-phase micro-step driving circuit in which the resolution of the rotation angle of the three-phase step motor is increased and the number of elements in the driving circuit is reduced.

도1은 본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로를 도시한 것이고,Figure 1 shows a three-phase micro step driving circuit of the present invention,

도2는 본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로의 차동증폭부의 상세도이고,2 is a detailed view of the differential amplifier of the three-phase microstep driving circuit of the present invention;

도3은 본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로의 PWM파 생성기의 PWM파의 생성원리를 도시한 것이다.Fig. 3 shows the generation principle of the PWM wave of the PWM wave generator of the three-phase micro step driving circuit of the present invention.

본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로는, 제어부의 디지털 제어신호를 입력받아 아날로그 전류신호로 변환하는 D/A컨버터, D/A컨버터의 출력 아날로그 전류신호를 입력받아 아날로그 전위로 변환하는 전류 전압 변환기, 아날로그 전류 전압 변환기의 아날로그 출력전압을 제1단자에 입력받고 제1신호를 제2단자에 입력받아 양 단자의 입력값을 비교하여 두 단자의 입력값의 차를 증폭하는 차동증폭부, 차동증폭부의 출력신호를 입력받아 PWM파를 생성하는 PWM파 생성기, PWM파 생성기의 출력신호와 상기 제어부의 여자제어신호를 입력받아 PWM파 여자 제어신호를 발생하는 PWM파 여자 제어 신호 발생부, PWM파 여자제어신호에 따라 모터 각상에 구동전류를 인가하는 스위칭 트랜지스터부, 스위칭 트랜지스터부와 접지점 사이에 연결되어 모터 각상에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출용 저항을 포함하며, 제1신호는 전류 검출용 저항의 양단의 전위이고, 모터 각상에 구동회로가 각각 동일하게 연결된다.The three-phase micro-step driving circuit of the present invention includes a D / A converter that receives a digital control signal of a controller and converts it into an analog current signal, and a current voltage converter that receives an output analog current signal of a D / A converter and converts it into an analog potential. Differential amplification part that differentially amplifies the difference between the input values of two terminals by receiving the analog output voltage of the analog current voltage converter at the first terminal and the first signal at the second terminal. PWM wave generator for generating PWM wave by receiving negative output signal, PWM wave excitation control signal generator for generating PWM wave excitation control signal by receiving output signal of PWM wave generator and excitation control signal of the controller, PWM wave excitation A switching transistor for applying a driving current to each motor in accordance with the control signal, connected between the switching transistor and the ground point flows to each motor It includes a current detection resistor for detecting the current, and the first signal is a voltage of both ends of the current detection resistor is connected in the same manner each of the driving circuit for each phase motor.

PWM파 생성기는, 삼각파 형태의 펄스를 발생하는 삼각파 발생기, 제1단자에 상기 삼각파 발생기의 삼각파 형태의 펄스를 입력받고 제2단자에 상기 차동증폭부의 출력신호를 입력받아 제1,2단자의 입력값을 비교하여 PWM파를 출력하는 제1연산증폭기를 포함하는 것이 바람직하다.The PWM wave generator is a triangular wave generator for generating a pulse in the form of a triangular wave, a triangular wave type pulse of the triangular wave generator is input to a first terminal, and an output signal of the differential amplifier is input to a second terminal to receive the first and second terminals. It is preferable to include a first operational amplifier for outputting a PWM wave by comparing the values.

스위칭 트랜지스터부는, 컬렉터가 전원전압에 연결되고 베이스가 상기 제1논리곱 게이트의 출력단에 연결된 상단 트랜지스터, 컬렉터가 상기 상단 트랜지스터의 이미터에 연결되고 베이스가 상기 제2논리곱 게이트의 출력단에 연결된 하단 트랜지스터, 상기 상, 하단 트랜지스터의 컬렉터와 이미터의 양단에 각각 연결되어 트랜지스터의 파손을 방지하는 제1,2다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.The switching transistor includes a top transistor having a collector connected to a power supply voltage and a base connected to an output terminal of the first logical gate, a bottom connected to a collector connected to an emitter of the top transistor and a base connected to an output terminal of the second logical gate. Preferably, the transistor includes first and second diodes connected to both ends of the collector and the emitter of the upper and lower transistors to prevent breakage of the transistor.

