이 절에서는 정전류 구동 IC를 사용할 때 숙지해야 하는 사양 중 하나인 "감쇠 제어"에 대해 설명합니다.
1. 스테핑 모터에서 코일 전류의 정전류 제어 및 감쇠(감쇠)
모터 코일은 흐르는 전류의 변화를 억제하는 특성이 있습니다.
스테핑 모터의 권선도 코일로 되어 있기 때문에 정격 전류 드라이브는 이 특성을 이용합니다.
2. 정전류 제어 방식
대부분 정전류 드라이버 IC를 사용한 정전류 제어는 다음과 같이 작동합니다.
(1) 전원 공급 장치에서 코일에 전압을 인가
(2) 코일 전류가 증가하여 전류 설정값에 도달하면 전원 공급 장치의 전압 인가를 중지합니다.
(3) 코일에 저장된 에너지는 통과할 수 있는 경로를 통해 전류를 정류하여 소모됩니다. 이때 코일에 흐르는 전류는 에너지가 소모되기 때문에 감쇠한다.
(4) 위의 (1), (2), (3) 단계를 일정한 간격으로 반복하여 정전류가 흐르는 정전류 제어를 수행합니다.
3. "감쇠 조절"이란 무엇입니까?
위의 (3)에서 우리는 "코일에 저장된 에너지는 통과할 수 있는 경로를 통해 전류를 정류하여 소비합니다. 이 경로를 제어하여 전류가 감쇠하는 방식을 변경할 수 있습니다.
빠른 붕괴
코일에 축적된 에너지는 배터리와 같은 기전력을 유지하고 전원을 향해 흐르는 경로의 FET[그림의 빨간색 원]를 ON으로 하여 전원을 통해 정류(회생)합니다.
이 때 전원의 임피던스가 낮아서 빨리 감퇴한다. 이것을 "빠른 붕괴"라고 합니다.
기생 다이오드에 전류가 흐르면 순방향 전압이 손실되므로 다이오드를 사용하지 않고 FET를 켜야 합니다.
슬로우 디케이
그러면 코일은 전원을 통하지 않고 코일 자체로 정류하는 경로의 FET[그림의 녹색 원]를 ON으로 하여 코일 자체에서 에너지를 소비할 수 있습니다. (경우에 따라 상단 2개의 FET가 ON이 됩니다.)
이 때 코일의 임피던스는 전원보다 상대적으로 높기 때문에 천천히 감쇠합니다. 이것을 "느린 붕괴"라고 합니다.
4. "감쇠 제어"를 사용할 때?
일반적으로 코일 자체에서 에너지를 소비하는 Slow Decay는 전류 리플이 적기 때문에 더 효율적입니다. 그러나 소모되지 않는 역기전력은 사용하는 모터의 용량, 부하, 속도, 구동방식(마이크로스텝)에 의해 발생될 수 있습니다. 이는 의도하지 않은 무효 전류로 이어질 수 있습니다.
이러한 경우 Fast Decay를 사용하면 역기전력이 전원에 흡수되어 무효전류가 흐르는 것을 방지할 수 있습니다.
이러한 방식으로 Decay 제어를 수행하면 이상적인 제어 전류에 가까워질 수 있습니다.
Decay 컨트롤이 필요한지 여부를 결정하기 위해 현재 파형을 확인해야 하기 때문에 Decay 컨트롤을 사용하는 것이 다소 어려워 보입니다. 그러나 Decay 제어를 자동으로 수행하는 일부 IC가 있으며 장비의 응답을 미세 조정하는 효과적인 기능이 되었습니다.