DC 모터의 가변속 제어법

1. DC 모터의 가변속 제어



이 구동전압을 변화시키는 방법으로 아날로그 방식과 펄스폭 변조방식의 두 가지 방법이 있다.
다음은 각 방식과 특징에 대해 설명한다.


2. 아날로그 방식의 가변속 제어



즉, 트랜지스터로 전압 dropper를 구성하고, 컬렉터 이미터간의 드롭 전압을 바꿈으로써 모터에 가해지는 구동전압을 가변으로 한다.
이 기본원리에 의해, 드롭퍼 전압이 그대로 열로 되어 손실로 되며, 특히 저속으로 할 때, 전력 사용 효율이 나빠지고 만다.
이 손실로 인해 발생하는 열대책을 위해, 큰 방열판을 필요로 하기 때문에 전체가 대형으로 되고 만다.
그러나, 소형 모터이고, 게다가 속도의 가변폭이 작아도 좋은 경우에는 손실을 작게 할 수 있다는 점과, 제어회로가 간단하기 때문에 흔히 사용되고 있다.


3. 펄스폭 변조(PWM) 방식



이 펄스 형상의 전압으로 DC 모터를 구동했을 때의 실제 모터에 가해지는 전압 파형은 아랫 그림과 같이 되며, 평균전력, 전압을 생각하면 외관상, 구동전압이 변화하고 있는 것이다.


여기서 중요한 기능을 담당하고 있는 것이 위의 회로도에 있는 다이오드이며, 일반적인 전원용 다이오드를 사용하지만, 그 동작 기능에 의해 flywheel diode라 부르고 있다.
즉, 트랜지스터가 Off로 되어 있는 동안, 모터의 코일에 축적된 에너지를 전류로 흘리는 작용을 한다(회생전류라 부른다).
이 상태를 그림으로 나타내면 아랫 그림과 같이 되며, 이 플라이휠 효과에 의해, 모터에 흐르는 전류는 트랜지스터가 Off로 되어 있는 동안에도 쉬지 않고 흐르고 있는 것처럼 보이게 되며, 평균전류도 On시의 전류와 이 회생전류의 합으로 된다.




4. IC에 의한 실제 회로


IC의 내부회로 블록은 아랫 그림과 같이 되어 있으며, 펄스폭의 기준이 되는 톱니파를 D/A 변환부 출력의 직류 레벨로 상하 동작시키고 있다.


이 모양을 그림으로 나타내면 중첩되는 D/A 변환부의 직류 레벨에 의해 톱니파가 상하로 움직이고, 출력 레벨을 끊는 위치가 연동하여 움직인다. 이에 따라 출력의 On/Off 펄스폭이 가변되는 것이다.



5. 실제의 사용 사례

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