이하에서는 본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the three-phase micro step driving circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 1상에 연결된 3상 마이크로 스텝 구동회로를 도시한 것이다.1 shows a three-phase micro step driving circuit connected to one motor phase according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 3상 마이크로 스텝 구동회로는 D/A컨버터(10), 전류전압변환기(20), 차동증폭부(30), PWM파 생성기(40), 논리 게이트 회로(50), 스위칭 트랜지스터부(60), 전류 검출용 저항(R9)으로 구성된다.The three-phase micro-step driving circuit of this embodiment includes a D / A converter 10, a current voltage converter 20, a differential amplifier 30, a PWM wave generator 40, a logic gate circuit 50, and a switching transistor section ( 60) and a resistor R9 for current detection.

D/A컨버터(10)의 출력단에 전류전압변환기(20)가 연결되고, 전류전압변환기(20)의 출력단에 차동 증폭부(30)가 연결되고, 상기 차동 증폭부의 출력단에 PWM파 생성기(40)가 연결되고, PWM파 생성기(40)의 출력단에 논리 게이트 회로(50)의 출력단이 연결되고, 논리 게이트 회로(50)의 출력단에 스위칭 트랜지스터부(60)가 연결되고, 전류 검출용 저항은 스위칭 트랜지스터부(60)와 접지점 사이에 연결된다.The current voltage converter 20 is connected to the output terminal of the D / A converter 10, the differential amplifier unit 30 is connected to the output terminal of the current voltage converter 20, and the PWM wave generator 40 is connected to the output terminal of the differential amplifier unit. ) Is connected, the output terminal of the logic gate circuit 50 is connected to the output terminal of the PWM wave generator 40, the switching transistor unit 60 is connected to the output terminal of the logic gate circuit 50, the resistance for current detection It is connected between the switching transistor section 60 and the ground point.

전류전압변환기(20)는 연산증폭기(A1)와 저항(R1, R2)으로 구성되며, 저항(R1)은 전원전압(Vcc)과 D/A컨버터(10)의 출력단 사이에 연결되고, 연산증폭기(A1)는 저항(R1)과 D/A컨버터(10)의 출력단의 공통단자에 -단자가 연결되고, 접지점에 +단자가 연결된다. 저항(R2)은 연산증폭기(A1)의 -단자와 출력단 사이에 연결된다.Current voltage converter 20 is composed of operational amplifier (A1) and resistors (R1, R2), resistor (R1) is connected between the power supply voltage (Vcc) and the output terminal of the D / A converter 10, operational amplifier A1 is connected to the common terminal of the resistor R1 and the output terminal of the D / A converter 10, and the + terminal is connected to the ground point. The resistor R2 is connected between the negative terminal and the output terminal of the operational amplifier A1.

차동 증폭부(30)는 연산증폭기(A2)와 저항(R3, R4, R5, R6, R7)으로 구성되며, 저항(R3)의 일단은 연산증폭기(A1)의 출력단에 연결되며, 저항(R3)의 타단과 접지점 사이에 저항(R6)이 연결된다. 저항(R3)과 저항(R6)의 공통단자에 연산증폭기(A2)의 +단자가 연결되고, 저항(R4)은 연산증폭기(A2)의 -단자에 연결되고, 저항(R5)은 연산증폭기(A2)의 -단자와 출력단 사이에 연결되고, 저항(R7)은 전원전압(Vcc)과 연산증폭기(A2)의 출력단 사이에 연결된다.The differential amplifier 30 includes an operational amplifier A2 and resistors R3, R4, R5, R6, and R7. One end of the resistor R3 is connected to the output terminal of the operational amplifier A1 and the resistor R3. A resistor (R6) is connected between the other end of the) and the ground point. The + terminal of the operational amplifier A2 is connected to the common terminal of the resistor R3 and the resistor R6, the resistor R4 is connected to the-terminal of the operational amplifier A2, and the resistor R5 is connected to the operational amplifier ( It is connected between the negative terminal of A2) and the output terminal, and the resistor R7 is connected between the power supply voltage Vcc and the output terminal of the operational amplifier A2.

PWM파 생성기(40)는 저항(R8)과 연산증폭기(A3)와 삼각파 발생기(45)로 구성되며, 저항(R8)의 일단은 연산증폭기(A2)의 출력단에 연결되고, 저항(R8)의 타단은 연산증폭기(A3)의 +단자에 연결되고, 연산증폭기(A3)의 -단자에 삼각파발생기(45)가 연결된다.The PWM wave generator 40 is composed of a resistor R8, an operational amplifier A3, and a triangular wave generator 45. One end of the resistor R8 is connected to an output terminal of the operational amplifier A2, and The other end is connected to the + terminal of the operational amplifier A3, the triangular wave generator 45 is connected to the-terminal of the operational amplifier A3.

PWM파 여자 제어신호 발생부(50)는 논리곱 게이트(AND1, AND2)와 인버터(INV)로 구성되며, 연산증폭기(A3)의 출력단이 논리곱 게이트(AND1, AND2)의 입력단자에 연결되고, 여자제어신호는 논리곱 게이트(AND1)의 다른 입력단자에 입력되고, 인버터(INV)는 여자제어신호를 입력받아 논리곱 게이트(AND2)의 출력값은 다른 입력단자에 입력된다.The PWM wave excitation control signal generator 50 is composed of AND gates AND1 and AND2, and an inverter INV. An output terminal of the operational amplifier A3 is connected to an input terminal of AND gates AND1 and AND2. The excitation control signal is input to the other input terminal of the AND gate AND1, and the inverter INV receives the excitation control signal and the output value of the AND gate AND2 is input to the other input terminal.

스위칭 트랜지스터부(60)는 트랜지스터(TR1, TR2)와 다이오드(D1,D2)로 구성되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터는 전원전압에 연결되고, 트랜지스터(TR1)의 베이스는 논리곱 게이트(AND1)의 출력단에 연결되고, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터는 트랜지스터(TR1)의 이미터에 연결되고, 트랜지스터(TR2)의 베이스는 논리곱 게이트(AND2)의 출력단에 연결되고, 다이오드(D1)는 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 이미터의 양단에 연결되고, 다이오드(D2)는 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 이미터의 양단에 연결된다.The switching transistor unit 60 is composed of transistors TR1 and TR2 and diodes D1 and D2, a collector of the transistor TR1 is connected to a power supply voltage, and the base of the transistor TR1 is an AND gate AND1. Is connected to the output terminal of the transistor TR2, the collector of the transistor TR1 is connected to the emitter of the transistor TR1, the base of the transistor TR2 is connected to the output terminal of the AND gate AND2, the diode D1 is connected to the transistor ( It is connected across the collector and the emitter of TR1 and diode D2 is connected across the collector and the emitter of transistor TR2.

저항(R9)은 스위칭 트랜지스터부(60)와 접지점 사이에 연결되고, 저항(R9)과 스위칭 트랜지스터부(60)의 공통단자는 저항(R4)에 연결된다.The resistor R9 is connected between the switching transistor unit 60 and the ground point, and the common terminal of the resistor R9 and the switching transistor unit 60 is connected to the resistor R4.

이하에서는 본 실시예의 동작에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

D/A컨버터(10)는 모터의 회전각의 해상도(resolution)를 결정하는 디지털 제어신호를 입력받아 아날로그 전류값으로 변환한다. 이때 입력되는 디지털 제어신호는 8비트의 2진 신호이다. 종래의 마이크로 스텝 구동회로는 6비트만 모터에 흐르는 전류제어에 사용하고, 나머지 비트는 논리 게이트의 제어에 사용되었는데, 본 실시예는 8비트 모두를 모터에 흐르는 전류제어에 사용한다.The D / A converter 10 receives a digital control signal that determines the resolution of the rotation angle of the motor and converts it into an analog current value. The input digital control signal is an 8-bit binary signal. In the conventional micro step driving circuit, only 6 bits are used to control the current flowing through the motor, and the remaining bits are used to control the logic gate. In this embodiment, all 8 bits are used to control the current flowing through the motor.

이로 인해 3상 스텝모터에서 하나의 펄스가 인가될 때 회전하는 모터의 회전각을 256( 28 )등분으로 분할하여 정밀하게 제어할 수 있다. 왜냐하면, 도3에 도시된 바와 같이, 디지털 제어신호의 비트수가 증가하면 도3의 ①의 레벨을 정밀하게 조절할 수 있고, 이에 의해 도3의 PWM파의 듀티비를 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 이로써 모터의 회전각의 해상도를 높일 수 있게 된다.As a result, when one pulse is applied in a three-phase step motor, the rotation angle of the rotating motor is 256 ( 2 8 Divided into equal parts for precise control. Because, as shown in Fig. 3, when the number of bits of the digital control signal is increased, the level of? In Fig. 3 can be precisely adjusted, whereby the duty ratio of the PWM wave of Fig. 3 can be precisely controlled. This makes it possible to increase the resolution of the rotation angle of the motor.

전류전압변환부(20)는 D/A컨버터(10)의 아날로그 출력전류를 전압으로 변환한다.The current voltage converter 20 converts the analog output current of the D / A converter 10 into a voltage.

차동증폭부(30)는 출력단의 저항(R9)의 전위와 전류전압변환부(20)의 출력전압을 입력받아 그 차를 증폭한다.The differential amplifier 30 receives the potential of the resistor R9 of the output terminal and the output voltage of the current voltage converter 20 and amplifies the difference.

이에 대해서는 도2를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 2.

도2는 본 실시예의 차동증폭부(30)의 상세도이다. 여기서, 저항(R3, R4, R5, R6)의 값은 동일하다고 가정한다. 이상적인 연산증폭기의 경우 연산증폭기(A2)의 입력단자의 입력전류는 0이고, 양 입력단자의 양단의 전위는 동일하다. 이러한 특성을 이용해 차동증폭의 원리를 설명한다.2 is a detailed view of the differential amplifier 30 of this embodiment. Here, it is assumed that the values of the resistors R3, R4, R5, and R6 are the same. In the ideal operational amplifier, the input current of the input terminal of the operational amplifier A2 is 0, and the potentials of both ends of the input terminals are the same. Using these characteristics, we explain the principle of differential amplification.

도2의 차동증폭부는 아래와 같은 식이 성립한다.The differential amplifier of FIG. 2 has the following equation.

수학식1과 2를 정리하면, 아래의 수학식이 된다.Equations 1 and 2 are summarized as follows.

V3=V1-V2 V 3 = V 1 -V 2

위식에 의해 전류전압변환부(20)의 출력전압( V1 )과 출력단의 저항(R9)의 전압( V2 )의 차를 증폭함을 알 수 있다.The output voltage of the current voltage converter 20 by V 1 ) And the voltage (R9) at the output V 2 It can be seen that the difference between

PWM파 생성기(40)는, 도3에 도시한 바와 같이, 차동증폭부(30)의 출력전압을 +단자에 입력받고 삼각파발생기(45)에서 생성한 삼각파를 -단자에 입력받아 +단자의 입력신호가 크면 하이논리값을 출력하고, +단자의 입력신호가 작으면 로우 논리값을 출력한다.As shown in FIG. 3, the PWM wave generator 40 receives the output voltage of the differential amplifier 30 at the + terminal and receives the triangle wave generated at the triangle wave generator 45 at the-terminal. If the signal is large, a high logic value is output. If the input signal of the + terminal is small, a low logic value is output.

본 실시예에서는 차동증폭부(30)와 PWM파 생성기(40)의 동작에 의해 모터각상에 흐르는 전류의 양을 제어하고, 이로써 모터의 회전각을 제어한다. 이의 동작을 이하에서 설명한다.In this embodiment, the amount of current flowing on each motor is controlled by the operation of the differential amplifier 30 and the PWM wave generator 40, thereby controlling the rotation angle of the motor. Its operation is described below.

차동증폭부(30)의 동작에 의해 모터에 흐르는 전류가 많을 때와 적을 때에 모터에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 모터에 흐르는 전류가 많으면 저항(R9)의 전압( V2 )이 높아지고 이로 인해 차동증폭부의 출력전압( V3 )이 낮아진다. 출력전압( V3 )이 낮아지면 도3의 전위①의 레벨이 낮아지므로 듀티비가 감소한다. PWM파의 듀티비가 감소하면 모터의 온시간이 줄어들고, 이로 인해 모터에 흐르는 전류의 양을 감소시킨다.By the operation of the differential amplifier 30, the current flowing through the motor can be controlled when the current flowing through the motor is large and small. If there is a lot of current flowing in the motor, the voltage of the resistor (R9) ( V 2 ), Which causes the output voltage of the differential amplifier ( V 3 ) Is lowered. Output voltage V 3 When () decreases, the duty ratio decreases because the level of the potential 1 of FIG. 3 decreases. Reducing the duty ratio of the PWM waves reduces the on time of the motor, which in turn reduces the amount of current flowing through the motor.

모터에 흐르는 전류가 적으면 저항(R9)의 전압( V2 )이 낮아지고 출력전압( V3 )은 높아진다. 출력전압( V3 )이 높아지면 도3의 전위①의 레벨이 높아지므로 듀티비가 증가한다. PWM파의 듀티비가 증가하면 모터의 온시간이 증가하고, 이로 인해 모터에 흐르는 전류의 양이 증가한다.If the current flowing through the motor is small, the voltage of the resistor (R9) ( V 2 ) And the output voltage ( V 3 ) Increases. Output voltage V 3 When () increases, the duty ratio increases because the level of the potential 1 of FIG. 3 increases. Increasing the duty ratio of the PWM waves increases the on time of the motor, thereby increasing the amount of current flowing through the motor.

이상과 같은 동작에 의해 모터에 흐르는 전류의 오차를 제어할 수 있다.By the above operation, the error of the current flowing through the motor can be controlled.

PWM파 여자 제어 신호 발생부(50)는 PWM파 생성기(40)의 PWM파와 제어 로직 회로에서 생성하는 모터여자 제어신호를 입력받아 스위칭 트랜지스터부(60)의 스위칭을 제어하는 신호를 생성한다. 논리곱 게이트(AND2)의 여자제어신호가 입력되는 단자에 인버터를 설치하였는데, 이로 인해 스위칭 트랜지스터부(60)의 상하단 트랜지스터의 베이스에 입력되는 신호는 상호 상반된 신호가 입력된다. 즉, PWM파 발생기의 출력값이 하이인 동안에, 여자제어신호가 하이라면 트랜지스터(TR1)가 턴온되고 트랜지스터(TR2)가 오프되며, 여자제어신호가 로우라면 트랜지스터(TR2)가 턴온되고 트랜지스터(TR1)가 오프된다. 트랜지스터(TR1)가 턴온되면 도1의 U상의 모터코일에 전류가 흘러 들어가고, 트랜지스터(TR2)가 턴온되면 도1의 U상의 모터코일로 전류가 흘러 들어온다.The PWM wave excitation control signal generator 50 receives a PWM wave of the PWM wave generator 40 and a motor excitation control signal generated by the control logic circuit to generate a signal for controlling the switching of the switching transistor unit 60. An inverter is provided at a terminal to which the excitation control signal of the AND gate AND2 is input. As a result, a signal in which signals input to the base of the upper and lower transistors of the switching transistor unit 60 are input to each other. That is, while the output value of the PWM wave generator is high, if the excitation control signal is high, the transistor TR1 is turned on and the transistor TR2 is turned off. If the excitation control signal is low, the transistor TR2 is turned on and the transistor TR1 is turned on. Is off. When the transistor TR1 is turned on, current flows into the motor coil of U phase of FIG. 1, and when the transistor TR2 is turned on, current flows into the motor coil of U phase of FIG. 1.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예는 디지털 제어신호의 모든 비트를 모터 회전각의 제어에 사용됨으로써 모터 회전각의 해상도를 증가시키고, 모터여자제어신호를 스위칭트랜지스터를 스위칭하는 신호로 사용함으로써 소자수를 감소시킨다.As described above, in this embodiment, all bits of the digital control signal are used for controlling the motor rotation angle, thereby increasing the resolution of the motor rotation angle, and using the motor excitation control signal as a signal for switching the switching transistor. Decreases.

본 발명의 3상 마이크로 스텝모터 구동회로는 본 실시예에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변화가 가능하다.The three-phase micro step motor driving circuit of the present invention is not limited to this embodiment, and various changes are possible.

본 발명의 3상 마이크로 스텝 구동회로에 따르면, 3상 스텝모터의 회전각의 해상도를 높일 수 있고, 구동회로의 소자수를 감소시킨다.According to the three-phase micro-step driving circuit of the present invention, the resolution of the rotation angle of the three-phase step motor can be increased, and the number of elements of the driving circuit is reduced.

Claims (4)

제어부의 제어신호와 모터 여자제어신호를 입력받아 3상 스텝모터를 구동하는 3상 마이크로 스텝 구동회로에서,In the three-phase micro step driving circuit that receives the control signal and the motor excitation control signal of the controller to drive the three-phase step motor, 상기 제어부의 디지털 제어신호를 입력받아 아날로그 전류신호로 변환하는 D/A컨버터,A D / A converter which receives the digital control signal of the controller and converts it into an analog current signal; 상기 D/A컨버터의 출력 아날로그 전류신호를 입력받아 아날로그 전위로 변환하는 전류 전압 변환기,A current voltage converter which receives an output analog current signal of the D / A converter and converts it into an analog potential; 상기 아날로그 전류 전압 변환기의 아날로그 출력전압을 제1단자에 입력받고 제1신호를 제2단자에 입력받아 양 단자의 입력값을 비교하여 두 단자의 입력값의 차를 증폭하는 차동증폭부,A differential amplifier for amplifying the difference between the input values of the two terminals by inputting the analog output voltage of the analog current voltage converter to the first terminal and receiving the first signal to the second terminal; 상기 증폭부의 출력신호를 입력받아 PWM파를 생성하는 PWM파 생성기,PWM wave generator for generating a PWM wave receiving the output signal of the amplifier, 상기 PWM파 생성기의 출력신호와 상기 제어부의 여자제어신호를 입력받아 PWM파 여자 제어신호를 발생하는 PWM파 여자 제어 신호 발생부,PWM wave excitation control signal generator for receiving the output signal of the PWM wave generator and the excitation control signal of the control unit to generate a PWM wave excitation control signal, 상기 PWM파 여자제어신호에 따라 모터 각상에 구동전류를 인가하는 스위칭 트랜지스터부,Switching transistor unit for applying a drive current to each motor in accordance with the PWM wave excitation control signal, 상기 스위칭 트랜지스터부와 접지점 사이에 연결되어 모터 각상에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출용 저항을 포함하며,A current detection resistor connected between the switching transistor unit and a ground point to detect a current flowing in each phase of the motor, 상기 제1신호는 전류 검출용 저항의 양단의 전위이고, 모터 각상에 상기한 구동회로가 각각 동일하게 연결된 3상 마이크로 스텝 구동회로.And said first signal is a potential at both ends of a current detecting resistor, and each of said drive circuits is equally connected to each motor. 제1항에서,In claim 1, 상기 PWM파 생성기는,The PWM wave generator, 삼각파 형태의 펄스를 발생하는 삼각파 발생기,A triangular wave generator for generating a triangular wave-shaped pulse, 제1단자에 상기 삼각파 발생기의 삼각파 형태의 펄스를 입력받고 제2단자에 상기 차동증폭부의 출력신호를 입력받아 제1,2단자의 입력값을 비교하여 PWM파를 출력하는 제1연산증폭기를 포함하는 3상 마이크로 스텝 구동회로.A first operational amplifier configured to input a pulse of a triangular wave form of the triangular wave generator to a first terminal, receive an output signal of the differential amplifier part to a second terminal, and compare the input values of the first and second terminals to output a PWM wave; 3-phase micro step driving circuit. 제1항에서,In claim 1, 상기 PWM파 여자 제어신호 발생부는,The PWM wave excitation control signal generator, 상기 PWM파 생성기의 출력신호를 제1단자에 입력받고 상기 모터여자 제어신호를 제2단자에 입력받아 논리곱하여 상기 스위칭 트랜지스터부에 출력하는 제1논리곱 게이트,A first logical gate configured to receive the output signal of the PWM wave generator at a first terminal and to receive the motor excitation control signal at a second terminal to perform an AND operation to output the switching signal to the switching transistor; 상기 PWM파 생성기의 출력신호를 제1단자에 입력받고 상기 모터여자 제어신호의 반전된 값을 입력받아 논리곱하여 상기 스위칭 트랜지스터부에 출력하는 제2논리곱 게이트를 포함하는 3상 마이크로 스텝 구동회로.And a second logical gate which receives the output signal of the PWM wave generator at a first terminal, receives an inverted value of the motor excitation control signal, and logically multiplies the output signal to the switching transistor. 제3항에서,In claim 3, 상기 스위칭 트랜지스터부는,The switching transistor unit, 컬렉터가 전원전압에 연결되고 베이스가 상기 제1논리곱 게이트의 출력단에 연결된 상단 트랜지스터,An upper transistor having a collector connected to a power supply voltage and a base connected to an output terminal of the first logical gate; 컬렉터가 상기 상단 트랜지스터의 이미터에 연결되고 베이스가 상기 제2논리곱 게이트의 출력단에 연결된 하단 트랜지스터,A bottom transistor having a collector connected to the emitter of the top transistor and a base connected to the output of the second logical gate, 상기 상, 하단 트랜지스터의 컬렉터와 이미터의 양단에 각각 연결되어 트랜지스터의 파손을 방지하는 제1,2다이오드를 포함하는 3상 마이크로 스텝 구동회로.And a first and second diodes connected to both ends of the collector and the emitter of the upper and lower transistors to prevent breakage of the transistor.
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